本發明涉體育運動器材技術領域，用于網球運動的教學與訓練，尤其是一種智能網球發球裝置。

背景技術：

在網球運動訓練中，由教練員連續喂球，運動員連續回球是網球訓練中最常用的方法，這種方法不僅消耗教練員大量的體力，而且對球速、球的運動軌跡也無法跟蹤，難以對發球的精確性、穩定性做出科學的判定。網球發球機作為一種訓練輔助設備，可以連續地、穩定地、精確地向運動員發球，以達到科學、精確訓練的目的。

現有技術的網球發球機其發球原理為摩擦輪發球，摩擦輪發球機采用雙輪反向旋轉擠壓摩擦出球的原理發球。存在的問題是，由于該發球機傳動裝置復雜，且發球平臺水平方向的擺動與垂直方向的仰角不易調整；同時摩擦輪在發球間隔時間內持續工作，整機效率低；摩擦輪發球的發球距離和初速由于摩擦輪間壓力和與球面間的滾動摩擦力的相關性較差，不易調節，難以精確控制初始速度及初始方位。此外，高水平運動員的發球初速可以達到40m/s，一般摩擦輪發球機發球初速難以達到要求。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種智能網球發球裝置，本發明采用遙控器與ARM微處理器構成本發明的操控系統，采用發球機作為執行裝置，其中，采用直線電機實現復位，通過滑塊與出球口的距離設定初始速度，采用轉動電機及升降電機設定初始方位，有效控制發球的初始狀態，便于教練員對運動員實施科學訓練，具有結構簡單、調節方便、準確率高、訓練效果好的優點。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種智能網球發球裝置，其特點包括發球機、ARM微處理器、測速器、攝像頭、遙控器及橡皮帶；所述發球機由發球機支架、旋轉底盤、發球彈射裝置及喂球斗組成，其中，發球機支架為前面設有出球口及橡皮帶固定板、后面設有處理器座、底部設有轉盤支撐塊及旋轉底盤座、頂部設有喂球斗座的框架件。

旋轉底盤為前端設有升降電機、中部設有轉動電機及尾端設有鉸鏈的矩形板。

發球彈射裝置由基座、托片、滑塊、絲杠、直線電機及電磁鐵組成，所述基座為兩端設有軸座、中部設有滑軌、尾端設有直線電機座的矩形板，所述絲杠的兩端與基座兩端的軸座鉸接，滑塊上設有內螺紋并與絲杠嚙合，且滑塊的底面沿滑軌滑行，電磁鐵設于滑塊上，直線電機設于基座的直線電機座上，且直線電機的輸出軸與絲杠之間經齒輪嚙合，托片設于滑塊上并與電磁鐵吸合。

所述旋轉底盤的轉動電機設于發球機支架的旋轉底盤座上，發球彈射裝置設于旋轉底盤上，其中，發球彈射裝置上基座的尾端與旋轉底盤的鉸鏈連接，基座的前端支撐在旋轉底盤的升降電機上，喂球斗設于發球機支架的喂球斗座上。

所述ARM微處理器設于發球機支架的處理器座上，測速器及攝像頭分別設于發球機支架上出球口的外側，橡皮帶設于發球彈射裝置的托片與發球機支架的橡皮帶固定板之間；遙控器與ARM微處理器無線連接，ARM微處理器與測速器、攝像頭、轉動電機、升降電機、直線電機及電磁鐵電連接。

本發明采用遙控器與ARM微處理器構成本發明的操控系統，采用發球機作為執行裝置，其中，采用直線電機實現復位，并通過滑塊與出球口的距離設定初始速度，采用轉動電機及升降電機設定初始方位，有效控制發球的初始狀態，便于教練員對運動員實施科學訓練，具有結構簡單、調節方便、準確率高、訓練效果好的優點。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的A—A向視圖。

具體實施方式

參閱圖1、圖2，本發明包括發球機1、ARM微處理器2、測速器3、攝像頭4、遙控器5及橡皮帶6；所述發球機1由發球機支架11、旋轉底盤12、發球彈射裝置13及喂球斗14組成，其中，發球機支架11為前面設有出球口114及橡皮帶固定板115、后面設有處理器座116、底部設有轉盤支撐塊111及旋轉底盤座112、頂部設有喂球斗座113的框架件。

旋轉底盤12為前端設有升降電機123、中部設有轉動電機121及尾端設有鉸鏈122的矩形板。

發球彈射裝置13由基座131、托片132、滑塊133、絲杠134、直線電機135及電磁鐵136組成，所述基座131為兩端設有軸座、中部設有滑軌137、尾端設有直線電機座的矩形板，所述絲杠134的兩端與基座131兩端的軸座鉸接，滑塊133上設有內螺紋并與絲杠134嚙合，且滑塊133的底面沿滑軌137滑行，電磁鐵136設于滑塊133上，直線電機135設于基座131的直線電機座上，且直線電機135的輸出軸與絲杠134之間經齒輪嚙合，托片132設于滑塊133上并與電磁鐵136吸合。

參閱圖1、圖2，所述旋轉底盤12的轉動電機121設于發球機支架11的旋轉底盤座112上，發球彈射裝置13設于旋轉底盤12上，其中，發球彈射裝置13上基座131的尾端與旋轉底盤12的鉸鏈122連接，基座131的前端支撐在旋轉底盤12的升降電機123上，喂球斗14設于發球機支架11的喂球斗座113上。

所述ARM微處理器2設于發球機支架11的處理器座116上，測速器3及攝像頭4分別設于發球機支架11上出球口114的外側，橡皮帶6設于發球彈射裝置13的托片132與發球機支架11的橡皮帶固定板115之間；遙控器5與ARM微處理器2無線連接，ARM微處理器2與測速器3、攝像頭4、轉動電機121、升降電機123、直線電機135及電磁鐵136電連接。

實施例

本發明的操控系統

參閱圖1、圖2，本發明由遙控器5與ARM微處理器2構成本發明的操控系統。工作時，遙控器5通過藍牙無線通信與ARM微處理器2實施人機對話，設定ARM微處理器2的發球模式，ARM微處理器2控制轉動電機121、升降電機123、直線電機135及電磁鐵136按設定程序執行發球過程，測速器3、攝像頭4將監測到的球速及球的運動軌跡反饋到ARM微處理器2，并由ARM微處理器2通過藍牙無線通信反饋到遙控器的顯示屏上，供教練員及時掌控。

本發明的執行過程

參閱圖1、圖2，本發明的發球機1為本發明的執行裝置，發球機1由發球機支架11、旋轉底盤12、發球彈射裝置13及喂球斗14組成。

工作時，ARM微處理器2按設定的發球模式實施控制：

一是控制托片132復位。將托片132吸附在滑塊133上方的電磁鐵136上，首先ARM微處理器2指令直線電機135啟動，由于直線電機135的輸出軸與絲杠134之間經齒輪嚙合，滑塊133上設有內螺紋并與絲杠134嚙合，隨著絲杠134的轉動，滑塊133連同電磁鐵136及托片132克服橡皮帶6的拉力并沿滑軌137滑行至發球位置；隨著滑塊133在發球機支架11上的移動，即可改變橡皮帶6的彈力，所以，設定滑塊133相對于發球機支架11上出球口114的距離，即設定不同初始速度的發球位置；

二是控制網球放置發球位置。ARM微處理器2指令喂球斗14工作，網球從喂球斗14出口落入滑塊133與托片132之間的發球位置；

三是控制發球的水平方位。ARM微處理器2指令旋轉底盤12上的轉動電機121工作，轉動電機121驅動旋轉底盤12沿轉盤支撐塊111上水平轉動一擺角，由于發球彈射裝置13經基座131設于旋轉底盤12上，所以發球彈射裝置13與旋轉底盤12同步轉動一擺角，以調整發球的水平擺動方位；

四是控制發球的仰角。ARM微處理器2指令旋轉底盤12上的升降電機123工作，由于發球彈射裝置13設于旋轉底盤12上，且發球彈射裝置13上基座131的尾端與旋轉底盤12的鉸鏈122連接，基座131的前端支撐在旋轉底盤12的升降電機123上，隨著升降電機123驅動基座131繞鉸鏈122上升或下降，以調整發球的垂直方向的仰角。

本發明的發射與檢測過程：

參閱圖1、圖2，當調整完成后，教練員點擊遙控器5的發射鍵，ARM微處理器2指令電磁鐵136失電，電磁鐵136對托片132的吸附作用瞬間消失，在橡皮帶6的收縮作用下將網球由發球機支架11的出球口114彈出，與此同時，設置在發球機支架11上出球口114外側的測速器3將監測到的球速反饋到ARM微處理器2中與設定發球速度對比，校正發球速度。利用攝像頭4拍攝前方圖像傳輸到ARM微處理器2中計算運動員位置，按照預先設定的發球模式確定下一球的水平發球方位傳給控制旋轉底盤12的轉動電機121。

循環上述程序以實現連續發球，也可由教練員調整或重新設定發球模式，輸入ARM微處理器2，按新設定的程序實施發球。

ARM微處理器2還將記錄運動員的練習情況，如練習時間、擊球個數等信息，通過SD卡或U盤儲存。