一种智能投篮训练装置及其使用方法与流程

本发明涉及篮球训练领域，特别涉及一种智能投篮训练装置及其使用方法。

背景技术：

近年来随着篮球运动的普及，越来越多的人投入到这项运动中。众所周知，投篮是在篮球比赛中，运动员运用各种合理、专门的动作将球投进对方篮筐的方法，是唯一的得分手段。随着篮球运动的发展，运动员身高、身体素质及技术水平的提高，促使着篮球训练技术不断发展，这也就促进了智能投篮训练系统或装置的发展，但目前的篮球训练系统或装置普遍存在传球方式单一、传球角度相对固定的问题，无法进行有效的调整，需要运动员站在规定的地方进行接球，因此运动员每次在不同的位置投篮之后，都需要离开投篮位置到规定的地方进行接球或自行的捡球。因此，大部分的时间都会浪费在训练的准备过程中，导致训练效率较低，效果不佳。

技术实现要素：

为此，需要提供一种能够减少人工捡球传球的时间，提高训练效率、提升投篮水平的智能投篮训练装置及其使用方法。

为实现上述目的，发明人提供了一种智能投篮训练装置，包括进球检测模块、定位模块、信号控制模块和集球发球器；所述进球检测模块包括红外传感器和信号发送模块，红外传感器设置于篮筐的内壁，红外传感器与信号发送模块电连接；所述定位模块用于检测运动员位置和身高，定位模块与信号控制模块连接；所述信号控制模块包括信号接收模块和信号控制器，信号接收模块与信号控制器电连接，信号接收模块用于接收信号发送模块和定位模块发送的信号；集球发球器包括进球口、集球槽、发球板、出球口、底座、第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机，所述集球槽设于进球口下方，所述发球板设于集球槽的侧壁上，第一驱动电机用于驱动发球板发球，发球板正下方设有出球口，所述出球口处设有可升降的出球平台，第二驱动电机用于驱动出球平台的升降，所述集球槽与底座通过第三驱动电机转动连接，所述第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机分别与信号控制器电连接。

区别于现有技术，上述技术方案通过定位模块对运动员的位置和身高进行检测，并根据位置和身高调整发球方向和发球高度，从而有效的解决了运动员在训练的过程中只能在唯一位置进行接球或自行捡球的问题，进而提高训练效率和提升投篮水平。此外本装置可以根据运动员的身高调整发球的高度，进一步的解决了发球过高或过低，运动员接不到球的问题。

作为本发明的一种优选结构，所述定位模块包括测距传感器和高度探测器，和/或图像处理模块。

作为本发明的一种优选结构，所述测距传感器为激光测距传感器。

作为本发明的一种优选结构，所述进球口处设有支撑架，支撑架上设有编织网。本结构中的支撑架开口朝外，用于扩大集球发球器的进球口，便于收集投篮后的篮球，编织网则是为了防止篮球在下落的过程中发生反弹，而弹出进球口，导致无法收集到篮球，编织网的网孔大小略大于篮球直径。

作为本发明的一种优选结构，所述底座的底部设有移动轮，所述移动轮处设有刹车踏板。本结构中移动轮的设置是为了便于集球发球器的移动，刹车踏板的设置则是为了固定住集球发球器；当集球发球器移动到篮筐下，调整好位置后，则通过刹车踏板固定住集球发球器，使其在使用过程中保持固定。

作为本发明的一种优选结构，所述集球槽内底面沿着出球口对立面向出球口方向倾斜向下设置。本结构中集球槽内底面倾斜设置便于篮球自动滚向出球口。

作为本发明的一种优选结构，所述集球发球器上还设有显示装置，所述信号控制器与显示装置电连接。本结构中显示装置的设置则是为了显示进球个数、投篮命中率等信息。

本发明还提供了一种智能投篮训练装置的使用方法，包括如下步骤：启动智能投篮训练装置；定位模块对运动员的位置和身高进行检测；信号控制模块接收定位模块发送的位置信号和身高信号，信号控制器计算出传球位置和传球高度；信号控制器随机选择一种传球方式，并将计算后的传球位置信号发送给控制集球槽转动的第三驱动电机，将计算后的传球高度信号发送给控制出球平台升降的第二驱动电机，再将发球信号传输给第一驱动电机，第一驱动电机控制发球板发球；运动员接到传球后，进行投篮，红外传感器检测篮球投中情况，信号发送模块将检测结果发送给信号接收模块，信号接收模块将信号传输给信号控制器，信号控制器统计进球个数；篮球通过进球口回到集球槽；判断运动员是否休息，若是则关闭智能投篮训练装置，结束训练，若否则循环第二至第七步骤。

区别于现有技术，上述技术方案提供的智能投篮训练装置的使用方法通过定位模块对运动员的位置和身高进行检测，并将位置和身高信号发送给信号控制模块，信号控制模块的信号控制器则计算出发球的位置和发球高度，并通过第三驱动电机调整发球的位置，通过第二驱动电机调整发球的高度，最后通过第一驱动电机进行发球，运动员在接球后自行投篮，进球检测模块的红外传感器检测投篮情况，投篮后篮球进入集球槽，判断运动员是否休息，若休息则关闭集球发球器，结束训练；若不休息则重新对运动员进行定位，集球发球器重新进行发球，直至运动员关闭智能投篮训练装置，投篮训练结束。本方法有效的解决了运动员在训练的过程中只能在唯一位置进行接球或自行捡球的问题，进而提高训练效率和提升投篮水平。

作为本发明的一种优选结构，所述发球方式包括高抛传球、击地传球和胸前传球。本方案中的三种发球方式较好的模拟了真人发球，从而可以有效的提高运动员在不同的发球方式下的训练效果。

作为本发明的一种优选结构，还包括信号控制器统计发球个数，并根据进球个数和发球个数计算出投篮命中率。

附图说明

图1为具体实施方式所述集球发球器结构示意图；

图2为具体实施方式所述进球检测模块示意图；

图3为具体实施方式所述信号控制模块连接示意图；

图4为智能投篮训练装置使用方法示意图。

附图标记说明：

1、信号控制模块； 101、信号接收模块； 102、信号控制器；

2、进球检测模块； 201、红外传感器； 3、定位模块；

4、集球发球器； 401、进球口； 402、集球槽；

403、发球板； 404、出球口； 405、出球平台；

406、第一驱动电机； 407、第二驱动电机； 408、第三驱动电机；

5、底座； 501、移动轮； 502、刹车踏板；

6、支撑架； 7、编织网； 8、显示装置； 9、篮筐。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图3，如图所示，本实施例提供了一种智能投篮训练装置，包括进球检测模块2、定位模块3、信号控制模块1和集球发球器4；所述进球检测模块包括红外传感器201和信号发送模块，红外传感器设置于篮筐9的内壁，红外传感器与信号发送模块电连接；所述定位模块3用于检测运动员位置和身高，定位模块与信号控制模块连接；所述信号控制模块1包括信号接收模块101和信号控制器102，信号接收模块与信号控制器电连接，信号接收模块用于接收信号发送模块和定位模块发送的信号；集球发球器4包括进球口401、集球槽402、发球板403、出球口404、底座5、第一驱动电机406、第二驱动电机407和第三驱动电机408，所述集球槽设于进球口下方，所述发球板设于集球槽的侧壁上，第一驱动电机用于驱动发球板发球，发球板正下方设有出球口，所述出球口处设有可升降的出球平台405，第二驱动电机用于驱动出球平台的升降，所述集球槽与底座通过第三驱动电机转动连接，所述第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机分别与信号控制器电连接。

在上述实施例中，所述定位模块3和信号控制模块1可单独设于篮球训练场内，还可集成设于集球发球器上，其中定位模块和信号控制模块通过无线或有线连接。定位模块用于对运动员的位置和身高进行检测，并将位置信号和身高信号发送给信号控制模块，所述信号控制模块为中央处理器，信号控制模块根据位置信号和身高信号计算出发球的位置和高度，并根据位置和高度调整发球方向和发球高度，具体是通过控制第三驱动电机工作转动集球槽，使得集球槽上设有的出球口方向对准运动员，控制第二驱动电机调整升降平台的高度，当出球口方向和发球高度调整好之后，再控制第一驱动电机工作使发球板发球，从而达到改变发球位置和发球高度的目的。运动员在接到传球后，随机进行投篮，进球检测模块中的红外传感器201检测运动员是否投中，并通过信号发送模块将投篮情况发送给信号控制模块1，信号控制模块的信号控制器102记录进球个数。定位模块重新对运动员的位置进行检测，集球发球器4调整出球口方向，重新发球。

在某些实施例中，所述定位模块包括测距传感器和高度探测器，测距传感器用于检测运动员的位置，高度探测器用于检测运动员的身高，在具体的实施例中所述测距传感器优选为激光测距传感器；当然，在不同的实施例中，测距传感器还可以为GPS定位传感器、超声波传感器等。在本实施例中，运动员还可以使用特制的球衣，该球衣内设有信号弹片，当定位模块发送出信号检测运动员位置和身高时，信号弹片可以快速并精确的反射回信号，这样可以有效的提高定位模块的检测速度和精度。

在不同的实施例中，所述定位模块3还可以采用图像处理模块，所述图像处理模块包括摄像头和图像处理器，所述摄像头用于拍摄运动员的位置和体型，图像处理器根据拍摄的位置和体型信号计算出运动员的位置和身高，并将位置和身高信号发送给信号控制模块，从而达到检测运动员位置和身高的目的。在不同的实施例中，定位模块可以单独使用图像处理模块，也可以与其他测距传感器和高度探测器一起使用，从而可以避免其中一个损坏，而无法继续训练的问题，此外还可以提高检测的精度。

如图1所示，在本实施例中所述进球口401处还设有支撑架6，支撑架上设有编织网7。本实施例中的支撑架开口朝外，用于扩大集球发球器的进球口，从而便于收集投篮后的篮球，编织网则是为了防止篮球在下落的过程中发生反弹，而弹出进球口，导致收集不到篮球，编织网的网孔大小略大于篮球直径。

在上述实施例中，所述底座的底部设有移动轮501，所述移动轮处设有刹车踏板502。本实施例中移动轮的设置是为了便于集球发球器的移动，刹车踏板的设置则是为了固定住集球发球器；当集球发球器移动到篮筐下，调整好位置后，则通过刹车踏板固定住集球发球器，使其在使用过程中保持固定。

在某些实施例中，所述集球槽内底面沿着出球口对立面向出球口方向倾斜向下设置。本实施例中集球槽内底面倾斜设置便于篮球自动滚向出球口。

在不同的实施例中，所述集球发球器上还设有显示装置8，所述信号控制器与显示装置电连接。在本实施例中信号控制模块接收进球检测模块发送出的投篮情况，并由信号控制器统计进球个数，信号控制器则控制显示装置显示出进球个数或得分情况。对于得分情况具体是通过定位模块检测远动员投篮地与篮筐之间的距离和位置，并由信号控制器计算出运动员位于三分线内还是线外，从而根据进球个数计算出得分情况。此外，信号控制器还可以统计发球个数，从而计算出投篮命中率，并控制显示装置显示投篮命中率。

如图4所示，本实施例还提供了一种智能投篮训练装置的使用方法，包括如下步骤：启动智能投篮训练装置；定位模块3对运动员的位置和身高进行检测；信号控制模块1接收定位模块发送的位置信号和身高信号，信号控制器102计算出传球位置和传球高度；信号控制器随机选择一种传球方式，并将计算后的传球位置信号发送给控制集球槽转动的第三驱动电机408，将计算后的传球高度信号发送给控制出球平台升降的第二驱动电机407，再将发球信号传输给第一驱动电机406，第一驱动电机控制发球板发球；运动员接到传球后，进行投篮，红外传感器201检测篮球投中情况，信号发送模块将检测结果发送给信号接收模块101，信号接收模块将信号传输给信号控制器102，信号控制器统计进球个数；篮球通过进球口回到集球槽402；判断运动员是否休息，若是则关闭智能投篮训练装置，结束训练，若否则循环第二至第七步骤。

上述实施例提供的智能投篮训练装置的使用方法通过定位模块对运动员的位置和身高进行检测，并将位置和身高信号发送给信号控制模块，信号控制模块的信号控制器则计算出发球的位置和发球高度，并通过第三驱动电机调整发球的位置，通过第二驱动电机调整发球的高度，最后通过第一驱动电机进行发球。运动员在接球后自行投篮，进球检测模块的红外传感器检测篮球投中情况，信号发送模块将检测结果发送给信号接收模块，信号接收模块将信号传输给信号控制器，信号控制器统计进球个数。投篮后篮球进入集球槽，此时判断运动员是否休息，若是则关闭智能投篮训练装置，结束训练；若否则循环第二至第七步骤。本方法有效的解决了运动员在训练的过程中只能在唯一位置进行接球或自行捡球的问题，进而提高训练效率和提升投篮水平。

在某些实施例中，所述发球方式包括高抛传球、击地传球和胸前传球。具体的是通过调整升降平台，改变出球口与水平线的夹角，出球口朝上的时候为高抛传球，朝下为击地传球，水平为胸前传球。本实施例中的三种发球方式较好的模拟了真人发球，从而可以有效的提高运动员在不同的发球方式下的训练效果。

在不同的实施例中，还包括信号控制器统计发球个数，并根据进球个数和发球个数计算出投篮命中率。信号控制器102则控制显示装置8显示出投篮命中率，从而可以使得运动员时刻知道自己的投篮命中情况。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。