网球挥拍动作示教与学习平台制造技术

一种网球挥拍动作示教与学习平台，它主要包括机架（３１）和控制箱（１），其特征是在机架（３１）中安装有腰部仿生装置（４５），腰部仿生装置（４５）上安装有能转动的腰部底板（４０），腰部底板（４０）上安装有肩部仿生装置（４６），大臂（１５）的一端安装在肩部仿生装置（６）上，大臂（１５）的另一端安装有肘部仿生装置（４７），小臂（１６）的一端与肘部仿生装置（４７）相连，它的另一端安装有夹持网球拍的腕部仿生装置（４８）；用于给网球拍供球以便其能挥拍击中的释球装置（４９）安装在机架（３１）上或安装在机架（３１）的一侧；所述的腰部仿生装置（４５）、肩部仿生装置（６）、肘部仿生装置（４７）和释球装置（４９）均与控制箱（１）电气连接。本实用新型专利技术有利于提高网球运动水平，增加初学者的练习兴趣，减轻教练员的工作负荷。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种体育训练器材，尤其是一种能模拟网球挥拍动作从而为初学 者提供指导和学习的示教设备，具体地说是一种网球挥拍动作示教与学习平台。
技术介绍
众所周知，随着经济、教育的发展，生活水平的迅速提高，人们从事各种体力劳动 的机会和时间大大减少，而网球运动又不断升温，越来越多的人投入到了网球大军中，网球 逐渐的大众化，喜爱网球的人越来越多，尤其深受广大青年人的喜爱。而目前国内网球球馆的设备仍存在着较大的缺陷，所使用的网球训练设备，科技 含量低，价格高，易损坏，更无法模拟网球挥拍击球的各种动作，在无人指导时初学者很难 获得大量有用的挥拍击球动作的感性认识及经验从某种程度上影响了初学者技战术水平 的极高；同时在网球的相关研究领域尚缺乏一种模拟人挥拍击球的机械手臂，从而影响了 有关人员开展一系列的网球研究工作，如对网球运动中网球飞行路线、网球的各种受力、阻 抗、击球能量优化设计等的网球运动深度分析。如今机器人在社会生产与生活中的应用越来越广泛，各高校纷纷开设有关机器人 的相关课程，然而在机器人特别是机械手臂的实践教学领域缺乏一种能够向人们直观的展 示机械手臂运动过程、如何通过编程来改变机械手臂的运动过程以及如何显示机械手臂在 一次运动过程中所消耗能量的教学用机械手臂，学习者不能够深刻的学习机器人的相关知 识；同时在现有的各种机器人比赛中，尚无一项比赛以挥拍动作、击球消耗的能量和网球 飞行距离三者间的关系、通过编程控制挥拍动作来实现最佳击球效果等为主题的机器人比 赛，同时也缺乏参与该类比赛的相关机器人。另外网球训练要双人对打，运动强度大，尤其是在接发球训练方面，工作量大而且 枯燥无聊，急需一种发球机来代替，而市场上销售的网球发球机多是由电动机带动摩擦轮 依靠摩擦力将球挤压出去，此类设备的缺点是网球易磨损，或者是采用气动装置将球推出 发球管，此类设备的缺点是噪声大且网球的旋向不易控制。
技术实现思路
本技术的目的是针对网球教学和学习难度大，接发球训练工作量大的问题， 设计一种网球挥拍动作示教与学习平台。本技术的技术方案是一种网球挥拍动作示教与学习平台，它主要包括机架31和控制箱1，控制箱1安装 在机架31的一侧或机架31中，其特征是在机架31中安装有腰部仿生装置45，腰部仿生装 置45上安装有能转动的腰部底板40，腰部底板40上安装有肩部仿生装置46，大臂15的一 端安装在肩部仿生装置6上，大臂15的另一端安装有肘部仿生装置47，小臂16的一端与肘 部仿生装置47相连，它的另一端安装有夹持网球拍的腕部仿生装置48 ；用于给网球拍供球 以便其能挥拍击中的释球装置49安装在机架31上或安装在机架31的一侧；所述的腰部仿生装置45、肩部仿生装置6、肘部仿生装置47和释球装置49均与控制箱1电气连接。所述的腰部仿生装置45主要由第二电动机29、第四同步带28和同步带轮组成，第 二电动机29的输出轴上安装有第四主动带轮，该第四主动带轮通过第四同步带28带动第 四从同带轮，腰部底板40与带动其转动的第四从同带轮相连。所述的肩部仿生装置46主要由第一电动机27和第三同步带26组成，第一电动机 27固定安装在腰部底板40上，第一电动机27输出上安装有第三主动带轮，第三主动带轮通 过第三同步带26与第三从动带轮相连，第三从动带轮安装在第三转轴上，第三转轴支承在 固定在腰部底板40上的安装板上，随第三转轴同步转动的大臂15的一端与第三转轴相连； 在第三从动带轮上安装有第二编码器24，第一电动机27和第二编码器24均通过相应的电 源信号线与控制箱1电气连接。所述的肘部仿生装置47主要由第三电动机32、第一同步带13和第二同步带14组 成，第三电动机32固定安装在腰部底板40上，第三电动机32通过第一同步带13带动安装 在腰部底板40上的第一从动带轮转动，第一从动带轮通过第二同步带14带动安装在大臂 15端部的第二从动带轮转动，小臂16的一端与第二从动带轮轴固定相连并同步转动；在第 二从动带轮轴上还安装有第一编码器22，第三电动机32和第一编码器22均通过各自的电 源线与控制装置1电气连接。所述的腕部仿生装置48主要由圆柱销17、紧固手柄18、螺钉19、锁紧环20和夹 持套筒21组成；夹持套筒21用来安装网球拍手柄，其双侧开有缝隙，锁紧环20套在夹持套 筒21上，螺钉19穿过锁紧环20上的小孔与圆柱销17连接在一起，圆柱销17又与紧固手 柄18连接在一起，紧固手柄18与圆柱销17相连接的部分有一个凸轮，通过向下扳动紧固 手柄18，致使锁紧环20的开口间隙减小，进而压紧夹持套筒21，使夹持套筒21紧紧的夹住 球拍。所述的释球装置49主要由抛球装置底板9、旋转电磁铁11、法兰盘12、套筒10、抛 球勺8和一根旋转轴构成，旋转电磁铁11通过安装板安装在抛球装置底板9上并通过法兰 盘12与旋转轴相连，套筒10固定在旋转轴上，抛球勺8的一端固定在套筒10上，网球7置 于抛球勺8另一端上的勺中，旋转电磁铁11通过信号电源线与控制箱1连接。通电后旋转 电磁铁11转动，从而带动抛球勺8将网球7抛到机械手臂所能触及的范围内，供机械手臂 击打。所述的释球装置49还可主要由挡板33、固定环34、下球筒35、推拉电磁铁固定板 37、推拉电磁铁38和支座39构成；固定环34套在下球筒35上，下球筒35固定在支座39 上，支座39安装在机架31的一侧与腕部仿生装置48相对应的位置处，推拉电磁铁38通过 推拉电磁铁固定板37固定在支座39上，挡板33的一端与推拉电磁铁38的推拉轴相连，挡 板33的另一端伸入到下球桶35内部，以阻止网球7随意下落。通电后推拉电磁铁38向后 收缩，从而带动挡板33向后收缩，网球7下落不受阻挡，成自由落体状态从下球筒35中落 下。所述的控制箱1主要由计算机模块、信号整形模块、接收模块、信号输出模块、驱 动模块和显示模块组成，信号整形模块的输入端与编码器相连接，输出端与接收模块的输 入端相连接，接收模块的输出端与计算机模块的输入端相连接，驱动模块的输出端与被驱 动的各电动机相连接，驱动模块人输入端与信号输出模块的输出端相连接，信号输出模块的输入端与计算机模块的输出端相连接，驱动模块的输出端还连接有测量装置和显示模 块。信号整形模块用于整理编码器传送来的信号，然后将整理后的信号传递给接收模块， 接收模块对信号进行进一步的处理后把信号传递给计算机模块，供计算机模块分析判断； 计算机模块对传感器传送来的信号进行分析处理后作出响应，向信号输出模块发出输出信 号，信号输出模块对信号处理后把信号传递给驱动模块，驱动模块把信号放大后驱动电动 机或旋转电磁铁工作。显示模块可以显示该平台当前时刻所处的状态。本技术的有益效果1.本技术可以模拟人类击打网球的标准规范动作，实现不同的挥拍动作，让 人们充分认识到不同挥拍动作所产生的不同效果，这样人们在练习网球时就会主动练习标 准挥拍动作，初学者在观看模拟动作之后可有效避免在学习过程中走弯路，较为迅速提高 初学者的技战术水平。2.可在本技术的设备上开展一系列的网球研究工作，如对网球运动中网球飞 行路线、网球的各种受力、阻抗、击球能量优化设计等的网球运动深度分析。3.本技术能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网球挥拍动作示教与学习平台，它主要包括机架（３１）和控制箱（１），控制箱（１）安装在机架（３１）的一侧或机架（３１）中，其特征是在机架（３１）中安装有腰部仿生装置（４５），腰部仿生装置（４５）上安装有能转动的腰部底板（４０），腰部底板（４０）上安装有肩部仿生装置（４６），大臂（１５）的一端安装在肩部仿生装置（６）上，大臂（１５）的另一端安装有肘部仿生装置（４７），小臂（１６）的一端与肘部仿生装置（４７）相连，它的另一端安装有夹持网球拍的腕部仿生装置（４８）；用于给网球拍供球以便其能挥拍击中的释球装置（４９）安装在机架（３１）上或安装在机架（３１）的一侧；所述的腰部仿生装置（４５）、肩部仿生装置（６）、肘部仿生装置（４７）和释球装置（４９）均与控制箱（１）电气连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩良，王伟，向家荣，王李苏，
申请(专利权)人：东南大学，大树智能科技南京有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]