模块化机器人足球训练系统技术方案

本发明专利技术公开一种模块化机器人足球训练系统，包括：主控系统、若干个发球模块、若干个球门模块、若干个机器人球员模块和若干个视觉捕捉模块，所述发球模块、球门模块、机器人球员模块和视觉捕捉模块均连接到主控系统，此主控系统用于控制发球模块的发球总数、发球时间间隔并通过声音播放器提示指定的发球模块的发球速度、足球旋转方向、发球角度，同时主控系统指定球门模块或者机器人球员模块作为目标；所述发球模块包括发球框架、传球框架、旋转平台、导球板、送球机构、左凹形轮和右凹形轮。本发明专利技术提供了高效率和高难度的发球方式，还对球员的接球方式、接球出球时间、出球准确度、短时间内大量触球提供高标准和高要求，对球员足球水平的提高十分有益。

Modular robot soccer training system

The present invention discloses a module of robot soccer training system, including main control system, a plurality of service modules, a plurality of the module and a plurality of robot player module and a visual capture module, the service module, the module, robot players module and visual capture modules are connected to the main control system, the main control system for service number, service time interval control module and prompt service module service specified by the sound player football ball speed, rotation direction, service angle, and the main control system specifies the goal module or robot player module as the target; the service module includes service frame, frame, rotating platform, passing the ball plate and the ball delivering mechanism, the left and right wheel concave concave wheel. The present invention provides high efficiency and high difficulty serve way, but also for the players, the ball ball catch time, a large number of ball ball accuracy in short time, with high standard and high requirements, is very beneficial to improve the level of football players.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模块化机器人足球训练系统，属于足球训练领域。
技术介绍
现代足球的发展趋向对抗强度更高，攻防节奏更快，这就要求足球球员身体条件更出色，反应更快，技术更好。随着科技的高速发展，先进技术手段可逐步应用到足球运动的各个环节中，如足球外形设计、门线检测技术、球员康复技术和辅助训练技术等，其中辅助训练技术是针对球员在球场上处理球的能力进行训练。在一场正规足球比赛中，球员的触球次数几十次，即使核心球员最多不过上百次，仅计算有效触球次数就更少，球员大部分时间都在进行无球跑动。而在反击进攻中，参与进攻的球员总触球次数也就几次，如果在接球与出球环节处理不好，进攻时就无功而返，反之防守时容易丢球失球，不仅影响成绩，更重要的是影响士气，因此，作为一场足球比赛最基本和关键的组成部分，每次接球和出球的质量，对足球比赛的影响非常重要。现有的人为的接球出球练习(如国内外广泛应用的“溜猴游戏”)和以赛带练等都是训练接球和出球能力的好办法，但前者由于球速较慢对球员的压力不够，同时受球员本身水平的限制；后者则是比赛次数太少。因此单纯依靠传统的训练方法与训练器材已经难以满足现代足球的发展需要，且不能提供给球员较大的接球出球压力的环境，在训练时也不能进行大量的不间断的高水平练习，无益于球员的水平提高。
技术实现思路
本专利技术提供一种模块化机器人足球训练系统，该模块化机器人足球训练系统提供了高效率和高难度的发球方式，还对球员的接球方式、接球出球时间、出球准确度、短时间内大量触球提供高标准和高要求，对球员足球水平的提高十分有益，系统基于球员完成接/传球动作的时间及准确性评价。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种模块化机器人足球训练系统，包括：主控系统、若干个发球模块、若干个球门模块、若干个机器人球员模块和若干个视觉捕捉模块，所述发球模块、球门模块、机器人球员模块和视觉捕捉模块均连接到主控系统，此主控系统用于控制发球模块的发球总数、发球时间间隔并通过声音播放器提示指定的发球模块的发球速度、足球旋转方向、发球角度，同时主控系统指定球门模块或者机器人球员模块作为目标；所述发球模块包括发球框架、传球框架、旋转平台、导球板、送球机构、左凹形轮和右凹形轮，所述送球机构位于导球板和传球框架之间，用于采集来自传球框架的足球，所述传球框架位于发球框架的正后方，所述左凹形轮和右凹形轮分别安装于旋转平台上表面的左侧和右侧，一左电机和右电机分别安装于旋转平台下表面，此左电机通过左转轴驱动左凹形轮旋转，此右电机通过右转轴驱动右凹形轮旋转，所述左转轴和右转轴平行设置，所述导球板位于左凹形轮和右凹形轮之间间隙的正上方；所述球门模块包括球门框、球门指示模块和进球检测模块，所述球门指示模块进一步包括环形LED灯带和指示灯驱动电路板，此环形LED灯带沿球门框四周边缘设置，所述进球检测模块进一步包括至少1个激光发射器、至少1个激光接收器和进球驱动电路板，所述激光发射器与激光接收器一一对应安装于球门框背面，所述进球驱动电路板根据是否存在激光光路被遮挡判定足球是否射中球门并将判定结果信号传输给主控系统；所述发球模块的传球框架内安装有旋转螺杆，此传球框架的底部开有一进球口，所述球门模块的球门框底部开有一出球口且其底板上开有一引导槽，此引导槽一端与球门框的出球口连接，另一端与发球模块的进球口连接；所述机器人球员模块包括移动机器平台、安装于移动机器平台底部的全维轮和安装于移动机器平台上表面的半圆空球壳，一固定柱设置于半圆空球壳内，一振动传感器位于固定柱顶端内置。上述技术方案中进一步改进的方案如下：1.上述方案中，所述左凹形轮、右凹形轮的侧表面为内凹的圆弧面。2.上述方案中，所述机器人球员模块上设置有LED灯带。3.上述方案中，所述视觉捕捉模块安装于发球模块的上部，用于视频采集、跟踪特定足球的颜色来判断球在场上的位置，进而判断球员是否正常停球，以及停球时间信息。4.上述方案中，所述球门模块还包括一防反弹弹性平板，此防反弹弹性平板悬挂于球门框的正后方。5.上述方案中，所述半圆空球壳材质为弹性橡胶材料。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1.本专利技术模块化机器人足球训练系统，其解决了传统训练方法受球员本身水平限制的技术问题，提供给球员较大的接球出球压力的环境，并能够进行大量的不间断的高水平练习；解决了给球员创造高强度接传球训练环境的问题，包括对运动目标和静止目标进行接传球传球训练的环境；球门模块上的光电传感器和机器人球员模块上的震动传感器用来感知球员传球的准确性，足球通过高速旋转的左凹形轮、右凹形轮，被射出发球模块，且旋转平台可选择，实现多角度发射足球，提供了高效率和高难度的发球方式，还对球员的接球方式、接球出球时间、出球准确度、短时间内大量触球提供高标准和高要求，对球员足球水平的提高十分有益，系统基于球员完成接/传球动作的时间及准确性评价。2.本专利技术模块化机器人足球训练系统，其球门模块可以用来训练定点接/传球，可以全维移动的机器人球员模块可以用来训练移动中接/传球；整个系统模块化设计，可以根据需要设置所需要的布局。自由的选择投入训练的各模块数量从而灵活的应对各种针对性训练；其次，位于发球模块上的摄像头及视觉系统用来感知球员接球的准确性，球门模块上的光电传感器和机器人球员模块上的震动传感器用来感知球员传球的准确性。附图说明附图1为本专利技术模块化机器人足球训练系统结构示意图；附图2为本专利技术模块化机器人足球训练系统中发球模块结构示意图；附图3为附图2的局部结构示意图；附图4为本专利技术模块化机器人足球训练系统中球门模块结构示意图一；附图5为本专利技术模块化机器人足球训练系统中球门模块结构示意图二；附图6为本专利技术模块化机器人足球训练系统中机器人球员模块结构示意图。以上附图中：1、主控系统；2、发球模块；3、球门模块；4、机器人球员模块；5、视觉捕捉模块；6、声音播放器；7、旋转螺杆；8、底板；9、引导槽；21、发球框架；22、传球框架；221、进球口；23、旋转平台；24、导球板；25、送球机构；26、左凹形轮；27、右凹形轮；28、左电机；281、左转轴；29、右电机；291、右转轴；31、球门框；311、出球口；32、球门指示模块；33、进球检测模块；34、环形LED灯带；35、指示灯驱动电路板；36、激光发射器；37、激光接收器；38、进球驱动电路板；39、防反弹弹性平板；41、移动机器平台；42、全维轮；43、半圆空球壳；44、固定柱；45、振动传感器；46、LED灯带。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：实施例：一种模块化机器人足球训练系统，包括：主控系统1、若干个发球模块2、若干个球门模块3、若干个机器人球员模块4和若干个视觉捕捉模块5，所述发球模块2、球门模块3、机器人球员模块4和视觉捕捉模块5均连接到主控系统1，此主控系统1用于控制发球模块2的发球总数、发球时间间隔并通过声音播放器6提示指定的发球模块的发球速度、足球旋转方向、发球角度，同时主控系统1指定球门模块3或者机器人球员模块4作为目标；所述发球模块2包括发球框架21、传球框架22、旋转平台23、导球板24、送球机构25、左凹形轮26和右凹形轮27，所述送球机构25位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化机器人足球训练系统，其特征在于：包括：主控系统（1）、若干个发球模块（2）、若干个球门模块（3）、若干个机器人球员模块（4）和若干个视觉捕捉模块（5），所述发球模块（2）、球门模块（3）、机器人球员模块（4）和视觉捕捉模块（5）均连接到主控系统（1），此主控系统（1）用于控制发球模块（2）的发球总数、发球时间间隔并通过声音播放器（6）提示指定的发球模块的发球速度、足球旋转方向、发球角度，同时主控系统（1）指定球门模块（3）或者机器人球员模块（4）作为目标；所述发球模块（2）包括发球框架（21）、传球框架（22）、旋转平台（23）、导球板（24）、送球机构（25）、左凹形轮（26）和右凹形轮（27），所述送球机构（25）位于导球板（24）和传球框架（22）之间，用于采集来自传球框架（22）的足球，所述传球框架（22）位于发球框架（21）的正后方，所述左凹形轮（26）和右凹形轮（27）分别安装于旋转平台（23）上表面的左侧和右侧，一左电机（28）和右电机（29）分别安装于旋转平台（23）下表面，此左电机（28）通过左转轴（281）驱动左凹形轮（26）旋转，此右电机（29）通过右转轴（291）驱动右凹形轮（27）旋转，所述左转轴（281）和右转轴（291）平行设置，所述导球板（24）位于左凹形轮（26）和右凹形轮（27）之间间隙的正上方；所述球门模块（3）包括球门框（31）、球门指示模块（32）和进球检测模块（33），所述球门指示模块（32）进一步包括环形 LED 灯带（34）和指示灯驱动电路板（35），此环形 LED 灯带（34）沿球门框（31）四周边缘设置，所述进球检测模块（33）进一步包括至少1个激光发射器（36）、至少1个激光接收器（37）和进球驱动电路板（38），所述激光发射器（36）与激光接收器（37）一一对应安装于球门框（31）背面，所述进球驱动电路板（38）根据是否存在激光光路被遮挡判定足球是否射中球门并将判定结果信号传输给主控系统（1）；所述发球模块（2）的传球框架（22）内安装有旋转螺杆（7），此传球框架（22）的底部开有一进球口（221），所述球门模块（3）的球门框（31）底部开有一出球口（311）且其底板（8）上开有一引导槽（9），此引导槽（9）一端与球门框（31）的出球口（311）连接，另一端与发球模块（2）的进球口（221）连接；所述机器人球员模块（4）包括移动机器平台（41）、安装于移动机器平台（41）底部的全维轮（42）和安装于移动机器平台（41）上表面的半圆空球壳（43），一固定柱（44）设置于半圆空球壳（43）内，一振动传感器（45）位于固定柱（44）顶端内置。...

【技术特征摘要】
1.一种模块化机器人足球训练系统，其特征在于：包括：主控系统（1）、若干个发球模块（2）、若干个球门模块（3）、若干个机器人球员模块（4）和若干个视觉捕捉模块（5），所述发球模块（2）、球门模块（3）、机器人球员模块（4）和视觉捕捉模块（5）均连接到主控系统（1），此主控系统（1）用于控制发球模块（2）的发球总数、发球时间间隔并通过声音播放器（6）提示指定的发球模块的发球速度、足球旋转方向、发球角度，同时主控系统（1）指定球门模块（3）或者机器人球员模块（4）作为目标；所述发球模块（2）包括发球框架（21）、传球框架（22）、旋转平台（23）、导球板（24）、送球机构（25）、左凹形轮（26）和右凹形轮（27），所述送球机构（25）位于导球板（24）和传球框架（22）之间，用于采集来自传球框架（22）的足球，所述传球框架（22）位于发球框架（21）的正后方，所述左凹形轮（26）和右凹形轮（27）分别安装于旋转平台（23）上表面的左侧和右侧，一左电机（28）和右电机（29）分别安装于旋转平台（23）下表面，此左电机（28）通过左转轴（281）驱动左凹形轮（26）旋转，此右电机（29）通过右转轴（291）驱动右凹形轮（27）旋转，所述左转轴（281）和右转轴（291）平行设置，所述导球板（24）位于左凹形轮（26）和右凹形轮（27）之间间隙的正上方；所述球门模块（3）包括球门框（31）、球门指示模块（32）和进球检测模块（33），所述球门指示模块（32）进一步包括环形LED灯带（34）和指示灯驱动电路板（35），此环形LED灯带（34）沿球门框（31）四周边缘设置，所述进球检测模块（33）进一步包括至少1个激光发射器（36）、至少1个激光接收器（37）和进...

【专利技术属性】
技术研发人员：石飞，黄怡，张帆，吴梦颖，何强，
申请(专利权)人：昆山福斯巴智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32