一种柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人制造技术

本发明专利技术提供一种柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，它包括四个分布在球场四角的柔索驱动装置、八根柔索和一个末端发射装置，所述柔索驱动装置包括底座、分别安装在底座上的立柱、一对柔索驱动器以及安装在立柱顶端的顶部滑轮，每个柔索驱动器均连接一条所述柔索，由同一柔索驱动装置驱动的两条柔索中，一条直接连接所述末端发射装置，另一条绕过所述顶部滑轮后连接所述末端发射装置，所述末端发射装置由八根所述柔索控制位置及发射角度。该新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人具有设计科学、较大空间机动发球、电动控制发球动作、提升发球频率、扩展性好的优点。

A new type of flexible cable driven auxiliary training robot for tennis and badminton

The present invention provides a new type of wire driven robot assisted training for tennis badminton, which comprises four distribution in the course of the four corners of the cable drive device, eight cable and a terminal transmitting device, the cable, a column of cable and pulley drive installed at the top of the top of the column vertical driving device including the base, are respectively arranged on the base, each cable drive are connected to one of the cable, by the same cable two soft drive cable, one end is directly connected with the transmitting device, another around the top pulley is connected with the terminal emitter. The end of the launch device consists of eight of the cable and launch angle position control. The new type of flexible cable driven tennis and badminton auxiliary training robot has the advantages of scientific design, large space, mobile service, electric control service, promotion service frequency and good scalability.

【技术实现步骤摘要】
一种新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人
本专利技术涉及一种机器人，具体的说，涉及了一种新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人。
技术介绍
网球球员在没有训练人员的陪同下，通常只能通过面对墙面击球来进行训练。但球在经反弹后方向与速度不易控制且缺乏互动性，此方法很难有效地对练习者的击球技术进行规范与提高。而对于羽毛球训练，其自我训练方法更为有限。目前市场上的多数网球或羽毛球教练机多采用与棒球发射装置类似的对转双轮机构进行网球的发射。此类网球或羽毛球辅助训练装置通常较为笨重且位置固定，其发球范围仅能覆盖装置前方球场有限的扇形区域，无法适应全场地灵活发球的要求。虽然一些设计者还提出了采用气动装置进行发球的训练装置，减轻了重量，但此类装置同样具有发球覆盖范围有限的缺点，此外如何为此类气动装置提供稳定且安静的气源也成为其普及的重大障碍。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、较大空间机动发球、电动控制发球动作、提升发球频率、扩展性好的一种新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，包括四个分布在球场四角的柔索驱动装置、八根柔索和一个末端发射装置，所述柔索驱动装置包括底座、分别安装在底座上的立柱、一对柔索驱动器以及安装在立柱顶端的顶部滑轮，每个柔索驱动器均连接一条所述柔索，由同一柔索驱动装置驱动的两条柔索中，一条直接连接所述末端发射装置，另一条绕过所述顶部滑轮后连接所述末端发射装置，所述末端发射装置由八根所述柔索控制位置及发射角度。基上所述，所述柔索驱动器包括基板、伺服电机、驱动机构、滑槽、动滑轮模块和定滑轮模块构成，所述动滑轮模块和所述定滑轮模块中均安装滑轮并构成滑轮组，所述柔索的一端固定在所述基板上，然后绕过所述滑轮组，所述动滑轮模块安装在所述滑槽中，所述伺服电机通过所述驱动机构驱动所述动滑轮模块沿所述滑槽移动。基上所述，所述基板上还安装有柔索防松器，所述柔索防松器包括防松器支架、限位辊轮、导轨轴、压簧、滑块、压紧轮和环形防松牙板与调节螺钉，所述防松器的进口和出口均安装有一对限位辊轮，所述导轨轴安装在所述防松器支架上，所述滑块安装在所述导轨轴上，所述压紧轮安装在所述滑块上，所述环形防松牙板对应所述压紧轮安装在所述防松器支架上，所述压簧套装在所述导轨轴上并驱使所述滑块移动使得所述压紧轮总是与所述环形防松牙板抵接，所述压簧的压力可通过所述调节螺钉进行调节，所述柔索依次经过进口处的一对限位辊轮、所述压紧轮和出口处的一对限位辊轮。基上所述，所述末端发射装置为长条形，所述末端发射装置横向两端的四角位置分别设置四个扣环，八根所述柔索分别与八个所述扣环一一对应固定连接。基上所述，所述末端发射装置包括贮球筒、定子、动子、抓放装置与控制动子收放的电动销B，所述贮球筒安装在所述定子的后端，所述贮球筒下端安装一控制装载球的电动销A，所述控制动子收放的电动销B通过与弹性定位钩配合控制动子的收放，所述动子在动力机构的驱动下沿所述定子移动，所述抓放装置安装在所述动子上并随动子的运动状态调整抓放状态，所述贮球筒的出球口对应所述抓放装置设置。基上所述，所述定子包括亚克力基板构成的主体、前基板、后基板、沿动子移动方向安装在所述主体上的电磁线圈序列、对应所述电磁线圈序列安装在所述主体上的导电铜板、导向轴、缓冲弹簧和三级导轨，所述主体固定在所述前基板和所述后基板之间，所述动子通过陶瓷轴套安装在所述导向轴上，所述动子为金属动子，所述动子上安装电刷，所述电刷与所述导电铜板接触，所述导向轴的两端分别固定在所述前基板和所述后基板上，所述导向轴的两端部均安装有缓冲弹簧，所述三级导轨安装在所述主体侧部，所述抓放装置对应所述三级导轨设置以便随着三级导轨的轨道变化而调整抓放状态。基上所述，所述抓放装置包括绝缘底座、抓手、从动杆，所述绝缘底座固定在所述动子上，所述抓手包括扭簧和销轴构成的弹力机构始终促使所述抓手向外展开，所述从动杆的下端与所述三级导轨滑动配合，所述从动杆的中部穿过所述绝缘底座上的导向孔，所述从动杆的顶部抵接所述抓手的外侧。基上所述，所述三级导轨包括起始段、加速段和释放段，所述起始段低于所述加速段，所述释放段低于所述起始段，所述起始段、所述加速段和所述释放段依次顺滑过渡。基上所述，所述驱动结构包括连接所述伺服电机输出轴的一对啮齿轮、由该对啮齿轮变向后传动的同步带机构、由该同步带机构传动的一对钢丝卷盘和绕设在一对所述钢丝卷盘上的钢丝，所述动滑轮模块与所述钢丝固定连接。基上所述，所述主体由两块几字形亚克力板对接构成，所述亚克力板的中部开设一系列开口，所述电磁线圈序列依次安装在所述开口中，所述亚克力板的上下缘共胶接4块所述导电铜板，所述导电铜板和所述电磁线圈序列的导线排布在所述亚克力板中部的集线管中，所述动子为工字型动子，所述动子上下两端的侧部对应4块所述导电铜板安装4个电刷，所述前基板和所述后基板之间安装2根导向轴，所述工字型动子的上下两端对应2根导向轴开设两个导向孔，所述陶瓷轴套安装在所述导向孔内。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术具有以下优点：1、采用八根柔索固定末端发射装置，八根柔索分别由八个对应的柔索驱动装置通过拉伸动作进行状态调整，直接连接末端发射装置的四根柔索和绕过顶部滑轮的四根柔索由于拉伸方向的不同，可相互配合实现发球位置、发球角度的灵活调整，实现3个自由度的平移运动、俯仰动作及偏航运动共5个自由度的运动。2、采用电磁弹射原理进行发球，电磁弹射输出功率大，更易实现自动化控制，采用机械结构自动实现球的抓放，能极大缩短发球准备时间，提高发球频率。3、末端发球装置结构紧凑小巧，灵活性高，降低控制难度。4、模块化设计，扩展性能好，可以简单更换末端发球装置，实现多种球类的切换使用。附图说明图1是柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人结构示意图。图2是柔索驱动装置的结构示意图。图3是柔索驱动器爆炸视图。图4是柔索驱动器驱动机构的爆炸视图。图5是柔索驱动器中动滑轮模块爆炸视图。图6是柔索驱动器中柔索防松器爆炸视图。图7是柔索防松器的工作示意图。图8是末端发射装置整体结构示意图。图9是末端发射装置爆炸视图。图10是末端发射装置定子后端结构示意图。图11是末端发射装置定子前端结构示意图。图12是发射装置动子与抓放装置结构示意图。图13a、图13b和图13c是抓放装置工作过程示意图。图14是发射羽毛球的工作过程示意图。图中：1支架；2柔索驱动器；3柔索；4末端发射装置；1.1顶部滑轮；1.2支柱；1.3U型紧固螺栓；1.4底座；2.1长螺栓；2.2钢丝卷盘；2.3轴承；2.4支撑块；2.5基板；2.6螺母及垫片；2.7驱动系统；2.8燕尾槽；2.9动滑轮模块；2.10柔索端固定螺栓；2.11柔索防松器；2.12定滑轮模块；2.13定位螺钉；2.14钢丝调紧装置；2.15钢丝；2.16弹性挡圈2.7.1伺服电机；2.7.2键A；2.7.3锥齿轮A；2.7.4轴端挡圈及螺钉；2.7.5螺钉；2.7.6电机支撑架；2.7.7支撑架固定螺栓；2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，其特征在于：它包括四个分布在球场四角的柔索驱动装置、八根柔索和一个末端发射装置，所述柔索驱动装置包括底座、分别安装在底座上的立柱、一对柔索驱动器以及安装在立柱顶端的顶部滑轮，每个柔索驱动器均连接一条所述柔索，由同一柔索驱动装置驱动的两条柔索中，一条直接连接所述末端发射装置，另一条绕过所述顶部滑轮后连接所述末端发射装置，所述末端发射装置由八根所述柔索控制位置及发射角度。

【技术特征摘要】
1.一种新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，其特征在于：它包括四个分布在球场四角的柔索驱动装置、八根柔索和一个末端发射装置，所述柔索驱动装置包括底座、分别安装在底座上的立柱、一对柔索驱动器以及安装在立柱顶端的顶部滑轮，每个柔索驱动器均连接一条所述柔索，由同一柔索驱动装置驱动的两条柔索中，一条直接连接所述末端发射装置，另一条绕过所述顶部滑轮后连接所述末端发射装置，所述末端发射装置由八根所述柔索控制位置及发射角度。2.根据权利要求1所述的新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，其特征在于：所述柔索驱动器包括基板、伺服电机、驱动机构、滑槽、动滑轮模块和定滑轮模块构成，所述动滑轮模块和所述定滑轮模块中均安装滑轮并构成滑轮组，所述柔索的一端固定在所述基板上，然后绕过所述滑轮组，所述动滑轮模块安装在所述滑槽中，所述伺服电机通过所述驱动机构驱动所述动滑轮模块沿所述滑槽移动。3.根据权利要求2所述的新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，其特征在于：所述基板上还安装有柔索防松器，所述柔索防松器包括防松器支架、限位辊轮、导轨轴、压簧、滑块、压紧轮和环形防松牙板与调节螺钉，所述防松器的进口和出口均安装有一对限位辊轮，所述导轨轴安装在所述防松器支架上，所述滑块安装在所述导轨轴上，所述压紧轮安装在所述滑块上，所述环形防松牙板对应所述压紧轮安装在所述防松器支架上，所述压簧套装在所述导轨轴上并驱使所述滑块移动使得所述压紧轮总是与所述环形防松牙板抵接，所述压簧的压力可通过所述调节螺钉进行调节，所述柔索依次经过进口处的一对限位辊轮、所述压紧轮和出口处的一对限位辊轮。4.根据权利要求2或3所述的新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，其特征在于：所述末端发射装置为长条形，所述末端发射装置横向两端的四角位置分别设置四个扣环，八根所述柔索分别与八个所述扣环一一对应固定连接。5.根据权利要求4所述的新型柔索驱动网球羽毛球两用辅助训练机器人，其特征在于：所述末端发射装置包括贮球筒、定子、动子、抓放装置与控制动子收放的电动销B，所述贮球筒安装在所述定子的后端，所述贮球筒下端安装一控制装载球的电动销A，所述控制动子收放的电动销B通过与弹性定位钩配合控制动子的收放，所述动子在动力机构的驱动下沿所述定子移动，所述抓放装置安装在所述动子上并随动子的运动状态调整抓放状...

【专利技术属性】
技术研发人员：王舒婷，何正泽，付子健，何克芳，
申请(专利权)人：王舒婷，
类型：发明
国别省市：河南,41