基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)球機(jī)，尤其涉及基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的發(fā)球機(jī)是直接把球發(fā)到訓(xùn)練者一側(cè)的球桌上，S卩訓(xùn)練者接發(fā)球機(jī)發(fā)的球是直接到自己一方的球桌上，實(shí)際情況是球先落在另一側(cè)球桌上后彈過(guò)來(lái)的，本發(fā)球機(jī)發(fā)出的球的球路、力量等更符合實(shí)際打球的狀況。
[0003]由于六自由度平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，因此能更好的模擬出發(fā)球的軌跡、速度、方向、旋向等，更快地提高訓(xùn)練者的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出一種基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，可自動(dòng)進(jìn)行出球發(fā)球動(dòng)作。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，由出球裝置和發(fā)球裝置組成，出球裝置與發(fā)球裝置對(duì)應(yīng)設(shè)置，出球裝置設(shè)置在發(fā)球裝置的正上方，還包括用于控制出球裝置出球速度和用于控制發(fā)球裝置發(fā)球動(dòng)作的控制裝置，所述的出球裝置包括球斗、閘板、中軸線呈水平設(shè)置的錐形筒體以及設(shè)置在筒體內(nèi)的螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)，在筒體的小口徑端的上方連通有球斗，在球斗與筒體的連接處設(shè)有用于封閉進(jìn)球口的閘板，在筒體的大口徑端的下方設(shè)有出球口，螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)將進(jìn)球口的球推動(dòng)到出球口，所述的發(fā)球裝置包括設(shè)置在固定平臺(tái)和活動(dòng)平臺(tái)之間的多根電動(dòng)推桿，以及設(shè)置在活動(dòng)平臺(tái)下方中心的球拍，多根電動(dòng)推桿由控制裝置進(jìn)行控制，調(diào)整活動(dòng)平臺(tái)的傾斜角度，使球拍完成發(fā)球動(dòng)作。
[0006]所述的球拍通過(guò)固定裝置固定在活動(dòng)平臺(tái)上，活動(dòng)平臺(tái)的下方開設(shè)兩段T型溝槽，所述的固定裝置由兩個(gè)L型夾頭和螺栓組成，兩個(gè)L型夾頭一端分別卡設(shè)在一條T型溝槽內(nèi)，其在溝槽內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，兩個(gè)L型夾頭相對(duì)設(shè)置，丙個(gè)L型夾頭的水平部分夾持有球拍，夾持的部分為球拍柄，兩個(gè)L型夾頭的豎直部分分別設(shè)有螺紋孔，兩個(gè)螺紋孔內(nèi)分別設(shè)有一段旋向相反、螺距相同的內(nèi)螺紋；螺栓上有兩段旋向相反、螺距相同與L型夾頭內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋，螺栓穿過(guò)L型夾頭的螺紋孔，轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓使兩個(gè)L型夾頭相對(duì)或相向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)夾緊球拍或放松球拍。
[0007]所述的活動(dòng)平臺(tái)的下方固定有卡子，卡子對(duì)螺栓進(jìn)行固定，將其固定在活動(dòng)平臺(tái)的中心。
[0008]所述的電動(dòng)推桿為筆式電動(dòng)推桿。
[0009]所述的筆式電動(dòng)推桿為六根，六根筆式電動(dòng)推桿與固定平臺(tái)和活動(dòng)平臺(tái)組成六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是利用固定平臺(tái)和活動(dòng)平臺(tái)之間用六根電動(dòng)推桿，通過(guò)上、下各六只萬(wàn)向鉸鏈把上、下兩個(gè)平臺(tái)連起來(lái)，借助六根推桿的伸縮運(yùn)動(dòng)，完成活動(dòng)平臺(tái)在空間六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
[0010]所述的球斗上大下小，其下部長(zhǎng)度比三個(gè)球直徑長(zhǎng)度稍長(zhǎng)，寬度比一個(gè)球直徑稍大。
[0011]所述的螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)和螺桿組成，步進(jìn)電機(jī)由控制裝置進(jìn)行控制與螺桿連接驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺桿上設(shè)有兩條相互交錯(cuò)設(shè)置的螺旋溝槽。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:控制裝置根據(jù)不同的發(fā)球方法，一方面算出電動(dòng)推桿的不同長(zhǎng)度，然后將解算結(jié)果送到推桿控制器，推動(dòng)活動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)球拍完成各種姿勢(shì)、動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)球拍運(yùn)動(dòng)模塊功能；同時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)的速度，控制出球模塊中球斗內(nèi)的球下落時(shí)機(jī)，使得球拍能和球準(zhǔn)確接觸并完成發(fā)球動(dòng)作。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的出球裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的出球裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的發(fā)球裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的固定裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的圖5的D-D向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明的圖5的E-E向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、出球裝置，102、球斗，102、閘板，103、筒體，104、螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)，105、進(jìn)球口，106、出球口，2、發(fā)球裝置，201、固定平臺(tái)，202、活動(dòng)平臺(tái)，203、電動(dòng)推桿，204、球拍，205、T型溝槽，206、卡子，3、控制裝置，4、固定裝置，401、L型夾頭，402、螺栓，5、步進(jìn)電機(jī)，6、螺桿，601、螺旋溝槽。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，由出球裝置和發(fā)球裝置組成，出球裝置與發(fā)球裝置對(duì)應(yīng)設(shè)置，出球裝置設(shè)置在發(fā)球裝置的正上方，還包括用于控制出球裝置出球速度和用于控制發(fā)球裝置發(fā)球動(dòng)作的控制裝置，所述的出球裝置包括球斗、閘板、中軸線呈水平設(shè)置的錐形筒體以及設(shè)置在筒體內(nèi)的螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)，在筒體的小口徑端的上方連通有球斗，在球斗與筒體的連接處設(shè)有用于封閉進(jìn)球口的閘板，在筒體的大口徑端的下方設(shè)有出球口，螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)將進(jìn)球口的球推動(dòng)到出球口，球斗上大下小，下部長(zhǎng)度比三個(gè)球直徑長(zhǎng)度稍長(zhǎng)，寬度比一個(gè)球直徑稍大，在斗底部輕松落入三個(gè)球。
[0016]筒體和螺桿都采用錐形，螺桿在筒體兩端板的圓形孔內(nèi)支撐。螺桿上有兩條螺旋溝槽，法截面為圓形，筒體內(nèi)表面和螺桿螺旋溝槽距離略比球直徑大，使球順利在溝槽內(nèi)移動(dòng)。
[0017]所述的螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)和螺桿組成，步進(jìn)電機(jī)由控制裝置進(jìn)行控制與螺桿連接驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺桿上設(shè)有兩條相互交錯(cuò)設(shè)置的螺旋溝槽。錐形的螺桿用步進(jìn)電機(jī)控制，筒體和螺桿的初始位置如圖1所示，調(diào)至初始位置后，打開閘板，球落下，由于螺桿的圓錐形狀，使得落下最左的球順利落入螺旋溝槽內(nèi)，其他球只能在螺桿上沒有螺旋槽的地方接觸，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1/2圈第I個(gè)球順著溝槽從左到右到出球口落下，此時(shí)第2個(gè)球又處于左下圖位置狀態(tài)，落入溝槽，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)1/2圈后又可從出球口落下。
[0018]夾球拍功能實(shí)現(xiàn):活動(dòng)平臺(tái)下方開兩段T型溝槽(圖4)，兩個(gè)L型球拍夾頭上方有溝槽對(duì)應(yīng)的T型頭，能在溝槽內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，L型夾頭的豎直部分上有兩段旋向相反，螺距相同的內(nèi)螺紋；螺栓上有兩段旋向相反，螺距相同的外螺紋和夾頭相配。轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓的六角螺栓頭，兩個(gè)夾頭的快速相對(duì)或相向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速夾緊球拍或放松球拍。為使球拍始終處于活動(dòng)平臺(tái)中心，在螺栓中部加工一矩形環(huán)形槽，用卡子把螺栓固定在平臺(tái)的中心。卡子用兩顆小螺釘固定在平臺(tái)上。
[0019]控制裝置用于控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用計(jì)算機(jī)控制器的方式，對(duì)電動(dòng)推桿進(jìn)行控制，該控制技術(shù)屬于現(xiàn)有技術(shù)，不進(jìn)行具體描述。最優(yōu)化方案為利用六個(gè)電動(dòng)推桿可組成六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是由六支電動(dòng)推桿，上、下各六只萬(wàn)向鉸鏈和上、下兩個(gè)平臺(tái)組成，下平臺(tái)固定在基礎(chǔ)上，借助六支電動(dòng)推桿的伸縮運(yùn)動(dòng)，完成上平臺(tái)在空間六個(gè)自由度(Χ，γ，ζ，α, β, Y)的運(yùn)動(dòng)，從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)從各個(gè)角度的發(fā)球動(dòng)作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，由出球裝置(I)和發(fā)球裝置(2)組成，出球裝置(I)與發(fā)球裝置(2)對(duì)應(yīng)設(shè)置，其特征在于:還包括用于控制出球裝置(I)出球速度和用于控制發(fā)球裝置(2)發(fā)球動(dòng)作的控制裝置(3)，所述的出球裝置(I)包括球斗(101)、閘板(102)、中軸線呈水平設(shè)置的錐形筒體(103)以及設(shè)置在筒體(103)內(nèi)的螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)(104)，在筒體(103)的小口徑端的上方連通有球斗(101)，在球斗(101)與筒體(103)的連接處設(shè)有用于封閉進(jìn)球口(105)的閘板(102)，在筒體(103)的大口徑端的下方設(shè)有出球口(106),螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)(104)將進(jìn)球口( 105)的球推動(dòng)到出球口( 106)，所述的發(fā)球裝置(2)包括設(shè)置在固定平臺(tái)(201)和活動(dòng)平臺(tái)(202)之間的多根電動(dòng)推桿(203)，以及設(shè)置在活動(dòng)平臺(tái)(202)下方中心的球拍(204)，多根電動(dòng)推桿(203)由控制裝置(3)進(jìn)行控制，調(diào)整活動(dòng)平臺(tái)的傾斜角度，使球拍(204)完成發(fā)球動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，其特征在于:所述的球拍(204)通過(guò)固定裝置(4)固定在活動(dòng)平臺(tái)(202)上，活動(dòng)平臺(tái)(202)的下方開設(shè)兩段T型溝槽(205)，所述的固定裝置(4)由兩個(gè)L型夾頭(401)和螺栓(402)組成，兩個(gè)L型夾頭(401)一端分別卡設(shè)在一條T型溝槽(205)內(nèi)，其在溝槽內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，兩個(gè)L型夾頭(401)相對(duì)設(shè)置，丙個(gè)L型夾頭(401)的水平部分夾設(shè)有球拍(204)，兩個(gè)L型夾頭(401)的豎直部分分別設(shè)有螺紋孔，兩個(gè)螺紋孔內(nèi)分別設(shè)有一段旋向相反、螺距相同的內(nèi)螺紋；螺栓(402)上有兩段旋向相反、螺距相同與L型夾頭(401)內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋，螺栓(402)穿過(guò)L型夾頭(401)的螺紋孔，轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓(402)使兩個(gè)L型夾頭(401)相對(duì)或相向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)夾緊球拍或放松球拍。
3.如權(quán)利要求2所述的基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，其特征在于:所述的活動(dòng)平臺(tái)(202)的下方固定有卡子(206)，卡子(206)對(duì)螺栓(402)進(jìn)行固定，將其固定在活動(dòng)平臺(tái)(202)的中心。
4.如權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，其特征在于:所述的電動(dòng)推桿(203)為筆式電動(dòng)推桿。
5.如權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，其特征在于:所述的電動(dòng)推桿(203)為六根。
6.如權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，其特征在于:所述的球斗(101)上大下小，其下部長(zhǎng)度比三個(gè)球直徑長(zhǎng)度稍長(zhǎng)，寬度比一個(gè)球直徑稍大。
7.如權(quán)利要求1所述的基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，其特征在于:所述的螺旋推動(dòng)機(jī)構(gòu)(104)由步進(jìn)電機(jī)(5 )和螺桿(6 )組成，步進(jìn)電機(jī)(5 )與螺桿(6 )連接驅(qū)動(dòng)螺桿(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺桿(6)上設(shè)有兩條相互交錯(cuò)設(shè)置的螺旋溝槽(601)。
【專利摘要】基于多個(gè)自由度平臺(tái)的乒乓球發(fā)球機(jī)，由出球裝置和發(fā)球裝置組成，出球裝置與發(fā)球裝置對(duì)應(yīng)設(shè)置，出球裝置設(shè)置在發(fā)球裝置的正上方，還包括用于控制出球裝置出球速度和用于控制發(fā)球裝置發(fā)球動(dòng)作的控制裝置，控制裝置根據(jù)不同的發(fā)球方法，一方面算出電動(dòng)推桿的不同長(zhǎng)度，然后將解算結(jié)果送到推桿控制器，推動(dòng)活動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)球拍完成各種姿勢(shì)、動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)球拍運(yùn)動(dòng)模塊功能；同時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)的速度，控制出球模塊中球斗內(nèi)的球下落時(shí)機(jī)，使得球拍能和球準(zhǔn)確接觸并完成發(fā)球動(dòng)作。
【IPC分類】A63B69-40, A63B67-04
【公開號(hào)】CN104645586
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510125748
【發(fā)明人】陸志偉, 王俊峰, 馬琳, 馬福貴
【申請(qǐng)人】洛陽(yáng)理工學(xué)院
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日