本發(fā)明涉及一種學習及體育用品,特別是涉及一種以麥輪為底盤帶旋轉(zhuǎn)云臺的彈道方向軌跡可控的網(wǎng)球發(fā)射器。

背景技術：

網(wǎng)球如今已經(jīng)成為風靡全球的球類運動,深受戶外運動人士的喜愛。隨著網(wǎng)球運動的迅猛發(fā)展,很多高校也開展了網(wǎng)球課程、網(wǎng)球?qū)I(yè),而網(wǎng)球也越來越深受廣大學生的歡迎。大部分學生在訓練時,一般需要至少一名陪練,但是,往往由于缺少陪練人員而導致訓練無法進行或者訓練效果不加。很多高校會采用網(wǎng)球訓練機給學生訓練,然而,目前市面上主流的網(wǎng)球發(fā)射器依然是通過摩擦將網(wǎng)球打出,但是尚有不足,比如在一定情況下其射程相對較近,角度發(fā)射有限和發(fā)射曲線抗干擾能弱,造價高且經(jīng)?？ㄇ颍⑶覀鹘y(tǒng)的網(wǎng)球訓練機要么沒有旋轉(zhuǎn)云臺，這樣訓練方式無法多樣化，使用旋轉(zhuǎn)云臺大多使用轉(zhuǎn)盤結構，轉(zhuǎn)盤空隙大，受垂直向下的力的性能不好，容易擴大間隙，導致精度降低，影響了控制效果，直接導致發(fā)射不準。極大的影響了網(wǎng)球訓練的進度，甚至影響訓練者的心情，影響訓練效果。傳統(tǒng)網(wǎng)球訓練機大多是無法主動移動，無法模擬出對打的不確定性，這樣的網(wǎng)球訓練及訓練效果不佳，無法真正替代陪練。因而,設計一種可主動移動，卡球率極低，結構穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)云臺的彈道方向軌跡可控的發(fā)射器是很有必要的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種以麥輪為底盤卡球率極低，帶旋轉(zhuǎn)云臺的彈道方向軌跡可控的發(fā)射器。

為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術方案：

一種以麥輪為底盤帶旋轉(zhuǎn)云臺的彈道方向軌跡可控發(fā)射器，包括送球裝置、發(fā)射裝置、角度可調(diào)的俯仰總成、360度云臺、管件連接總成、支架、全向底盤，

所述的送球裝置包括球艙和移動式落球口，所述的球艙包括漏斗式框架、傾斜地平行設置在所述框架內(nèi)的若干蓄球道，每條蓄球道的較高端均設置有紅外發(fā)射頭；所述的移動式落球口設置在所述框架上且位于蓄球道的最低端，包括直線移動機構、沿所述直線移動機構往復移動的滑門總成，所述的滑門總成上還設置有與所述紅外發(fā)射頭相匹配的紅外接收頭；

所述的發(fā)射裝置設置在俯仰總成上，所述的俯仰總成設置在繞Z軸旋轉(zhuǎn)的360度云臺上；

所述的管件連接總成活動連接于滑門總成的出口與發(fā)射組件的入口之間；

所述的360度云臺固定在全向底盤上，所述的送球裝置通過支架固定在全向底盤上。

進一步地，所述的漏斗式框架包括三邊矩形底框、設置在所述三邊矩形底框上端邊緣的漏斗形收集框；所述的三邊矩形底框由三塊側板拼接而成，所述的三邊矩形底框的左側或右側的側板設置有用于觸發(fā)滑門總成復位的限位開關；所述的漏斗形收集框由四塊上擋板和若干角碼拼接而成；所述的三邊矩形底框內(nèi)還設置有用于將蓄球道上的網(wǎng)球與未落到蓄球道上的網(wǎng)球相隔離的擋片。

進一步地，每條所述的蓄球道包括兩根傾斜地平行設置的碳纖管，所述碳纖管的較低端粘固在后管架的弧形面上，較高端通過孔軸配合固定于前管架上；所述的蓄球道較高端設置有紅外發(fā)射頭固定件，所述的紅外發(fā)射頭固定件上設置有若干與所述蓄球道一一對應的穿孔圓柱體，所述紅外發(fā)射頭的紅外線通過小孔發(fā)射。

進一步地，所述的直線移動機構包括沿各蓄球道橫向排列方向設置的滑軌、連接所述滑門總成且與所述滑軌滑動配合且的滑塊、與所述滑門總成驅(qū)動連接驅(qū)動所述滑門總成沿所述滑軌往復移動的動力裝置；所述的動力裝置包括沿矩形四角對稱布置的四個同步輪組件、環(huán)繞地與四個同步輪組件相配合的同步帶，所述同步帶的始、末兩端分別固定于滑門總成的兩側，任一同步帶輪組件上設置有與同步帶輪驅(qū)動連接的電機。

進一步地，所述的滑門總成包括滑門、彎管，所述滑門的入口處設置有導球片，頂部設置有紅外接收頭固定件，所述彎管通過扣入式配合轉(zhuǎn)動的連接設置在所述滑門的底部的出口處。

進一步地，所述俯仰總成包括對稱設置在所述360度云臺上的云臺支、立式軸支座、俯仰電機，俯仰電機固定于一側的云臺支，立式軸支座夾緊電機軸，且與所述發(fā)射組件的底部固連，另一側的云臺支通過光軸和軸承與立式軸支座形成轉(zhuǎn)動副，且與所述發(fā)射組件的底部固連。

進一步地，所述發(fā)射組件包括炮管過渡件、炮管固定件、炮管、摩擦輪、撥球電機、搖臂、撥球臂、底板，螺紋轉(zhuǎn)動副，角鋁電機座，所述的炮管由炮管過渡件和炮管固定件定位，且通過炮管固定件上的頂絲固定，炮管過渡件和炮管固定件用螺栓固定于底板上；炮管中段的兩側對稱設置2個摩擦輪，摩擦輪包括固定在底板上的無刷電機、與無刷電機連接的飛輪及固定在所述飛輪外圓表面的硅膠圈，所述撥球電機通過角鋁電機座固定于炮管過渡件側面；搖臂通過頂絲固定于撥球電機軸上，撥球臂與搖臂固連，撥球電機帶動搖臂進而帶動撥球臂將球撥至高速旋轉(zhuǎn)的一對摩擦輪中，進而發(fā)射；螺紋轉(zhuǎn)動副通過扣入式配合與炮管過渡件形成轉(zhuǎn)動副。

進一步地，所述管件連接總成包括波紋軟管，螺紋連接件，波紋軟管一頭連接彎管，另一頭連接螺紋連接件，螺紋連接件與螺紋轉(zhuǎn)動副通過螺紋連接。

進一步地，所述360度云臺包括承接所述俯仰總成的云臺板、兩個推力軸承、長螺栓、云臺中間支撐、云臺電機支撐、云臺電機、臥式軸支座、夾緊片，所述云臺中間支撐兩面設有兩個同軸心的圓形限位凹坑，且中心有個圓孔；所述的夾緊片設有個圓形限位凹槽，且對稱分布兩個通孔；所述的云臺板有個圓形限位凹槽；兩個推力軸承分別一上一下地放置于云臺中間支撐兩個同軸心的圓形限位凹坑，并通過臥式軸支座和夾緊片夾緊，云臺板和夾緊片的圓形限位凹槽分別和推力軸承形成配合；云臺板和臥式軸支座通過長螺栓連接，從而夾緊夾緊片、推力軸承、云臺中間支撐、推力軸承；臥式軸支座中心夾緊云臺電機軸，云臺電機固定在云臺電機支撐底部，云臺電機支撐與云臺中間支撐通過螺栓連接。

進一步地，所述的全向底盤包括四個麥輪輪組、懸掛總成、主板、加強筋、電控元器件，

所述的懸掛總成包括阻尼彈簧、懸掛板、上彈簧連接件、下彈簧連接件、鉸鏈，所述的阻尼彈簧上端通過上彈簧連接件和主板連接，下端通過下彈簧連接件和懸掛板連接，懸掛板一端通過鉸鏈和方鋁連接，方鋁固定于加強筋上，加強筋與主板固連；

所述的麥輪輪組通過電機座固定于懸掛板下端，包括麥輪、底盤電機、電機座、輪軸、聯(lián)軸器、護輪板，所述底盤電機固定在電機座上，電機軸和輪軸通過聯(lián)軸器連接，輪軸通過軸承支承在電機座上，輪軸和麥輪通過螺栓連接，護輪板固定在麥輪側面；

所述支架通過螺栓固定于主板上，電控元器件通過緊固件固定于主板上。

相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明能夠自動的按預定順序?qū)⑿钋虻郎系木W(wǎng)球逐一送出，經(jīng)濟實用、卡球率極低、控制簡單可靠、質(zhì)量輕、體積小、制造成本低，射程、發(fā)射角度及發(fā)射方向均可以靈活可調(diào)且發(fā)射曲線抗干擾能強，全向底盤可靈活移動及原地轉(zhuǎn)動，滿足360度方向的任意角度及射程的網(wǎng)球發(fā)射需要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的整體結構示意圖。

圖2本發(fā)明實施例球艙結構示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例落球口結構示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例送球裝置工作示意圖。

圖5本發(fā)明實施例旋轉(zhuǎn)云臺發(fā)射裝置整體圖

圖6是本發(fā)明實施例發(fā)射裝置結構示意圖

圖7是本發(fā)明實施例360度云臺俯視示意圖。

圖8是圖7中C-C向剖視圖。

圖9是圖8中局部放大圖。

圖10是本發(fā)明實施例底盤整體示意圖。

圖11是本發(fā)明實施例底盤俯視圖。

圖12是本發(fā)明實施例麥輪輪組示意圖。

圖13是本發(fā)明實施例懸掛總成示意圖。

圖14是本發(fā)明實施例支架的結構示意圖。

示意圖中零部件的標號說明：

1-擋片，2-上擋板，3-限位開關，4-后管架，5-碳纖管，6-紅外發(fā)射頭固定件，7-側板，8-同步輪，9-同步輪固定件，10-滑軌，11-電機，12-軸承座，13-同步帶，14-紅外接收頭固定件，15-滑塊，16-導球片，17-前管架，18-彎管，19-滑門，20-炮管，21-炮管固定件，22-撥球電機，23-螺紋連接件，24-螺紋轉(zhuǎn)動副，25-炮管過渡件，26-撥球電機座，27-俯仰電機，28-立式軸支座，29-云臺支，30-云臺板，31-撥球臂，32-搖臂，33-摩擦輪，34-云臺中間支撐，35-云臺電機支撐，36-云臺電機，37-臥式軸支座，38-夾緊片，39-推力軸承，40-長螺栓，41-上彈簧連接件，42-電控元器件，43-方鋁，44-鉸鏈，45-懸掛板，46-下彈簧連接件，47-阻尼彈簧，48-護輪板，49-麥輪，50-輪軸，51-電機座，52-聯(lián)軸器，53-底盤電機，54-主板，55-加強筋，56-支架。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步說明：

如圖1所示，一種以麥輪為底盤帶旋轉(zhuǎn)云臺的彈道方向軌跡可控發(fā)射器，包括送球裝置、發(fā)射裝置、角度可調(diào)的俯仰總成、360度云臺、管件連接總成、支架56、全向底盤，所述的送球裝置包括球艙和移動式落球口，所述的球艙包括漏斗式框架、傾斜地平行設置在所述框架內(nèi)的若干蓄球道，每條蓄球道的較高端均設置有紅外發(fā)射頭；所述的移動式落球口設置在所述框架上且位于蓄球道的最低端，包括直線移動機構、沿所述直線移動機構往復移動的滑門總成，所述的滑門總成上還設置有與所述紅外發(fā)射頭相匹配的紅外接收頭；所述的發(fā)射裝置設置在俯仰總成上，所述的俯仰總成設置在繞Z軸旋轉(zhuǎn)的360度云臺上；所述的管件連接總成活動連接于滑門總成的出口與發(fā)射組件的入口之間；所述的360度云臺固定在全向底盤上，所述的送球裝置通過支架56固定在全向底盤上。

如圖2所示，所述的漏斗式框架包括三邊矩形底框、設置在所述三邊矩形底框上端邊緣的漏斗形收集框。所述的三邊矩形底框由三塊側板7拼接而成，所述的漏斗形收集框由四塊上擋板2和若干角碼拼接而成，上擋板2用薄PE板彎折而成，可通過互相穿插的方式搭起來，并穿螺栓固定和用角碼連接和固定在側板7。另外，所述的三邊矩形底框內(nèi)還設置有用于將蓄球道上的網(wǎng)球與未落到蓄球道上的網(wǎng)球相隔離的擋片1。所述上擋板2可讓球艙蓄球高度增高，且起到緩沖的作用，而擋片1將蓄球道上的網(wǎng)球與未落到蓄球道上的網(wǎng)球隔離，防止互相干澀而卡球，且起到將網(wǎng)球?qū)胄钋虻赖淖饔谩?/p>

具體而言，每條所述的蓄球道包括兩根傾斜地平行設置的碳纖管5，所述碳纖管5的較低端用AB膠等強力膠粘在后管架4的弧形面上，較高端通過孔軸配合固定于前管架17上。本實施例設置7根碳纖管5，形成6個蓄球道，每個蓄球道的間距L＝D+1～2mm，目的在于防止不同蓄球道的網(wǎng)球互相干涉而卡球，碳纖管5有一定的斜度，使網(wǎng)球可以通過重力滾動至滑門總成的滑門19。

具體地，所述的蓄球道較高端設置有紅外發(fā)射頭固定件6，所述的紅外發(fā)射頭固定件6上設置有6與所述蓄球道一一對應的穿孔圓柱體，所述紅外發(fā)射頭的紅外線通過小孔發(fā)射，紅外發(fā)射頭用熱熔膠固定于紅外發(fā)射頭固定件6上，這樣做的目的在于防止滑門19上的紅外發(fā)射頭誤接收到其他列的紅外發(fā)射頭發(fā)射的紅外線。

所述的直線移動機構包括沿各蓄球道橫向排列方向設置的滑軌10、連接所述滑門總成且與所述滑軌10滑動配合且的滑塊15、與所述滑門總成驅(qū)動連接驅(qū)動所述滑門總成沿所述滑軌10往復移動的動力裝置，滑塊15和滑軌10形成滑動副。

具體而言，如圖3所示，所述的動力裝置包括沿矩形四角對稱布置的四個同步輪組件、環(huán)繞地與四個同步輪組件相配合的同步帶10，所述同步帶的始、末兩端分別固定于滑門總成的兩側，任一同步帶輪組件上設置有與同步帶輪驅(qū)動連接的電機11。每個同步輪組件均包括同步輪固定件9、輪軸、同步輪8、軸承12，所述同步輪固定件9通過螺栓固定于球艙框架上，同步輪8和輪軸通過頂絲鎖緊，輪軸兩端通過軸承12固定于同步輪固定件9上，電機11固定于右則同步輪固定件9上，電機11輸出軸與輪軸為一體式的，通過頂絲和對應的同步輪8鎖緊，電機11輸出軸末端與軸承12配合連接。四個同步輪固定件9中，有兩個分別位于滑軌10的兩端。

具體而言，如圖4所示，所述的滑門總成包括滑門19、彎管18，所述滑門19的入口處設置有導球片16，頂部設置有紅外接收頭固定件14，所述彎管18轉(zhuǎn)動的連接設置在所述滑門19的底部的出口處。

紅外接收頭固定件14通過自攻螺釘固定于滑門19上平面，導球片16通過自攻螺釘固定于滑門19入口，導球片16起到將網(wǎng)球?qū)虻綇澒?8內(nèi)的作用，彎管18通過配合的方式與滑門19形成轉(zhuǎn)動副。直線移動機構的滑塊15與滑門總成中的滑門19通過螺栓固連。同步帶13與同步輪8形成配合，始末兩端皆固定于滑門19，同步帶13可阻擋非滑門19所在蓄球道的網(wǎng)球落下，電機11驅(qū)動同步輪8帶動同步帶13，進而帶動滑門19實現(xiàn)左右移動，滑塊15和滑軌10限制滑門19只能有一個方向移動的自由度?；T19當前所處的蓄球道上的網(wǎng)球才能通過滑門19落下彎管18。紅外接收頭跟隨滑門19移動，若當前所處的蓄球道上無網(wǎng)球時，則可接收到紅外發(fā)射頭的紅外線，控制端給出到下一蓄球道的指令，若下一蓄球道上有球，紅外線被網(wǎng)球擋住，紅外接收頭接收不到紅外線，控制端給出指令，滑門19在該蓄球道等待，直到該蓄球道網(wǎng)球落盡。

另外，如圖2所示，所述的三邊矩形底框的左側或右側的側板7設置有用于觸發(fā)滑門總成復位的限位開關3。

如圖5和圖6所示，所述發(fā)射組件包括炮管過渡件25、炮管固定件21、炮管20、摩擦輪33、撥球電機22、搖臂32、撥球臂31、底板，螺紋轉(zhuǎn)動副24，角鋁電機座26，所述的炮管20由炮管過渡件25和炮管固定件21定位，且通過炮管固定件21上的頂絲固定，炮管過渡件25和炮管固定件21用螺栓固定于底板上；炮管20中段的兩側對稱設置2個摩擦輪33,摩擦輪33包括固定在底板上的無刷電機、與無刷電機連接的飛輪及固定在所述飛輪外圓表面的硅膠圈，所述撥球電機22通過角鋁電機座26固定于炮管過渡件25側面；搖臂32通過頂絲固定于撥球電機22軸上，撥球臂31與搖臂32固連，撥球電機22帶動搖臂32進而帶動撥球臂31將球撥至高速旋轉(zhuǎn)的一對摩擦輪33中，進而發(fā)射；螺紋轉(zhuǎn)動副24通過扣入式配合與炮管過渡件26形成轉(zhuǎn)動副。

所述管件連接總成包括波紋軟管，螺紋連接件23，波紋軟管一頭連接彎管18，另一頭連接螺紋連接件23，螺紋連接件23與螺紋轉(zhuǎn)動副24通過螺紋連接，彎管18通過扣入式配合與滑門19形成轉(zhuǎn)動副。通過波紋軟管的變形以及上下兩個轉(zhuǎn)動副來消除滑門左右移動時帶來的扭矩。

所述俯仰總成包括對稱設置在所述360度云臺上的云臺支29、立式軸支座28、俯仰電機27，所述云臺支29在云臺板30上對稱分布，云臺電機27固定于右邊的云臺支29，右邊的立式軸支座28夾緊電機軸，且與所述發(fā)射組件的底板固連；左邊的云臺支29通過光軸和軸承與立式軸支座28形成轉(zhuǎn)動副，且與所述發(fā)射組件的底板固連。俯仰總成通過云臺電機27調(diào)節(jié)底板的傾斜角度,從而控制炮管20發(fā)射俯仰角。

如圖7至圖9所示，所述360度云臺包括承接所述俯仰總成的云臺板30、兩個推力軸承39、長螺栓40、云臺中間支撐34、云臺電機支撐35、云臺電機36、臥式軸支座37、夾緊片38，所述云臺中間支撐34兩面設有兩個同軸心的圓形限位凹坑，且中心有個圓孔，防止和長螺栓40干涉。所述的夾緊片38設有個圓形限位凹槽，且對稱分布兩個通孔，供長螺栓40穿過。所述的云臺板30有個圓形限位凹槽；兩個推力軸承39分別一上一下地放置于云臺中間支撐34兩個同軸心的圓形限位凹坑，并通過臥式軸支座37和夾緊片38夾緊，云臺板30和夾緊片38的圓形限位凹槽分別和推力軸承39形成配合。云臺板和臥式軸支座37通過長螺栓40連接，從而夾緊夾緊片38、推力軸承39、云臺中間支撐34、推力軸承39；臥式軸支座37中心夾緊云臺電機36軸，傳遞扭矩，云臺電機36固定在云臺電機支撐35底部，云臺電機支撐35與云臺中間支撐34通過螺栓連接。俯仰總成的云臺支29對稱固定在云臺板30兩端。在轉(zhuǎn)動過程中，云臺電機36軸不受上方結構帶來的壓力，只傳遞扭矩，壓力由云臺電機支撐35傳遞給機身，可很大程度延長云臺電機36的使用壽命。

如圖10至圖14所示，所述的全向底盤包括四個麥輪輪組、懸掛總成、主板54、加強筋55、電控元器件42，

所述的懸掛總成包括阻尼彈簧47、懸掛板45、上彈簧連接件41、下彈簧連接件46、鉸鏈44，所述的阻尼彈簧47上端通過上彈簧連接件41和主板54連接，下端通過下彈簧連接件46和懸掛板45連接，懸掛板45一端通過鉸鏈44和方鋁43連接，方鋁43固定于加強筋55上，加強筋55與主板54固連；當遇到顛簸地面，麥輪輪組頻繁受到來自地面的沖擊力，力從麥輪輪組傳遞到懸掛板45，懸掛板45繞著鉸鏈44中心轉(zhuǎn)動，壓縮彈簧，緩沖地面的沖擊，同時阻尼彈簧47能讓上下震動快速停止，總的來說起到緩沖減震的作用，保護主板54以上的所有零件。

所述的麥輪輪組通過電機座51固定于懸掛板45下端，包括麥輪49、底盤電機53、電機座51、輪軸50、聯(lián)軸器52、護輪板48，所述底盤電機53固定在電機座51上，電機軸和輪軸50通過聯(lián)軸器52連接，輪軸50通過軸承支承在電機座51上，減少電機軸直接受到的彎矩。輪軸50和麥輪49通過螺栓連接，護輪板48固定在麥輪49側面，保護麥輪49受直接撞擊，延長其使用壽命。

所述主板54上有許多挖空，為電控的布線留下穿插的空間，且起到減重的作用，所述支架56通過螺栓固定于主板54上，電控元器件42通過3D打印件固定于主板54上。

主板54使用的材料為玻纖板，為在不增加過多重量的情況下增加剛度，使用加強筋55對薄弱部分進行加強，同時將懸掛總成和主板54連接在一起。

本實施例的使用及工作過程如下：

上電后，滑門19自動右移觸發(fā)限位開關3復位，停在第一個蓄球道，往球艙上倒?jié)M網(wǎng)球，通過上檔板的導向作用，最下層的網(wǎng)球進入蓄球道，，紅外接收頭接收不到紅外線，直到第一個蓄球道上的網(wǎng)球發(fā)射盡，網(wǎng)球通過滑門經(jīng)導球片豎直落下彎管進入波紋軟管，進入炮管過渡件26，到達撥球臂31上方，撥球臂31的動作首先是往外旋轉(zhuǎn)一定角度使網(wǎng)球落下，撥球電機22帶動搖臂32進而帶動撥球臂31將網(wǎng)球撥至高速旋轉(zhuǎn)的一對摩擦輪33中，進而發(fā)射。直至滑門所在蓄球道的網(wǎng)球全部發(fā)射盡，紅外接收頭接收到紅外線，控制端發(fā)出指令，電機11驅(qū)動同步帶13帶動滑門19移動至下一個蓄球道，重復上述過程，俯仰電機在發(fā)射的過程中可調(diào)節(jié)發(fā)射角度，云臺電機36在發(fā)射的過程中可調(diào)節(jié)發(fā)射方向。全向底盤由于使用麥輪49，可實現(xiàn)平移、原地旋轉(zhuǎn)等普通輪子不能實現(xiàn)的運動。

發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。