本發(fā)明涉及一種發(fā)球機(jī)，尤其是指一種可以全方向移動(dòng)在不同位置，以不同角度、不同速度發(fā)射網(wǎng)球的發(fā)球機(jī)器人及使用方法。

背景技術(shù)：

網(wǎng)球項(xiàng)目不僅僅是一種高雅的貴族運(yùn)動(dòng)，也是讓我們心情愉快、陶冶情操、充滿活力的運(yùn)動(dòng)。越來越多的人利用周末的時(shí)間去網(wǎng)球場練習(xí)網(wǎng)球，在網(wǎng)球訓(xùn)練中我們最先接觸的就是網(wǎng)球發(fā)球機(jī)了，網(wǎng)球發(fā)球機(jī)可以幫助你更方便，更快的進(jìn)行訓(xùn)練。

目前市場上存在的網(wǎng)球發(fā)球機(jī)的發(fā)球大多是利用空氣壓縮的原理工作，網(wǎng)球被裝入一個(gè)窄口中固定，窄口直徑比球的直徑略小，利用空氣壓縮機(jī)壓縮空氣，推擠網(wǎng)球穿過窄口，網(wǎng)球被發(fā)射。這種發(fā)球機(jī)以氣體壓力為動(dòng)力，構(gòu)件復(fù)雜，外形體積較大，其缺點(diǎn)在于空氣壓縮過程噪音大，網(wǎng)球易磨損，空氣壓縮消耗的功率較大，難以使用蓄電池供電，移動(dòng)性不好。而且普通的網(wǎng)球發(fā)球機(jī)只能放在一個(gè)固定的位置發(fā)球，而且發(fā)球時(shí)的速度和仰角也是不可調(diào)節(jié)，這樣發(fā)過來的球沒有難度，容易讓人感到乏味，沒有與真人對(duì)打的快感。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種全向移動(dòng)的網(wǎng)球發(fā)球機(jī)器人及使用方法，能模擬真人發(fā)球，以滿足運(yùn)動(dòng)員以及網(wǎng)球愛好者的訓(xùn)練需求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種全向移動(dòng)的網(wǎng)球發(fā)球機(jī)器人，它包括四驅(qū)移動(dòng)底盤，所述四驅(qū)移動(dòng)底盤的頂部安裝有用于儲(chǔ)存網(wǎng)球的儲(chǔ)球器，所述儲(chǔ)球器的底部安裝有送球裝置，所述送球裝置的出口與送球管道相連，所述送球管道的出口與發(fā)球機(jī)構(gòu)相連，它還包括電控硬件和電控軟件。

所述四驅(qū)移動(dòng)底盤采用具有減震懸掛和麥克拉姆全向輪，它包括車架，所述車架的上頂部安裝有雙層底板，懸架安裝在車架與空心杯電機(jī)的安裝板之間，所述空心杯電機(jī)的輸出軸與麥克拉姆全向輪相連能夠使四驅(qū)移動(dòng)底盤全向移動(dòng)。

所述車架采用鋁型材搭建而成。

所述儲(chǔ)球器包括支撐架，所述支撐架的頂部支撐安裝有托盤，所述托盤的頂部安裝有承載撥輪，所述承載撥輪由帶蝸輪蝸桿減速器的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述托盤的外緣均布安裝有多根儲(chǔ)球架，所述儲(chǔ)球架上支撐安裝六根垂直環(huán)形均布的儲(chǔ)球管，所述儲(chǔ)球管的下料口設(shè)置在承載撥輪的正上方，所述承載撥輪采用三葉片式結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)葉片之間的空位能夠容納一個(gè)網(wǎng)球。

所述送球裝置包括箱體，所述箱體與箱蓋通過螺栓安裝組合在一起，在其內(nèi)部形成容納撥輪的圓柱空腔以及與圓柱空腔相切的入球通道和出球通道，限位環(huán)用緊定螺釘固定在步進(jìn)電機(jī)的d型輸出軸上對(duì)撥輪定位，所述步進(jìn)電機(jī)固定安裝在箱體的外側(cè)壁上。

所述送球管道包括連接儲(chǔ)球器與送球裝置入球通道的直管，連接送球裝置出球通道的彎頭管，連接發(fā)球機(jī)構(gòu)的螺紋軟管以及連接彎頭管與螺紋軟管的彎曲管，所述彎曲管通過卡箍固定在儲(chǔ)球器的支撐架上。

所述發(fā)球機(jī)構(gòu)包括支撐側(cè)板，所述支撐側(cè)板固定安裝在移動(dòng)底盤的底板上，所述支撐側(cè)板的外端面通過舵機(jī)支架固定安裝有大功率舵機(jī)，所述大功率舵機(jī)的連接盤與凸緣聯(lián)軸器的凸緣相連，d型轉(zhuǎn)軸穿過支撐梁，并用緊定螺釘與其固定在一起，d型轉(zhuǎn)軸的一端插入凸緣聯(lián)軸器中心孔并與其固連，另一端支撐在帶擋邊軸承上，所述帶擋邊軸承放入支撐側(cè)板的安裝孔后，用限位環(huán)來限定其軸向位置，所述支撐梁上固定安裝有無刷電機(jī)支架，所述無刷電機(jī)支架上安裝有兩個(gè)無刷電機(jī)和發(fā)射筒，所述無刷電機(jī)的下方連接有摩擦輪內(nèi)襯，所述摩擦輪內(nèi)襯上套裝有硅膠摩擦輪，其中兩個(gè)所述硅膠摩擦輪對(duì)稱布置在發(fā)射筒的兩側(cè)。

所述電控硬件分為兩個(gè)部分并分別放置在電控盒和電池盒內(nèi)，包括單片機(jī)控制板、電源穩(wěn)壓板、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、無刷電調(diào)、鋰電池和電源開關(guān)，這兩個(gè)盒子固定在四驅(qū)移動(dòng)底盤上底板中央位置兩側(cè)；所述單片機(jī)控制板為電控系統(tǒng)的智能核心，所述電源穩(wěn)壓板用于把鋰電池電源穩(wěn)壓成12v和5v為電控各硬件提供電源，所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)板用于驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)球器的直流電機(jī)和四驅(qū)移動(dòng)底盤的空心杯電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板用于驅(qū)動(dòng)送球裝置的步進(jìn)電機(jī)，無刷電調(diào)用于驅(qū)動(dòng)發(fā)球機(jī)構(gòu)的無刷電機(jī)，上述硬件容納在電控盒中，而電池盒里含有鋰電池和電源開關(guān)。

所述電控軟件為控制發(fā)球機(jī)器人的單片機(jī)程序，由這個(gè)程序控制四驅(qū)移動(dòng)底盤的全向移動(dòng)；控制儲(chǔ)球器和撥球機(jī)構(gòu)各自撥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)；控制發(fā)球機(jī)構(gòu)的發(fā)射筒的仰角以及硅膠摩擦輪彈射網(wǎng)球的力度。

任意一項(xiàng)網(wǎng)球發(fā)球機(jī)器人的使用方法，它包括以下步驟：

1）將網(wǎng)球由下而上放置在儲(chǔ)球器的六根儲(chǔ)球管202中；

2）打開電池盒的電源開關(guān)，網(wǎng)球從儲(chǔ)球管落到托盤與撥輪葉片之間形成的空位中，當(dāng)網(wǎng)球由撥輪驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)到托盤唯一開孔處時(shí)，網(wǎng)球又會(huì)落入儲(chǔ)球器下方的送球裝置中；

3）送球裝置中的撥輪把網(wǎng)球通過送球管道推向發(fā)球機(jī)構(gòu)；

4）調(diào)節(jié)發(fā)球機(jī)構(gòu)中的大功率舵機(jī)進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)射筒的仰角，當(dāng)網(wǎng)球經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的硅膠摩擦輪時(shí)，網(wǎng)球會(huì)從發(fā)射筒以設(shè)定的角度彈射出去。

本發(fā)明有如下有益效果：

1、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)球發(fā)球機(jī)可以全向移動(dòng)，并以不同角度和不同速度發(fā)射網(wǎng)球，它能滿足運(yùn)動(dòng)員以及網(wǎng)球愛好者的訓(xùn)練需求，也減輕了教練員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)其制造成本低廉，使用方便，能適用于不同地面條件的運(yùn)動(dòng)場地。

2、通過將懸掛連接在車架與空心杯電機(jī)安裝板之間，其中懸掛上的避震彈簧可以減小網(wǎng)球彈射時(shí)產(chǎn)生的后坐力，所述麥克拉姆全向輪由空心杯電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可使四驅(qū)移動(dòng)底盤全向移動(dòng)。

3、所述撥輪有三個(gè)葉片組成，相鄰兩個(gè)葉片之間的空位可容納一個(gè)網(wǎng)球，撥輪由帶蝸輪蝸桿減速器的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)下而慢速旋轉(zhuǎn)，所述托盤承載撥輪葉片間的網(wǎng)球，托盤開有一孔，當(dāng)其上網(wǎng)球在撥輪驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)到托盤的這個(gè)孔位時(shí)，網(wǎng)球會(huì)落下，掉入送球裝置中，同時(shí)儲(chǔ)球管內(nèi)的網(wǎng)球會(huì)立即補(bǔ)充到撥輪葉片空位中，所述支撐架用于支撐儲(chǔ)球器，同時(shí)其內(nèi)側(cè)空間安裝送球裝置。

4、所述撥輪有三個(gè)葉片，相鄰兩個(gè)葉片之間的空位可容納一個(gè)網(wǎng)球，它通過其軸頸上的徑向螺紋孔用緊定螺釘固定在步進(jìn)電機(jī)d型輸出軸上，所述步進(jìn)電機(jī)的前端帶有減速器，并安裝在箱體外側(cè)，它驅(qū)動(dòng)撥輪把入球通道下來的網(wǎng)球逐個(gè)推向出球通道。

5、所述無刷電機(jī)的下方連接有摩擦輪內(nèi)襯，所述兩個(gè)硅膠摩擦輪套在各自摩擦輪內(nèi)襯上，它們布局在發(fā)射筒兩側(cè)，當(dāng)網(wǎng)球在送球裝置的撥輪驅(qū)使下經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的硅膠摩擦輪時(shí)，網(wǎng)球會(huì)從發(fā)射筒彈射出去。

6、所述的電控軟件為控制發(fā)球機(jī)器人的單片機(jī)程序，由這個(gè)程序控制四驅(qū)移動(dòng)底盤的全向移動(dòng)，儲(chǔ)球器和撥球機(jī)構(gòu)各自撥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及發(fā)球機(jī)構(gòu)發(fā)射筒的仰角和硅膠摩擦輪彈射網(wǎng)球的力度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的四驅(qū)移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的儲(chǔ)球器結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明的送球裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明的送球管道安裝圖。

圖6為本發(fā)明的發(fā)球機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。

圖中：四驅(qū)移動(dòng)底盤10、儲(chǔ)球器20、送球裝置30、送球管道40、發(fā)球機(jī)構(gòu)50、電控硬件60；

車架101、雙層底板102、懸架103、空心杯電機(jī)104、麥克拉姆全向輪105；

儲(chǔ)球架201、儲(chǔ)球管202、承載撥輪203、托盤204、直流電機(jī)205、支撐架206；

箱蓋301、撥輪302、箱體303、限位環(huán)304、步進(jìn)電機(jī)305、入球通道306、出球通道307；

直管401、彎頭管402、卡箍403、彎曲管404；

支撐側(cè)板501、舵機(jī)支架502、大功率舵機(jī)503、凸緣聯(lián)軸器504、支撐梁505、d型轉(zhuǎn)軸506、帶擋邊軸承507、無刷電機(jī)支架508、無刷電機(jī)509、硅膠摩擦輪510、摩擦輪內(nèi)襯511、發(fā)射筒512。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1：

結(jié)合參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供的一種全向移動(dòng)的網(wǎng)球發(fā)球機(jī)器人包括四驅(qū)移動(dòng)底盤10、儲(chǔ)球器20、送球裝置30、送球管道40、發(fā)球機(jī)構(gòu)50、電控硬件60和電控軟件；所述四驅(qū)移動(dòng)底盤10的頂部安裝有用于儲(chǔ)存網(wǎng)球的儲(chǔ)球器20，所述儲(chǔ)球器20的底部安裝有送球裝置30，所述送球裝置30的出口與送球管道40相連，所述送球管道40的出口與發(fā)球機(jī)構(gòu)50相連，它還包括電控硬件60和電控軟件。本發(fā)明的四驅(qū)移動(dòng)底盤10具有減震懸掛和麥克拉姆全向輪，其發(fā)球機(jī)構(gòu)50采用雙摩擦輪擠壓彈射方式來發(fā)球，它可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)球場全方位移動(dòng)，并以不同仰角，不同速度發(fā)射網(wǎng)球。

結(jié)合參照?qǐng)D2，所述的四驅(qū)移動(dòng)底盤10包括車架101、底板102、懸掛103、空心杯電機(jī)104和麥克拉姆全向輪105，四驅(qū)移動(dòng)底盤10中的車架101由3030鋁型材搭建而成，底板102分上、下兩層鋪設(shè)在車架101上，懸掛103連接在車架101與空心杯電機(jī)104安裝板之間，其中的避震彈簧可以減小網(wǎng)球彈射時(shí)產(chǎn)生的后坐力，麥克拉姆全向輪105由空心杯電機(jī)104帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可使四驅(qū)移動(dòng)底盤10全向移動(dòng)。

結(jié)合參照?qǐng)D3，所述的儲(chǔ)球器20，包括儲(chǔ)球架201、儲(chǔ)球管202、撥輪、托盤204、直流電機(jī)205和支撐架206，所述儲(chǔ)球架201用于支撐六根垂直環(huán)形均布的儲(chǔ)球管202，所述儲(chǔ)球管202內(nèi)徑為65mm，網(wǎng)球逐個(gè)由下而上地垂直放置在其中，所述撥輪有三個(gè)葉片組成，相鄰兩個(gè)葉片之間的空位可容納一個(gè)網(wǎng)球，撥輪由帶蝸輪蝸桿減速器的直流電機(jī)205驅(qū)動(dòng)下而慢速旋轉(zhuǎn)，所述托盤204承載撥輪葉片間的網(wǎng)球，托盤204開有一孔，當(dāng)其上網(wǎng)球在撥輪驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)到托盤的這個(gè)孔位時(shí)，網(wǎng)球會(huì)落下，掉入送球裝置30中，同時(shí)儲(chǔ)球管202內(nèi)的網(wǎng)球會(huì)立即補(bǔ)充到撥輪葉片空位中，所述支撐架206用于支撐儲(chǔ)球器20，同時(shí)其內(nèi)側(cè)空間安裝送球裝置30。

結(jié)合參照?qǐng)D4，所述的送球裝置30包括箱蓋301、撥輪302、箱體303、限位環(huán)304和步進(jìn)電機(jī)305，所述箱體303與箱蓋301通過螺栓安裝合在一起，它們內(nèi)部形成了容納撥輪302的圓柱空腔以及與圓柱空腔相切的入球通道和出球通道，所述限位環(huán)304用緊定螺釘固定在步進(jìn)電機(jī)305d型輸出軸上，用于限制撥輪302軸向位置，所述撥輪302有三個(gè)葉片，相鄰兩個(gè)葉片之間的空位可容納一個(gè)網(wǎng)球，它通過其軸頸上的徑向螺紋孔用緊定螺釘固定在步進(jìn)電機(jī)305d型輸出軸上，所述步進(jìn)電機(jī)305的前端帶有減速器，并安裝在箱體303外側(cè)，它驅(qū)動(dòng)撥輪302把入球通道下來的網(wǎng)球逐個(gè)推向出球通道。

結(jié)合參照?qǐng)D5，所述的送球管道40，包括連接儲(chǔ)球器20與送球裝置30入球通道的直管401，連接送球裝置30出球通道的彎頭管402，連接發(fā)球機(jī)構(gòu)50的螺紋軟管405以及連接彎頭管402與螺紋軟管405的彎曲管404，所述彎曲管404被卡箍403固定儲(chǔ)球器20的支撐架206上。

結(jié)合參照?qǐng)D6，所述的發(fā)球機(jī)構(gòu)50，包括兩個(gè)支撐側(cè)板501、舵機(jī)支架502、大功率舵機(jī)503、凸緣聯(lián)軸器504、支撐梁505、d型轉(zhuǎn)軸506、帶擋邊軸承507、無刷電機(jī)支架508、兩個(gè)無刷電機(jī)509、兩個(gè)硅膠摩擦輪510、兩個(gè)摩擦輪內(nèi)襯511和發(fā)射筒。發(fā)球機(jī)構(gòu)50中支撐側(cè)板501安裝移動(dòng)底盤10的底板102上，用于支撐發(fā)球機(jī)構(gòu)50，大功率舵機(jī)503通過舵機(jī)支架502安裝在支撐側(cè)板501外側(cè)，其舵機(jī)連接盤與凸緣聯(lián)軸器504的凸緣固連，d型轉(zhuǎn)軸506穿過支撐梁505，并用緊定螺釘與其固定在一起，d型轉(zhuǎn)軸506的一端插入凸緣聯(lián)軸器504中心孔并與其固連，另一端支撐在帶擋邊軸承507上；帶擋邊軸承507放入支撐側(cè)板501的安裝孔后，用限位環(huán)來固定其軸向位置，無刷電機(jī)支架508與支撐梁505固連，其上安裝有兩個(gè)無刷電機(jī)509和發(fā)射筒512，無刷電機(jī)509的下方連接有摩擦輪內(nèi)襯511，兩個(gè)硅膠摩擦輪510套在各自摩擦輪內(nèi)襯511上，它們布局在發(fā)射筒512兩側(cè)，當(dāng)網(wǎng)球在送球裝置30的撥輪302驅(qū)使下經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的硅膠摩擦輪510時(shí)，網(wǎng)球會(huì)從發(fā)射筒512彈射出去。

進(jìn)一步的，所述電控硬件60包括單片機(jī)控制板，電源穩(wěn)壓板，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，80a無刷電調(diào)以及24v鋰電池和電源開關(guān)，電控硬件分為兩個(gè)部分并分別放置在電控盒和電池盒內(nèi)，這兩個(gè)盒子固定在四驅(qū)移動(dòng)底盤10上底板中央位置兩側(cè)；所述單片機(jī)控制板為電控系統(tǒng)的智能核心，所述電源穩(wěn)壓板用于把24v鋰電池電源穩(wěn)壓成12v和5v為電控各硬件提供電源，所述直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)板用于驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)球器20的直流電機(jī)205和四驅(qū)移動(dòng)底盤10的空心杯電機(jī)104，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板用于驅(qū)動(dòng)送球裝置30的步進(jìn)電機(jī)305，80a無刷電調(diào)用于驅(qū)動(dòng)無刷電機(jī)509，上述硬件容納在電控盒中，而電池盒里含有24v鋰電池和電源開關(guān)。

進(jìn)一步的，所述電控軟件為控制發(fā)球機(jī)器人的單片機(jī)程序，由這個(gè)程序控制四驅(qū)移動(dòng)底盤10的全向移動(dòng)，儲(chǔ)球器20和撥球機(jī)構(gòu)30各自撥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及發(fā)球機(jī)構(gòu)50發(fā)射筒512的仰角和硅膠摩擦輪510彈射網(wǎng)球的力度。

實(shí)施例2：

任意一項(xiàng)網(wǎng)球發(fā)球機(jī)器人的使用方法，它包括以下步驟：

1）將網(wǎng)球由下而上放置在儲(chǔ)球器20的六根儲(chǔ)球管202中；

2）打開電池盒的電源開關(guān)，網(wǎng)球從儲(chǔ)球管202落到托盤204與撥輪203葉片之間形成的空位中，當(dāng)網(wǎng)球由撥輪203驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)到托盤唯一開孔處時(shí)，網(wǎng)球又會(huì)落入儲(chǔ)球器20下方的送球裝置30中；

3）送球裝置30中的撥輪302把網(wǎng)球通過送球管道40推向發(fā)球機(jī)構(gòu)50；

4）調(diào)節(jié)發(fā)球機(jī)構(gòu)50中的大功率舵機(jī)503進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)射筒512的仰角，當(dāng)網(wǎng)球經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的硅膠摩擦輪510時(shí)，網(wǎng)球會(huì)從發(fā)射筒512以設(shè)定的角度彈射出去。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。