CN112999631B - 一种羽毛球辅助训练装置及其训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种羽毛球辅助训练装置及其训练系统，包括支撑机构、悬置机构、储球框、落球机构、下球机构、发球机构及方位调节机构；所述支撑机构包括龙门架，悬置机构滑动连接于横轨；所述储球框的底部开设有落球孔，且储球框底部转动连接有旋转板；所述落球机构连接于储球框的底部，且落球机构设有与落球孔上下对应的定位凹槽；所述下球机构连接于落球机构的下方，下球机构包括传送带；所述发球机构连接于下球机构的底部，球拍位于落球框的下方；所述方位调节机构连接于发球机构的底部，且方位调节机构连接于悬置机构。本发明能够做到自动理球、多角度发球，为热爱羽毛球运动的人员及专业运动员提供了单独训练的可能，极大的节省了人力、物力。

Description

一种羽毛球辅助训练装置及其训练系统

技术领域

本发明涉及体育器材技术领域，尤其涉及一种羽毛球辅助训练装置及其训练系统。

背景技术

在我国羽毛球运动是一项很普及的运动，更深受各年龄段人群的喜爱。对于羽毛球这种两人以上的运动模式常常因时间的差异缺乏人员的陪练，以及对手身体的强度不同给爱好者造成一定的困扰，如果能有一个模拟对手的机器发球装置，能够有效的解决陪练问题。市面上有多种机器发球装置，当多数缺乏自动理球功能，操作时需搬用到场地中给操作者带来很大的不便，同时现有的发球装置大多采用气动和摩擦出球方式，与真实挥拍效果有一定的差异，且造价成本较高。

其次，在体育领域中，对运动员的动作分析是帮助运动员提高成绩的一种有效手段，尤其在羽毛球领域。现有技术中，对一个运动员的动作分析通常是使用摄像机从不同角度进行拍摄，然后在计算机上慢放视频，进行分析。其中的一个重要需求是找到运动员在打球过程中的多个相似动作，以方便分析。不仅仅是运动员，普通的羽毛球爱好者对于羽毛球的动作训练也有需求，对于大多数羽毛球爱好者来说，他们往往需要的是动作过程中的指导，以此来提高他们的水平。但是对于普通爱好者来说，除非报名专门的辅导班，不然很少有机会获得指导，又或者受到的指导不够专业。

因此，如何弥补体育器材领域中对羽毛球动作进行校正的空白，实现对人体特定动作的校正，达到教练手把手教学的效果，同时有效的解决陪练问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种羽毛球辅助训练装置及其训练系统，能够做到自动理球，且能够实现多角度发球，为热爱羽毛球运动的人员及专业运动员提供了单独训练的可能，极大的节省了人力、物力；此外能记录运动员接球、跑位、挥球等全方位动作解析以便更好的帮助球员动作的矫正和指导；同时该装置结构新颖，可根据个人训练情况适当选择不同训练模式，更好的针对性的训练球员的羽毛球技巧，以达到解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种羽毛球辅助训练装置，包括支撑机构、悬置机构、储球框、落球机构、下球机构、发球机构及方位调节机构；所述支撑机构包括龙门架，龙门架的顶端为横轨，悬置机构滑动连接于横轨；所述储球框的底部开设有落球孔，且储球框底部转动连接有旋转板，储球框的侧部连接有控制器；所述落球机构连接于储球框的底部，且落球机构设有与落球孔上下对应的定位凹槽；所述下球机构连接于落球机构的下方，下球机构包括传送带，传送带上设有若干个用于容置球体的定位筒体，传送带的一端设有落球框；所述发球机构连接于下球机构的底部，发球机构包括球拍，球拍位于落球框的下方；所述方位调节机构连接于发球机构的底部，且方位调节机构连接于悬置机构。

本发明的进一步改进方案是，所述龙门架两端的底部固接有底杆，底杆两端分别连接有定向轮与万向轮，且底杆与龙门架之间连接有加强杆；所述悬置机构包括U型架、电机A、横梁及悬臂梁，U型架的内侧转动连接有若干组滚轮，滚轮卡置并滚动连接于横轨，电机A固接于U型架的端部，且电机A驱动连接于其中一个滚轮，横梁固接于U型架的底端，且悬臂梁对称连接于横梁的两端，悬臂梁之间连接有支撑杆。

本发明的进一步改进方案是，所述方位调节机构包括底座及旋转座，底座连接于悬臂梁及支撑杆，且底座上设有环形轨道；所述底座的中心部设有嵌槽，嵌槽中连接有电机C，电机C的动力输出端连接于旋转座，旋转座的底部连接有轨道轮，轨道轮卡置并滚动连接于环形轨道。

本发明的进一步改进方案是，所述储球框整体呈圆形结构，落球孔在储球框的底部呈直线排列，储球框底部的中心处设有电机D，旋转板固接于电机D的动力输出端，且旋转板的高度尺寸小于储球框的深度尺寸；所述储球框的侧部固接有支撑柱，支撑柱固接于旋转座的上表面，储球框的侧部固接有两个竖板。

本发明的进一步改进方案是，所述落球机构包括支撑板及舵机；所述竖板底部固接有两组支架a，舵机固定于同组的支架a内侧，舵机的动力输出端连接有枢轴，枢轴的另一端转动连接于另一组支架a的内侧，支撑板为左右对称设置的两个，其分别固接于两个枢轴上，定位凹槽设于两个支撑板的中间，定位凹槽与支撑板之间设有第一接近开关。

本发明的进一步改进方案是，所述下球机构还包括电机B、主动辊及从动辊；所述主动辊与从动辊转动连接于两组支架a的底端，电机B的动力输出端连接于主动辊，传送带连接于主动辊与从动辊之间；接近于球拍这端的支架a上固接有支架b，落球框固接于支架b的底端，且落球框内设有第二接近开关。

本发明的进一步改进方案是，所述发球机构还包括电机E、支架c、支架d及横轴；所述支架c固接于一组支架a的底端，支架d的一端固接于支架c的底端，另一端固接于另一组支架a；所述横轴转动连接于支架c的底端之间，横轴上固接有夹套，球拍的手柄部可拆卸的连接于夹套中；所述电机E的动力输出端连接有减速机，减速机固接于旋转座上，且横轴固接于减速机的动力机输出端。

本发明的进一步改进方案是，还包括角度微调机构；所述角度微调机构包括电机F及伸缩杆；所述底座通过转轴连接于悬臂梁的底端，电机F固接于悬臂梁上，电机F的动力输出端连接于转轴；所述伸缩杆为对称安装的两个，其一端铰接于底座，另一端铰接于支撑杆。

本发明的进一步改进方案是，所述控制器为单片机，其嵌设于竖板表面的安装槽中，安装槽的外侧为主控屏幕。

一种羽毛球辅助训练系统，包括电机A、电机B、电机C、电机D、电机E、电机F及舵机共同组成的执行装置，训练时可在主控屏幕上选择训练模式，比如高远球、杀球等单向训练模式；单片机内置多种专业运动员的单打训练大数据参数，从初、中、高三个等级挑选；模式选择好后，执行装置在接收指令后会根据选择的模式随机发球，场内的高速摄像头开始跟踪训练者跑位、挥拍动作角度等多项运动图像传给单片机的视频采集模块；动作解析模块对动作进行解析；通过内置的系统算法模块计算得出三维坐标数据通过模拟人物动作形成vr动态视频导出，让训练者看出自己的动作的不足，与专业数据对比；训练质量评估模块记录训练质量，以便下次同样模式下的训练的效果前后对比。

本发明的有益效果：

第一、本发明的羽毛球辅助训练装置及其训练系统，能够做到自动理球，且能够实现自动发球，为热爱羽毛球运动的人员及专业运动员提供了单独训练的可能，极大的节省了人力、物力。

第二、本发明的羽毛球辅助训练装置及其训练系统，底杆两端分别连接有定向轮与万向轮，从而保证了整个辅助训练装置移动更加方便灵活。

第三、本发明的羽毛球辅助训练装置及其训练系统，通过方位调节机构实现不同方位的发球，从而增加训练难度，进而提升训练的效果。

第四、本发明的羽毛球辅助训练装置及其训练系统，下球机构可保证单组连续性的落下多个羽毛球，从而提升了自动发球的效率。

第五、本发明的羽毛球辅助训练装置及其训练系统，发球机构采用真实球拍的拍打，从而可以模拟出真实击球效果，训练的效果更佳。

第六、本发明的羽毛球辅助训练装置及其训练系统，角度微调机构可实现发球机构的俯仰角度，从而实现多样化的击打效果。

第七、本发明的羽毛球辅助训练装置及其训练系统，能记录运动员接球、跑位、挥球等全方位动作解析以便更好的帮助球员动作的矫正和指导；同时该装置结构新颖，可根据个人训练情况适当选择不同训练模式，更好的针对性的训练球员的羽毛球技巧。

附图说明

图1为本发明的训练装置整体结构示意图。

图2为本发明的训练装置悬置机构结构示意图。

图3为本发明的训练装置局部结构示意图。

图4为本发明的训练装置局部结构示意图。

图5为本发明的训练装置储球框的俯视图。

图6为本发明的训练装置局部结构示意图。

图7为本发明的训练装置角度微调机构的结构示意图。

图8为本发明的训练装置在实施例1中的工作流程框图。

图9为本发明的训练系统的示意框图。

图中：1-支撑机构、101-龙门架、102-横轨、103-底杆、104-万向轮、105-定向轮、106-加强杆、2-悬置机构、201-U型架、202-电机A、203-横梁、204-悬臂梁、205-滚轮、206-支撑杆、3-储球框、301-落球孔、302-旋转板、303-电机D、304-支撑柱、305-竖板、4-落球机构、401-定位凹槽、402-传送带、403-支撑板、404-舵机、405-支架a、406-枢轴、5-下球机构、501-传送带、502-定位筒体、503-落球框、504-电机B、505-支架b、6-发球机构、601-球拍、602-电机E、603-支架c、604-支架d、605-横轴、606-夹套、607-减速机、7-方位调节机构、701-底座、702-旋转座、703-环形轨道、704-电机C、705-轨道轮、8-角度微调机构、801-电机F、802-伸缩杆、9-单片机、901-视频采集模块、902-动作解析模块、903-系统算法模块、904-训练质量评估模块、10-场地、11-主控屏幕、12-执行装置、13-高速摄像头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1：如图1～7所示，一种羽毛球辅助训练装置，包括支撑机构1、悬置机构2、储球框3、落球机构4、下球机构5、发球机构6及方位调节机构7；所述支撑机构1包括龙门架101，龙门架101的顶端为横轨102，悬置机构2滑动连接于横轨102；所述储球框3的底部开设有六个落球孔301，且储球框3底部转动连接有旋转板302，储球框3的侧部连接有控制器；所述落球机构4连接于储球框3的底部，且落球机构4设有与落球孔301上下对应的定位凹槽401；所述下球机构5连接于落球机构4的下方，下球机构5包括传送带501，传送带501上设有若干个用于容置球体的定位筒体502，传送带501的一端设有落球框503；所述发球机构6连接于下球机构5的底部，发球机构6包括球拍601，球拍601位于落球框503的下方；所述方位调节机构7连接于发球机构6的底部，且方位调节机构7连接于悬置机构2；所述龙门架101两端的底部固接有底杆103，底杆103两端分别连接有定向轮105与万向轮104，且底杆103与龙门架101之间连接有加强杆106；所述悬置机构2包括U型架201、电机A202、横梁203及悬臂梁204，U型架201的内侧转动连接有若干组滚轮205，滚轮205卡置并滚动连接于横轨102，电机A202固接于U型架201的端部，且电机A202驱动连接于其中一个滚轮205，横梁203固接于U型架201的底端，且悬臂梁204对称连接于横梁203的两端，悬臂梁204之间连接有支撑杆206；所述方位调节机构7包括底座701及旋转座702，底座701连接于悬臂梁204及支撑杆206，且底座701上设有环形轨道703；所述底座701的中心部设有嵌槽，嵌槽中连接有电机C704，电机C704的动力输出端连接于旋转座702，旋转座702的底部连接有轨道轮705，轨道轮705卡置并滚动连接于环形轨道703；所述储球框3整体呈圆形结构，落球孔301在储球框3的底部呈直线排列，储球框3底部的中心处设有电机D303，旋转板302固接于电机D303的动力输出端，且旋转板302的高度尺寸小于储球框3的深度尺寸；所述储球框3的侧部固接有支撑柱304，支撑柱304固接于旋转座702的上表面，储球框3的侧部固接有两个竖板305；所述落球机构4包括支撑板403及舵机404；所述竖板305底部固接有两组支架a405，舵机404固定于同组的支架a405内侧，舵机404的动力输出端连接有枢轴406，枢轴406的另一端转动连接于另一组支架a405的内侧，支撑板403为左右对称设置的两个，其分别固接于两个枢轴406上，定位凹槽401设于两个支撑板403的中间，定位凹槽401与支撑板403之间设有第一接近开关；所述下球机构5还包括电机B504、主动辊及从动辊；所述主动辊与从动辊转动连接于两组支架a405的底端，电机B504的动力输出端连接于主动辊，传送带501连接于主动辊与从动辊之间；接近于球拍601这端的支架a405上固接有支架b505，落球框503固接于支架b505的底端，且落球框503内设有第二接近开关；所述发球机构6还包括电机E602、支架c603、支架d604及横轴605；所述支架c603固接于一组支架a405的底端，支架d604的一端固接于支架c603的底端，另一端固接于另一组支架a405；所述横轴605转动连接于支架c603的底端之间，横轴605上固接有夹套606，球拍601的手柄部可拆卸的连接于夹套606中；所述电机E602的动力输出端连接有减速机607，减速机607固接于旋转座702上，且横轴605固接于减速机607的动力机输出端；还包括角度微调机构8；所述角度微调机构8包括电机F801及伸缩杆802；所述底座701通过转轴连接于悬臂梁204的底端，电机F801固接于悬臂梁204上，电机F801的动力输出端连接于转轴；所述伸缩杆802为对称安装的两个，其一端铰接于底座701，另一端铰接于支撑杆206；所述控制器为单片机9，其嵌设于竖板305表面的安装槽中，安装槽的外侧为主控屏幕11。

本实施例的具体工作原理如下：

如图8所示，训练前，通过龙门架101底部设有万向轮104几固定轮横跨球场10两端，将整个辅助训练装置直接推入球场10即可；训练时，将事先准备好的球投入储球框3中，所述的储球框3内部设有一横排落球孔301，且中间部分为一旋转轴，轴上连接一旋转板302，当球体落入储球框3中后，电机D303驱动旋转板302绕中心点开始旋转，落球孔301的直径为一个羽毛球的大小，且含有一定的深度。当旋转板302在其中搅动的过程中，球体可随机落入落球孔301内部，储球框3由四根支撑柱304立于旋转座702的上面；在储球框3两侧的下端留有一段间隙出设有两枢轴406，在安装轴上分别装有支撑板403，通过两舵机404控制其开合，间隙是指从储球框3底部到支撑板403之间留有接近一球的距离；当球体从储球框3内侧的落球孔301落入后，球身为树立状，落球孔301有一定深度，所以球体一小部分含入落球孔301内部，另一部分抵在支撑板403上，在支撑板403的下方设有一传送带501，传送带501上设有双侧的定位筒体502，用于接住从落球孔301落下的球体；传送带501安装在支架a405上由电机B504带动旋转；当旋转板302将球扫落进进球孔后，支撑板403在舵机404的控制下成闭合状态，扫落下来的球体立与储球框3和支撑板403之间；由于支撑板403上设有对应落球孔301位置的定位凹槽401；定位凹槽401与底部的定位筒体502相对应，之间设有第一接近开关，控制电机B504的转速，使定位筒体502与落球点相互对应；当第一接近开关感应到球体落下后，舵机404启动，两侧的支撑板403瞬时打开，此时的旋转板302横在落球孔301之间防止其他球体继续下落，当支撑板403打开后，球体自由下落，在重力的作用下，球尾朝下，落在定位筒体502中；此时舵机404闭合，传送带501开始向前运动，运动到末端时，球体会自动落下，进入落球框503，当落球框503中的第二接近开关感应到有球体落下时，电机E602驱动球拍601可以瞬时挥动，击出球体后复位；球拍601插装在夹套606中，并通过锁紧螺栓旋转锁紧即可；一组六个落球落完后，电机B504带动传送带501复原，回到定位孔点。为了适应不同的打球的类型，可以通过电机C704驱动旋转座702的转动来调整发球位置和角度。此外电机F801转动可以微调底座701倾斜角度，达到多样化的击打效果。

实施例2：如图9所示，一种羽毛球辅助训练系统，包括实施例1中的电机A202、电机B504、电机C704、电机D303、电机E602、电机F801及舵机404共同组成的执行装置12，训练时可在主控屏幕11上选择训练模式，比如高远球、杀球等单向训练模式；单片机9内置多种专业运动员的单打训练大数据参数，从初、中、高三个等级挑选；模式选择好后，执行装置12在接收指令后会根据选择的模式随机发球，场内的高速摄像头13开始跟踪训练者跑位、挥拍动作角度等多项运动图像传给单片机9的视频采集模块901；动作解析模块902对动作进行解析；通过内置的系统算法模块903计算得出三维坐标数据通过模拟人物动作形成vr动态视频导出，让训练者看出自己的动作的不足，与专业数据对比；训练质量评估模块904记录训练质量，以便下次同样模式下的训练的效果前后对比。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种羽毛球辅助训练装置，其特征在于：包括支撑机构（1）、悬置机构（2）、储球框（3）、落球机构（4）、下球机构（5）、发球机构（6）及方位调节机构（7）；所述支撑机构（1）包括龙门架（101），龙门架（101）的顶端为横轨（102），悬置机构（2）滑动连接于横轨（102）；所述储球框（3）的底部开设有落球孔（301），且储球框（3）底部转动连接有旋转板（302），储球框（3）的侧部连接有控制器；所述落球机构（4）连接于储球框（3）的底部，且落球机构（4）设有与落球孔（301）上下对应的定位凹槽（401）；所述下球机构（5）连接于落球机构（4）的下方，下球机构（5）包括传送带（501），传送带（501）上设有若干个用于容置球体的定位筒体（502），传送带（501）的一端设有落球框（503）；所述发球机构（6）连接于下球机构（5）的底部，发球机构（6）包括球拍（601），球拍（601）位于落球框（503）的下方；所述方位调节机构（7）连接于发球机构（6）的底部，且方位调节机构（7）连接于悬置机构（2）；所述龙门架（101）两端的底部固接有底杆（103），底杆（103）两端分别连接有定向轮（105）与万向轮（104），且底杆（103）与龙门架（101）之间连接有加强杆（106）；所述悬置机构（2）包括U型架（201）、电机A（202）、横梁（203）及悬臂梁（204），U型架（201）的内侧转动连接有若干组滚轮（205），滚轮（205）卡置并滚动连接于横轨（102），电机A（202）固接于U型架（201）的端部，且电机A（202）驱动连接于其中一个滚轮（205），横梁（203）固接于U型架（201）的底端，且悬臂梁（204）对称连接于横梁（203）的两端，悬臂梁（204）之间连接有支撑杆（206）；所述方位调节机构（7）包括底座（701）及旋转座（702），底座（701）连接于悬臂梁（204）及支撑杆（206），且底座（701）上设有环形轨道（703）；所述底座（701）的中心部设有嵌槽，嵌槽中连接有电机C（704），电机C（704）的动力输出端连接于旋转座（702），旋转座（702）的底部连接有轨道轮（705），轨道轮（705）卡置并滚动连接于环形轨道（703）；所述储球框（3）整体呈圆形结构，落球孔（301）在储球框（3）的底部呈直线排列，储球框（3）底部的中心处设有电机D（303），旋转板（302）固接于电机D（303）的动力输出端，且旋转板（302）的高度尺寸小于储球框（3）的深度尺寸；所述储球框（3）的侧部固接有支撑柱（304），支撑柱（304）固接于旋转座（702）的上表面，储球框（3）的侧部固接有两个竖板（305）；所述落球机构（4）包括支撑板（403）及舵机（404）；所述竖板（305）底部固接有两组支架a（405），舵机（404）固定于同组的支架a（405）内侧，舵机（404）的动力输出端连接有枢轴（406），枢轴（406）的另一端转动连接于另一组支架a（405）的内侧，支撑板（403）为左右对称设置的两个，其分别固接于两个枢轴（406）上，定位凹槽（401）设于两个支撑板（403）的中间，定位凹槽（401）与支撑板（403）之间设有第一接近开关；所述下球机构（5）还包括电机B（504）、主动辊及从动辊；所述主动辊与从动辊转动连接于两组支架a（405）的底端，电机B（504）的动力输出端连接于主动辊，传送带（501）连接于主动辊与从动辊之间；接近于球拍（601）这端的支架a（405）上固接有支架b（505），落球框（503）固接于支架b（505）的底端，且落球框（503）内设有第二接近开关。

2.如权利要求1所述的一种羽毛球辅助训练装置，其特征在于：所述发球机构（6）还包括电机E（602）、支架c（603）、支架d（604）及横轴（605）；所述支架c（603）固接于一组支架a（405）的底端，支架d（604）的一端固接于支架c（603）的底端，另一端固接于另一组支架a（405）；所述横轴（605）转动连接于支架c（603）的底端之间，横轴（605）上固接有夹套（606），球拍（601）的手柄部可拆卸的连接于夹套（606）中；所述电机E（602）的动力输出端连接有减速机（607），减速机（607）固接于旋转座（702）上，且横轴（605）固接于减速机（607）的动力机输出端。

3.如权利要求2所述的一种羽毛球辅助训练装置，其特征在于：还包括角度微调机构（8）；所述角度微调机构（8）包括电机F（801）及伸缩杆（802）；所述底座（701）通过转轴连接于悬臂梁（204）的底端，电机F（801）固接于悬臂梁（204）上，电机F（801）的动力输出端连接于转轴；所述伸缩杆（802）为对称安装的两个，其一端铰接于底座（701），另一端铰接于支撑杆（206）。

4.如权利要求1所述的一种羽毛球辅助训练装置，其特征在于：所述控制器为单片机（9），其嵌设于竖板（305）表面的安装槽中，安装槽的外侧为主控屏幕（11）。

5.一种包括如权利要求1-4中任一项所述的羽毛球辅助训练装置的训练系统，其特征在于：包括电机A（202）、电机B（504）、电机C（704）、电机D（303）、电机E（602）、电机F（801）及舵机（404）共同组成的执行装置（12），主控屏幕（11），高速摄像头（13），单片机（9），单片机（9）内设有视频采集模块（901）、动作解析模块（902）、系统算法模块（903）及训练质量评估模块（904）；训练时可在主控屏幕（11）上选择训练模式，至少包括高远球、杀球的单向训练模式；单片机（9）内置多种专业运动员的单打训练大数据参数，从初、中、高三个等级挑选；训练模式以及等级选择好后，执行装置（12）在接收指令后会根据选择的训练模式以及等级随机发球，场内的高速摄像头（13）开始跟踪拍摄运动图像传给单片机（9）的视频采集模块（901），运动图像至少包括训练者跑位、挥拍动作角度；动作解析模块（902）对动作进行解析；通过内置的系统算法模块（903）计算得出三维坐标数据通过模拟人物动作形成vr动态视频导出，让训练者看出自己的动作的不足，与专业数据对比；训练质量评估模块（904）记录训练质量，以便下次同样训练模式以及等级下的训练的效果前后对比。

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