CN102665832B - 乒乓球机器人及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种机器人发球机组件(20)具有：背板(21)；从所述背板的底部向外延伸的给球收集板(23)，并且其水平面相对于所述背板(21)的纵向轴线倾斜；可转动捡球机构(24)，其设置在背板的球收集器安装部分(22)和给球收集板之间并且具有多个延伸到收集板中的多个捡球结构(78，80，81，82)；位于背板的上端处的球引导件(25)；基本上透明的前盖(28)，其附连在背板(21)的正面上并且从球引导件(25)的底部延伸到捡球机构(24)以限定出封闭的球通道(30)；振荡器(32)，其在球引导件上方安装在背板的顶部上；以及通过枢轴引导件(35)附连在振荡器上的发球头组件(34)。该机器人发球机组件(20)包括数字控制器(204)，它从功能菜单中操作发球机组件的多个功能，并且可以与个人计算机连接以便开发出专门的练习。

Description

乒乓球机器人及其操作方法

相关申请的交叉参考

本申请要求了2009年10月28日提交的临时申请No.61/255,757和2009年10月28日提交的临时申请No.61/255,795的优先权，这两篇文献在这里被引用作为参考。

技术领域

本公开内容涉及用于乒乓球发球的机器人发球机组件，更具体地说涉及可携带的、低成本的、更不易于卡住并且拾球特性更好的机器人发球机组件。

背景技术

乒乓球为一种流行的竞技娱乐运动。该运动的目的在于让球员位于球台的任一侧，从而持有球拍的每个球员能够发球、回球和连续对打。但是，球员常常希望在没有另一个球员的情况下练习乒乓球运动。为此，已经开发出各种乒乓球练球设备或机器人。这些设备给球员送球，从而球员能够沿着机器人的方向回击。

迄今为止，乒乓球机器人已经结合有各种特性。Newgarden的美国专利No.3,794,001披露了在向由发球机发出的球上所施加的旋转量上赋予变化的相对简单的设备。该美国专利No.3,794,001的公开内容在这里被引用作为参考。

美国专利No.4,844,458涉及具有随动头的乒乓球机器人；美国专利No.4854558披露了能够改变击球轨迹的乒乓球机器人；美国专利No.4,917,380披露了具有横向可折叠沟槽的乒乓球机器人，其具有网阵，用来捕获球，使得这些球能够落入到沟槽中，在那里将它们输送给机器人发球机；并且美国专利No.5,009,421披露了便携式乒乓球发球设备，它包括机器人发球机和收球网。后面所述的两份专利采用了折叠网结构，该结构也用于安装在乒乓球台上并且将球送给机器人发球机。网结构包括多个从中央构件径向延伸的臂和悬吊在这些臂之间的网。网具有下缘，该下缘与沟槽装置协作连接以接收从网落下的球。沟槽设置成将球输送给机器人发球设备。在上述专利中的公开内容在这里被引用作为参考。

虽然本领域所知的许多设备是可操作并且使用的，但是它们有时在将回球捕获收集并且送入到用于将球回送给机器人发球机的机构中时容易卡住。

因此，期望具有用于采用相对简单廉价的结构将多个球顺序发给球员的完善的发球机设备，该设备解决了球卡住问题并且能够以合理的价位提供给消费者。

发明内容

简要的说，机器人发球机组件具有背板，其在底部处具有圆化捡球器安装部分。给球收集板从背板的底部向外延伸。捡球机构可操作地设置在捡球器安装部分和给球收集板之间。在背板的上端处具有上部球引导件。前盖安装在背板的正面上并且从球引导件的底部向捡球机构延伸，从而限定了封闭的球通道。振荡装置在上部球引导件上方安装在背板的顶部上，并且给球头部组件通过枢轴引导件附连在振荡装置上。

在一个方面中，前盖具有基本上U形横截面结构以消除夹角和角部，并且便于球运动穿过给球通道，由此减少卡住现象。

在一个方面中，前盖可以在一定程度上基本上透明，从而能够看到在给球通道内运动的球。

在一个方面中，给球头部组件包括排放轮和排放管。在本公开内容的一个方面中，排放管具有带槽孔。在一个方面中，给球头部组件包括一对相对的排放轮，其具有可更换的摩擦材料。一个或多个排放轮可操作地延伸到带槽排放管的孔中。

在一个方面中，球收集板具有成形结构，这降低了球悬吊、聚集并且卡住，并且相对于机器人的纵向轴线倾斜以便于给球和捡球。

捡球机构的另一个方面包括可转动拾取轮，其具有多个弹性拾取指状件，这提高了捡球机构的捡球能力。在另一个方面中，拾取轮包括多个具有不同长度和结构的给球弹簧，这提高了捡球机构的捡球能力。

本公开内容的另一个方面为球引导件设计，这防止了乒乓球卡在它们进入给球头部的连接部处。

本公开内容的再一个方面为能够扩展以接受球网组件或槽形组件的机器人练球组件。

附图说明

图1为根据本公开内容构成的机器人练球组件的实施方案的透视图；

图2为图1的实施方案的正视图；

图3为其侧视图；

图4为没有捡球机构的发球机组件的下部的立体图，显示出球盘和通向捡球机构的开口；

图5为捡球机构的分解视图；

图6为前盖的后透视图；

图7为没有前盖并且从中将上部球引导件拆除的给球通道的上端的前透视图；

图8为球引导件的可选实施方案的顶部平面图；

图9为图1的组件的振荡器的分解顶部透视图；

图10为发球头的分解视图；

图11A为排放管和排放轮组件的可选实施方案的透视图；

图11B为其前平面图；

图12为用于与图1的组件协作的数字控制器的前平面图；

图13为其后平面图；

图14A-14F为表格，列出了在数字控制器上显示出的菜单选项和相应的功能；并且

图15为计算机屏幕图，显示出用于计算机编程并且操作乒乓球机器人的软件应用程序。该屏幕只是例举说明，并且由可以用来按照用户友好的方式管理这些功能的操作系统控制的任意适当的屏幕也涵盖在本公开内容的范围内。例如，各种文本或字母标识例如C、P、I&D可以由图形符号代替。

具体实施方式

虽然本公开内容允许有许多不同形式的实施方案，但是在这些附图中显示出并且在这里将要详细描述的是本公开内容的优选实施方案，同时要理解的是，当前公开内容将被认为是本公开内容原理的例举说明，而不是用来对所示实施方案的公开内容的广义方面进行限制。

现在参照这些附图，这些附图显示出机器人发球机组件20包括有细长背板21，细长背板21在底部处具有圆形的球收集器安装部分22。给球收集板23从背板21的底部垂直向外延伸。捡球机构24与背板的球收集器安装部分22可操作连接。在背板的上端处具有上部球引导件25。前盖28可拆卸地安装在背板21的正面上，并且从球引导件25的底部延伸至给球收集板23的顶部，从而部分覆盖着捡球机构24。前盖28和背板限定了封闭的球通道30，如将在下面所述一样。振荡器32在上部球引导件25上方安装在背板21的顶部上。发球头组件34通过枢轴引导件35附连在振荡器32上。下面将对前面元件的各个方面进行详细说明。

机器人发球机组件可以安装在容器例如球筐或球篮中，或者能够通过采用如在美国专利No.5,485,995中所给出的附连装置直接可拆卸地安装到乒乓球台的边缘上，该文献在这里被引用作为参考。如图4所示，在一个方面中，乒乓球机器人背板21包括两个安装臂36和38，每个都具有用于安装机器人发球机组件的狭槽40。这些安装臂可以用来可拆卸地将机器人安装在美国专利No.5,335,905中所披露的机器人乒乓球网和发球机组件的基座容器部件中，该文献在这里被引用作为参考。本公开内容的机器人可以包括具有用来捕获球的网排列的横向可折叠槽，使得球能够落入到这些槽中，在那里将这些球供给机器人发球机。网结构包括从中央构件径向延伸的多个臂和悬挂在这些臂之间的网。网具有下边缘，该下边缘与槽合作连接以便接收从网落下的球。槽设置成将球供给机器人发球装置。

背板21具有第一侧壁42，该第一侧壁与背板的正面垂直并且从背板的顶部延伸至位于捡球机构24正上方的位置。第一侧壁的下部朝着捡球机构的中央弯曲。间隔开的第二侧壁与背板21的正面垂直，并且从背板21的顶部延伸以在给球收集板23的顶面处汇合。第二侧壁42的下部从给球收集板23的边缘朝着背板21的中央弯曲。所述第一和第二侧壁和背板21一起形成球通道45。第一和第二侧壁的弯曲部分被设计成将离开捡球机构24的球引导到球通道中。

给球传感器和止回阀47被安装在背板21上使得行进穿过球通道的每个乒乓球将促动开关。止回阀防止球通过球通道落回去并且错误地促动球传感器开关。

在图4中所示的给球收集板23大体上为凹形或盘形，并且具有安装凸缘48，其与在背板21的底部处的球收集器安装部分22的半径相一致。给球收集板23通过螺钉或任意其它合适的安装装置附连在背板21上。如在图2中最清楚地看出的一样，给球收集板23朝着一侧翘起或倾斜，从而收集板的水平面相对于机器人自身的纵向轴线倾斜。而且，给球收集板23朝着捡球机构24倾斜，以提供重力以便迫使球朝着捡球机构的左侧运动，在那里这些球更容易被捡球机构捡起。给球收集板23其特征在于向上倾斜前唇部49，用来防止球溢出。给球收集板23由含有防静电添加剂的塑料构成，以帮助防止在将球推离捡球机构24中产生静电。

参照图5，捡球机构24包括具有多个向外突起的安装凸起52的安装板50。设有第一轴54和第二轴56，用来分别将传动齿轮58和60安装在其上。具有同心延伸部64的主齿轮62安装在中央轴65上，并且啮合着传动齿轮58、60。传动齿轮与主齿轮的齿轮比适应超过每分钟150个球的给球速度。具有中央开口68的顶帽66安装在主齿轮的同心延伸部64上，并且通过一个或多个螺钉固定在安装板50上。电动给球马达70安装在顶部外壳上，并且至少一部分给球马达轴72通过顶部外壳伸出并且朝着传动齿轮取向。给球马达70通过马达轴72驱动传动齿轮58和60，这些传动齿轮又驱动主齿轮62。

拾取轮74通过垫圈和螺钉组件76可转动地安装在主齿轮62的同心延伸部64上，使得它在主齿轮转动时转动。拾取轮的前部包括多个捡球结构。例如，几个捡球指状件78附连在一个端部处，并且从拾取轮74伸出。拾取指状件78具有弯曲的结构，并且在其自由端处基本上圆化。拾取指状件78优选由弹性材料例如塑料构成，并且优选含有防静电添加剂以帮助防止从将球推离指状件中产生静电。本领域普通技术人员要理解的是，必要时可以采用其它材料和/或添加剂。拾取指状件的形状、防静电添加剂的加入以及给球收集板的倾斜和角度组合在一起降低了漏拾取的发生率。

在拾取轮上还安装有多个柔性但是弹性的给球弹簧80、81、82。每个弹性其特征在于适用于接合安装螺钉84的头部的下弯曲部分83，这将弹簧安装在拾取轮74上。要理解的是，这些弹簧可以具有不同的长度。例如，弹簧80为小或短的弹簧。弹簧81为长弹簧，这在防止半圆形球卡在板23处尤其有效。弹簧82为中等长度弹簧，并且具有相对于弹簧的后部以90°角弯曲或形成的前部82A。弹簧82的以90°角设置的前部82A在球处形成扫除或抓取通道方面尤为有效，从而防止了球卡住或跨接。另外，前部82A的取向使得它用来使得球朝着板23的向下倾斜部或斜面运动并且朝着捡球机构24的左侧运动。

如图6所示，前盖28具有与背板21的上部互补的上部85和明显更宽的下部86。上部85具有基本上U形的横截面，其具有第一侧壁88和第二侧壁90以及前壁92。要理解的是，在侧壁连接前壁的地方设有预定的半径，从而前盖具有大体上圆化的、基本上为U形的横截面。两个侧壁和前壁限定了延伸过上部的长度并且通向下部86的通道94。下部构成为与背板21的圆化底部22的上部互补并且邻接，并且覆盖着捡球机构24的操作元件的至少一些。前盖28通过安装凸起96附连在背板21上，这些安装凸起装配到在背板21上的狭槽中。如上面所提到的一样，由背板21形成的通道94和通道45限定了球道30。前盖28包括位于前壁92的背面上的脊部98。脊部98在脊部的顶端或上端处具有最小的高度，并且高度沿着其轴向长度朝着底部增大。在脊部98进入底部86的地方，该脊部弯曲。脊部98的最大高度靠近弯曲部。从前部在盖子28处看，该脊部向右弯曲。要理解的是，脊部98的弯曲部在右下侧形成阻挡部。在前壁92的背面上设有多个横向延伸的肋条100，每个肋条与第一或第二侧壁中的一个连接。

要理解的是，尤其是具有圆化或基本上为U形的横截面的前盖28、给球弹簧的尺寸、形状和取向以及收集板的形状和取向的组合结合在一起减小了球故障的次数，其中几个球自身被布置成使得妨碍了其它球到达捡球机构。如上所述，收集板23和捡球机构24最好将球引导向该设备的左侧，在那里设有通入到球道30中的开口通道。脊部98调整在球道中捕获的球的取向并且将其对准。但是，在球沿着通道前行时，脊部98的高度朝着顶部逐渐减小使得球能够更加朝着中央取向。还有，应该理解的是盖子28由基本上透明的材料例如透明塑料构成，从而用户在球朝着发球头运动时能够看到球通过和前进。

回到图7，背板21包括安装凸缘102。上部球引导件25安装在凸缘102处并且用螺钉等固定。上部球引导件25为基本上矩形的封罩，其具有第一侧壁106、相对的第二侧壁108和后壁110。前壁在111处开口。安装凸缘112沿着每个侧壁的顶缘延伸。上部球引导件25的底部充分敞开并且其尺寸设定为与由背板21的侧壁形成的球通道45配合。设有其上具有肋条114的弓形球斜面113，其从开口底部延伸至开口前部111。在球斜面的前缘上设有枢轴销座115。中央球引导件116设置在上部球引导件25的侧壁和后壁的内表面之间。中央球引导件116从后壁110的中央延伸出并且向外分叉，从而分叉成“叉骨”结构，这终止在安装凸缘处。球引导件和球斜面将从开口前部出来的球引导到发球头中。

在图8中所示的可选实施方案中，双叉骨状中央球引导件由单个T形中央球引导件116代替，其功能与双叉骨结构类似，除了分裂成左、右引导件(叉骨状)；它保持单个中央引导件。在该实施方案中，下部球引导件是可拆卸的，并且底板结合到覆盖着沿着上部引导件的开口的下盖中。下部球引导件与盖子结合以便于T形中央引导件的模制。

在中央引导件的两个实施方案中，中央引导件的底缘可以具有弧形切口117，其弧度与球的弧度基本上类似以更好地容纳和引导乒乓球。

如图9所示，振荡器32包括盖子118、以适当的方式固定在盖子内的伺服机构120、以及与伺服机构可操作连接的驱动销122。驱动销122包括凸轮123。驱动销还具有前指示器124，用来在装配期间使得销正确对准。在正确组装时，在发球头组件设置成沿着乒乓球台的中心线向下输送球时，该指示器将指示在振荡器盖的中心线处。在盖子的一个边缘处设有枢轴引导件的枢转孔126。安装凸缘128沿着每个侧壁的底缘延伸。在振荡器盖上的安装凸缘与在上部球引导件上的安装凸缘对准。振荡器32用螺钉或其它安装装置固定在上部球引导件25上。

枢轴引导件35设置在振荡器的前下边缘处并且设置在上部球引导件25的前面。枢轴引导件包括顶壁130、底壁132和相对的镜像侧壁134。侧壁具有五边形结构。所述的壁限定了贯穿枢轴引导件的通道135。通道135与上部球引导件的开口前部连通。在包括字母或数字刻度、定位箭头/狭槽结构或任意其它合适的标识的至少一个侧面上设有发球头角度标识器136。凸起138从枢轴引导件的顶壁延伸出并且包括细长的狭槽140。驱动销的凸缘123座落在狭槽140中。在顶壁130上设有顶部对准销142，并且在底壁132上具有相应的底部对准销(未示出)。顶部对准销构成为可枢转地安放在枢轴引导件的枢轴孔126中。底部对准销构成为可枢转地安放在上部球引导件的枢轴销座115中。因此，枢轴引导件35可以左右枢转。促动伺服机构120使得枢轴引导件35通过枢轴销122的凸缘123结合在凸起138的狭槽140中而左右摆动。如紧接着在下面所述一样构成的发球头组件34附连在枢轴引导件35上，并且因此通过枢轴引导件来回振荡。背面具有其尺寸设定为容纳通常尺寸的乒乓球的圆孔。

如在图10中最清楚地看出的一样，发球头组件34具有外壳，其包括通过螺钉153或类似装置固定在一起的第一半部150和第二半部152。每个半部包括前半圆形切口154和后半圆形切口155，各个切口在装配外壳时合作以形成前圆形开口和后圆形开口，每个开口其尺寸设定为适于球通过。后圆形开口与枢轴引导件对准。如所示一样，设有与第一外壳半部连接的马达156，并且该马达由马达罩158保护。要理解的是，必要时可以设置与外壳的每个半部连接的马达。

在外壳的底部处在衬套162上安装有摩擦块160。衬套持续定位摩擦块。通常，摩擦块由具有高摩擦系数的材料例如耐用橡胶等形成。排放轮164与马达156可操作连接并且设置在摩擦块160附近。排放轮164由具有高摩擦系数的材料形成。

排放管170具有其尺寸设定为适用于球通过的孔172。排放管的后端具有围绕着表面的分度齿173的环形带以及用定位螺钉176等可枢转安装在枢轴引导件的侧面上的一对相对的凸缘174、175。因此，在排放管、在枢轴引导件中的开口和上部球引导件之间形成对准。而且，由于枢轴安装，所以发球头组件能够上下枢转以改变轨迹并且通过定位螺钉固定在所期望的位置中。倾斜的相对角度或轨迹可以由在枢轴引导件的侧面上的角度标识器136反映出。

管170的前面端或出口端设置在摩擦块附近。在球进入到发球头时，它通过排放管并且设置在摩擦块160上，然后由排放轮164通过前圆形开口从发球头组件的前面推出。排放轮164被安装成使得该排放轮的外周面在球离开排放管时正好接合球。可以改变排放轮的速度，这将影响球在离开排放管并且向外推出时的行进速度。要理解的是，发球头组件按照这样的方式附连在枢轴引导件上，从而允许能够相对于机器人的纵向轴线上下枢转。而且，发球头组件可以绕着排放管的纵向轴线转动。由圆周分度齿173限定的任意数量的转动位置或停止位置使得发球头组件能够固定在所期望的位置中以便改变在球上的旋转类型。

图11A和11B显示出大体上由附图标记180表示的排放轮和排放管组件的另一个方面。该组件180包括排放管182。排放管182包括圆筒形壁184，其限定了内部孔186。排放管182其轴向长度略大于排放管170。设有贯穿壁184的第一开口188和贯穿壁的相对的第二开口190。在第一开口附近的壁上设有第一轮安装凸缘192并且在第二开口附近的壁上设有第二轮安装凸缘194。第一排放轮196可转动地附连在第一凸缘上，并且第二排放轮198可转动地附连在第二凸缘上。如所示一样，轮196和198每个都具有外轮缘200、202。每个轮缘包括由具有高摩擦系数的材料例如橡胶形成的包覆物204。可以施加涂层或者优选它们是可更换的，例如为可更换的橡胶带或O形环等。轮196和198可以具有一个以上的轮缘或O形环，或者可以具有由高摩擦系数材料形成的固体表面以提高给球的能量传递。

如在图11B中最清楚地看出的一样，各个轮的轮缘通过开口188和190稍微伸入到孔186中。排放轮中的一个或两个与马达可操作连接以便使得这些轮转动。在该组件中，球进入排放管182，在排放轮的轮缘之间基本上对中并且通过孔186从排放头推出。橡胶O形环相对于球提供了良好的摩擦面。它们在具有可控尺寸的两个分开位置处接触球，由此橡胶垫将在一个更大的位置接触球。这在球通过两个轮时提供了一定程度的“自定中”。O形环在磨损时也容易更换，从而如我们目前所做到的一样避免了更换整个轮。

在一个方面中，排放管的孔186具有如所示一样的带槽内表面205。开槽使得球能够在不会受到很大空气阻力或涡流的情况下从管中发出。这些开槽用作空气围绕着球移动和平滑流动的沟槽，而不是从管子中强制推出并且减缓或干扰了球飞行，或者使得球在离开之前能够接触排放管。

与排放管和排放轮结构无关，发球头组件34通过穿过在枢轴引导件的每个五边形侧壁的前部的孔的台肩螺钉或其它安装装置借助凸缘174、175固定在枢轴引导件136上。安装装置被构造成使得发球头组件可以上下倾斜。发球头角度指示器146表示了调节角度。可以采用调节指旋螺钉或其它合适的装置将发球头固定在所期望的角度处。发球头组件的正面具有旋转位置指示器，这些指示器指示出在球离开排放管时赋予给它的各种旋转类型，例如上旋、下旋、左侧旋和右侧旋。

可选的是，可以给球赋予上述旋转的组合。可以通过使得发球头沿着由旋转位置指示器所指示的方向围绕着相对于枢轴引导件的排出纵向轴线转动来控制赋予给球的旋转类型。所施加的旋转由最靠近发球头组件的顶部的指示器所指示。在发球头组件转动时，排放轮在发球头组件内的位置因此而改变。例如，排放轮可以在球的顶部、底部、左侧或右侧上功能性取向，并且在它们之间指向以改变排出路径、旋转等。

如图12和13所示，并且由附图标记204所表示的一样，乒乓球机器人与数字控制器操作连接。控制器204包括显示屏206和多个按钮208。多个按钮208包括电源按钮、用来导航在显示屏上显示的菜单并且从菜单中作出选择的多个按钮、以及开始/暂停按钮。数字控制器的背板具有电源输入塞孔210、串联连接器212、5针凹形连接器214和DB-9凸形连接器216。如本领域所知的一样，变压器与电源输入塞孔210连接以给控制器提供电能。串联连接器212用来将控制器连接至计算机以便于将由机器人发球机组件执行的各种练习科目编程。5针连接器214用来将控制器连接至机器人发球机组件，从而使得控制器能够给发球机组件发送指令，从而控制从发球机组件发出的球的速度和位置。DB-9凸形连接器216用来将控制器连接至电子游戏

在操作中，球进入到给球控制器板中。捡球机构的马达通过主齿轮和传动齿轮使得拾取轮转动。在拾取轮转动时，也附连在拾取轮上的多个弹簧转动，从而在球输送到拾取机构的底部中时将球有效地分开。在每个拾取指状件转动到捡球机构的底部时，它们接合着球并且将它向上推入到球沟槽中。在球排队时，它们将向上运动到上部球引导件。

球传感器开关在球通过开关时将每个球计数。传感器给数字控制器发送信号以让数字控制器能够在特定数量的球之后停止球输送。数字控制器还能够精确地检测出已经出现漏捡球的时候，然后减速捡球机构的转动以保持球以恒定的流动速度穿过发球机组件。

双叉骨中央球引导件迫使每个球行进穿过上部球引导件的中央，而不会停滞在引导件内。有助于防止球卡住的上部引导件的另一个方面在于，上部引导件的高度和深度其尺寸设定为减小中央球引导件圆弧的半径以降低球停滞在球沟槽的弯曲部中的发生几率，在那里在球前进穿过上部引导件时从向上走改变为向前走。这些球然后行进穿过枢轴引导件并且进入到发球头组件。

一旦在发球头组件内，这些球由旋转的橡胶轮接合。橡胶轮提高球的速度并且如上所述向这些球施加旋转。橡胶摩擦块安装在发球头组件内的固定位置中。摩擦块直接对着旋转轮。摩擦块迫使球行进穿过发球头组件进入旋转轮，并且将球保持压靠在旋转轮上，直到旋转轮抓住该球并且将它向前抛出。在可选的实施方案中，必要时球进入到具有带槽孔的排放管，并且排放轮在分离的位置处接触球。在任意布置中，球然后以由发球头组件相对于枢轴引导件的位置确定的角度离开发球头组件。

在图12和13中所示的数字控制器采用了基于菜单的控制系统，这是与所有其他机器人所采用的开关、拨盘、操纵杆和指示器相比对用户更加友好的系统。图14A至14F显示出列出了本公开内容的各个方面的代表性菜单。该菜单系统在首次接通时缺省设置为“普通模式”。普通模式能够控制球速、球频率(称为等待时间)和振荡器位置。可以通过普通模式的其他“页面”或通过切换到练习模式来促动其他特征，其中可以促动各种预设定的工作方式。可选的是，在数字控制器与Windows个人计算机连接时，个人计算机模式使得能够将机器人发球机组件的操作编程，并且从个人计算机来直接控制。

数字控制器采用了脉冲宽度调制来控制马达速度。这将确保，在将电位计设定为最低速度时，全部12伏(或更大)将始终驱动马达而不只是1至2伏。尤其是在发球机组件中采用了新的或用过的球时，这将帮助防止球卡住问题，以及采用根据本公开内容所采用的马达的情况下会出现的其他低压问题。

数字控制器能够设定振荡范围并且消除控制杆和控制杆适配器。假设10为与球台的中心线对应的位置，则0-9位置表示向中心线左边的位置，而11-20表示向中心线右边的位置。数字控制器能够选择左右位置。例如，“L2R18”的设定值将使得一个球安放在左角部(2)处，并且将下一个球安放在右角部(18)处；0或1表示在具有19或20的左侧线上倾斜的球，另一个为在右侧线上倾斜的球。位置2和18将表示输送给球台的左和右角部的球。

随机设定值使得球能够随机地安放在0和20之间的任意位置处，以便改变球速从而使得球在球台上运行更短或更深，并且还有对于等待时间，它更难形成节奏。这使得机器人发球机更不容易预测，并且与人们发球的方式更类似。数字控制器可以用计算机编程以校正问题或者将来加入新的性能。

数字控制器可以通过串行端口与Windows个人计算机连接，该计算机装有能够生成能够在用户之间传送的“练习文件”的软件程序，因此例如教练能够为其学生生成当前星期的每一天所要完成的3个练习文件，然后在该星期的最后评估他们的进展之后给他们发送新的练习。可选的是，具有机器人的球员团队可以在他们之间交换文件。练习文件将限定了马达速度、球方位以及在连续发球之间的延迟。对于能够包括在练习文件中的连续球的数量没有任何限制。

“练习”模式将具有设定数量的能够由数字控制器运行的标准练习，且不用将数字控制器连接至个人计算机。用于该练习的球速和等待时间可以调节，因此单个练习将适用于更宽范围的球技。机器人将安装有64项标准练习。前面32项将是厂家缺省练习并且不能改写。后面32项可以改写，从而能够将定制的练习存入到数字控制器上。

“普通”模式允许在马达速度上进行单独控制，并且允许更准确地设定球位置，对在连续发球之间的精确延迟进行更精细的控制，并且能够在已经发出一定数量球或者已经经过一定时间之后停止送球。

“设定”模式能够校准设定值并且选择可选项。

“计数/时间”选项能够通过球数量(在普通模式中)、重复数量(在练习模式中)或时间量来控制给球。

串行端口使得多个机器人能够连在一起，从而所有控制器可以由单个数字控制器来控制。本领域普通技术人员将知道，可以采用任意合适的串行或并行通信接口来代替串行端口，包括但不限于通用串行总线或Firewire。另外，也可以采用无线通信接口例如WiFi或Bluetooth。

数字控制器从球传感器开关接收信号以便检测出已经出现漏捡球的时候。数字控制器然后迅速使得捡球机构加速，因此在各个发球之间的等待时间延迟非常小。

可以将该设备进行适当的编程，从而在菜单系统中的菜单可以用英语、德语、法语、西班牙语、中文和日语显示出。甚至还设有特殊的特性，其中即使在已经将数字控制器设定在用户不能阅读的语言中的情况下也能够选择语言。

可以将数字控制器设定用于左手或右手操作，从而练习对于左手或右手球员正确地运行。可以将速度和振荡校准至已知的标准，从而针对一个机器人编写的练习可以共享，并且由许多其他机器人正确运行。可以将球传感器校准至特定的给球机构以消除漏拾取或延迟拾取或者双重发球。

球卸载特定特性使得能够从球盘或球桶中将球卸载。促动该特性使得给球马达以最大速度(170个球/分钟)运行，从而从球盘中将球去除并且将它们放入到设置在出球孔下面的箱子中。

数字控制器还包括出厂缺省恢复和自诊断特殊功能，这些功能将设定值恢复到出厂缺省设定值并且产生出故障侦查代码，从而使得技术人员能够迅速告知该数字控制器是否正确起作用。

软件程序安装在Windows个人计算机上，并且通过串行电缆或其他合适的接口与数字控制器连接。该软件程序使得用户能够相对于数字控制器来回读取和写入练习，从而从草案中生成新的练习、从个人计算机中直接运行练习，并且将练习文件存入到个人计算机上。该软件程序还能够将存储在数字控制器中的所有64项练习恢复至初始出厂设定值。

图15显示出软件程序的用户接口屏幕。采用在图15中所示的“PROGRAMMEDCONTROL”标题下的控件来生成练习。通过首先采用在“COMMAND”标题下的箭头选择命令来生成顺序步骤。正确的命令由位置、抛出、等待、警告声和速度构成。在选择命令时，通过在“#”列下的软件程序自动添加下一个连续的顺序号。

在选择命令之后，采用在“VALUE”列下的箭头或通过采用指示装置来选择在数值列下的文本以及采用脊部盘或其他输入装置来输入所期望的数值来给命令赋予数值。对于位置命令而言，数值为1-20，并且表示如上所述球相对于中心线抛出的位置。对于等待命令而言，该数值为0至12.75秒，并且表示在抛出下一个球之前等待的时间(秒)。警告声命令具有包含两个逗号分开的数值的数值，每个数值为0至10。第一个数值控制了警告声的音调，并且第二个数值控制了警告声的持续时间，该时间为从非常短的0到持续非常长的10的相对长度范围上。速度命令具有从0-30的数值，这表示球从发球机组件发出的速度。

“EDIT”列由标为“C”、“P”、“I”和“D”的四个按钮构成。“C”按钮用来从相应的顺序步骤中复制命令和数值。然后可以用“P”按钮来将所复制的命令和数值粘贴到不同的顺序步骤中，从而生成新的顺序步骤。“D”按钮用来删除与“D”按钮对应的顺序步骤。“I”按钮用来生成在与所选“I”按钮对应的顺序步骤之前的新顺序步骤。这些字母只是代表性的，并且可以用图形符号来代替，因此该软件在所支持的语言中更加通用。

可以将练习文件存储到个人计算机中以便随后通过从文件菜单中选择存储命令来使用。然后将出现对话框，这使得能够给予该练习文档不同的名称。可以采用在文件菜单上的打开命令来调用之前已经存储的练习文件。选择打开命令将显示出对话框，这使得用户能够定位到前面所存储的练习文件。一旦选择了练习文件，则来自该练习的顺序步骤出现。

通过采用所显示的数值旁边的箭头来选择新的数值，从而制定旋转和头角度。旋转可以选自上旋、下旋、左旋、右旋、左上旋、右上旋、左下旋和右下旋。头角度的范围可以在1至13，并且与在枢轴引导件上的标记对应。

可以采用在如图8所示的标题“DRILLSONCONTROLLER”下的控件来从数字控制器中读取练习并且将它写入到其中。通过使用挨着数字的箭头来首先选择练习数字以读取或者书写练习。采用读取按钮来读取与所选数字对应的当前存储在数字控制器中的练习。同样，在与在程序屏幕上所选的数字对应的数字处可以将当前练习顺序写入到数字控制器中。本领域普通技术人员将知道，通过利用存储在个人计算机上的练习和“DRILLSONCONTROLLER”特性，用户能够很容易在个人计算机上保持64个以上的练习，从而在任意时刻选择在数字控制器中存储64个练习。

软件程序还允许手动控制所要抛出的球数量以及在这些球之间的间隔时间以及这些球的速度和方向。在用户正在生成练习时，这可以用来测试在练习中的各个球的速度和位置。可以通过采用位于在图15中所示的屏幕右下方处的“ManualControl”下的按钮来实现手动控制。

上面的实施例表明，由权利要求限定的本公开内容具有更广泛的用途，并且不应该只是局限于所示和所详细描述的这些实施方案。相反，本公开内容应该只是局限于权利要求的清楚词语，并且权利要求不应该局限于在说明书中所示的详细实施方案，这些实施方案代表本公开内容的最佳实施方式而不是所要保护的范围。保护范围只是由所附权利要求的范围所限定，并且审查员应该在该基础上审查权利要求。

Claims (20)

1.一种用于乒乓球发球的发球机组件，包括：

具有上端和下端的背板，所述背板具有第一侧壁和间隔开的第二侧壁，所述第一和第二侧壁与所述背板垂直；

给球收集板，所述给球收集板位于所述背板的下端处，并且被构造成为收集乒乓球并将其导向所述背板的下端；

捡球机构，所述捡球机构位于所述背板的下端处并且朝着所述给球收集板取向，所述捡球机构具有以可转动方式安装的拾取轮和与所述拾取轮可操作连接的给球马达，所述拾取轮具有从所述拾取轮延伸进入所述给球收集板的多个柔性给球结构；

位于所述背板的上端上的球引导件，所述球引导件具有开口底部和开口前部；

附连到所述背板的且具有基本上U形横截面的前盖，所述前盖和所述背板的所述第一侧壁和第二侧壁限定了球通道，所述球通道具有与所述球引导件的开口底部连通的第一开口端和与所述捡球机构连通的第二开口端；

枢轴引导件，所述枢轴引导件可枢转地安装在所述球引导件的所述开口前部处，并且具有与所述开口前部连通的通道；

发球头组件，所述发球头组件附连到所述枢轴引导件，并且包括至少一个排放轮和与所述枢轴引导件通道连通的排放管，该排放管限定具有纵向带槽表面的内孔；以及

振荡器，所述振荡器位于所述球引导件的顶部处并且与所述枢轴引导件可操作连接，所述振荡器具有伺服机构和枢轴销，所述枢轴销布置成当促动所述伺服机构时使得所述枢轴引导件和所附连的发球头组件左右运动。

2.如权利要求1所述的发球机组件，其中所述前盖由基本上透明的材料构成。

3.如权利要求1所述的发球机组件，其中所述球引导件还包括中央引导件。

4.如权利要求3所述的发球机组件，其中所述中央引导件具有T形结构。

5.如权利要求3所述的发球机组件，其中所述中央引导件具有叉骨形构造。

6.如权利要求1所述的发球机组件，其中所述给球收集板的平面相对于所述背板的纵向轴线成一角度地取向。

7.如权利要求1所述的发球机组件，其中所述排放管具有形成在其中的至少一个开口，并且其中所述排放轮部分延伸到所述开口中。

8.如权利要求7所述的发球机组件，其中所述排放管至少具有形成在其中且与所述第一开口相对的第二开口和部分延伸到所述第二开口中的第二排放轮。

9.如权利要求1所述的发球机组件，其中所述排放轮具有一对相对的轮缘，每个所述轮缘具有高摩擦系数包覆物。

10.如权利要求1所述的发球机组件，其中所述捡球机构包括弹性指状件。

11.如权利要求1所述的发球机组件，其中所述柔性给球结构包括弹簧。

12.如权利要求11所述的发球机组件，其中所述弹簧还包括至少三个弹簧，所述三个弹簧的每个具有不同的线性尺寸，所述三个弹簧中的至少一个具有成90°角设置的前部。

13.如权利要求1所述的发球机组件，还包括数字控制器，用来从功能菜单中操作所述发球机组件的功能。

14.如权利要求13所述的发球机组件，其中所述数字控制器还包括：

显示屏幕、多个按钮和数字接口；

所述数字控制器通过所述数字接口与所述发球机组件可操作连接；

所述数字控制器被构造成将菜单选项显示在所述显示屏幕上；以及

所述多个按钮被构造成选择与所述发球机组件的操作模式对应的特定菜单选项。

15.如权利要求13所述的发球机组件，还包括软件程序和在个人计算机和所述数字控制器之间的接口，所述软件程序让用户能够执行从由选择语言、用所述数字控制器来回读取和写入练习、生成新的练习、直接从个人计算机运行练习、将练习文件存储在个人计算机上、以及将存储在所述数字控制器中的练习恢复到初始设定值构成的功能组中选择的一个或多个功能。

16.如权利要求1所述的发球机组件，还包括用于捕获球并且将球引导到所述捡球机构的盘和网组件。

17.一种用于乒乓球发球的发球机组件，包括：

细长的背板，所述背板具有上端、下端、第一侧壁和间隔开的第二侧壁，所述第一和第二侧壁与所述背板垂直；

位于所述背板的下端处的给球收集板，所述给球收集板具有凸起的周边唇部，并且布置成相对于所述背板的纵向轴线倾斜，以便收集乒乓球并且将它们导向所述背板的下端；

捡球机构，所述捡球机构位于所述背板的下端处，并且朝着所述给球收集板取向，所述捡球机构具有：以可转动方式安装的拾取轮，并且具有从所述拾取轮朝着所述给球收集板向外延伸的多个给球结构，每个所述给球结构为弹性弹簧；齿轮传动组件；以及与所述拾取轮可操作连接的给球马达；

位于所述背板的上端处的球引导件，所述球引导件限定了开口底部和开口前部，所述球引导件包括具有叉骨形构造的中央球引导件；

基本透明的前盖，所述前盖附连到所述背板并且具有基本上U形横截面，所述背板的所述第一侧壁和第二侧壁以及所述前盖限定了球通道，所述球通道具有与所述球引导件的开口底部连通的第一开口端和与所述捡球机构连通的第二开口端；

枢轴引导件，所述枢轴引导件安装在所述球引导件的开口前部处，并且具有与所述球引导件的所述开口前部连通的通道，所述枢轴引导件可枢转地安装以能够左右运动；

发球头组件，所述发球头组件可枢转地附连到所述枢轴引导件以便能够以上下的方式运动，所述发球头组件包括至少一个排放轮和与所述枢轴引导件通道连通的排放管，该排放管限定具有纵向带槽表面的内孔；以及

振荡器，所述振荡器位于所述球引导件的顶部处并且与所述枢轴引导件可操作连接，所述振荡器具有伺服机构和枢轴销，所述枢轴销布置成在促动所述伺服机构时使得所述枢轴引导件和所附连的发球头组件以左右的方式运动。

18.如权利要求17所述的发球机组件，还包括衬套以及位于所述衬套上的摩擦块，所述摩擦块设置在所述排放轮附近。

19.如权利要求17所述的发球机组件，其中所述排放管包括具有带槽内表面的圆筒形壁。

20.如权利要求19所述的发球机组件，其中所述排放管具有穿过所述圆筒形壁进入到所述内孔中的第一开口和穿过所述圆筒形壁进入到所述内孔中的相对的第二开口；第一排放轮，所述第一排放轮通过所述第一开口延伸到所述内孔中；第二排放轮，所述第二排放轮通过所述第二开口延伸到所述内孔中。