CN112915514A

CN112915514A - 可调节式多功能拳击训练系统

Info

Publication number: CN112915514A
Application number: CN202110125368.0A
Authority: CN
Inventors: 王利平
Original assignee: Chongqing Vocational Institute of Engineering
Current assignee: Chongqing Vocational Institute of Engineering
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2041-01-29
Also published as: CN112915514B

Abstract

本发明涉及体育训练技术领域，具体公开了可调节式多功能拳击训练系统，包括VR头显和沙袋本体；VR头显用于根据沙袋本体的空间位置生成模拟对手图像；模拟对手图像为半身图像，包括双手部分和非双手部分；非双手部分与沙袋本体重合；双手部分包括模拟手臂部分和模拟拳套部分；还包括气体调节模块和分布在沙袋本体内的若干气囊；气体调节模块用于为每一气囊独立充气或放气；气囊默认状态为充气饱和状态；VR头显还用于在生成的模拟拳套部分位于沙袋本体与用户之间时，将模拟拳套部分投影在沙袋本体的位置数据发送至气体调节模块，气体调节模块基于位置数据控制对应范围内的气囊放气。采用本发明的技术方案能够增强实战模拟效果。

Description

可调节式多功能拳击训练系统

技术领域

本发明涉及体育训练技术领域，特别涉及可调节式多功能拳击训练系统。

背景技术

拳击训练靶是拳击运动员或者拳击爱好者用来练习出拳的设备，能够有效锻炼手臂肌肉、提高出拳力量和速度，形成出拳套路，提升拳击技巧。但现有的拳击训练靶，只能供训练者击打，功能较为单一。

为此，公开号为CN107349584B的中国专利公开了一种模拟实战训练沙袋系统，包括沙袋、底座和VR头显。底座包括电池、存储器、数据传输装置、控制器、处理器、电机和轮子。沙袋包括定位装置，定位装置置于沙袋上方，底座装有轮子，轮子与电机相连，电机与控制器相连，存储器置于底座内，电池置于底座中，控制器置于底座中，处理器置于底座中，数据传输装置置于底座中，与处理器相连。

上述方案将传统的实战陪练用虚拟的对像代替，将实战训练和沙袋训练相结合；拳击选手带上VR头显后，就能看到模拟拳手，模拟实战条件训练，树立正确的反应。拳击选手攻击时，攻击的落点将落在沙袋上，训练拳击选手的力量、准确度，速度和距离感。

但是，上述方案中仅仅是将沙袋从视觉观感上替换为了模拟拳手，当用户击打模拟拳手的不同位置时，手感不会有任何变化，和直接击打沙袋相比，给用户带来的提升不大，不能很好的模拟实战。

为此，需要一种能增强实战模拟效果的可调节式多功能拳击训练系统。

发明内容

本发明提供了可调节式多功能拳击训练系统，能够增强实战模拟效果。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

可调节式多功能拳击训练系统，包括VR头显、第一追踪器、定位基站、移动底座和固定在移动底座上的沙袋本体；

移动底座用于带动沙袋本体移动，第一追踪器固定在沙袋本体的顶部，第一追踪器用于接收定位基站的信号计算沙袋本体的空间位置，将沙袋本体的空间位置发送至VR头显，VR头显用于根据沙袋本体的空间位置生成模拟对手图像；

模拟对手图像为半身图像，包括双手部分和非双手部分；非双手部分与沙袋本体重合；双手部分包括模拟手臂部分和模拟拳套部分；

还包括气体调节模块和分布在沙袋本体内的若干气囊；气体调节模块用于为每一气囊独立充气或放气；气囊默认状态为充气饱和状态；

VR头显还用于在生成的模拟拳套部分位于沙袋本体与用户之间时，将模拟拳套部分投影在沙袋本体的位置数据发送至气体调节模块，气体调节模块基于位置数据控制对应范围内的气囊放气。

基础方案原理及有益效果如下：

使用时，用户戴上VR头显，VR头显根据沙袋本体的空间位置生成模拟对手图像，用户通过观看模拟对手图像，确认对手位置，然后进行击打，可以准确的击打在沙袋本体上。传统的VR模拟训练也仅限于此。而本方案中，通过分布在沙袋本体内的若干气囊的充气以及放气，可以模拟不同的击打效果。

因为在实际的拳击训练中，陪练的对手会用双手进行防御，在本方案中，就体现为模拟对手用模拟拳套部分进行防御。当用户击中模拟拳套部分时，由于沙袋本体对应位置的气囊放气，可以模拟拳套部分松软的触感，增强用户的实际体验。也可以提醒用户，这次击打被对手所防御了，促进用户寻找对手的防御空挡进行击打，能更好的模拟实战，达到良好的训练效果。

进一步，所述气体调节模块包括控制器和气泵；气囊包括气口；气囊的气口固定有电磁阀；电磁阀通过充气管与气泵连接；气泵和电磁阀均与控制器电连接；

放气时，控制器控制电磁阀打开，气泵吸气；充气时，控制器控制电磁阀打开，气泵打气；气囊处于默认状态时，控制器控制电磁阀关闭。

通过气泵和电磁阀的配合，能对每一个气囊进行快速的充气和放气。

进一步，所述训练系统还包括拳击手套和第二追踪器；第二追踪器固定在拳击手套上，第二追踪器用于接收定位基站的信号计算拳击手套的空间位置，将拳击手套的空间位置发送至VR头显，VR头显基于拳击手套的空间位置生成用户的双手模拟图像。

便于用户知晓自己的双手所在位置，体验更好。

进一步，所述VR头显还用于根据拳击手套的空间位置变化分析用户的出拳路线，基于用户的出拳路线判断用户的击打位置，基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作。

能使模拟对手更接近真实的陪练，训练效果更好。

进一步，所述VR头显还用于在训练前生成难度选项，根据拳击手套的空间位置变化获取用户的选择；难度选项包括简单、正常和困难；

当用户的选择为简单时，VR头显在判断出用户的击打位置后延时第一预设时间，再基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作；

当用户的选择为正常时，VR头显在判断出用户的击打位置后延时第二预设时间，再基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作；

当用户的选择为困难时，VR头显在判断出用户的击打位置后立即基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作；

其中，第一预设时间大于第二预设时间。

用户戴上VR头显后，可以通过移动拳击手套来选择合适自己的难度。难度越大，模拟对手的反应越快。用户根据自己的实力选择合适难度的模拟对手，不容易出现一边倒的情况，训练效果更好。

进一步，所述第二追踪器还用于计算用户的出拳速度，将出拳速度发送至VR头显，VR头显还用于显示出拳速度的数值。

可以让用户实时了解自己的出拳速度。

进一步，当用户的选择为简单时，所述VR头显还用于将判断的用户击打位置标记为预测击打位置，在用户出拳时，对用户进行眼球追踪，识别用户的观察位置，判断观察位置与预测击打位置是否一致，如果不一致，判断用户的出拳速度是否小于阈值，如果小于阈值，生成假动作信息。

进一步，所述VR头显还用于在生成假动作信息后，向控制器发送模拟指令，气体调节模块还包括扬声器，控制器接收到模拟指令后，控制扬声器播放预存的气泵工作噪音。

正常用户在击打时，击打位置和观察位置是一致的，即看向哪里就击打哪里。如果预测击打位置与观察位置不一致，就可能是用户为了迷惑对手而做出的假动作。由于用户在做假动作时，出拳速度相对较小，通过判断用户的出拳速度能进一步提高识别假动作的成功率。

由于用户做出了假动作，用户不会击打预测击打位置，如果还是将对应范围内的气囊吸气，后续还要为其进行充气，操作比较复杂，而且一吸一充耗费的时间也较多。但是由于气泵工作存在一定的噪音，如果不对气囊进行吸气，用户能通过声音觉察出气泵没有工作，进而怀疑自己的假动作是不是没有效果，会对用户的训练产生影响，降低用户使用假动作的兴致，也就降低了用户体验。本优选方案中，在用户做出假动作时，控制扬声器播放预存的气泵工作噪音，既能降低用户觉察的概率，又能避免对气囊进行充放气，能简化操作，降低能耗，还可以延长气泵的使用寿命，避免气泵频繁使用，降低故障率。

进一步，还包括图像采集模块，图像采集模块固定在沙袋本体的顶部，用于采集用户训练时的影像。

用户训练完毕后，可以通过观看影像来判断技术动作是否标准，有助于提升训练效果。

进一步，所述VR头显还用于在发送模拟指令后，判断第三预设时间内用户是否将VR头显摘下，如果摘下，VR头显向图像采集模块发送回传指令，图像采集模块用于将当前采集的影像发送至VR头显，VR头显还基于当前采集的影像判断用户是否存在对沙袋本体进行检查的行为，如果用户存在对沙袋本体进行检查的行为，VR头显在生成假动作信息后随机向控制器发送模拟指令。

对于大部分人来说，无法分辨预存的气泵工作噪音与气泵实际工作产生的噪音之间的区别，但是预存的气泵工作噪音与气泵实际工作产生的噪音无法做到100％的相同，不排除感官敏锐的用户察觉出其中区别的情况，在这种情况下，用户刚开始会怀疑气泵出现故障，但是一段时间后总结规律，会发现只有在做出假动作时会出现这种情况，容易推理出假动作被识别出来了。

当VR头显在发送模拟指令后，第三预设时间内用户将VR头显摘下，对沙袋本体进行检查，大概率是用户已经察觉出预存的气泵工作噪音与气泵实际工作产生的噪音之间存在区别，设定第三预设时间，能增强摘下VR头显与发出预存的气泵工作噪音之间的关联性，排除用户正常训练完毕摘下VR头显的情况。

在此之后，随机向控制器发送模拟指令，也就是用户使用假动作不一定能触发扬声器工作，也就没有规律可言，能有效降低用户知道假动作被识别出来了的概率，提高用户体验。

附图说明

图1为实施例一可调节式多功能拳击训练系统中移动底座及沙袋本体的示意图；

图2为实施例一可调节式多功能拳击训练系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：移动底座1、沙袋本体2、第一追踪器3、气囊4。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例的可调节式多功能拳击训练系统可调节式多功能拳击训练系统，包括拳击手套、VR头显、第一追踪器3、第二追踪器、定位基站、移动底座1和固定在移动底座1上的沙袋本体2。

移动底座1用于带动沙袋本体2移动，第一追踪器3固定在沙袋本体2的顶部，第一追踪器3用于接收定位基站的信号计算沙袋本体2的空间位置，将沙袋本体2的空间位置发送至VR头显，VR头显用于根据沙袋本体2的空间位置生成模拟对手图像。本实施例中，第一追踪器3根据接收定位基站发射来的各个方向红外线信号的位置和所需的时间，计算沙袋本体2的空间位置，这部分内容属于现有技术，这里不再赘述。

模拟对手图像为半身图像，包括双手部分和非双手部分；非双手部分与沙袋本体2重合；双手部分包括模拟手臂部分和模拟拳套部分。本实施例中，非双手部分即躯干和头部。本实施例中，模拟手臂部分的透明度高于非双手部分和模拟拳套部分，模拟手臂部分的透明度高，从视觉上看，没有非双手部分和模拟拳套部分明显，便于用户将注意力集中在非双手部分和模拟拳套部分上。

还包括气体调节模块和分布在沙袋本体2内的若干气囊4。在实际应用中，还可以对沙袋本体2对应头部和躯干位置的气囊4大小和数量进行调整，例如头部对应位置气囊4数量多、体积小，躯干位置气囊4数量少、体积大，因为防守多集中在头部，气囊4数量多、体积小便于进行更精细的模拟。

气体调节模块用于为每一气囊4独立充气或放气；具体的，气体调节模块包括控制器和气泵；气囊4包括气口；气囊4的气口固定有电磁阀，电磁阀还通过充气管与气泵连接；气泵和电磁阀均与控制器电连接；放气时，控制器控制电磁阀打开，气泵吸气；充气时，控制器控制电磁阀打开，气泵打气；气囊4处于默认状态时，控制器控制电磁阀关闭。气囊4默认状态为充气饱和状态，充气饱和状态指气囊4内的气压满足预设气压值。本实施例中，气囊4内还填充有沙子，气囊4的气口还固定有筛网，筛网孔洞的直径应小于沙子的直径，具体的，沙子的填充量占气囊4体积的70％。填充沙子后，即使气囊4放气，也具有一定的硬度，击打体验更好。

第二追踪器固定在拳击手套上，第二追踪器用于接收定位基站的信号计算拳击手套的空间位置，将拳击手套的空间位置发送至VR头显，VR头显基于拳击手套的空间位置生成用户的双手模拟图像。

VR头显还用于根据拳击手套的空间位置变化分析用户的出拳路线，基于用户的出拳路线判断用户的击打位置，基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作。VR头显还用于在生成的模拟拳套部分位于沙袋本体2与用户之间时，将模拟拳套部分投影在沙袋本体2的位置数据发送至气体调节模块，气体调节模块基于位置数据控制对应范围内的气囊4放气。气体调节模块还用于模拟拳套部分的投影离开原位置时，将已放气的气囊4充气。

实施例二

本实施例和实施例一的区别在于，本实施例中VR头显还用于在训练前生成难度选项，根据拳击手套的空间位置变化获取用户的选择；难度选项包括简单、正常和困难；

当用户的选择为正常时，VR头显在判断出用户的击打位置后延时第二预设时间，再基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作；第一预设时间大于第二预设时间，换句话说，简单难度下，模拟对手的反应更慢。

当用户的选择为困难时，VR头显在判断出用户的击打位置后立即基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作。

在其他实施中，移动底座1还可以带动沙袋本体2移动，实现和用户之间的位置变化，来进行防守，有助于用户掌握距离感。

第二追踪器还用于计算用户的出拳速度，将出拳速度发送至VR头显，VR头显还用于显示出拳速度的数值。在其他实施例中，还可以采集用户的拳击力量等数据，进行显示。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于，本实施例中，当用户的选择为简单时，VR头显还用于将判断的用户击打位置标记为预测击打位置，在用户出拳时，对用户进行眼球追踪，识别用户的观察位置，判断观察位置与预测击打位置是否一致，如果不一致，判断用户的出拳速度是否小于阈值，如果小于阈值，生成假动作信息。VR头显还用于在生成假动作信息后，向控制器发送模拟指令。

气体调节模块还包括扬声器，控制器接收到模拟指令后，控制扬声器播放预存的气泵工作噪音。

还包括图像采集模块，图像采集模块固定在沙袋本体2的顶部，用于采集用户训练时的影像。

VR头显还用于在发送模拟指令后，判断第三预设时间内用户是否将VR头显摘下，如果摘下，VR头显向图像采集模块发送回传指令，图像采集模块用于将当前采集的影像发送至VR头显，VR头显还基于当前采集的影像判断用户是否存在对沙袋本体2进行检查的行为，如果用户存在对沙袋本体2进行检查的行为，VR头显在生成假动作信息后随机向控制器发送模拟指令。第三预设时间为10-30秒，本实施例中为30秒。

实施例四

本实施例与实施一的区别在于，本实施例中，VR头显还用于根据拳击手套的空间位置变化分析用户的出拳时间，基于出拳时间计算用户的出拳频率，判断用户的出拳频率与预设的推荐频率是否一致，如果不一致，VR头显还用于播放节奏音效。

VR头显还用于在播放节奏音效第四预设时间后，判断用户的出拳频率与预设的推荐频率是否一致，如果不一致，继续播放节奏音效，如果一致，在播放节奏音效中，随机中断若干秒，VR头显还用于在再次播放节奏音效第四预设时间后，判断用户的出拳频率与预设的推荐频率是否一致，如果不一致，维持播放节奏音效中，随机中断若干秒的播放方式，如果一致，结束播放节奏音效。

本实施中，通过播放节奏音效，可以引导用户根据一定的节奏来出拳，使用户的出拳频率逐渐和预设的推荐频率一致，让用户形成肌肉记忆。本实施例中，在用户的出拳频率与预设的推荐频率一致时，不会立即停止播放节奏音效，而是先随机中断若干秒，如果用户还能保持预设的推荐频率，再结束播放节奏音效，这样有一个良好的过度，对用户的引导效果更好。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.可调节式多功能拳击训练系统，包括VR头显、第一追踪器、定位基站、移动底座和固定在移动底座上的沙袋本体；

其特征在于，模拟对手图像为半身图像，包括双手部分和非双手部分；非双手部分与沙袋本体重合；双手部分包括模拟手臂部分和模拟拳套部分；

2.根据权利要求1所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：所述气体调节模块包括控制器和气泵；气囊包括气口；气囊的气口固定有电磁阀；电磁阀通过充气管与气泵连接；气泵和电磁阀均与控制器电连接；

3.根据权利要求2所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：所述训练系统还包括拳击手套和第二追踪器；第二追踪器固定在拳击手套上，第二追踪器用于接收定位基站的信号计算拳击手套的空间位置，将拳击手套的空间位置发送至VR头显，VR头显基于拳击手套的空间位置生成用户的双手模拟图像。

4.根据权利要求3所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：所述VR头显还用于根据拳击手套的空间位置变化分析用户的出拳路线，基于用户的出拳路线判断用户的击打位置，基于击打位置生成模拟手臂部分和模拟拳套部分的防守动作。

5.根据权利要求4所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：所述VR头显还用于在训练前生成难度选项，根据拳击手套的空间位置变化获取用户的选择；难度选项包括简单、正常和困难；

其中，第一预设时间大于第二预设时间。

6.根据权利要求5所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：所述第二追踪器还用于计算用户的出拳速度，将出拳速度发送至VR头显，VR头显还用于显示出拳速度的数值。

7.根据权利要求6所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：当用户的选择为简单时，所述VR头显还用于将判断的用户击打位置标记为预测击打位置，在用户出拳时，对用户进行眼球追踪，识别用户的观察位置，判断观察位置与预测击打位置是否一致，如果不一致，判断用户的出拳速度是否小于阈值，如果小于阈值，生成假动作信息。

8.根据权利要求7所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：所述VR头显还用于在生成假动作信息后，向控制器发送模拟指令，气体调节模块还包括扬声器，控制器接收到模拟指令后，控制扬声器播放预存的气泵工作噪音。

9.根据权利要求8所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：还包括图像采集模块，图像采集模块固定在沙袋本体的顶部，用于采集用户训练时的影像。

10.根据权利要求9所述的可调节式多功能拳击训练系统，其特征在于：所述VR头显还用于在发送模拟指令后，判断第三预设时间内用户是否将VR头显摘下，如果摘下，VR头显向图像采集模块发送回传指令，图像采集模块用于将当前采集的影像发送至VR头显，VR头显还基于当前采集的影像判断用户是否存在对沙袋本体进行检查的行为，如果用户存在对沙袋本体进行检查的行为，VR头显在生成假动作信息后随机向控制器发送模拟指令。