一种排球训练装置及方法

技术领域

本发明涉及体育锻炼技术领域，具体为一种排球训练装置及方法。

背景技术

排球专项体能训练方法有力量训练、移动速度训练和弹跳力训练，其中准备姿势和移动是排球基本技术之一，是完成发球、垫球、扣球和封网等各项击球技术的前提和基础，准备姿势的作用是为及时地移动和完成击球动作做好准备，移动的作用是为了及时接近球，调整人与球的位置关系，便于完成击球动作，在移动训练过程中会使用到相应的训练装置，例如发球、抛球装置。

现今市场上的此类训练装置种类繁多，基本可以满足人们的使用需求，但是依然存在一定的不足之处，现有的此类训练装置可以完成基本的发球动作，但是其发球位置相对固定，且发球角度也需要陪练人员手动控制、操作，这就导致使用者难以进行高强度的移动训练以及垫球、扣球训练，其训练效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排球训练装置及方法，以解决上述背景技术中提出装置工作位置较为固定以及使用者难以单独完成移动速度训练的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种排球训练装置，包括横向底座，所述横向底座的顶端通过导向支撑单元安装有支撑板，所述横向底座顶端的一侧固定有斜齿条，所述斜齿条沿着横向底座的延伸方向进行延伸，所述支撑板的顶端设置有与斜齿条配合的横移驱动组件，所述横移驱动组件一侧的支撑板顶端固定有H钢座，所述H钢座的顶端固定有机架，所述机架的顶端固定有储球箱,储球箱的底端安装有锥形落球筒，所述储球箱和锥形落球筒相互导通，所述机架的底部固定有三角固定架，所述三角固定架的内部通过两组转动轴转动安装有直角发球管，所述直角发球管和锥形落球筒通过波形伸缩管相互连接导通，所述直角发球管一侧的外壁上设置有排球发射组件，排球发射组件由残齿驱动单元以及弹性施力结构组成，所述三角固定架一侧的外壁上固定有发球角度调节箱,发球角度调节箱的内部设置有发球角度驱动单元；

所述导向支撑单元包括安装在支撑板两侧外壁上的六组导向滑轮，所述导向滑轮底端的一侧固定连接有凸板，所述凸板表面的一端转动安装有立柱，所述立柱一侧的横向底座外壁上固定有两组导向肋条，两组所述导向肋条的间距与凸板的厚度相同，所述机架一侧的外壁上安装有控制面板,控制面板内部单片机的输出端分别与横移驱动组件、排球发射组件以及发球角度驱动单元的输入端电性连接。

优选的，所述横移驱动组件包括安装在支撑板顶端一侧的直角安装座，所述直角安装座底部的一侧安装有伺服电机,伺服电机的输出轴通过联轴器安装有立式锥齿轮。

优选的，所述立式锥齿轮一侧的支撑板顶端通过轴承座转动安装有从动轴,从动轴的底端贯穿至支撑板的外部，所述从动轴的顶端固定有横置锥齿轮，所述从动轴的底端固定有斜齿轮，所述斜齿轮和斜齿条相互啮合。

优选的，所述残齿驱动单元包括固定在直角发球管一侧外壁上的平板，平板的背面设置有动力驱动件，所述动力驱动件的输出端安装有驱动轴,驱动轴远离平板表面的一端固定有残型齿轮，所述残型齿轮下方的平板表面滑动安装有直线齿条,直线齿条和残型齿轮相互啮合，所述直线齿条与直角发球管相对的一端固定有发射杆,发射杆的一端贯穿至直角发球管的内部。

优选的，所述动力驱动件包括固定在平板背面的托台,托台的顶端安装有扭力电机，所述扭力电机的输出端安装有减速器,减速器的输出轴与驱动轴的另一端通过联轴器固定连接。

优选的，所述储球箱一侧的机架顶端固定有防护板，所述防护板和储球箱相对的一侧外壁上粘接有橡胶垫。

优选的，所述发球角度驱动单元包括安装在发球角度调节箱底部的舵机，所述发球角度调节箱一侧的内壁上固定有两组立式轴承座，两组所述立式轴承座之间转动安装有蜗杆,蜗杆的底端与舵机的输出轴通过联轴器固定连接，所述蜗杆一侧的发球角度调节箱内壁上转动安装有从动短轴,从动短轴的一端延伸至发球角度调节箱的外部并与转动轴的一端固定连接，所述从动短轴表面的一侧固定有蜗轮,蜗轮与蜗杆相互啮合。

优选的，所述弹性施力结构包括固定在平板表面的若干组固定座，所述固定座一侧的外壁上安装有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧远离固定座的一端与直线齿条的底端固定连接。

优选的，所述螺旋弹簧远离固定座的一端固定有联结板,联结板采用锌合金材质的构件制得，所述联结板的顶端与直线齿条的底端固定连接。

本发明还提供了一种排球训练装置的方法，如上述所述的排球训练装置，包括以下步骤：

S1：工作人员将横向底座放置于排球场中，使用者与该装置相对而立；

S2：工作人员向储球箱中投入一定量待使用的排球，排球可通过锥形落球筒、波形伸缩管进入到直角发球管中，并由排球发射组件进行发球；

S3：排球发射组件发球时，由横移驱动组件驱动支撑板、H钢座、机架等部件整体水平移动，使得排球发射组件发出的排球落至排球场的不同位置，使用者根据排球的落点快速移动，并做出垫球、传球等动作，进而完成移动、排球步法的训练；

S4：工作人员通过控制面板开启发球角度调节箱内部的发球角度驱动单元工作，即发球角度驱动单元调试直角发球管的出球角度，直角发球管出球端口的上翘角度与发球角度呈正比；

S5：当直角发球管出球角度调试完毕后，再由横移驱动组件以及排球发射组件的相互配合，使得使用者快速移动并进行扣球训练。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种排球训练装置工作稳定、发球速度快，力度强，可满足使用者进行高强度扣球、垫球以及传球等训练需求，帮助使用者进行不同动作的训练，提高装置对使用者的排球训练效果；

（1）通过设置有排球发射组件和横移驱动组件等相互配合的结构，由排球发射组件进行发球，实现快速发球的功能，其发球速度快，力度强，由横移驱动组件驱动支撑板、H钢座、机架等部件整理水平移动，实现支撑板、H钢座、排球发射组件等部件左移或者右移，从而使得排球发射组件发出的排球落至排球场的不同位置，此时使用者根据排球的落点快速移动，并做出垫球、传球等动作，进而完成移动、排球步法的训练；

（2）通过设置有直角发球管和发球角度驱动单元等相互配合的结构，工作人员通过控制面板开启发球角度调节箱内部的发球角度驱动单元工作，舵机驱动蜗杆转动，立式轴承座对蜗杆的转动起到限位、支撑的作用，则蜗杆带动蜗轮、从动短轴以及转动轴一同转动，蜗杆、蜗轮对从动短轴、转动轴起到自锁的作用，使得转动轴、直角发球管的角度可被锁定，避免排球在发出后直角发球管出现不稳、晃动的现象，提高装置的发球稳定性；

（3）横移驱动组件以及排球发射组件的相互配合，使得使用者快速移动扣球，可满足使用者的高强度扣球训练需求，帮助使用者进行不同动作的训练，提高装置对使用者的排球训练效果。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明的侧视结构示意图；

图4为本发明图3中B处放大结构示意图；

图5为本发明的支撑板立体结构示意图；

图6为本发明的横向底座侧视结构示意图；

图7为本发明的直角发球管侧视结构示意图；

图8为本发明的发球角度调节箱主视剖面结构示意图；

图中：1、横向底座；101、导向肋条；2、支撑板；201、凸板；202、立柱；203、导向滑轮；3、斜齿条；4、直角安装座；401、伺服电机；402、立式锥齿轮；403、从动轴；404、横置锥齿轮；405、斜齿轮；5、H钢座；6、机架；601、控制面板；7、防护板；8、储球箱；9、锥形落球筒；10、波形伸缩管；11、三角固定架；12、发球角度调节箱；1201、舵机；1202、立式轴承座；1203、蜗杆；1204、从动短轴；1205、蜗轮；13、转动轴；14、直角发球管；15、平板；1501、托台；1502、扭力电机；1503、减速器；1504、驱动轴；1505、残型齿轮；16、弹性施力结构；1601、固定座；1602、螺旋弹簧；1603、联结板；17、直线齿条；18、发射杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，由图1至图8给出，本发明包括横向底座1，横向底座1的顶端通过导向支撑单元安装有支撑板2，横向底座1顶端的一侧固定有斜齿条3，斜齿条3沿着横向底座1的延伸方向进行延伸，支撑板2的顶端设置有与斜齿条3配合的横移驱动组件，工作人员将横向底座1放置于排球场中，使用者与该装置相对；

横移驱动组件包括安装在支撑板2顶端一侧的直角安装座4，直角安装座4底部的一侧安装有伺服电机401,伺服电机401的输出轴通过联轴器安装有立式锥齿轮402，立式锥齿轮402一侧的支撑板2顶端通过轴承座转动安装有从动轴403,从动轴403的底端贯穿至支撑板2的外部，从动轴403的顶端固定有横置锥齿轮404，从动轴403的底端固定有斜齿轮405，斜齿轮405和斜齿条3相互啮合；

横移驱动组件一侧的支撑板2顶端固定有H钢座5，H钢座5的顶端固定有机架6，机架6的顶端固定有储球箱8,由横移驱动组件驱动支撑板2、H钢座5、机架6等部件整理水平移动，即伺服电机401驱动立式锥齿轮402、横置锥齿轮404转动，使得横置锥齿轮404带动斜齿轮405转动；

储球箱8的底端安装有锥形落球筒9，储球箱8和锥形落球筒9相互导通，机架6的底部固定有三角固定架11，三角固定架11的内部通过两组转动轴13转动安装有直角发球管14，直角发球管14和锥形落球筒9通过波形伸缩管10相互连接导通，工作人员在储球箱8中投入待使用的排球，此时排球可通过锥形落球筒9、波形伸缩管10进入到直角发球管14中；

直角发球管14一侧的外壁上设置有排球发射组件，排球发射组件由残齿驱动单元以及弹性施力结构16组成，由排球发射组件进行发球；

残齿驱动单元包括固定在直角发球管14一侧外壁上的平板15，平板15的背面设置有动力驱动件，动力驱动件的输出端安装有驱动轴1504,驱动轴1504远离平板15表面的一端固定有残型齿轮1505，残型齿轮1505下方的平板15表面滑动安装有直线齿条17,直线齿条17和残型齿轮1505相互啮合，直线齿条17与直角发球管14相对的一端固定有发射杆18,发射杆18的一端贯穿至直角发球管14的内部，动力驱动件包括固定在平板15背面的托台1501,托台1501的顶端安装有扭力电机1502，扭力电机1502的输出端安装有减速器1503,减速器1503的输出轴与驱动轴1504的另一端通过联轴器固定连接；

扭力电机1502的动力通过减速器1503传递至驱动轴1504上，进而驱动轴1504驱动残型齿轮1505转动，残型齿轮1505驱动直线齿条17、弹性施力结构16工作；

弹性施力结构16包括固定在平板15表面的若干组固定座1601，固定座1601一侧的外壁上安装有螺旋弹簧1602，固定座1601对螺旋弹簧1602起到固定的作用；

螺旋弹簧1602远离固定座1601的一端与直线齿条17的底端固定连接，螺旋弹簧1602远离固定座1601的一端固定有联结板1603,联结板1603采用锌合金材质的构件制得，联结板1603的顶端与直线齿条17的底端固定连接，直线齿条17被残型齿轮1505带动左移，则直线齿条17拉动联结板1603移动，使得螺旋弹簧1602呈拉伸状态；

当残型齿轮1505与直线齿条17不再啮合时，螺旋弹簧1602拾取外部阻力，则螺旋弹簧1602带动直线齿条17、发射杆18快速右移，即发射杆18敲击排球，即排球被发出；

机架6一侧的外壁上安装有控制面板601,控制面板601内部单片机的输出端分别与横移驱动组件、排球发射组件以及发球角度驱动单元的输入端电性连接；

利用残型齿轮1505、直线齿条17的往复配合，实现快速发球的功能，其发球速度快，力度强；

通过伺服电机401的正反工作实现支撑板2、H钢座5、排球发射组件等部件左移或者右移，从而使得排球发射组件发出的排球落至排球场的不同位置，此时使用者根据排球的落点快速移动，并做出垫球、传球等动作，进而完成移动、排球步法的训练。

实施例二，在实施例一的基础上，由图1、图3、图5和图6给出，导向支撑单元包括安装在支撑板2两侧外壁上的六组导向滑轮203，导向滑轮203底端的一侧固定连接有凸板201，凸板201表面的一端转动安装有立柱202，立柱202一侧的横向底座1外壁上固定有两组导向肋条101，两组导向肋条101的间距与凸板201的厚度相同，凸板201、立柱202以及导向肋条101的相互配合，提高H钢座5、机架6、储球箱8等部件的移动稳定性；

储球箱8一侧的机架6顶端固定有防护板7，防护板7和储球箱8相对的一侧外壁上粘接有橡胶垫，防护板7以及橡胶垫可对击打向装置的排球进行遮挡、阻挡。

实施例三，在实施例一的基础上，由图2、图3、图7和图8给出，三角固定架11一侧的外壁上固定有发球角度调节箱12,发球角度调节箱12的内部设置有发球角度驱动单元，当使用者需要进行移动扣球训练时，工作人员通过控制面板601开启发球角度调节箱12内部的发球角度驱动单元工作；

发球角度驱动单元包括安装在发球角度调节箱12底部的舵机1201，发球角度调节箱12一侧的内壁上固定有两组立式轴承座1202，两组立式轴承座1202之间转动安装有蜗杆1203,蜗杆1203的底端与舵机1201的输出轴通过联轴器固定连接，立式轴承座1202对蜗杆1203的转动起到限位、支撑的作用；

蜗杆1203一侧的发球角度调节箱12内壁上转动安装有从动短轴1204,从动短轴1204的一端延伸至发球角度调节箱12的外部并与转动轴13的一端固定连接，从动短轴1204表面的一侧固定有蜗轮1205,蜗轮1205与蜗杆1203相互啮合，蜗杆1203、蜗轮1205对从动短轴1204、转动轴13起到自锁的作用；

舵机1201驱动蜗杆1203转动，舵机1201驱动蜗杆1203转动，则蜗杆1203带动蜗轮1205、从动短轴1204以及转动轴13一同转动，则蜗杆1203带动蜗轮1205、从动短轴1204以及转动轴13一同转动，使得转动轴13、直角发球管14的角度可被锁定，进而根据直角发球管14的旋转角度调试直角发球管14的出球角度；

排球发射组件、发球角度驱动单元以及横移驱动组件的配合使用可满足使用者的扣球训练需求，帮助使用者进行不同动作的训练，提高装置对使用者的排球训练效果。

本实施例的一种排球训练装置的方法，如上述的排球训练装置，包括以下步骤：

S1：工作人员将横向底座1放置于排球场中，使用者与该装置相对而立；

S2：工作人员向储球箱8中投入一定量待使用的排球，排球可通过锥形落球筒9、波形伸缩管10进入到直角发球管14中，并由排球发射组件进行发球；

S3：排球发射组件发球时，由横移驱动组件驱动支撑板2、H钢座5、机架6等部件整体水平移动，使得排球发射组件发出的排球落至排球场的不同位置，使用者根据排球的落点快速移动，并做出垫球、传球等动作，进而完成移动、排球步法的训练；

S4：工作人员通过控制面板601开启发球角度调节箱12内部的发球角度驱动单元工作，即发球角度驱动单元调试直角发球管14的出球角度，直角发球管14出球端口的上翘角度与发球角度呈正比；

S5：当直角发球管14出球角度调试完毕后，再由横移驱动组件以及排球发射组件的相互配合，使得使用者快速移动并进行扣球训练。

本申请实施例在使用时，首先工作人员将横向底座1放置于排球场中，使用者与该装置相对，随后工作人员在储球箱8中投入待使用的排球，此时排球可通过锥形落球筒9、波形伸缩管10进入到直角发球管14中，并由排球发射组件进行发球，即排球落入直角发球管14中后，控制面板601开启扭力电机1502工作，使得扭力电机1502的动力通过减速器1503传递至驱动轴1504上，进而驱动轴1504驱动残型齿轮1505转动，则残型齿轮1505驱动直线齿条17、弹性施力结构16工作，即直线齿条17被残型齿轮1505带动左移，则直线齿条17拉动联结板1603移动，使得螺旋弹簧1602呈拉伸状态，当残型齿轮1505与直线齿条17不再啮合时，螺旋弹簧1602拾取外部阻力，则螺旋弹簧1602带动直线齿条17、发射杆18快速右移，即发射杆18敲击排球，即排球被发出，利用残型齿轮1505、直线齿条17的往复配合，实现快速发球的功能，其发球速度快，力度强；该过程中，由横移驱动组件驱动支撑板2、H钢座5、机架6等部件整理水平移动，即伺服电机401驱动立式锥齿轮402、横置锥齿轮404转动，使得横置锥齿轮404带动斜齿轮405转动，因斜齿轮405、斜齿条3相互啮合，则斜齿轮405可带动支撑板2、H钢座5、储球箱8等部件沿着斜齿条3的延伸方向进行移动，通过伺服电机401的正反工作实现支撑板2、H钢座5、排球发射组件等部件左移或者右移，从而使得排球发射组件发出的排球落至排球场的不同位置，此时使用者根据排球的落点快速移动，并做出垫球、传球等动作，进而完成移动、排球步法的训练；当使用者需要进行移动扣球训练时，工作人员通过控制面板601开启发球角度调节箱12内部的发球角度驱动单元工作，即舵机1201驱动蜗杆1203转动，则蜗杆1203带动蜗轮1205、从动短轴1204以及转动轴13一同转动，使得转动轴13、直角发球管14的角度可被锁定，进而根据直角发球管14的旋转角度调试直角发球管14的出球角度，此时波形伸缩管10呈拉伸状态，直角发球管14的出球端口逐渐向上翘起，发球角度也随之增大，此时排球发射组件可满足使用者的不同高度的扣球训练需求，帮助使用者进行不同动作的训练。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。