利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备制造技术

本发明专利技术提出了利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，涉及辅助训练设备领域。利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，包括VR设备、服务终端和机械臂，所述VR设备用于显示训练工具和训练对手，所述服务终端用于采集机械臂的动作，并根据机械臂动作控制所述训练工具移动，根据所述训练工具控制所述训练对手的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，所述机械臂动作包括运动人员的肩膀、关节和手腕的位置、速度和方向。本发明专利技术能反馈运动员实时的训练状态，加强运动人员的注意力练习。

【技术实现步骤摘要】
利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备
本专利技术涉及辅助训练设备领域，具体而言，涉及一种利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备。
技术介绍
现阶段，体育运动比如羽毛球、乒乓球的训练大多依靠教练员的人工指导，不但效率较低，而且难以针对运动员的个人情况进行有效提升。辅助训练设备也大多为智能化程度较低的机械结构，对提升训练效果起到的帮助有限。基于此现状，需要应用VR设备中的虚拟环境产生类似真实环境的虚拟反馈，提高运动员训练的沉浸感。为此，目前需要一种能够反馈运动员实时训练状态，产生力反馈作用的辅助训练设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，其能够反馈运动员实时的训练状态，加强运动人员的注意力练习。本专利技术的实施例是这样实现的：本申请实施例提供一种利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，包括VR设备、服务终端和机械臂，所述VR设备用于显示训练工具和训练对手，所述服务终端用于采集机械臂的动作，并根据机械臂动作控制所述训练工具移动，根据所述训练工具控制所述训练对手的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，所述机械臂动作包括运动人员的肩膀、关节和手腕的位置、速度和方向。在本专利技术的一些实施例中，所述机械臂位于运动人员的肩膀、关节和手腕处均设有位移传感器、角速度传感器和角度传感器，所述位移传感器、所述角速度传感器和所述角度传感器分别通信连接所述VR设备。在本专利技术的一些实施例中，上述利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备包括移动终端，所述移动终端用于输入训练难度，并将所述训练难度上传到所述服务终端，所述服务终端根据所述训练难度控制所述训练对手的动作。在本专利技术的一些实施例中，所述服务终端根据肩膀、关节和手腕的动作判断动作平滑度大小，根据所述动作平滑度大小控制所述训练工具的活动范围。在本专利技术的一些实施例中，所述服务终端设有动作数据库，所述动作数据库存储有多组数据，每组数据均包括运动人员或训练对手的动作、击打位置和用于标识动作和击打位置的所述训练工具的动作。在本专利技术的一些实施例中，所述服务终端根据所述训练工具的动作获取转动角度、移动方向和移动速度，根据所述训练工具的动作预估所述训练工具在一定时间内的击打路径和落地点，并将所述击打路径和所述落地点上传到所述VR设备。在本专利技术的一些实施例中，所述服务终端根据机械臂动作获得击打位置和击打时间，根据所述移动速度和所述击打时间判断所述击打位置是否位于所述击打路径，以及所述击打位置到所述落地点的距离分析运动人员的反应速度。在本专利技术的一些实施例中，上述利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备包括助力弹性件，机械臂包括铰接的主臂和副臂，所述主臂远离所述副臂的一端铰接上肩部，所述副臂远离所述主臂的一端铰接手部，所述助力弹性件连接于所述主臂的活动端和所述副臂的活动端，所述服务终端根据所述击打路径和所述移动速度预估手部的击打位置，分析手部与所述击打位置的偏移方向，根据所述偏移方向控制所述助力弹性件的弹力控制端。在本专利技术的一些实施例中，所述服务终端将所述偏移方向发送到所述VR设备。在本专利技术的一些实施例中，所述助力弹性件包括相连接的气缸和弹簧，所述气缸远离所述弹簧的一端铰接于所述主臂，所述弹簧远离所述气缸的一端连接于所述副臂。相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：本申请实施例提供的利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，包括VR设备、服务终端和机械臂，所述VR设备用于显示训练工具和训练对手，所述服务终端用于采集机械臂的动作，并根据机械臂动作控制所述训练工具移动，根据所述训练工具控制所述训练对手的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，所述机械臂动作包括运动人员的肩膀、关节和手腕的位置、速度和方向。本申请通过VR设备显示虚拟的训练工具和训练对手，通过机械臂通过服务终端采集机械臂的动作，并且利用机械臂分析运动人员的动作，从而服务终端通过运动人员的动作控制训练工具移动的方向和位置，实现了动态训练反馈的效果，并根据训练工具控制训练对手的动作，提高用户沉浸式练习的体验；根据训练对手反向控制训练工具的动作，运动人员根据训练对手的反馈可以分析出训练工具的移动情况，从而进行对打训练，锻炼了运动人员的反应能力；机械臂动作包括肩膀、关节和手腕三个部位的位置、速度和方向，从而利用机械臂动作分析运动人员的水平位置变化、高度位置变化和移动速度，并且根据运动人员的速度和方向分析被击打训练工具的移动路径和速度，得到更准确的训练反馈，提高运动人员的运动水平和实操能力。本专利技术通过机械臂对运动人员动作进行测试和分析，并且利用VR设备反馈运动员的实时训练状态，通过训练工具和训练对手的反馈加强了运动人员的注意力练习。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备的原理示意图；图2为本专利技术实施例利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备的流程示意图；图3为本专利技术实施例利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备的结构示意图。图标：1-上肩部，2-主臂部，3-副臂部，4-腕部，5-气缸，6-活塞杆，7-柔性带，8-压杆，9-套管。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。实施例请参阅图1～图3，图1～图3所示为本申请实施例提供的利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备的原理示意图。利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，包括VR设备、服务终端和机械臂，所述VR设备用于显示训练工具和训练对手，所述服务终端用于采集机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，其特征在于，包括VR设备、服务终端和机械臂，所述VR设备用于显示训练工具和训练对手，所述服务终端用于采集机械臂的动作，并根据机械臂动作控制所述训练工具移动，根据所述训练工具控制所述训练对手的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，所述机械臂动作包括运动人员的肩膀、关节和手腕的位置、速度和方向。/n

【技术特征摘要】
1.利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，其特征在于，包括VR设备、服务终端和机械臂，所述VR设备用于显示训练工具和训练对手，所述服务终端用于采集机械臂的动作，并根据机械臂动作控制所述训练工具移动，根据所述训练工具控制所述训练对手的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，根据所述训练对手的动作反向控制所述训练工具的动作，所述机械臂动作包括运动人员的肩膀、关节和手腕的位置、速度和方向。


2.如权利要求1所述的利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，其特征在于，所述机械臂位于运动人员的肩膀、关节和手腕处均设有位移传感器、角速度传感器和角度传感器，所述位移传感器、所述角速度传感器和所述角度传感器分别通信连接所述VR设备。


3.如权利要求1所述的利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，其特征在于，包括移动终端，所述移动终端用于输入训练难度，并将所述训练难度上传到所述服务终端，所述服务终端根据所述训练难度控制所述训练对手的动作。


4.如权利要求1所述的利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，其特征在于，所述服务终端根据肩膀、关节和手腕的动作判断动作平滑度大小，根据所述动作平滑度大小控制所述训练工具的活动范围。


5.如权利要求1所述的利用VR和力反馈机械臂的辅助训练设备，其特征在于，所述服务终端设有动作数据库，所述动作数据库存储有多组数据，每组数据均包括运动人员或训练对手的动作、击打位置和用于标识动作和所述击打位置的所述训练工具的动作。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彤，宗星芃，武睿敏，郑珂欣，曹容天，
申请(专利权)人：张彤，
类型：发明
国别省市：陕西;61