CN109276871B - 一种智能网球发球机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能网球发球机器人，包括旋转发球部件、送球部件、升降部件、机动部件、4个固定部件、网球篮，所述4个固定部件分别固定在机动部件下方的前后两端，所述机动部件上方设有升降部件，所述送球部件位于升降部件上方，且送球部件一侧上方设有网球篮，所述送球部件的另一侧设有旋转发球部件；本发明设计安全可靠，多球路多模式发球，场内灵活机动及固定切换，发球稳定性高，发球频率可控，空间任意发球角度及场内任意落点，本发明功能部件可根据需求更换，使用范围广，推广价值高。

Description

一种智能网球发球机器人

技术领域

本发明涉及一种智能网球发球机器人，属于智能机器人技术领域。

背景技术

网球作为一项优美而激烈的体育运动盛行于全世界，不仅网球爱好群体日益壮大，且对网球训练技术的要求也越来越高，然而训练用智能机器人却少之又少，大众化智能训练场所更是少之又少，高质量的网球训练任由教练人员完成，效率、成本也相应升高。设计一种稳定性高，适应多场地、多球路的智能网球发球机器人可解决此现状。

发明内容

本发明目的是提供一种智能网球发球机器人，代替人工及传统发球机进行训练工作，降低训练成本提高训练效率。

本发明按以下技术方案实现： 一种智能网球发球机器人，包括旋转发球部件、送球部件、升降部件、机动部件、4个固定部件、网球篮；

所述4个固定部件分别固定在机动部件下方的前后两端，所述机动部件上方设有升降部件，所述送球部件位于升降部件上方，且送球部件一侧上方设有网球篮，所述送球部件的另一侧设有旋转发球部件。

所述旋转发球部件包括发球平台、两个发球轮、两个发球轮调速电机、两根发球轮限位轴、发球轮支撑板、成像传感器、两根旋转限位轴、旋转控制盘、旋转动力舵机；

所述发球平台安装在升降部件上方，所述两个发球轮呈上、下排列，所述两根发球轮限位轴上分别设有轴承，所述两个发球轮分别安装在两根发球轮限位轴的轴承上，且两根发球轮限位轴上的轴承的两端分别设有限位垫圈，所述两根发球轮限位轴的一端分别安装发球轮调速电机，且两个发球轮调速电机的两根转轴分别穿过轴承两侧限位垫圈的上、下两端，两根发球轮限位轴分别与两个发球轮调速电机的内芯连接，两根发球轮限位轴的两端分别穿过支撑板、旋转控制盘的上、下两端，且两根发球轮限位轴穿过支撑板的上、下两端处分别用螺母固定，所述两根旋转限位轴的一端分别穿过支撑板中部、旋转控制盘的中部，两根旋转限位轴的另一端分别穿过发球平台，且两根旋转限位轴的另一端穿过发球平台处分别用螺母固定，所述旋转控制盘的一侧盘边上设有不完全齿，所述旋转动力舵机安装在发球平台下方，且旋转动力舵机的齿轮与旋转控制盘的不完全齿啮合，所述成像传感器安装在发球平台上，所述发球平台的两侧壁上分别设有滑槽。

所述送球部件包括输送管Ⅰ、输送管Ⅱ、涵道、封门、涵道风扇、伸缩管、输送管Ⅲ、频率控制器、电机、调速电机；

所述输送管Ⅰ通过支架倾斜固定在发球平台上，所述输送管Ⅰ的底部位于旋转发球部件的两个发球轮中间，所述输送管Ⅰ的顶部位于涵道出口下方，所述涵道包括涵道风扇和涵道通道，所述涵道通道内设有设有筛管，所述涵道通道的一端为出口，且出口处设有封门，所述封门的顶部与涵道通道出口的顶部连接，所述涵道通道的顶部开有孔，孔上方设有涵道风扇，所述涵道风扇包括中心轴、一片以上的扇叶、固定盘，所述固定盘固定在涵道通道上方，所述中心轴与一片以上的扇叶的一端固定连接，所述一片以上的扇叶位于固定盘内，所述调速电机通过支架固定在涵道通道顶部的孔上方，调速电机的输出轴通过联轴器与中心轴连接，所述涵道通道的另一端与输送管Ⅱ的一端连通，所述输送管Ⅱ通过支架固定在发球平台上方，输送管Ⅱ的另一端与伸缩管的顶端连通，伸缩管的底端与输送管Ⅲ的一端连通，输送管Ⅲ的另一端位于频率控制器下方，输送管Ⅲ位于发球平台后方，所述频率控制器包括转盘，所述转盘固定在输送管Ⅲ上方、网球篮下方，所述转盘上设有一个以上的漏球孔，所述转盘底部与传动轴的一端固定连接，所述传动轴的另一端安装带齿轮Ⅰ，所述电机通过支架固定在频率控制器下方，所述电机的输出轴上设有带齿轮Ⅱ，所述带齿轮Ⅱ通过皮带与带齿轮Ⅰ连接。

所述升降部件包括上底板、旋转支承板、一根以上的伸缩支撑杆、两根支撑杆Ⅰ、两根支撑杆Ⅱ、两根支撑杆Ⅲ、两根支撑杆Ⅳ、4个滑轮、2个连接件、两根伸缩杆、两根连接杆、减速电机、齿轮；

所述上底板位于旋转发球部件的发球平台下方，所述上底板的两侧壁上分别设有滑槽，所述两个连接件的一端分别安装滑轮，所述两个连接件分别位于上底板上两侧，且所述两个连接件一端的滑轮分别位于上底板的两侧壁的滑槽内，在滑槽内运动，所述两个连接件的另一端分别与两根支撑杆Ⅱ的一端连接，两根支撑杆Ⅱ的另一端分别与两根支撑杆Ⅳ的一端连接，所述两根支撑杆Ⅳ的另一端分别安装滑轮，且两根支撑杆Ⅳ的另一端的滑轮分别安装在旋转发球部件的发球平台两侧壁的滑槽内，在滑槽内滑动，所述两根支撑杆Ⅰ的一端分别连接在上底板上，两根支撑杆Ⅰ的另一端分别与两根支撑杆Ⅲ的一端连接，两根支撑杆Ⅲ的另一端分别与旋转发球部件的发球平台的两端连接，所述两根支撑杆Ⅱ的中部分别与两根支撑杆Ⅰ的中部连接，所述两根支撑杆Ⅲ的中部分别与两根支撑杆Ⅳ的中部连接，且两根支撑杆Ⅳ之间、两根支撑杆Ⅰ之间分别设有连接杆，两根支撑杆Ⅳ之间的连接杆的两端分别设有连接架，两根伸缩杆的底部分别与两个连接件连接，两根伸缩杆的顶部分别与两根支撑杆Ⅳ之间的连接杆两端的连接架连接，所述一根以上的伸缩支撑杆安装在上底板下方，一根以上的伸缩支撑杆的一端分别安装在旋转支承板的两端，一根以上的伸缩支撑杆的另一端分别与上底板的底部连接，所述旋转支承板安装机动部件上，且旋转支承板中部开有空心圆，空心圆上设有齿，所述减速电机安装在机动部件上，且减速电机的输出轴上安装齿轮，所述齿轮与旋转支承板中部空心圆的齿啮合。

所述机动部件包括下底板、两个支撑架、两个转向动力舵机、两个前轮支撑架、两根前轮限位轴、两个前轮、两个后轮、两个后轮调速电机、后轮限位轴、两个后轮限位螺栓、电路板、电池组；

所述下底板顶面的中部设有空心圆凸台，所述升降部件的旋转支承板中部的空心圆安装在下底板的空心圆凸台上，所述升降部件的减速电机通过支架安装在空心圆凸台内，所述下底板的前端两侧分别固定有前轮支撑架，所述两个前轮支撑架分别位于下底板下方，且两个前轮支撑架的顶部分别设有轴，所述下底板的前端两侧分别安装转向动力舵机，两个转向动力舵机分别位于两个前轮支撑架）的上方，所述两个前轮支撑架顶部的轴分别穿过下底板与转向动力舵机的转子连接，所述两根前轮限位轴分别穿过前轮支撑架，且两根前轮限位轴上分别安装前轮，所述下底板底部后端的两侧分别固定有支撑架，所述后轮限位轴的两端分别穿过两侧的支撑架，且后轮限位轴的两端分别安装后轮调速电机，所述两个后轮分别安装在两端的后轮调速电机的输出轴上，且分别用后轮限位螺栓将两个后轮固定，所述下底板的底部设有电路板，所述电路板一侧设有电池组，所述电池组通过支架固定在下底板底部，所述电路板包括控制系统，所述两个转向动力舵机、两个后轮调速电机分别通过导线与控制系统连接。

所述4个固定部件结构相同，每个固定部件包括旋转支撑架、后支撑杆、支撑杠杆、前支撑杆、支脚、前支撑伸缩杆、后支撑伸缩杆、舵机；

所述旋转支撑架安装在机动部件的下底板上，且所述旋转支撑架与下底板底部之间设有舵机，所述舵机与旋转支撑架的顶部连接，后支撑伸缩杆的一端通过轴与旋转支撑架连接，后支撑伸缩杆的另一端通过轴与支撑杠杆连接，所述支撑杠杆通过后支撑杆与旋转支撑架连接，所述前支撑杆的一端通过轴与支撑杠杆的前端连接，支脚的顶端与前支撑杆的另一端连接，支脚的底部位于地面上，所述前支撑伸缩杆的一端通过轴与支撑杠杆连接，前支撑伸缩杆的另一端通过轴与前支撑杆的另一端连接。

所述旋转发球部件的两个发球轮调速电机、成像传感器、旋转动力舵机、送球部件的电机、调速电机分别通过导线与机动部件的控制系统连接，所述送球部件的调速电机还通过导线与机动部件的电池组连接，所述两个发球轮调速电机还通过导线分别与机动部件的电池组连接，所述升降部件的一根以上的伸缩支撑杆、两根伸缩杆、减速电机分别与机动部件的电池组连接，且升降部件的一根以上的伸缩支撑杆、两根伸缩杆、减速电机分别通过导线与机动部件的控制系统连接，所述4个固定部件的前支撑伸缩杆、后支撑伸缩杆、舵机分别通过导线与机动部件的控制系统连接。

所述网球篮底部倾斜。

本发明的工作原理如下：

外部控制设备下达启动命令给控制系统，由控制系统分析自身结构完整并分析旋转发球部件的成像传感器扫描所处球场位置的信息，控制系统的机动控制部分进行差速分析和转向分析的同时开始给两个后轮调速电机供电完成行进过程；当机器人入场到达预定位置，成像传感器扫描场地位置经控制系统处理后由机动控制系统通过控制两个后轮调速电机校正机身，校正结束后机动系统中断两个后轮调速电机的供电，并开始给机身两侧的4个固定部件的舵机供电并发送信号，机身两侧的固定部件对称控制，前后独立控制，前后的旋转支撑架39在舵机的控制下各向侧边旋转30-60度，随后前支撑伸缩杆和后支撑伸缩杆接收控制系统的信号伸缩控制支脚的形态同时固定于地面使机器人车身稳定，机动控制系统维持在当前状态；机器人依据网球训练需求处理分析生成电信号控制各部分机构；车身固定后，控制系统激活上半身控制，向升降部件发送旋转信号，升降部件的减速电机接收信号并带动齿轮转动，齿轮带动旋转支承板转动，从而可使机器人按所需发球水平角度旋转，同时控制系统控制升降部件的一根以上的伸缩支撑杆、两根伸缩杆运动，从而调节升降平台高度，控制系统通过电信号控制网球篮下方的频率控制器电机的旋转和旋转速率，电机带动带齿轮Ⅱ转动，带齿轮Ⅱ通过皮带带动带齿轮Ⅰ转动，从而带动频率控制器旋转；网球沿着有坡度的球篮滚入频率控制器的漏球孔内，旋转的频率控制器带动网球进入输送管Ⅲ；发球平台顶部的涵道风扇由电池供电并按一定速率旋转，由于涵道出口的封门，在由输送管Ⅲ到涵道出口处形成压强差，进入输送管Ⅲ的网球在压强差驱动下，沿管道运动至封门并将其撞开，随后顺势沿输送管Ⅰ滚向发球轮，封门因弹性和压强差再次封闭；发球平台下方的旋转动力舵机经控制系统控制旋转角度，旋转动力舵机的齿轮与旋转控制盘上的不完全齿轮啮合，控制两个发球轮竖直方向上的相对角度，从而控制竖直方向上的发球角度；发球轮一侧的发球轮调速电机由电池供电、控制系统控制速度，网球经输送管Ⅰ滚出受上下两发球轮的摩擦和挤压而射出，此时，机器人完成一次网球发射。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明设计安全可靠，多球路多模式发球。

（2）本发明场内灵活机动及固定切换，发球稳定性高。

（3）本发明发球频率可控，空间任意发球角度及场内任意落点。

（4）本发明功能部件可根据需求更换，使用范围广，推广价值高。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明旋转发球部件的结构示意图；

图3为本发明旋转发球部件的发球轮调速电机的连接结构示意图；

图4为本发明送球部件的结构示意图；

图5为本发明送球部件的的输送管道的连接结构示意图；

图6为本发明频率控制器的连接结构示意图；

图7为本发明频率控制器的零件图；

图8为本发明升降部件的结构示意图；

图9为本发明升降部件的连接结构示意图；

图10为本发明升降部件与旋转发球部件的连接示意图；

图11为本发明机动部件的结构示意图；

图12为本发明固定部件的结构示意图；

图中各标号：1-旋转发球部件、2-送球部件、3-升降部件、4-漏球孔、5-机动部件、6-固定部件、7-网球篮、8-上底板、9-下底板、10- 、11-发球平台、12-发球轮、13-发球轮调速电机、14-发球轮限位轴、15-发球轮支撑板、16-成像传感器、17-旋转限位轴、18-旋转控制盘、19-旋转动力舵机、20-输送管Ⅰ、21-封门、22-涵道、23-涵道风扇、24-伸缩管、25-输送管Ⅲ、26-频率控制器、27-旋转支承板、28-伸缩支撑杆、29-支撑杆Ⅰ、30-、31-转向动力舵机、32-前轮支撑架、33-前轮限位轴、34-前轮、35-后轮、36-后轮调速电机、37-后轮限位轴、38-后轮限位螺栓、39-旋转支撑架、40-后支撑杆、41-支撑杠杆、42-前支撑杆、43-支脚、44-前支撑伸缩杆、45-后支撑伸缩杆、46-轴承、47-限位垫圈、48-转轴、49-电机、50-筛管、51-涵道通道、52-中心轴、53-扇叶、54-固定盘、55-输送管Ⅱ、56-转盘、57-传动轴、58-带齿轮Ⅰ、59-带齿轮Ⅱ、60-支撑杆Ⅱ、61-支撑杆Ⅲ、62-支撑杆Ⅳ、63-滑轮、64-连接件、65-伸缩杆、66-连接杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1~12所示，本智能网球发球机器人，包括旋转发球部件1、送球部件2、升降部件3、机动部件5、4个固定部件6、网球篮7；

所述4个固定部件6分别固定在机动部件5下方的前后两端，所述机动部件5上方设有升降部件3，所述送球部件2位于升降部件3上方，且送球部件2一侧上方设有网球篮7，所述送球部件2的另一侧设有旋转发球部件1。

所述旋转发球部件1包括发球平台11、两个发球轮12、两个发球轮调速电机13、两根发球轮限位轴14、发球轮支撑板15、成像传感器16、两根旋转限位轴17、旋转控制盘18、旋转动力舵机19；

所述发球平台11安装在升降部件3上方，所述两个发球轮12呈上、下排列，所述两根发球轮限位轴14上分别设有轴承46，所述两个发球轮12分别安装在两根发球轮限位轴14的轴承46上，且两根发球轮限位轴14上的轴承46的两端分别设有限位垫圈47，所述两根发球轮限位轴14的一端分别安装发球轮调速电机13，且两个发球轮调速电机13的两根转轴48分别穿过轴承46两侧限位垫圈47的上、下两端，两根发球轮限位轴14分别与两个发球轮调速电机13的内芯连接，两根发球轮限位轴14的两端分别穿过支撑板15、旋转控制盘18的上、下两端，且两根发球轮限位轴14穿过支撑板15的上、下两端处分别用螺母固定，所述两根旋转限位轴17的一端分别穿过支撑板15中部、旋转控制盘18的中部，两根旋转限位轴17的另一端分别穿过发球平台11，且两根旋转限位轴17的另一端穿过发球平台11处分别用螺母固定，所述旋转控制盘18的一侧盘边上设有不完全齿，所述旋转动力舵机19安装在发球平台11下方，且旋转动力舵机19的齿轮与旋转控制盘18的不完全齿啮合，所述成像传感器16安装在发球平台11上，所述发球平台11的两侧壁上分别设有滑槽。

所述送球部件2包括输送管Ⅰ20、输送管Ⅱ55、涵道22、封门21、涵道风扇23、伸缩管24、输送管Ⅲ25、频率控制器26、电机49、调速电机；

所述输送管Ⅰ20通过支架倾斜固定在发球平台11上，所述输送管Ⅰ20的底部位于旋转发球部件1的两个发球轮12中间，所述输送管Ⅰ20的顶部位于涵道22出口下方，所述涵道22包括涵道风扇23和涵道通道51，所述涵道通道51内设有设有筛管50，所述涵道通道51的一端为出口，且出口处设有封门21，所述封门21的顶部与涵道通道51出口的顶部连接，所述涵道通道51的顶部开有孔，孔上方设有涵道风扇23，所述涵道风扇23包括中心轴52、四片扇叶53、固定盘54，所述固定盘54固定在涵道通道51上方，所述中心轴52与四片扇叶53的一端固定连接，所述四片扇叶53位于固定盘54内，所述调速电机通过支架固定在涵道通道51顶部的孔上方，调速电机的输出轴通过联轴器与中心轴52连接，所述涵道通道51的另一端与输送管Ⅱ55的一端连通，所述输送管Ⅱ55通过支架固定在发球平台11上方，输送管Ⅱ55的另一端与伸缩管24的顶端连通，伸缩管24的底端与输送管Ⅲ25的一端连通，输送管Ⅲ25的另一端位于频率控制器26下方，输送管Ⅲ25位于发球平台11后方，所述频率控制器26包括转盘56，所述转盘56固定在输送管Ⅲ25上方、网球篮7下方，所述转盘56上设有四个漏球孔4，所述转盘56底部与传动轴57的一端固定连接，所述传动轴57的另一端安装带齿轮Ⅰ58，所述电机49通过支架固定在频率控制器26下方，所述电机49的输出轴上设有带齿轮Ⅱ59，所述带齿轮Ⅱ59通过皮带10与带齿轮Ⅰ58连接。

所述升降部件3包括上底板8、旋转支承板27、3根伸缩支撑杆28、两根支撑杆Ⅰ29、两根支撑杆Ⅱ60、两根支撑杆Ⅲ61、两根支撑杆Ⅳ62、4个滑轮63、2个连接件64、两根伸缩杆65、两根连接杆66、减速电机、齿轮；

所述上底板8位于旋转发球部件1的发球平台11下方，所述上底板8的两侧壁上分别设有滑槽，所述两个连接件64的一端分别安装滑轮63，所述两个连接件64分别位于上底板8上两侧，且所述两个连接件64一端的滑轮63分别位于上底板8的两侧壁的滑槽内，在滑槽内运动，所述两个连接件64的另一端分别与两根支撑杆Ⅱ60的一端连接，两根支撑杆Ⅱ60的另一端分别与两根支撑杆Ⅳ62的一端连接，所述两根支撑杆Ⅳ62的另一端分别安装滑轮63，且两根支撑杆Ⅳ62的另一端的滑轮63分别安装在旋转发球部件1的发球平台11两侧壁的滑槽内，在滑槽内滑动，所述两根支撑杆Ⅰ29的一端分别连接在上底板8上，两根支撑杆Ⅰ29的另一端分别与两根支撑杆Ⅲ61的一端连接，两根支撑杆Ⅲ61的另一端分别与旋转发球部件1的发球平台11的两端连接，所述两根支撑杆Ⅱ60的中部分别与两根支撑杆Ⅰ29的中部连接，所述两根支撑杆Ⅲ61的中部分别与两根支撑杆Ⅳ62的中部连接，且两根支撑杆Ⅳ62之间、两根支撑杆Ⅰ29之间分别设有连接杆66，两根支撑杆Ⅳ62之间的连接杆66的两端分别设有连接架，两根伸缩杆65的底部分别与两个连接件64连接，两根伸缩杆65的顶部分别与两根支撑杆Ⅳ62之间的连接杆66两端的连接架连接，所述3根伸缩支撑杆28安装在上底板8下方，3根伸缩支撑杆28的一端分别安装在旋转支承板27的两端，3根伸缩支撑杆28的另一端分别与上底板8的底部连接，所述旋转支承板27安装机动部件5上，且旋转支承板27中部开有空心圆，空心圆上设有齿，所述减速电机安装在机动部件5上，且减速电机的输出轴上安装齿轮，所述齿轮与旋转支承板27中部空心圆的齿啮合。

所述机动部件5包括下底板9、两个支撑架30、两个转向动力舵机31、两个前轮支撑架32、两根前轮限位轴33、两个前轮34、两个后轮35、两个后轮调速电机36、后轮限位轴37、两个后轮限位螺栓38、电路板、电池组；

所述下底板9顶面的中部设有空心圆凸台，所述升降部件3的旋转支承板27中部的空心圆安装在下底板9的空心圆凸台上，所述升降部件3的减速电机通过支架安装在空心圆凸台内，所述下底板9的前端两侧分别固定有前轮支撑架32，所述两个前轮支撑架32分别位于下底板9下方，且两个前轮支撑架32的顶部分别设有轴，所述下底板9的前端两侧分别安装转向动力舵机31，两个转向动力舵机31分别位于两个前轮支撑架32的上方，所述两个前轮支撑架32顶部的轴分别穿过下底板9与转向动力舵机31的转子连接，所述两根前轮限位轴33分别穿过前轮支撑架32，且两根前轮限位轴33上分别安装前轮34，所述下底板9底部后端的两侧分别固定有支撑架30，所述后轮限位轴37的两端分别穿过两侧的支撑架30，且后轮限位轴37的两端分别安装后轮调速电机36，所述两个后轮35分别安装在两端的后轮调速电机36的输出轴上，且分别用后轮限位螺栓38将两个后轮35固定，所述下底板9的底部设有电路板，所述电路板一侧设有电池组，所述电池组通过支架固定在下底板9底部，所述电路板包括控制系统，所述两个转向动力舵机31、两个后轮调速电机36分别通过导线与控制系统连接。

所述4个固定部件6结构相同，每个固定部件6包括旋转支撑架39、后支撑杆40、支撑杠杆41、前支撑杆42、支脚43、前支撑伸缩杆44、后支撑伸缩杆45、舵机；

所述旋转支撑架39安装在机动部件5的下底板9上，且所述旋转支撑架39与下底板9底部之间设有舵机，所述舵机与旋转支撑架39的顶部连接，后支撑伸缩杆45的一端通过轴与旋转支撑架39连接，后支撑伸缩杆45的另一端通过轴与支撑杠杆41连接，所述支撑杠杆41通过后支撑杆40与旋转支撑架39连接，所述前支撑杆42的一端通过轴与支撑杠杆41的前端连接，支脚43的顶端与前支撑杆42的另一端连接，支脚43的底部位于地面上，所述前支撑伸缩杆44的一端通过轴与支撑杠杆41连接，前支撑伸缩杆44的另一端通过轴与前支撑杆42的另一端连接。

所述旋转发球部件1的两个发球轮调速电机13、成像传感器16、旋转动力舵机19、送球部件2的电机49、调速电机分别通过导线与机动部件5的控制系统连接，所述送球部件2的调速电机还通过导线与机动部件5的电池组连接，所述两个发球轮调速电机13还通过导线分别与机动部件5的电池组连接，所述升降部件3的一根以上的伸缩支撑杆28、两根伸缩杆65、减速电机分别与机动部件5的电池组连接，且升降部件3的3根伸缩支撑杆28、两根伸缩杆65、减速电机分别通过导线与机动部件5的控制系统连接，所述4个固定部件6的前支撑伸缩杆44、后支撑伸缩杆45、舵机分别通过导线与机动部件5的控制系统连接。

所述网球篮7底部倾斜。

本实施例的工作过程如下：

外部控制设备下达启动命令给控制系统，由控制系统分析自身结构完整并分析旋转发球部件1的成像传感器16扫描所处球场位置的信息，控制系统的机动控制部分进行差速分析和转向分析的同时开始给两个后轮调速电机36供电完成行进过程；当机器人入场到达预定位置，成像传感器16扫描场地位置经控制系统处理后由机动控制系统通过控制两个后轮调速电机36校正机身，校正结束后机动系统中断两个后轮调速电机36的供电，并开始给机身两侧的4个固定部件6的舵机供电并发送信号，机身两侧的固定部件6对称控制，前后独立控制，前后的旋转支撑架39在舵机的控制下各向侧边旋转30-60度，随后前支撑伸缩杆44和后支撑伸缩杆45接收控制系统的信号伸缩控制支脚43的形态同时固定于地面使机器人车身稳定，机动控制系统维持在当前状态；机器人依据网球训练需求处理分析生成电信号控制各部分机构；车身固定后，控制系统激活上半身控制，向升降部件3发送旋转信号，升降部件3的减速电机接收信号并带动齿轮转动，齿轮带动旋转支承板27转动，从而可使机器人按所需发球水平角度旋转，同时控制系统控制升降部件3的一根以上的伸缩支撑杆28、两根伸缩杆65运动，从而调节升降平台高度，控制系统通过电信号控制网球篮7下方的频率控制器26电机49的旋转和旋转速率，电机49带动带齿轮Ⅱ59转动，带齿轮Ⅱ59通过皮带10带动带齿轮Ⅰ58转动，从而带动频率控制器26旋转；网球沿着有坡度的球篮滚入频率控制器26的漏球孔4内，旋转的频率控制器26带动网球进入输送管Ⅲ25；发球平台11顶部的涵道风扇23由电池供电并按一定速率旋转，由于涵道出口的封门21，在由输送管Ⅲ25到涵道出口处形成压强差，进入输送管Ⅲ25的网球在压强差驱动下，沿管道运动至封门21并将其撞开，随后顺势沿输送管Ⅰ20滚向发球轮12，封门21因弹性和压强差再次封闭；发球平台下方的旋转动力舵机19经控制系统控制旋转角度，旋转动力舵机19的齿轮与旋转控制盘18上的不完全齿轮啮合，控制两个发球轮12竖直方向上的相对角度，从而控制竖直方向上的发球角度；发球轮一侧的发球轮调速电机由电池供电、控制系统控制速度，网球经输送管Ⅰ20滚出受上下两发球轮12的摩擦和挤压而射出，此时，机器人完成一次网球发射。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种智能网球发球机器人，其特征在于，包括旋转发球部件（1）、送球部件（2）、升降部件（3）、机动部件（5）、4个固定部件（6）、网球篮（7）；

所述4个固定部件（6）分别固定在机动部件（5）下方的前后两端，所述机动部件（5）上方设有升降部件（3），所述送球部件（2）位于升降部件（3）上方，且送球部件（2）一侧上方设有网球篮（7），所述送球部件（2）的另一侧设有旋转发球部件（1）；

所述旋转发球部件（1）包括发球平台（11）、两个发球轮（12）、两个发球轮调速电机（13）、两根发球轮限位轴（14）、发球轮支撑板（15）、成像传感器（16）、两根旋转限位轴（17）、旋转控制盘（18）、旋转动力舵机（19）；

所述发球平台（11）安装在升降部件（3）上方，所述两个发球轮（12）呈上、下排列，所述两根发球轮限位轴（14）上分别设有轴承（46），所述两个发球轮（12）分别安装在两根发球轮限位轴（14）的轴承（46）上，且两根发球轮限位轴（14）上的轴承（46）的两端分别设有限位垫圈（47），所述两根发球轮限位轴（14）的一端分别安装发球轮调速电机（13），且两个发球轮调速电机（13）的两根转轴（48）分别穿过轴承（46）两侧限位垫圈（47）的上、下两端，两根发球轮限位轴（14）分别与两个发球轮调速电机（13）的内芯连接，两根发球轮限位轴（14）的两端分别穿过支撑板（15）、旋转控制盘（18）的上、下两端，且两根发球轮限位轴（14）穿过支撑板（15）的上、下两端处分别用螺母固定，所述两根旋转限位轴（17）的一端分别穿过支撑板（15）中部、旋转控制盘（18）的中部，两根旋转限位轴（17）的另一端分别穿过发球平台（11），且两根旋转限位轴（17）的另一端穿过发球平台（11）处分别用螺母固定，所述旋转控制盘（18）的一侧盘边上设有不完全齿，所述旋转动力舵机（19）安装在发球平台（11）下方，且旋转动力舵机（19）的齿轮与旋转控制盘（18）的不完全齿啮合，所述成像传感器（16）安装在发球平台（11）上，所述发球平台（11）的两侧壁上分别设有滑槽；

所述送球部件（2）包括输送管Ⅰ（20）、输送管Ⅱ（55）、涵道（22）、封门（21）、涵道风扇（23）、伸缩管（24）、输送管Ⅲ（25）、频率控制器（26）、电机（49）、调速电机；

所述输送管Ⅰ（20）通过支架倾斜固定在发球平台（11）上，所述输送管Ⅰ（20）的底部位于旋转发球部件（1）的两个发球轮（12）中间，所述输送管Ⅰ（20）的顶部位于涵道（22）出口下方，所述涵道（22）包括涵道风扇（23）和涵道通道（51），所述涵道通道（51）内设有筛管（50），所述涵道通道（51）的一端为出口，且出口处设有封门（21），所述封门（21）的顶部与涵道通道（51）出口的顶部连接，所述涵道通道（51）的顶部开有孔，孔上方设有涵道风扇（23），所述涵道风扇（23）包括中心轴（52）、一片以上的扇叶（53）、固定盘（54），所述固定盘（54）固定在涵道通道（51）上方，所述中心轴（52）与一片以上的扇叶（53）的一端固定连接，所述一片以上的扇叶（53）位于固定盘（54）内，所述调速电机通过支架固定在涵道通道（51）顶部的孔上方，调速电机的输出轴通过联轴器与中心轴（52）连接，所述涵道通道（51）的另一端与输送管Ⅱ（55）的一端连通，所述输送管Ⅱ（55）通过支架固定在发球平台（11）上方，输送管Ⅱ（55）的另一端与伸缩管（24）的顶端连通，伸缩管（24）的底端与输送管Ⅲ（25）的一端连通，输送管Ⅲ（25）的另一端位于频率控制器（26）下方，输送管Ⅲ（25）位于发球平台（11）后方，所述频率控制器（26）包括转盘（56），所述转盘（56）固定在输送管Ⅲ（25）上方、网球篮（7）下方，所述转盘（56）上设有一个以上的漏球孔（4），所述转盘（56）底部与传动轴（57）的一端固定连接，所述传动轴（57）的另一端安装带齿轮Ⅰ（58），所述电机（49）通过支架固定在频率控制器（26）下方，所述电机（49）的输出轴上设有带齿轮Ⅱ（59），所述带齿轮Ⅱ（59）通过皮带（10）与带齿轮Ⅰ（58）连接。

2.根据权利要求1所述的智能网球发球机器人，其特征在于：所述升降部件（3）包括上底板（8）、旋转支承板（27）、一根以上的伸缩支撑杆（28）、两根支撑杆Ⅰ（29）、两根支撑杆Ⅱ（60）、两根支撑杆Ⅲ（61）、两根支撑杆Ⅳ（62）、4个滑轮（63）、2个连接件（64）、两根伸缩杆（65）、两根连接杆（66）、减速电机、齿轮；

所述上底板（8）位于旋转发球部件（1）的发球平台（11）下方，所述上底板（8）的两侧壁上分别设有滑槽，所述两个连接件（64）的一端分别安装滑轮（63），所述两个连接件（64）分别位于上底板（8）上两侧，且所述两个连接件（64）一端的滑轮（63）分别位于上底板（8）的两侧壁的滑槽内，在滑槽内运动，所述两个连接件（64）的另一端分别与两根支撑杆Ⅱ（60）的一端连接，两根支撑杆Ⅱ（60）的另一端分别与两根支撑杆Ⅳ（62）的一端连接，所述两根支撑杆Ⅳ（62）的另一端分别安装滑轮（63），且两根支撑杆Ⅳ（62）的另一端的滑轮（63）分别安装在旋转发球部件（1）的发球平台（11）两侧壁的滑槽内，在滑槽内滑动，所述两根支撑杆Ⅰ（29）的一端分别连接在上底板（8）上，两根支撑杆Ⅰ（29）的另一端分别与两根支撑杆Ⅲ（61）的一端连接，两根支撑杆Ⅲ（61）的另一端分别与旋转发球部件（1）的发球平台（11）的两端连接，所述两根支撑杆Ⅱ（60）的中部分别与两根支撑杆Ⅰ（29）的中部连接，所述两根支撑杆Ⅲ（61）的中部分别与两根支撑杆Ⅳ（62）的中部连接，且两根支撑杆Ⅳ（62）之间、两根支撑杆Ⅰ（29）之间分别设有连接杆（66），两根支撑杆Ⅳ（62）之间的连接杆（66）的两端分别设有连接架，两根伸缩杆（65）的底部分别与两个连接件（64）连接，两根伸缩杆（65）的顶部分别与两根支撑杆Ⅳ（62）之间的连接杆（66）两端的连接架连接，所述一根以上的伸缩支撑杆（28）安装在上底板（8）下方，一根以上的伸缩支撑杆（28）的一端分别安装在旋转支承板（27）的两端，一根以上的伸缩支撑杆（28）的另一端分别与上底板（8）的底部连接，所述旋转支承板（27）安装机动部件（5）上，且旋转支承板（27）中部开有空心圆，空心圆上设有齿，所述减速电机安装在机动部件（5）上，且减速电机的输出轴上安装齿轮，所述齿轮与旋转支承板（27）中部空心圆的齿啮合。

3.根据权利要求1所述的智能网球发球机器人，其特征在于：所述机动部件（5）包括下底板（9）、两个支撑架（30）、两个转向动力舵机（31）、两个前轮支撑架（32）、两根前轮限位轴（33）、两个前轮（34）、两个后轮（35）、两个后轮调速电机（36）、后轮限位轴（37）、两个后轮限位螺栓（38）、电路板、电池组；

所述下底板（9）顶面的中部设有空心圆凸台，所述升降部件（3）的旋转支承板（27）中部的空心圆安装在下底板（9）的空心圆凸台上，所述升降部件（3）的减速电机通过支架安装在空心圆凸台内，所述下底板（9）的前端两侧分别固定有前轮支撑架（32），所述两个前轮支撑架（32）分别位于下底板（9）下方，且两个前轮支撑架（32）的顶部分别设有轴，所述下底板（9）的前端两侧分别安装转向动力舵机（31），两个转向动力舵机（31）分别位于两个前轮支撑架（32）的上方，所述两个前轮支撑架（32）顶部的轴分别穿过下底板（9）与转向动力舵机（31）的转子连接，所述两根前轮限位轴（33）分别穿过前轮支撑架（32），且两根前轮限位轴（33）上分别安装前轮（34），所述下底板（9）底部后端的两侧分别固定有支撑架（30），所述后轮限位轴（37）的两端分别穿过两侧的支撑架（30），且后轮限位轴（37）的两端分别安装后轮调速电机（36），所述两个后轮（35）分别安装在两端的后轮调速电机（36）的输出轴上，且分别用后轮限位螺栓（38）将两个后轮（35）固定，所述下底板（9）的底部设有电路板，所述电路板一侧设有电池组，所述电池组通过支架固定在下底板（9）底部，所述电路板包括控制系统，所述两个转向动力舵机（31）、两个后轮调速电机（36）分别通过导线与控制系统连接。

4.根据权利要求1所述的智能网球发球机器人，其特征在于：所述4个固定部件（6）结构相同，每个固定部件（6）包括旋转支撑架（39）、后支撑杆（40）、支撑杠杆（41）、前支撑杆（42）、支脚（43）、前支撑伸缩杆（44）、后支撑伸缩杆（45）、舵机；

所述旋转支撑架（39）安装在机动部件（5）的下底板（9）上，且所述旋转支撑架（39）与下底板（9）底部之间设有舵机，所述舵机与旋转支撑架（39）的顶部连接，后支撑伸缩杆（45）的一端通过轴与旋转支撑架（39）连接，后支撑伸缩杆（45）的另一端通过轴与支撑杠杆（41）连接，所述支撑杠杆（41）通过后支撑杆（40）与旋转支撑架（39）连接，所述前支撑杆（42）的一端通过轴与支撑杠杆（41）的前端连接，支脚（43）的顶端与前支撑杆（42）的另一端连接，支脚（43）的底部位于地面上，所述前支撑伸缩杆（44）的一端通过轴与支撑杠杆（41）连接，前支撑伸缩杆（44）的另一端通过轴与前支撑杆（42）的另一端连接。

5.根据权利要求1所述的智能网球发球机器人，其特征在于：所述旋转发球部件（1）的两个发球轮调速电机（13）、成像传感器（16）、旋转动力舵机（19）、送球部件（2）的电机（49）、调速电机分别通过导线与机动部件（5）的控制系统连接，所述送球部件（2）的调速电机还通过导线与机动部件（5）的电池组连接，所述两个发球轮调速电机（13）还通过导线分别与机动部件（5）的电池组连接，所述升降部件（3）的一根以上的伸缩支撑杆（28）、两根伸缩杆（65）、减速电机分别与机动部件（5）的电池组连接，且升降部件（3）的一根以上的伸缩支撑杆（28）、两根伸缩杆（65）、减速电机分别通过导线与机动部件（5）的控制系统连接，所述4个固定部件（6）的前支撑伸缩杆（44）、后支撑伸缩杆（45）、舵机分别通过导线与机动部件（5）的控制系统连接。

6.根据权利要求1所述的智能网球发球机器人，其特征在于：所述网球篮（7）底部倾斜。