一种移动式网球技术训练模拟器的制作方法

本发明涉及一种体育器材，具体涉及一种网球训练模拟装置，特别地是一种移动式网球技术训练模拟器。

背景技术：

网球运动是一种球类运动，通常在两个单打球员或两对组合之间进行。球员在网球场上隔着球网用网球拍击打网球。

网球运动是一项高雅及充满趣味的对抗性运动，修养和素质是其文化内涵的综合体现，同时具有动作舒展大方、娱乐性、观赏性、健身性强的特点，是一项在体育、健身、休闲、社交等实践活动中发展起来的现代新兴运动项目。网球运动专业性强，技术难点突出，但它却越来越为大众所喜爱，尤其是高校学生普遍欢迎和热爱的体育运动项目之一。但是网球场地建设投资大、占地也大，所以不能满足爱好者的需求，特别是难以满足高校的网球教学活动的开展，网球场地成了制约网球运动健康发展的瓶颈，如何解决因地制宜的网球技术及动作训练的场地和器材，同时也满足高校网球教学班人多场地少，教练少的需求，就成了突破制约网球运动发展瓶颈的关键技术。

在现有的技术中，如专利号为：“cn201410239393.1”的专利公开了一种功能齐全、任意迁移、结构简单、投资省的网球技术及动作训练器具，具体是移动式网球技术训练模拟器。

在该专利文献中，移动式网球技术训练模拟器由支架、球网、弹性墙、拉网环、光电计数器调节槽、光电计数器、网球收集网袋组成，在支架下部装有球网和网球收集网袋，落网球不会反弹到击球位置，而是进入球网下的网球收集网袋；在支架上部装有弹性墙，击打在弹性墙上的网球会按击打力的大小反弹到下次击球位置；在弹性墙表面装设光电计数器，它可记录不同的击球技术在弹性墙上相应的落点区域内击打的次数；在支架上设置光电计数器调节槽，光电计数器可在调节槽内任意调整位置；在支架上设置拉网环，以便在模拟器两侧装设拦球网，拦截打不中弹性墙的网球，降低捡球的难度。

上述的技术仅仅提供了一种击中模拟墙以及降低捡球的难度装置，但其不能实际的解决，每一击球是否有效，不知道击球的速度是多少，也不知道击球是否落入设定的区域。因此，其达不到精准训练的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动式网球技术训练模拟器。

其采用的具体方案如下：

一种移动式网球技术训练模拟器，包括

一底座，底座的后侧设置有支架，前端设置有移动的导轨，该移动的导轨上设置有网球发球机，

所述支架上设置有网区和设置在网区上部的模拟墙，

所述模拟墙由若干个横竖均匀排列的矩形区域构成，每一矩形区域的四个角和中心处分别内置压力传感器，设定每一压力传感器的坐标，连同矩形区域的点阵坐标对应记录至上位机，所述上位机设置在模拟墙的后端，

所述矩形区域的表面设置有静电膜和橡胶层，

以及在模拟墙的上端设置有雷达测速仪；

所述网球发球机在导轨上左右移动，用于从不同角度弹射模拟发球，

网球被回击至模拟墙上时，由矩形区域内置的压力传感器产生压力点阵电信号，该压力点阵电信号由数据采集装置采集并传递至上位机，同时，网球被回击时，雷达测速仪用于获取网球的回击速度数据，并将该回击速度数据上传至上位机，上位机对压力点阵数据进行计算，获取网球的运动曲线以及结合回击速度数据形成模拟曲线，并判断网球的落地位置，并在显示器上显示该模拟曲线，所述显示器与上位机连接。

所述判断网球的落地位置，包括如下步骤：

a：上位机获取数据采集装置采集的压力点阵电信号以及对应的压力传感器和矩形区域的坐标；如果涉及的矩形区域只有一个，参照步骤b，如果涉及的矩形区域涉及两个或者多个时，首先对所有的矩形区域进行扫描，获取所有矩形区域压力传感器最大的三个点，对三个点位的数字信号进行处理，依据三个点位构成的三角区域和对应的坐标位置，判断网球的回击方向，在依据获取的回击速度数据，形成模拟曲线；

b：对压力点阵电信号进行模数转化，形成压力点阵数字信号，对形成的压力点阵数字信号进行扫描，获取数字信号最大的三个点位，对三个点位的数字信号进行处理，依据三个点位构成的三角区域和对应的坐标位置，判断网球的回击方向，在依据获取的回击速度数据，形成模拟曲线；

c：依据模拟曲线判断网球的落地位置。

进一步地，所述支架的一侧还设置有报警器，所述报警器与上位机连接，当网球的落地位置在设定的阈值内时，报警器闪绿灯不发出警报，当网球的落地位置部在设定的阈值内时，报警器闪红灯并发出警报。

进一步地，所述网球发球机包括设置在底部的底板，设置在底板底部前后两端的滑槽，所述滑槽设置在导轨上，在滑轨的左侧设置有驱动电机，驱动电机驱动网球发球机在滑轨上左右移动，在底板的后侧设置有发球机支架，底板的前端设置有高度调节装置，在高度调节装置和发球机支架上设置有弹射机构。

进一步地，所述弹射机构包括固定槽，该固定槽设置在高度调节装置和发球机支架上端，设置在固定槽上的弹射筒，在弹射筒底部设置有弹射动力机构，弹射动力机构与弹射筒内设置的弹射套固定，弹射筒的两侧设置有弹射套滑槽，弹射套的拉杆从弹射套滑槽穿出。

进一步地，所述弹射筒的后侧设置有铰接机构。

进一步地，所述固定槽两侧设置有弹射槽，拉杆穿过弹射槽与固定槽底部的弹射动力机构连接，所述弹射动力机构包括连接块，与连接块连接的弹射气缸，所述弹射气缸与控制箱连接，该控制箱与上位机连接。

进一步地，所述弹射筒的上端设置有一开口，在该开口的上端设置有网球箱，网球箱的底部与固定槽边侧固定，网球箱的左侧底部设置有一落球口，该落球口与开口对应，在落球口左侧设置有取球机械爪，以及一倾斜设置的隔板，将取球机械爪一端和网球放置的一端隔开，该隔板的底侧设置有取球口。

进一步地，所述取球机械爪的后侧设置有取球动力气缸，该取球动力气缸与控制箱连接，该控制箱与上位机连接。

进一步地，所述控制箱设置在模拟墙的后侧。

进一步地，所述底座的底部设置有若干个万向轮组。

本发明的有益效果：

与传统的技术相比，本发明通过合理布设模拟墙上的压力传感器，对网球击中模拟墙的有效位置进行采集，结合压力传感器点阵数据分析以及击球的速度，模拟网球的飞行曲线，并计算模拟落地位置，其可以精确的对每一击球动作进行分析，判断击球的有效性。

由于现实的比赛中，对方发球的位置不是固定的，其可以在任意位置进行发球，本发明中，通过设置移动式网球发球机，可以模拟不同的发球位置，使得训练更加切合实际。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中矩形区域眼里传感器的布设示意图；

图3是本发明中网球发球机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图3，本发明提供了一种移动式网球技术训练模拟器，包括

一底座，底座的后侧设置有支架，前端设置有移动的导轨1，该移动的导轨1上设置有网球发球机2，所述底座的底部设置有若干个万向轮组3，通过万向轮组3可以将整个模拟装置进行移动。

所述支架上设置有网区5和设置在网区5上部的模拟墙8，

所述模拟墙8由若干个横竖均匀排列的矩形区域6构成，每一矩形区域6的四个角和中心处分别内置压力传感器，设定每一压力传感器的坐标，连同矩形区域的点阵坐标对应记录至上位机，所述上位机设置在模拟墙8的后端，

所述矩形区域的表面设置有静电膜和橡胶层，所述橡胶层设置在静电膜的上端，

以及在模拟墙8的上端设置有雷达测速仪7；

由于现实的比赛中，对方发球的位置不是固定的，其可以在任意位置进行发球，通过设置移动式网球发球机，可以模拟不同的发球位置，使得训练更加切合实际。所述网球发球机2在导轨1上左右移动，用于从不同角度弹射模拟发球；

其中，所述网球发球机包括设置在底部的底板201，设置在底板201底部前后两端的滑槽200，所述滑槽200设置在导轨1上，在滑轨1的左侧设置有驱动电机4，驱动电机4驱动网球发球机2在滑轨上左右移动，实现从不同角度弹射模拟发球；在底板201的后侧设置有发球机支架204，底板201的前端设置有高度调节装置202，在高度调节装置202和发球机支架204上设置有弹射机构。所述弹射筒209的后侧设置有铰接机构206。通过调节高度调节装置202，可以调节弹射筒209的弹射角度。

所述弹射机构包括固定槽，该固定槽设置在高度调节装置202和发球机支架204上端，设置在固定槽上的弹射筒209，在弹射筒209底部设置有弹射动力机构，弹射动力机构与弹射筒209内设置的弹射套固定，弹射筒209的两侧设置有弹射套滑槽，弹射套的拉杆207从弹射套滑槽穿出。

所述固定槽两侧设置有弹射槽208，拉杆207穿过弹射槽208与固定槽底部的弹射动力机构连接，所述弹射动力机构包括连接块203，与连接块203连接的弹射气缸205，所述弹射气缸205与控制箱连接，该控制箱与上位机连接。

所述弹射筒209的上端设置有一开口，在该开口的上端设置有网球箱211，网球箱211的底部与固定槽边侧固定，网球箱211的左侧底部设置有一落球口，该落球口与开口对应，在落球口左侧设置有取球机械爪210，以及一倾斜设置的隔板，将取球机械爪210一端和网球100放置的一端隔开，该隔板的底侧设置有取球口。所述取球机械爪210的后侧设置有取球动力气缸，该取球动力气缸与控制箱连接，该控制箱与上位机连接。所述控制箱设置在模拟墙8的后侧。

网球被回击至模拟墙8上时，由矩形区域6内置的压力传感器产生压力点阵电信号，参照图2，图2提供了一种压力传感器的布设图，在图2中，在矩形区域6的四个角分别设置有第一压力传感器60，第二压力传感器61，第三压力传感器63，第四压力传感器64以及中心压力传感器62，由上述的第一压力传感器60、第二压力传感器61、，第三压力传感器63、第四压力传感器64以及中心压力传感器62构成压力传感器矩阵，相邻矩形区域6之间的压力传感器又构成一个矩形，因此，不论压力传感器击中在任何点，均可以形成一个压力传感器的电信号矩阵。

假设网球被回击至图2中的矩形区域6内，上位机对采集到第一压力传感器60、第二压力传感器61、第三压力传感器63、第四压力传感器64以及中心压力传感器62分别进行扫描处理，获取压力最大的三个点作为有效点，其构成一个三角形，依据最大的一个点向另外两个点进行散射，可以获取网球的飞行方向，再依据获取的坐标位置和速度，即可得到网球飞行的模拟曲线。

网球被回击至模拟墙8上时，压力点阵电信号由数据采集装置采集并传递至上位机，同时，网球被回击时，雷达测速仪7用于获取网球的回击速度数据，并将该回击速度数据上传至上位机，上位机对压力点阵数据进行计算，获取网球的运动曲线以及结合回击速度数据形成模拟曲线，并判断网球的落地位置，并在显示器上显示该模拟曲线，所述显示器与上位机连接。

所述判断网球的落地位置，包括如下步骤：

a：上位机获取数据采集装置采集的压力点阵电信号以及对应的压力传感器和矩形区域的坐标，判断矩形区域的坐标涉及的矩形区域的个数，如果涉及的矩形区域只有一个，参照步骤b，如果涉及的矩形区域涉及两个或者多个时，首先对所有的矩形区域进行扫描，获取所有矩形区域压力传感器最大的三个点，对三个点位的数字信号进行处理，依据三个点位构成的三角区域和对应的坐标位置，判断网球的回击方向，在依据获取的回击速度数据，形成模拟曲线。

b：对压力点阵电信号进行模数转化，形成压力点阵数字信号，对形成的压力点阵数字信号进行扫描，获取数字信号最大的三个点位，对三个点位的数字信号进行处理，依据三个点位构成的三角区域和对应的坐标位置，判断网球的回击方向，在依据获取的回击速度数据，形成模拟曲线。

c：依据模拟曲线判断网球的落地位置。

在本发明中，支架的一侧还设置有报警器9，所述报警器9与上位机连接，当网球的落地位置在设定的阈值内时，报警器9闪绿灯不发出警报，当网球的落地位置部在设定的阈值内时，报警器9闪红灯并发出警报。本发明通过合理布设模拟墙上的压力传感器，对网球击中模拟墙的有效位置进行采集，结合压力传感器点阵数据分析以及击球的速度，模拟网球的飞行曲线，并计算模拟落地位置，其可以精确的对每一击球动作进行分析，判断击球的有效性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。