一種機器人網球訓練器材的製作方法

2023-07-15 20:47:11 2

一種機器人網球訓練器材的製作方法
【專利摘要】一種機器人網球訓練器材，它由蝸牛式殼體、電機、牛角式漏鬥、支架及傳動杆組成，蝸牛式殼體經螺栓與電機、牛角式漏鬥連接，支架經支撐軸與電機、牛角式漏鬥連接，電機經螺栓與支架連接，傳動杆一端經偏心軸與支架連接、另一端經小軸與蝸牛式殼體連接。本發明結構簡單合理新穎，操作簡便，既能替代網球陪練員陪練，又能提高訓練效果，實用性強。
【專利說明】 一種機器人網球訓練器材

【技術領域】
[0001]本發明屬於機器人【技術領域】，特別是涉及一種網球訓練器材。

【背景技術】
[0002]目前網球訓練器主要有以下幾種形式，單輪式網球發球機、移動網球訓練器、一種適用於網球訓練的發球裝置。單輪式網球發球機，結構簡單、成本低、由計算機控制、不會產生卡球、可調發球速度，但不能自動移動發球，也不能調整發球方向，雖然可調發球速度、靠單個摩擦輪發球，發球速度控制性差，球路及落球點也很難控制，訓練難度低且也不能提升，只能應用於簡單訓練動作，實用性差；移動網球訓練器，使用操作方便，可移動使用，發球速度可調，落點平穩，製作成本低，但不能自動移動發球，也不能自動調整發球方向，雖然可調發球速度，能移動使用，但很難實現高難度訓練動作，對球路及落球點不易控制，自動化程度低，靈敏度差，不利於技能的提升；一種適用於網球訓練的發球裝置，結構簡單，安全可靠，成本低，操作簡單，但不能模擬陪練員移動發球動作發球，雖然轉動軸安裝在套管內並可相對套管上下移動，亦可360°旋轉，但不能自動調節發球角度、並且轉動軸和炮筒連接也無法旋轉，也沒有驅動調整發球方向和旋轉的動力機構，只能靠人操作利用底座四周設置有方向腳輪來轉動，自動化程度低，隨機性差，訓練難度低，運動員的訓練技能很難提升，另外投球口上端敞口設有控制器，因此靠感應裝置及氣動開關很難控制每次發球個數，不能模擬陪練員陪練發球動作，直接影響訓練人員的技能提升。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是:提供一種機器人網球訓練器材，它結構簡單合理新穎，操控簡便，造價低，能克服【背景技術】中的缺陷併兼具其優點，訓練效果好，實用性強。
[0004]實現本發明所採取的技術方案是:該器材由蝸牛式殼體、電機、牛角式漏鬥、支架及傳動杆組成，蝸牛式殼體經螺栓與電機、牛角式漏鬥連接，支架經支撐軸與電機、牛角式漏鬥連接，電機經螺栓與支架連接，傳動杆一端經偏心軸與支架連接、另一端經小軸與蝸牛式殼體連接。
[0005]為了給擊打網球不同動作提供動力，調節擊打網球力的大小，模擬陪練員走動發球、正手抽球、調球及高壓球等動作，該電機有三臺，第一臺為變頻電動機經螺栓與蝸牛式殼體連接，它的軸垂直插入蝸牛式殼體內、軸端經螺栓連接著發球器；第二臺為步進電機經螺栓連接在蝸牛式殼體上側，它的軸上有錐形齒輪、擊發器和齒輪；第三臺為變頻電動機經螺栓、軸承連接在支架下端。
[0006]為了模擬陪練員各種擊打網球動作，及提高訓練員接球的難度，蝸牛式殼體出球口的處一段腔體為倒喇叭式且內壁上有螺旋線，出球口外側套著一個能扭動的喇叭式出球管，出球管內壁上有螺旋線並經滾輪與蝸牛式殼體出球口處一段腔體活動連接，出球口的一面設置有小軸，出球口左側面有一小圓孔、右側面有一大圓孔、上側面有一個矩形孔，小圓孔、大圓孔及牛角式漏鬥下口圓心相對；牛角式漏鬥內設置有半球形球模，沿半球形球模開口直徑上有軸，該軸經軸承與牛角式漏鬥壁滾動接觸，其軸端有錐形齒輪。
[0007]為了模擬陪練員走動擊打網球各種動作，在支架上端設置有支撐軸、下端設置了三個槽輪均經軸承與支架連接，第一個槽輪與第三臺變頻電動機共軸並且和第二個槽輪在一條道軌上滾動，第三個槽輪在另一條道軌上滾動，第三個槽輪上有偏心軸經傳動杆與蝸牛式殼體出球口一面的小軸連接。
[0008]為了將網球精準地擊打到訓練員區域內，設置的發球器為異徑管狀，發球器大徑端為球缺狀，兩球缺開口圓心相對，發球器小徑端為橢圓開口，橢圓開口一側有一個彈簧式直角三角形控制開關，該控制開關小銳角端經螺栓固定連接在發球器壁上、大銳角端伸入發球器壁內、直角端伸出發球器壁外並帶有微型滾輪和矩形孔、矩形孔內穿插著一個一端帶彈簧楔子狀滑動塊、滑動塊沿發球器上長方形導向槽內滑動。
[0009]本發明的積極效果是:結構簡單合理新穎，能模擬陪練員走動發球、正反手抽球、調球、擊打高壓球等高難度動作，用力可調節，既能定點發球、又能多方向發球、能覆蓋訓練員的整個訓練場區、並且可連續調節發球方向、擊打出的球運動方向可隨機變化、並且可旋轉有力精準，能實現對球路及落球點的控制，訓練員接球難度大，訓練難度高，但也可降低訓練難度，比同類器材發球靈活、機動、快捷、發球自動化程度高等，能訓練運動員的反應能力和隨機應變能力，能對訓練員每個動作進行訓練，能滿足訓練人員體能與實戰訓練的需要，技能訓練提升快，也可供教學使用和個人娛樂，實用性強。在使用時對周圍環境和居民生活沒有任何影響，不僅適用公共活動場所、綠地、也適用於居民小區活動鍛鍊，適用範圍廣，在製作方面與同類器材及主要部件相比容易製作，製作用工少、耗能低，所用材料來源廣、價格低、容易推廣和普及。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖1為本發明外部結構示意圖；
附圖2為附圖1的側視圖；
附圖3為附圖1的俯視圖；
附圖4為附圖1的A-A向蝸牛式殼體剖視圖；
附圖5為附圖2上的B-B向牛角式漏鬥剖視圖；
附圖6為附圖4上的發球器外部結構示意圖；
附圖7為附圖6的俯視圖；
附圖8為附圖5上半球形球模外部結構示意圖；
附圖9為附圖8的俯視圖；
附圖10為附圖4上的滾輪及帶齒滾動架外部結構示意圖；
附圖11為附圖10的俯視圖；
附圖12為附圖10的側視圖；
附圖13為模塊控制電機的系統示意圖；
附圖14為第二臺步進電機軸上的擊發器大樣圖；
附圖15為附圖14的側視圖；
附圖16為附圖6的局部結構大樣圖；
附圖17為附圖16的俯視圖； 附圖18為附圖16的C-C向剖視圖。

【具體實施方式】
[0011]本發明如附圖1、2、3所示，該器材由電機1、蝸牛式殼體2、牛角式漏鬥3、支架4及傳動杆42組成，蝸牛式殼體2經螺栓與電機1、牛角式漏鬥3連接，支架4經支撐軸與電機1、牛角式漏鬥3連接，電機經螺栓與支架連接，傳動杆42 —端經偏心軸4131與支架4連接、另一端經小軸23與蝸牛式殼體連接。為了擊打網球不同動作提供動力、調節擊打網球力的大小，模擬陪練員走動發球、正反手抽球、調球及擊打高壓球等高難度動作，該電機I有三臺，第一臺為變頻電動機11經螺栓連接在蝸牛式殼體2上，它的軸垂直插入蝸牛式殼體2內，它的軸端經螺栓連接著發球器111，發球器111為異徑管狀，大徑端為球缺狀，兩球缺開口圓心相對，小缺圓開口 1111用與第一臺變頻電動機11軸端連接固定，大缺圓開口1112用來放入球，發球器111小徑端為橢圓開口、一側壁上有一個彈簧式直角三角形控制開關1113，直角三角形控制開關1113的小銳角端11131經螺栓連接在發球器111壁上，大銳角端11132伸入發球器111內，直角端11133伸出發球器壁外並帶有微型滾輪11134和矩形孔，矩形孔內穿插著一個一端帶彈簧11135的楔子狀滑動塊11136，滑動塊11136沿發球器111外壁上長方形導向槽11137內滑動，彈簧11135內有導向杆，導向杆一端與滑動塊11136經螺栓連接、另一端穿插在發球器111壁上的固定塊11138上的孔內；第二臺為步進電機12經螺栓連接在蝸牛式殼體2上側，步進電機12的軸上有錐形齒輪121、擊發器122和齒輪123 ;第三臺為變頻電動機13經螺栓、軸承連接在支架4下端，這三臺電機I由一個控制模塊5控制(如圖1、2、3、4、6、7、13、14、15、16、17、18所示)。為了模擬陪練員調小球、調高球動作，使擊打出的球旋轉有力精準、可隨機改變網球運動方向、殺傷力強，能提高訓練員接球反應速度和隨機應變能力，，蝸牛式殼體2出球口 22處一段腔體為倒喇叭式、且內壁上有螺旋線，出球口外側套著一個能扭動的喇叭式出球管25，出球管25內壁上有螺旋線、並經滾輪250和蝸牛式殼體出球口 22處一段腔體滾動連接，該滾輪250有兩種，第一種有四個等徑滾輪2501經輪架2502等距離連接在出球管25內壁上、沿出球管25長度方向滾動且只能在蝸牛式殼體出球口 22處一段腔體外壁上設置的第一種滾輪槽2503內滾動，第一種滾輪槽2503有四個，分別和第一種四個等徑滾輪2501對應；第二種有八個滾輪2504，一個大號滾輪25041、兩個中號等徑滾輪25042和五個小號等徑滾輪25043，它們分別經軸均連接在一個帶齒2506的滾動架2505上，其中一個大號滾輪25041、一個小號滾輪25043和兩個中號等徑滾輪25042等距離設置在帶齒滾動架2505的一個圓周上，大號滾輪25041和小號滾輪25043在帶齒滾動架2505直徑上對稱設置，兩個等徑的中號滾輪25042設置在大、小號滾輪的兩側，另外四個小號滾輪25043等距離設置在帶齒滾動架2505的另一個圓周上，大號、中號和小號八個滾輪2504均在蝸牛式殼體出球口 22處一段腔體外壁圓周上同一個槽內滾動，帶齒滾動架2505上的齒2506和第二臺步進電機12軸上的齒輪123嚙合，在蝸牛式殼體2出球口 22的一面設置有小軸23用來調節擊打網球各種動作角度、左側面的小圓孔用來插入第一臺變頻電動機11的軸、右側面的大圓孔用來放球、上側面的矩形孔24用來通過擊發器122 ;牛角式漏鬥3下口和蝸牛式殼體2出球口 22左側面的小圓孔、右側面的大圓孔及發球器111大徑端兩球缺開口圓心相對；牛角式漏鬥3內設置有半球形球模31，沿半球形球模31開口直徑上設置有軸32，該軸32經軸承與牛角式漏鬥3壁滾動接觸，該軸32 —端有錐形齒輪33和第二臺步進電機12軸上的錐形齒輪121嚙合(如圖1、2、3、4、5、8、9、10、11、12所示)。為了模擬陪練員走動發球、正反手抽球、調球及擊打高壓球等高難度動作，在支架4上端設置有支撐軸、下端設置了三個槽輪41，三個槽輪41均經軸承及軸連接在支架4下端，第一個槽輪411和第三臺變頻電動機13共軸並和第二個槽輪412在一條半圓弧形道軌4120上滾動，第三個槽輪413在另一條半圓弧形道軌4130上滾動，兩半圓弧形道軌4120、4130的圓心為同心，第三個槽輪413上有偏心軸經傳動杆42與蝸牛式殼體2出球口 22 —面的小軸23活動連接，傳動杆42上有調節孔，傳動杆用來調節擊打網球的角度(如圖1、2、3所示)。
[0012]本發明工作原理及使用方法:在擊打網球區內設置兩道同心半圓弧形道軌4120、4130，半圓弧形道軌4120、4130開口朝向網球網，將該器材放在道軌上，第一槽輪411和第二個槽輪412放在大半徑半圓弧形道軌4120上，第三個槽輪413放在小半徑半圓弧形道軌4130上，然後啟動該器材，三臺電機I在設定的程序控制下，第三臺變頻電動機13驅動槽輪411在半圓弧形道軌4120上往返移動，也驅動了該設備在兩條道軌上往返移動；第二臺步進電機12經錐形齒輪121、33驅動牛角式漏鬥3內的半球形球模31轉動，牛角式漏鬥3內的球模31將網球逐個放入蝸牛式殼體2內的發球器111內，發球器111在第一臺變頻電動機11的驅動作用下產生的離心力使網球從發球器111大徑端移動到發球器111的小徑端橢圓口處被彈簧式直角三角形控制開關1113控制，當發球器111小徑端轉動到蝸牛式殼體2出球口 22上側面上的矩形孔24時，被第二臺步進電機12軸上的擊發器122觸碰到直角三角形控制開關1113上的滑動塊11136，滑動塊11136順長方形導向槽11137滑動被壓入直角三角形控制開關1113直角端上的矩形孔內，伸入發球器111內的直角三角形控制開關1113的大銳角瞬間變大、伸向發球器111外，網球脫離發球器111經蝸牛式殼體2出球口22進入出球管25，在出球管25螺旋線作用下產生旋轉，第二臺步進電機12軸上的齒輪123驅動帶齒滾輪架2505轉動，在大號、中號及小號滾輪250作用下，出球管25產生扭動，使擊打出的網球運動方向隨及發生改變，可調小球也可調高球，直角三角形控制開關1113上的滑動塊11136在它一端的彈簧作用下恢復原位，直角三角形控制開關1113的大銳角11132變小又伸入到發球器111內、控制下一個球，重複上述過程，該器材可繼續陪練球。由於第三個槽輪413上有偏心軸經傳動杆42與蝸牛式殼體2出球口 22的一面的小軸23活動連接，擊打網球角度可連續改變，給訓練員提供發球、正反手抽球、調球、擊打高壓球等高難度訓練動作，加之出球管25的扭動，出球方向複合連續變化，能訓練運動員的反應能力和隨機應變的能力，訓練員的技能提升快。如果對訓練員的某個動作進行訓練，將該器材停在道軌上某個位置、且用傳動杆調整該動作的發球角度、再卸下第二臺步進電機軸端的齒輪、讓出球管25扭動到該訓練動作需要的位置即可。
【權利要求】
1.一種機器人網球訓練器材，其特徵在於:它由蝸牛式殼體、電機、牛角式漏鬥、支架及傳動杆組成，蝸牛式殼體經螺栓與電機、牛角式漏鬥連接，支架經支撐軸與電機、牛角式漏鬥連接，電機經螺栓與支架連接，傳動杆一端經偏心軸與支架連接、另一端經小軸與蝸牛式殼體連接。
2.根據權利要求1所述的一種機器人網球訓練器材，其特徵在於:所述的電機有三臺，第一臺為變頻電動機經螺栓連接在蝸牛式殼體上，該變頻電動機的軸垂直插入蝸牛式殼體內、軸端經螺栓連接著發球器；第二臺為步進電機經螺栓連接在蝸牛式殼體上側，該步進電機的軸上有錐形齒輪和擊發器及齒輪；第三臺為變頻電動機經螺栓、軸承連接在支架下端。
3.根據權利要求1所述的一種機器人網球訓練器材，其特徵在於:所述的蝸牛式殼體出球口處一段腔體為倒喇叭式，出球口外側套著一個喇叭式出球管，出球管內壁上有螺旋線並經滾輪與蝸牛式殼體出球口處一段腔體活動接觸，出球口的一面有小軸，出球口的左側面有小圓孔、右側面有大圓孔、上側面有矩形孔。
4.根據權利要求1所述的一種機器人網球訓練器材，其特徵在於:所述的牛角式漏鬥內有半球形球模，沿球模開口直徑有軸，該軸經軸承與牛角式漏鬥壁滾動接觸，軸的一端有錐形齒輪。
5.根據權利要求1所述的一種機器人網球訓練器材，其特徵在於:所述的支架下端有三個經軸承連接的槽輪，第一個槽輪和第三臺變頻電動機共軸並且和第二個槽輪在一條道軌上滾動，第三個槽輪在另一條道軌上滾動，第三個槽輪上的偏心軸經傳動杆與蝸牛式殼體出球口一面的小軸連接，調節杆上有調節孔；兩條道軌為半圓弧形，兩半圓弧道軌的圓心同心，半圓弧形道軌開口朝向網球網。
6.根據權利要求2所述的一種機器人網球訓練器材，其特徵在於:所述的發球器為異徑管狀，發球器大徑端為球缺狀，兩球缺開口圓心相對；發球器小徑端為橢圓開口，橢圓開口一側有一個彈簧式直角三角形控制開關，控制開關小銳角端經螺栓固定連接在發球器壁上，控制開關大銳角伸入發球器壁內，控制開關直角端伸出發球器壁外、並帶有微型滾輪和矩形孔，矩形孔內穿插著一個帶彈簧楔子狀滑動塊，滑動塊沿發球器外壁上的長方形槽內滑動。
7.根據權利要求3所述的一種機器人網球訓練器材，其特徵在於:所述的滾輪有兩種，第一種有四個等徑滾輪經輪架等距離等距離連接在出球管內壁上、沿出球管長度方向滾動且只能在蝸牛式殼體出球口處一段腔體外壁上設置的第一種滾輪槽內滾動，第一種滾輪槽有四個，分別和第一種四個等徑滾輪對應；第二種有八個滾輪，一個大號滾輪、兩個中號等徑滾輪和五個小號等徑滾輪，它們分別經軸均連接在一個帶齒的滾動架上，其中一個大號滾輪、一個小號滾輪和兩個中號等徑滾輪等距離設置在帶齒滾動架的一個圓周上，大號滾輪和小號滾輪在帶齒滾動架直徑上對稱設置，兩個等徑的中號滾輪設置在大、小號滾輪的兩側，另外四個小號滾輪等距離設置在帶齒滾動架的另一個圓周上。
【文檔編號】A63B69/40GK104474697SQ201410775290
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】牛森, 周輝, 張振峰, 李長錄, 李宗山, 張玉華, 王高宣, 邢中有, 董世彪, 趙志榮, 潘峰 申請人:李遠志