專利名稱：一種雙電機(jī)出球方向控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及球類訓(xùn)練機(jī)器領(lǐng)域，特別是一種雙電機(jī)出球方向控制裝置。 技術(shù)背景在現(xiàn)有的球類訓(xùn)練中， 一般采用陪練的模式。這種模式一方面對陪練人員 的技術(shù)要求很高，為培訓(xùn)運動員對某角度或變化的球的反應(yīng)，陪練人員需要具 備能夠持續(xù)發(fā)出同樣的球。另一方面對陪練人員的體能要求也很高，需要具備 長期供球的能力。由此造成了運動員訓(xùn)練的成本大大的增加。發(fā)球訓(xùn)練機(jī)作為 一種游戲以及訓(xùn)練的設(shè)備，可以在一定程度上彌補(bǔ)上述不足。不過需要能夠真 實的模擬運動員發(fā)球時乒乓球角度以及落點的多變化，以提高運動員的反應(yīng)能 力。比如現(xiàn)有的乒乓球發(fā)球機(jī)雖然能夠在球速、旋轉(zhuǎn)等方面的仿真度很高，但 是在發(fā)球的角度和落點的控制上還是比較單調(diào)。只能夠按特定的規(guī)則變化，無 法適應(yīng)運動員進(jìn)一步提高訓(xùn)練難度的需要，所以一般只能夠適用于運動員的簡 單體能訓(xùn)練?；蛘呤菫檫_(dá)到多樣化的變化，發(fā)球機(jī)整個發(fā)射^L頭的結(jié)構(gòu)制作得 十分復(fù)雜，雖然能夠達(dá)到一定發(fā)球變化的目的，當(dāng)整個結(jié)構(gòu)十分不穩(wěn)定，而且 控制以及維護(hù)都十分困難。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有發(fā)球機(jī)出球方向以及落點變化不足的缺 點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可以全自動化精準(zhǔn)控制，實現(xiàn)出球方向多樣變化的雙 電機(jī)出球方向控制裝置。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)其目的。本實用新型設(shè)計了一種雙電機(jī)出球方向控制裝置，結(jié)構(gòu)包括機(jī)頭、導(dǎo)向板、 用于控制導(dǎo)向板橫向角度的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和用于控制導(dǎo)向板縱向角度的直線步 進(jìn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和直線步進(jìn)電機(jī)安裝在機(jī)頭上，導(dǎo)向板安裝在機(jī)頭 下側(cè)。通過控制旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，驅(qū)動導(dǎo)向板在橫向的角度擺動，達(dá)到出 球的橫向方向的控制，具體表現(xiàn)為出球方向的左右方向的控制。通過控制直線 步進(jìn)電機(jī)的直線運動，使導(dǎo)向板前部受力向下移動,或回復(fù)向上移動，從而使 得導(dǎo)向板在縱向方向的角度擺動，具體表現(xiàn)為出球弧線的角度變化和落球點的 變換。旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和直線步進(jìn)電機(jī)可以采用微電腦控制，無需人工干預(yù)，只需 為微電腦設(shè)定控制電機(jī)的控制程序即可。采用步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)控制 的精準(zhǔn)度，步進(jìn)電機(jī)的每一次步進(jìn)的增量都相同，因此只需要步進(jìn)精度夠高， 就能夠?qū)崿F(xiàn)十分準(zhǔn)確的角度控制，能夠?qū)崿F(xiàn)高難度的準(zhǔn)確性控制。本實用新型 可以真實的模擬運動員發(fā)球或接球時球運動路線的變化，大大降低了培訓(xùn)人員的工作量，且不影響運動員的訓(xùn)練難度。本實用新型可以發(fā)出同一落點單角度， 同一落點多角度變化，自動控制落點單角度，自動控制落點多角度，有規(guī)則落 點變化多角度變化等模式的訓(xùn)練軌跡，不僅可以適用于體能訓(xùn)練，還能夠滿足 一定程度上的實戰(zhàn)訓(xùn)練的要求。本設(shè)計的導(dǎo)向板通過導(dǎo)向板連接器與旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，導(dǎo)向板連 接器使導(dǎo)向板具有平行于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的自由度。所述的導(dǎo)向板連接器最佳方案是 由一對彈簧和轉(zhuǎn)軸緊固件構(gòu)成， 一對彈簧連接轉(zhuǎn)軸緊固件和導(dǎo)向板，轉(zhuǎn)軸緊固 件連接轉(zhuǎn)軸。也可以通過簡易的彈性連接件來連接導(dǎo)向板和轉(zhuǎn)軸。直線步進(jìn)電 機(jī)的步進(jìn)軸穿過機(jī)頭支撐導(dǎo)向板。步進(jìn)軸是可以通過直線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動做伸縮 動作的機(jī)構(gòu)，當(dāng)步進(jìn)軸向下直線運動的時候，壓制導(dǎo)向板前端向下，彈簧拉伸 變形。當(dāng)步進(jìn)軸向上直線運動的時候，在彈簧回復(fù)力的作用下，導(dǎo)向板向上復(fù) 位，/人而實現(xiàn)出5求縱向方向、即落球點前后的控制。為提高使用壽命，本實用新型在步進(jìn)軸和導(dǎo)向板之間設(shè)有調(diào)整塊，調(diào)整塊 固定在導(dǎo)向板的一側(cè)，并將步進(jìn)軸與調(diào)整塊接觸的一端加工呈弧形軸端。步進(jìn) 軸末端弧面的結(jié)構(gòu)有利于減少摩擦力，便于調(diào)節(jié)，減少步進(jìn)軸的磨損。步進(jìn)軸 和導(dǎo)向板一般情況下均由金屬制作，直接接觸的話金屬之間的磨損較大，由于 是經(jīng)常活動的部件，所以機(jī)器容易磨損。由此，本實用新型在步進(jìn)軸末端與導(dǎo) 向板之間加裝一個采用硬度較小的材料制作的調(diào)整塊，比如采用塑料制作，這 樣可以減少機(jī)器的磨損。當(dāng)調(diào)整塊被磨耗之后只需更換此部件即可，降低了機(jī) 器的使用成本，維修以及維護(hù)也較為筒易。機(jī)頭和導(dǎo)向板橫截面均為倒u形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向板設(shè)于機(jī)頭內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和直線步進(jìn)電機(jī)均安裝于機(jī)頭頂部，轉(zhuǎn)軸穿過機(jī)頭頂部與導(dǎo)向板連接器連接，
直線步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)軸穿過機(jī)頭支撐導(dǎo)向板。倒U形結(jié)構(gòu)能夠很好的起到導(dǎo)向 作用，并且由于球在其中運動時球下方為自由面，無任何限制，所以對球旋轉(zhuǎn) 的影響很小。因此由此結(jié)構(gòu)發(fā)出的乒乓球能夠保持較好的旋轉(zhuǎn)性能，具有較高 的仿真度。本實用新型還在旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和直線步進(jìn)電機(jī)外側(cè)設(shè)有電機(jī)罩殼，電機(jī)罩 殼一方面可以防止電機(jī)受到損壞，另一方面可以起到保護(hù)整個機(jī)頭的功能。本實用新型相對于現(xiàn)有^l支術(shù)具有以下實質(zhì)性特點和進(jìn)步橫向角度和落點，并且至少橫向角度采用自動控制的方式，便于控制。雙電機(jī) 的全自動的控制方式能夠進(jìn)一步提高乒乓球發(fā)球機(jī)的靈活性，增加訓(xùn)練難度， 同時也具備定落點的訓(xùn)練方式。步進(jìn)電機(jī)通過微電腦能夠?qū)崿F(xiàn)對球路的精準(zhǔn)控 制，有利于提高訓(xùn)練難度，可以同時滿足運動員的復(fù)雜的體能和實戰(zhàn)兩種訓(xùn)練 模式，也可以用于娛樂。

圖1為雙電機(jī)出球方向控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為橫向角度的控制的使用示意圖； 圖3為發(fā)球機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明。如圖1所示的一種雙電機(jī)出球方向控制裝置，包括機(jī)頭l、導(dǎo)向板2、用于 控制導(dǎo)向板2橫向角度的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)3和用于控制導(dǎo)向板2縱向角度的直線 步進(jìn)電機(jī)4。機(jī)頭1和導(dǎo)向板2橫截面均為倒U形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向板2設(shè)于機(jī)頭1 內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)3和直線步進(jìn)電機(jī)4均安裝于機(jī)頭1頂部，轉(zhuǎn)軸31穿過機(jī) 頭1頂部與導(dǎo)向板連接器5連接，直線步進(jìn)電機(jī)4的步進(jìn)軸41穿過機(jī)頭1支撐 導(dǎo)向板2，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)3和直線步進(jìn)電機(jī)4外側(cè)設(shè)有電機(jī)罩殼7。采用步進(jìn)電 機(jī)的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)銜易控制，步進(jìn)電機(jī)可以通過微電腦或者單片機(jī)進(jìn)行控制，調(diào)整?？梢栽O(shè)定有規(guī)律運作的控制程序控制導(dǎo)向板有規(guī)律的擺向，適用于運動 員的體能訓(xùn)練。也可以編制隨機(jī)運作的控制程序控制導(dǎo)向板無規(guī)則擺向，可以
用于運動員的實戰(zhàn)訓(xùn)練。
步進(jìn)軸41和導(dǎo)向板2之間設(shè)有調(diào)整塊6，調(diào)整塊6固定在導(dǎo)向板2的一側(cè)。 步進(jìn)軸41與調(diào)整塊6接觸的一端呈弧形軸端。將步進(jìn)軸41的末端制作成弧面， 有利于減少摩擦力，便于調(diào)節(jié)，減少步進(jìn)軸41的磨損。步進(jìn)軸41和導(dǎo)向板2 一般情況下均由金屬制作，直接接觸的話金屬之間的磨損較大，由于是經(jīng)常活 動的不見，所以機(jī)器容易磨損。由此，本實用新型在步進(jìn)軸41末端與導(dǎo)向板2 之間加裝一個采用硬度較小的材料制作的調(diào)整塊6，比如采用塑料制作，這樣可 以減少機(jī)器的磨損。當(dāng)調(diào)整塊6被磨耗之后只需更換此部件即可，降低了機(jī)器 的使用成本，維修以及維護(hù)也較為簡易。而且可以在調(diào)整塊6上加工有與步進(jìn) 軸41末端相配合的凹位，有利于定位，以及便于調(diào)節(jié)。
如圖2所示導(dǎo)向板連接器5由一對彈簧51和轉(zhuǎn)軸緊固件52構(gòu)成， 一對彈 簧51連接轉(zhuǎn)軸緊固件52和導(dǎo)向板，轉(zhuǎn)軸緊固件52連接轉(zhuǎn)軸31。其采用采用杠 桿原理，以彈簧51為支點，由于彈簧51具有可變形以及復(fù)位的能力，所以導(dǎo) 向板2具有橫向和縱向兩個自由度，并且具有在沒有外界的驅(qū)動下，具有自動 回位的能力。由于采用一對彈簧51作為支點，為保持整個導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的運作穩(wěn)定， 在轉(zhuǎn)動過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動死角的問題，結(jié)構(gòu)上必須具有對稱性。所以旋轉(zhuǎn)步進(jìn) 電機(jī)3的傳動軸31與轉(zhuǎn)軸緊固件52的橫向連接位置必須設(shè)置在一對彈簧51之 間，最佳的位置是在兩條彈簧51連線的中心位置上。
導(dǎo)向板連接器5必須具備能夠緊固旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)3的傳動軸31,保證 旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)3能夠驅(qū)動導(dǎo)向板2轉(zhuǎn)動；而且能夠使得導(dǎo)向板2能夠平行于傳 動軸31縱向轉(zhuǎn)動，即能夠采用直線步進(jìn)電機(jī)4來調(diào)節(jié)導(dǎo)向板2的縱向傾角。設(shè) 置導(dǎo)向板連接器5的另一個目的是便于電機(jī)的安裝和維修。在安裝電機(jī)的過程 中只需將電機(jī)的傳動軸31插入導(dǎo)向板連接器5中，并緊固轉(zhuǎn)軸緊固件52即可， 需要拆下電機(jī)時只要松開轉(zhuǎn)軸緊固件52即可拿下電機(jī)。轉(zhuǎn)軸緊固件52可以是 采用 一般的可拆卸軸固定連接結(jié)構(gòu)。
如圖3所示的一種兵乓球發(fā)球機(jī)，兵乓球發(fā)5求機(jī)的雙電機(jī)出球方向控制裝 置安裝在發(fā)球機(jī)滑軌的前端。兵乓球9從漏斗形的裝球器進(jìn)入發(fā)球機(jī)，由撥桿 逐個推向輸送管道的上端。再由兩個轉(zhuǎn)動電機(jī)8產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和初速度，由安裝在 機(jī)頭1上的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)3控制導(dǎo)向板2的左右角度，由直線步進(jìn)電機(jī)4控制
導(dǎo)向板2的傾斜角度，發(fā)射出預(yù)設(shè)好路線的兵乓球9。
兵乓球的發(fā)^^各線的傾斜角度控制如圖1所示，通過微電腦控制直線步進(jìn)
電機(jī)4轉(zhuǎn)動，推動步進(jìn)軸4向下運動，給導(dǎo)向板2前端施加壓力，彈簧51在外 力作用下拉伸，導(dǎo)向板2前端向下傾斜。當(dāng)發(fā)球角度需要增大的時候，步進(jìn)軸4 向上運動，導(dǎo)向板2前端失去外力作用，在彈簧51回復(fù)力的作用下，其前端向 上翹起，從而達(dá)到角度的調(diào)節(jié)，如圖中箭頭所示。
乒乓球的發(fā)球路線的左右角度控制如圖2所示，由于導(dǎo)向板連接器5于旋 轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸31為固定連接，與導(dǎo)向板2通過對稱的彈簧51連接，因 此，當(dāng)微電腦驅(qū)動轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)3帶動轉(zhuǎn)軸31步進(jìn)的時候，可以帶動導(dǎo)向板2轉(zhuǎn) 動相應(yīng)的角度，如圖中箭頭所示。
由上述可見雙步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)相結(jié)合的自動控制，使用者可以編制特定的 程序來控制出球的橫向和縱向的角度，從而達(dá)到對球落點的控制，具有規(guī)則和 隨機(jī)兩種模式，能夠?qū)崿F(xiàn)多種訓(xùn)練模式的自動化控制，無需人工干預(yù)，使用簡 單方便，訓(xùn)練效果好。
權(quán)利要求1. 一種雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是包括機(jī)頭(l)、導(dǎo)向板(2)、用 于控制導(dǎo)向板(2)橫向角度的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(3)和用于控制導(dǎo)向板(2)縱向 角度的直線步進(jìn)電機(jī)(4)，所述旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(3)和直線步進(jìn)電機(jī)(4)安裝 在機(jī)頭(1)上，導(dǎo)向板(2)安裝在機(jī)頭(1)下側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是導(dǎo)向板(2) 通過導(dǎo)向板連接器(5)與旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)軸(31)連接，導(dǎo)向板連接 器(5)使導(dǎo)向板(2)具有平行于轉(zhuǎn)軸(31)轉(zhuǎn)動的自由度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是導(dǎo)向板連接器 (5)由一對彈簧(51)和轉(zhuǎn)軸緊固件(52)構(gòu)成， 一對彈簧(51)連接轉(zhuǎn)軸緊固件(52)和導(dǎo)向板(2)，轉(zhuǎn)軸緊固件(52)連接轉(zhuǎn)軸(31)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是直線 步進(jìn)電機(jī)(4)的步進(jìn)軸(41)穿過機(jī)頭(1)支撐導(dǎo)向板(2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是在步進(jìn)軸(41 ) 和導(dǎo)向板(2)之間設(shè)有調(diào)整塊(6),調(diào)整塊(6)固定在導(dǎo)向玲反(2)的一側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是步進(jìn)軸(41) 與調(diào)整塊(6)接觸的一端呈弧形軸端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是機(jī)頭(1)和 導(dǎo)向板(2)橫截面均為倒U形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向板(2)設(shè)于機(jī)頭(1)內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)步 進(jìn)電機(jī)(3)和直線步進(jìn)電機(jī)(4)均安裝于機(jī)頭(1)頂部，轉(zhuǎn)軸(31)穿過機(jī) 頭(1)頂部與導(dǎo)向板連接器(5)連接，直線步進(jìn)電機(jī)(4)的步進(jìn)軸(41)穿 過機(jī)頭(1)支撐導(dǎo)向板(2)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙電機(jī)出球方向控制裝置，其特征是旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī) (3)和直線步進(jìn)電機(jī)(4)外側(cè)設(shè)有電機(jī)罩殼(7)。
專利摘要本實用新型涉及球類訓(xùn)練機(jī)器領(lǐng)域，目的在于克服現(xiàn)有發(fā)球機(jī)出球方向以及落點變化不足的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可以全自動化精準(zhǔn)控制，實現(xiàn)出球方向多樣變化的雙電機(jī)出球方向控制裝置。結(jié)構(gòu)包括機(jī)頭、導(dǎo)向板、用于控制導(dǎo)向板橫向角度的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和用于控制導(dǎo)向板縱向角度的直線步進(jìn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和直線步進(jìn)電機(jī)安裝在機(jī)頭上，導(dǎo)向板安裝在機(jī)頭下側(cè)。通過控制旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，驅(qū)動導(dǎo)向板在橫向的角度擺動，達(dá)到出球的橫向方向的控制。通過控制直線步進(jìn)電機(jī)的直線運動，使導(dǎo)向板前部受力向下移動，或回復(fù)向上移動，從而使得導(dǎo)向板在縱向方向的角度擺動。
文檔編號A63B69/40GK201036686SQ200720053528
公開日2008年3月19日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者黎潔玲 申請人:黎潔玲