KR102498644B1

KR102498644B1 - 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템

Info

Publication number: KR102498644B1
Application number: KR1020220068743A
Authority: KR
Inventors: 박종근
Original assignee: 주식회사 엔이티페이
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-02-10

Abstract

본 발명은 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 하부 호퍼(10)의 테니스 볼을 볼 공급 컨베이어(20)에 의해 상부 호퍼(30)로 자동 공급하고, 상기 상부 호퍼의 볼을 공급 휠(41)에 의해 볼 발사 수단(40)에 차례로 공급하면서 한쌍의 피칭 휠(43)(43')에 의해 전방으로 자동 발사하여 주므로 리시브 레슨 및 연습을 행하되, 상기 볼 발사 수단(40)을 리프팅 수단(50)에 의해 승하강 이동시켜 볼 발사 높낮이 위치를 상하로 조절하는 것에 의해 서브나 하이 발리에 대한 다양한 리시브 레슨 및 연습을 무인으로 가능하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템{Unmanned robotic system for tennis lessons and practice}

본 발명은 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 테니스 볼을 컨베이어와 호퍼에 의해 연속적으로 이송 공급하면서 볼 발사 수단에 의해 전방으로 자동 발사하여 리시브 레슨 및 연습을 행하되, 상기 볼 발사 수단의 볼 발사 위치를 상하 조절하여 서브나 하이 발리에 대한 다양한 리시브 레슨 및 연습이 무인으로 가능한 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템에 관한 것이다.

일반적으로 테니스는 현대인의 여가 활용이나 체력 증진을 위해 인기 있는 스포츠 중에 하나이다.

이와 같은 테니스를 즐기기 위해 주로 테니스 연습장 또는 교습장 등에서 레슨 및 연습을 하게 되는데, 이 경우 테니스 공을 준비하여 던져 주고 다시 볼을 줍는 일 등을 위해 여러 인원이 필요한 문제점이 있었다. 즉, 혼자서는 테니스 레슨 및 연습을 할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 테니스 볼을 자동으로 던져 주는 장치를 제공하여 볼을 리시브하는 연습을 하도록 하였다.

이러한 종래 테니스 볼 발사장치는 테니스 볼을 수거하여 호퍼로 공급하는 수단과 상기 호퍼로 공급된 테니스 볼을 차례로 투입하여 전방으로 발사하는 볼 발사 수단으로 구성하였다.

그러나 상기한 종래 테니스 볼 발사장치는 볼 발사 수단이 고정 상태로 볼을 한쌍의 피칭 휠에 의해 발사하기 때문에 서브나 하이 발리 같이 높은 위치에서 던져지는 볼에 대한 레슨이나 연습을 행할 수 없는 한계가 있었다.

또한, 종래 테니스 볼 발사장치는 호퍼에 투입된 다수의 볼을 공급하는 과정중에 볼이 하나씩 공급되는 것이 아니라 여러 개의 볼이 끼이는 잼 현상으로 시스템 장애가 자주 발생하고, 이로 인한 모터 부하 등 장치의 손상 우려가 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 테니스 볼 발사장치는 볼의 털이나 먼지가 장치 내부에 누적되어 장치 고장을 유발하게 됨은 물론 실내 환경에서 사용할 때 실내에 볼의 털이나 먼지가 비상하면서 운동 환경을 쾌적하게 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1326245호(2013년10월31일) 공개특허 제10-2020-0126036호(2020년11월06일)

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서 테니스 볼을 컨베이어와 호퍼에 의해 연속적으로 이송 공급하면서 볼 발사 수단에 의해 전방으로 자동 발사하여 리시브 레슨 및 연습을 행하되, 상기 볼 발사 수단의 볼 발사 위치를 상하 조절하여 서브나 하이 발리에 대한 다양한 리시브 레슨 및 연습이 무인으로 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 호퍼에서 볼 발사 수단으로 공급되는 볼이 끼이는 잼 발생에 의한 시스템 장애 및 모터 부하 등으로 인한 손상 우려를 방지하여 장치의 신뢰도를 증대시키도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 볼 발사 수단에 공급되는 볼에서 발생되는 털, 먼지 등을 흡입 제거하여 실내에서도 쾌적한 운동 환경을 제공하도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 테니스 볼을 투입하는 하부 호퍼와, 상기 하부 호퍼의 볼을 제1 구동 모터의 구동에 의해 무한 궤도 형태로 이동하는 상향 이동 체인의 버킷에 의해 승강 공급하는 볼 공급 컨베이어와, 상기 볼 공급 컨베이어에 의해 승강 공급되는 볼을 공급 받아 저장하는 상부 호퍼와, 상기 상부 호퍼에 하부에 설치되어 상부 호퍼의 볼을 공급 휠의 회전에 의해 차례로 낙하 공급하면서 한쌍의 피칭 휠에 의해 전방으로 발사하는 볼 발사 수단 및, 상기 볼 발사 수단 하부에 받침판을 연결 설치하고 상기 받침판의 너트부를 제2 구동 모터에 의해 정,역 회전하는 수직의 스크류에 나선 결합하여 볼 발사 수단을 승하강 이동시키는 것에 의해 볼 발사 높낮이 위치를 조절하는 리프팅 수단으로 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 상부 호퍼의 하측 중앙에는 공급 휠 상부에서 볼 끼임을 방지하도록 볼 하나의 직경 사이즈 만큼 이격되는 위치에 디스크를 설치하되, 상기 디스크의 상부면은 중앙에서 외주연으로 하향 경사를 이루는 경사부를 형성하도록 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 볼 발사 수단는 하부에 배출 덕트로 집진기를 연결 설치하여 볼이 공급 휠을 통과하면서 발생하는 털과 먼지를 브로워에 의해 흡입하여 집진하도록 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 상부 호퍼에는 볼 공급 컨베이어에서 공급되는 볼을 카운트하는 제1 카운트 센서, 상기 볼 발사 수단에는 상부 호퍼에서 투입되는 볼을 카운트하는 제2 카운트 센서 및 볼의 발사 여부를 감지하는 포토 센서를 설치하여 테니스 볼의 발사 작동과 볼 잔량을 감지하여 장치의 작동을 제어하도록 구성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 하부 호퍼의 테니스 볼을 볼 공급 컨베이어에 의해 상부 호퍼로 자동 공급하고, 상기 상부 호퍼의 볼을 공급 휠에 의해 볼 발사 수단에 차례로 공급하면서 한쌍의 피칭 휠에 의해 전방으로 자동 발사하여 주므로 리시브 레슨 및 연습을 행하되, 상기 볼 발사 수단을 리프팅 수단에 의해 승하강 이동시켜 볼 발사 높낮이 위치를 상하로 조절하는 것에 의해 서브나 하이 발리에 대한 다양한 리시브 레슨 및 연습이 가능한 것이다.

특히, 볼의 공급 및 발사 작동이 모두 자동으로 이루어져 무인으로 리시브 레슨 및 연습이 가능한 것이다.

또한, 본 발명은 상부 호퍼 내부에 공급 휠 상부로 디스크를 이격 설치하는 것에 의해 볼 발사 수단으로 공급되는 볼이 끼이는 잼 발생을 방지하여 종래와 같이 볼 끼임에 의한 시스템 장애 및 모터 부하 등으로 인한 장치의 손상 우려를 방지하게 되고, 이로 인해 장치의 신뢰도를 크게 증대시키게 되는 것이다.

또한, 상기 볼 발사 수단에 공급되는 볼에서 발생되는 털, 먼지 등을 집진기로 흡입하여 제거하여 주므로 실내에서도 쾌적한 운동 환경을 제공하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명 시스템의 전체 구성을 보여주는 정면 사시도.
도 2는 본 발명 시스템의 전체 구성을 보여주는 배면 사시도.
도 3은 본 발명 시스템의 전체 구성을 보여주는 정면도.
도 4는 본 발명 시스템의 정면 구성을 보여주는 일부 단면 상태의 측면도.
도 5는 본 발명 시스템의 볼 공급 컨베이어와 상부 호퍼를 보여주는 요부 확대 사시도.
도 6은 본 발명 시스템의 볼 발사 수단을 보여주는 일부 단면 상태의 요부 확대 사시도.
도 7은 본 발명 시스템의 상부 호퍼와 볼 발사 수단을 보여주는 일부 단면 상태의 측면도.
도 8은 본 발명 시스템의 볼 발사 및 승하강 높낮이 조절 작동을 보여주는 일부 단면 상태의 측면도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템은 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 하부 호퍼(10), 볼 공급 컨베이어(20), 상부 호퍼(30), 볼 발사 수단(40) 및 리프팅 수단(50)으로 구성하여 테니스 볼 자동 발사에 의해 테니스 레슨 및 연습이 가능하도록 이루어지는 것이다.

상기 하부 호퍼(10)는 테니스 레스 및 연습을 위한 테니스 볼(2)을 투입하도록 구성한다.

상기 볼(2)은 사용자 또는 관리자가 수동으로 투입하거나 볼을 발사하여 사용한 후 자동 회수하여 투입되도록 구성한다.

상기 볼 공급 컨베이어(20)는 하부 호퍼(10) 후방, 즉 하부 호퍼의 게이트(11) 위치에서 상향 경사지게 설치 구성한다.

상기 볼 공급 컨베이어(20)는 하부 호퍼(10)의 게이트(11)에서 볼을 제1 구동 모터(M1)의 구동에 의해 무한 궤도 형태로 이동하는 상향 이동 체인(21)의 버킷(22)에 적재하여 순차적으로 승강 공급하도록 구성한다.

상기 버킷(22)은 하나 이상의 볼을 적재하되 좌우로 일렬 적재하여 승강 공급하도록 구성한다.

상기 상부 호퍼(30)는 볼 공급 컨베이어(20)에 의해 승강되는 볼을 공급한다.

이때, 상기 볼 공급 컨베이어(20)의 상측 후방에는 상부 호퍼(30) 사이에 하향 경사를 이루는 배출 덕트(31)를 설치하여 버킷(22)에 의해 승강 공급되는 볼이 배출 덕트(31)를 통해 상부 호퍼(30)로 자동 공급하도록 구성한다.

상기 볼 발사 수단(40)은 상부 호퍼 하부에 설치되어 상부 호퍼의 볼을 볼 삽입홈(41a)을 갖는 공급 휠(41)에서 볼 삽입홈에 삽입시킨 후 스텝핑 모터(미도시)에 의해 회전하는 것에 의해 차례로 낙하 공급하면서 한쌍의 피칭 휠(43)(43')이 마련되어 있는 발사대(42)에 의해 전방으로 발사하도록 구성한다.

이때, 상기 상부 호퍼(30)의 하측 중앙에는 공급 휠(41) 상부에서 볼 끼임을 방지하도록 볼 하나의 직경 사이즈 만큼 이격되는 위치에 디스크(35)를 설치하여 상기 볼을 공급과정에서 잼 현상(볼의 원심력에 의해 볼끼리 서로 맞물려 통로가 막히는 현상)을 방지하도록 구성하는 것이다.

또한, 상기 디스크의 상부면은 중앙에서 외주연으로 볼을 원활하게 이동 안내하도록 하향 경사를 이루는 경사부(35a)를 형성한다.

또한, 상기 볼 발사 수단의 발사대(42)는 구동 모터에 의해 좌우 및 상하 회전하면서 볼 발사 방향을 조절하도록 구성하고, 전방에 쉴드 플레이트(44), 전방 양측에 개폐 작동하는 좌우 커버(45)(45')를 설치 구성한다. 상기 쉴드 플레이트(44)는 발사대 전방의 혼 구조(46)에 의해 발사대와 함께 상하 방향 조절하도록 구성한다.

또한, 상기 볼 발사 수단(40)의 하부에는 배출 덕트(62)로 필터가 내장되는 집진기(60)를 연결 설치하여 볼이 공급 휠(41)을 통과하면서 발생하는 털과 먼지를 브로워(65)에 의해 흡입하여 집진하므로 실내에서 사용하는 경우 청정 환경을 마련할 수 있도록 구성한다.

상기 리프팅 수단(50)은 볼 발사 수단(40) 하부에 받침판(51)을 연결 설치하고 상기 받침판의 너트부(52)를 제2 구동 모터(M2)에 의해 정,역 회전하는 수직의 스크류(55)에 결합하여 볼 발사 수단(40)을 승하강 이동시키는 것에 의해 볼 발사 높낮이 위치를 조절하도록 구성한다.

이때, 상기 볼 발사 수단(40)과 받침판(51)은 가이드 바(53)로 연결되어 볼 발사 수단의 승하강 이동시 안내 작동하도록 구성한다.

그 밖에 본 발명은 상기 상부 호퍼(30)에 볼 공급 컨베이어(20)에서 공급되는 볼을 카운트하는 제1 카운트 센서(71), 상기 볼 발사 수단(40)에는 상부 호퍼에서 투입되는 볼을 카운트하는 제2 카운트 센서(72) 및 볼의 발사 여부를 감지하는 포토 센서(73)를 설치하여 테니스 볼의 발사 작동과 볼 잔량을 감지하여 제어부(미도시)에서 볼 공급 컨베이어(20), 볼 발사 수단(40) 등 전체 장치의 작동을 제어하도록 구성한다.

미 설명 부호로서, 42a는 볼 발사대(42)에 설치되어 투입 볼을 안내하는 가이드, 42b는 볼 발사대 내부에서 볼 걸림시 볼을 인출하기 위한 인출공을 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 하부 호퍼(10)로 투입된 테니스 볼이 게이트(11)를 통해 상향 경사지게 설치되어 있는 볼 공급 컨베이어(20)의 버킷(22)에 적어도 하나 이상 자동 적재된다.

이와 같이 볼을 적재한 버킷(22)은 상향 이동 체인(21)에 의해 순차적으로 승강 이송하게 된다.

이와 같이하여 볼 공급 컨베이어(20)의 상부 위치로 이송된 버킷(22)의 볼은 버킷에서 자유 낙하되어 하향 경사 설치되어 있는 배출 덕트(31)를 통해 상부 호퍼(30)로 투입된다.

이때, 상기 상부 호퍼(30)에 설치되어 있는 제1 카운트 센서(71)가 볼을 카운트한다.

이와 같이 상기 상부 호퍼(30)로 투입된 볼은 호퍼 하부에 설치되어 있는 공급 휠(41)의 볼 삽입홈(41a)에 차례로 삽입된다.

특히, 상기 공급 휠(41) 상부에 디스크(35)가 볼 하나의 직경 사이즈 만큼 이격되어 볼이 디스크 상부의 경사부(35a)에 의해 중앙에서 외측으로 굴러 공급 휠(41)로 이동하되, 공급 휠 상부에서 볼의 잼 현상(공급 휠에 의한 볼의 원심력에 의해 볼끼리 서로 맞물려 통로가 막히는 현상)을 방지하면서 테니스 볼을 원활히 공급하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 공급 휠(41)의 볼 삽입홈(41a)에 잼 현상 없이 원활히 공급되는 볼은 공급 휠의 회전에 의해 차례로 낙하 공급되면서 볼 발사 수단의 발사대(42)에 투입된다.

이때, 상기 발사대 입구의 제2 카운트 센서(72)에 의한 볼의 투입 감지 및 투입된 볼을 카운트한다.

이와 같이 상기 발사대(42)에 투입된 볼은 가이드(42a)를 따라 이동하여 피칭 휠(43)(43') 사이로 공급되고, 상기 피칭 휠에 의해 전방으로 자동 발사하게 되는 것이다.

이때, 상기 볼의 발사 여부는 포토 센서(73)에서 감지한다.

이와 같이 상기 발사대(42)에서 자동 발사되는 볼에 의해 사용자는 리시브 레슨 및 연습을 하게 되는 것이다.

특히, 상기 발사대(42)는 구동 모터에 의해 좌우 및 상하 회전하면서 볼 발사 각도 및 방향을 조절하는 것이다.

뿐만 아니라 상기 볼 발사 수단(40)은 리프팅 수단(50)에 의해 승하강시켜 테니스 볼이 발사되는 상하 높낮이 위치를 조절하는 것이다.

즉, 상기 볼 발사 수단 하부에 연결 설치된 받침판(51)의 너트부(52)가 제2 구동 모터(M2)에 의해 정,역 회전하는 수직의 스크류(55)에 나선 결합되어 있어 제2 구동 모터(M2)에 의한 정,역 회전으로 볼 발사 수단을 승하강시켜 볼 발사 수단에서 테니스 볼이 발사되는 상하 높낮이 위치를 조절하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 볼 발사 수단에서 발사되는 볼의 방향과 각도 및 높낮이 위치를 조절하는 것에 의해 서브나 하이 발리 등 다양한 볼 발사에 의한 다양한 리시브 레슨 및 연습이 가능하게 되는 것이다.

그 밖에 본 발명은 상기 상부 호퍼(30)에 공급되는 볼을 제1 카운트 센서(71)에 의해 카운트하고, 상기 볼 발사 수단(40)에 투입되는 볼을 제2 카운트 센서(72)에 의해 감지 및 카운트 함은 물론 볼의 발사 여부를 포토 센서(73)에 의해 감지하는 것에 의해 제어부에서 볼의 발사 작동 여부와 볼 잔량을 체크하여 볼 공급 컨베이어(20), 볼 발사 수단(40) 등 전체적인 장치의 작동을 제어하기 때문에 무인 시스템으로 운영하면서 사용하게 되는 것이다.

또한, 상기 본 발명은 볼 발사 수단(40)에 투입되는 볼에서 발생하는 털, 먼지 등을 브로워(65)에 의해 배출 덕트(62)를 통해 집진기(60)로 흡입하여 처리하므로 본 발명의 장치가 설치되는 실내의 경우 청정 환경을 제공할 수 있게 되는 것이다.

10: 하부 호퍼 11: 게이트
20: 볼 공급 컨베이어 21: 상향 이동 체인
22: 버킷 30: 상부 호퍼
35: 디스크 35a: 경사부
40: 볼 발사 수단 41: 공급 휠
43,43': 피칭 휠 50: 리프팅 수단
51: 받침판 55: 스크류
60: 집진기 62: 배출 덕트
65: 브로워 71: 제1 카운트 센서
72: 제2 카운트 센서 73: 포토 센서

Claims

테니스 볼(2)을 투입하는 하부 호퍼(10)와, 상기 하부 호퍼의 볼을 제1 구동 모터(M1)의 구동에 의해 무한 궤도 형태로 이동하는 상향 이동 체인(21)의 버킷(22)에 의해 승강 공급하는 볼 공급 컨베이어(20)와, 상기 볼 공급 컨베이어에 의해 승강 공급되는 볼을 공급 받아 저장하는 상부 호퍼(30)와, 상기 상부 호퍼에 하부에 설치되어 상부 호퍼의 볼을 공급 휠(41)의 볼 삽입홈(41a)에 삽입시키고 상기 공급 휠의 회전에 의해 차례로 낙하 공급하면서 발사대(42)의 피칭 휠(43)(43') 회전에 의해 전방으로 발사하는 볼 발사 수단(40) 및, 상기 볼 발사 수단(40) 하부에 받침판(51)을 연결 설치하고 상기 받침판의 너트부(52)를 제2 구동 모터(M2)에 의해 정,역 회전하는 수직의 스크류(55)에 나선 결합하여 볼 발사 수단(40)을 승하강 이동시키는 것에 의해 볼 발사 높낮이 위치를 조절하는 리프팅 수단(50)으로 구성하되;
상기 상부 호퍼(30)의 하측 중앙에는 외측 둘레가 호퍼 내부와 볼 하나의 직경 사이즈 만큼 이격되고, 상부면이 중앙에서 외측으로 하향 경사진 경사부(35a)를 형성하는 디스크(35)를 공급 휠(41) 상부로 설치하여 볼 끼임을 방지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 볼 발사 수단(40)은 하부에 배출 덕트(62)로 집진기(60)를 연결 설치하여 볼 이 공급 휠(41)을 통과하면서 발생하는 털과 먼지를 브로워(65)에 의해 흡입 하여 집진하도록 구성한 것을 특징으로 하는 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템.
제1항에 있어서,
상기 상부 호퍼(30)에는 볼 공급 컨베이어(20)에서 공급되는 볼을 카운트하는 제1 카운트 센서(71), 상기 볼 발사 수단(40)에는 상부 호퍼에서 투입되는 볼을 카운트하는 제2 카운트 센서(72) 및 볼의 발사 여부를 감지하는 포토 센서(73)를 설치하여 테니스 볼의 발사 작동과 볼 잔량을 감지하는 것에 의해 장치의 작동을 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 테니스 레슨 및 연습을 위한 무인 로봇시스템.