本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)，屬于足球訓(xùn)練領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代足球的發(fā)展趨向?qū)箯?qiáng)度更高，攻防節(jié)奏更快，這就要求足球球員身體條件更出色，反應(yīng)更快，技術(shù)更好。隨著科技的高速發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)手段可逐步應(yīng)用到足球運(yùn)動的各個(gè)環(huán)節(jié)中，如足球外形設(shè)計(jì)、門線檢測技術(shù)、球員康復(fù)技術(shù)和輔助訓(xùn)練技術(shù)等，其中輔助訓(xùn)練技術(shù)是針對球員在球場上處理球的能力進(jìn)行訓(xùn)練。在一場正規(guī)足球比賽中，球員的觸球次數(shù)幾十次，即使核心球員最多不過上百次，僅計(jì)算有效觸球次數(shù)就更少，球員大部分時(shí)間都在進(jìn)行無球跑動。而在反擊進(jìn)攻中，參與進(jìn)攻的球員總觸球次數(shù)也就幾次，如果在接球與出球環(huán)節(jié)處理不好，進(jìn)攻時(shí)就無功而返，反之防守時(shí)容易丟球失球，不僅影響成績，更重要的是影響士氣，因此，作為一場足球比賽最基本和關(guān)鍵的組成部分，每次接球和出球的質(zhì)量，對足球比賽的影響非常重要?，F(xiàn)有的人為的接球出球練習(xí) ( 如國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的“溜猴游戲”) 和以賽帶練等都是訓(xùn)練接球和出球能力的好辦法，但前者由于球速較慢對球員的壓力不夠，同時(shí)受球員本身水平的限制；后者則是比賽次數(shù)太少。因此單純依靠傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法與訓(xùn)練器材已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代足球的發(fā)展需要，且不能提供給球員較大的接球出球壓力的環(huán)境，在訓(xùn)練時(shí)也不能進(jìn)行大量的不間斷的高水平練習(xí)，無益于球員的水平提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)，該高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)提供了高效率和高難度的發(fā)球方式，還對球員的接球方式、接球出球時(shí)間、出球準(zhǔn)確度、短時(shí)間內(nèi)大量觸球提供高標(biāo)準(zhǔn)和高要求，對球員足球水平的提高十分有益，系統(tǒng)基于球員完成接/傳球動作的時(shí)間及準(zhǔn)確性評價(jià)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：主控系統(tǒng)、若干個(gè)發(fā)球模塊、若干個(gè)球門模塊、若干個(gè)機(jī)器人球員模塊和若干個(gè)視覺捕捉模塊，所述發(fā)球模塊、球門模塊、機(jī)器人球員模塊和視覺捕捉模塊均連接到主控系統(tǒng)，此主控系統(tǒng)用于控制發(fā)球模塊的發(fā)球總數(shù)、發(fā)球時(shí)間間隔并通過聲音播放器提示指定的發(fā)球模塊的發(fā)球速度、足球旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)球角度，同時(shí)主控系統(tǒng)指定球門模塊或者機(jī)器人球員模塊作為目標(biāo)；

所述發(fā)球模塊包括發(fā)球框架、傳球框架、旋轉(zhuǎn)平臺、導(dǎo)球板、送球機(jī)構(gòu)、左凹形輪和右凹形輪，所述送球機(jī)構(gòu)位于導(dǎo)球板和傳球框架之間，用于采集來自傳球框架的足球，所述傳球框架位于發(fā)球框架的正后方，所述左凹形輪和右凹形輪分別安裝于旋轉(zhuǎn)平臺上表面的左側(cè)和右側(cè)，一左電機(jī)和右電機(jī)分別安裝于旋轉(zhuǎn)平臺下表面，此左電機(jī)通過左轉(zhuǎn)軸驅(qū)動左凹形輪旋轉(zhuǎn)，此右電機(jī)通過右轉(zhuǎn)軸驅(qū)動右凹形輪旋轉(zhuǎn)，所述左轉(zhuǎn)軸和右轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置，所述導(dǎo)球板位于左凹形輪和右凹形輪之間間隙的正上方；

所述機(jī)器人球員模塊包括移動機(jī)器平臺、安裝于移動機(jī)器平臺底部的全維輪和安裝于移動機(jī)器平臺上表面的半圓空球殼，一固定柱設(shè)置于半圓空球殼內(nèi)，一振動傳感器位于固定柱頂端內(nèi)置。

上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的方案如下：

1. 上述方案中，所述左凹形輪、右凹形輪的側(cè)表面為內(nèi)凹的圓弧面。

2. 上述方案中，所述機(jī)器人球員模塊上設(shè)置有LED 燈帶。

3. 上述方案中，所述視覺捕捉模塊安裝于發(fā)球模塊的上部，用于視頻采集、跟蹤特定足球的顏色來判斷球在場上的位置，進(jìn)而判斷球員是否正常停球，以及停球時(shí)間信息。

4. 上述方案中，所述球門模塊還包括一防反彈彈性平板，此防反彈彈性平板懸掛于球門框的正后方。

5. 上述方案中，所述半圓空球殼材質(zhì)為彈性橡膠材料。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1. 本發(fā)明高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)，其解決了傳統(tǒng)訓(xùn)練方法受球員本身水平限制的技術(shù)問題，提供給球員較大的接球出球壓力的環(huán)境，并能夠進(jìn)行大量的不間斷的高水平練習(xí)；解決了給球員創(chuàng)造高強(qiáng)度接傳球訓(xùn)練環(huán)境的問題，包括對運(yùn)動目標(biāo)和靜止目標(biāo)進(jìn)行接傳球傳球訓(xùn)練的環(huán)境；球門模塊上的光電傳感器和機(jī)器人球員模塊上的震動傳感器用來感知球員傳球的準(zhǔn)確性，足球通過高速旋轉(zhuǎn)的左凹形輪、右凹形輪，被射出發(fā)球模塊，且旋轉(zhuǎn)平臺可選擇，實(shí)現(xiàn)多角度發(fā)射足球，提供了高效率和高難度的發(fā)球方式，還對球員的接球方式、接球出球時(shí)間、出球準(zhǔn)確度、短時(shí)間內(nèi)大量觸球提供高標(biāo)準(zhǔn)和高要求，對球員足球水平的提高十分有益，系統(tǒng)基于球員完成接/傳球動作的時(shí)間及準(zhǔn)確性評價(jià)。

2. 本發(fā)明高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)，其球門模塊可以用來訓(xùn)練定點(diǎn)接/傳球，可以全維移動的機(jī)器人球員模塊可以用來訓(xùn)練移動中接/傳球；整個(gè)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)需要設(shè)置所需要的布局。自由的選擇投入訓(xùn)練的各模塊數(shù)量從而靈活的應(yīng)對各種針對性訓(xùn)練；其次，位于發(fā)球模塊上的攝像頭及視覺系統(tǒng)用來感知球員接球的準(zhǔn)確性，球門模塊上的光電傳感器和機(jī)器人球員模塊上的震動傳感器用來感知球員傳球的準(zhǔn)確性。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)中發(fā)球模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為附圖2的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為本發(fā)明機(jī)器人球員模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

以上附圖中：1、主控系統(tǒng)；2、發(fā)球模塊；3、球門模塊；4、機(jī)器人球員模塊；5、視覺捕捉模塊；6、聲音播放器；7、旋轉(zhuǎn)螺桿；8、底板；9、引導(dǎo)槽；21、發(fā)球框架；22、傳球框架；23、旋轉(zhuǎn)平臺；24、導(dǎo)球板；25、送球機(jī)構(gòu)；26、左凹形輪；27、右凹形輪；28、左電機(jī)；281、左轉(zhuǎn)軸；29、右電機(jī)；291、右轉(zhuǎn)軸；41、移動機(jī)器平臺；42、全維輪；43、半圓空球殼；44、固定柱；45、振動傳感器；46、LED 燈帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例：一種高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：主控系統(tǒng)1、若干個(gè)發(fā)球模塊2、若干個(gè)球門模塊3、若干個(gè)機(jī)器人球員模塊4和若干個(gè)視覺捕捉模塊5，所述發(fā)球模塊2、球門模塊3、機(jī)器人球員模塊4和視覺捕捉模塊5均連接到主控系統(tǒng)1，此主控系統(tǒng)1用于控制發(fā)球模塊2的發(fā)球總數(shù)、發(fā)球時(shí)間間隔并通過聲音播放器6提示指定的發(fā)球模塊的發(fā)球速度、足球旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)球角度，同時(shí)主控系統(tǒng)1指定球門模塊3或者機(jī)器人球員模塊4作為目標(biāo)；

所述發(fā)球模塊2包括發(fā)球框架21、傳球框架22、旋轉(zhuǎn)平臺23、導(dǎo)球板24、送球機(jī)構(gòu)25、左凹形輪26和右凹形輪27，所述送球機(jī)構(gòu)25位于導(dǎo)球板24和傳球框架22之間，用于采集來自傳球框架22的足球，所述傳球框架22位于發(fā)球框架21的正后方，所述左凹形輪26和右凹形輪27分別安裝于旋轉(zhuǎn)平臺23上表面的左側(cè)和右側(cè)，一左電機(jī)28和右電機(jī)29分別安裝于旋轉(zhuǎn)平臺23下表面，此左電機(jī)28通過左轉(zhuǎn)軸281驅(qū)動左凹形輪26旋轉(zhuǎn)，此右電機(jī)29通過右轉(zhuǎn)軸291驅(qū)動右凹形輪27旋轉(zhuǎn)，所述左轉(zhuǎn)軸281和右轉(zhuǎn)軸291平行設(shè)置，所述導(dǎo)球板24位于左凹形輪26和右凹形輪27之間間隙的正上方；

所述機(jī)器人球員模塊4包括移動機(jī)器平臺41、安裝于移動機(jī)器平臺41底部的全維輪42和安裝于移動機(jī)器平臺41上表面的半圓空球殼43，一固定柱44設(shè)置于半圓空球殼43內(nèi)，一振動傳感器45位于固定柱44頂端內(nèi)置。

上述左凹形輪26、右凹形輪27的側(cè)表面為內(nèi)凹的圓弧面。

上述機(jī)器人球員模塊4上設(shè)置有LED 燈帶46。

上述視覺捕捉模塊5安裝于發(fā)球模塊2的上部，用于視頻采集、跟蹤特定足球的顏色來判斷球在場上的位置，進(jìn)而判斷球員是否正常停球，以及停球時(shí)間信息。

上述球門模塊3還包括一防反彈彈性平板39，此防反彈彈性平板39懸掛于球門框31的正后方。

上述半圓空球殼43材質(zhì)為彈性橡膠材料。

本發(fā)明高強(qiáng)度接傳足球訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)一步闡述如下，包括發(fā)球模塊，球門模塊和移動機(jī)器人球員模塊及視覺捕捉系統(tǒng)，另外有手持界面設(shè)備用于人機(jī)交互，其整體結(jié)構(gòu)如下：一種足球訓(xùn)練系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)球模塊、多個(gè)球門、多個(gè)機(jī)器人球員模塊和視覺捕捉系統(tǒng)；

主控系統(tǒng)控制訓(xùn)練全過程中發(fā)球總數(shù)和發(fā)球時(shí)間間隔、指定某個(gè)發(fā)球模塊發(fā)球并通過聲音提示球員，控制指定的發(fā)球模塊的發(fā)球速度、足球旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)球角度。

主控系統(tǒng)隨機(jī)或安裝設(shè)定指定某個(gè)球門模塊或者機(jī)器人球員模塊為目標(biāo)并提示球員向目標(biāo)傳球。主控系統(tǒng)獲得并存儲足球命中球門以及球員接球和出球過程所用的時(shí)間的信息。

采用聲音提示球員指定的發(fā)球模塊，目標(biāo)球門模塊或機(jī)器人球員模塊采用 LED 燈帶發(fā)光來提示球員。

整個(gè)系統(tǒng)可以根據(jù)需求模塊化配置成不同的場地形式，如附圖1~2所示，方形或圓形場地設(shè)置。

發(fā)球模塊內(nèi)含兩個(gè)足球發(fā)球機(jī)及自動上球系統(tǒng)。一個(gè)發(fā)球機(jī)發(fā)球模塊包括兩個(gè)電機(jī)、一對凹形輪、發(fā)球指示模塊和發(fā)球框架；兩個(gè)電機(jī)和發(fā)球指示模塊均固定在發(fā)球框架上，發(fā)球框架固定在地面上，兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動兩個(gè)凹形輪，兩個(gè)凹形輪的輪軸兩端均發(fā)球框架轉(zhuǎn)動連接，且兩個(gè)凹形輪的軸線平行，兩個(gè)凹形輪的結(jié)構(gòu)相同，凹形輪的軸截面輪廓和橫截面均為圓弧形，兩個(gè)凹形輪的凹形輪廓內(nèi)周構(gòu)成不完整球形結(jié)構(gòu)，該不完整球形結(jié)構(gòu)的直徑小于足球直徑，發(fā)球指示模塊在控制子系統(tǒng)的控制下提醒球員哪個(gè)發(fā)球子系統(tǒng)將要發(fā)射足球。每一個(gè)發(fā)球模塊上安裝有一套視覺捕捉系統(tǒng)，由一個(gè)攝像頭作為視頻采集裝置，跟蹤特定足球的顏色來判斷球在場上的位置，進(jìn)而判斷球員是否正常停球，以及停球時(shí)間信息。

球門模塊包括球門、球門指示模塊和進(jìn)球檢測模塊；球門為框架結(jié)構(gòu)，球門指示模塊包括環(huán)形 LED 燈帶和球門指示驅(qū)動電路板，球門的四周上固定一個(gè)環(huán)形 LED 燈帶，球門指示驅(qū)動電路板根據(jù)控制子系統(tǒng)的指令驅(qū)動該球門上的環(huán)形 LED 燈帶的點(diǎn)亮，以指示要求球員射中的目標(biāo)球門；進(jìn)球檢測模塊包括多個(gè)激光發(fā)射器、多個(gè)激光接收器和多個(gè)進(jìn)球驅(qū)動電路板，激光發(fā)射器、激光接收器和進(jìn)球驅(qū)動電路板均固定在球門背面，激光發(fā)射器與激光接收器一一對應(yīng)固定在球門上，進(jìn)球驅(qū)動電路板根據(jù)是否存在激光光路被遮擋，判定足球是否射中球門，并將判定結(jié)果信號傳輸給控制系統(tǒng)。在球門模塊中增加防球反彈結(jié)構(gòu)，防球反彈結(jié)構(gòu)為平板結(jié)構(gòu)，采用橡膠或塑料材質(zhì)，懸掛于球門的正后方，同時(shí)在地面上設(shè)置有收納足球的溝槽。

機(jī)器人球員模塊為一臺無線網(wǎng)絡(luò)控制的移動機(jī)器人。其運(yùn)動結(jié)構(gòu)為全維輪平臺，可以在平面上全方位移動。此移動機(jī)器人中包括控制系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)和電機(jī)模塊。其車體上方具有一個(gè)具有彈性的橡膠材質(zhì)的半圓球殼，內(nèi)部與車平臺上方的固定住連接固定。球殼內(nèi)部安裝有震動傳感器，當(dāng)球員射來的足球擊中球殼時(shí)，震動傳感器將判定球員擊中目標(biāo)。小車具有車燈來提示球員擊中目標(biāo)。小車的最大速度是5m/s，用于模擬一個(gè)運(yùn)動的目標(biāo)。

球員的訓(xùn)練過程，如上圖1，2，3步驟所示。通過發(fā)球模塊發(fā)球，球員接到球后，根據(jù)球門模塊或機(jī)器人球員模塊的提示，把球射向目標(biāo)。同時(shí)，系統(tǒng)的攝像頭系統(tǒng)會記錄球員和球的互動。分析軟件系統(tǒng)會根據(jù)球員的準(zhǔn)確率及反應(yīng)速度進(jìn)行評價(jià)，找出球員的強(qiáng)弱項(xiàng)，并針對性的生成改善性訓(xùn)練計(jì)劃。

應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實(shí)施例對本發(fā)明創(chuàng)造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。