毽球训练机器人.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410775301.1 (22)申请日 2014.12.16 A63B 69/40(2006.01) A63B 67/18(2006.01) (71)申请人 李德林 地址 476000 河南省商丘市梁园区益阳路 1 号 1 号楼 304 号 (72)发明人 赵连保 吴军 孙晓伟 刘明 贾宇龙 (54) 发明名称 毽球训练机器人 (57) 摘要 毽球训练机器人， 它由电机、 蜗牛式壳体、 漏 斗、 支撑架、 槽轮及道轨组成， 蜗牛式壳体经法兰 与电机、 漏斗连接， 支撑架经支撑轴与电机、 漏斗 连接， 电机经螺栓与支撑架连接， 槽轮经。

2、轴承与支 撑架连接， 槽轮在道轨上滚动。 本发明结构简单合 理新颖， 操作简便， 既能替代毽球陪练员陪练， 又 能提高训练效果， 实用性强。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图10页 (10)申请公布号 CN 104492064 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104492064 A 1/1 页 2 1.毽球训练机器人， 其特征在于 ： 它由电机、 蜗牛式壳体、 漏斗、 支撑架、 槽轮及道轨组 成， 蜗牛式壳体经法兰与电机、 漏斗连接， 支撑架经支撑轴与电机、 漏斗连接， 电机经螺栓与 支撑架。

3、连接， 槽轮经轴承与支撑架连接， 槽轮在道轨上滚动。 2.根据权利要求 1 所述的毽球训练机器人， 其特征在于 ： 所述的电机有三台， 第一台为 变频电动机经法兰连接在蜗牛式壳体上， 该变频电动机的轴垂直插入蜗牛式壳体内、 轴端 经法兰连接着发球器 ； 第二台为步进电机经铆钉连接在蜗牛式壳体上侧， 该步进电机的轴 上有扇形齿轮和击发器 ； 第三台为变频电动机经螺栓、 轴承连接在支撑架下端。 3.根据权利要求 1 所述的毽球训练机器人， 其特征在于 ： 所述的蜗牛式壳体出球口的 一面有小轴， 出球口的左侧面带法兰有小圆孔、 右侧面带法兰有大圆孔、 上侧面有矩形孔和 带孔支撑腿。 4.根据权利要求。

4、 1 所述的毽球训练机器人， 其特征在于 ： 所述的漏斗为牛角式、 其上设 置着可转动插板式控制器和支腿， 可转动插板式控制器由两块平行扇形插板、 一个转动轴、 一个拉簧及一个传动齿杆组成， 一块扇形插板在上侧、 一端和转动轴的一端固定连接， 另一 个插板在下侧、 一端和转动轴的另一端固定连接， 转动轴两端有带孔支腿活动支撑， 转轴中 间有一垂直固定连接的水平传动杆， 水平传动杆一端与拉簧一端连接， 拉簧另一端连接在 漏斗壁上， 水平传动杆另一端经微型轴与传动齿杆活动连接。 5.根据权利要求 1 所述的毽球训练机器人， 其特征在于 ： 所述的支撑架下端有三个经 轴承连接的槽轮， 第一个槽轮和第。

5、三台变频电动机共轴并且和第二个槽轮在一条道轨上滚 动， 第三个槽轮在另一条道轨上滚动， 第三个槽轮上有偏心轴经传动杆和蜗牛式壳体出球 口一面的小轴连接 ； 两条道轨为半圆弧形， 两半圆弧道轨的圆心同心， 半圆弧形道轨开口朝 向球网。 6.根据权利要求 2 所述的毽球训练机器人， 其特征在于 ： 所述的发球器为异径管状， 发 球器大径端为球缺状， 两球缺开口圆心相对 ； 发球器小径端有控制开关， 该开关有三块弧形 可转动片经微型轴沿发球器外壁等距离设置， 三块弧形可转动片一端插入发球器壁内， 另 一端在壁外经圆弧形传动杆活动连接。 权 利 要 求 书 CN 104492064 A 2 1/4 页。

6、 3 毽球训练机器人 技术领域 0001 本发明属于机器人技术领域， 特别是涉及一种毽球训练机器人。 背景技术 0002 键球运动是我国传统健身运动项目， 有关键球方面的训练器材较少， 目前有 ： 一种 机器人键球训练器材和画半圆弧机器人沿直径发球电动机械训练器材。 一种机器人键球训 练器材， 操作简单， 能模拟陪练员移动发球动作， 提高训练效率， 能提高训练效果， 但对球路 及落球点的控制还不能实现， 发球用力不能调节， 发远球和发近球难实现， 虽然沿平行道轨 能移动又能调节发球角度， 但发球不能覆盖训练员整个接球区域， 因此训练员场区内的多 个死角、 接球点得不到训练， 训练难度小， 实战。

7、效果差， 对训练员的高技能提升受到限制 ； 画 半圆弧机器人沿直径发球电动机械训练器材， 结构简单合理， 操作简单， 能模拟陪练员移动 发球动作， 提升训练效率及效果， 但对球路及落球点很难控制， 发球用力不能调节， 发远球 和近球很难实现， 虽然绕立桩转动发球又能调节发球角度， 况且发球角度受滚轮移动起伏 小的限制， 发出的球也不能覆盖对方整个接球区， 因此训练员场区内多个死角的得不到接 球训练， 训练难度小， 不能提升训练员的高难度技能。 发明内容 0003 本发明的目的是 ： 提供一种毽球训练机器人， 它结构简单合理新颖， 操控简便， 造 价低， 能克服现有技术中的缺陷并兼具其优点， 训。

8、练效果好， 实用性强。 0004 实现本发明所采取的技术方案是 ： 该器材由电机、 蜗牛式壳体、 漏斗、 支撑架、 槽轮 及道轨组成， 蜗牛式壳体经法兰与电机、 漏斗连接， 支撑架经支撑轴与电机、 漏斗连接， 电机 经螺栓与支撑架连接， 槽轮经轴承与支撑架连接， 槽轮在道轨上滚动。 0005 为了给发球不同动作提供动力， 调节发球力的大小， 模拟陪练员走动发球动作， 该 电机有三台， 第一台为变频电动机经法兰与蜗牛式壳体连接， 它的轴垂直插入蜗牛式壳体 内、 轴端经法兰连接着发球器 ； 第二台为步进电机经铆钉连接在蜗牛式壳体上侧， 它的轴上 有扇形齿轮和击发器 ； 第三台为变频电动机经螺栓、 。

9、轴承连接在支撑架下端。 0006 为了模拟陪练员间断发球动作， 在蜗牛式壳体出球口的一面设置有小轴， 出球口 左侧面带法兰有一小圆孔、 右侧面带法兰有一大圆孔、 上侧面有一个矩形孔和一带孔支撑 腿， 小圆孔、 大圆孔及带法兰的漏斗下口圆心相对， 设置的漏斗为牛角式， 其上口为扇形口， 漏斗下口相对外侧面有支撑轴， 漏斗上设置着可转动插板式控制器和带孔支腿， 可转动插 板式控制器由两块平行扇形插板、 一个转动轴、 一个拉簧及一个传动齿杆组成， 一块扇形插 板在上侧、 一端和转轴的一端固定连接， 另一块扇形插板在下侧、 一端和转轴的另一端固定 连接， 转轴的两端经带孔支腿活动支撑， 转轴中间有一个。

10、垂直固定连接的水平传动杆， 水平 传动杆一端与拉簧一端连接、 拉簧另一端与漏斗壁连接， 水平传动杆另一端经微型轴与传 动齿杆活动连接， 两块扇形插板在转轴转动时按转动方向的改变交替经漏斗壁上的水平缝 插入牛角式漏斗内。 说 明 书 CN 104492064 A 3 2/4 页 4 0007 为了模拟陪练员走动发球动作， 在支撑架下端设置了三个槽轮均经轴承与支撑架 连接， 第一个槽轮与第三台变频电动机共轴并且和第二个槽轮在一条道轨上滚动， 第三个 槽轮在另一条道轨上滚动， 第三个槽轮上有偏心轴经传动杆与蜗牛式壳体出球口一面的小 轴连接。 0008 为了将毽球顺利发到训练员场区， 设置的发球器为异。

11、径管状， 发球器大径端为球 缺状， 两球缺开口圆心相对， 发球器小径端有控制开关， 该开关有三块弧形可转动片经微型 轴沿发球器外壁等距离设置， 三块弧形可转动片一端均插入发球器壁内、 另一端在壁外经 圆弧形传动杆活动连接， 圆弧形传动杆两端经带孔支腿连接在发球器上， 其中一端套着弹 簧、 另一端与拉绳一端连接， 拉绳的另一端经导向轮与一个带弹簧的滑动杆连接。 0009 本发明的积极效果是 ： 结构简单合理新颖， 能模拟陪练员走动发球动作， 发球用 力可调节， 既能发远球、 又能发近球， 既能定点发球、 又能多方向发球、 能覆盖训练员的整个 训练场区、 并且可连续调节发球方向、 能实现对球路及落。

12、球点的控制、 发出的球精准有力， 杀伤力强， 训练难度高、 但也可降低训练难度， 比同类器材发球机动、 灵活、 快捷、 发球自动 化程度高等， 能对训练员每个动作进行训练， 能提高训练员接球反应速度和应变能力， 能满 足训练员的体能与实战训练的需要， 训练技能提升快， 也可供教学使用和个人娱乐， 实用性 强。使用时对周围环境和居民没有任何影响， 不仅适用公共活动场所、 绿地， 也适用于居民 小区活动锻炼， 适用范围广， 对我国毽球传统文化是一项创造性地继承和发展， 在制作方面 与同类器材及主要部件相比容易制作， 制作用工少、 能耗低、 所用材料来源广、 价格低、 容易 推广和普及。 附图说明 。

13、0010 附图 1 为本发明外部结构示意图 ； 附图 2 为附图 1 的侧视图 ； 附图 3 为附图 1 的俯视图 ； 附图 4 为附图 1 的 A-A 向蜗牛式壳体剖视图 ； 附图 5 为附图 4 上的发球器外部结构示意图 ； 附图 6 为附图 5 的俯视图 ； 附图 7 为附图 6 上 C-C 向发球器小径端断面图 ； 附图 8 为附图 2 上的 B-B 向漏斗剖视图 ； 附图 9 为附图 8 上可转动插板式控制器外部结构示意图 ； 附图 10 为附图 9 的俯视图 ； 附图 11 为附图 9 的侧视图 ； 附图 12 为模块控制电机的系统示意图 ； 附图 13 为第二台步进电机轴上的击发。

14、器大样图 ； 附图 14 为附图 13 的侧视图 ； 附图 15 为附图 5 的 D-D 向剖视图、 即第一台变频电动机轴端法兰与发球器粘接剖视 图。 具体实施方式 说 明 书 CN 104492064 A 4 3/4 页 5 0011 本发明如附图 1、 2、 3 所示， 该器材由电机 1、 蜗牛式壳体 2、 漏斗 3、 支撑架 4、 槽轮 41 及道轨 4120、 4130 组成， 蜗牛式壳体 2 经法兰与电机 1、 漏斗 3 连接， 支撑架 4 经支撑轴 110 与电机 1 连接， 漏斗 3 下端经支撑轴 33 与支撑架 4 连接， 电机 1 经螺栓与支撑架 4 连 接， 槽轮 41 经。

15、轴承与支撑架 4 连接， 槽轮 41 在道轨 4120、 4130 上滚动。为了给发球不同 动作提供动力、 调节发球用力的大小， 模拟陪练员走动发球动作， 该电机 1 有三台， 第一台 为变频电动机 11 经法兰连接在蜗牛式壳体 2 上， 它的轴垂直插入蜗牛式壳体 2 内， 它的轴 1100 端经法兰 11001 连接着发球器 111， 发球器 111 为异径管状， 大径端为球缺状， 两球缺 开口圆心相对， 小缺圆开口1111相对着第一台变频电动机11轴端法兰口粘接， 大缺圆开口 1112用来放入毽球， 发球器111小径端有控制开关1113， 该开关有三块弧形可转动片11131 经微型轴沿发球。

16、器外壁等距离设置， 三块弧形可转动片 11131 一端插入发球器 111 壁内、 另一端在壁外并经圆弧形传动杆 11132 活动连接， 圆弧形传动杆两端经带孔支腿 11133 上 孔连接在发球器上、 其中一端套着弹簧 11134， 另一端与拉绳 11135 一端连接， 拉绳另一端 经导向轮 11136 与一个带弹簧 111371 的滑动杆 11137 连接， 滑动杆有两个带孔支腿 11133 支撑， 滑动杆两端有半圆形帽 111372、 两个半圆形帽一大一小、 大半圆帽用来打开控制开关 1113、 小半圆帽用来防止滑动杆脱离支腿 11133 ； 第二台为步进电机 12 经铆钉连接在蜗牛 式壳体。

17、 2 上侧， 步进电机 12 的轴 120 上有扇形齿轮 121 和击发器 122 ； 第三台为变频电动 机 13 经螺栓、 轴承连接在支撑架 4 下端， 这三台电机 1 由一个控制模块 5 控制 （如图 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 12、 13、 14、 15 所示） 。为了模拟陪练员间断发球动作， 在蜗牛式壳体 2 出球口 22 的一面设置有小轴 23、 用来调节发球角度， 出球口 22 的左侧面带法兰有小圆孔、 用来插入 第一台变频电动机 11 的轴并连接， 出球口 22 的右侧面带法兰有大圆孔用来放球并和漏斗 下口法兰连接， 出球口22的上侧面有一个矩形孔24和一个带孔支。

18、撑腿25、 分别用来通过击 发器 122 和支撑传动齿杆 314 ； 漏斗 3 下端经法兰与蜗牛式壳体 2 连接， 漏斗 3 下和蜗牛式 壳体 2 出球口 22 左侧面的小圆孔、 右侧面的大圆孔及发球器 111 大径端两球缺开口圆心相 对， 漏斗上口为扇形口、 下口相对外侧面有支撑轴 33 和下口圆心相对， 支撑轴 33 用来和支 撑架 3 连接， 漏斗 3 上设置着可转动插板式控制器 31 和支腿 32， 可转动插板式控制器由两 块平行扇形插板 311、 一个转动轴 312、 一个拉簧 313 及一个传动齿杆 314 组成， 一块扇形插 板 311 在上侧、 一端和转动轴 312 的一端固定。

19、连接， 另一个插板 311 在下侧、 一端和转动轴 312 的另一端固定连接， 转动轴 312 两端经带孔支腿 32 连接在漏斗上， 转动轴 312 中间有 一个垂直固定连接的水平传动杆 3121， 传动杆 3121 一端与拉簧 313 一端连接， 拉簧另一端 与漏斗 3 壁连接， 水平传动杆 3121 另一端经微型轴与传动齿杆 314 活动连接， 两块扇形插 板 311 在转动轴 312 转动时经漏斗 3 壁上水平缝按转动方向的改变交替插入漏斗内， 传动 齿杆 314 穿过蜗牛式壳上侧面上的带孔支腿 25 上孔和第二台步进电机 12 轴上的扇形齿轮 121 啮合 （如图 1、 2、 3、 4。

20、、 5、 8、 9、 10、 11 所示） 。为了模拟陪练员走动发球动作， 在支撑架 4 下 端设置了三个槽轮 41， 三个槽轮 41 均经轴承及轴连接在支撑架 4 下端， 第一个槽轮 411 和 第三台变频电动机 13 共轴并和第二个槽轮 412 在一条半圆弧形道轨 4120 上滚动， 第三个 槽轮 413 在另一条半圆弧形道轨 4130 上滚动， 两半圆弧形道轨 4120、 4130 的圆心为同心， 第三个槽轮 413 上有偏心轴 4131 经传动杆 42 与蜗牛式壳体 2 出球口 22 一面的小轴 23 活 动连接， 传动杆 42 可用来连续调节发球角度， 传动杆 42 上有调节孔， 可。

21、以调节发球角度的 幅度 （如图 1、 2、 3 所示） 。 说 明 书 CN 104492064 A 5 4/4 页 6 0012 本发明工作原理及使用方法 ： 在毽球场地设置两道同心半圆弧形道轨 4120、 4130， 半圆弧形道轨 4120、 4130 开口朝向球网， 将该器材放在道轨上， 第一槽轮 411 和第二 个槽轮 412 放在大半径半圆弧形道轨 4120 上， 第三个槽轮 413 放在小半径半圆弧形道轨 4130 上， 然后启动该器材， 三台电机 1 在控制模块 5 设定的程序控制下， 第三台变频电动机 13 驱动槽轮 411 在半圆弧形道轨 4120、 4130 上往返移动， 。

22、传动杆 42 连续调节着发球角度 ； 第二台步进电机 12 经扇形齿轮 121、 与可转动插板式控制器 31 上的传动齿杆 314 啮合驱 动水平传动杆 3121 从而推动转动轴 312 转动， 带动转动轴两端连接的扇形插板 311 转动、 使下侧扇形插板 311 插入漏斗 3 内、 而上侧扇形插板 311 移出漏斗 3， 漏斗内的毽球落入两 扇形插板 311 之间， 当扇形齿轮 121 转过扇形弧长后、 扇形齿轮 121 和传动齿杆 314 啮合暂 停， 水平传动杆 3121 在拉簧 313 作用下带动水平传动杆 3121 及转动轴 312 转动、 从而使上 侧扇型插板 311 插入漏斗内、。

23、 下侧扇形插板 311 移出漏斗 3， 夹在两扇形插板 311 之间的毽 球落下、 经漏斗下口落入蜗牛式壳体 2 内的发球器 111 内， 发球器 111 在第一台变频电动机 11 的驱动作用下产生的离心力使毽球从发球器 111 大径端移动到发球器 111 的小径端被 控制开关 1113 控制， 当发球器 111 小径端转动到蜗牛式壳体 2 出球口 22 上侧的矩形孔 24 时， 被第二台步进电机 12 轴上的击发器 122 触碰到控制开关 1113 上的滑动杆 11137 端部 的半圆形帽 111372， 滑动杆 11137 滑动并拉动拉绳 11135 带动圆弧形传动杆 11132 转动从 。

24、而也带动三块弧形可转动片 11131 转动打开控制开关 1113， 毽球脱离发球器 111 经蜗牛式 壳体 2 出球口 22 飞向训练员场区， 控制开关 1113 在圆弧形传动杆 11132 一端弹簧 11134 和滑动杆 11137 一端弹簧 111371 作用下恢复原位， 控制下一个毽球。如果对训练员某个动 作进行训练， 可将该器材设定在道轨 4120、 4130 上某个位置， 再用传动杆 42 上调节孔调节 即可。 说 明 书 CN 104492064 A 6 1/10 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 7 2/10 页 8 图 2 说 明 书 附 图 C。

25、N 104492064 A 8 3/10 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 9 4/10 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 10 5/10 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 11 6/10 页 12 图 7 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 12 7/10 页 13 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 13 8/10 页 14 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 14 9/10 页 15 图 12 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 15 10/10 页 16 图 15 说 明 书 附 图 CN 104492064 A 16 。