一种智能高效的篮球辅助训练机器人

本技术涉及篮球辅助训练机器人，尤其涉及一种智能高效的篮球辅助训练机器人。

背景技术：

1、随着社会的发展，机器人已经融入人们生活的各个方面，在体育训练中引入辅助训练机器人也显得尤为必要。目前对于球类发球机基本上局限在小型球中(羽毛球，乒乓球，网球)，同时射球的结构基本上也都是双摩擦轮转动挤压射球(即通过摩擦力使球进入发射通道，之后通过挤压球产生的摩擦力对球进行加速，然后以指定的角度发射出去)，对于篮球等中大型球的发球机研究还十分稀缺。

2、目前市面上的篮球训练主要以人工辅助训练为主，一般需要两个人以上作为辅助陪练，人力成本高昂，工作效率较低。在对于发球机的发展中提到，想要获得更大的竞争力，就需要从智能化入手。发球机器在路径规划方面，采用基于贝塞尔曲线的路径规划算法，使机器的行动路线平滑顺畅；机器定位方面，采用了陀螺仪和编码器融合定位技术，该技术广泛应用于各大机器人竞赛中，定位效果好，但是其无法消除的累积误差导致机器不能长时间工作；训练辅助机器人机交互方面运用了自瞄系统，以上使篮球训练机器人实现了在一定角度范围射球角度调节，满足各种多样化的需求，同时也填补了市场一大空白。但是现有的篮球辅助训练机器较为稀少，且工作模式较为单一，一般以在固定位置发球给篮球运动员做定点投篮为主，不能满足篮球运动员投篮方式多样化的需求。因此需要一种智能高效的篮球辅助训练机器人。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种智能高效的篮球辅助训练机器人，解决现有篮球辅助训练机器的工作模式单一，不能满足篮球运动员投篮方式多样化的需求的技术问题。本实用新型通过多角度变化发球改善篮球运动员在不同场景模式下的适应能力，减少训练过程中的人力成本，满足篮球运动员训练过程中多跑动，多角度，多点投篮的需求。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种智能高效的篮球辅助训练机器人，包括底盘、夹球装置、升降装置和发射装置，升降装置设置在底盘上，发射装置设置在升降装置上，且升降装置设置在发射装置的下方，夹球装置设置在升降装置的前面，且夹球装置设置在底盘上，夹球装置的一侧设置有激光测距装置，且激光测距装置设置在底盘上，底盘上分别设置有三个电机，电机的输出轴朝外并各连接有一个全向轮，底盘的底部固定设置有全场定位装置，全场定位装置上设置有两个小全向轮。

4、进一步地，底盘上固定设置有若干个支撑架，支撑架与底盘通过角铁固定连接，底盘的中心设置有固定架，全场定位装置设置在固定架的下方，固定架与底盘通过螺栓固定连接；底盘的形状设置为三角形，三个电机分别固定设置在底盘的三个角上，电机与底盘通过电机固定架固定连接，电机固定架与底盘通过螺栓固定连接。

5、进一步地，夹球装置包括固定块、主体支撑件、平移支撑板和同步轮电机，固定块与底盘通过螺栓固定连接，两个主体支撑件分别设置在固定块的两端，平移支撑板设置在主体支撑件上，平移支撑板上的两端分别设置有同步轮，同步轮之间通过同步带连接，同步轮上设置有三个深沟轴承，同步轮与同步轮电机的输出端连接。

6、进一步地，主体支撑件与平移支撑板通过螺栓固定连接，主体支撑件上设置有第二舵机和t形滑槽，固定块上设置有滑轨，t形滑槽与滑轨滑动连接，t形滑槽内设置有t形平移块，t形平移块内设置有凹槽，凹槽内设置有齿条，齿条啮合有齿轮，齿轮与第二舵机的舵盘固定连接。

7、进一步地，升降装置包括底板、四根支撑柱和顶板，底板与支撑架通过螺栓固定连接，支撑柱垂直设置在与底板与顶板之间，后侧两根支撑柱之间设置有升降滚珠丝杆槽，升降滚珠丝杆槽内设置有升降滚珠丝杆，升降滚珠丝杆连接有行星减速步进电机，行星减速步进电机设置在在底板上，行星减速步进电机上设置有编码器，升降滚珠丝杆上设置有装球环。

8、进一步地，顶板的中间设置有圆形口，圆形口的内直径比装球环的外直径大，底板的中间设置有方形口，方形口的宽度比装球环的外直径大，装球环的环形端设置在方形口内，方形口内设置有滑板，滑板朝装球环的环形端倾斜设置，支撑柱设置在方形口的四周。

9、进一步地，支撑柱的一端与顶板通过角铁固定连接，支撑柱的另一端与底板通过角铁固定连接，前后两根支撑柱之间的内侧设置有方形挡板，方形挡板的一端与顶板通过螺栓固定连接，方形挡板的另一端与底板通过螺栓固定连接，后侧两根支撑柱分别与升降滚珠丝杆槽之间的内侧设置有弧形挡板，弧形挡板的一端与顶板通过螺栓固定连接，弧形挡板的另一端与底板通过螺栓固定连接。

10、进一步地，发射装置包括支架、电动推杆、摩擦轮电机、左侧面支撑板、右侧面支撑板、左推球物块板和右推球物块板，支架倾斜设置在底板和电动推杆上，摩擦轮电机设置在支架上，摩擦轮电机上连接有双摩擦轮，左侧面支撑板和右侧面支撑板设置在底板的后侧，左推球物块板和右推球物块板设置在左侧面支撑板和右侧面支撑板之间。

11、进一步地，支架包括两根斜杆和横杆，横杆设置在两根斜杆之间，两根斜杆倾斜设置，两根斜杆的一端分别通过铰链合页铰接在底板顶端前侧的两边，两根斜杆的另一端分别与电动推杆的一端通过螺栓固定连接，横杆两端的上下两侧分别设置有电机支架，支架与电机支架通过螺栓固定连接，摩擦轮电机的固定端通过螺栓固定连接在电机支架上，摩擦轮电机的旋转轴与双摩擦轮的通孔通过螺栓固定连接；电动推杆的伸缩端通过推杆支座与斜杆连接，推杆支座与斜杆通过螺栓固定连接，电动推杆的固定端通过推杆底座与底板连接，推杆底座与底板通过螺栓固定连接。

12、进一步地，左侧面支撑板和右侧面支撑板分别与底板通过螺栓固定连接，左侧面支撑板的弧形端设置有舵机槽，舵机槽内设置有第一舵机，第一舵机的舵盘与左推球物块板连接，左推球物块板与右推球物块板通过铜柱固定连接，右推球物块板与右侧面支撑板通过外部定位销固定连接。

13、本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

14、1、本实用新型的底盘上设置有全向轮，能够实现平地任意角度和方向的旋转与前进，可调控速度，极大提高移动的灵活性；底盘上设置的全场定位装置和激光测距装置，能够准确高效的夹球和确定篮球运动员所处的位置。

15、2、本实用新型的夹球装置上设置有主体支撑件，主体支撑件上的第二舵机驱动齿轮和齿条，从而带动平移支撑板向内或向外运动，同步轮电机驱动同步带伸缩运动，同步带夹取篮球后将篮球送进升降装置内，同步带可以在一定范围内进行伸缩平移，作为一种可控可调节类型的夹取装置，能适用于各场景的需求，大大提高了夹球过程中的容错率。

16、3、本实用新型的升降装置是夹球装置与发球装置的过渡衔接部分，篮球从夹球装置进入到升降装置中的装球环，升降滚珠丝杆带动装球环网上运动，将篮球送到发射装置上，使一整套系统可以平稳的运作。

17、4、本实用新型的发射装置采用双摩擦轮与电动推杆相结合的方式，能够在一定范围内进行角度调控，可以更精准的控制篮球发射，使得篮球的发射角度和速度更加准确和一致，具有良好的稳定性；同时，采用了较为坚固的材料制作，因具有较高的耐久性，确保篮球在发射时的稳定性，减少了出现意外伤害的可能性；而且机器人确保机器人在长时间使用后仍能够保持较高的性能，能够在长时间使用后仍保持一致的出球效果。

18、5、本实用新型通过多角度变化发球改善篮球运动员在不同场景模式下的适应能力，减少训练过程中的人力成本，满足篮球运动员训练过程中多跑动，多角度，多点投篮的需求。