[发明专利]一种双臂型拳击陪练机器人在审
申请号: | 202010649338.5 | 申请日: | 2020-07-08 |
公开(公告)号: | CN112007343A | 公开(公告)日: | 2020-12-01 |
发明(设计)人: | 林剑楚 | 申请(专利权)人: | 淮阴工学院 |
主分类号: | A63B69/34 | 分类号: | A63B69/34;A63B69/32;A63B69/20;A63B69/22;A63B71/06 |
代理公司: | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 曹坤 |
地址: | 223003 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 双臂 拳击 陪练 机器人 | ||
本发明涉及一种双臂型拳击陪练机器人。属于计算机技术辅助机器人应用于体育运动领域,包括立体视觉装置、靶区装置、机械双臂装置、数据处理装置及信息显示互动装置;立体视觉装置用于提供对拳击运动员运动数据的测量;靶区装置用于提供运动员的攻击训练;机械双臂装置用于模仿真人出拳攻击,提供对运动员的防御训练;数据处理装置用于软件实现对压力传感器数据、立体视觉图像数据的读取、分析,对双机械臂的操作和控制;信息显示互动装置提供对运动数据、动作姿态评分和错误提示显示及人机交互的功能。本发明能缓解大众对拳击运动的教练需求,提高拳击教学的标准化水平,提供专业的拳击训练,增强拳击运动的娱乐性。
技术领域
本发明涉及计算机技术辅助机器人应用于体育运动领域,尤其涉及一种双臂型拳击陪练机器人。
背景技术
如今,我国在注重文化教育同时也进行素质教育,加强体育活动的开展,积极推广拳击运动。国家体育总局运动管理中心主任李强表示“拳击运动进入世界大学生体育联合会将是必然的趋势”。目前,我国有近3000所大学,其中已有北京体育大学、上海体育学院、武汉体育学院等30多个体育高校开设了拳击专业课程,而其它高校以及中小学正不断增开拳击类选修课。我国约有660个城市,城市里配有众多的运动健身场所,很多运动健身场所都成立了拳击俱乐部或社团,集聚了大量的拳击运动爱好者。这些不仅有利于拳击运动的深入推广,还有利于提升市民和学生的身体、心理素质,增强自我保护能力,尤其是女性。然而,根据知名的职业拳击数据网站Boxrec统计,中国职业拳手数量却只有498名(排名第7),职业拳王数量只有2名,与其它国家仍有一定差距。据此可计算,平均每个城市不足1名职业拳击运动员,每个高校连1/6名都不到。综上所述,随着拳击运动的深入推广,我国将面对大量拳击教练员的需求,面临具有实战经验的专业人员数量严重不足的情况。
随着机器人技术的不断成熟,国内外拳击机器人的研究正逐渐成为热点。这些研究表明拳击陪练机器人可分为两大研究方向:1)无机械臂型;2)有机械臂型。
对于无机械臂型,2017年黄正先设计了基于压力传感器和嵌入式系统的拳击教学机器人。当拳击手击中沙袋中气囊时,该机器人能实时显示拳手攻击的力量,并通过集成语音播报等功能增强人机交互性,然而由于只采用沙袋方式训练的原因,该机器人虽然完成了对运动员力量测量的功能,但是不能实现仿人化攻击的功能。2018年德国科学家成功研制出了一款BotBoxer陪练型机器人。该机器人形状类似于一个摇杆,可四周360度摇摆。机器人上端部分固定一个圆柱形拳击靶(或沙袋),同时还配备高速计算机视觉和动作识别系统,能够快速躲避拳手的攻击,实现陪练的功能。该机器人同样采用沙袋方式训练,虽然提供了躲闪和娱乐等功能,但是沙袋不能出拳攻击训练运动员的防守能力,同样存在仿人性不足的问题。2019年黄鑫等人设计并研究了桌面型拳击机器人,该机器人具有占地空间小、噪声低、灵敏度高的优点,其形状设计与BotBoxer相似,上端为一个圆柱形拳击沙袋,但其底座采用橡胶材质和弹簧方式减震,故而该机器人易于在室内作为小型娱乐设施。综上研究表明:无臂型拳击机器人能有效完成运动员攻击训练,却难完成运动员防御训练,存在陪练性不足的问题。
对于有机械臂型,尤其是双臂结构的仿人机器人,相比无臂结构,能更好地模仿真人,提高训练的真实感。2019年李勇兵等人实现了一种基于手机微信遥控的家庭娱乐拳击机器人,通过设计模糊控制算法远程控制机器人底盘滚动速度,并且遥控机器人双臂完成简单的出拳动作。该研究提供了一种实用的家庭拳击娱乐机器移动的精确控制方法。上述研究表明:已有的双臂结构拳击机器人具有仿人性,能提高人机互动性和娱乐性,但缺少专业化拳击训练的功能。
综上分析,无臂机器人存在仿人化不足的缺点,而具有仿人化的双臂机器人不能实现专业的拳击训练,故双臂结构拳击陪练机器人的发明,能有效模仿真人拳击动作,提高运动员的防御训练,克服已有设计仿人化不足的缺点。
发明内容
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