一种基于可移动底盘的挂载式二轴发球器的制作方法

1.本实用新型涉及体育训练器材技术领域，具体涉及一种基于可移动底盘的挂载式二轴发球器。


背景技术：

2.网球、乒乓球等击打类球类运动如今已经风靡全球，深受户外运动人士的喜爱。随着网球、乒乓球运动的迅猛发展，很多高校也开展了相关课程和专业，深受广大学生的欢迎。大部分学生在训练时，一般需要至少一名陪练，但是，由于学员与教练人数的不对等关系，往往缺少陪练人员。基于此背景，很多高校或训练机构会采用发球训练机给学生训练。然而。现在普遍使用的发球机器大多是固定式发球，很少能同时实现移动、转动、变频发球效果，而实际比赛中，对手的发球方式、角度、频率都会有变化，这就使发球训练机可实现的辅助效果下降，影响训练效果。因此，需要设计一种可移动、多角度、变频率发球且可以通过事先设定好的程序控制以及人为遥控的装置，模拟复杂的发球场景，来更接近于真人发球训练，弥补真人陪练不足的缺口，大大提高发球训练的效果。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种基于可移动底盘的挂载式二轴发球器，该发球器可实现在底盘可移动的前提下多角度、变频率发球，且可挂载于桌边或训练场边护栏等处。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种基于可移动底盘的挂载式二轴发球器，包括底盘以及安装在底盘上的云台；底盘包括底盘框架机构、设置在底盘框架机构上的底盘供弹机构、以及设置在底盘框架机构上用于驱动底盘移动的运动机构；云台包括云台框架机构、设置在云台框架机构上的云台供弹链路、以及与云台供弹链路连接的发球机构；从底盘供弹机构出来的球体可进入到云台供弹链路中。
6.进一步的，底盘框架机构包括第一铝框和第二铝框，第一铝框和第二铝框通过弹力合页铰链连接，第一铝框和第二铝框的角接处均设置有固定接板，第一铝框的顶部设置有底盘底板。
7.进一步的，底盘供弹机构包括储球仓，储球仓安装在底盘底板上，储球仓的底部连接有拨盘，拨盘内设置有拨轮，拨盘上连接有拨盘电机，拨盘的出口处连接有底盘供弹管，底盘供弹管上连接有直角接头，直角接头连接在底盘底板上，直角接头与云台相通。
8.进一步的，运动机构包括运动摩擦轮和从动轮，运动摩擦轮和从动轮均转动连接在底盘底板的底部，运动摩擦轮上连接有驱动电机，第一铝框的内部侧壁上转动连接有第一压紧轴承，第二铝框的内部底部上转动连接有第二压紧轴承。
9.进一步的，云台框架机构包括云台底板和云台发射板，云台底板的两侧分别连接有电机支撑侧板和管道支撑侧板，电机支撑侧板的内侧转动连接有立式轴支座，管道支撑
侧板的内侧转动连接有管路支撑块，云台发射板的一端连接在立式轴支座上，云台发射板的另一端连接在管路支撑块上，电机支撑侧板的外侧连接有pitch轴电机，pitch轴电机的输出轴与立式轴支座连接，云台底板的底部连接有yaw轴空心轴电机，yaw轴空心轴电机的底部连接有三分板固定件，三分板固定件连接在底盘底板上，三分板固定件与直角接头相通。
10.进一步的，云台供弹链路包括水平供弹管、竖直供弹管和可动供弹管，水平供弹管的一端连接在云台底板上，水平供弹管的一端与yaw轴空心轴电机相通，水平供弹管的另一端连接在管道支撑侧板上，竖直供弹管的一端连接在管道支撑侧板上，水平供弹管与竖直供弹管相通，可动供弹管的一端转动连接在竖直供弹管的另一端上，可动供弹管的另一端连接在发球机构上。
11.进一步的，发球机构包括顶针固定座，顶针固定座通过螺钉固定在云台发射板上，可动供弹管的另一端连接在顶针固定座上，顶针固定座上设有出球通孔，顶针固定座内连接有发球枪管，发球枪管通过管道固定件固定在云台发射板上，出球通孔与发球枪管相通，发球枪管的左右两侧对称设有开口，发球枪管两侧的开口处均设有发球摩擦轮，发球摩擦轮上连接有发球摩擦轮电机，发球摩擦轮电机通过螺钉固定在云台发射板上，发球摩擦轮位于顶针固定座的前方。
12.进一步的，顶针固定座的上下两侧对称设有可伸缩的金属探头，发球枪管的上下两侧对称设有凹槽，金属探头可在凹槽内伸缩。
13.进一步的，拨盘内部底部还设有轴承和毛刷。
14.进一步的，云台底板与电机支撑侧板通过榫卯方式连接，云台底板与电机支撑侧板的连接处通过角码加固；云台底板与管道支撑侧板通过榫卯方式连接，云台底板与管道支撑侧板的连接处通过角码加固。
15.总的说来，本实用新型具有如下优点：
16.本实用新型可实现在底盘可移动的前提下多角度、变频率发球，可通过单片机调控实现自动移动、转动、变频发球和人为控制移动发球，模仿复杂发球环境，卡球率很低，且可挂载于桌边或训练场边护栏等处，实用性极高。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图。
18.图2是本实用新型底盘的结构示意图。
19.图3是本实用新型底盘的侧面结构示意图。
20.图4是本实用新型第一铝框的底面结构示意图。
21.图5是本实用新型云台的结构示意图。
22.图6是本实用新型云台的正面结构示意图。
23.图7是本实用新型云台的内部结构示意图。
24.其中：1为底盘，2为云台，3为第一铝框，4为第二铝框，5为弹力合页铰链，6为固定接板，7为底盘底板，8为储球仓，9为拨盘，10为拨盘电机，11为底盘供弹管，12为直角接头，13为运动摩擦轮，14为从动轮，15为驱动电机，16为第一压紧轴承，17为第二压紧轴承，18为云台底板，19为云台发射板，20为电机支撑侧板，21为管道支撑侧板，22为立式轴支座，23为
管路支撑块，24为pitch轴电机，25为yaw轴空心轴电机，26为三分板固定件，27为水平供弹管，28为竖直供弹管，29为可动供弹管，30为顶针固定座，31为发球枪管，32为管道固定件，33为发球摩擦轮，34为发球摩擦轮电机，35为金属探头，36为角码。
具体实施方式
25.下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
26.如图1所示，一种基于可移动底盘的挂载式二轴发球器，包括底盘以及安装在底盘上的云台；底盘包括底盘框架机构、设置在底盘框架机构上的底盘供弹机构、以及设置在底盘框架机构上用于驱动底盘移动的运动机构；云台包括云台框架机构、设置在云台框架机构上的云台供弹链路、以及与云台供弹链路连接的发球机构；从底盘供弹机构出来的球体可进入到云台供弹链路中。
27.如图2所示，底盘框架机构包括第一铝框和第二铝框，第一铝框和第二铝框通过弹力合页铰链连接，第一铝框和第二铝框的角接处均设置有固定接板，第一铝框的顶部设置有底盘底板。安装固定接板可增大第一铝框和第二铝框的强度；第一铝框和第二铝框通过弹力合页铰链连接，可实现开合，方便挂载与取下，第一铝框和第二铝框可挂载于桌边或训练场边护栏等处，即桌边或训练场边护栏等可卡在第一铝框和第二铝框之间，该弹力合页铰链的转动范围为180
°
，且可受力范围很大，保证了第一铝框和第二铝框合拢后可以稳固的保持形状。
28.如图3所示，底盘供弹机构包括储球仓，储球仓安装在底盘底板上，储球仓的底部连接有拨盘，拨盘内设置有拨轮，拨盘上连接有拨盘电机，拨盘的出口处连接有底盘供弹管，底盘供弹管上连接有直角接头，直角接头连接在底盘底板上，直角接头与云台相通。拨盘上连接有拨盘电机，拨盘电机的输出轴与拨轮连接，拨盘电机可驱动拨轮转动，当球体放入储球仓后会有部分球依次进入拨盘，随着拨轮的旋转，球体从拨盘出口推出，实现了从静态到动态的转化，推动了整个发球链的正常运作，且拨盘电机的转速可调，单位时间内发出的球数可做相应改变，使得发球频率可在很大范围内改变；同时，拨盘内部底部还设有轴承和毛刷，大大降低了卡球率，卡球率极低；在本实施方式中，储球仓可用轻便式塑料或硬度较强的pc(聚碳酸酯)制造，储球量很大；底盘供弹管呈水平状，底盘供弹管可采用pom(聚甲醛)制造。
29.如图2、图3和图4所示，运动机构包括运动摩擦轮和从动轮，运动摩擦轮和从动轮均转动连接在底盘底板的底部，运动摩擦轮上连接有驱动电机，第一铝框的内部侧壁上转动连接有第一压紧轴承，第二铝框的内部底部上转动连接有第二压紧轴承。在本实施方式中，运动摩擦轮的数量为两个，从动轮的数量为两个，第一压紧轴承的数量为两个，第二压紧轴承的数量为四个，两个运动摩擦轮对称设置在底盘供弹管的两侧，两个从动轮也对称设置在底盘供弹管的两侧，每个运动摩擦轮上均连接有驱动其转动的驱动电机；将第一铝框和第二铝框挂载于桌边或训练场边护栏等处，即桌边或训练场边护栏等卡在第一铝框和第二铝框之间，第一铝框侧壁的两个第一压紧轴承使得底盘可以保证贴紧桌边，驱动电机驱动运动摩擦轮转动，使得底盘可在桌边上移动，两个从动轮可以起到辅助移动的作用，使得底盘的移动更加顺滑。
30.如图5、图6和图7所示，云台框架机构包括云台底板和云台发射板，云台底板的两
侧分别连接有电机支撑侧板和管道支撑侧板，电机支撑侧板的内侧转动连接有立式轴支座，管道支撑侧板的内侧转动连接有管路支撑块，云台发射板的一端连接在立式轴支座上，云台发射板的另一端连接在管路支撑块上，电机支撑侧板的外侧连接有pitch轴电机，pitch轴电机的输出轴与立式轴支座连接，云台底板的底部连接有yaw轴空心轴电机，yaw轴空心轴电机的底部连接有三分板固定件，三分板固定件连接在底盘底板上，三分板固定件与直角接头相通。在本实施方式中，云台底板与电机支撑侧板通过榫卯方式连接，云台底板与电机支撑侧板的连接处通过角码加固，使得连接更加稳固；云台底板与管道支撑侧板通过榫卯方式连接，云台底板与管道支撑侧板的连接处通过角码加固，使得连接更加稳固。电机支撑侧板的外侧连接有pitch轴电机，pitch轴电机的输出轴与立式轴支座连接，pitch轴电机可驱动立式轴支座转动，pitch的意思是围绕x轴旋转，也叫做俯仰角，pitch轴电机可驱动立式轴支座进行俯仰运动，进而带动云台发射板进行俯仰运动，使得云台发射板具有了pitch轴自由度；云台底板的底部连接有yaw轴空心轴电机，yaw轴空心轴电机可驱动云台底板转动，yaw的意思是围绕y轴旋转，也叫偏航角，yaw轴空心轴电机可驱动云台底板进行偏摆运动，进而带动云台发射板进行偏摆运动，使得云台发射板具有了yaw轴自由度；云台底板、云台发射板、电机支撑侧板和管道支撑侧板均采用玻纤材料制成，牢固性很强；管路支撑块采用abs塑料制成。
31.如图5、图6和图7所示，云台供弹链路包括水平供弹管、竖直供弹管和可动供弹管，水平供弹管的一端连接在云台底板上，水平供弹管的一端与yaw轴空心轴电机相通，水平供弹管的另一端连接在管道支撑侧板上，竖直供弹管的一端连接在管道支撑侧板上，水平供弹管与竖直供弹管相通，可动供弹管的一端转动连接在竖直供弹管的另一端上，可动供弹管的另一端连接在发球机构上。在本实施方式中，水平供弹管的一端与yaw轴空心轴电机相通，水平供弹管用于球体从电机空心轴传出后的导向和运输，竖直供弹管与水平供弹管相通，竖直供弹管用于球体从水平供弹管出来后的导向和运输，可动供弹管用于将球体输送至发球机构上；水平供弹管采用abs塑料制成，竖直供弹管和可动供弹管均采用玻纤材料制成。
32.如图6和图7所示，发球机构包括顶针固定座，顶针固定座通过螺钉固定在云台发射板上，可动供弹管的另一端连接在顶针固定座上，顶针固定座上设有出球通孔，顶针固定座内连接有发球枪管，发球枪管通过管道固定件固定在云台发射板上，出球通孔与发球枪管相通，发球枪管的左右两侧对称设有开口，发球枪管两侧的开口处均设有发球摩擦轮，发球摩擦轮上连接有发球摩擦轮电机，发球摩擦轮电机通过螺钉固定在云台发射板上，发球摩擦轮位于顶针固定座的前方。在本实施方式中，顶针固定座的上下两侧对称设有可伸缩的金属探头，发球枪管的上下两侧对称设有凹槽，金属探头可在凹槽内伸缩。顶针固定座上下两侧的金属探头相配合，共同挡住进入发球枪管的球体，金属探头能对球体起到限位的作用，防止球体被不可控地推出。发球摩擦轮电机驱动发球摩擦轮转动，发球枪管左右两侧的发球摩擦轮在发球摩擦轮电机驱动下高速旋转，并且两个发球摩擦轮的转向相反，球体在两个发球摩擦轮的摩擦挤压的作用下高速发射出去。通过调整发球摩擦轮电机的转速，可以对发球速度在一定范围内进行变动。
33.本实用新型的工作过程如下：
34.将球体装入储球仓内，可事先设置好程序或人为遥控，控制拨盘的拨轮转动，球体
从拨盘的出口处拨出，并依次经过底盘供弹管、直角接头、yaw轴空心轴电机、水平供弹管、竖直供弹管和可动供弹管，进入顶针固定座内，并进入发球枪管，可事先设置好程序或人为遥控控制发球摩擦轮电机，将球体发射出，实现发球效果，辅助训练。
35.在发球时，球体的流通管道中装满了球体，当拨轮转动将球体从拨盘的出口处拨出时，预置于顶针固定座内最前端的球体会被向前推进，由于顶针固定座的上下两侧对称设有可伸缩的金属探头，顶针固定座上下两侧的金属探头相配合，会阻挡球体前进，又因为金属探头是可伸缩的，所以在拨轮转动的推动力作用下，预置于顶针固定座内最前端的球体会将金属探头压缩，并且顺利通过上下两侧的金属探头之间的间隙，进入到发球摩擦轮处，释放出去的球体会接触到发球枪管两侧的发球摩擦轮，发球摩擦轮在发球摩擦轮电机驱动下高速旋转，并且两个发球摩擦轮的转向相反，释放出去的球体在发球摩擦轮的摩擦挤压的作用下高速发射出去。
36.顶针固定座内最前端的球体释放出去后，后一个球体又会被顶针固定座上下两侧的金属探头挡住，直到拨轮再次转动，将储球仓内的另一个球体拨出，该球体才会被向前推进，并进入到发球摩擦轮处，实现发射。顶针固定座和金属探头使得球体能够进行可控的单发。
37.由于顶针固定座和金属探头的存在，以及拨盘电机可人为设置程序，发球时可以实现单发或者连发，且可以控制发球摩擦轮电机的转速和拨盘电机的拨球频率，从而实现变频，同时可通过控制运动摩擦轮的驱动电机实现底盘移动，通过控制yaw轴空心轴电机和pitch轴电机来实现云台发球的多角度变化，最终实现底盘在可移动前提下的二轴变频发球。
38.总的说来，本实用新型可实现在底盘可移动的前提下多角度、变频率发球，可通过单片机调控实现自动移动、转动、变频发球和人为控制移动发球，模仿复杂发球环境，卡球率很低，且可挂载于桌边或训练场边护栏等处，实用性极高。
39.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。