一种带有语音及触摸显示屏控制的发球机的制作方法

本实用新型公开一种发球机，特别是一种带有语音及触摸显示屏控制的发球机，属于辅助健身器材技术领域。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，人们对健康的追求也越来越高，体育健身已经成了人们日常生活中不可或缺的一部分。以其入门难度低、简单易学，深受广大人们喜爱。

传统的都是两个或两个以上的人才能进行，有时候，找不到一起打球的人，只有一个人的时候就比较麻烦，而且，新手在练习接、发球的时候，通常都是大剂量的喂球，找人陪练是比较麻烦的事情，因此，发球机就成了解决这一尴尬局面的产物。

常规的发球机通常都是按照设定好的方向和速度进行发球，发球效果一样，训练者训练的姿势也一样，虽然可以强化单一姿势的接、发球，但是，其不能改变姿势，训练效果较差。

技术实现要素：

针对上述提到的现有技术中的发球机只能以单一方向和速度进行发球的缺点，本实用新型提供一种带有语音及触摸显示屏的无线控制发球机，其可以通过语音输入或触摸显示屏输入发球频率、速度、旋转等参数给上位机，上位机通过有线或无线传输方式传输给下位机，可进行多种发球模拟，改变训练者的训练姿势，强化训练效果。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种带有触摸显示屏控制的发球机，发球机包括上位机和下位机，上位机和下位机之间通过有线或无线方式进行连接，上位机包括上位机中央控制模块、显示屏、触摸屏驱动模块、语音识别模块、上位机通信模块和上位机电源模块，显示屏连接在上位机中央控制模块上，触摸屏与显示屏对应设置，触摸屏与触摸屏驱动模块连接，触摸屏驱动模块与上位机中央控制模块连接，语音识别模块与上位机中央控制模块连接，语音识别模块上连接有麦克风，上位机通信模块连接在上位机中央控制模块上，上位机电源模块用于给上位机供电；下位机包括下位机中央控制模块、电机驱动模块、下位机通信模块和下位机电源模块，电机驱动模块连接在下位机中央控制模块，下位机通信模块连接在下位机中央控制模块上，下位机电源模块用于给下位机供电。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的上位机中央控制模块上连接有语音模块，语音模块连接在上位机中央控制模块的I/O口上，语音模块上连接有扬声器。

所述的上位机通信模块和下位机通信模块均采用RS-485芯片，上位机和下位机之间通过RS-485总线进行通信。

所述的上位机中央控制模块上连接有备用电源。

所述的上位机中央控制模块上连接有麦克风。

所述的电机驱动模块包括电机驱动器和负载驱动器，电机驱动器和负载驱动器分别与下位机中央控制模块连接，负载驱动器的输出端上连接有驱动光耦，负载驱动器采用达林顿管驱动器。

所述的下位机中央控制模块上连接有球数感应模块，球数感应模块采用光纤传感器。

所述的下位机中央控制模块上连接有旋转指示灯。

所述的下位机电源模块包括AC-DC模组和DC-DC模组，DC-DC模组连接在AC-DC模组的输出端上。

所述的上位机电源模块连接在AC-DC模组的输出端上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可以通过语音输入或触摸显示屏输入发球频率、速度、旋转等参数给上位机，上位机通过有线或无线传输方式传输给下位机，可进行多种发球模拟，改变训练者的训练姿势，强化训练效果。本实用新型还在上位机上连接有语音识别模块及麦克风，可通过麦克风采集声音信息，经过语音识别模块进行语音识别后，进行语音控制。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型电路方框图。

图2为本实用新型上位机电路方框图。

图3为本实用新型下位机电路方框图。

图4为本实用新型上位机主电路原理图。

图5为本实用新型上位机周边电路原理图。

图6为本实用新型下位机主电路原理图。

图7为本实用新型下位机周边电路原理图。

图8为本实用新型中上位机控制模块电路原理图。

图9为本实用新型中上位机LCD接口部分电路原理图。

图10为本实用新型中上位机语音模组部分电路原理图。

图11为本实用新型中下位机负载驱动部分电路原理图。

图12为本实用新型中下位机驱动器部分电路原理图。

图13为本实用新型中下位机串行接口部分电路原理图。

图14为本实用新型中下位机滚轮驱动部分电路原理图。

图15为本实用新型中下位机计数器部分电路原理图。

图16为本实用新型中旋转指示灯部分电路原理图。

图17为本实用新型中语音识别部分电路原理图。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

请结合参看附图1至附图17，本实用新型包括上位机和下位机，上位机和下位机之间通过有线或无线方式进行连接，上位机主要包括上位机中央控制模块、显示屏、触摸屏驱动模块、语音识别模块、上位机通信模块和上位机电源模块，显示屏连接在上位机中央控制模块上，通过上位机中央控制模块输出显示信号给显示屏进行显示，触摸屏与显示屏对应设置(通常触摸屏设置在显示屏上方，或将此类显示屏成为触摸显示屏)，触摸屏与触摸屏驱动模块连接，触摸屏驱动模块与上位机中央控制模块连接，输入触摸控制信息给上位机中央控制模块，语音识别模块与上位机中央控制模块连接，语音识别模块上连接有麦克风，可通过麦克风采集使用者发出的语音，再通过语音识别模块进行语音识别，并发送给上位机中央控制模块，对本实用新型进行语音控制，上位机通信模块连接在上位机中央控制模块上，通过上位机通信模块与下位机进行通信，上位机电源模块用于给上位机供电；下位机主要包括下位机中央控制模块、电机驱动模块、下位机通信模块和下位机电源模块，电机驱动模块连接在下位机中央控制模块，通过下位机中央控制模块输出控制信号给电机驱动模块，通过电机驱动模块驱动电机工作，下位机通信模块连接在下位机中央控制模块上，通过下位机通信模块与上位机进行通信，下位机电源模块用于给下位机供电。

本实施例中，上位机中央控制模块(即MCU)采用型号为STM32F103的ARM系列单片机，具体实施时，也可以采用其他信号或其他系列的单片机，本实施例中，上位机中央控制模块内置有安卓操作系统，可对本实用新型进行智能控制。

本实施例中，上位机中央控制模块上连接有语音模块，语音模块连接在上位机中央控制模块的I/O口上，语音模块上连接有扬声器SP1，本实施例中，语音模块选用型号为WTV170的语音处理芯片，可通过上位机中央控制模块输出音频信号给语音模块，通过语音模块驱动扬声器SP1发声，可播放操作信息、本实用新型的运行信息以及报警信息等。

本实施例中，上位机中央控制模块上连接有麦克风，可通过麦克风采集使用者输入的声音，然后通过上位机中央控制模块对采集到的声音进行语音识别，通过识别出来的语音对本实用新型进行语音控制，如：控制发球以及发球速度、旋转、落点、弧度等。

本实施例中，显示屏和触摸屏驱动模块连接在LCD接口J1上，LCD接口J1连接在上位机中央控制模块的I/O口上。本实施例中，在上位机中央控制模块上连接有备用电源，备用电源可采用锂电池，当外接电源没电时，可通过备用电源进行供电，维持本实用新型工作。

本实施例中，语音识别模块通过串行总线接口与上位机中央控制模块连接，语音识别模块采用型号为CI1006A1CS01-1.1的语音识别芯片，具体实施时，也可以采用同样功能的其他芯片。麦克风连接在语音识别模块的麦克风输入接口上。

本实施例中，上位机中央控制模块上连接有存储模块，本实施例中，存储模块包括存储器和FLASH芯片，存储器采用型号为TSC2046的存储芯片，FLASH芯片采用型号为25Q64的芯片，具体实施时，也可以采用同等功能的其他型号的芯片代替，可采用存储模块作为上位机中央控制模块内部存储空间的扩充。

本实施例中，上位机中央控制模块上连接有键盘，除了可通过触摸屏输入之外，还可以通过键盘进行输入控制参数。

本实施例中，上位机通信模块采用型号MAX488的RS-485芯片，可实现上位机和下位机之间通过RS-485总线进行通信，具体实施时，也可以采用其他型号的芯片或者其他通信方式。

本实施例中，上位机电源模块采用稳压芯片，稳压芯片包括+5V稳压芯片和+3.3V稳压芯片，可分别将输入电压降至+5V和+3.3V给上位机进行供电，+5V稳压芯片采用型号为AMS1117-5.0的线性稳压芯片(即LDO)，+3.3V稳压芯片采用型号为MP2451的降压芯片。

本实施例中，下位机中央控制模块(即MCU)采用型号为STM32F103的ARM系列单片机，具体实施时，也可以采用其他信号或其他系列的单片机。

本实施例中，下位机中的电机包括上轮电机、下轮电机、弧度电机、旋转电机和落点电机，上轮电机和下轮电机用于运送至发球位，弧度电机用于控制的发射弧度(通过的发球角度来控制弧度)，旋转电机用于控制的旋转速度，落点电机用于控制的落点，电机驱动模块包括电机驱动器和负载驱动器，上轮电机和下轮电机连接在电机驱动器上，通过电机驱动器驱动上轮电机和下轮电机转动，本实施例中，电机驱动器采用型号为LM247的电机驱动器。本实施例中，负载驱动器的输出端上连接有驱动光耦，弧度电机、旋转电机和落点电机连接在驱动光耦上，下位机中央控制模块输出电机控制信号给负载驱动器，负载驱动器输出控制信号给驱动光耦，通过驱动光耦驱动弧度电机、旋转电机和落点电机工作。本实施例中，负载驱动器采用型号为LN2013A的达林顿管驱动器，驱动光耦采用型号为TLP521-4的光耦，具体实施时，也可以采用型号的芯片代替。

本实施例中，下位机通信模块采用型号MAX488的RS-485芯片，可实现上位机和下位机之间通过RS-485总线进行通信，具体实施时，也可以采用其他型号的芯片或者其他通信方式。

本实施例中，下位机中央控制模块上连接有球数感应模块，用于统计发球数量，球数感应模块采用光纤传感器(也称为光耦)，光纤传感器连接在三极管Q4上，通过三极管Q4对光纤传感器采集到的信号进行放大后传输给下位机中央控制模块。

本实施例中，下位机中央控制模块上连接有旋转指示灯，旋转指示灯采用发光二极管D1，发光二极管D1连接在下位机中央控制模块的I/O口上，当旋转电机工作时，发光二极管D1发光，指示旋转电机的工作状态。

本实施例中，下位机电源模块包括AC-DC模组和DC-DC模组，本实用新型采用220V交流市电进行供电，220V交流市电连接在AC-DC模组上，通过AC-DC模组将220V交流市电转换成+12V低压直流电，输出给DC-DC模组，DC-DC模组采用稳压芯片，本实施例中，稳压芯片包括+8V稳压芯片7808、+5V稳压芯片7805以及+3.3V稳压芯片AMS117-3.3，分别将+12V电源降压至+8V、+5V和+3.3V进行供电。本实施例中，上位机采用下位机进行供电，即上位机电源模块连接在下位机电源模块中的AC-DC模组中，AC-DC模组将+12V电源传输给上位机电源模块，给其进行供电。本实施例中，AC-DC模组采用常规的AC-DC转换电路，通常包括变压器、整流电路和滤波电路，通过变压器将交流市电转换成低压电，然后通过整流电路(可采用整流桥或桥式整流器等)将其整流成直流电，再经过滤波电路滤波后，形成+12V低压直流电。

上述实施例中，上位机与下位机通过RS-485总线进行通信，具体实施时，也可以通过蓝牙、RF等无线方式进行通信。

本实用新型在使用时，通过上位机的触摸屏进行参数输入，然后通过RS-485总线将输入的控制参数传输给下位机，对下位机的发球以及发球速度、旋转、落点、弧度等进行控制。

本实用新型可以通过语音输入或触摸显示屏输入发球频率、速度、旋转等参数给上位机，上位机通过有线或无线传输方式传输给下位机，可进行多种发球模拟，改变训练者的训练姿势，强化训练效果。本实用新型还在上位机上连接有语音识别模块及麦克风，可通过麦克风采集声音信息，经过语音识别模块进行语音识别后，进行语音控制。

本实用新型的发球机可以用于羽毛球或乒乓球训练发球。