CN109395338A - 一种智能网球接发球机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于体育智能设备领域，具体涉及一种智能网球接发球机器人，接球装置，用于收集网球；输球装置，输球装置位于接球装置底部，并与接球装置连接，将从接球装置出的网球推送至输球装置的出球口；推送装置，位于输球装置的出球口，用于将网球推送至发球装置；发球装置，将网球以不同速度及角度击发；行走装置，行走装置位于撑平台座下，能万向带动发球机器人位移。本发明具有收集效率高，击发效果好的优点，提高运动员的陪练效果。

Description

一种智能网球接发球机器人

技术领域

本发明属于体育智能设备领域，具体涉及一种智能网球接发球机器人。

背景技术

近年来，网球运动在中国迅速发展，网球人口迅速增加。网球场馆内的网球接发球机器人也日益热销。随智能时代到来，网球接发球机器人的智能化趋势日益明显，尤其以网球服务机器人在网球场上的智能陪练最为突出。

然而，在进行网球教学和训练时，往往需要使用大量网球，待球用尽需要通过人力挨个捡取，严重影响锻炼者的运动体验；同时，还需要人力陪练发球，如此陪练发球的运动强度大，体力消耗极大，且发球质量不易控制。

目前，市面上出现了一种网球陪练机器人存在如下技术问题：

一、在供球时容易出现一次提供多个网球，造成设备故障，且提供的网球的朝向不稳定，影响击发效果。

二、由于网球具有很好的弹性，网球在入接球斗时容易弹出，影响接球的效率。

三、网球输球不顺，容易卡在输球管内，导致输球效率低下。

四、供求的方向单一，不能满足网球手的高难度训练。

五、机身整体位移的灵活度不够，影响接球和发球的效率。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种智能网球接发球机器人，以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明具体提供的技术方案为：一种智能网球接发球机器人，包括支撑平台座，支撑平台座上设置有：

接球装置，用于收集网球；

输球装置，输球装置位于接球装置底部，并与接球装置连接，将从接球装置出的网球推送至输球装置的出球口；

推送装置，位于输球装置的出球口，用于将网球推送至发球装置；

发球装置，将网球以不同速度及角度击发；

行走装置，行走装置位于撑平台座下，能万向带动发球机器人位移。

接球装置进一步设置：所述接球装置包括接球斗，接球斗的接球口处分布有若干平行设置的具有弹性的限位绳；所述接球斗与输球装置是通过具有弹性的限位绳连接。

进一步，所述相邻限位绳的距离不大于网球直径，但不小于网球半径。

进一步，所述接球斗的外形为上大下小的漏斗形。

输球装置进一步设置：所述输球装置包括相互连接的第一输球管道和第二输球管道，第一输球管道和第二输球管道连接处设置有输送结构，输送结构包括用于限位网球的第一弹性片及用于推送网球的推送杆，所述推送杆与第一弹性片相互配合将网球限停及推送。

进一步，所述推送杆包括齿条，齿条与带有驱动电机的第一齿轮啮合，带动推送杆做往复运动。

进一步，所述第二输球管道出球口为斜切口，在第二输球管道的出球口处设置有限位结构，所述限位结构包括网球顶部的第二弹性片及网球腰部的限位圈，限位圈能上下活动。

进一步，所述第二弹性片能上下位移，并通过一顶紧螺母顶紧；所述限位圈通过设置于转轴上的连接片连接转动带动上下活动。

进一步，所述第一输球管道的外周面设置有开口槽。

推送装置进一步设置：所述推送装置包括漏斗、滑轨、滑座、插臂和舵机；所述滑座滑动安装于滑轨上，插臂通过舵机驱动旋转，插臂的一侧臂与滑座连接，所述漏斗与插臂对应设置。

发球装置进一步设置，所述发球装置包括活动安装于支撑平台座上支撑架及与支撑架活动连接的活动架，活动架上安装击发轮组，该击发轮组与推送装置对应设置。

进一步，所述击发轮组为三个击发轮，三个击发轮包括底部击发轮和两侧部击发轮，网球从通过三个击发轮的快速转动击发；其中每一击发轮通过单独第一电机驱动旋转。

进一步，所述支撑架与支撑平台座连接部分处设置有半齿轮，半齿轮与安装于支撑平台座上的第二齿轮啮合，第二齿轮通过第二电机驱动使支撑架左右转动。

进一步，所述活动架通过转轴活动安装于支撑架上，活动架通过第三电机驱动实现上下转动。

行走装置进一步设置，所述行走装置包括安装于支撑平台座底部的四组独立滚轮组，每组滚轮组包括滚轮，滚轮通过滚轮架安装于支撑平台座上。

进一步，所述滚轮通过第四电机驱动转动，所述滚轮架通过第五电机驱动旋转，第五电机驱动齿轮组传动带动滚轮架转动。

本发明有益效果：一、本发明接球装置通过接球斗，接球斗的接球口处分布有若干平行设置的具有弹性的限位绳，能在收集网球入接球斗的同时，防止网球由于本身弹性好“跳出”接球斗。

二、本发明输球装置通过第一输球管道和第二输球管道连接处设置的输送结构，输送结构包括用于限位网球的第一弹性片及用于推送网球的推送杆，推送杆与第一弹性片相互配合将网球限停及推送。

第二输球管道出球口，用限位结构将网球限制在出球口，并限流量和有节奏的将网球供给于推送装置的滑座内。

三、本发明推送装置，所述滑座滑动安装于滑轨上，插臂通过舵机驱动旋转，插臂的一侧臂与滑座连接，所述漏斗与插臂对应设置，推送装置具有推送网球高效准确，并且节奏稳定的特点，特征是插臂与滑座的配合，牢牢的蒋网球限位并准确的送入发球装置内。

四、本发明发球装置，活动架上安装击发轮组，该击发轮组与所述击发轮组为三个击发轮，三个击发轮包括底部击发轮和两侧部击发轮，网球从通过三个击发轮的快速转动击发；其中每一击发轮通过单独第一电机驱动旋转，三个击发轮的高速转动实现网球的击发，该结构能使网球击发力量大，并且每一击发轮都单独设置有第一电机，可以通过击发轮的速度差，实现网球的旋转击发。

再有，支撑架及与支撑架活动连接的活动架能实现上下左右的转动，实现网球任意角度击发，从而模拟真实打球场景的回击，增加运动员训练的难度并提高训练质量。

五、本发明行走装置，通过滚轮通过第四电机驱动转动，所述滚轮架通过第五电机驱动旋转，第五电机驱动齿轮组传动带动滚轮架转动，每一滚轮都能实现单独转向及旋转，从而使本发明的位移更灵活更准确。

附图说明：

图1为本发明结构示意图；图2为本发明接球装置结构示意图；图3为本发明输球装置的结构示意图；图4为本发明输球装置的限位结构示意图；图5为本发明推送装置的结构示意图；图6为本发明发球装置的结构示意图；图7为本发明行走装置结构示意图。

标号说明：

接球装置A；接球斗A1；支撑杆A2；接球口A3；限位绳A4；

输球装置B；第一输球管道B1；开口槽B12；第二输球管道B2；出球口B21；输送结构B3；第一弹性片B31；推送杆B32；齿条B33；驱动电机B34；第一齿轮B35；限位结构B4；第二弹性片B41；限位圈B42；紧螺母B43；

推送装置C；漏斗C1；滑轨C2；滑座C3；插臂C4；舵机C5；

发球装置D；支撑架D1；活动架D2；击发轮组D3；击发轮D31；第一电机D4；半齿轮D5；第二齿轮D6；第二电机D7；第三电机D8；转轴D9；

行走装置E；独立滚轮组E1；滚轮E2；滚轮架E3；第四电机E4；第五电机E5；驱动齿轮组E6；第三齿轮E61；第四齿轮E62；滚轮架E7；支撑平台座F。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明揭示的是一种智能网球接发球机器人，该网球接发球机器人包括一支撑平台座F，支撑平台座F上设置有

接球装置A，用于收集网球，并将收集的网球导入到输球装置内；

输球装置B，输球装置B位于接球装置底部，并与接球装置A连通，将从接球装置A出的网球推送至输球装置B的出球口B12；

推送装置C，位于输球装置B的出球口B12，用于将网球推送至发球装置D；

发球装置D，将网球以不同速度及角度击发；

行走装置E，行走装置位于撑平台座下，能万向带动发球机器人位移。

结合图2所示，接球装置A具体为：包括接球斗A1，接球斗A1的外形为上大下小的漏斗形，接球斗悬空于空中，通过四根支撑杆A2固定于支撑平台座F上。

接球斗A的接球口A3处分布有若干平行设置的具有弹性的限位绳A4；所述相邻限位绳A4的距离不大于网球直径，但不小于网球半径；相邻限位绳A4的距离过大网球容易“跳出”接球斗，相邻限位绳A4的距离过小网球无法收集进入接球斗A1。

再有所述接球斗A1底部的孔与输球装置B具有一定距离，并通过具有弹性的限位绳A4软性连接，解决接球斗A1在收集网球由于震动过大，与输球装置B连接脱离的技术问题。

结合图3所示，输球装置B具体为：所述输球装置B包括相互连接的第一输球管道B1和第二输球管道B2，第一输球管道B1从进球口B11到与第二输球管道B2连接处，高度逐步递减。第二输球管道B2与第一输球管道B1的连接处到输球装置B的出球口B21(即第二输球管道B2D的出球口B12) ，所述第一输球管道B1的外周面设置有开口槽B12，在方便观察网球的输送状态的同时，防止由于第一输球管道B1内外气压差，导致网球输送受阻。

结合图4所示，第一输球管道B1和第二输球管道B2连接处设置有输送结构B3，输送结构B3包括用于限位网球的第一弹性片B31及用于推送网球的推送杆B32，所述推送杆B32与第一弹性片B31相互配合将网球限停及推送。

所述推送杆B32包括齿条B33，齿条B33与带有驱动电机B34的第一齿轮B35啮合，带动推送杆B32做往复运动。

当网球从第一输球管道B1位移到与第二输球管道B2连接处，第一弹性片B31将网球限停，驱动电机B34驱动齿条B33带动推送杆B32向前位移，从而带动网球冲破第一弹性片B31限制向第二输球管道B2的出球口B21移动。

所述第二输球管道本B2出球口B21为斜切口，在第二输球管道B2的出球口B21处设置有限位结构B4，所述限位结构B4包括出球口B21的网球顶部的第二弹性片B41及网球腰部的限位圈B42，限位圈B42能上下活动。

所述第二弹性片B41能上下位移，并通过一顶紧螺母B43顶紧；所述限位圈B42通过设置于转轴上的连接片B43连接转动带动上下活动。

结合图5所示，推送装置C进一步设置：所述推送装置C包括漏斗C1、滑轨C2、滑座C3、插臂C4和舵机C5；所述滑座C3滑动安装于滑轨C2上，插臂C4通过舵机C5驱动旋转，插臂C4的一侧臂与滑座C3连接，所述漏斗C1与插臂C4对应设置,并且漏斗C1与第二输球管道B2D的出球口B12下方并对应。

结合图6所示，发球装置D进一步为：发球装置D包括活动安装于支撑平台座F上的支撑架D1及与支撑架D1活动连接的活动架D2，活动架D2上安装击发轮组D3，该击发轮组D3与推送装置C对应设置。

所述击发轮组D3为三个击发轮D31，三个击发轮D31包括底部击发轮D31和两侧部击发轮D31，网球从通过三个击发轮D31的快速转动击发；其中每一击发轮D31通过单独第一电机D4驱动旋转。

所述支撑架D1与支撑平台座F1连接部分处设置有半齿轮D5，半齿轮D5与安装于支撑平台座上的第二齿轮D6啮合，第二齿轮D6通过第二电机D7驱动使支撑架D1左右转动。

所述活动架D1通过转轴D7活动安装于支撑架D1上，活动架D1通过第三电机D8驱动实现上下转动。

结合图7所示，行走装置E进一步设置，所述行走装置E包括安装于支撑平台座F底部的四组独立滚轮组E1，每组滚轮组E1包括滚轮E2，滚轮E2通过滚轮架E3安装于支撑平台座F上。

所述滚轮E2通过第四电机E4驱动转动，所述滚轮E2架通过第五电机E5驱动旋转，第五电机E5驱动齿轮组E6传动带动滚轮架E7转动，齿轮组E6包括第三齿轮E61和第四齿轮E62相互啮合。第五电机E5用于驱动第三齿轮E61。

本实施方式具体工作过程：智能网球接发球机器人位移通过接球斗A1收集网球，网球从接球斗A1进入第一输球管道B1，网球由于重力势能进入第二输球管道B2，第一弹性片B31将网球限停，推送杆B32作预备推送，驱动电机B34通过第一齿轮B35带动齿条B33运动，从而实现推送杆B32推送网球脱离第一弹性片B31，位于出球口B21的网球在脱离第一弹性片B31网球的作用下，出球口B21的网球穿过漏斗C1进入滑座C3内（第二输球管道B2内充满若干网球，并且出球口B21的网球通过第二弹性片B41及限位圈B42限制）；

滑座C3在插臂C4的带动下，沿着滑轨C2位移将网球送入击发轮组D3内，三个击发轮D31高速旋转，网球脱离击发轮组D3击发。

击发轮组D3的左右角度：通过第二电机D7驱动第二齿轮D6，从而带动支撑架D1左右转动。

击发轮组D3的俯仰角度：通过第三电机D8驱动转轴D9带动活动架D2旋转。

再来，具有独立电机的每一击发轮D31通过转速不同，实现击发的网球的旋转方向。

滚轮E2的转向通过第五电机E5驱动第三齿轮E61，带动啮合的第四齿轮E62转动，从而带动固定滚轮E2的滚轮架E7转动，实现整车的方向选择。滚轮E2的转动通过第四电机E4驱动。

Claims (10)

1.一种智能网球接发球机器人，包括支撑平台座，其特征在于：支撑平台座上设置有：

接球装置，用于收集网球；

输球装置，输球装置位于接球装置底部，并与接球装置连接，将从接球装置出的网球推送至输球装置的出球口；

推送装置，位于输球装置的出球口，用于将网球推送至发球装置；

发球装置，将网球以不同速度及角度击发；

行走装置，行走装置位于撑平台座下，能万向带动发球机器人位移。

2.根据权利要求1所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述接球装置包括接球斗，接球斗的接球口处分布有若干平行设置的具有弹性的限位绳；所述接球斗与输球装置是通过具有弹性的限位绳连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述相邻限位绳的距离不大于网球直径，但不小于网球半径；所述接球斗的外形为上大下小的漏斗形。

4.根据权利要求1所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述输球装置包括相互连接的第一输球管道和第二输球管道，第一输球管道和第二输球管道连接处设置有输送结构，输送结构包括用于限位网球的第一弹性片及用于推送网球的推送杆，所述推送杆与第一弹性片相互配合将网球限停及推送。

5.根据权利要求4所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述推送杆包括齿条，齿条与带有驱动电机的第一齿轮啮合，带动推送杆做往复运动。

6.根据权利要求4所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述第二输球管道出球口为斜切口，在第二输球管道的出球口处设置有限位结构，所述限位结构包括网球顶部的第二弹性片及网球腰部的限位圈，限位圈能上下活动；所述第一输球管道的外周面设置有开口槽。

7.根据权利要求6所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述第二弹性片能上下位移，并通过一顶紧螺母顶紧；所述限位圈通过设置于转轴上的连接片连接转动带动上下活动。

8.根据权利要求1所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述推送装置包括漏斗、滑轨、滑座、插臂和舵机；所述滑座滑动安装于滑轨上，插臂通过舵机驱动旋转，插臂的一侧臂与滑座连接，所述漏斗与插臂对应设置。

9.根据权利要求1所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述发球装置包括活动安装于支撑平台座上支撑架及与支撑架活动连接的活动架，活动架上安装击发轮组，该击发轮组与推送装置对应设置；

所述击发轮组为三个击发轮，三个击发轮包括底部击发轮和两侧部击发轮，网球从通过三个击发轮的快速转动击发；其中每一击发轮通过单独第一电机驱动旋转；

所述支撑架与支撑平台座连接部分处设置有半齿轮，半齿轮与安装于支撑平台座上的第二齿轮啮合，第二齿轮通过第二电机驱动使支撑架左右转动；

所述活动架通过转轴活动安装于支撑架上，活动架通过第三电机驱动实现上下转动。

10.根据权利要求1所述的一种智能网球接发球机器人，其特征在于：所述行走装置包括安装于支撑平台座底部的四组独立滚轮组，每组滚轮组包括滚轮，滚轮通过滚轮架安装于支撑平台座上；所述滚轮通过第四电机驱动转动，所述滚轮架通过第五电机驱动旋转，第五电机驱动齿轮组传动带动滚轮架转动。