一种网球发球装置
技术领域
本发明属于网球运动器材技术领域,具体的说是一种网球发球装置。
背景技术
在网球运动训练中,由教练员连续喂球,运动员连续回球是网球训练中最常用的方法,这种方法不仅消耗教练员大量的体力,而且对球速、球的运动轨迹也无法跟踪,难以对发球的精确性、稳定性做出科学的判定。网球发球机作为一种训练辅助设备,可以连续地、稳定地、精确地向运动员发球,以达到科学、精确训练的目的。
现有技术的网球发球机其发球原理为摩擦轮发球,摩擦轮发球机采用双轮反向旋转挤压摩擦出球的原理发球。存在的问题是,由于该发球机传动装置复杂,且发球平台水平方向的摆动与垂直方向的仰角不易调整;同时摩擦轮在发球间隔时间内持续工作,整机效率低;摩擦轮发球的发球距离和初速由于摩擦轮间压力和与球面间的滚动摩擦力的相关性较差,不易调节,难以精确控制初始速度及初始方位。此外,高水平运动员的发球初速可以达到40m/s,一般摩擦轮发球机发球初速难以达到要求。
现有技术中也出现了一些网球发射器,如申请号为2016111582522的一项中国专利公开了一种智能网球发球装置,包括发球机、ARM微处理器、测速器、摄像头、遥控器及橡皮带;该发明采用遥控器与ARM微处理器构成本发明的操控系统,采用发球机作为执行装置,其中,采用直线电机实现复位,并通过滑块与出球口的距离设定初始速度,采用转动电机及升降电机设定初始方位,有效控制发球的初始状态,便于教练员对运动员实施科学训练。
该技术方案,调节方便、准确率高且训练效果好。但是该技术方案中装置结构较为复杂,操作不易,网球发球角度调节效率也有待进一步提高,使得该方案受到限制。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明提出了一种网球发球装置,其结构简单,操作方便并能够解决网球发球初速不够和发球角度调节效率低的问题,提高网球发球的随机性和网球训练的训练效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种网球发球装置,包括发球机和控制器,所述控制器安装在发球机外侧,控制器用于控制装置自动运行;所述发球机包括壳体、发球弹射装置、升降单元和进球通道,所述壳体上端为斜面,壳体一侧设有进球通道,升降单元位于壳体内部;所述进球通道倾斜设置,进球通道中较低的一端与伸缩缸的端头接触;所述升降单元包括伸缩缸和重力传感器,升降单元用于将进球通道中的网球推出壳体;所述重力传感器位于伸缩缸的端头处;所述伸缩缸的端头截面呈弧形,伸缩缸的端头能够伸出壳体的上端面;所述发球弹射装置位于壳体的上端面上,发球弹射装置包括橡胶片、支柱、吸盘、一号连杆、二号连杆、转盘和电机,所述橡胶片通过两个支架固定安装在壳体上端面上,橡胶片正对着待发射的网球;所述吸盘位于橡胶片远离网球的一侧,吸盘固接着一号连杆的一端;所述一号连杆另一端与二号连杆一端铰接,一号连杆滑动安装在支柱上;所述支柱固定安装在壳体上端面上;所述二号连杆另一端铰接在转盘上;所述转盘一侧安装有电机;所述电机用于驱动转盘转动。工作时,将网球发球装置移动到发球位置,将网球放入进球通道内,网球从进球通道滚动到伸缩缸的端头上,伸缩缸端头安装的重力感应器感应有网球落入,重力感应器随后将信号反馈给控制器,控制器控制伸缩缸端头向上移动推动网球,将网球推出壳体后伸缩缸的端头停止移动,此时控制器控制电机转动,电机驱动转盘转动,转盘带动二号连杆随之转动,从而带动一号连杆在支柱上往复滑动,一号连杆会推动吸盘往复移动,吸盘吸附橡胶片后会随一号连杆返回,从而拉动橡胶片,橡胶片会发生弹性变形,当吸盘移动到一定位置时,吸盘的吸附力小于橡胶片的弹力,橡胶片会脱离吸盘,并在反作用力的作用下反弹,将伸缩缸推出的网球弹射出去,实现网球的发球;现有的网球发球机通过摩擦出球,发球初速难以达到要求,并且摩擦轮发球不易调节发球速度和发球力度;本技术方案中通过将进球通道倾斜设置便于网球的放入,提高发球效率;并且将伸缩缸端头截面设置为弧形,便于网球落入伸缩缸的端头内,避免推顶网球出壳体时发生偏移,提高装置的发球效率;同时利用吸盘和橡胶片,当吸盘吸附橡胶片后会随一号连杆移动,当移动到一定位置时,橡胶片的弹力会大于吸盘的吸附力,橡胶片会脱离吸盘,并在弹力的作用下将网球弹射出去,从而避免了摩擦发球效率不高,发球力度难以调节的问题,并且弹射发球能够避免发球初速不够的问题,提高训练人员网球训练的效果。
优选的,所述吸盘两侧对称安装两个雾化器,雾化器用于向吸盘喷洒雾化水滴。工作时,当一号连杆推动吸盘移动时,两侧的雾化器在控制器的控制下向吸盘喷雾化水滴,吸盘的吸附面沾附雾化水滴后,能够增强吸盘对橡胶片的吸附力,从而增大吸盘拉动橡胶片时橡胶片的弹性变形程度,进而增强橡胶片脱离吸盘后对网球的弹射力度,增加网球的飞行距离,提高训练人员网球训练的效果。
优选的,所述支架内均设有弧形板;所述弧形板两端均通过弹簧连接在支架上,弧形板凸起的一侧设有固定杆,弧形板凸起的一侧接触着固定杆端头;所述固定杆作为弧形板的支点,固定杆固定在支架侧壁上;所述橡胶片两端均固定连接有滑轴;所述滑轴滑动安装在弧形板与支架侧壁之间,滑轴均能够沿弧形板凹陷的一侧滑动,滑轴均通过弹簧连接在支架底壁上。工作时,在橡胶片脱离吸盘吸附后,橡胶片两端的滑轴在橡胶片的弹力作用下,沿弧形板凹陷的一侧向上滑动,同时橡胶片对网球进行弹射,网球发射完毕后,滑轴在弹簧的作用下,会带动橡胶片返回下方位置,通过滑轴带动橡胶片弧形滑动,调节橡胶片对网球弹射时的角度,进而改变网球的发射角度,提高网球发球的随机性,提高训练人员网球训练的效果。
优选的,所述弧形板远离滑轴一侧对称设置有两个一号气缸;所述一号气缸的端头均固接在弧形板上,一号气缸均固定安装在支架上,两个一号气缸通过不同的伸缩量控制弧形板的偏转角度。工作时,控制器通过控制两个一号气缸不同的伸缩量,带动弧形板产生不同角度的偏转,从而改变滑轴的滑动轨迹,进而改变橡胶片弹射网球的角度,进一步提高网球发球角度的调节效率,提高训练人员网球训练的效果。
优选的,所述支架上均设有调节装置,调节装置用于调节滑轴沿弧形板滑动的距离,调节装置包括挡块、丝杆和手轮,所述挡块位于弧形板与支架侧壁之间,挡块固连在丝杆底端;所述支架顶部设有螺纹槽;所述螺纹槽内旋接有丝杆;所述丝杆顶端固连着手轮。工作时,在橡胶片脱离吸盘吸附后,橡胶片两端的滑轴在橡胶片的弹力作用下,沿弧形板凹陷一侧向上滑动,同时橡胶片对网球进行弹射,通过转动手轮,从而带动相连的丝杆在螺纹槽内上下移动,丝杆带动挡块上下移动,从而能够控制滑轴向上移动的距离,进一步改变橡胶片弹射网球的角度,提高训练人员网球训练的效果。
优选的,所述橡胶片远离吸盘一侧设有挡板;所述挡板安装在二号气缸的顶部,挡板一侧设置有气囊,挡板靠近橡胶片一侧设置有刷毛;所述气囊通过挡板上设置的气孔与外界连通;所述二号气缸固定安装在壳体上端面上。工作时,通过在橡胶片远离吸盘一侧设置挡板,在一号连杆推动吸盘吸附橡胶片的过程中,吸盘接触到橡胶片后会继续推动橡胶片,使橡胶片产生弹性变形并挤压挡板,挡板能够阻挡橡胶片继续弹性变形,此时控制器会控制二号气缸带动挡板下移,从而利用挡板上设置的刷毛清理橡胶片与网球接触的表面;同时在橡胶片挤压挡板时,挡板内的气囊受挤压后气体会通过气孔排出,对刷毛进行清理。
本发明的有益效果如下:
1.本发明通过将进球通道倾斜设置便于网球的放入,提高发球效率;并且将伸缩缸端头截面设置为弧形,便于网球落入伸缩缸的端头内,避免推顶网球出壳体时发生偏移,提高装置的发球效率;同时利用吸盘和橡胶片,当吸盘吸附橡胶片后会随一号连杆移动,当移动到一定位置时,橡胶片的弹力会大于吸盘的吸附力,橡胶片会脱离吸盘,并在弹力的作用下将网球弹射出去,从而避免了摩擦发球效率不高,发球力度难以调节的问题,并且弹射发球能够避免发球初速不够的问题,提高训练人员网球训练的效果。
2.本发明通过在吸盘两侧对称设置两个雾化器向吸盘喷雾化水滴,吸盘的吸附面沾附雾化水滴后,能够增强吸盘对橡胶片的吸附力,从而增大吸盘拉动橡胶片时橡胶片的弹性变形程度,进而增强橡胶片脱离吸盘后对网球的弹射力度,增加网球的飞行距离,提高训练人员网球训练的效果。
3.本发明利用橡胶片两端的滑轴会在橡胶片的弹力作用下,沿弧形板凹陷一侧向上滑动,同时橡胶片会对网球进行弹射,网球发射完毕后,滑轴在弹簧的作用下,会带动橡胶片返回下方位置,通过滑轴带动橡胶片弧形滑动,调节橡胶片对网球弹射时的角度,进而改变网球的发射角度,提高网球发球的随机性,提高训练人员网球训练的效果。
4.本发明通过在弧形板远离滑轴的一侧对称设置两个一号气缸,控制器控制两个一号气缸不同的伸缩量,从而带动弧形板产生不同角度的偏转,改变滑轴的滑动轨迹;同时能够通过调节装置控制滑轴向上移动的距离,从而改变橡胶片弹射网球的角度,进而提高网球发球角度的调节效率,提高训练人员网球训练的效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是图2中A-A处的剖视图;
图中:壳体1、发球弹射装置2、橡胶片21、支柱22、吸盘23、一号连杆24、二号连杆25、转盘26、电机27、升降单元3、伸缩缸31、进球通道4、支架5、弧形板51、滑轴52、一号气缸53、雾化器6、调节装置7、挡块71、丝杆72、手轮73、挡板8、二号气缸9。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图3所示,本发明所述的一种网球发球装置,包括发球机和控制器,所述控制器安装在发球机外侧,控制器用于控制装置自动运行;所述发球机包括壳体1、发球弹射装置2、升降单元3和进球通道4,所述壳体1上端为斜面,壳体1一侧设有进球通道4,升降单元3位于壳体1内部;所述进球通道4倾斜设置,进球通道4中较低的一端与伸缩缸31的端头接触;所述升降单元3包括伸缩缸31和重力传感器,升降单元3用于将进球通道4中的网球推出壳体1;所述重力传感器位于伸缩缸31的端头处;所述伸缩缸31的端头截面呈弧形,伸缩缸31的端头能够伸出壳体1的上端面;所述发球弹射装置2位于壳体1的上端面上,发球弹射装置2包括橡胶片21、支柱22、吸盘23、一号连杆24、二号连杆25、转盘26和电机27,所述橡胶片21通过两个支架5固定安装在壳体1上端面上,橡胶片21正对着待发射的网球;所述吸盘23位于橡胶片21远离网球的一侧,吸盘23固接着一号连杆24的一端;所述一号连杆24另一端与二号连杆25一端铰接,一号连杆24滑动安装在支柱22上;所述支柱22固定安装在壳体1上端面上;所述二号连杆25另一端铰接在转盘26上;所述转盘26一侧安装有电机27;所述电机27用于驱动转盘26转动。工作时,将网球发球装置移动到发球位置,将网球放入进球通道4内,网球从进球通道4滚动到伸缩缸31的端头上,伸缩缸31端头安装的重力感应器感应有网球落入,重力感应器随后将信号反馈给控制器,控制器控制伸缩缸31端头向上移动推动网球,将网球推出壳体1后伸缩缸31的端头停止移动,此时控制器控制电机27转动,电机27驱动转盘26转动,转盘26带动二号连杆25随之转动,从而带动一号连杆24在支柱22上往复滑动,一号连杆24会推动吸盘23往复移动,吸盘23吸附橡胶片21后会随一号连杆24返回,从而拉动橡胶片21,橡胶片21会发生弹性变形,当吸盘23移动到一定位置时,吸盘23的吸附力小于橡胶片21的弹力,橡胶片21会脱离吸盘23,并在反作用力的作用下反弹,将伸缩缸31推出的网球弹射出去,实现网球的发球;现有的网球发球机通过摩擦出球,发球初速难以达到要求,并且摩擦轮发球不易调节发球速度和发球力度;本技术方案中通过将进球通道4倾斜设置便于网球的放入,提高发球效率;并且将伸缩缸31端头截面设置为弧形,便于网球落入伸缩缸31的端头内,避免推顶网球出壳体1时发生偏移,提高装置的发球效率;同时利用吸盘23和橡胶片21,当吸盘23吸附橡胶片21后会随一号连杆24移动,当移动到一定位置时,橡胶片21的弹力会大于吸盘23的吸附力,橡胶片21会脱离吸盘23,并在弹力的作用下将网球弹射出去,从而避免了摩擦发球效率不高,发球力度难以调节的问题,并且弹射发球能够避免发球初速不够的问题,提高训练人员网球训练的效果。
作为其中的一种实施方式,所述吸盘23两侧对称安装两个雾化器6,雾化器6用于向吸盘23喷洒雾化水滴。工作时,当一号连杆24推动吸盘23移动时,两侧的雾化器6在控制器的控制下向吸盘23喷雾化水滴,吸盘23的吸附面沾附雾化水滴后,能够增强吸盘23对橡胶片21的吸附力,从而增大吸盘23拉动橡胶片21时橡胶片21的弹性变形程度,进而增强橡胶片21脱离吸盘23后对网球的弹射力度,增加网球的飞行距离,提高训练人员网球训练的效果。
作为其中的一种实施方式,所述支架5内均设有弧形板51;所述弧形板51两端均通过弹簧连接在支架5上,弧形板51凸起的一侧设有固定杆,弧形板51凸起的一侧接触着固定杆端头;所述固定杆作为弧形板51的支点,固定杆固定在支架5侧壁上;所述橡胶片21两端均固定连接有滑轴52;所述滑轴52滑动安装在弧形板51与支架5侧壁之间,滑轴52均能够沿弧形板51凹陷的一侧滑动,滑轴52均通过弹簧连接在支架5底壁上。工作时,在橡胶片21脱离吸盘23吸附后,橡胶片21两端的滑轴52在橡胶片21的弹力作用下,沿弧形板51凹陷的一侧向上滑动,同时橡胶片21对网球进行弹射,网球发射完毕后,滑轴52在弹簧的作用下,会带动橡胶片21返回下方位置,通过滑轴52带动橡胶片21弧形滑动,调节橡胶片21对网球弹射时的角度,进而改变网球的发射角度,提高网球发球的随机性,提高训练人员网球训练的效果。
作为其中的一种实施方式,所述弧形板51远离滑轴52一侧对称设置有两个一号气缸53;所述一号气缸53的端头均固接在弧形板51上,一号气缸53均固定安装在支架5上,两个一号气缸53通过不同的伸缩量控制弧形板51的偏转角度。工作时,控制器通过控制两个一号气缸53不同的伸缩量,带动弧形板51产生不同角度的偏转,从而改变滑轴52的滑动轨迹,进而改变橡胶片21弹射网球的角度,进一步提高网球发球角度的调节效率,提高训练人员网球训练的效果。
作为其中的一种实施方式,所述支架5上均设有调节装置7,调节装置7用于调节滑轴52沿弧形板51滑动的距离,调节装置7包括挡块71、丝杆72和手轮73,所述挡块71位于弧形板51与支架5侧壁之间,挡块71固连在丝杆72底端;所述支架5顶部设有螺纹槽;所述螺纹槽内旋接有丝杆72;所述丝杆72顶端固连着手轮73。工作时,在橡胶片21脱离吸盘23吸附后,橡胶片21两端的滑轴52在橡胶片21的弹力作用下,沿弧形板51凹陷的一侧向上滑动,同时橡胶片21对网球进行弹射,通过转动手轮73,从而带动相连的丝杆72在螺纹槽内上下移动,丝杆72带动挡块71上下移动,从而能够控制滑轴52向上移动的距离,进一步改变橡胶片21弹射网球的角度,提高训练人员网球训练的效果。
作为其中的一种实施方式,所述橡胶片21远离吸盘23一侧设有挡板8;所述挡板8安装在二号气缸9的顶部,挡板8一侧设置有气囊,挡板8靠近橡胶片21一侧设置有刷毛;所述气囊通过挡板8上设置的气孔与外界连通;所述二号气缸9固定安装在壳体1上端面上。工作时,通过在橡胶片21远离吸盘23一侧设置挡板8,在一号连杆24推动吸盘23吸附橡胶片21的过程中,吸盘23接触到橡胶片21后会继续推动橡胶片21,使橡胶片21产生弹性变形并挤压挡板8,挡板8能够阻挡橡胶片21继续弹性变形,此时控制器会控制二号气缸9带动挡板8下移,从而利用挡板8上设置的刷毛清理橡胶片21与网球接触的表面;同时在橡胶片21挤压挡板8时,挡板8内的气囊受挤压后气体会通过气孔排出,对刷毛进行清理。
工作时,将网球发球装置移动到发球位置,将网球放入进球通道4内,网球从进球通道4滚动到伸缩缸31的端头上,伸缩缸31端头安装的重力感应器感应有网球落入,重力感应器随后将信号反馈给控制器,控制器控制伸缩缸31端头向上移动推动网球,将网球推出壳体1后伸缩缸31的端头停止移动,此时控制器控制电机27转动,电机27驱动转盘26转动,转盘26带动二号连杆25随之转动,从而带动一号连杆24在支柱22上往复滑动,一号连杆24会推动吸盘23往复移动,吸盘23吸附橡胶片21后会随一号连杆24返回,从而拉动橡胶片21,橡胶片21会发生弹性变形,当吸盘23移动到一定位置时,吸盘23的吸附力小于橡胶片21的弹力,橡胶片21会脱离吸盘23,并在反作用力的作用下反弹,将伸缩缸31推出的网球弹射出去,实现网球的发球;现有的网球发球机通过摩擦出球,发球初速难以达到要求,并且摩擦轮发球不易调节发球速度和发球力度;本技术方案中通过将进球通道4倾斜设置便于网球的放入,提高发球效率;并且将伸缩缸31端头截面设置为弧形,便于网球落入伸缩缸31的端头内,避免推顶网球出壳体1时发生偏移,提高装置的发球效率;同时利用吸盘23和橡胶片21,当吸盘23吸附橡胶片21后会随一号连杆24移动,当移动到一定位置时,橡胶片21的弹力会大于吸盘23的吸附力,橡胶片21会脱离吸盘23,并在弹力的作用下将网球弹射出去,从而避免了摩擦发球效率不高,发球力度难以调节的问题,并且弹射发球能够避免发球初速不够的问题,提高训练人员网球训练的效果;并且通过在吸盘23两侧对称设置两个雾化器6向吸盘23喷雾化水滴,吸盘23的吸附面沾附雾化水滴后,能够增强吸盘23对橡胶片21的吸附力,从而增大吸盘23拉动橡胶片21时橡胶片21的弹性变形程度,进而增强橡胶片21脱离吸盘23后对网球的弹射力度,增加网球的飞行距离,提高训练人员网球训练的效果;同时在橡胶片21脱离吸盘23吸附后,橡胶片21两端的滑轴52在橡胶片21的弹力作用下,沿弧形板51凹陷一侧向上滑动,同时橡胶片21对网球进行弹射,网球发射完毕后,滑轴52在弹簧的作用下,带动橡胶片21返回下方位置,通过滑轴52带动橡胶片21弧形滑动,调节橡胶片21对网球弹射时的角度,进而改变网球的发射角度,提高网球发球的随机性,提高训练人员网球训练的效果;并通过在弧形板51远离滑轴52的一侧对称设置两个一号气缸53,控制器控制两个一号气缸53不同的伸缩量,从而带动弧形板51产生不同角度的偏转,改变滑轴52的滑动轨迹,进而改变橡胶片21弹射网球的角度,进一步提高网球发球角度的调节效率,提高训练人员网球训练的效果;同时能够通过转动手轮73,带动相连的丝杆72在螺纹槽内上下移动,丝杆72带动挡块71上下移动,从而能够控制滑轴52向上移动的距离,进一步改变橡胶片21弹射网球的角度,提高训练人员网球训练的效果。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。