CN113577738B - 一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置，属于体育训练设备技术领域，包括底座、脚环、控制器，底座上设置高度调整机构、俯仰角调整机构、水平角调整机构、发球机构、压力传感器、第二定位组件和第二通信组件，脚环上设置有第一定位组件和第一通信组件，控制器与第一定位组件、第一通信组件、第二定位组件、第二通信组件、压力传感器无线连接。通过高度调整机构、俯仰角调整机构和水平角调整机构的调节值计算发球点的位置，通过压力传感器采集发球时的推力，控制器结合发球点的位置和发球时的推力计算落球点，脚环将自身的位置信息上传控制器，控制器将落球点位置与脚环位置进行对比，得到移动方向和距离的结果并提醒训练者进行移动。

Description

一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置
技术领域
本发明属于体育训练设备技术领域，具体涉及一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置。
背景技术
足球是一项以脚为主，控制和支配球，两支球队按照一定规则在同一块长方形球场上互相进行进攻、防守对抗的体育运动项目。足球运动对抗性强、战术多变、参与人数多，被称为“世界第一运动”。
足球运动对脚力的要求比一般运动高，对于初学者而言，进行脚力训练的重要性不言而喻。足球运动对于脚力的训练不仅在于踢球力度的大小同时踢球的角度也同样重要。初学者往往由于无法准确的判断落球点的位置而难以很好的在训练中掌握踢球的力度和大小，从而影响训练的速度和质量。
现有的足球脚力训练设备多以踢球力度的训练为主，没有公开技术方案通过对发球时落球点的位置预判辅助训练者进行训练。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置，包括：
底座，其上设置有高度调整机构，所述高度调整机构的调节端设置有俯仰角调整机构，所述俯仰角调整机构的调节端设置有水平角调整机构；
发球机构，包括设置在所述水平角调整机构的调节端的发射筒，所述发射筒一端设置有为足球提供动力的动力组件，所述动力组件的发射点上设置有压力传感器；所述发射筒上设置有第一定位组件和第一通信组件；
脚环，包括脚环本体，其上设置有第二定位组件和第二通信组件；
控制器，与所述第一定位组件、第一通信组件、第二定位组件、第二通信组件、压力传感器无线连接；
所述控制器采集高度调整机构、俯仰角调整机构和水平角调整机构的调节值以及第一定位组件的位置信息计算发球点的位置和发球角度，通过所述压力传感器采集发球时所述动力组件的推力，所述控制器结合发球点的位置、发球角度和发球时的推力计算落球点，所述脚环将自身位置信息上传控制器，所述控制器对比落球点位置与所述脚环位置，得到移动方向和距离的结果，指导训练者进行移动。
优选的，所述高度调整机构包括设置在所述底座上的套筒，所述套筒的底端设置有与所述控制器电连接的第一电机，所述第一电机的输出轴传动连接有螺杆，所述螺杆的顶端与所述套筒的顶端转动连接，所述螺杆上螺接有套环，所述套环上固定有固定杆，所述套筒沿高度方向开设有通槽，所述固定杆穿过所述通槽与所述俯仰角调整机构连接。
优选的，所述俯仰角调整机构包括U型杆，所述U型杆与所述固定杆固定连接，所述U型杆的内部两侧壁上分别设置有第二电机，两个所述第二电机均与所述控制器电连接，两个所述第二电机的输出轴传动连接有连接轴，所述连接轴上垂直设置有连接件，所述连接件上端与所述水平角调整机构固定连接。
优选的，所述水平角调整机构包括第三电机，所述第三电机与所述控制器电连接，所述第三电机的机身与所述连接件固定连接，所述第三电机的输出轴通过联轴器连接有发球机构。
优选的，所述发射筒与所述联轴器固定连接；
所述动力组件包括固定筒，其顶部开设有置球孔，所述置球孔上连通有置球漏斗，所述固定筒一端敞开并与所述发射筒套接，其内部设置有推板，所述推板的一端固定有与所述控制器电连接的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆与所述固定筒的另一端固定连接，所述推板远离所述第一电动伸缩杆的一端设置有压力传感器。
优选的，所述发射筒外侧靠近所述固定筒的一端设置有与所述控制器电连接的第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的一端设置有限位组件，所述限位组件与所述发射筒活动连接；
所述限位组件包括横杆、弧形杆和若干纵杆，所述横杆的侧壁与所述第二电动伸缩杆固定连接，所述横杆侧壁的相对位置与若干所述纵杆的一端固定连接，所述发射筒的侧壁上设置有若干通孔，每个所述纵杆穿过其中一个所述通孔，其另一端与所述弧形杆的内侧固定连接，所述弧形杆的外侧与所述发射筒的内壁均设置有相互配合的磁吸装置，所述弧形杆和所述发射筒通过磁吸装置活动连接。
优选的，所述发球机构还包括安全组件，所述安全组件包括与所述控制器电连接第四电机，所述第四电机固定在所述发射筒的外壁上，所述第四电机的输出轴通过L型连接杆传动连接有挡板，所述挡板活动设置在所述发射筒远离所述动力组件的一端。
优选的，所述脚环的外壁设置有紧急按钮，所述紧急按钮与所述控制器电连接并控制所述安全组件启动。
优选的，所述脚环上设置有与所述控制器电连接的语音播报设备、收音设备。
优选的，还包括用于观察预计落球点位置和使用者的移动轨迹的显示屏，所述显示屏与所述控制器电连接。
本发明提供的体育教学用踢足球脚力锻炼装置具有以下有益效果：包括底座、脚环、控制器，底座上设置高度调整机构、俯仰角调整机构、水平角调整机构、发球机构、压力传感器、第二定位组件和第二通信组件，脚环上设置有第一定位组件和第一通信组件，控制器与第一定位组件、第一通信组件、第二定位组件、第二通信组件、压力传感器无线连接。通过高度调整机构、俯仰角调整机构和水平角调整机构的调节值计算发球点的位置，通过压力传感器采集发球时的推力，控制器结合发球点的位置和发球时的推力计算落球点，脚环将自身的位置信息上传控制器，控制器将落球点位置与脚环位置进行对比，得到移动方向和距离的结果并提醒训练者进行移动。通过本发明能较好的使训练者掌握足球发射点和落点之间的联系，帮助初学者更好的进行足球训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的发球器的结构示意图；
图2为本发明实施例1的高度调整机构、俯仰角调整机构和水平角调整机构的连接结构示意图；
图3为本发明实施例1的发球机构的结构示意图；
图4为本发明实施例1的动力组件的结构示意图。
附图标记说明：
1.底座；2.高度调整机构；201.第一电机；202.套筒；203.螺杆；204.套环；205.固定杆；3.俯仰角调整机构；301.U型杆；302.第二电机；303.连接轴；304.连接件；4.水平角调整机构；401.第三电机；402.联轴器；5.发球机构；501.发射筒；502.安全组件；502-1.第四电机；502-2.L型连接杆；502-3.挡板；503.动力组件；503-1.置球漏斗；503-2.固定筒；503-3.推板；503-4.第一电动伸缩杆；504.限位组件；504-1.纵杆；504-2.横杆；505.第二电动伸缩杆。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
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。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
实施例1
本发明提供了一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置，具体如图1所示，包括：底座1，其上设置有高度调整机构2，高度调整机构2的调节端设置有俯仰角调整机构3，俯仰角调整机构3的调节端设置有水平角调整机构4。
发球机构5，包括设置在水平角调整机构4的调节端的发射筒501，发射筒501一端设置有用于为足球提供动力的动力组件503，动力组件503的发射点上设置有压力传感器；发射筒501上设置有第一定位组件和第一通信组件。
脚环，包括脚环本体，其上设置有第二定位组件和第二通信组件。
控制器，与第一定位组件、第一通信组件、第二定位组件、第二通信组件、压力传感器无线连接。
控制器采集高度调整机构2、俯仰角调整机构3和水平角调整机构4的调节值以及第一定位组件的位置信息计算发球点的位置和发球角度，通过压力传感器采集发球时动力组件503的推力，控制器结合发球点的位置、发球角度和发球时的推力计算落球点，脚环将自身的位置信息上传控制器，控制器对比落球点位置与脚环位置，得到移动方向和距离的结果，指导训练者进行移动。
具体如图2所示，高度调整机构2包括设置在底座1上的套筒202，套筒202的底端设置有与控制器电连接的第一电机201，第一电机201的输出轴传动连接有螺杆203，螺杆203的顶端与套筒202的顶端转动连接，螺杆203上螺接有套环204，套环204上固定有固定杆205，套筒202沿高度方向开设有通槽，固定杆205穿过通槽与俯仰角调整机构3连接。
控制器控制第一电机201工作，从而带动螺杆203转动，由于套筒202上通槽对固定杆205位置的限定，使得套环204上下移动，从而带动俯仰角调整机构3上下移动。
俯仰角调整机构3包括U型杆301，U型杆301与固定杆205固定连接，U型杆301的内部两侧壁上分别设置有第二电机302，两个第二电机302均与控制器电连接，两个第二电机302的输出轴传动连接有连接轴303，连接轴303上垂直设置有连接件304，连接件304上端与水平角调整机构4固定连接。
控制器控制两个第二电机302工作，使得连接件304沿电机转动的方向转动，从而带动水平角调整机构4在竖直平面转动。
水平角调整机构4包括第三电机401，第三电机401与控制器电连接，第三电机401的机身与连接件304固定连接，第三电机401的输出轴通过联轴器402连接有发球机构5。
控制器控制第三电机401工作，从而带动发球机构5在水平面上转动。具体如图3所示，发射筒501与联轴器402固定连接；动力组件503包括固定筒503-2，其顶部开设有置球孔，置球孔上连通有置球漏斗503-1，固定筒503-2一端敞开并与发射筒501套接，其内部设置有推板503-3，推板503-3的一端固定有与控制器电连接的第一电动伸缩杆503-4，第一电动伸缩杆503-4与固定筒503-2的另一端固定连接，推板503-3远离第一电动伸缩杆503-4的一端设置有压力传感器。
发射筒501外侧靠近固定筒503-2的一端设置有与控制器电连接的第二电动伸缩杆505，第二电动伸缩杆505的一端设置有限位组件504，限位组件504与发射筒501活动连接。
限位组件504包括横杆504-2、弧形杆和若干纵杆504-1，横杆504-2的侧壁与第二电动伸缩杆505固定连接，横杆504-2侧壁的相对位置与若干纵杆504-1的一端固定连接，发射筒501的侧壁上设置有若干通孔，每个纵杆504-1穿过其中一个通孔，其另一端与弧形杆的内侧固定连接，弧形杆的外侧与发射筒501的内壁均设置有相互配合的磁吸装置，弧形杆和发射筒501通过磁吸装置活动连接。
使用前，固定筒503-2套接在发射筒501一端，控制器控制第二电动伸缩杆505伸长，使限位组件504与发射筒501连接，此时，第一电动伸缩杆503-4处于收缩状态，同时推板503-3处于固定筒503-2内远离限位组件504的一端，通过置球漏斗503-1和置球孔将足球放置在限位组件504上后，发球时，控制器控制第二电动伸缩杆505缩短，限位组件504向发射筒501外壁方向移动，同时，控制器控制第一电动伸缩杆503-4伸长，带动推板503-3移动给足球推力，使足球从发射筒501射出。
发球机构5还包括安全组件502，安全组件502包括与控制器电连接第四电机502-1，第四电机502-1固定在发射筒501的外壁上，第四电机502-1的输出轴通过L型连接杆502-2传动连接有挡板502-3，挡板502-3活动设置在发射筒501远离动力组件503的一端。脚环的外壁设置有紧急按钮，紧急按钮与控制器电连接并控制安全组件502启动。
当足球已经发射而训练者没有做好准备时，训练者按动紧急按钮，启动安全组件502，通过安全组件502挡住发射出的足球，从而保证训练者的安全，具体的，当按动紧急按钮时，控制器控制第四电机502-1工作，带动挡板502-3转动，使挡板502-3移动到发射筒501的前端。
脚环上设置有语音播报设备、收音设备，语音播报设备、收音设备均与控制器电连接。通过收音设备收集训练者发出的语音指令，通过语音播报设备提醒训练者足球的落地位置，并对训练者的需要采取的移动动作给出语音提醒。
为了便于训练者掌握自身的训练情况。还包括用于观察落球点位置和使用者的移动轨迹的显示屏，显示屏与控制器电连接。
以上实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，包括：
底座(1)，其上设置有高度调整机构(2)，所述高度调整机构(2)的调节端设置有俯仰角调整机构(3)，所述俯仰角调整机构(3)的调节端设置有水平角调整机构(4)；
发球机构(5)，包括设置在所述水平角调整机构(4)的调节端的发射筒(501)，所述发射筒(501)一端设置有为足球提供动力的动力组件(503)，所述动力组件(503)的发射点上设置有压力传感器；所述发射筒(501)上设置有第一定位组件和第一通信组件；
脚环，包括脚环本体，其上设置有第二定位组件和第二通信组件；
控制器，与所述第一定位组件、第一通信组件、第二定位组件、第二通信组件、压力传感器无线连接；
所述控制器采集高度调整机构(2)、俯仰角调整机构(3)和水平角调整机构(4)的调节值以及第一定位组件的位置信息计算发球点的位置和发球角度，通过所述压力传感器采集发球时所述动力组件(503)的推力，所述控制器结合发球点的位置、发球角度和发球时的推力计算落球点，所述脚环将自身位置信息上传控制器，所述控制器对比落球点位置与所述脚环位置，得到移动方向和距离的结果，指导训练者进行移动。
2.根据权利要求1所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述高度调整机构(2)包括设置在所述底座(1)上的套筒(202)，所述套筒(202)的底端设置有与所述控制器电连接的第一电机(201)，所述第一电机(201)的输出轴传动连接有螺杆(203)，所述螺杆(203)的顶端与所述套筒(202)的顶端转动连接，所述螺杆(203)上螺接有套环(204)，所述套环(204)上固定有固定杆(205)，所述套筒(202)沿高度方向开设有通槽，所述固定杆(205)穿过所述通槽与所述俯仰角调整机构(3)连接。
3.根据权利要求2所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述俯仰角调整机构(3)包括U型杆(301)，所述U型杆(301)与所述固定杆(205)固定连接，所述U型杆(301)的内部两侧壁上分别设置有第二电机(302)，两个所述第二电机(302)均与所述控制器电连接，两个所述第二电机(302)的输出轴传动连接有连接轴(303)，所述连接轴(303)上垂直设置有连接件(304)，所述连接件(304)上端与所述水平角调整机构(4)固定连接。
4.根据权利要求3所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述水平角调整机构(4)包括第三电机(401)，所述第三电机(401)与所述控制器电连接，所述第三电机(401)的机身与所述连接件(304)固定连接，所述第三电机(401)的输出轴通过联轴器(402)连接有发球机构(5)。
5.根据权利要求4所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述发射筒(501)与所述联轴器(402)固定连接；
所述动力组件(503)包括固定筒(503-2)，其顶部开设有置球孔，所述置球孔上连通有置球漏斗(503-1)，所述固定筒(503-2)一端敞开并与所述发射筒(501)套接，其内部设置有推板(503-3)，所述推板(503-3)的一端固定有与所述控制器电连接的第一电动伸缩杆(503-4)，所述第一电动伸缩杆(503-4)与所述固定筒(503-2)的另一端固定连接，所述推板(503-3)远离所述第一电动伸缩杆(503-4)的一端设置有压力传感器。
6.根据权利要求5所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述发射筒(501)外侧靠近所述固定筒(503-2)的一端设置有与所述控制器电连接的第二电动伸缩杆(505)，所述第二电动伸缩杆(505)的一端设置有限位组件(504)，所述限位组件(504)与所述发射筒(501)活动连接；
所述限位组件(504)包括横杆(504-2)、弧形杆和若干纵杆(504-1)，所述横杆(504-2)的侧壁与所述第二电动伸缩杆(505)固定连接，所述横杆(504-2)侧壁的相对位置与若干所述纵杆(504-1)的一端固定连接，所述发射筒(501)的侧壁上设置有若干通孔，每个所述纵杆(504-1)穿过其中一个所述通孔，其另一端与所述弧形杆的内侧固定连接，所述弧形杆的外侧与所述发射筒(501)的内壁均设置有相互配合的磁吸装置，所述弧形杆和所述发射筒(501)通过磁吸装置活动连接。
7.根据权利要求5所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述发球机构(5)还包括安全组件(502)，所述安全组件(502)包括与所述控制器电连接第四电机(502-1)，所述第四电机(502-1)固定在所述发射筒(501)的外壁上，所述第四电机(502-1)的输出轴通过L型连接杆(502-2)传动连接有挡板(502-3)，所述挡板(502-3)活动设置在所述发射筒(501)远离所述动力组件(503)的一端。
8.根据权利要求7所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述脚环的外壁设置有紧急按钮，所述紧急按钮与所述控制器电连接并控制所述安全组件(502)启动。
9.根据权利要求1所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，所述脚环上设置有与所述控制器电连接的语音播报设备、收音设备。
10.根据权利要求1所述的体育教学用踢足球脚力锻炼装置，其特征在于，还包括用于观察预计落球点位置和使用者的移动轨迹的显示屏，所述显示屏与所述控制器电连接。
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