CN113318416A - 一种橄榄球智能发球机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及橄榄球运动技术领域，公开了一种橄榄球智能发球机，包括：底箱、承载座、发球筒、发射机构、微处理器和电源，底箱安装有第一转动机构，承载座设置于底箱的上方，承载座与第一转动机构连接，发球筒通过第二转动机构连接于承载座的上方，第二转动机构固定于承载座上，发球筒的一侧面开有一出球孔，发球筒上还安装有摄像头及测距传感器，摄像头及测距传感器与出球孔设置于发球筒的同一侧面，发射机构设置于发球筒内，发射机构与具有能调整橄榄球抛射力度的调整机构连接，微处理器分别与第一转动机构、第二转动机构、发射机构、调整机构、摄像头及测距传感器信号连接。本发明能够根据运动员的动态位置实时进行调整发球方向及力度。

Description

一种橄榄球智能发球机

技术领域

本发明涉及橄榄球运动技术领域，特别涉及一种橄榄球智能发球机。

背景技术

橄榄球是一项机体运动，需要多人协作才能完成比赛，在日常训练过程中，多数情况下需要至少两人配合才能完成发球接球训练。

目前也出现了一些橄榄球发球装置，但此类装置都只是简单的能将橄榄球朝向固定的位置发出，无法根据运动员的具体位置进行实时调整进行发球，但对于实际比赛来说，运动员并非从头至尾静态处于一个位置进行接球，往往对方的发球方向及力度都不一样，因此需要根据运动员所处的位置动态调整发球的方向及力度。

简而言之，相关的橄榄球发球机无法实现动态调整发球的方向及力度，因而无法使运动员得到真实情景下的训练，从而达不到训练效果。

发明内容

本发明提供一种橄榄球智能发球机，能够根据运动员的动态位置实时进行调整发球方向及力度。

本发明提供了一种橄榄球智能发球机，包括：

底箱，安装有第一转动机构；

承载座，设置于底箱的上方，承载座与第一转动机构连接，以使承载座绕水平面内转动；

发球筒，通过第二转动机构连接于承载座的上方，第二转动机构固定于承载座上，以使发球筒绕竖直面产生转动，发球筒的一侧面开有一出球孔，发球筒上还安装有摄像头及测距传感器，摄像头及测距传感器与出球孔设置于发球筒的同一侧面，摄像头用于拍摄运动员的图片，测距传感器用于检测发球筒距离运动员的距离；

发射机构，设置于发球筒内，发射机构与具有能调整橄榄球抛射力度的调整机构连接，以使橄榄球沿出球孔从发球筒内按照不同的抛射力度抛出；

微处理器，分别与第一转动机构、第二转动机构、发射机构、调整机构、摄像头及测距传感器信号连接，微处理器接收到摄像头拍摄到的运动员图片后，微处理器根据此时运动员所处的方位控制第一转动机构转动一定角度，使出球孔正对运动员的方向，随后微处理器根据测距传感器检测到的距离控制第二转动机构转动相应的角度，随后控制调整机构调整橄榄球的抛射力度并通过发射机构将橄榄球从出球孔发出；

电源，分别与第一转动机构、第二转动机构、发射机构、调整机构、摄像头及微处理器电性连接。

可选的，第二转动机构包括：

减速电机，通过支架固定于承载座的上方，减速电机的输出轴水平设置，减速电机的输出轴上固连有驱动齿轮，减速电机与微处理器信号连接，与电源电连接；

弧形件，固定于发球筒的下端，弧形件沿其弧形外周具有连续的轮齿，轮齿与驱动齿轮相啮合。

可选的，第二转动机构的两侧分别设有一弹性支撑件，弹性支撑件的固定端与承载座固连，弹性支撑件的弹性端转动连接有滑块，滑块与开设于承载座下端面的滑槽滑动配合。

可选的，每个弹性支撑件包括：

套筒，竖直固定于承载座的上端；

连接杆，通过弹簧弹性连接于套筒上，滑块与连接杆的上端转动连接。

可选的，发射机构包括：

气泵，固定于发球筒内，气泵的出气口连接有气管，气管水平朝向橄榄球的中部，气泵与微处理器信号连接，与电源电连接。

可选的，调整机构包括：

驱动电机，固定于发球筒内，驱动电机的输出轴竖直设置，驱动电机与微处理器信号连接，与电源电连接；

转动杆，与驱动电机的输出轴轴连接，转动杆沿其轴向具有两段对称分布的外螺纹，每段外螺纹上螺接有一螺母座，转动杆及螺母座位于气管的前方或后方，每个螺母座上固连有一挡板，挡板位于气管的出口处，并与气管的出口端沿竖直方向滑动配合。

可选的，发射机构与出球孔之间还设有旋转机构，以使橄榄球产生转动，旋转机构与微处理器信号连接，与电源电连接。

可选的，旋转机构包括：

调速电机，固定于发球筒的内底壁，调速电机的输出轴竖直向上；

电动伸缩杆，固定端与调速电机的输出轴轴连接，伸缩端竖直向上，电动伸缩杆的伸缩端固连有弧形底托，弧形底托的弧度与橄榄球的弧度匹配，弧形底托上具有多个沿竖直方向贯穿其的滑孔，调速电机及电动伸缩杆分别与微处理器信号连接，与电源电连接；

多个支撑杆，竖直固定于发球筒的内底壁，支撑杆与滑孔位置一一对应，的支撑杆上端能够穿过对应的滑孔。

可选的，旋转机构还包括：

压柱，压柱的上端与发球筒的内顶壁转动连接，压柱的下端固连有弧形顶托，弧形顶托与弧形底托位置对应。

可选的，底箱内设置有储球仓，储球仓内储存有多个橄榄球，储球仓与发球筒之间设置有输送机构，输送机构用于将橄榄球输送至发球筒内。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过在发球筒上设置摄像头和测距传感器，可以通过摄像头实时拍摄运动员的图片，通过测距传感器检测发球筒距离运动员的距离，微处理器接收到摄像头拍摄到的运动员图片后，微处理器根据此时运动员所处的方位控制第一转动机构转动一定角度，使出球孔正对运动员的方向，随后微处理器根据测距传感器检测到的距离控制第二转动机构转动相应的角度，随后控制调整机构调整橄榄球的抛射力度并通过发射机构将橄榄球从出球孔发出，从而实现根据运动员的动态位置实时调整橄榄球的出球方向及角度以及力度调整，从而真实模拟场上实际比赛状态，使运动员能够在不同位置进行接球训练，最终达到训练效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种橄榄球智能发球机的结构示意图；

图2为图1中G处的局部结构放大示意图；

图3为本发明实施例提供的发射筒的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的弧形底托的结构示意图。

附图标记说明：

1-底箱，2-承载座，3-发球筒，31-出球孔，32-摄像头，33-测距传感器，4-第二转动机构，40-减速电机，41-支架，42-驱动齿轮，43-弧形件，44-轮齿，5-发射机构，50-气泵，51-气管，52-橄榄球，6-调整机构，60-驱动电机，61-转动杆，62-外螺纹，63-螺母座，64-挡板，7-旋转机构，70-调速电机，71-电动伸缩杆，72-弧形底托，73-滑孔，74-支撑杆，75-压柱，76-弧形顶托，8-弹性支撑件，81-滑块，82-套筒，83-连接杆，84-弹簧，9-第一转动机构，10-储球仓。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例提供的一种橄榄球智能发球机，包括：底箱1、承载座2、发球筒3、发射机构5、微处理器和电源，底箱1安装有第一转动机构9，承载座2设置于底箱1的上方，承载座2与第一转动机构9连接，以使承载座2绕水平面内转动，发球筒3通过第二转动机构4连接于承载座2的上方，第二转动机构4固定于承载座2上，以使发球筒3绕竖直面产生转动，发球筒3的一侧面开有一出球孔31，发球筒3上还安装有摄像头32及测距传感器33，摄像头32及测距传感器33与出球孔31设置于发球筒3的同一侧面，摄像头32用于拍摄运动员的图片，测距传感器33用于检测发球筒3距离运动员的距离，发射机构5设置于发球筒3内，发射机构5与具有能调整橄榄球52抛射力度的调整机构6连接，以使橄榄球52沿出球孔31从发球筒3内按照不同的抛射力度抛出，微处理器分别与第一转动机构9、第二转动机构4、发射机构5、调整机构6、摄像头32及测距传感器33信号连接，微处理器接收到摄像头32拍摄到的运动员图片后，微处理器根据此时运动员所处的方位控制第一转动机构9转动一定角度，使出球孔31正对运动员的方向，随后微处理器根据测距传感器33检测到的距离控制第二转动机构4转动相应的角度，随后控制调整机构6调整橄榄球52的抛射力度并通过发射机构5将橄榄球52从出球孔31发出，电源分别与第一转动机构9、第二转动机构4、发射机构5、调整机构6、摄像头32及微处理器电性连接。

在本实施例中，电源采用太阳能电池板进行储放电，由于橄榄球场地都在户外，因此可以充分利用太阳能给发球机供电，最大程度节约能源，充分利用自然资源，本实施例中的橄榄球52不限于何种方式放入发球筒3内，如人工依次放入或借助其他机构放入均可，本实施例中的第一转动机构9可以为减速电机。

本发明通过在发球筒上设置摄像头和测距传感器，可以通过摄像头实时拍摄运动员的图片，通过测距传感器检测发球筒距离运动员的距离，微处理器接收到摄像头拍摄到的运动员图片后，微处理器根据此时运动员所处的方位控制第一转动机构转动一定角度，使出球孔正对运动员的方向(此时测距传感器正对运动员则能够检测发球筒到运动员之间的距离)，随后微处理器根据测距传感器检测到的距离控制第二转动机构转动相应的角度，随后控制调整机构调整橄榄球的抛射力度并通过发射机构将橄榄球从出球孔发出，从而实现根据运动员的动态位置实时调整橄榄球的出球方向及角度以及力度调整，从而真实模拟场上实际比赛状态，使运动员能够在不同位置进行接球训练，最终达到训练效果。

参考图2，第二转动机构4包括：减速电机40和弧形件43，减速电机40通过支架41固定于承载座2的上方，减速电机40的输出轴水平设置，减速电机40的输出轴上固连有驱动齿轮42，减速电机40与微处理器信号连接，与电源电连接，弧形件43固定于发球筒3的下端，弧形件43沿其弧形外周具有连续的轮齿44，轮齿44与驱动齿轮42相啮合。

通过减速电机40带动驱动齿轮42转动，从而带动与其啮合的弧形件43转动，进而使发球筒3在竖直面内产生一定角度的转动，实现橄榄球52的发球角度的调整，进而能够使运动员处于不同方位时，橄榄球52的发球角度实时变化，使运动员能够适应多种接球角度及力度，进一步保证了训练效果。

为了保证发球筒3在竖直面内转动时不会出现失稳情况，本实施例中，第二转动机构4的两侧分别设有一弹性支撑件8，弹性支撑件8的固定端与承载座2固连，弹性支撑件8的弹性端转动连接有滑块81，滑块81与开设于承载座2下端面的滑槽滑动配合，通过两侧的弹性支撑件8能够根据发球筒3的转动角度的差异实现支撑高度的适时调整，如坐高右低，滑块81对发球筒3起到牵引作用，通过滑块81与弹性支撑件8的弹性端转动连接能够保证滑块81始终不会脱离滑槽。

具体的，每个弹性支撑件8包括：套筒82和连接杆83，套筒82竖直固定于承载座2的上端，连接杆83通过弹簧84弹性连接于套筒82上，滑块81与连接杆83的上端转动连接。

如左高右低时，左侧的连接杆83在弹簧84的弹力作用下向上顶起，从而使左侧的连接杆83更多的伸出左侧的套筒82内，右侧的连接杆83压缩弹簧84从而使右侧的连接杆83更多的进入右侧的套筒82内。

参考图3，发射机构5包括气泵50，气泵50固定于发球筒3内，气泵50的出气口连接有气管51，气管51水平朝向橄榄球52的中部，气泵50与微处理器信号连接，与电源电连接，通过微处理器控制气泵50的开启或闭合从而使喷出的气体喷射在橄榄球52的后方，给橄榄球52一个向前的推力使其从出球孔31被发射出。

可选的，调整机构6包括：驱动电机60和转动杆61，驱动电机60固定于发球筒3内，驱动电机60的输出轴竖直设置，驱动电机60与微处理器信号连接，与电源电连接，转动杆61与驱动电机60的输出轴轴连接，转动杆61沿其轴向具有两段对称分布的外螺纹62，每段外螺纹62上螺接有一螺母座63，转动杆61及螺母座63位于气管51的前方或后方，每个螺母座63上固连有一挡板64，挡板64位于气管51的出口处，并与气管51的出口端沿竖直方向滑动配合。

在本实施例中，转动杆61设置于气管51的后方，这样不会影响的气管51的排气，螺母座63相应的与发球筒3的后侧内壁滑动配合，使螺母座63带动挡板64上下移动，当运动员距离发球筒3较近需要减小发球力度时，则微处理器控制驱动电机60转动，则带动两个螺母座63相互靠近，进而带动两个挡板64相互靠近，则对气管51从上下两侧同时进行相等面积的封闭，始终保证气喷向橄榄球52的中部，避免偏斜导致出球方位及力度受影响，根据调整两个挡板64对气管51的封闭面积来调整出气量从而调整出球力度。

由于橄榄球是类似于椭圆形的球，运动员发球后球通常是带有一定的旋转速度的，旋转速度不同接球的难度也就不同，为了更加有效的训练运动员的接球能力，在本实施例中，发射机构5与出球孔31之间还设有旋转机构7，以使橄榄球52产生转动，旋转机构7与微处理器信号连接，与电源电连接，运动员可以提前设置旋转机构7的旋转等级，如通过控制面板或移动终端进行，只需将控制面板或移动终端与微处理器连接即可，从而改变训练难度。

具体的参考图3-4，旋转机构7包括：调速电机70、电动伸缩杆71和多个支撑杆74，调速电机70固定于发球筒3的内底壁，调速电机70的输出轴竖直向上，电动伸缩杆71固定端与调速电机70的输出轴轴连接，伸缩端竖直向上，电动伸缩杆71的伸缩端固连有弧形底托72，弧形底托72的弧度与橄榄球52的弧度匹配，弧形底托72上具有多个沿竖直方向贯穿其的滑孔73，调速电机70及电动伸缩杆71分别与微处理器信号连接，与电源电连接，多个支撑杆74竖直固定于发球筒3的内底壁，支撑杆74与滑孔73位置一一对应，的支撑杆74上端能够穿过对应的滑孔73。

球放入弧形底托72上后(此处可在弧形底托72上设置压力传感器等原件，当球放在弧形底托72上后即可传送信号给微处理器)，微处理器控制电动伸缩杆71伸长固定距离，在此状态下，橄榄球52被弧形底托72从下端紧紧托住，则控制调速电机70按照预设的速度旋转带动橄榄球52转动，从而使其在出球时具有一定的旋转速度，当需要出球时，则微处理器控制调速电机70停止转动，并同时控制电动伸缩杆71缩短使支撑杆74上端穿过弧形底托72对橄榄球52进行支撑，随后微处理器控制气泵50开启使喷出的气体喷射在橄榄球52的后方，给橄榄球52一个向前的推力使其从出球孔31被发射出。

为了保证橄榄球在旋转过程中不会产生位移，旋转机构还7包括压柱75，压柱75的上端与发球筒3的内顶壁转动连接，压柱75的下端固连有弧形顶托76，弧形顶托76与弧形底托72位置对应，从而使弧形顶托76和弧形底托72从上下两侧对橄榄球52进行限位。

可选的，底箱1内设置有储球仓10，储球仓10内储存有多个橄榄球52，储球仓10与发球筒3之间设置有输送机构，输送机构用于将橄榄球52输送至发球筒3内。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种橄榄球智能发球机，其特征在于，包括：

底箱(1)，安装有第一转动机构(9)；

承载座(2)，设置于所述底箱(1)的上方，所述承载座(2)与所述第一转动机构(9)连接，以使所述承载座(2)绕水平面内转动；

发球筒(3)，通过第二转动机构(4)连接于所述承载座(2)的上方，所述第二转动机构(4)固定于所述承载座(2)上，以使所述发球筒(3)绕竖直面产生转动，所述发球筒(3)的一侧面开有一出球孔(31)，所述发球筒(3)上还安装有摄像头(32)及测距传感器(33)，所述摄像头(32)及测距传感器(33)与所述出球孔(31)设置于所述发球筒(3)的同一侧面，所述摄像头(32)用于拍摄运动员的图片，所述测距传感器(33)用于检测所述发球筒(3)距离所述运动员的距离；

发射机构(5)，设置于所述发球筒(3)内，所述发射机构(5)与具有能调整橄榄球(52)抛射力度的调整机构(6)连接，以使所述橄榄球(52)沿所述出球孔(31)从所述发球筒(3)内按照不同的抛射力度抛出；

微处理器，分别与所述第一转动机构(9)、第二转动机构(4)、发射机构(5)、调整机构(6)、摄像头(32)及测距传感器(33)信号连接，所述微处理器接收到所述摄像头(32)拍摄到的运动员图片后，微处理器根据此时运动员所处的方位控制所述第一转动机构(9)转动一定角度，使所述出球孔(31)正对所述运动员的方向，随后微处理器根据所述测距传感器(33)检测到的所述距离控制第二转动机构(4)转动相应的角度，随后控制所述调整机构(6)调整所述橄榄球(52)的抛射力度并通过所述发射机构(5)将所述橄榄球(52)从所述出球孔(31)发出；

电源，分别与所述第一转动机构(9)、第二转动机构(4)、发射机构(5)、调整机构(6)、摄像头(32)及微处理器电性连接。

2.如权利要求1所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述第二转动机构(4)包括：

减速电机(40)，通过支架(41)固定于所述承载座(2)的上方，所述减速电机(40)的输出轴水平设置，所述减速电机(40)的输出轴上固连有驱动齿轮(42)，所述减速电机(40)与所述微处理器信号连接，与所述电源电连接；

弧形件(43)，固定于所述发球筒(3)的下端，所述弧形件(43)沿其弧形外周具有连续的轮齿(44)，所述轮齿(44)与所述驱动齿轮(42)相啮合。

3.如权利要求2所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述第二转动机构(4)的两侧分别设有一弹性支撑件(8)，所述弹性支撑件(8)的固定端与所述承载座(2)固连，所述弹性支撑件(8)的弹性端转动连接有滑块(81)，所述滑块(81)与开设于所述承载座(2)下端面的滑槽滑动配合。

4.如权利要求3所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，每个所述弹性支撑件(8)包括：

套筒(82)，竖直固定于所述承载座(2)的上端；

连接杆(83)，通过弹簧(84)弹性连接于所述套筒(82)上，所述滑块(81)与所述连接杆(83)的上端转动连接。

5.如权利要求1所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述发射机构(5)包括：

气泵(50)，固定于所述发球筒(3)内，所述气泵(50)的出气口连接有气管(51)，所述气管(51)水平朝向所述橄榄球(52)的中部，所述气泵(50)与所述微处理器信号连接，与所述电源电连接。

6.如权利要求5所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述调整机构(6)包括：

驱动电机(60)，固定于所述发球筒(3)内，所述驱动电机(60)的输出轴竖直设置，所述驱动电机(60)与所述微处理器信号连接，与所述电源电连接；

转动杆(61)，与所述驱动电机(60)的输出轴轴连接，所述转动杆(61)沿其轴向具有两段对称分布的外螺纹(62)，每段所述外螺纹(62)上螺接有一螺母座(63)，所述转动杆(61)及螺母座(63)位于所述气管(51)的前方或后方，每个所述螺母座(63)上固连有一挡板(64)，所述挡板(64)位于所述气管(51)的出口处，并与所述气管(51)的出口端沿竖直方向滑动配合。

7.如权利要求1或6所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述发射机构(5)与所述出球孔(31)之间还设有旋转机构(7)，以使所述橄榄球(52)产生转动，所述旋转机构(7)与所述微处理器信号连接，与所述电源电连接。

8.如权利要求7所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述旋转机构(7)包括：

调速电机(70)，固定于所述发球筒(3)的内底壁，所述调速电机(70)的输出轴竖直向上；

电动伸缩杆(71)，固定端与所述调速电机(70)的输出轴轴连接，伸缩端竖直向上，所述电动伸缩杆(71)的伸缩端固连有弧形底托(72)，所述弧形底托(72)的弧度与所述橄榄球(52)的弧度匹配，所述弧形底托(72)上具有多个沿竖直方向贯穿其的滑孔(73)，所述调速电机(70)及电动伸缩杆(71)分别与所述微处理器信号连接，与所述电源电连接；

多个支撑杆(74)，竖直固定于所述发球筒(3)的内底壁，所述支撑杆(74)与所述滑孔(73)位置一一对应，所述的支撑杆(74)上端能够穿过对应的所述滑孔(73)。

9.如权利要求8所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述旋转机构还(7)包括：

压柱(75)，所述压柱(75)的上端与所述发球筒(3)的内顶壁转动连接，所述压柱(75)的下端固连有弧形顶托(76)，所述弧形顶托(76)与所述弧形底托(72)位置对应。

10.如权利要求1所述的橄榄球智能发球机，其特征在于，所述底箱(1)内设置有储球仓(10)，所述储球仓(10)内储存有多个所述橄榄球(52)，所述储球仓(10)与所述发球筒(3)之间设置有输送机构，所述输送机构用于将所述橄榄球(52)输送至所述发球筒(3)内。

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