一种足球训练守门机器人的制作方法

1.本公开涉及机器人技术领域，尤其涉及一种足球训练守门机器人。


背景技术：

2.足球运动是世界上热门运动之一，在足球运动中，射门运动员的职责是将足球射进对方球门内，门将的职责是扑住或扑出对方射门运动员射出的足球，以阻挡足球进入自家球门。在足球训练中，尤其对射门运动员进行训练时，需要配备门将，对加强和完善射门运动员的射门角度、射门力度等方面的训练。然而，优秀的足球门将的引入难度相对较大，并且门将的数量远小于射门运动员的数量，门将的陪练强度较大，效率低，训练效果较差。
3.相关技术中，如申请号为cn201120574311.0，专利名称为《基于守门员模拟装置及开关垫的足球射门训练装置》的实用新型专利中记载了通过在沿着球门长度方向上铺设导轨，导轨上设置移动台，移动台上固定有守门员模拟板，通过控制移动台移动并带动守门员模拟板移动，进而利用守门员模拟板将足球进行阻挡，实现模拟守门员守门目的。但是，由于球门的标准长度为7.32米，如果在实际训练中遇到守门员模拟板从球门的左侧移动至球门的右侧进行挡球时，其移动距离远，守门员模拟板的移动速度小于球速，则会造成挡球成功率低的问题。并且，在实战中，门将(守门员)在扑球时会存在因足球的球速、力度过大而导致门将脱手的情况，而现有技术中只是通过简单的守门员模拟板是无法模拟出实战中门将扑球时脱手的情况。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种足球训练守门机器人。
5.根据本公开实施例，提供一种足球训练守门机器人，包括3d摄像头、控制系统、球门框和守门挡板组件，所述3d摄像头与所述控制系统连接，所述守门挡板组件包括折叠挡板和伺服电机，所述折叠挡板设置在所述球门框的前侧，所述折叠挡板的上部可向所述球门框内的方向折叠，所述伺服电机与所述折叠挡板连接，用于驱动所述折叠挡板转动。
6.在一种实施方式中，所述折叠挡板包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板设置在所述第二挡板的上部，所述第一挡板和所述第二挡板之间设置弹簧铰链，所述弹簧铰链的两端分别与所述第一挡板和所述第二挡板连接。
7.在一种实施方式中，所述第二挡板上对应所述弹簧铰链的弹簧位置处设置有让位口。
8.在一种实施方式中，所述守门挡板组件还包括固定支架，所述固定支架与所述球门框的底部连接，所述伺服电机设置在所述固定支架内，所述固定支架的外侧设置有保护板。
9.在一种实施方式中，所述固定支架与所述球门框的底部滑动连接，所述固定支架可相对所述球门框沿着所述球门框的长度方向移动。
10.在一种实施方式中，还包括直线导轨，所述直线导轨沿着所述球门框的长度方向
设置在所述球门框的底部，所述固定支架滑动设置在所述直线导轨上。
11.在一种实施方式中，所述直线导轨上设置盖板，所述盖板具有斜面，所述斜面的倾斜方向设置为由所述球门框的内部向所述球门框的外部倾斜。
12.在一种实施方式中，还包括减速机，设置在所述伺服电机和所述折叠挡板之间，所述减速机分别与所述伺服电机和所述折叠挡板连接。
13.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
14.1.通过设置3d摄像头高帧率实时捕获足球的位置，控制系统实时分析足球坐标数据生成足球运动轨迹，并根据足球运动轨迹提前预判足球的落点位置，基于落点位置控制伺服电机转动到对应角度，进而实现伺服电机驱动折叠挡板阻挡足球射进球门框的目的；通过设置折叠挡板，可模拟实战中因足球的球速、力度过大而导致门将脱手的情况，可实现对运动员提供贴合实战的训练目的，并且可实现针对运动员的射门角度及射门力度等多方面训练目的；
15.2.通过设置弹簧铰链，在第一挡板相对第二挡板折叠而模拟实战中门将脱手情况时，可实现第一挡板回弹、复位目的，有效保证下次射门时的正常工作；
16.3.通过设置直线导轨，可实现折叠挡板沿着球门框的长度方向的移动目的，以使折叠挡板充当球门边框，可灵活将球门框分隔为两个射门区域，实现对运动员进行射门角度、射门位置的专项训练目的；
17.4.通过设置具有斜面的盖板，在对直线导轨提供保护的同时，可便于捡球。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
20.图1是根据一示例性实施例示出的一种足球训练守门机器人的整体示意图；
21.图2是根据一示例性实施例示出的守门挡板组件的示意图；
22.图3是根据一示例性实施例示出的一种弹簧铰链的示意图；
23.图4是根据一示例性实施例示出的折叠挡板转动至球门框左侧时的简易示意图；
24.图5是根据一示例性实施例示出的折叠挡板转动至球门框右侧时的简易示意图。
25.附图标记说明：
26.3d摄像头10；
27.球门框20；
28.守门挡板组件30、折叠挡板31、伺服电机32、固定支架33、第一挡板311、第二挡板312、保护板331、让位口3121；
29.弹簧铰链40、弹簧41；
30.盖板50；
31.减速机60。
具体实施方式
32.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
33.实施例
34.实施例1
35.如图1所示，为了解决相关技术问题，本公开实施例提供了一种足球训练守门机器人，包括3d摄像头10、控制系统(图中未示意)、球门框20和守门挡板组件30，其中，3d摄像头10与控制系统连接，3d摄像头10为现有，可基于飞行时间技术的高帧率深度摄像头，安装于训练场内，如安装于球门框20上或安装于训练场上的足球发球点和球门框20之间的上空位置，优选设置在后者的位置，以防止3d摄像头10与足球发生碰撞而导致其损坏，用于捕捉足球的3d图像。控制系统为现有，设置在训练场内，可包括电脑主机和控制器等，用于分析3d摄像头10捕捉的3d图像以获取足球的三维坐标点，并根据算法生成足球的运动轨迹，当收集的数据足以拟合成一条足够长的轨迹可用于分析足球落点位置后，形成足球的落点位置坐标。基于足球的落点位置坐标转换为伺服电机32转动的角度值，通过控制器控制伺服电机32进行转动，进而控制守门挡板组件30的折叠挡板31转动至相应的足球落点位置进行扑球。守门挡板组件30包括折叠挡板31和伺服电机32，折叠挡板31设置在球门框20的前侧，折叠挡板31的上部可向着球门框20内的方向折叠，伺服电机32与折叠挡板31连接，伺服电机32用于驱动折叠挡板31进行转动。
36.本公开实施例提供的足球训练守门机器人，通过设置3d摄像头10高帧率实时捕获足球的位置，控制系统实时分析足球坐标数据生成足球运动轨迹，并根据足球运动轨迹提前预判足球的落点位置，基于落点位置控制伺服电机32转动到对应角度，进而实现伺服电机32驱动折叠挡板31阻挡足球射进球门框20的目的。通过设置折叠挡板31，可模拟实战中因足球的球速、力度过大而导致门将脱手的情况，可实现对运动员提供贴合实战的训练目的，相对较人性化，并且可实现针对运动员的射门角度及射门力度等多方面训练目的。
37.在本公开实施例中，如图2所示，折叠挡板31包括第一挡板311和第二挡板312，第一挡板311设置在第二挡板312的上部，第一挡板311和第二挡板312之间设置弹簧铰链40，弹簧铰链40的两端分别与第一挡板311和第二挡板312连接。通过设置第一挡板311可模拟实战中门将的采用双臂、双手扑球的动作，进而通过第一挡板311的折叠来模拟出门将扑球后因足球的球速、力度过大而导致脱手的情况。通过设置相对固定的第二挡板312可模拟出实战中门将借助身体扑球的动作。由此，通过设置第一挡板311和第二挡板312，可模拟出实战中门将相对真实的扑球效果，给予运动员贴合实战的射门训练体验，提高训练效果。通过设置弹簧铰链40，在第一挡板311相对第二挡板312折叠而模拟实战中门将脱手情况时，可实现第一挡板311回弹、复位目的，有效保证下次射门时的正常工作。
38.应当说明的是，如图3所示，弹簧铰链40为现有，弹簧铰链40的弹簧41的强度可基于实际需求设定，在足球训练时，若足球的力度克服弹簧铰链40的弹力时，则第一挡板311向着球门框20内发生折叠，即可模拟出门将扑球后因足球的球速、力度过大而导致脱手的情况，此时弹簧铰链40的弹簧41则被拉伸。在足球脱离第一挡板311时，弹簧铰链40的弹簧
41发生回弹，即可使第一挡板311复位。在本公开实施例中，第二挡板312上对应弹簧铰链40的弹簧41的位置处设置有让位口3121，以便于弹簧铰链40的正常工作。此外，关于弹簧铰链40的设置数量在此不做限定，可基于实际需求进行设定。
39.进一步的，再如图2所示，守门挡板组件30还包括固定支架33，固定支架33与球门框20的底部连接。在本公开的实施例中，固定支架33与球门框20的底部固定连接，优选的，固定支架33固定于球门框20的底部的中间位置处，伺服电机32设置在固定支架33内，固定支架33的外侧设置有保护板331，以对固定支架33内的伺服电机32提供保护。折叠挡板31以与伺服电机32的连接端为中心进行转动，进而对射向球门框20的左部、中部和右部位置的足球进行阻挡(结合图1、图4和图5所示)。本公开实施例提供的足球训练守门机器人还包括减速机60，设置在伺服电机32和折叠挡板31之间，减速机60分别与伺服电机32和和折叠挡板31连接。减速机60为现有，可实现在折叠挡板31转动至靠近地面时的减速目的，在此不做赘述。
40.实施例2
41.本公开实施例提供的足球训练守门机器人与上述实施例不同点在于，固定支架33与球门框20的底部滑动连接，固定支架33可相对球门框20进行沿着球门框20的长度方向上的移动。具体的，本公开实施例提供的足球训练守门机器人还包括直线导轨(图中未示意)，直线导轨沿着球门框20的长度方向设置在球门框20的底部，固定支架33滑动设置在直线导轨上，由此则实现固定支架33相对球门框20进行沿着球门框20的长度方向上的移动。由此，通过设置直线导轨，可实现折叠挡板31在沿着球门框20的长度方向上的移动目的，例如，可将固定支架33移动并固定在球门框20的中间位置处，即，折叠挡板31则位于球门框20的中间位置，通过3d摄像头10与控制系统的交互配合，以控制伺服电机32对折叠挡板31进行转动控制，实现折叠挡板31扑球目的，即为实施例1。
42.又例如，通过设置直线导轨可将固定支架33移动并固定在靠近球门框20的左侧的位置处，折叠挡板31与球门框20的左侧之间可组成一射门区域。在训练时，可暂停折叠挡板31对足球的阻挡工作，可实现针对运动员训练射门角度为左上角和左下角的射门角度的专项训练，提高运动员的射门技能，以便于运动员在实战中踢出刁钻的射门角度，提高破门的成功率。同理，通过设置直线导轨也可将固定支架33移动并固定在靠近球门框20的右侧的位置处，在此不做赘述。由此，折叠挡板31可充当球门边框，并通过直线导轨以实现灵感分隔射门区域的目的，以增加针对性的训练项目，相对增加对运动员的专项训练，提高运动员的专项技能，有助于提高实战中破门的成功率。
43.在本公开实施例中，直线导轨上设置盖板50，盖板50具有斜面，斜面的倾斜方向设置为由球门框20的内部向球门框20的外部倾斜，由此在对直线导轨、伺服电机32等元件提供保护的同时，便于射进球门框20内的足球滚出球门框20，便于捡球。
44.可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
45.进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应
限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
46.进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
47.进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
48.进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
49.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
50.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种足球训练守门机器人，包括3d摄像头、控制系统、球门框和守门挡板组件，所述3d摄像头与所述控制系统连接，其特征在于：所述守门挡板组件包括折叠挡板和伺服电机，所述折叠挡板设置在所述球门框的前侧，所述折叠挡板的上部可向所述球门框内的方向折叠，所述伺服电机与所述折叠挡板连接，用于驱动所述折叠挡板转动。2.根据权利要求1所述的足球训练守门机器人，其特征在于：所述折叠挡板包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板设置在所述第二挡板的上部，所述第一挡板和所述第二挡板之间设置弹簧铰链，所述弹簧铰链的两端分别与所述第一挡板和所述第二挡板连接。3.根据权利要求2所述的足球训练守门机器人，其特征在于：所述第二挡板上对应所述弹簧铰链的弹簧位置处设置有让位口。4.根据权利要求1所述的足球训练守门机器人，其特征在于：所述守门挡板组件还包括固定支架，所述固定支架与所述球门框的底部连接，所述伺服电机设置在所述固定支架内，所述固定支架的外侧设置有保护板。5.根据权利要求4所述的足球训练守门机器人，其特征在于：所述固定支架与所述球门框的底部滑动连接，所述固定支架可相对所述球门框沿着所述球门框的长度方向移动。6.根据权利要求5所述的足球训练守门机器人，其特征在于：还包括直线导轨，所述直线导轨沿着所述球门框的长度方向设置在所述球门框的底部，所述固定支架滑动设置在所述直线导轨上。7.根据权利要求6所述的足球训练守门机器人，其特征在于：所述直线导轨上设置盖板，所述盖板具有斜面，所述斜面的倾斜方向设置为由所述球门框的内部向所述球门框的外部倾斜。8.根据权利要求1所述的足球训练守门机器人，其特征在于：还包括减速机，设置在所述伺服电机和所述折叠挡板之间，所述减速机分别与所述伺服电机和所述折叠挡板连接。

技术总结
本公开是关于一种足球训练守门机器人，包括3D摄像头、控制系统、球门框和守门挡板组件，所述3D摄像头与所述控制系统连接，所述守门挡板组件包括折叠挡板和伺服电机，所述折叠挡板设置在所述球门框的前侧，所述折叠挡板的上部可向所述球门框内的方向折叠，所述伺服电机与所述折叠挡板连接，用于驱动所述折叠挡板转动。通过3D摄像头以高帧率实时捕获足球的位置，控制系统实时分析足球坐标数据生成足球运动轨迹并预判足球的落点位置，进而控制伺服电机转动到对应角度，实现驱动折叠挡板阻挡足球射进球门框的目的；同时，通过折叠挡板，模拟实战中因足球的球速、力度过大而导致门将脱手的情况，实现针对运动员的射门角度及射门力度等多方面训练目的。多方面训练目的。多方面训练目的。


技术研发人员：常建强 袁燕
受保护的技术使用者：厦门市新教育学校
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/9/13