一种发球机的方向编码定位控制装置.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 203648014 U (45)授权公告日 2014.06.18 CN 203648014 U (21)申请号 201320846018.4 (22)申请日 2013.12.20 A63B 69/40(2006.01) (73)专利权人 黄澳祺 地址 528499 广东省中山市中山石岐恒海路 碧堤湾六街 25 幢 E31 (72)发明人 黄澳祺 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 郑永泉 (54) 实用新型名称 一种发球机的方向编码定位控制装置 (57) 摘要 本实用新型涉及乒乓球或网球等小球类运动 自动发球机技术领域， 提供一种。

2、能够任意设置发 球点， 随意控制发球角度变动， 而且当机头组件受 到外力作用不能正常工作， 当外力消失后能够自 动复位并恢复工作的发球机的方向编码定位控制 装置。 其结构包括驱动机构和定位机构， 定位机构 控制连接驱动机构， 所述定位机构包括控制电路 板和确认机头组件位置信息及反馈机头组件位置 信息给控制电路板的编码器， 所述控制电路板控 制连接驱动机构。通过编码器给机头组件的每个 出球点都设定一个编码， 每个出球点的编码具有 唯一性， 不同于其他出球点的编码。 这样便可以依 据编码向驱动机构确认机头组件的位置信息， 以 便于驱动机构能够准确编辑球的落点。 (51)Int.Cl. (ESM)同。

3、样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)授权公告号 CN 203648014 U CN 203648014 U 1/1 页 2 1. 一种发球机的方向编码定位控制装置， 设置在发球机的机头组件上用于控制发球方 向， 包括驱动机头组件转向的驱动机构和识别机头组件转动角度的定位机构， 定位机构控 制连接驱动机构， 其特征在于所述定位机构包括控制电路板和确认机头组件位置信息及反 馈机头组件位置信息给控制电路板的编码器， 所述控制电路板控制连接驱动机构。 。

4、2. 根据权利要求 1 所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于所述编码器包 括若干设置在控制电路板上的光耦和环边上设有槽孔的遮光盘， 所述遮光盘的环边在光耦 的发射端和接收端之间运动阻挡或不阻挡光耦的信号形成编码。 3. 根据权利要求 2 所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于所述驱动机构 包括主机和用于带动机头组件转动的步进电机， 所述主机分别与步进电机和控制电路板控 制连接， 步进电机带动所述遮光盘。 4. 根据权利要求 3 所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于所述步进电机 通过驱动齿轮和设置在机头组件上的扇形齿轮的配合带动所述机头组件转动， 所述遮光盘 与。

5、驱动齿轮同步转动。 5. 根据权利要求 4 所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于遮光盘与驱动 齿轮连成一体， 安装在步进电机输出轴上同步转动。 6. 根据权利要求 4 所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于机头组件通过 转盘与底座连接， 转盘上部与机头组件相连， 扇形齿轮设置在转盘后部， 转盘下部套上一轴 承后装到底座的转盘座上。 7. 根据权利要求 6 所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于转盘座或转盘 侧边开有一限位槽， 转盘或转盘座装有一限位柱与限位槽配合。 8. 根据权利要求 6 所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于所述转盘座上 还设有一用于。

6、安装步进电机的电机固定板。 9. 根据权利要求 2 至 8 任一项所述的发球机的方向编码定位控制装置， 其特征在于所 述遮光盘包括一层或多层环边， 所述光耦在控制电路板上对应所述环边分布。 权 利 要 求 书 CN 203648014 U 2 1/4 页 3 一种发球机的方向编码定位控制装置 技术领域 0001 本实用新型涉及乒乓球或网球等小球类运动自动发球机技术领域， 更具体的说是 一种发球机的方向编码定位控制装置。 背景技术 0002 自动发球机是乒乓球或网球等小球类运动常用的一种训练设备， 用于有规律或随 机等方式模拟对手发球， 在一定的发球角度区域内将球发射出去， 并可以编辑球的落点以。

7、 达到训练的目的。该设备一般通过电机带动机头组件的往复摆动， 实现出球横向或纵向角 度的变化。出球的时间间隔和角度通过控制机构的软件程序设定， 这样就可以在所述纵向 或横向的扇形区域内， 有规律或随机发射球， 以适应不同的训练需求之用。 0003 现有的发球机通过编程的方式将发球角度区域划分成多个发球点， 通过软件控制 发球机在那个点发球， 那个点不发球， 即不同的训练程序都要有一个独立的控制程序进行 控制。 所有的训练均为预设好的程序， 该程序不能在训练的过程中被打断， 否则发球的位置 和时间点均与预期不同， 扰乱训练的步骤。 0004 但是， 在平时的训练中， 发球机难免会受到外力的强制作。

8、用， 比如被击打回来的球 射中或者被从旁边行走过的人员碰到。当机头组件被碰到的时候， 其往复摆动的动作将会 被阻止， 即机械行进被阻止， 控制机构的软件程序无法识别这种随机的状态， 即无法识别机 头组件在哪里停止或偏转至那个位置， 如何复位重新开始。因此往往会导致程序控制与运 动不匹配， 造成停机再作调整。出现这种情况的时候， 往往导致训练的中止或混乱， 这是训 练者不希望出现的情形。 0005 当然可以采用专用的旋转定位机构实现落点的控制， 但这种专用的旋转定位机构 属于精密设备一般价格昂贵。 实用新型内容 0006 本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷， 提供一种能够任意编辑 。

9、落球点， 随机控制发球角度变动， 而且当机头组件受到外力强制作用不能正常工作， 当外力 消失后能够自动复位并恢复工作的发球机的方向编码定位控制装置。 0007 本实用新型通过以下技术方案实现上述目的。 0008 本实用新型设计了一种发球机的方向编码定位控制装置， 设置在发球机的机头组 件上用于控制发球方向， 包括驱动机头组件转向的驱动机构和识别机头组件转动角度的定 位机构， 定位机构控制连接驱动机构， 所述定位机构包括控制电路板和确认机头组件位置 信息及反馈机头组件位置信息给控制电路板的编码器， 所述控制电路板控制连接驱动机 构。实用新型通过编码器给机头组件的每个出球点都设定一个编码， 每个出。

10、球点的编码具 有唯一性， 不同于其他出球点的编码。这样便可以依据编码向驱动机构确认机头组件的位 置信息， 以便于驱动机构能够准确编辑球的落点。 另外， 当机头组件在强外力作用下机头不 能转动或发生位移而导致落点位置错误， 编码器能够在强外力消除后立即向驱动机构反馈 说 明 书 CN 203648014 U 3 2/4 页 4 位置， 使其恢复正常工作， 从而使机头组发出正确的落点。 0009 具体来说， 所述编码器包括若干设置在控制电路板上的光耦和环边上设有槽孔的 遮光盘， 所述遮光盘的环边在光耦的发射端和接收端之间运动阻挡或不阻挡光耦的信号形 成编码。 所述遮光盘包括一层或多层环边， 所述光。

11、耦在控制电路板上对应所述环边分布。 所 述环边在光耦的发射端和接收端之间运动， 当槽孔运动至光耦的时候， 信号能够从槽孔穿 过， 所述接收端能够收到发射端的信号， 该光耦识别为低电平 （编码器为0） 。 同理， 当环边其 他位置运动至发射端和接收端之间时， 信号被环边侧壁阻挡， 所述接收端无法收到发射端 的信号， 该光耦识别为高电平 （编码为 1） 。利用不同槽孔宽度和光耦之间相对位置的不同 能够实现 2n个二进制编码， 其中 n 为光耦数量。根据具体的出球点的数量 N， 需要编码的数 量为 2N+1， 设置相应的光耦的数量 n， 2N+1 2n。假设出球点为 7 个， 则设置不少于 4 个光。

12、 耦， 编码可以在 16 个二进制编码中选择 15 个， 假设出球点为 9 个， 则设置不少于 5 个光耦， 编码可以在 32 个二进制编码中选择 19 个， 依次类推。通过遮光盘上的槽孔与光耦配合来 实现编码， 结构简单， 编码方便， 识别率高， 抗干扰能力强。 0010 所述驱动机构包括用于编辑落点和接收机头组件位置信息的主机和用于带动机 头组件转动的步进电机， 所述主机包括控制器和驱动电路板分别与步进电机和操作盒连 接， 步进电机带动所述遮光盘。主机内有一电子主板， 电子主板集成了控制器， 通过操作盒 编辑球落点信息， 并将信息传送至驱动电路板， 驱动电路板能够驱动步进电机转动机头组 件。

13、的角度。 通过对编码器的位置信息进行确认， 可以驱动步进电机带动机头组件转动， 实现 精准定位。同时， 当机头组件在强外力作用下机头不能转动或发生位移而导致落点位置错 误， 主机能够接收编码器的位置信息， 驱动步进电机带动机头组件恢复正常工作， 从而使机 头组发出正确的落点。 0011 所述步进电机通过驱动齿轮和设置在机头组件上的扇形齿轮的配合带动所述机 头组件转动， 所述遮光盘与驱动齿轮同步转动。具体的结构是机头组件通过转盘与底座连 接， 转盘上部与机头组件相连， 扇形齿轮设置在转盘后部， 转盘下部套上一轴承后装到底座 的转盘座上。转盘相对转盘座转动， 实现机头组件转动而发出各种球落点。 0。

14、012 上述结构优选遮光盘与驱动齿轮连成一体 （也可以是分体结构） ， 安装在步进电机 输出轴上同步转动， 大大减少编码器误判断的几率。 另外， 由于出球的区域是局限在一个扇 形区域内， 转盘座或转盘侧侧边开有一限位槽， 转盘或转盘座装有一限位柱与限位槽配合。 机头组件摆动总角度通过限位柱在限位槽上控制， 避免驱动齿轮与扇形齿轮脱离啮合， 同 时限位柱可防止转盘与轴承座发生轴向位移。 0013 所述转盘座上还设有一用于安装步进电机的电机固定板， 电机固定板底部安装有 步进电机， 步进电机转动带动输出轴上的驱动齿轮转动， 从而传动扇形齿轮， 实现机头组件 转动。 电机固定板与转盘座形成一体， 能。

15、保证两齿轮中心距的准确性， 减少噪音及提高运行 的平稳性， 简化安装工艺。 0014 本实用新型通过编码器与光耦之间的配合， 给不同出球点设置不同的编码， 控制 电路板通过不同的编码识别相应的出球位置。当机头组件因碰撞或其他原因导致停止或 倒退或前进的时候， 所述控制电路板能够通过驱动机构带动机头组件转回意外发生时的位 置， 实现复位， 保证发球机工作的连续性。通过对编码器的优化改进， 本实用新型能够大大 缩小整个控制装置的体积， 并且提高识别的精准度。该装置可以用于对现有的发球机进行 说 明 书 CN 203648014 U 4 3/4 页 5 改良， 不会影响原发球机的其他控制结构， 具有。

16、很高的适应性。综上所述， 相对于现有技术 来说， 本实用新型具有突出的实质性特点和显著的进步， 具有创造性。 附图说明 0015 图 1 为本实用新型实施例的结构示意图。 0016 图 2 为图 1 的结构分解图。 0017 图 3 为实施例的遮光盘的结构示意图。 具体实施方式 0018 以下结合上述附图举例对本专利做进一步的说明。 本实施例用于示例说明所采用 的上述附图仅用于示例性说明， 不能理解为对本专利的限制 ； 为了更好说明本实施例， 附图 某些部件会有省略、 放大或缩小， 并不代表实际产品的尺寸 ； 对于本领域技术人员来说， 附 图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。 001。

17、9 如图 1 所示的一种发球机的方向编码定位控制装置， 设置在发球机的机头组件 130 上用于控制发球方向， 机头组件 130 安装在底座连接器 140 上， 可以相对底座连接器 140 转动。所述方向编码定位控制装置包括驱动机头组件 130 转向的驱动机构和识别机头 组件 130 转动角度的定位机构， 定位机构控制连接驱动机构。具体来说所述定位机构包括 控制电路板 111 和编码器， 编码器包括光耦 112 和与驱动机构同步运动的遮光盘 113， 所述 遮光盘 113 环边设置在光耦 112 的发射端与接收端之间运动， 光耦 112 将遮光盘 113 的位 置信息反馈至控制电路板111。 所。

18、述驱动机构包括步进电机121和主机 （图中未示出） ， 所述 主机分别与步进电机和控制电路板控制连接。驱动齿轮 122 和遮光盘 113 一体成型， 同时 装在步进电机 121 的输出轴上。遮光盘 113 上部有两环边 （也可以多环边） ， 环边上开有槽 孔。控制电路板 111 设置在遮光盘 113 上方， 对应遮光盘 113 在控制电路板 111 上装有两 环 （也可以一环到多环） 光耦 112。这一组合结构成为数字编码器， 可以起到对主机输入的 信心进行反馈及确认的工作， 及时把机头组件 130 转动的位置信息提供给控制电路板 111 上的集成控制器。 0020 具体的结构可以进一步结合图。

19、 2 所示， 机头组件 130 通过转盘 131 与底座连接器 140 连接， 转盘 131 上部与机头组件 130 相连， 转盘 131 后部有一扇形齿轮 123， 转盘 131 下 部套上一轴承 143 后装到底座连接器 140 的转盘座 144 上， 所述驱动齿轮 122 通过扇形齿 轮 123 带动机头组件 130 转动。转盘座 144 侧边开有一限位槽 141， 转盘 131 装有一限位柱 132 与限位槽 141 配合。所述转盘座 144 上还设有一用于安装定位机构和驱动机构的电机 固定板 142， 步进电机 121 悬挂在电机固定板 142 的下方， 输出轴穿过电机固定板 142。

20、， 所述 遮光盘 113 和驱动齿轮 122 为一体成型结构， 安装在所述输出轴上。步进电机 121 通过驱 动齿轮 122 与扇形齿轮 123 配合， 带动机头组件 130 相对于底座连接器 140 转动。控制电 路板 111 支撑在所述电机固定板 142 上， 光耦 112 呈内外两环对应遮光盘 113 的环边分布 在控制电路板 111 的下方， 倒扣在所述遮光盘 113 上方。 0021 遮光盘 113 的详细结构如图 3 所示， 所述遮光盘 113 为遮光盘结构， 遮光盘包括内 层环边 115 和外层环边 114， 上述光耦 112 中两个光耦 112 与内层环边 115 配合， 四个。

21、光耦 112 与外层环边 114 配合。所述环边在光耦 112 的发射端和接收端之间运动， 当槽孔运动 说 明 书 CN 203648014 U 5 4/4 页 6 至光耦 112 的时候， 信号能够从槽孔穿过， 所述接收端能够收到发射端的信号， 该光耦 112 识别为低电平 （编码器为 0） 。同理， 当环边其他位置运动至发射端和接收端之间时， 信号被 环边侧壁阻挡， 所述接收端无法收到发射端的信号， 该光耦 112 识别为高电平 （编码为 1） 。 利用不同槽孔宽度和光耦之间相对位置的不同能够实现 2n个二进制编码， 其中 n 为光耦数 量。不同的发球点的编码均不同于其他位置， 因此控制电。

22、路板 111 可以准确识别机头组件 130 转动的位置。 0022 上述机构具体的工作过程如下， 所述步进电机 121 驱动机头组件 130 相对于底座 连接器 140 来回摆动， 依次经过每个发球点， 发球点的按编码顺序排列。在正常工作的情况 下， 控制电路板111能够识别该顺序， 并按设定的程序进行工作， 比如设定在发球点A发球， 发球点 B 发球， 发球点 C 不发球， 发球点 D 发球， 发球点 E 发球， 发球点 F 不发球， 发球点 G 不发球， 等等。 这样， 每个发球点的动作都是固定的， 保证了训练的有序性， 发球点的位置是 固定的， 不会因程序时差和机械运动误差导致训练上的偏。

23、差。 0023 当机头组件 130 被碰撞的时候， 比如在 D 位置上受到强外力的强制作用下而停止 时。此时控制电路板 111 比较机头组件 130 当前位置的编码与预设程序编码的大小， 便可 以获知机头组件 130 的运动方向， 因此可以通过步进电机 121 带动机头组件 130 运动回到 D 位置， 并按原来的转动方向继续训练程序， 实现了机头组件 130 的碰撞复位。 0024 上述附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明， 不能理解为对本专利的限 制 ； 显然， 本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例， 而并非是 对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础 上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本实 用新型权利要求的保护范围之内。 说 明 书 CN 203648014 U 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 203648014 U 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 203648014 U 8 3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 203648014 U 9 。