足球防守训练机器人

本技术涉及体育训练设备，特别是一种足球防守训练机器人。

背景技术：

1、现有的足球发球机大多存在发球类型较为单一(通常仅能发直球)，发球角度调整不便，发球距离难以控制的问题。因此，足球发球机在足球技术战术训练中并未得到推广普及。

2、目前在足球的技术战术训练中通常还是采用人与人的合成训练方式，即利用队员发直球或弧线球，进行团队进攻和防守的战术合成组合训练。然而，人力陪练的方式存在陪练员工作强度大，效率低，可控性较差，不具备长时间供球的能力的问题，影响训练员技能的提升。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种足球防守训练机器人，它能实现任意角度、可调力度的足球连续发球，并且，它还可选择性的发射直球或弧线球，解决了人力陪练效率低，可控性差，无法持续供球的问题。

2、本实用新型的技术方案是：足球防守训练机器人，包括可移动底座、储球框、足球发射机构和方向调节机构；

3、可移动底座包括矩形框架和安装在矩形框架四角处的全向轮；

4、储球框通过支架支撑并固定安装在矩形框架的正上方，其顶部设有用于放入足球的添加口，其底部设有用于排出足球的排出口；储球框与矩形框架之间形成用于安置足球发球机构和方向调节机构的安置区域；

5、足球发射机构设置在安置区域中；足球发射机构包括上安装板、动力组件、上刚性对接环、下刚性对接环和柔性管道；上安装板为安装支持部件；动力组件包括电机a和固定安装在电机a机轴上的摩擦轮，电机a固定安装在上安装板上，动力组件共有两组，两组动力组件的摩擦轮相对布置，从而在两个摩擦轮之间形成发射口；上刚性对接环固定连接在储球框下端，定义其两端口分别为上端口和下端口，其上端口正对并紧邻储球框的排出口；下刚性对接环固定连接在上安装板上，定义其两端口分别为前端口和后端口，其后端口正对并紧邻发射口；柔性管道连接在上刚性对接环与下刚性对接环之间，其上端口与上刚性对接环的下端口对接，其下端口与下刚性对接环的前端口对接；

6、方向调节机构设在安置区域中并位于矩形框架与上安装板之间，其用于控制足球发射机构水平转动和俯仰转动；方向调节机构包括下安装板、水平转动组件和俯仰调节组件；下安装板固定安装在矩形框架的中心处；水平转动组件包括电机b、凸柱a、齿轮a和齿轮b；电机b和凸柱a均固定安装在下安装板上；齿轮a固定安装在电机b机轴上，齿轮b可转动安装在凸柱a上并与齿轮a啮合；俯仰调节组件包括电机c、轴座a、蜗杆、轴座b、轮轴、连接板和蜗轮；电机c和轴座a均固定安装在上安装板下端；蜗杆一端与电机c机轴连接，另一端可转动安装在轴座a上；轴座b固定安装在齿轮b上；轮轴可转动安装在轴座b上并在轴向上被定位；连接板下端与轮轴固定连接，上端固定连接在上安装板下端，从而将轮轴与上安装板固连为一体；蜗轮固定安装在轮轴上并与蜗杆啮合。

7、本实用新型进一步的技术方案是：储球框的下端设有开口控制组件；开口控制组件包括舵机、齿轮c、齿轮d、凸柱b和档杆；舵机和凸柱b均固定安装在储球框外部下端；齿轮c可转动安装在舵机机轴上；齿轮d可转动安装在凸柱b上并与齿轮c啮合，两根档杆分别固定连接在齿轮c和齿轮d上，并形成用于阻挡或放行足球的v形区域，v形区域将上刚性对接环包夹在内，v形区域的夹角随着齿轮c与齿轮d的啮合转动而扩大或缩小，进而使两根档杆同时伸入或同时退出上刚性对接环上对应的镂空缺口；当两根档杆同时伸入上刚性对接环上对应的镂空缺口时，足球无法通过上刚性对接环的内孔下落，当两根档杆同时退出上刚性对接环上对应的镂空缺口时，足球可通过上刚性对接环的内孔下落；

8、相应的，上刚性对接环的两侧分别设有供档杆嵌入的镂空缺口。

9、本实用新型再进一步的技术方案是：储球框呈圆柱形，其由侧壁和底壁合围而形成，其内设有用于储存足球的内腔，其内腔中设有用于定位足球的两条螺旋滑道，两条螺旋滑道的上端延伸至储球框的添加口处，两条螺旋滑道的下端与储球框的底壁固定连接并且分布在排出口的两侧；放置在两条螺旋滑道上的足球可顺着螺旋滑道的坡度向下滚动。

10、本实用新型更进一步的技术方案是：两条螺旋滑道均为刚性材质，两条螺旋滑道的中心线均与储球框的中心线重合。

11、本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

12、1.其应用于足球防守训练，可实现任意角度(基于俯仰调节组件)、任意朝向(基于水平调节组件)、发射距离可控(基于摩擦轮转速)的足球连续发射，并且，通过控制两个摩擦轮等速或差速转动，即可实现直球或曲线球的发射。其相比人力陪练具有效率高，可控性好，可持续供球的优势，可充分满足足球训练的需求，具有良好的市场应用前景。

13、2.其基于储球框内的两条螺旋滑道实现足球的有序储放，并且，当两条螺旋滑道之间最下端的足球排出后，两条螺旋滑道之间其余的足球顺着螺旋滑道的坡度自动下滑至最下端，不会出现足球堆积卡住，无法从储球框排出口排出的问题。

14、3.其基于开口控制组件对储球框排出口的遮蔽或开放，实现发球节奏的控制；当两根档杆同时伸入上刚性对接环上对应的镂空缺口时，足球无法通过上刚性对接环的内孔下落，当两根档杆同时退出上刚性对接环上对应的镂空缺口时，足球可通过上刚性对接环的内孔下落。

15、以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

技术特征：

1.足球防守训练机器人，其特征是：包括可移动底座、储球框、足球发射机构和方向调节机构；

2.如权利要求1所述的足球防守训练机器人，其特征是：方向调节机构包括下安装板、水平转动组件和俯仰调节组件；下安装板固定安装在矩形框架的中心处；水平转动组件包括电机b、凸柱a、齿轮a和齿轮b；电机b和凸柱a均固定安装在下安装板上；齿轮a固定安装在电机b机轴上，齿轮b可转动安装在凸柱a上并与齿轮a啮合；俯仰调节组件包括电机c、轴座a、蜗杆、轴座b、轮轴、连接板和蜗轮；电机c和轴座a均固定安装在上安装板下端；蜗杆一端与电机c机轴连接，另一端可转动安装在轴座a上；轴座b固定安装在齿轮b上；轮轴可转动安装在轴座b上并在轴向上被定位；连接板下端与轮轴固定连接，上端固定连接在上安装板下端，从而将轮轴与上安装板固连为一体；蜗轮固定安装在轮轴上并与蜗杆啮合。

3.如权利要求2所述的足球防守训练机器人，其特征是：储球框的下端设有开口控制组件；开口控制组件包括舵机、齿轮c、齿轮d、凸柱b和档杆；舵机和凸柱b均固定安装在储球框外部下端；齿轮c可转动安装在舵机机轴上；齿轮d可转动安装在凸柱b上并与齿轮c啮合，两根档杆分别固定连接在齿轮c和齿轮d上，并形成用于阻挡或放行足球的v形区域，v形区域将上刚性对接环包夹在内，v形区域的夹角随着齿轮c与齿轮d的啮合转动而扩大或缩小，进而使两根档杆同时伸入或同时退出上刚性对接环上对应的镂空缺口；当两根档杆同时伸入上刚性对接环上对应的镂空缺口时，足球无法通过上刚性对接环的内孔下落，当两根档杆同时退出上刚性对接环上对应的镂空缺口时，足球可通过上刚性对接环的内孔下落；

4.如权利要求3所述的足球防守训练机器人，其特征是：储球框呈圆柱形，其由侧壁和底壁合围而形成，其内设有用于储存足球的内腔，其内腔中设有用于定位足球的两条螺旋滑道，两条螺旋滑道的上端延伸至储球框的添加口处，两条螺旋滑道的下端与储球框的底壁固定连接并且分布在排出口的两侧；放置在两条螺旋滑道上的足球可顺着螺旋滑道的坡度向下滚动。

5.如权利要求4所述的足球防守训练机器人，其特征是：两条螺旋滑道均为刚性材质，两条螺旋滑道的中心线均与储球框的中心线重合。

技术总结
足球防守训练机器人，包括可移动底座、储球框、足球发射机构和方向调节机构；可移动底座包括矩形框架；储球框通过支架支撑并固定安装在矩形框架正上方；足球发射机构包括上安装板、动力组件、上刚性对接环、下刚性对接环和柔性管道；上安装板为安装支持部件；动力组件包括电机A和摩擦轮，两组动力组件的摩擦轮相对布置；上刚性对接环固定连接在储球框下端，其上端口正对储球框的排出口；下刚性对接环固定连接在上安装板上，其后端口正对发射口；柔性管道连接在上刚性对接环与下刚性对接环之间；方向调节机构用于控制足球发射机构水平转动和俯仰转动。本技术用于足球防守训练，可实现任意角度、任意朝向、发射距离可控的足球连续发射。

技术研发人员：李明珠,江艳,邓彩莲,刘浩,陈锦洋,孙畅
受保护的技术使用者：南华大学
技术研发日：20230907
技术公布日：2024/5/16