CN108815822A - 一种发出弧线球的网球发球机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发出弧线球的网球发球机器人,包括车体、回转装置、安装平台、发射筒组合、推送装置、填装机构及控制系统,安装平台设在回转装置的上方,发射筒组合通过回转座设置在安装平台的前上方,发射筒组合包括多个发射筒及一个中心筒,多个发射筒环形均匀布置在中心筒外部。推送装置位于发射筒组合的后侧,其包括滑轨及曲柄滑块机构,曲柄滑块机构的滑块与滑轨滑动配合,所述滑块前端设有推球座,推球座可相对于滑块旋转。填装机构设在发射筒组合的上方,其上方设有球筐。本发明结构简单,出球角度和方向调节快速,填装球快速,自动化程度高,可依次发出不同出球角度和飞行轨迹的多个弧线球,提升运动员的应变能力和训练效率。

Description

一种发出弧线球的网球发球机器人
技术领域
本发明涉及体育器材技术领域,具体涉及一种发出弧线球的网球发球机器人。
背景技术
网球运动在我国普遍受到人们的欢迎,越来越多的人喜欢打网球。进行网球训练时,除了练习发球外,需要两个配合进行练习。在一个人进行接球练习时,需要有陪练与其配合,陪练的发球水平及发球的准确度,直接决定练习者的训练效率,增加陪练还增加网球训练的成本,费时费力。在陪练发球精准度不高的情况下,导致练习者接球训练的效果大打折扣,陪练也无法实现一段时间内连续、快速、准确地发球网球,难以实现对练习者的高强度训练,也无法提升训练者反应能力。现有的网球发球训练器结构复杂、价格昂贵,但不能发出扣杀球和弧线球,也无法实现连续发球。因此,需要一种有针对性训练的网球发球器,用于网球训练。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明的目的在于提出一种发出弧线球的网球发球机器人,解决现有网球发球器结构复杂、价格昂贵、填装球复杂、自动化程度低、方向角度调节不便,以及无法发出弧线球和扣杀球等问题,以提升运动员的应变能力和训练效率。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种发出弧线球的网球发球机器人,包括车体、回转装置、安装平台、发射筒组合、推送装置、填装机构及控制系统,车体包括底盘及车架,回转装置设置在底盘的上方,其包括大齿盘及第一电机。安装平台设在回转装置的上方,通过前后相对布置的两个液压缸与大齿盘可调节相连,液压缸及第一电机均与控制系统通信连接。发射筒组合通过回转座设置在安装平台的前上方,发射筒组合包括多个发射筒及一个中心筒,多个发射筒环形均匀布置在中心筒外部。推送装置位于发射筒组合的后侧,其包括滑轨及曲柄滑块机构,曲柄滑块机构的滑块与滑轨滑动配合,所述滑块前端设有推球座,推球座可相对于滑块旋转。填装机构设在发射筒组合的上方,与固定在车架的气泵相连,填装机构的上方设有球筐。
优选地,大齿盘的底部与设置底盘上的回转座转动配合,大齿盘的中心通过转轴与底盘转动相连。所述第一电机固定在底座上,其输出端设有第一齿轮,第一齿轮与大齿盘外啮合。
优选地,多个发射筒的轴线均与中心筒的轴线平行,发射筒组合的前端外部套有与中心筒同轴的定位环,定位环的内侧与各发射筒固定相连,定位环与固定在安装平台前端的环形座滑动配合。
优选地,发射筒组合的外部设有齿轮环,齿轮环位于定位环的后侧,且与中心筒同轴。所述安装平台上设有第二电机,第二电机的输出端安装有第二齿轮,第二齿轮与齿轮环外啮合,驱动发射筒组合相对于环形座转动,第二电机与控制系统电连接。
优选地,每个发射筒内部设有三个挡块,三个挡块的前端面均为与网球相匹配的球形面。各挡块的前端面具有吸气孔,中心筒两端封闭,所有吸气孔均与中心筒内部相通,中心筒的后端通过气线与气泵相连,气泵与控制系统电连接。
优选地,填装机构包括轨道、滑动座,轨道位于发射筒的上方,轨道后侧设有气缸,气缸驱动滑动座沿轨道滑动。滑动座的前端设有驱动轴,驱动轴的前端铰接有杆体,驱动轴与杆体之间还通过电动伸缩杆相连,杆体的末端设有吸盘,吸盘与气泵相连。驱动轴上设有第三齿轮,滑动座上固定有第三电机,第三电机驱动第三齿轮转动,第三电机与控制系统电连接。
优选地,球筐固定安装在车架顶部的前侧,球筐的前侧底部安装有送球管,送球管的管壁两侧对称设有两个驱动辊,每个驱动辊均配有一个微型电机,控制系统控制两个驱动辊同步转动。
优选地,所述滑轨通过滑轨支架固定在安装平台上,滑块为L形结构,其下部套在滑轨的外部,通过连杆与曲柄相连。所述滑轨的一侧设置有齿条,滑块的内部设有涡轮蜗杆,滑块相对于滑轨运动时,齿条驱动蜗杆转动,涡轮轴的末端与推球座相连,涡轮带动推球座转动。
优选地,推球座包括板体及胶皮,板体的后侧中心与涡轮轴的末端固定相连,胶皮固定粘在板体的前侧,胶皮的前侧规则布置有若干个凸点。
优选地,所述底盘两侧分别设有两个车轮,车架的后侧固定安装有把手。
通过采用上述技术方案,本发明的有益技术效果是:本发明结构简单,出球角度和方向调节快速,填装球快速,自动化程度高,在一个发球周期内,可依次发出不同出球角度和飞行轨迹的多个网球,可发出弧线球,提升运动员的应变能力和训练效率。
附图说明
图1是本发明一种发出弧线球的网球发球机器人的结构原理示意图。
图2是图1中某一部分的结构示意图,示出的是发射筒组合及相关部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明:
结合图1和图2,一种发出弧线球的网球发球机器人,包括车体1、回转装置2、安装平台3、发射筒组合4、推送装置5、填装机构6及控制系统7,车体1包括底盘11及车架12,所述底盘11两侧分别设有两个车轮13,车架12的后侧固定安装有把手14,通过把手14推动车体1,实现车体1在场地内位置的调整。回转装置2设置在底盘11的上方,其包括大齿盘21及第一电机22,大齿盘21的底部与设置底盘11上的回转座23转动配合,大齿盘21的中心通过转轴与底盘11转动相连。所述第一电机22固定在底盘11上,其输出端设有第一齿轮24,第一齿轮24与大齿盘21外啮合。安装平台3设在回转装置2的上方,通过前后相对布置的两个液压缸31与大齿盘21可调节相连,液压缸31及第一电机22均与控制系统7通信连接,第一电机22驱动大齿盘21转动,实现发球机器人的出球方向在水平面内的调节。
发射筒组合4通过回转座23设置在安装平台3的前上方,发射筒组合4包括多个发射筒41及一个中心筒42,多个发射筒41环形均匀布置在中心筒42外部。多个发射筒41的轴线均与中心筒42的轴线平行,发射筒组合4的前端外部套有与中心筒42同轴的定位环43,定位环43的内侧与各发射筒41固定相连,定位环43与固定在安装平台3前端的环形座44滑动配合。发射筒组合4的外部设有齿轮环45,齿轮环45位于定位环43的后侧,且与中心筒42同轴。
所述安装平台3上设有第二电机46,第二电机46的输出端安装有第二齿轮47,第二齿轮47与齿轮环45外啮合,驱动发射筒组合4相对于环形座44转动,第二电机46与控制系统7电连接。每个发射筒41内部设有三个挡块48,三个挡块48的前端面均为与网球相匹配的球形面。各挡块48的前端面具有吸气孔49,中心筒42两端封闭,所有吸气孔49均与中心筒42内部相通,中心筒42的后端通过气线与气泵8相连,气泵8与控制系统7电连接。气泵8通过气线与中心筒的后端相连,中心筒的后侧设置有气线安装座,气线安装座与中心筒的后端活动密封相连,气线安装座固定在安装平台3上,发射筒41的内部设有吸附通道,吸气通道与对应的三个挡块48的吸气孔49相通,另外吸气通道与中心筒的内部相通,工作状态下,气线通过挡块48的吸气孔49吸气,放入发射筒41内的网球被吸附在三个挡块48上,当发射筒41的开口朝下时,可避免网球从发射筒41内滑出。
填装机构6设在发射筒组合4的上方,与固定在车架12的气泵8相连,填装机构6的上方设有球筐9。球筐9固定安装在车架12顶部的前侧,球筐9的前侧底部安装有送球管91,送球管91的管壁两侧对称设有两个驱动辊92,每个驱动辊92均配有一个微型电机,控制系统7控制两个驱动辊92同步转动,将进入送球管91内的网球从送球管91的下端排出。填装机构6包括轨道61、滑动座62,轨道61位于发射筒41的上方,轨道61后侧设有气缸69,气缸69驱动滑动座62沿轨道61滑动,气缸69与控制系统7电连接。滑动座62的前端设有驱动轴63,驱动轴63的前端铰接有杆体64,驱动轴63与杆体64之间还通过电动伸缩杆65相连,杆体64的末端设有吸盘66,吸盘66与气泵8相连。驱动轴63上设有第三齿轮67,滑动座62上固定有第三电机68,第三电机68通过第三齿轮67带动驱动轴63转动,第三电机68与控制系统7电连接。两个驱动辊92将网球从送球管91下端排出后,吸盘66吸住网球,第三电机68通过驱动轴63转动,使吸盘66往下翻转,同时电动伸缩杆65驱动杆体64,将吸盘66上的网球送至需要添加的发射筒41的前端,在填装网球时,各发射筒41的前端口均向上倾斜,网球放入发射筒41的前端口后,吸盘66停止吸气,网球自动滚至三个挡块48前侧,被挡块48的吸气孔49吸住,吸盘66再次运动至送球管91下端。各发射筒41填装网球均按上述过程进行填装,当六个发射筒41填装网球完毕后,通过两个液压缸31与大齿盘21调节发射筒组合4的出球方向和出球角度。
推送装置5位于发射筒组合4的后侧,其包括滑轨51及曲柄滑块机构52,曲柄滑块机构52的滑块521与滑轨51滑动配合,所述滑块521前端设有推球座53,推球座53可相对于滑块521旋转。所述滑轨51通过滑轨支架54固定在安装平台3的上方,滑块521为L形结构,其下部套在滑轨51的外部,通过连杆522与曲柄相连,曲柄转动时,通过连杆522带动滑块521相对于滑轨51前后往复滑动。所述滑轨51的一侧设置有齿条55,滑块521的内部设有涡轮蜗杆56,滑块521相对于滑轨51运动时,齿条55驱动蜗杆转动,涡轮蜗杆56的涡轮轴末端与推球座53相连,涡轮带动推球座53转动。推球座53包括板体及胶皮,板体的后侧中心与涡轮轴的末端固定相连,胶皮固定粘在板体的前侧,胶皮的前侧规则布置有若干个凸点。滑块521带动推球座53沿滑轨51向前运动时,齿条55通过涡轮蜗杆56驱动推球座53转动,推球座53进入对应位置的发射筒41内撞击该发射筒41内的网球,接触的瞬间,旋转的推球座53通过摩擦力带动网球旋转,是飞出的网球旋转实现发出弧线球的目的,击球完成后,推球座53退出上述发射筒41,第二电机46通过齿轮环45驱动发射筒组合4转过设定的角度,使下一位次的发射筒41与推球座53相对应,推球座53按照上述过程将下一位次发射筒41内的网球击发出去。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发出弧线球的网球发球机器人,包括车体、回转装置、安装平台、发射筒组合、推送装置、填装机构及控制系统,其特征在于,车体包括底盘及车架,回转装置设置在底盘的上方,其包括大齿盘及第一电机;安装平台设在回转装置的上方,通过前后相对布置的两个液压缸与大齿盘可调节相连,液压缸及第一电机均与控制系统通信连接;发射筒组合通过回转座设置在安装平台的前上方,发射筒组合包括多个发射筒及一个中心筒,多个发射筒环形均匀布置在中心筒外部;推送装置位于发射筒组合的后侧,其包括滑轨及曲柄滑块机构,曲柄滑块机构的滑块与滑轨滑动配合,所述滑块前端设有推球座,推球座可相对于滑块旋转;填装机构设在发射筒组合的上方,与固定在车架的气泵相连,填装机构的上方设有球筐。
2.根据权利要求1所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,大齿盘的底部与设置底盘上的回转座转动配合,大齿盘的中心通过转轴与底盘转动相连;所述第一电机固定在底座上,其输出端设有第一齿轮,第一齿轮与大齿盘外啮合。
3.根据权利要求1所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,多个发射筒的轴线均与中心筒的轴线平行,发射筒组合的前端外部套有与中心筒同轴的定位环,定位环的内侧与各发射筒固定相连,定位环与固定在安装平台前端的环形座滑动配合。
4.根据权利要求3所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,发射筒组合的外部设有齿轮环,齿轮环位于定位环的后侧,且与中心筒同轴;所述安装平台上设有第二电机,第二电机的输出端安装有第二齿轮,第二齿轮与齿轮环外啮合,驱动发射筒组合相对于环形座转动,第二电机与控制系统电连接。
5.根据权利要求1所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,每个发射筒内部设有三个挡块,三个挡块的前端面均为与网球相匹配的球形面;各挡块的前端面具有吸气孔,中心筒两端封闭,所有吸气孔均与中心筒内部相通,中心筒的后端通过气线与气泵相连,气泵与控制系统电连接。
6.根据权利要求1所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,填装机构包括轨道、滑动座,轨道位于发射筒的上方,轨道后侧设有气缸,气缸驱动滑动座沿轨道滑动;滑动座的前端设有驱动轴,驱动轴的前端铰接有杆体,驱动轴与杆体之间还通过电动伸缩杆相连,杆体的末端设有吸盘,吸盘与气泵相连;驱动轴上设有第三齿轮,滑动座上固定有第三电机,第三电机驱动第三齿轮转动,第三电机与控制系统电连接。
7.根据权利要求1所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,球筐固定安装在车架顶部的前侧,球筐的前侧底部安装有送球管,送球管的管壁两侧对称设有两个驱动辊,每个驱动辊均配有一个微型电机,控制系统控制两个驱动辊同步转动。
8.根据权利要求1所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,所述滑轨通过滑轨支架固定在安装平台上,滑块为L形结构,其下部套在滑轨的外部,通过连杆与曲柄相连;所述滑轨的一侧设置有齿条,滑块的内部设有涡轮蜗杆,滑块相对于滑轨运动时,齿条驱动蜗杆转动,涡轮轴的末端与推球座相连,涡轮带动推球座转动。
9.根据权利要求8所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,推球座包括板体及胶皮,板体的后侧中心与涡轮轴的末端固定相连,胶皮固定粘在板体的前侧,胶皮的前侧规则布置有若干个凸点。
10.根据权利要求1所述的一种发出弧线球的网球发球机器人,其特征在于,所述底盘两侧分别设有两个车轮,车架的后侧固定安装有把手。
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