一种室内多角度投篮系统的制作方法

本发明涉及体育领域，具体一种室内多角度投篮系统。

背景技术：

篮球运动是1891年由美国人詹姆斯·奈史密斯发明的。当时，他在马萨诸塞州斯普林菲尔德基督教青年会国际训练学校任教。由于当地盛产桃子，这里的儿童又非常喜欢做用球投入桃子筐的游戏。这使他从中得到启发，并博采足球、曲棍球等其他球类项目的特点，创编了篮球游戏。

篮球运动已经风靡世界，不仅受青少年热爱，也是中老年人热爱的体育项目之一。篮球中得分的关键在于投篮，投篮的力度及准度均考验运动者的技巧，且需要花费大量时间进行练习，而我国人员众多，体育设施的建设仍较为落后，特别是篮球场较为稀少。无论是业余还是专业篮球运动员，若想练习投篮只能等使用球场人数较少的时候，即使进行单一的专业训练，需要他人配合捡球或运动到各个角度进行练习，整体效率较为低下。

技术实现要素：
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本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种室内多角度投篮系统，采用的技术方案是：包括可移动投篮架，两条滑轨，上球机，回球槽，上球室，限位按钮ⅰ，电缆线；其中两条滑轨分别安装在相对墙面的上部，可移动投篮架嵌入在两侧的滑轨中，上球机位于可移动投篮架前方，上球机后部开有伸入地平面下的上球室；回球槽位于上球机右侧并陷入地平面之下，其远端位于可移动投篮架一侧，近端连接入上球室中；限位按钮ⅰ位于两条滑轨的前后端点处；电缆线一端连接电源，另一端分别连接可移动投篮架和上球机；限位按钮ⅰ通过电缆线连接在可移动投篮架上。

所述可移动投篮架包括承重体，后部支撑梁，电机ⅰ，主动轮，前部支撑梁，从动轮，托台，转动柱，支撑柱，篮板侧向支撑架，篮板，篮筐，限位柱，限位器，限位按钮ⅱ，上部接近传感器，下部接近传感器，篮板转动室，电机ⅱ，轴承ⅰ，轴承ⅱ，传动链条，篮板水平支撑架；其中承重体后部两侧分别安装有后部支撑梁，后部支撑梁的前端安装有电机ⅰ，主动轮与电机ⅰ连接并嵌入在滑轨中；承重体后部两侧分别安装有前部支撑梁，前部支撑梁的前端安装有嵌入在滑轨中的从动轮；承重体前端为圆形托台并与其相通；转动柱为圆柱形，通过轴承ⅰ和轴承ⅱ嵌入在托台中并在托台上部突出，转动柱柱体中下部有齿状突起，转动柱顶端焊接有支撑柱，其上焊接有篮板侧向支撑架，转动柱前端焊接有篮板水平支撑架，篮板侧向支撑架与篮板水平支撑架共同固定篮板，篮筐安装在篮板前部；上部接近传感器与下部接近传感器安装在篮板上，高度分别位于篮筐水平线的上部和下部；篮板转动室位于托台后部，内部的电机ⅱ深入至承重体中，电机ⅱ的旋转端上安装有传动链条，传动链条另一端安装在转动柱齿状突起上；转动柱上部左右两侧焊接有两根限位柱，限位器安装在托台后部边沿上，限位器左右两侧安装有限位按钮ⅱ；限位按钮ⅱ与电机ⅱ连接，电机ⅱ通过电缆线连接至上球机；电机ⅰ与限位按钮ⅰ连接，电机ⅱ通过电缆线连接至上球机；

所述上球机包括外壳，控制面板，控制模块，上球平台，坡面，上球架，红外发射发射器ⅰ，上部滚轴，上球支撑架，盛球盒，活动铆接件，下部滚轴，传送带，轴承ⅲ，进线孔，轴承ⅳ，固定块，步进电机，led记分板；其中控制面板位于外壳侧面，控制模块位于外壳内部；led记分板位于控制面板右侧；上球平台位于外壳上部，其前端呈向上弯曲状，起到阻拦的作用，后端深入在呈中空的上球架中，上球平台底部有坡面，坡面呈前低后高；上球架的中空内壁上安装有红外发射发射器ⅰ；上部滚轴位于上球机的后部，轴承ⅲ位于上部滚轴的两侧，上球支撑架一端与轴承ⅲ焊接在一起，另一端固定在地面；下部滚轴位于上球室内，轴承ⅳ位于下部滚轴的两侧，轴承ⅳ焊接有固定在上球室底面的固定块；步进电机的旋转端与下部滚轴一端连接；上部滚轴与下部滚轴之间安装有传送带，传送带表面安装有等间距的盛球盒，盛球盒底部凹陷，通过活动铆接件固定在传送带上，活动铆接件只能向上弯折度角；控制面板、红外发射发射器ⅰ、步进电机、led记分板与控制模块连接，控制模块与电缆线连接；电缆线从进线孔进入到上球机内部。

所述控制模块包括stm32芯片，同步机，变压器；其中同步机、变压器分别与stm32芯片连接。

所述控制面板包括起停按钮，前运动按钮，后运动按钮，左转按钮，右转按钮，面板；其中起停按钮、前运动按钮、后运动按钮、左转按钮、右转按钮均位于面板上并分别与控制模块连接。

所述回球槽靠近上球机的一侧内部安装有阻挡器，靠近回球槽出口处内壁上安装有红外发射发射器ⅱ，阻挡器与红外发射发射器ⅱ连接至上球机。

所述阻挡器包括外筒，旋转柱，档臂，轴承ⅴ，轴承ⅵ，电机ⅲ，传动皮带；其中外筒位于回球槽内部一侧，外筒面向回球槽内部一侧开有两个窗口，旋转柱上部套在轴承ⅴ上，下部穿过回球槽底面，两根档臂穿过外筒上的窗口与旋转柱连接；电机ⅲ位于回球槽底部外侧，其旋转端与旋转柱下端突出部通过传动皮带连接。

本发明的工作原理：

在使用本装置前，首先接通电源并按下起停按钮50，装置启动后若需要拉近篮筐则按下前运动按钮51，stm32芯片47控制电机ⅰ8带动主动轮9在滑轨2中向前移动，同理，若向后移动则按下后运动按钮52，电机ⅰ8反转将篮筐拉远，为了防止向前或向后移动过限造成电机ⅰ8损坏，因此在滑轨2的前端和后端安装有限位按钮ⅰ64，当从动轮或主动轮触碰到限位按钮ⅰ64时，电机ⅰ8即停止运动，只能向反向运动。由于投篮需要从各个角度练习，因此可调整篮筐的朝向实现多角度投篮练习，而训练人本人无需移动，按下左转按钮53或右转按钮54，电机ⅱ24通过传动链条27带动转动柱13一同转动，同时使篮板16向左或向右转动，为了防止篮板16转动角度过大，转动柱13上的限位柱18在转动到角度极限时会触碰到托台12后部边沿限位器19上的限位按钮ⅱ20，同理会使电机ⅱ24停止。篮板16上安装的上部接近传感器21和下部接近传感器22可以判断篮球是否进篮筐17，在一定时间内当两者都检测到物体时即可判断球进，此时led记分板67在stm32芯片47的控制下加1。篮板16移动的距离为篮下至三分线。

为了加快训练速度，避免频繁拣球，球场的一侧安装有低于地面的回球槽4，为了更好的实现自动回球，地面左右两侧可具有一定的高度差，回球槽4一侧低于另一侧5公分，投出的篮球会滚入到回球槽4中，沿着逐渐降低的坡面滚向上球机3处，上球机3的上球平台32用来放置备用的篮球，上球平台32底部的坡面33迫使其上的篮球向前滚动，防止篮球从上球平台32后端滚出；上球机3后部的上部滚轴36、下部滚轴40和步进电机46组成了一个升降系统，将回球槽4内的篮球升至上球平台32上。当上球平台32的备用篮球较多时，位于上球架34内壁的红外发射接收器ⅰ35被遮挡，此时步进电机46停止，不在运送篮球；当上球平台32的篮球不满时，红外发射接收器ⅰ35未被遮挡，回球槽4内部的阻挡器56打开，由电机ⅲ62带动传动皮带63使旋转柱58转动，实现档臂59的开合，开合角度可根据回球槽4的实际宽度来由stm32芯片47控制，开合后当一个篮球滚出回球槽4时会触发到红外发射接收器ⅱ66，此时档臂59合起将其他篮球阻止，2秒后启动步进电机46，由于回球槽4中的篮球距出口较近，因此篮球滚动速度较慢，不会从盛球盒38中滚出，启动步进电机46的步进距离固定，每次将一个盛球盒38传至回球槽4的出口，装有篮球的盛球盒38升至上球平台32上，盛球盒38通过活动铆接件39固定在传送带41上，且盛球盒38只能向上做90度弯折，当盛球盒38运动至上球平台32后端时，因重力因素导致自身向下弯折，从而不会触碰到上球平台32后端。

控制模块31中的stm32芯片47为实现本装置的核心，同步机48为了控制电机ⅰ8同步运动，因本装置中电机较多，工作电压难免不一致，因此使用变压器49进行工作电压的调整。

stm32芯片是目前流行的微控制器，具体引脚的功能及连接可通过查阅技术手册得到技术启示，属于本领域技术人员可轻易获取的公知常识。同步机48与变压器49均为可轻易购买的产品，属于广泛使用的现有技术；装置内各部件的电路连接主要通过电缆线65，具体连接方式根据实际需求而定，属于可经过多次实验从而得到技术启示。

本发明的有益效果是：本发明采用可移动的篮球架和上球机的结合，篮球架的距离可以控制，篮板的角度可以调节，投出的篮球自动滚入回球槽内并进入上球机备用，与在固定篮球场进行投篮练习相比，首先本系统节省场地面积，其次运动员可以站在原地进行多角度多距离投篮，最后无需捡球，在有限时间内增加投篮次数，提高训练效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的可移动投篮架俯视结构图；

图3为本发明的可移动投篮架侧面结构图；

图4为本发明的上球机侧面结构图；

图5为本发明的控制模块内部结构图；

图6为本发明的控制面板外部结构图；

图中：1-可移动投篮架1，2-滑轨，3-上球机，4-回球槽，5-上球室，6-承重体，7-后部支撑梁，8-电机ⅰ，9-主动轮，10-前部支撑梁，11-从动轮，12-托台，13-转动柱，14-支撑柱，15-篮板侧向支撑架，16-篮板，17-篮筐，18-限位柱，19-限位器，20-限位按钮ⅱ，21-上部接近传感器，22-下部接近传感器，23-篮板转动室，24-电机ⅱ，25-轴承ⅰ，26-轴承ⅱ，27-传动链条，28-篮板水平支撑架，29-外壳，30-控制面板，31-控制模块，32-上球平台，33-坡面，34-上球架，35-红外发射接收器ⅰ，36-上部滚轴，37-上球支撑架，38-盛球盒，39-活动铆接件，40-下部滚轴，41-传送带，42-轴承ⅲ，43-进线孔，44-轴承ⅳ，45-固定块，46-步进电机，47-stm32芯片，48-同步机，49-变压器，50-起停按钮，51-前运动按钮，52-后运动按钮，53-左转按钮，54-右转按钮，55-面板，56-阻挡器，57-外筒，58-旋转柱，59-档臂，60-轴承ⅴ，61-轴承ⅵ，62-电机ⅲ，63-传动皮带，64-限位按钮ⅰ，65-电缆线，66-红外发射接收器ⅱ，67-led记分板。

具体实施方式

下面将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。

实施例1

如图1-6所示，一种室内多角度投篮系统，采用的技术方案是：包括可移动投篮架1，两条滑轨2，上球机3，回球槽4，上球室5，限位按钮ⅰ64，电缆线65；其中两条滑轨2分别安装在相对墙面的上部，可移动投篮架1嵌入在两侧的滑轨2中，上球机3位于可移动投篮架1前方，上球机3后部开有伸入地平面下的上球室5；回球槽4位于上球机3右侧并陷入地平面之下，其远端位于可移动投篮架1一侧，近端连接入上球室5中；限位按钮ⅰ64位于两条滑轨2的前后端点处；电缆线65一端连接电源，另一端分别连接可移动投篮架1和上球机3；限位按钮ⅰ64通过电缆线65连接在可移动投篮架1上。

所述可移动投篮架1包括承重体6，后部支撑梁7，电机ⅰ8，主动轮9，前部支撑梁10，从动轮11，托台12，转动柱13，支撑柱14，篮板侧向支撑架15，篮板16，篮筐17，限位柱18，限位器19，限位按钮ⅱ20，上部接近传感器21，下部接近传感器22，篮板转动室23，电机ⅱ24，轴承ⅰ25，轴承ⅱ26，传动链条27，篮板水平支撑架28；其中承重体6后部两侧分别安装有后部支撑梁7，后部支撑梁7的前端安装有电机ⅰ8，主动轮9与电机ⅰ8连接并嵌入在滑轨2中；承重体6后部两侧分别安装有前部支撑梁10，前部支撑梁10的前端安装有嵌入在滑轨2中的从动轮11；承重体6前端为圆形托台12并与其相通；转动柱13为圆柱形，通过轴承ⅰ25和轴承ⅱ26嵌入在托台12中并在托台12上部突出，转动柱13柱体中下部有齿状突起，转动柱13顶端焊接有支撑柱14，其上焊接有篮板侧向支撑架15，转动柱13前端焊接有篮板水平支撑架28，篮板侧向支撑架15与篮板水平支撑架28共同固定篮板16，篮筐17安装在篮板16前部；上部接近传感器21与下部接近传感器22安装在篮板16上，高度分别位于篮筐17水平线的上部和下部；篮板转动室23位于托台12后部，内部的电机ⅱ24深入至承重体6中，电机ⅱ24的旋转端上安装有传动链条27，传动链条27另一端安装在转动柱13齿状突起上；转动柱13上部左右两侧焊接有两根限位柱18，限位器19安装在托台12后部边沿上，限位器19左右两侧安装有限位按钮ⅱ20；限位按钮ⅱ20与电机ⅱ24连接，电机ⅱ24通过电缆线65连接至上球机3；电机ⅰ8与限位按钮ⅰ64连接，电机ⅱ24通过电缆线65连接至上球机3；

所述上球机3包括外壳29，控制面板30，控制模块31，上球平台32，坡面33，上球架34，红外发射接收器ⅰ35，上部滚轴36，上球支撑架37，盛球盒38，活动铆接件39，下部滚轴40，传送带41，轴承ⅲ42，进线孔43，轴承ⅳ44，固定块45，步进电机46，led记分板67；其中控制面板30位于外壳29侧面，控制模块31位于外壳29内部；led记分板67位于控制面板30右侧；上球平台32位于外壳29上部，其前端呈向上弯曲状，起到阻拦的作用，后端深入在呈中空的上球架34中，上球平台32底部有坡面33，坡面呈前低后高；上球架34的中空内壁上安装有红外发射接收器ⅰ35；上部滚轴36位于上球机3的后部，轴承ⅲ42位于上部滚轴36的两侧，上球支撑架37一端与轴承ⅲ42焊接在一起，另一端固定在地面；下部滚轴40位于上球室5内，轴承ⅳ44位于下部滚轴40的两侧，轴承ⅳ44焊接有固定在上球室5底面的固定块45；步进电机46的旋转端与下部滚轴40一端连接；上部滚轴36与下部滚轴40之间安装有传送带41，传送带表面安装有等间距的盛球盒38，盛球盒38底部凹陷，通过活动铆接件39固定在传送带41上，活动铆接件39只能向上弯折90度角；控制面板30、红外发射接收器ⅰ35、步进电机46、led记分板67与控制模块31连接，控制模块与电缆线65连接；电缆线65从进线孔43进入到上球机3内部。

所述控制模块31包括stm32芯片47，同步机48，变压器49；其中同步机48、变压器49分别与stm32芯片47连接。

所述控制面板30包括起停按钮50，前运动按钮51，后运动按钮52，左转按钮53，右转按钮54，面板55；其中起停按钮50、前运动按钮51、后运动按钮52、左转按钮53、右转按钮54均位于面板55上并分别与控制模块31连接。

所述回球槽4靠近上球机3的一侧内部安装有阻挡器56，靠近回球槽4出口处内壁上安装有红外发射接收器ⅱ66，阻挡器56与红外发射接收器ⅱ66连接至上球机3。

所述阻挡器56包括外筒57，旋转柱58，档臂59，轴承ⅴ60，轴承ⅵ61，电机ⅲ62，传动皮带63；其中外筒57位于回球槽4内部一侧，外筒57面向回球槽4内部一侧开有两个窗口，旋转柱58上部套在轴承ⅴ60上，下部穿过回球槽4底面，两根档臂59穿过外筒57上的窗口与旋转柱58连接；电机ⅲ62位于回球槽4底部外侧，其旋转端与旋转柱58下端突出部通过传动皮带63连接。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。