一种基于存储转发的球类陪练方法及其装置的制造方法
【专利说明】一种基于存储转发的球类陪练方法及其装置
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技术领域:
本发明涉及体育运动训练设备领域，具体是涉及一种基于存储转发的球类陪练方法及其装置。
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【背景技术】:
地面上的两方对打的球类运动从有无球拍的角度可以分为有球拍的和无球拍的，有球拍的有乒乓球、羽毛球、网球等;无球拍的有排球、篮球和足球等。从有无球网的角度可以分为有球网的和无球网的，有球网的有乒乓球、羽毛球、排球、网球等;无球网的有篮球、足球等。
[0003]目前球类练习装置分为二类:(1)各类发球机，如羽毛球发球机、乒乓球发球机、网球发球机等。这些发球机通常是定点的，而且发球的速度、角度和旋转等也是固定的；复杂一点的是实现速度、角度和旋转的随机发球。如专利ZL200710158676.3，只能从固定点发射羽毛球，不能根据对手的回球情况调整发射羽毛球的状态。(2)简易陪练装置，如羽毛球陪练机器人，它可以实现与人的对打。如专利ZL201110366272.X，只能使用球拍进行简单的向上击球操作，不能实现较为复杂的球路变化和球速变化。最多适用于和初学者的对打，当速度和角度提高时，它就不能接住球，更加不要说对羽毛球的线路和速度的控制了。
[0004]当前球类运动规则都是基于一个球的往复来进行的，现有的陪练装置也是基于这样规则进行设计的。这类陪练装置的缺点是:
(I)只有一个球的往复，对陪练装置的实时性要求极高，比如羽毛球从对方球场打出到本方球场落地通常2秒左右，高水平的平抽平挡小于I秒，而网球的速度快，对陪练装置的反应时间要求更高。在这种情况下，陪练装置能够实现回球已经很难了，基本不能实现对速度、角度和旋转的任意控制。
[0005](2)如果要提高这种球类陪练装置的性能，对于陪练装置的速度要求非常苛刻，系统的成本会急剧增加。
[0006](3)对于速度快、质量大的球，比如网球、足球等，这类陪练装置要设计的非常庞大，因为这些球的冲量非常大，更加不要说回球对练了。
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【发明内容】
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为实现适用于大部分球类，价格便宜又能高水平对练的球类运动陪练装置，本发明提出一种基于多球存储转发的球类运动陪练装置。
[0008]本发明采取的技术方案如下:
一种基于存储转发的球类陪练装置，其特征在于:包括移动机构、接球机构、理球机构、发球机构、球轨迹追踪机构、升降机构、控制机构；
所述移动机构作为安装的基础，并承载陪练装置移动到任意指定的位置；
所述的升降机构安装于移动机构上，在升降机构上安装有接球机构、理球机构、发球机构； 接球机构用于接收对面击来的回球，并提供给理球机构；
理球机构与接球机构相连通，并对接球机构收纳的来球进行整理后，按照一定顺序供给发球机构；
发球机构用于接收理球机构供给的来球，并按照一定速度、角度和旋转方式将球发射出去；
所述的球轨迹追踪机构用于检测来球的运动轨迹，进而判断来球的落点；
所述的控制机构，分别与球轨迹追踪机构、升降机构、移动机构、理球机构、发球机构相连。
[0009]优选的设置在于:
所述移动机构采用万向移动平台。
[0010]万向移动平台包括底盘，在底盘上安装有万向轮，在每个万向轮上皆设置有驱动电机。
[0011]在底盘支架上还安装有障碍物检测机构，障碍物检测机构用于检测移动平台平移方向上的障碍物，控制驱动电机进行急停或者转向。
[0012]升降机构包括安装于移动机构的导轨，导轨竖直安装在移动机构上，导轨上安装有同步带，同步带上安装有滑块，同步带与升降电机联动连接，所述的接球机构、理球机构、发球机构与滑块联动连接。
[0013]接球机构采用上大下小呈漏斗状的收纳器。
[0014]发球机构包括一推送块、一双轮盘式发射器、以及一发射方向控制器。
[0015]本发明采用的原理如下:
1、接球和发球的不一定是同一个球:
与现有的陪练装置进行一个球的往复不同，本发明提出的球类陪练装置的核心是陪练装置上可以事先准备好I个以上的球，当它准备接球和发球的时候，先移动到接球点附近，将来球收纳起来。然后将一个准备好的球按照可控的速度、角度和旋转发出，形成一次往复回球。
[0016]2、接球和发球是分开控制的:
本发明提出的球类陪练装置的另外一个特点是接球和发球在时间上是分开同步进行的，在空间上也是最大限度保持一致的。接球和发球之间的时间间隔是可控的，比如接到来球后立即发出一个球。接球点和发球点在空间上也是尽量接近的，接球点和发球点的距离尽可能缩短。这样使得此球类陪练装置的接发球效果可以最大限度的模拟真实的接发球效果O
[0017]这样无论是有球拍，比如羽毛球的回球过程，或者无球拍的，比如足球的回球过程都可以用本装置进行对练。有所区别的是接球装置和发球装置的具体大小、形状以及布置的位置和数量，但是从本质上讲，原理是相同的。本装置也可以适用于各种有无球网的球类陪练。
[0018]本发明的第二方面提供了一种基于存储转发的球类陪练方法，其特征在于，包括以下步骤:
(I)、接球:
首先，球轨迹追踪机构检测到来球的运动轨迹，并判断来球的落点;然后传输给控制机构，控制机构驱动移动机构快速的到达来球落点区域附近，使来球能落入接球机构中；
(2)、发球:
在接收到来球的同时，控制机构发出信号给理球机构，理球机构将存储的球每次取出一只供给发球机构，发球机构将该球按照设定的速度、角度和旋转方式发出，从而实现了球的接发;从接球机构接收的来球，进入到理球机构内，理球机构将球整理好，为下次发球备用。
[0019]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
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【附图说明】:
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的控制原理图；
图3为本发明的立体机构图；
图4为本发明所述移动平台的结构示意图；
图5为本发明所述升降机构的结构示意图；
图6为本发明所述发球机构的结构示意图。
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【具体实施方式】:
如图1 一图6所示，本发明的一种基于存储转发的球类陪练装置，包括移动机构1、接球机构2、理球机构3、发球机构4、球轨迹追踪机构5、升降机构6、控制机构7;
所述移动机构I作为安装的基础，并承载陪练装置移动到任意指定的位置。优选的，所述移动机构I采用万向移动平台。
[0022]如图3所示的万向移动平台，它可以在水平平整地面上沿任意方向平移，万向移动平台包括底盘11，在底盘11上安装有万向轮13，在每个万向轮13上皆设置有驱动电机12，在底盘支架11上还安装有障碍物检测机构16。
[0023]电源模块17设置在底盘支架11上，用于给移动平台I和其他功能机构提供电源，当然，也可以通过外接电源来代替电源模块17。
[0024]障碍物检测机构16用于检测移动平台I平移方向上的障碍物，控制驱动电机12进行急停或者转向。
[0025]所述的升降机构6安装于移动机构I上，在升降机构6上安装有接球机构2、理球机构3、发球机构4;
所述升降机构6