CN107596666A - 一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机 - Google Patents

Abstract

一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，主要含有羽毛球整理机构、输送机构、发球机构以及推杆；其中羽毛球整理机构包括整理器圆筒、平底转盘和第三电机；输送机构包括推球装置、输球长筒、负压管、三角架式传动链机构、空气压缩机和传感器；发球机构包括动力机构和控制机构，其中动力机构包括羽毛球拍、击球复位弹簧、击球复位弹簧导向管和击球电磁铁，控制机构包括球拍基座、第一电机、第二电机、小齿轮、楔形凸块和纵向移动块。该发球机具有羽毛球整理功能，无须人工进行整理；其羽毛球拍具有三个自由度，容易实现力度、角度和轨迹的复杂变化；总之该发球机功能齐全，可模仿羽毛球运动中取球、推球、击球等复杂多变的运动形式。

Description

一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机

技术领域

本发明涉及一种能广泛应用的羽毛球发球机，特别涉及一种带有羽毛球整理功能的三角架式羽毛球发球机。

背景技术

羽毛球是一种喜闻乐见的大众化运动，经常参加能促使体内的脂肪消耗，加快新陈代谢使身体处于更加健康的状态。运动中的最大问题是难以找到合适的对手，对手水平低则技艺难以提高，运动量也有限；高水平的陪练通常价格不菲，运动时间也难以保障。基于此，市场上出现了几种羽毛球发球机，基本实现了羽毛球的发球功能，重复同一动作也比较理想，有利于对某一动作和步伐进行强化训练。调查后发现，公开的专利和市售产品的最大问题在于功能不足，虽具有发球的功能，但是需要人工进行捡球，换言之目前的产品并未攻克羽毛球整理的问题。其次，羽毛球运动的最大乐趣除了增强运动量外，还在于发球的复杂变化。众所周知，高水平的羽毛球对决堪称一场视觉盛宴，而现有的羽毛球发球机最大的问题在于功能少，很少能实现高远球、勾对角小球、边线球、滚网球、搓球、平抽球等变化，即发球机基本面向初学者，对于具有一定基础的羽毛球爱好者则功能有限。现有羽毛球发球机还有一个问题是很少能实现折叠和移动，这不利于发球机的运输。

中国专利CN 202920941U公开了一种智能羽毛球发球机，该专利在理论上能够实羽毛球的发球，也能实现简单的转速调整、仰角和远近的控制。缺点也很明显：无法实现羽毛球的整理功能，羽毛球运动的最大变化在于手腕和球拍的变化，而该发球机构是通过电磁力进行弹射的，能实现的变化有限。

中国专利CN 104784913U公开了一种羽毛球自动发球机，该专利的优点用羽毛球球拍发球，一次装满后可以完成多次的羽毛球练习。不足之处在于羽毛球筒中压入的羽毛球较多时在击打时难以分离，可能会出现同时击打两个羽毛球的现象；其次，羽毛球拍难以进行角度调整，驱动电机固定在底板上，那么也就锁定了羽毛球拍的位置，要实现竖直方向、小角度转动比较困难。显而易见，该羽毛球自动发球机没有整理羽毛球功能，也不适合具有一定水平的羽毛球运动爱好者。

中国专利CN 201220308890.9U公开了一种羽毛球发球机的发球机构，该专利的结构比较简单是通过左右两个发球盘的旋转实现羽毛球头部挤压发球的。由于发球是通过两个电压控制，所以在机构上容易实现。缺点是难以实现羽毛球在发球过程中的多变，这是羽毛球运动最为关键的技术。通过对羽毛球的挤压进行发球，可能会损坏羽毛球的羽毛。

基于现有羽毛球发球机的不足，开发具有羽毛球在竖直方向、纵向和转动的三个运动自由度的发球机，较好地模拟高水平运动员的发球，享受更多的羽毛球运动乐趣。

发明内容

本发明旨在针对现有羽毛球发球机和供球系统的不足，提出一种带有羽毛球整理功能的三角架式多功能发球机，使其不仅可以消除现有羽毛球发球机结构简单但功能不全、结构复杂却没有实现羽毛球整理功能的缺陷，尤为关键的是没有实现模仿羽毛球运动中复杂多变的发球等技术环节。

本发明的技术方案如下：

一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，包括输送机构、发球机构、第一支撑板和第二支撑板，其特征在于：该羽毛球发球机还设有羽毛球整理装置，该羽毛球整理装置布置在第一支撑板上，其包括整理圆筒、平底转盘和第三电机；平底转盘设置在整理圆筒内部的中心位置，并与第三电机的输出轴连接；平底转盘的最大外径小于整理圆筒的最小内径，在平底转盘的外圆周上均布有若干个半圆形缺口，该缺口的外径略大于羽毛球的最大外径；在整理圆筒靠近输送机构的一侧设有拱形缺口，拱形缺口的外径与半圆形缺口的外径相同。

上述技术方案中，所述输送机构包括推球装置、输球长筒、负压管、三角架式传动链机构、空气压缩机和传感器；所述三角式传动链机构包括三角式传动链、主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮和第四电机；在三角式传动链上设有多个输球短筒，主动链轮、第一从动链轮和第二从动链轮分别设置在三角式传动链的三个角，主动链轮由第四电机驱动；低压管一端连接空气压缩机，另一端深入到输球短筒且在靠近端口处设有密封盖；输球长筒与拱形缺口的下端相连通；所述传感器设置在输球长筒的尾端。

本发明的另一特征是：所述推球装置包括出球推杆、出球复位弹簧、出球电磁铁及出球导向筒；三角式传动链靠近整理圆筒的一侧设有支撑架，推球装置设置在支撑架的顶端，出球导向筒与支撑架相对且两者之间相隔三角式传动链，出球复位弹簧一端与出球推杆相连，另一端与出球电磁铁连接。

本发明的又一技术特征在于：所述的发球机构包括动力机构和控制机构，动力机构包括羽毛球拍、击球复位弹簧、击球复位弹簧导向管和击球电磁铁；击球复位弹簧一端固定在复位弹簧导向管的内部，击球复位弹簧另一端固定羽毛球拍；控制机构包括球拍基座、第一电机、第二电机、小齿轮、楔形凸块和纵向移动块；所述小齿轮安装在第二电机上；羽毛球拍布置在球拍基座上表面的凹槽中；第一电机设置在纵向移动块的中心位置，其输出轴与球拍基座连接；在纵向移动块的两侧设有燕尾槽，并在靠近第二电机的一侧设有与所述小齿轮啮合的齿条；所述楔形凸块设置在第一支撑板的下部，与纵向移动块上的燕尾槽配合。

本发明的技术特征还在于：所述羽毛球发球机还包括推杆、小车车轮、以及用于实现折叠功能的第一剪叉和第二剪叉；第一剪叉和第二剪叉通过滑槽和铰链设置在第一支撑板和第二支撑板之间。

本发明相比现有技术，具有以下优点及有益效果：①具有羽毛球整理功能，避免了必须人工进行羽毛球的整理；②羽毛球拍具有三个自由度，容易实现力度、角度和轨迹的复杂变化；③取球、传动、推球、击球的动作单独控制，特别是三角式传动链的转动受羽毛球的触发，避免了没有羽毛球而链传动继续运动导致输球短筒的空置循环。④可实现折叠方便地进行运输。

总之，本发明可以消除现有羽毛球发球机结构简单但功能不全、结构复杂却没有实现羽毛球整理功能的缺陷，能够有效地模仿羽毛球运动中复杂多变技术环节。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是羽毛球整理机构和传输机构俯视图。

图3是羽毛球整理器的结构图。

图4是羽毛球整理器侧视图。

图5是羽毛球传输机构侧视图。

图6是包含密封的羽毛球传输机构侧视图。

图7是发球机构的总体结构。

图8是推球的原理图。

图9是与第一支撑板相配合的移动块结构图。

图10是发球系统及支撑架的简图。

图11是球拍基座的剖面图。

图12是小车的结构图。

图中：1-推杆；2-整理器圆筒；3-输球短筒；4-支撑架；5-出球导向筒；6-输球长筒；7-羽毛球；8-羽毛球拍；9-控制器；10-第一链轮；11-低压管；12-空气压缩机；13-第一电机；14-楔形凸块；15-第一剪叉；16-车轮锁止机构；17-小车车轮；18-第一滑槽；19-小齿轮；20-第二电机；21-第二剪叉；22-第二链轮；23-电源；24-支撑杆；25-推球装置；26- 球拍基座；27-第一缺口；28-平底转盘；29-三角式传动链；30-力传感器；31-密封盖；32- 第三链轮；33-出球推杆；34-出球复位弹簧；35-出球电磁铁；36-击球复位弹簧；37-击球复位弹簧导向管；38-击球电磁铁；39-第二滑槽；40-锁止螺杆；41-锁止螺母；42-第三电机； 43-第二缺口；44-第四电机；45-第一支撑板；46-第二支撑板；47-纵向移动块；48-燕尾槽； 49-齿条。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理及具体实施方式做进一步说明。

图1为本发明的总体结构图，本发明提供的一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，其包括输送机构、发球机构、第一支撑板、第二支撑板和羽毛球整理装置；羽毛球整理装置布置在第一支撑板45上，且由3个支撑杆24固定；该羽毛球整理装置包括整理圆筒2、平底转盘28和第三电机42；平底转盘28设置在整理圆筒2内部的中心位置，并与第三电机42的输出轴连接；平底转盘28的最大外径小于整理圆筒2的最小内径，在平底转盘的外圆周上均布有若干个半圆形缺口43，该缺口的外径略大于羽毛球的最大外径；在整理圆筒2靠近输送机构的一侧设有拱形缺口27，拱形缺口的外径与半圆形缺口43的外径相同。在第三电机42的驱动下，多个散乱的羽毛球7在平底转盘28中借助离心力排列整齐并从平底转盘上的均匀分布的半圆形缺口43处进入靠近输送机构一侧的拱形缺口27内，在进入入输球长筒6(如图3所示)。从图1中可见，所述羽毛球发球机设有推杆1、小车车轮17、第一剪叉15 和第二剪叉21；第一剪叉15和第二剪叉21通过滑槽和铰链设置在第一支撑板和第二支撑板之间。第一支撑板45和第二支撑板46之间的第一剪叉15、第二剪叉21不仅可以决定羽毛球击球点的垂向位置，还可起折叠的作用。

图2是羽毛球整理系统和传输机构实施例的俯视图，本发明的输送机构包括推球装置25、输球长筒6、负压管11、三角架式传动链机构、空气压缩机12和传感器30；所述三角式传动链机构包括三角式传动链29、主动链轮22、第一从动链轮10、第二从动链轮32和第四电机44；在三角式传动链29上设有多个输球短筒3，主动链轮、第一从动链轮和第二从动链轮分别设置在三角式传动链的三个角，主动链轮22由第四电机44驱动；低压管11一端连接空气压缩机12，另一端深入到输球短筒3且在靠近端口处设有密封盖31；输球长筒6与拱形缺口27的下端相连通；所述传感器设置在输球长筒的尾端。

所述推球装置包括出球推杆33、出球复位弹簧34、出球电磁铁35及出球导向筒5；三角式传动链29靠近整理圆筒2的一侧设有支撑架4，推球装置25设置在支撑架4的顶端，出球导向筒5与支撑架4相对且两者之间相隔三角式传动链29，出球复位弹簧34一端与出球推杆(33)相连，另一端与出球电磁铁35相连。

从图2可以看出控制器9和电源23居于整理器圆筒2的两侧，整理器圆筒2通过输球长筒6与三角式传动链29相连，在三角架传动链上均布有尺寸完全相同的输球短筒3；三角式传动链29由支撑架4固定，支撑架4置于整理器圆筒2和三角式传动链29之间，支持架4 下部中空用以布置输出长筒6；三角式传动链29在远离整理器圆筒2的一侧设有空气压缩机12、小齿轮19、第二电机20、球拍基座26，且空气压缩机12和小齿轮19呈对称状布置；当整理器圆筒的拱形缺口27与平底转盘上均布的半圆形缺口43配合时，羽毛球才可以进入输球长筒6，然后通过三角式输送链进入推球机构，在出球推杆33的作用下从输球短筒3推出，由于输球导向筒5的作用，羽毛球7将从羽毛球拍8的正上方落下。

图3和图4是羽毛球整理装置一个实施例，平底转盘28上均布了10个半径略大于羽毛球最大外径的半圆形缺口43，整理圆筒靠近输球长筒6的一侧设有拱形缺口27，该缺口外径也是略大于羽毛球的最大外径；平底转盘28由第三电机42驱动，可以产生相对于整理器圆筒2的转动；平底转盘28转动产生的离心力可使羽毛球7保持统一的姿态，平底转盘每转过 36°可将一个羽毛球送入输球长筒6中，输球长筒6靠近三角式传动链29一侧的末端设有力传感器30，三角式传动链的转动受羽毛球7的触发，避免了羽毛球7未被装入输球短筒3而发生误转动。

图5和图6是羽毛球传输机构的侧视图，压缩机12产生的负压经低压管11作用于羽毛球，为了实现羽毛球7被低压顺利抓取，还需要设置一个密封盖31以构成一个近似的封闭体；压缩机12受布置在输球长筒6末端力传感器30的控制，羽毛球7只要触发力传感器30，则低压立即消失，三角式传动链29才开始转动，三角式传动链将移动一定距离，大小为输球短筒3的外径。

图7和图8分别是发球机构的结构示意图，所述的发球机构包括动力机构和控制机构，动力机构包括羽毛球拍8、击球复位弹簧36、击球复位弹簧导向管37和击球电磁铁38；击球复位弹簧37一端固定在复位弹簧导向管37的内部，击球复位弹簧37另一端固定羽毛球拍8。发球机构通过击球复位弹簧36、击球复位电磁铁产生的力传递给羽毛球拍8，最终将羽毛球7击出。羽毛球7在传输中的动力为空气压缩机12产生的负压。

控制机构包括球拍基座26、第一电机13、第二电机20、小齿轮19、楔形凸块14和纵向移动块47；所述小齿轮19安装在第二电机20上；羽毛球拍8布置在球拍基座26上表面的凹槽中；第一电机13设置在纵向移动块47中心位置，出球导向筒5与支撑架4相对且两者之间相隔三角式传动链29；在纵向移动块47的两侧设有燕尾槽48，并在靠近第二电机20的一侧设有与所述小齿轮(19)啮合的齿条49。所述楔形凸块14设置在第一支撑板45的下部，与纵向移动块上的燕尾槽48配合。

楔形凸块14、小齿轮19、第二电机20和纵向移动块47决定击球点在纵向的位置；第一电机13、球拍基座26决定击球点的角度；第一支撑板45和第二支撑板46之间的第一剪叉15和第二剪叉21决定击球点在垂向的位置；因此，本发明可以实现羽毛球在三个自由度运动的控制。

图9是第一支撑板45下方的纵向移动块47结构。纵向移动块47的中心设置有第一电机 13，此外，还设有与小齿轮19配合的齿条49；在纵向移动块47的两侧还设有燕尾槽48，以与楔形凸块14配合。显然，当第二电机20旋转时，则动力经小齿轮19后驱使移动块47相对第一支撑板45运动，楔形凸块14的导向可以保证羽毛球拍8在纵向能够自由移动。

图10是发球机构的总体图，图11是球拍基座26的半剖图，可以看出羽毛球拍8完成扣球抑或高远球是不会与支撑架4干涉，即使球拍基座26在第一电机13的作用下发生一个小角度转动也不会发生干涉；小齿轮19、第二电机20、楔形凸块14将约束球拍基座26沿齿条49所在的方向移动；当击球电磁铁38通电时吸附击球复位弹簧36，当击球电磁铁38断电后由于弹簧的释放产生力将传递给羽毛球拍8，瞬间将把羽毛球7击出。

图12是发球车的结构图，可以看出小车的位置高度由第一剪叉15、第二剪叉21控制，剪叉的运动受第一滑槽18、第二滑槽39约束，小车的高度保持主要通过剪叉的锁止螺杆40 和锁止螺母41完成，实现羽毛球在竖直方向的击球点控制。

Claims (5)

1.一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，包括输送机构、发球机构、第一支撑板和第二支撑板，其特征在于：该羽毛球发球机还设有羽毛球整理装置，该羽毛球整理装置布置在第一支撑板(45)上，其包括整理圆筒(2)、平底转盘(28)和第三电机(42)；平底转盘(28)设置在整理圆筒(2)内部的中心位置，并与第三电机(42)的输出轴连接；平底转盘(28)的最大外径小于整理圆筒(2)的最小内径，在平底转盘的外圆周上均布有若干个半圆形缺口(43)，该缺口的外径略大于羽毛球的最大外径；在整理圆筒(2)靠近输送机构的一侧设有拱形缺口(27)，拱形缺口的外径与半圆形缺口(43)的外径相同。

2.如权利要求1所述的一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，其特征在于：所述输送机构包括推球装置(25)、输球长筒(6)、负压管(11)、三角架式传动链机构、空气压缩机(12)和力传感器(30)；所述三角式传动链机构包括三角式传动链(29)、主动链轮(22)、第一从动链轮(10)、第二从动链轮(32)和第四电机(44)；在三角式传动链(29)上设有多个输球短筒(3)，主动链轮、第一从动链轮和第二从动链轮分别设置在三角式传动链的三个角，主动链轮(22)由第四电机(44)驱动；低压管(11)一端连接空气压缩机(12)，另一端深入到输球短筒(3)且在靠近端口处设有密封盖(31)；输球长筒(6)与拱形缺口(27)的下端相连通；所述传感器(30)设置在输球长筒的尾端。

3.根据权利要求2的一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，其特征在于：所述推球装置包括出球推杆(33)、出球复位弹簧(34)、出球电磁铁(35)及出球导向筒(5)；三角式传动链(29)靠近整理圆筒(2)的一侧设有支撑架(4)，推球装置(25)设置在支撑架(4)的顶端，出球导向筒(5)与支撑架(4)相对且两者之间相隔三角式传动链(29)，出球复位弹簧(34)一端与出球推杆(33)相连，另一端与出球电磁铁(35)相连。

4.根据权利要求1、2或3的一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，其特征在于：所述的发球机构包括动力机构和控制机构，动力机构包括羽毛球拍(8)、击球复位弹簧(36)、击球复位弹簧导向管(37)和击球电磁铁(38)；击球复位弹簧(37)一端固定在复位弹簧导向管(37)的内部，击球复位弹簧(37)另一端固定羽毛球拍(8)；

控制机构包括球拍基座(26)、第一电机(13)、第二电机(20)、小齿轮(19)、楔形凸块(14)和纵向移动块(47)；所述小齿轮(19)安装在第二电机(20)上；羽毛球拍(8)布置在球拍基座(26)上表面的凹槽中；第一电机(13)设置在纵向移动块(47)的中心位置，其输出轴与球拍基座(26)连接；在纵向移动块(47)的两侧设有燕尾槽(48)，并在靠近第二电机(20)的一侧设有与所述小齿轮(19)啮合的齿条(49)；

所述楔形凸块(14)设置在第一支撑板(45)的下部，与纵向移动块上的燕尾槽(48)配合。

5.根据权利要求4所述的一种带有整理功能的三角架式羽毛球发球机，其特征在于：所述羽毛球发球机还包括推杆(1)、小车车轮(17)、以及用于实现折叠功能的第一剪叉(15)和第二剪叉(21)；第一剪叉(15)和第二剪叉(21)通过滑槽和铰链设置在第一支撑板和第二支撑板之间。