一种用于击剑训练的机器人的制作方法

文档序号:15218973发布日期:2018-08-21 17:12阅读:1753来源:国知局

本实用新型涉及击剑训练领域,尤其涉及一种用于击剑训练的机器人。



背景技术:

击剑是从古代剑术决斗中发展起来的一种体育项目,它结合优雅的动作和灵活的战术,要求运动员精神的高度集中和身体的良好协调,能够体现运动员良好的动作和敏捷的反应。

现有的击剑训练标靶多为固定人形靶,主要用于训练刺击或劈砍人体有效得分部位的基本动作。由于在整个训练的过程中,靶子始终保持静止,训练的实战性不好,适用于初学者进行基本动作的训练,而对于实战化的进阶训练,则还需要教练员或陪练来陪同进行,这样的训练成本很高,不利于击剑运动的普及和发展。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于击剑训练的机器人,通过大臂、小臂和持剑手的联动,实现连接在持剑手上的剑条的挥砍与刺击动作,模拟对手的动作,实现实战化的击剑训练。

为了解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案如下:一种用于击剑训练的机器人,包括躯干,所述的躯干上设有至少一个机械臂,所述的机械臂包括大臂和小臂,所述的大臂与躯干铰接,并在大臂与躯干之间设有驱动大臂相对于躯干旋转的第一驱动装置;所述的小臂与大臂远离躯干的一端铰接,并在大臂和小臂之间设有驱动小臂相对于大臂旋转的第二驱动装置;所述小臂远离大臂的一端旋转活动连接有持剑手,并在连接处设有第三驱动装置,所述持剑手的旋转轴平行于小臂的长度方向;还包括控制系统,所述的控制系统控制第一驱动装置、第二驱动装置、和第三驱动装置工作。

在使用时,剑条通过持剑手连接在机器人上,并通过控制系统控制第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的工作,实现剑条运动,模拟对手手中的剑。由于大臂与躯干铰接,小臂与大臂铰接,夹持部与小臂旋转活动连接,在实际工作时,只需要在剑条夹持时,使剑条长度方向与夹持部的旋转轴倾斜设置,即可通过大臂、小臂和夹持部的联动实现剑条的刺击各个角度的挥动动作。通过大臂、小臂和持剑手的联动,实现持剑手上的剑条的挥砍与刺击动作。

为了提高训练的实战化程度,可以事先预设多套动作,训练时,可以选择重复某一套动作的模式,对某一套动作针对性的训练;也可以采用控制系统随机选择动作的模式,提高机器人挥剑动作的随机性,进而达到训练运动员应变能力,提高实战能力的目的。

与现有技术相比,本申请记载的机器人,通过机械臂的动作,模拟对手的动作,提高了击剑训练的实战性,适用于运动员的实战化进阶训练。

作为优选,所述的控制系统包括信号接收器;还包括用于安装在运动员身上且与所述信号接收器对应的信号发生器,所述的信号发生器和信号接收器在一定距离范围内可通过无线信号通信。将信号发生器设置在击剑训练的护具上,这样当进行击剑训练时,当信号发生器与训练机器人的距离在一定范围内时,训练机器人开始工作,而当运动员离开该距离范围时,训练机器人处于待机状态。采用这种方案,不仅避免了运动员在训练中途进行休息时,反复多次的开启关闭机器人;而且也避免了运动员在结束训练后,忘记关闭训练机器人,而造成训练机器人始终处于开机工作状态,而造成能源浪费。

作为优选,还包括与躯干滑动连接的基座,并在连接处设有第四驱动装置;所述的基座包括两条前后设置的支腿。

作为优选,所述的第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置均为电缸、气缸、液压缸或步进电机。

作为优选,所述支腿远离躯干的一端安装有若干行走轮,所述的行走轮中包括至少一个驱动轮,并在基座上设有驱动驱动轮滚动的第五驱动装置。

作为优选,所述的基座上设有至少一个主电源,并在头部设置至少一个辅助电源,所述的主电源和辅助电源均为可充电电池组。从而保证了击剑机器人在休眠时利用辅助电源维持唤醒,利用主电源的动力驱动竞技和训练,达到省电和延长电池寿命目的。

作为优选,还包括动作评估模块,所述的动作评估模块包括设置在躯干上的摄影设备,从对手的视角,实时记录运动员的动作,供运动员和教练员在完成训练之后进行回顾,发现训练中的不足,以便进行针对向的训练,及时纠正错误。

作为优选,所述的动作评估模块还包括与摄影设备对应的影像播放设备,所述的影像播放设备与摄影设备通过有线信号或无线信号连接。

作为优选,所述的动作评估模块还包括设置在躯干上用于感应剑条击打的传感器,当运动员手中的剑条有效的击中相应的传感器时,传感器产生信号,并反馈给控制系统,以此来评价运动员攻击动作的有效性。

作为优选,所述的控制系统还包括设置在头部的用于测量训练者运动速度的测速器、用于实现人机对话的语音互交器和用于远程遥控的遥控通讯器。结合动作评估系统里的摄影设备,共同对击剑训练者进行拍照、录像、识别、探测和感应,并配合语音提示和远程遥控方式,来自动完成机器人的启动和停止、姿态和步伐调节、训练套路和竞技战术选定,实现实战化和智能化的击剑训练。训练练机器人还可以根据训练者的资料和训练水平,自动选择不同动作模式,以便更快提高训练者的水平,达到精准训练的效果。

附图说明

图1为本实施例用于击剑训练的机器人的结构示意图;

图2为本实施例用于击剑训练的机器人的控制模块图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1所示,一种用于击剑训练的机器人,包括躯干3,所述的躯干3上设有至少一个机械臂1,所述的机械臂1包括大臂14和小臂12,所述的大臂14与躯干3铰接,并在大臂14与躯干3之间设有驱动大臂14相对于躯干3旋转的第一驱动装置15。所述的小臂12与大臂14远离躯干3的一端铰接,并在大臂14和小臂12之间设有驱动小臂12相对于大臂14旋转的第二驱动装置13。所述小臂12远离大臂14的一端旋转活动连接有持剑手11,并在连接处设有第三驱动装置8,所述的持剑手11的旋转轴平行于小臂12的长度方向。

还包括控制系统,所述的控制系统控制第一驱动装置15、第二驱动装置13和第三驱动装置8工作。在使用时,剑条通过持剑手11连接在机器人上,并通过控制系统控制第一驱动装置15、第二驱动装置13和第三驱动装置8的工作,实现剑条运动,模拟对手手中的剑。由于大臂14与躯干3铰接,小臂12与大臂14铰接,持剑手11与小臂12旋转活动连接,在实际工作时,只需要在剑条夹持时,使剑条长度方向与持剑手11的旋转轴倾斜设置,即可通过大臂14、小臂12和持剑手11的联动实现剑条的刺击各个角度的挥动动作。

为了提高训练的实战化程度,可以事先预设多套动作,训练时,可以选择重复某一套动作的模式,对某一套动作针对性的训练;也可以采用控制系统随机选择动作的模式,提高机器人挥剑动作的随机性,进而达到训练运动员应变能力,提高实战能力的目的。

如图2所示,所述的控制系统包括信号接收器19;还包括用于安装在运动员身上且与所述信号接收器19对应的信号发生器,所述的信号发生器和信号接收器19在一定距离范围内可通过无线信号通信。将信号发生器设置在击剑训练的护具上,这样当进行击剑训练时,当信号发生器与训练机器人的距离在一定范围内时,训练机器人开始工作,而当运动员离开该距离范围时,训练机器人处于待机状态。采用这种方案,不仅避免了运动员在训练中途进行休息时,反复多次的开启关闭机器人;而且也避免了运动员在结束训练后,忘记关闭训练机器人,而造成训练机器人始终处于开机工作状态,而造成能源浪费。

进一步的,如图1所示,还包括与躯干3滑动连接的基座7,所述的躯干3与基座7之间设有用于驱动躯干3和基座7相对运动的第四驱动装置10。所述的基座7包括两条前后设置的支腿4,所述支腿4远离躯干3的一端分别设有行走轮5,所述的行走轮5中包括至少一个驱动轮,并在基座7上设有驱动驱动轮滚动的第五驱动装置6。机器人在驱动轮的作用下可以进行整体运动,可以对运动员的步伐进行针对性的训练,提高训练的实战化水平。前后设置的支腿4不仅提高了机器人外观上与人体的相似程度,而且整体的稳定性更好。

再进一步的,行走轮5的基座7上安装击剑训练机器人的可充电电池组作为主电源9,所述的头部2上安装辅助可充电电池组作为辅助电源22,从而保证了击剑机器人在休眠时利用辅助电源22维持唤醒,利用主电源9的动力驱动竞技和训练,达到省电和延长电池寿命目的。

再进一步的,如图2所示,所述的控制系统还包括动作评估模块,所述的动作评估模块包括设置在躯干3上的摄影设备17,及与摄影设备17通过有线信号或无线信号连接的播放设备。可以从对手的视角,实时记录运动员的动作,供运动员和教练员在完成训练之后进行回顾,发现训练中的不足,以便进行针对向的训练,及时纠正错误。

所述的动作评估模块还包括设置在躯干3上用于感应剑条击打的传感器,当运动员手中的剑条有效的击中相应的传感器时,传感器产生信号,并反馈给控制系统,以此来评价运动员攻击动作的有效性。

更进一步的,如图2所示,所述的控制系统还包括训练机器人头部2的测速器16、语音交互器20和遥控通讯器21,结合动作评估系统里的摄影设备17,共同对击剑训练者进行拍照、录像、识别、探测和感应,并配合语音提示和远程遥控方式,来自动完成机器人的启动和停止、姿态和步伐调节、训练套路和竞技战术选定,实现实战化和智能化的击剑训练。训练练机器人还可以根据训练者的资料和训练水平,自动选择不同动作模式,以便更快提高训练者的水平,达到精准训练的效果。

与现有技术相比,本申请记载的机器人,通过机械臂1的动作,模拟对手的动作,通过智能识别和分析,实现了击剑训练的数字化和智能化,从而大大的提高了击剑训练的实战性,适用于运动员的实战化进阶训练。

总之,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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