基于曲柄导杆机构的智能羽毛球发球机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108671518A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810854911.9(22)申请日2018.07.31(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人唐首臣李甜甜张钟元宋洪侠王殿龙(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人温福雪侯明远(51)Int.Cl.A63B69/40(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图4页(54)发明名称基于曲柄导杆机构的智能羽毛球发球机(57)摘要本发明属于羽毛球发球机器人技术领域，涉及一种基于曲柄导杆机构的智能羽毛球发球机。该发球机包括机架、移动机构、升降机构、击球机构、储球机构、送球机构和落球机构。通过麦克纳姆轮完成各个击球方向的移动，结合落球与击球相位差造成的击球点变化，配合剪叉升降机构，完成不同方向、俯仰角、高度的击球动作。球面槽轮机构实现球筒的精确供球，气压输送球保证羽毛球的完整、无损。落球机构由两个交替开合的机械夹具控制，与球拍配合实现精准发球，由电机对其进行调速，实现不同频率的发球。本发明实现了可自动变频、变速、变高、变角发球的功能，且可在场地内自由移动，同时实现了机体的稳定运行，能够有效完成使用者的训练任务。CN108671518ACN108671518A权利要求书1/2页1.一种基于曲柄导杆机构的智能羽毛球发球机，其特征在于，所述的发球机包括机架(24)、移动机构、升降机构、击球机构、储球机构、送球机构和落球机构；所述的机架(24)，包括机架上部(10)和机架底部(13)，机架上部(10)和机架底部(13)通过多根支架固定连接，形成的内部空间用于放置击球机构和储球机构；机架上部(10)和机架底部(13)所形成的内部空间外套有主体外壳(17)，机架上部(10)空间外套有顶部外壳(16)；机架上部(10)上设有支架，用于固定击球机构和落球机构；所述的移动机构采用轮系机构控制发球机在场地内部自由运动，包括多个麦克纳姆轮(23)和底座(21)；所述的麦克纳姆轮(23)安装在底座(21)底部，使发球机进行全向运动；麦克纳姆轮(23)与底座(21)之间设有弹簧减震装置(20)，以减少发球机运动时产生的震动对落球机构和击球机构的影响；所述的升降机构，为剪叉式升降机构，包括竖直导轨(18)、水平导轨(14)和剪叉杆(15)；所述的水平导轨(14)共两对，对称固定安装在底座(21)的上表面和机架底部(13)的下表面；所述的剪叉杆(15)共两组，每组中，一根剪叉杆(15)一端固定安装在机架底部(13)上，另一端固定安装在底座(21)的水平导轨(14)上；另一根剪叉杆(15)一端固定安装在机架底部(13)的水平导轨(14)上，另一端固定安装在底座(21)上；所述的竖直导轨(18)垂直安装在底座(21)上，竖直导轨(18)控制机架底部(13)做上下移动；通过电动推杆的驱动完成机架(24)的升降，从而调节发球高度；所述的升降机构的外部包裹可折叠胶套(19)，起保护和美观作用；所述的击球机构，安装在机架(24)内部空间，用于实现变频和变速发球，包括固定铰接轴(1)、导杆(2)、伺服电机(3)、减速齿轮组(4)、曲柄a(5)、球拍(6)、曲柄b(7)和活动滑块；所述的导杆(2)，其一端设有固定铰接轴(1)，通过固定铰接轴(1)与机架上部(10)相连，导杆(2)绕固定铰接轴(1)摆动，导杆(2)的另一端安装有球拍(6)；导杆(2)的中部设有长条滑孔，与活动滑块相配合；所述的曲柄a(5)与减速齿轮组(4)的从动轮通过轴相连，减速齿轮组(4)的主动轮与伺服电机(3)相连，伺服电机(3)驱动减速齿轮组(4)转动，从而带动曲柄a(5)转动并改变曲柄a(5)的移动速度；所述的活动滑块安装在导杆(2)的长条滑孔内，活动滑块的两端分别与曲柄a(5)和曲柄b(7)的两端相铰接，曲柄a(5)和曲柄b(7)带动活动滑块沿导杆(2)的长条滑孔往复移动，从而带动导杆(2)往复摆动，通过摆动的球拍(6)将球击出；伺服电机(3)每次启动完成一次击球动作，改变伺服电机(3)两次启动的间隔时间完成对击球频率的控制，改变一次启动过程中伺服电机(3)的转速完成对击球速度的控制；所述的储球机构，安装在机架(24)的内部空间，以减小所占空间，包括多个球筒(11)和球面槽轮机构(12)；所述的球筒(11)置于球筒基座上，球筒(11)为透明圆柱桶，便于观察球筒(11)内剩余羽毛球数量，球筒(11)的底部为无杆气缸(29)，无杆气缸(29)的上方设有顶块(27)，顶块(27)外套有密封圈(26)，顶块(27)上方为放置羽毛球(25)的空间，顶块(27)用于顶住羽毛球(25)的尾部并施加压力；