[发明专利]一种用于排球扣球技术训练的四自由度机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于排球专项训练的辅助系统，尤其是基于单片机控制的一种用于排球扣球技术训练的四自由度机械手，该机械手模拟拦网运动员手臂的左右摆动和伸缩动作，提高排球运动员的扣球技术水平。 

背景技术

扣球是排球运动中发、垫、传、扣、拦的五大技术之一。在排球比赛中，扣球是主要的得分技术。在关键时刻，能否扣球得分，关系到在比赛中能否获得主动权甚至是比赛的胜利。一个排球运动员要熟练的掌握扣球技术，都必须要经过长期的专项训练，基于科学训练理论和技术，适当引入辅助训练系统和专用设备，可以有效减少陪练教练的工作强度，可以为提高运动员的训练水平提供必要的技术保障。 

目前，排球运动专项训练辅助设备的科学研究工作虽已取得丰富成果，但是在产品化和商用方面尚处于起步阶段，不能够满足当前国际排球技术发展对排球专项训练系统的科学化、信息化和工业化需求，在一定程度上阻碍了我国排球运动的发展进程。如中国专利CN201701712U中设计的排球扣球手法辅助练习器，该设计的主要是构成是一个长手柄与一对模拟手掌，两者相连接构成该排球球扣球手法辅助练习器。陪练教练手握长手柄，伸举模拟手掌进行拦网。虽然应用该排球扣球手法辅助练习器，可以避免陪练教练的起跳动作，但对陪练教练的体能有一定要求。 

在专利“一种用于排球扣球技术训练的机械手”中设计的机械手，可以实现训练前调节好机械手的高度及与水平面的夹角并将其固定，训练过程中陪练教练在场地外使用键盘控制模拟手的伸缩。虽然应用该机械手，可以降低对陪练教练的体能要求，但该用于排球扣球技术训练的机械手只有三个自由度，即机械手的上下移动、机械手与水平面的夹角可调以及模拟手的伸缩。该用于排球扣球技术训练的机械手只能在某一特定位置进行拦网，拦网范围小。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够模拟拦网真实情境的简单、安全和实用的辅助训练系统。在排球扣球技术训练中使用该机械手，排球运动员可以针对某一范围的拦网多次练习某些专项扣球技术。陪练教练在场地外通过按键控制辅助训练系统工作。 

本发明所采用的技术方案： 

-种用于排球扣球技术训练的四自由度机械手，其特征是：底座（1）为圆柱形，该底座（1）中心处圆柱形凹槽，凹槽内壁设有内螺纹，立柱（2）为圆柱形，该立柱（2）底端外周上设有与凹槽内壁上的内螺纹相配合的外螺纹，该底座（1）与该立柱（2）通过螺纹机 械旋接在一起。 

所述的一种用于排球扣球技术训练的四自由度机械手，其特征是：支架（3）一端为圆柱形套筒，一端为T型，支架（3）的圆柱形套筒可无缝隙的套在立柱（1）上，并可在无阻碍的情况下沿立柱（1）下上下移动。套筒的侧面有一圆孔，圆孔内壁设有内螺纹，旋钮（9）底端外周上设有与圆孔内壁上的内螺纹相配合的外螺纹。向内旋转该旋钮（9），可紧固该支架（3）与该立柱（2），使该支架（3）固定于该立柱（2）上，不可上下要移动。向外旋转该旋钮（9），该支架（3）与该立柱（2）松开，该支架（3）可以在沿立柱（2）上下移动，从而调节机械手的高度。 

所述的一种用于排球扣球技术训练的四自由度机械手，其特征是：箱体外壳（4）的左侧表面突出两个圆筒，这两个圆筒可无缝隙的套接在支架（3）的T型两端，并可在无阻碍的情况下做以该支架（3）T型的横杆为轴的转动，圆筒的侧面有一圆孔，圆孔内壁设有内螺纹，两个旋钮（10、11）底端外周上设有与圆孔内壁上的内螺纹相配合的外螺纹。向内旋转该旋钮（10、11），可紧固该箱体外壳（4）与该支架（3），该箱体外壳（4）不转动，向外旋转该旋钮（10、11），该箱体外壳（4）与该支架（3）松开，该箱体外壳（4）可以做以该支架（3）T型的横杆为轴的转动，从而调节机械手与水平面夹角。 

所述的一种用于排球扣球技术训练的四自由度机械手，其特征是：箱体外壳（4）的右侧表面有两个圆孔以及前表面的左下角处有一个圆孔，连接键盘模块（14）的导线从箱体外壳（4）的下表面的圆孔引出，控制两根连臂（5、6）转动的两个步进电机的转轴分别从箱体外壳（4）的右侧表面的两个圆孔伸出，两根连臂（5、6）的一端分别与两个步进电机的转轴通过螺丝固接在一起，两个步进电机的转轴转动，便可带动两根连臂（5、6）做机械转动，从而实现机械手的左右摆动。