CN104492057B - 机器人毽球发球装置 - Google Patents

Abstract

机器人毽球发球装置，它由电机、蜗牛式壳体、漏斗、支撑架、槽轮及道轨组成，蜗牛式壳体与电机粘接、漏斗与蜗牛式壳体粘接，支撑架经支撑轴与电机、漏斗连接，电机与支撑架粘接，槽轮经轴承与支撑架连接，槽轮在道轨上滚动。本发明结构简单合理新颖，操作简便，既能替代毽球陪练员陪练，又能提高训练效果，实用性强。

Description

机器人毽球发球装置

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种机器人毽球发球装置。

背景技术

键球运动是我国传统健身运动项目，有关键球方面的训练器材较少，目前有：一种机器人键球训练器材和画半圆弧机器人沿直径发球电动机械训练器材。一种机器人键球训练器材，操作简单，能模拟陪练员移动发球动作，提高训练效率，能提高训练效果，但对球路及落球点的控制还不能实现，发球用力不能调节，发远球和发近球难实现，虽然沿平行道轨能移动又能调节发球角度，但发球不能覆盖训练员整个接球区域，因此训练员场区内的多个死角、接球点得不到训练，训练难度小，实战效果差，对训练员的高技能提升受到限制；画半圆弧机器人沿直径发球电动机械训练器材，结构简单合理，操作简单，能模拟陪练员移动发球动作，提升训练效率及效果，但对球路及落球点很难控制，发球用力不能调节，发远球和近球很难实现，虽然绕立桩转动发球又能调节发球角度，况且发球角度受滚轮移动起伏小的限制，发出的球也不能覆盖对方整个接球区，因此训练员场区内多个死角得不到接球训练，训练难度小，不能提升训练员的高难度技能。

发明内容

本发明的目的是：提供一种机器人毽球发球装置，它结构简单合理新颖，操控简便，造价低，能克服现有技术中的缺陷并兼具其优点，训练效果好，实用性强。

实现本发明所采取的技术方案是：该器材由电机、蜗牛式壳体、漏斗、支撑架、槽轮及道轨组成，蜗牛式壳体与电机粘接、漏斗与蜗牛式壳体粘接，支撑架经支撑轴与电机、漏斗连接，电机与支撑架粘接，槽轮经轴承与支撑架连接，槽轮在道轨上滚动。

为了给发球不同动作提供动力，调节发球力的大小，模拟陪练员走动发球动作，该电机有三台，第一台为变频电动机粘接在蜗牛式壳体上，它的轴垂直插入蜗牛式壳体内、轴端焊接着发球器；第二台为步进电机粘接在蜗牛式壳体上侧，它的轴上有扇形齿轮和击发器；第三台为变频电动机粘接在支撑架下端。

为了模拟陪练员间断发球动作，在蜗牛式壳体出球口的一面设置有小轴，出球口左侧面有一小圆孔、右侧面有一大圆孔、上侧面有一个矩形孔和一带孔支撑腿，小圆孔、大圆孔及漏斗下口圆心相对，设置的漏斗为牛角式、其上口为扇形口，漏斗下口相对外侧面有支承轴，漏斗上设置着可转动插板式控制器经支腿连接，可转动插板式控制器由两块平行扇形插板、一个转动轴、一个拉簧及一个传动齿杆组成，一块扇形插板在上侧、一端和转轴的一端固定粘接，另一块扇形插板在下侧、一端和转轴的另一端固定粘接，转轴的两端经支腿活动支撑，转轴中间有一个垂直固定粘接的水平传动杆，水平传动杆一端与拉簧一端连接、拉簧另一端与漏斗壁连接，水平传动杆另一端经微型轴与传动齿杆活动连接，两块扇形插板在转轴转动时按转动方向的改变交替经漏斗壁上的水平缝插入漏斗内。

为了模拟陪练员走动发球动作，在支撑架下端设置了三个槽轮均经轴承与支撑架连接，第一个槽轮与第三台变频电动机共轴并且和第二个槽轮在一条道轨上滚动，第三个槽轮在另一条道轨上滚动，第三个槽轮上有偏心轴经传动杆与蜗牛式壳体出球口一面的小轴连接。

为了将毽球顺利发到训练员场区，设置的发球器为异径管状，发球器大径端为球缺状，两球缺开口圆心相对，发球器小径端有控制开关，该开关有三块弧形可转动片经微型轴沿发球器外壁等距离设置，三块弧形可转动片一端均插入发球器壁内、另一端在壁外并经圆弧形传动杆活动连接，圆弧形传动杆两端经带孔支腿连接在发球器上、其中一端套着弹簧、另一端与拉绳一端连接，拉绳的另一端经导向轮与一个带弹簧的滑动杆连接。

本发明的积极效果是：结构简单合理新颖，能模拟陪练员走动发球动作，发球用力可调节，既能发远球、又能发近球，既能定点发球、又能多方向发球、能覆盖训练员的整个训练场区、并且可连续调节发球方向、能实现对球路及落球点的控制、发出的球精准有力，杀伤力强，训练难度高、但又能降低训练难度，比同类器材发球机动、灵活、快捷、发球自动化程度高等，能对训练员每个动作进行训练，能提高训练员的接球反应速度和应变能力，能满足训练员体能与实战训练的需要，训练技能提升快，也可供教学使用和个人娱乐，实用性强。使用时对周围环境和居民没有任何影响，不仅适用公共活动场所、绿地，也适用于居民小区活动锻炼，适用范围广，对我国毽球传统文化是一项创造性地继承和发展，在制作方面与同类器材及主要部件相比容易制作，制作用工少、能耗低、材料来源广、价格低、容易推广和普及。

附图说明

附图1为本发明外部结构示意图；

附图2为附图1的侧视图；

附图3为附图2的俯视图；

附图4为附图1的A-A向蜗牛式壳体剖视图；

附图5为附图4上的发球器外部结构示意图；

附图6为附图5的俯视图；

附图7为附图6上C-C向发球器小径端断面图；

附图8为附图2上的B-B向漏斗剖视图；

附图9为附图8上可转动插板式控制器外部结构示意图；

附图10为附图9的俯视图；

附图11为附图9的侧视图；

附图12为模块控制电机的系统示意图；

附图13为第二台步进电机轴上的击发器大样图；

附图14为附图13的侧视图；

附图15为附图5的D-D向剖视图、即第一台变频电动机轴端与发球器焊接剖视图。

具体实施方式

本发明如附图1、2、3所示，该器材由电机1、蜗牛式壳体2、漏斗3、支撑架4、槽轮及道轨组成，蜗牛式壳体2与电机1粘接、漏斗3与蜗牛式壳体2粘接，支撑架经支撑轴A110与电机连接、漏斗下端经支撑轴B33与支撑架连接，电机1与支撑架4粘接，槽轮41经轴承与支撑架4连接，槽轮41在道轨4120、4130上滚动。为了给发球不同动作提供动力、调节发球用力的大小，模拟陪练员走动发球动作，该电机1有三台，第一台为变频电动机11粘接在蜗牛式壳体2上，它的轴1100垂直插入蜗牛式壳体2内，它的轴端焊接着发球器111，发球器111为异径管状，大径端为球缺状，两球缺开口圆心相对，小缺圆开口1111用与第一台变频电动机11轴端固定连接，大缺圆开口1112用来放入毽球，发球器111小径端有控制开关1113，该开关有三块弧形可转动片11131经微型轴沿发球器外壁等距离设置，三块弧形可转动片11131一端插入发球器111壁内、另一端在壁外并经圆弧形传动杆11132活动连接，圆弧形传动杆两端经带孔支腿11133支撑、其中一端套着弹簧11134，另一端与拉绳11135一端连接，拉绳另一端经导向轮11136与一个带弹簧111371的滑动杆11137连接，滑动杆有两个带孔支腿11133上孔连接在发球器上，滑动杆两端有半圆形帽111372、两个半圆形帽一大一小、大半圆帽用来打开控制开关1113、小半圆帽用来防止滑动杆脱离带孔支腿11133；第二台为步进电机12粘接在蜗牛式壳体2上侧，步进电机12的轴120上有扇形齿轮121和击发器122；第三台为变频电动机13粘接在支撑架4下端，这三台电机1由一个控制模块5控制（如图1、2、3、4、5、6、7、12、13、14、15所示）。为了模拟陪练员间断发球动作，在蜗牛式壳体2出球口22的一面设置有小轴23、用来调节发球角度，出球口22的左侧面有小圆孔、用来插入第一台变频电动机11的轴，出球口22的右侧面有大圆孔用来放球，出球口22的上侧面有一个矩形孔24和一个带孔支撑腿25、分别用来通过击发器122和支撑传动齿杆314；漏斗3下端与蜗牛式壳体2粘接，漏斗3为牛角形状、其下口与蜗牛式壳体2出球口22的左侧面小圆孔、右侧面大圆孔及发球器111大径端两球缺开口圆心相对，漏斗上口为扇形口，下口相对外侧面有支撑轴B33与下口圆心相对，支撑轴B33用来和支撑架4连接，漏斗3上设置着可转动插板式控制器31经支腿32连接，可转动插板式控制器由两块平行扇形插板311、一个转动轴312、一个拉簧313及一个传动齿杆314组成，一块扇形插板311在上侧、一端和转动轴312的一端固定粘接，另一个插板311在下侧、一端和转动轴312的另一端固定粘接，转动轴312两端有支腿32活动支撑，转动轴312中间有一个垂直固定粘接的水平传动杆3121，水平传动杆3121一端与拉簧313一端连接，拉簧另一端与漏斗3壁连接，水平传动杆3121另一端经微型轴与传动齿杆314活动连接，两块扇形插板311在转动轴312转动时经漏斗3壁上的水平缝按转动方向的改变交替插入漏斗内，传动齿杆314穿过蜗牛式壳上侧面上的带孔支撑腿25上孔和第二台步进电机12轴上的扇形齿轮121啮合（如图1、2、3、4、5、8、9、10、11所示）。为了模拟陪练员走动发球动作，在支撑架4下端设置了三个槽轮41，三个槽轮41均经轴承及轴连接在支撑架4下端，第一个槽轮411和第三台变频电动机13共轴并和第二个槽轮412在一条半圆弧形道轨4120上滚动，第三个槽轮413在另一条半圆弧形道轨4130上滚动，两半圆弧形道轨4120、4130的圆心为同心，第三个槽轮413上有偏心轴4131经传动杆42与蜗牛式壳体2出球口22一面的小轴23活动连接，传动杆42可用来连续调节发球角度，传动杆42上有调节孔，可以调节发球角度的幅度（如图1、2、3所示）。

本发明工作原理及使用方法：在毽球场地设置两道同心半圆弧形道轨4120、4130，半圆弧形道轨4120、4130开口朝向球网，将该器材放在道轨上，第一槽轮411和第二个槽轮412放在大半径半圆弧形道轨4120上，第三个槽轮413放在小半径半圆弧形道轨4130上，然后启动该器材，三台电机1在控制模块5设定的程序控制下，第三台变频电动机13驱动槽轮411在半圆弧形道轨4120、4130上往返移动，传动杆42连续调节着发球角度；第二台步进电机12经扇形齿轮121、与可转动插板式控制器31上的传动齿杆314啮合驱动水平传动杆3121从而推动转动轴312转动，带动转动轴两端连接的扇形插板311转动，其下侧插板311插入漏斗3内、而上侧扇形插板311移出漏斗3，漏斗内的毽球落入两扇形插板311之间，当扇形齿轮121转过扇形弧长后、扇形齿轮121和传动齿杆314啮合暂停，水平传动杆3121在拉簧313作用下带动水平传动杆3121及转动轴312转动、从而使上侧扇型插板311插入漏斗内、下侧扇形插板311移出漏斗3，夹在两扇形插板311之间的毽球落下、经漏斗下口落入蜗牛式壳体2内的发球器111内，发球器111在第一台变频电动机11的驱动作用下产生的离心力使毽球从发球器111大径端移动到发球器111的小径端被控制开关1113控制，当发球器111小径端转动到蜗牛式壳体2出球口22上侧的矩形孔24时，被第二台步进电机12轴上的击发器122触碰到控制开关1113上的滑动杆11137端部的半圆形帽111372，滑动杆11137滑动并拉动拉绳11135带动圆弧形传动杆11132转动从而也带动三块弧形可转动片11131转动打开控制开关1113，毽球脱离发球器111经蜗牛式壳体2出球口22飞向训练员场区，控制开关1113在圆弧形传动杆11132一端弹簧11134和滑动杆11137一端弹簧111371作用下恢复原位，控制下一个毽球。如果对训练员某个动作进行训练，可将该装置设定在道轨4120、4130上某个位置，再用传动杆42上的调节孔调节即可。

Claims (4)

1.机器人毽球发球装置，其特征在于：它由电机、蜗牛式壳体、漏斗、支撑架、槽轮及道轨组成，所述的电机有三台，第一台电机为变频电动机，粘接在蜗牛式壳体上，该变频电动机的轴垂直插入蜗牛式壳体内、轴端焊接着发球器；第二台电机为步进电机，粘接在蜗牛式壳体上侧，该步进电机的轴上有扇形齿轮和击发器；第三台电机为变频电动机，该电机与支撑架粘接，粘接在支撑架下端；蜗牛式壳体与漏斗粘接；漏斗及第一台电机经支撑轴与支撑架连接；所述的支撑架下端有三个经轴承连接的槽轮，槽轮经轴承与支撑架连接，第一个槽轮和第三台电机共轴并且和第二个槽轮在一条半圆弧形道轨上滚动，第三个槽轮在另一条半圆弧形道轨上滚动，第三个槽轮上有偏心轴经传动杆和蜗牛式壳体出球口一面的小轴连接，传动杆上有调节孔；两条半圆弧形道轨的圆心同心。

2.根据权利要求1所述的机器人毽球发球装置，其特征在于：所述的蜗牛式壳体出球口的一面有小轴，出球口的左侧面有小圆孔、右侧面有大圆孔、上侧面有矩形孔和带孔支撑腿。

3.根据权利要求1所述的机器人毽球发球装置，其特征在于：所述的漏斗为牛角式、其上设置着可转动插板式控制器和带孔支腿，可转动插板式控制器由两块平行扇形插板、一个转动轴、一个拉簧及一个传动齿杆组成，一块扇形插板在上侧、一端和转动轴的一端固定粘接，另一个插板在下侧、一端和转动轴的另一端固定粘接，转动轴两端有支腿活动支撑，转轴中间有一垂直固定粘接的水平传动杆，水平传动杆一端与拉簧一端连接，拉簧另一端连接在漏斗壁上，水平传动杆另一端经微型轴与传动齿杆活动连接。

4.根据权利要求1所述的机器人毽球发球装置，其特征在于：所述的发球器为异径管状，发球器大径端为球缺状，两球缺开口圆心相对；发球器小径端有控制开关，该开关有三块弧形可转动片经微型轴沿发球器外壁等距离设置，三块弧形可转动片一端插入发球器壁内，另一端在壁外并经圆弧形传动杆活动连接，圆弧形传动杆两端经带孔支腿连接在发球器上、其中一端套着弹簧，另一端与拉绳一端连接。