专利名称：武术招式练习系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种武术招式练习系统，其包括固定机架、运动体、电机和控制系统，其中所述固定机架用于支承所述运动体。
背景技术：
在人们日常生活中，使用各式各样的健身设备，如跑步机、举重机械等等。对于热爱太极推手运动的人来说，经常希望能有相应的推手教练与自己互来互往地对着练习。但这经常是费事的，因为经常找不到对手，尤其是找不到高水准的对手进行陪练。因此在技术上需要一款体育器材能满足这种练习的需要。2009年9月9日公开的中国专利文献CN201304228公开了一种用于武术健身训练的机器人。利用电动机带动偏心轮使机器人前臂向前打出同时机器人的活动机腿向上踢出，并可在机器人身部安装电脑记分器和发声装置，使得练习者每击打在有效部位，电脑会自动记分并发出语音提示。改变了一般武术训练辅助器械缺乏动感、枯燥乏味的缺点，此多功能用于武术教学的机器人使武术训练变得生动有趣、且由于用于武术教学的机器人的外形可设计成类似于人体外形，使练习者感到像与真人对抗一样，大大提高其练习的积极性、反应能力和灵活性，有利于快速提升搏击打水平。但该专利文献并不适宜于诸如太极等武术招式的练习，而仅仅是公开了一种被动承受练习者攻击的模拟真人。2006年2月8日公开的中国专利文献CN1730132A公开了一种自动太极推手机，其如图1所示。该自动太极推手机包括机架1、运动体2、电动机3、弹性装置和控制电路，控制电路的控制开关5分别位于机架的前端、后端，运动体设2在机架I内，运动体2设有轮子7和推手把8，电动机3设于运动体2内、其输出端与轮子7连接；轮子7在机架内I运动，弹性装置的一端连接于机架1、另一端连接于运动体2 ;控制电路的控制输出端连接电动机3的控制输出端，使运动体2运动。该专利虽然解决了现实生活人们在练习时找同伴练习太极推手困难的问题，方便了练习者练习太极推手，但由于其推手把仅仅只能进行前进和后退的二维运动，因此不能真实地模拟真人太极运动时双手(或单手)的三维轨迹，没有在技术上从三个维度实现机器手的仿真运动。这样的产品模拟的过程简单，缺乏太极推手的真实空间感觉，也不能令用户达到全方位的练习效果。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题就在于，提供一种三维空间的武术招式练习系统，其允许用户按照自己所需要的武术招式进行逼真的三维招式练习或学习。根据本发明的武术招式练习系统，其包括固定机架、运动体、电机和控制系统，其中所述固定机架用于支承所述运动体。所述运动体包括水平旋转台架部分、垂直旋转台架部分以及直线伸缩臂；所述电机包括用于分别驱动所述水平旋转台架部分、垂直旋转台架部分以及直线伸缩臂的第一、第二和第三电机，使得所述水平旋转台架部分在旋转时带动所述垂直旋转台架部分以及直线伸缩臂在水平面上做旋转运动，所述垂直旋转台架部分在旋转时带动所述直线伸缩臂在垂直面上做旋转运动，以及所述直线伸缩臂的敞露末端做直线运动；所述控制系统包括电机控制器以及分别被电连接到所述第一、第二和第三电机的第一、第二和第三电机驱动器，其中由所述电机控制器控制所述第一、第二和第三电机驱动器，使得所述第一、第二和第三电机驱动器按照预定时序分别驱动所述第一、第二和第三电机，以便所述的敞露末端沿着预定轨迹做空间三维运动。通过本发明提出的该方案，用户或使用者能够自由地选择自己需要练习的武术招式，譬如某种太极推手的招式，然后跟随所述的敞露末端练习推手动作。由于该敞露末端可以模仿高水平体育教练的动作，好似一个虚拟的专家教师，所以能够教会练习者学会高水平的、准确练习动作。为了练习的舒适性，可以在所述的敞露末端装设一个木制的、金属的、玻璃的或塑料的优选为可旋转的球状物，以供练习者的手进行接触。这里，所述电机控制器可以通过控制器适配器与所述电机驱动器相连接，以便实现对所述电机驱动器的接口和控制。根据本发明系统的优选方案，所述第一电机通过第一变速箱经第一耦合器耦合到所述水平旋转台架部分的转动枢轴上；所述第二电机通过第二变速箱经第二耦合器耦合到所述垂直旋转台架部分的转动枢轴上；以及所述第三电机形成为一种与所述直线伸缩臂耦合的线性致动器。通过该措施，各个电机可以与相应被控制的台架部分或伸缩臂精密的耦合，以便控制后者精准地沿着预定轨迹运动。有利地，所述固定机架可以被固定在一个基座上。这样，通过适当地设置基座的高度，可以按照需要制造整个练习系统的高度。根据本发明系统的进一步改进，在所述电机控制器上电连接一台个人计算机，用于向所述电机控制器输入所述预定轨迹的编程数据，以便所述第一、第二和第三电机按照所述电机控制器的控制而使所述的敞露末端沿着所述预定轨迹做空间三维运动。通过该措施使得操作者有可能通过该计算机对整个练习系统进行设置、编程、修改、更新等等。所述个人计算机可以内部存储或外接有三维动作轨迹数据库，所述数据库包括可供用户选择的多种武术招式的轨迹数据。所述轨迹数据可以是通过使用Kinect技术或其他类似的运动捕获技术来捕获动作而事先获取的动作样本的轨迹数据。由于代表练习动作的敞露末端运动轨迹是根据三维动作轨迹数据库的轨迹数据移动的，这种数据库保障了用户能够对多种武术招式进行选择的可能性。另外，所述个人计算机还可以电连接一个操作者显示器，以允许操作者编程和管理所述预定轨迹的数据以及对所述控制系统进行干预操作。通过该措施设立了合适的图形用户界面GUI，使得操作者有可能直观地对整个练习系统进行设置、编程、修改、更新等等。在一种对用户更为友好的方案中，在面朝所述敞露末端做武术招式练习的用户的正前方设置一个用户显示器，该用户显示器与所述个人计算机通信，以便后者将与武术招式练习动作有关的信息显示给用户。这样，用户在使用本发明系统进行练习的同时，能够观看相关的练习信息，使得练习更为有趣而不枯燥。所述与武术招式练习动作有关的信息可以包括武术教练的同步练习的影像和/或音乐。通过该措施使得用户能够模仿教练的动作进行练习，增强练习效果。在用户练习动作的位置可以设有左右脚平衡位置传感器，用于实时检测双脚的重力分布数据，于是，所述个人计算机有线或无线地接收该重力分布数据，并将其与最优的黄金练习参考数据值进行比较。
所述个人计算机还可以被用于将实时检测的双脚重力分布数据和最优的黄金练习参考数据值分别形成图形，并将传输到所述用户显示器上显示以供用户参考比较。用户通过参考比较自己的数据和黄金参考图形，可以适时调整自己的练习步伐以便与黄金参考图形相一致，从而达到最佳练习状态。所述武术招式尤其可以为太极推手。太极推手是一种以手的动作为主，并配合全身移动的体育运动，因此特别适合于本发明的应用。在所述的系统的进一步方案中，所述第一电机和第二电机可以采用松下公司产品型号Minas A4 MQMA022S1，所述第三电机可以采用松下公司产品型号Minas A5MSMD022G1。所述第一和第二电机驱动器可以采用松下公司产品型号MADDT1207，所述第三电机驱动器可以采用松下公司产品型号MADHT1507。可以理解，这些产品型号仅仅为举例性的，显然也可以采用其他类型的产品。此外，所述个人计算机内/外可以安装有用于连接所述电机控制器和所述电机驱动器的控制器适配器。所述适配器譬如可以采用产品型号ADLINK MNET-4XM0。通过该适配器将个人计算机与电机控制器连接，从而实现经电机驱动器驱动各个电机。除了可以被用于体育练习的用途外，所述系统还可以被用于舞蹈动作练习或学习，或被用于推拿保健，或用于其他类似的用途。应当理解，本发明实现了敞露末端沿着操作者设定的预定轨迹做空间三维运动。因此，对于需要跟随该预定轨迹做运动的应用，均适合于本发明。这种练习尤其适合于18岁以上的成年人，并且男女通用。
接下来通过附图来详细地讲述本发明的实施例。在这些图上，相同的附图标记表示相同或类似的单元/元件。其中
图1示出了现有技术的太极推手机。图2-3示出了本发明武术招式练习系统的机械组成部分的正视图、侧视图。图4示出了本发明武术招式练习系统的系统框图。图5示出了本发明武术招式练习系统中在电机、电机驱动器和电机适配器之间的电路连接图。图6示出了本发明武术招式练习系统的全面的电路连接图。图7示出了在本发明武术招式练习系统的个人计算机中采用的电机控制器。图8示出了本发明武术招式练习系统的系统运行流程图。图9示出了本发明武术招式练习系统的个人计算机上呈现的控制图形界面。图10-14示出了控制本发明武术招式练习系统的各个程序流程。图15示出了本发明武术招式练习系统使用的用于测量用户练习时的重力分布的测量仪器。图16示出了在本发明武术招式练习系统的个人计算机上显示的测量重力分布图。
具体实施方式
图1涉及现有技术的太极推手机，其已在本申请的背景技术部分中被阐述。图2示出了本发明武术招式练习系统的机械组成部分202的正视图；图3示出了其侧视图。本发明的该实施例譬如工作在AC 220V的交流电源，时间间歇例如为l/30s。如这些图所示，所给出的武术招式练习系统包括固定机架107，由水平旋转台架部分108、垂直旋转台架部分109以及直线伸缩臂110构成的运动体，电机101-103。这些部件由图4所示的控制系统212进行控制。所述固定机架107用于支承所述运动体108、109、110。所述电机101-103包括第一电机101、第二电机102和第三电机103，用于分别驱动所述水平旋转台架部分108、垂直旋转台架部分109以及直线伸缩臂110。所述水平旋转台架部分108在旋转时带动所述垂直旋转台架部分109以及直线伸缩臂110在水平面上做旋转运动，所述垂直旋转台架部分109在旋转时带动所述直线伸缩臂110在垂直面上做旋转运动，以及所述直线伸缩臂110的敞露末端111做直线运动。这里，所述第一电机101和第二电机102米用松下公司产品型号为Minas A4MQMA022S1的伺服电机，其额定扭矩为0. 64Nm，最大扭矩为1. 91Nm。图4所示的控制系统212包括电机控制器401以及分别被电连接到所述第一电机101、第二电机102和第三电机103的第一电机驱动器206 (I)、第二电机驱动器206 (2)和第三电机驱动器206 (3)。由所述电机控制器401控制所述第一电机驱动器206 (I)、第二电机驱动器206 (2)和第三电机驱动器206 (3)，使得所述第一电机驱动器206 (I)、第二电机驱动器206 (2)和第三电机驱动器206 (3)按照预定时序分别驱动所述第一电机101、第二电机102和第三电机103，以便图3所示的敞露末端111沿着预定轨迹1008做空间三维运动。这里，所述第一 206 (I)和第二电机驱动器206 (2)米用松下公司产品型号MADDT1207。所述第三电机驱动器206 (3)采用松下公司产品型号MADHT1507。如图2、3清楚地所示，所述第一电机101通过第一变速箱104经第一耦合器112耦合到所述水平旋转台架部分108的转动枢轴上。第二电机102通过第二变速箱105经第二耦合器113耦合到所述垂直旋转台架部分109的转动枢轴上。所述第三电机103形成为一种与所述直线伸缩臂110耦合的线性致动器。该线性致动器采用松下公司产品型号为Minas A5 MSMD022G1或A5 MSMD0221S的伺服电机。这里，线性致动器驱动直线伸缩臂110的导螺纹螺距为10mm，驱动行程为800mm，推力300N，额定速度为500mm/s。由于所述第一电机101通过第一变速箱104到第一耦合器112的连接是直线的，因此第一变速箱104采用变比为1:100的直线型变速箱，譬如型号AB90-100-L3-P2，其额定速度为3500rpm,最大速度为6000rpm,最大扭矩为240Nm。这样,通过采用第一变速箱104,第一电机101的速度便被缩小，并由此增大用于驱动所述水平旋转台架部分108的扭矩。另夕卜，这对于控制所述水平旋转台架部分108转动的精度也是有利的，因为控制分辨率被提闻了。在所示的例子中，由于所述第二电机102通过第二变速箱105到第二耦合器113的连接是呈直角拐弯的，因此第二变速箱105采用变比为1:100的直角弯曲型变速箱，譬如型号ABR90-100-L3-P2，其额定同样速度为3500rpm，最大速度为6000rpm，最大扭矩为240Nm。在地方允许的情况下，第二变速箱105根据需要也可以采用与第一变速箱104 —样的直线型变速箱；或第一和第二变速箱104、105均采用直角弯曲型变速箱。第二变速箱105可以达到与第一变速箱104 —样的效果。用于将第一变速箱104耦合到所述水平旋转台架部分108的转动枢轴上的第一耦合器112可以采用型号为LK6-C65-2020的耦合器。所述第二耦合器113也是如此。该型号的耦合器的双侧钻孔直径为20mm，扭矩为15Nm。如图2所示，所述固定机架107被固定在一个基座100上，以便将承载了直线伸缩臂Iio的垂直旋转台架部分109设置在所需要的高度。固定机架107譬如由黄铜材料制造，或采用铝6061等其它材料。例如，在复原回位的状态下，垂直旋转台架部分109的最高部分离地高度参考练习者的高度而被设定为1. 49m。基座100接触地面的部分被设置为
O.6m*0. 6m的方形钢盘，该钢盘可以承受222N的水平推力，以至于一般用户不会将整个机架推倒。垂直旋转台架部分109可以被构造为约1. 21m，被构造为可伸缩地在垂直旋转台架部分109延伸的直线伸缩臂110约O. 8m长。譬如在图3所示的实施例中，用户练习平台114被设置为长度为2. 4m,高度H为8-10英寸(Inch)。在图3所示的练习平台上，还示出了人的脚印图样Pos，以便练习者方便入位进行练习。图4示出了本发明武术招式练习系统的系统框图。如图所示，在所述电机控制器401上电连接了一台个人计算机208，用于向所述电机控制器401输入所述预定轨迹1008的编程数据，以便所述第一电机101、第二电机102和第三电机103按照所述电机控制器401的控制而使所述直线伸缩臂110的敞露末端111沿着所述预定轨迹1008做空间三维运动，从而完成一系列的练习动作。这里，虽然图4中所示的电机控制器401位于个人计算机208之外，但所示的是一种逻辑连接。可以理解，在实际的实施过程中，电机控制器401可以在物理上位于个人计算机208之内。电机控制器401通过图6、7所示的控制器适配器207与电机驱动器206电连接。在本实施例中，所述武术招式可以为多种太极推手动作。在所述个人计算机208内部存储或外接有三维动作轨迹数据库209，所述数据库209包括可供用户选择的多种武术招式的轨迹数据。所述轨迹数据可以通过使用Kinect技术捕获动作而事先获取的动作样本的轨迹数据。这些数据是时域内轨迹的三维数据。从而允许将多种运动映射到如前所述的机械系统。所述个人计算机208电连接一个操作者显示器210，以允许操作者211编程和管理所述预定轨迹1008的数据以及对所述控制系统212进行干预操作。为方便操作，所述个人计算机208可以配备相应的鼠标和键盘。在面朝所述直线伸缩臂110的敞露末端111做武术招式练习的用户203的正前方设置一个例如为LCD显示器的用户显示器201，该用户显示器201与所述个人计算机208通信，以便后者将与武术招式练习动作有关的信息显示给用户。所述与武术招式练习动作有关的信息包括武术教练的同步练习的影像和/或音乐
在用户练习动作的位置设有左右脚平衡位置传感器204、205，用于实时检测双脚的重力分布数据，所述个人计算机208有线或无线地接收该重力分布数据，并将其与最优的黄金练习参考数据值进行比较。所述个人计算机208还将实时检测的双脚重力分布数据和最优的黄金练习参考数据值分别形成图形，并将传输到所述用户显示器201上显示以供用户参考比较。在所述个人计算机208内/外安装有用于连接所述电机控制器401的适配器207，所述电机控制器401和适配器207分别采用产品型号ADLINK Motionnet PC1-7856和ADLINK MNET-4XM0 的运动卡。
图5示出了本发明武术招式练习系统中在电机、电机驱动器和电机适配器之间的一般电路连接图。图中，以上所述A4/A5型号的电机驱动器206通过编码电缆300与电机101、102、103相连接。在本发明的实施例中，所述A4/A5型号的电机101、102、103是一种具有编码器的电机，以便通过所述编码电缆被编码。另外，电机101、102、103通过驱动电缆301和制动电缆302被连接到电机驱动器206的“四芯驱动电缆”接口上。电机驱动器206通过电缆连接到适配器207并由此连接到电机控制器401。该电机控制器401和适配器207在这里分别采用产品型号ADLINK Motionnet PC1-7856和ADLINK MNET-4XM0，其主要端口被说明如下
JP8:外部电源输入连接器(+24V)&数字输入 共用和紧急输入管脚，
HSl, HS2: Motionnet 通信信号连接器(RJ45)，
CNl:伺服接口信号的阻断，
I0IF1-4:机械输入/输出和GPIO信号连接器，
CM1-4:伺服接口信号连接器，
S1:从ID开关，
S2:通信速度选择开关，
S3, S5:允许/禁止DO以便重置伺服驱动器，
JP3:终接电阻器跳线，
JP4:允许/禁止EMG信号，
JP5, JP6:共用电源或差分电源选择跳线。在图5所示的一般电路连接的基础上，图6更为详细地示出了本发明武术招式练习系统的三个电机101-103至电机控制器适配器207的电路连接图。如图所示，第一电机101和第二电机102均采用A4型号的电机，而用于线性致动器的第三电机103采用A5型号的电机。这些电机至电机控制器适配器207的连接已在结合图5的说明中被讨论，这里不再赘述。需要说明的是，包括型号为ADLINK Motionnet PC1-7856的电机控制器401可以在外部通过控制器适配器接口 207被连接到个人计算机208，或者被集成在个人计算机208内。图7示出了在本发明武术招式练习系统的个人计算机中采用的型号为ADLINKMotionnet PC1-7856的电机控制器401的示意图。下面来介绍本发明系统运行时所采用的工作流程。图8示出了本发明武术招式练习系统的系统运行流程图。系统在步骤501开始开机。通过引入步骤502进行重置。结果是在步骤503中所述直线伸缩臂110带动敞露末端111返回到原位。在步骤504，由进行练习的用户根据需要输入运动招式的号码和重复时间。接下来在步骤505启动运动的执行并在步骤506执行所选择的武术练习招式。这时，用户/练习者可以站在平台114上，用右手或左手的腕部接触敞露末端111，并跟随其路径进行运动，同时身体其他部分也可以配合进行相应的动作。譬如，该运动可以取决于练习者的站姿，通常，当右脚前站时，可以用右手跟随运动；当左脚前站时，可以用左手跟随运动。在执行运动的过程中，可以由用户随时在步骤508停机或重置，或因系统过载而导致在步骤508停机。如果不是这种情况，该过程在步骤507结束和关机。
图9示出了本发明武术招式练习系统的个人计算机上呈现的控制图形界面GUI。用户利用该界面可以选择所需要的武术招式Tl movement至T9 movement。在这些武术招式的右边，显示“connect”，“disconnect”和“Axis info. ”三个按钮。通过点击这三个按钮，将分别出现相应的图形界面以供操作者进行交互。这将在下文结合图10-14进行详细叙述。图10-14示出了控制本发明武术招式练习系统的各个程序流程。在本实施例中，本发明采用Visual Basic . NET编程语言来实现。显然，根据所示的流程，采用任意的其它语言均可以实现所示的功能流程。图10示出了操作流程的“主类”，其打开了整个流程运行的入口。在步骤601，进行主程序载入和初始化，包括读取控制脚本，设置机械臂参数，载入路径信息。这里，机械臂参数包括所述水平旋转台架部分108、垂直旋转台架部分109以及直线伸缩臂110的物理参数。在步骤605中，通过点击图9所示的图标“Axislnfo. ”，将会拖入“Axis Info. ”窗口视图。接着，进行回复原位操作，并对单个轴进行控制以便实施校准。这里，单个轴指的是所述水平旋转台架部分108、垂直旋转台架部分109以及直线伸缩臂110的运动枢轴。在步骤602中，通过点击图9所不的图标“connect”,设置多个轴参数,并将伺服系统打开,如图9右边所示。步骤进入到604，这里，通过按压“disconnect”图标可以将伺服系统关断，在步骤607中结束程序。方框步骤606中示出了定时器具有Ims的触发间歇，用于执行图11所不的“Axislnfo”类的 TimertaskO ,以及执行图 13 所不的“RobotArm”类的 TimertaskO。图11示出了图10所示流程要调用的“Axislnfo”类。在步骤700进行初始化，以便建立标签来显示各轴的数据，以及建立按钮来控制各个轴。该步骤700有两个分支701和702。在分支步骤701中，通过点击“Go Home”来执行回复原位。在分支步骤702中，通过点击“To Zero”按钮而去到原点位置。方框步骤703中示出了该“Axislnfo”类中的TimertaskO，用于更新标签中显示的值。图13示出了图10所示流程要调用的“RobotArm”类。在步骤901进行初始化，以便设定每个轴的范围和偏移值。该步骤901有四个分支902-905。在分支步骤902中，通过调用“GoHome O”函数来执行回复原位。在分支步骤903中，通过调用“GoCenter O”函数而将机械臂移到原点位置。在分支步骤904中，通过调用“moveto O”函数而将机械臂移到特定位置。在分支步骤905中，通过调用“MovePath O”函数而启动路径移动。方框步骤906中示出了该“RobotArm”类中的TimertaskO，用于检测机械臂的状态，如果该臂正在执行路径移动，这在它已到达当前目标位置的情况下输入下一个目标位置。图12、14分别示出了该实施例还能用到的另外两个类。在图12所示的“Arm_Position”类中，在步骤801中调用函数SetXYZPositionO。接着在步骤802中判断Absolute是否为真。若是，则在步骤804中存储坐标值而不考虑偏移值，并将XYZ坐标变换成极坐标。若不是，则在步骤803中存储坐标值而考虑偏移值，并将XYZ坐标变换成极坐标。图14中所示的“Paths”类给出了两个函数。方框1001所示的第一个函数LoadPointsO用于读入包含路径信息的.CSV文件；读入用户双脚位置的最先的两条线并计算双脚位置中心；读取其余的线，计算和存储每个点相对于以上双脚位置中心的距离，并沿Y-Z平面将运动进行镜像。。图15示出了本发明武术招式练习系统使用的用于测量用户练习时的重力分布的测量仪器1011。该测量仪器1011例如被设置在图3中由附图标记Pos所示的位置。可以理解，该测量仪器1011被嵌入式地设于平台114内，以至于不影像用户/练习者的正常练习。该测量仪器1011譬如为两个并联设置的Wii平衡板。所述测量仪器1011所实时测得的重力分布数据被传输到个人计算机208进行处理和显示。图16示出了在本发明武术招式练习系统202的个人计算机208上显示的重力测量分布图。如该图左边所示，通过设定重力采样的频率和周期，利用计算机屏幕可以直观地显示相应的重力数据分布情况。此时显示的左右脚重力分别为30kg和30kg。图18所示的两个脚印图形之间的小圆点代表练习者本人身体重心的位置；而左边的大圆点则表示练习专家的重心位置。在图16的右方显示了教练练习时的影像，可供练习者同步参考。有利的是，以上显示的双脚重力分布信息和/或教练演示图像被传输到显示器201上供武术练习者实时地观看。也可以在个人计算机208上不显示以上变化曲线，而仅仅在显示器201上显示。为提高练习的效率和趣味性，在显示器201上还以不同颜色同时地显示虚拟最佳教练的双脚重力分布变化的曲线，以供练习者参考和比较，从而调整自己双脚的用力以便尽量与教练的图形曲线相一致。所述虚拟最佳教练的双脚重力分布变化的曲线可以通过事先测量而被存储在个人计算机208的数据库中。尽管上文参照本发明的最佳实施例对本申请作了描述。但是这种描述是例示性的，而不是限制性的。本领域的技术人员在本申请公开内容的基础上可以对本发明作出各种改进和改型。这些改进和改型都属于本发明的保护范围，只要它们不脱离本发明的构思。本发明的保护范围由所附的权利要求书予以限定。
权利要求
1.一种武术招式练习系统，包括固定机架(107)、运动体(108、109、110)、电机(101-103)和控制系统(212)，其中所述固定机架(107)用于支承所述运动体(108、109、110)，其特征在于: 所述运动体(108、109、110)包括水平旋转台架部分(108)、垂直旋转台架部分(109)以及直线伸缩臂(110); 所述电机(101-103)包括用于分别驱动所述水平旋转台架部分(108)、垂直旋转台架部分(109)以及直线伸缩臂(110)的第一(101 )、第二( 102)和第三电机(103)，使得所述水平旋转台架部分(108)在旋转时带动所述垂直旋转台架部分(109)以及直线伸缩臂(110)在水平面上做旋转运动，所述垂直旋转台架部分(109)在旋转时带动所述直线伸缩臂(110)在垂直面上做旋转运动，以及所述直线伸缩臂(I 10)的敞露末端(111)做直线运动； 所述控制系统(212)包括电机控制器(401)以及分别被电连接到所述第一(101)、第二(102)和第三电机(103)的第一(206 (I))、第二(206 (2))和第三电机驱动器(206 (3))，其中由所述电机控制器(401)控制所述第一(206 (I))、第二(206 (2))和第三电机驱动器(206 (3))，使得所述第一(206 (I))、第二(206 (2))和第三电机驱动器(206 (3))按照预定时序分别驱动所述第一(101)、第二(102)和第三电机(103)，以便所述的敞露末端(111)沿着预定轨迹(1008)做空间三维运动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述第一电机(101)通过第一变速箱(104)经第一耦合器(112)耦合到所述水平旋转台架部分(108)的转动枢轴上；所述第二电机(102)通过第二变速箱(105)经第二耦合器(113)耦合到所述垂直旋转台架部分(109)的转动枢轴上；以及所述第三电机(103)形成为一种与所述直线伸缩臂(110)耦合的线性致动器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述固定机架(107 )被固定在一个基座(100 )上,在所述的敞露末端装设一个木制的、金属的、玻璃的或塑料的可旋转球状物，以供练习者的手进行接触。
4.根据权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于: 在所述电机控制器(401)被电连接到一台个人计算机(208)或安装在该个人计算机(208)内，用于从该个人计算机(208)向所述电机控制器(401)输入所述预定轨迹(1008)的编程数据，以便所述第一(101)、第二(102)和第三电机(103)按照所述电机控制器(401)的控制而使所述的敞露末端(111)沿着所述预定轨迹(1008)做空间三维运动。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于: 所述个人计算机(208)内部存储或外接有三维动作轨迹数据库，所述数据库包括可供用户选择的多种武术招式的轨迹数据。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于: 所述轨迹数据是通过使用Kinect技术捕获动作而事先获取的动作样本的轨迹数据。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于: 所述个人计算机(208)电连接一个操作者显示器(210)，以允许操作者(211)编程和管理所述预定轨迹(1008)的数据以及对所述控制系统(212)进行干预操作。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于: 在面朝所述敞露末端(111)做武术招式练习的用户(203)的正前方设置一个用户显示器(201)，该用户显示器(201)与所述个人计算机(208)通信，以便后者将与武术招式练习动作有关的信息显示给用户。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于: 所述与武术招式练习动作有关的信息包括武术教练的同步练习的影像和/或音乐。
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于: 在用户练习动作的位置设有左右脚平衡位置传感器(204，205)，用于实时检测双脚的重力分布数据，所述个人计算机(208 )有线或无线地接收该重力分布数据，并将其与最优的黄金练习参考数据值进行比较。
11.根据权利要求10所 述的系统，其特征在于: 所述个人计算机(208 )还用于将实时检测的双脚重力分布数据和最优的黄金练习参考数据值分别形成图形，并将传输到所述用户显示器(201)上显示以供用户参考比较。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的系统，其特征在于: 所述武术招式为太极推手。
13.根据权利要求4所述的系统，其特征在于: 所述个人计算机(208)内/外安装有用于连接所述电机控制器(401)和所述电机驱动器(206)的控制器适配器(207)。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述系统被用于舞蹈动作练习或学习，或被用于推拿保健。
15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述电机控制器(401)通过控制器适配器(207 )与所述电机驱动器(206 )相连接。
全文摘要
本发明涉及武术招式练习系统，包括固定机架、运动体、电机和控制系统。运动体包括水平旋转台架部分、垂直旋转台架部分及直线伸缩臂；电机包括用于分别驱动所述水平旋转台架部分、垂直旋转台架部分以及直线伸缩臂的第一、第二和第三电机，使得水平旋转台架部分带动垂直旋转台架部分及直线伸缩臂在水平面上做旋转运动，垂直旋转台架部分带动直线伸缩臂在垂直面上做旋转运动，直线伸缩臂的敞露末端做直线运动；控制系统包括电机控制器及分别被电连接到第一、第二和第三电机的第一、第二和第三电机驱动器。电机控制器控制第一、第二和第三电机驱动器，使得后者按照预定时序分别驱动第一、第二和第三电机，以便敞露末端沿着预定轨迹做空间三维运动。
文档编号A63B69/00GK103071278SQ201310035138
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者黄启杰 申请人:兴伦中国体育研究所有限公司