CN108514732A - 乒乓球发球机器人 - Google Patents

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CN108514732A
CN108514732A CN201810391739.8A CN201810391739A CN108514732A CN 108514732 A CN108514732 A CN 108514732A CN 201810391739 A CN201810391739 A CN 201810391739A CN 108514732 A CN108514732 A CN 108514732A
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sphere
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张彩霞
刘天朗
周振勇
姚耀
王建华
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Beijing University of Technology
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Beijing University of Technology
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Abstract

本发明涉及乒乓球发球机器人。该机器人主要由储球机构、送球机构、俯仰横摆机构、发射机构组成。储球机构中，乒乓球进入球筐中并沿地孔进入左侧导管时，旋转拨球轴可有效拨动乒乓球，避免卡球现象发生。进入左侧导管后的乒乓球由固定在箱体内的齿轮运送至右侧导管，并由于挤压作用沿确定轨迹向上做竖直运动，最终进入发射机构。发射机构主要由上下左右均匀放置的四个独立工作的摩擦轮给与球体较大摩擦力，使乒乓球射出时获得较大初速度。可通过调节摩擦轮间转速实现旋转球(左旋、下旋等)的发射。俯仰横摆机构由一系列杆件构成，实现了发球机多角度发射的功能。

Description

乒乓球发球机器人
技术领域
本发明是一种运用于乒乓球训练场馆内的机器人，属于属于机器人结构设计领域。
背景技术
随着科技的不断发展，乒乓球运动员已经不满足于使用人力或是老式乒乓球发球机进行训练。本组主要研究自动乒乓球发球机设计及相关技术，以市面可供购买的自动发球机为基础，结合相关论文及资料，发现其缺陷及问题所在，通过设计新型摩擦轮发射机构，拨球机构等，旨在设计出一款新式乒乓球发球机器人。同时若实现了乒乓球发球智能化，不仅帮助了使用者更真实地模拟了比赛环境，还可针对不同使用者订制不同的训练内容。同时此类产品的延伸发展同样可以带动乒乓球业的发展与全民运动的热情，具有广泛的发展前景。
发明内容
新式乒乓球发球机器人是一款主要面对运动员/健身爱好者使用而设计的乒乓球发球机器人，它能够同时储存、调整工作姿态、发射乒乓球。该机器人由储球机构、送球机构、俯仰横摆机构、发射机构与底座构成。储球机构中，乒乓球进入球筐中并沿地孔进入左侧导管时，旋转拨球轴可有效拨动乒乓球，避免卡球现象发生。进入左侧导管后的乒乓球由固定在箱体内的齿轮运送至右侧导管，并由于挤压作用沿确定轨迹向上做竖直运动，最终进入发射机构。发射机构主要由上下左右均匀放置的四个独立工作的摩擦轮给与球体较大摩擦力，使乒乓球射出时获得较大初速度。可通过调节摩擦轮间转速实现旋转球(左旋、下旋等)的发射。俯仰横摆机构由一系列杆件构成，实现了发球机多角度发射的功能。
乒乓球发球机器人，其特征在于，包括储球机构(1)、送球机构(2)、俯仰机构(3)、横摆机构(4)、发射机构(5)与底座(6)；
储球机构由筐体(7)、旋转拨球(8)、与电机构成；储球机构中，乒乓球进入球筐中并沿地孔进入左侧导管时，旋转拨球轴拨动乒乓球，避免卡球现象发生；送球机构由运输齿轮(9)与齿轮轴构成，乒乓球在送球机构中同时与箱体内部导管(10)和齿轮凹槽接触包裹，限制了球体的运动轨迹；电机带动齿轮轴匀速旋转，进而带动运输齿轮的旋转，达到传递乒乓球的目的；箱体内右侧导管竖直向上延伸至横摆机构；俯仰横摆由底板(11)系列一组杆件(12)构成，并与电机相连；当机器人需要调整工作姿态时，驱动杆带动一系列杆件运动，实现发射机构沿水平方向27°，上下俯仰角度10°的角度调节；
其发射机构由四个摩擦轮轮(13)、轴(14)与电机构成并由固定箱(15)固定在导管口；四个摩擦轮中设有半径为20mm的弧面对球体进行包裹，此尺寸与我国乒乓球标准中球体表面最大半径一致；固定在导管口上下左右方向的四个摩擦轮所连接的旋转轴在四个独立工作的电机的带动下进而带动四个摩擦轮的旋转，挤压摩擦球体，使射出的乒乓球具有初速度。
通过调节电机从而改变不同摩擦轮的转速，实现旋转球左旋或下旋的发射。
新式乒乓球发球机器人设计有如下几个特点：
1.此机器人储球机构中的旋转拨球轴可有效避免卡球现象发生。
2.此机器人俯仰横摆机构可实现乒乓球多角度发射，增强实用性。
3.发射机构中的四个摩擦轮独立工作，在保证球体发射稳定性的条件下实现了乒乓球在射出时自带旋转(左旋、下旋、右上旋等)的功能。
附图说明
图1为新式乒乓球发球机器人的整体外形示意图
图2为新式乒乓球发球机器人剖视图
图3为新式乒乓球发球机器人的储球结构示意图
图4为新式乒乓球发球机器人的运输机构示意图
图5为新式乒乓球发球机器人的俯仰横摆机构示意图
图6为新式乒乓球发球机器人的发射机构示意图
具体实施方式
机器人的整体外形如图1所示，整体结构剖视图如图2所示，由储球机构(1)、送球机构(2)、俯仰机构(3)、横摆机构(4)、发射机构(5)与底座(6)构成。
储球机构由筐体(7)、旋转拨球(8)、与电机构成，如图3所示。储球机构中，乒乓球进入球筐中并沿地孔进入左侧导管时，旋转拨球轴可有效拨动乒乓球，避免卡球现象发生。送球机构主要由运输齿轮(9)与齿轮轴构成，乒乓球在送球机构中同时与箱体内部导管(10)和齿轮凹槽接触包裹，限制了球体的运动轨迹。电机带动齿轮轴匀速旋转，进而带动运输齿轮的旋转，达到传递乒乓球的目的。箱体内右侧导管竖直向上延伸至横摆机构。俯仰横摆由底板(11)系列一组杆件(12)构成，并与电机相连。当机器人需要调整工作姿态时，驱动杆带动一系列杆件运动，实现发射机构沿水平方向27°，上下俯仰角度10°的角度调节。发射机构主要由四个摩擦轮(13)、轴(14)与电机构成并由固定箱(15)固定在导管口。四个摩擦轮中设有半径为20mm的弧面对球体进行包裹，此尺寸与我国乒乓球标准中球体表面最大半径一致。四个摩擦轮所连接的旋转轴在四个独立工作的电机的带动下进而带动四个摩擦轮的旋转，挤压摩擦球体，使射出的乒乓球具有较大初速度。可通过调节电机从而改变不同摩擦轮的转速，实现旋转球(左旋、下旋等)的发射。

Claims (3)

1.乒乓球发球机器人，其特征在于，包括储球机构(1)、送球机构(2)、俯仰机构(3)、横摆机构(4)、发射机构(5)与底座(6)；
储球机构由筐体(7)、旋转拨球(8)、与电机构成；储球机构中，乒乓球进入球筐中并沿地孔进入左侧导管时，旋转拨球轴拨动乒乓球，避免卡球现象发生；送球机构由运输齿轮(9)与齿轮轴构成，乒乓球在送球机构中同时与箱体内部导管(10)和齿轮凹槽接触包裹，限制了球体的运动轨迹；电机带动齿轮轴匀速旋转，进而带动运输齿轮的旋转，达到传递乒乓球的目的；箱体内右侧导管竖直向上延伸至横摆机构；俯仰横摆由底板(11)系列一组杆件(12)构成，并与电机相连；当机器人需要调整工作姿态时，驱动杆带动一系列杆件运动，实现发射机构沿水平方向27°，上下俯仰角度10°的角度调节。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：
其发射机构由四个摩擦轮轮(13)、轴(14)与电机构成并由固定箱(15)固定在导管口；四个摩擦轮中设有半径为20mm的弧面对球体进行包裹，此尺寸与我国乒乓球标准中球体表面最大半径一致；固定在导管口上下左右方向的四个摩擦轮所连接的旋转轴在四个独立工作的电机的带动下进而带动四个摩擦轮的旋转，挤压摩擦球体，使射出的乒乓球具有初速度。
3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：
通过调节电机从而改变不同摩擦轮的转速，实现旋转球左旋或下旋的发射。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109157822A (zh) * 2018-09-17 2019-01-08 哈尔滨工业大学 便捷式乒乓球发球机

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CN205145557U (zh) * 2015-11-28 2016-04-13 许昌学院 一种网球训练弹射装置

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