一种发球机的制作方法

1.本发明涉及一种发球机领域。


背景技术：

2.球类运动，如足球、排球，一直备受喜爱和热爱。伴随这些球类运动也涌现大量球类爱好者，他们不断去练习强化技巧和体能，不仅可以强身健体，同时也是业余生活的一部分。当球类爱好者进行项目的学习的时候，往往需要多名运动员在现场才能进行练习。进行相互帮助练习。由于这种方式的训练都是人为传球，往往需要各个队员同时在场，才能进行训练，针对某一特殊动作进行反复练习时，一方面很难一个人进行训练，及时可以也让运动员体能消耗太大，另一方面这种散乱的联系方式达不到科学训练的目的。
3.发球机的研发与应用极大地丰富和改进了传统的训练方法，为球类运动项目的单项强化训练提出一种新的理念和人机结合的全新的训练模式。发球机能够帮助运动员大密度、高频率练习各种技巧与方法，如足球中的射门、头顶球、传接球、守门员扑球等技术技能，如排球中的扣球、传动等等，以及快速提高大脑反应、动作敏捷的能力等等。
4.现有技术中，发球机多是通过击打方式进行发球，发射出的球类姿态单一，且长时间的钢琴击打，会影响球类的使用寿命。若需要发射书旋球，涉及的相关旋球驱动结构复杂。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种发球机，通过两输送带实现对待发射球体进行输送最后由输送带的前部发射出去，对发射出的球体的运动姿态和方向易于控制，操作简单，能够发射出任意方向或姿态的球体。
6.本发明技术方案一种发球机，包括可调节发射角度的发射台和置于所述发射台上且可调节发射速度的发射机构，所述发射台包括发射平台、置于所述发射平台上的输球轨道和连接在发射平台上并用于调节发射角度的角度调节机构；
7.所述发射机构包括分别设置于所述输球轨道两侧的第一输送带和第二输送带，所述第一输送带和所述第二输送带分别包括第一输送面和第二输送面，所述第一输送面和所述第二输送面平行且相对设置，分别由所述输球轨道的两侧夹紧所述输球轨道上的球体并向前输送，将球体由第一输送面前端和第二输送面前端发射出去。
8.优选地，所述发射机构还包括用于安装所述第一输送带和所述第二输送带的安装座；所述安装座包括分别置于第一输送带和所述第二输送带底部的第一安装底板和第二安装底板；
9.所述第一安装底板和所述第二安装底板底部分别连接有穿过所述发射平台的支撑限位柱；所述第一安装底板和所述第二安装底板之间连接有对中限位凹环，所述发射平台上位于输球轨道中线上设置有向下凹陷的半球支撑槽，所述对中限位凹环置于所述半球支撑槽内。
10.优选地，所述第一输送带和所述第二输送带上分别连接有独立控制的第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均分别包括同步主动轮、同步从动轮和驱动所述同步主动轮工作的伺服电机。
11.优选地，所述角度调节机构包括设置在发射平台底部的行走支撑轮组件和升降支撑脚组件，所述行走支撑轮组件靠近发射机构前端设置，所述升降支撑脚组件靠近发射机构末端设置，通过调节升降支撑脚组件高度实现发射平台仰俯角度调节。
12.优选地，所述行走支撑轮组件包括固接于所述发射平台底面上的安装支座、穿过所述安装支座的连接轴和安装于所述连接轴上的两支撑轮，所述连接轴水平设置并与发射机构的发射方向垂直；所述发射平台可绕所述连接轴做上下摆动。
13.优选地，所述升降支撑脚组件包括与发射平台底面固接的第一支撑柱、套设在所述第一支撑柱外部的第二支撑柱和置于所述第一支撑柱底部且设置在所述第二支撑柱内的弹性件，所述第一支撑柱向下压缩所述弹性件，使发射平台绕连接轴做上下摆动，实现发射平台仰俯角度调节。
14.优选地，所述第二支撑柱的侧面上设置有至少两导向限位槽，所述第一支撑柱底部设置有穿过所述导向限位槽的限位柱。
15.优选地，所述发射平台上连接有扶手，所述扶手固置在输球轨道末端的发射平台上并朝下发射平台后部延伸。
16.优选地，所述输球轨道包括由相对设置且分别位于所述第一输送面和所述第二输送面侧的两组导向杆组形成，所述导向杆组之间距离小于球体直径，所述导向杆组包括呈上下位置设置且平行的两导向杆，呈上下位置设置的两导向杆之间距离小于球体直径。
17.优选地，发球机还包括集球箱，所述集球箱底部设置为锥形斜底，所述锥形斜底上连通有一输球管，所述输球管与所述输球轨道连接。
18.本发明技术方案的一种发球机的有益效果是：
19.1、通过第一输送带和第二输送带对球体进行夹紧和向前输送，最后由第一输送带和第二输送带前端发射出去，通过调节两输送带的速度，可以获得不同方向的旋球或者平抛球，能够发射出更多姿态的球体，利于辅助运动员训练和技巧加强，满足使用者需求。
20.2、发射平台上设置角度调节机构，能够任意调节球体的发射角度和方向，且通过手动调节，调节方便简单。
附图说明
21.图1为本发明技术方案一种发球机的结构示意图。
22.图2为本发明技术方案一种发球机的下二轴测图。
23.图3为图1的主视图。
24.图4为发射台结构示意图。
25.图5为发射机构在发射平台上安装示意图。
26.图6为安装座结构示意图。
27.图7为安装座剖视图。
28.图8为发射平台不同角度情况下球体的发射方向，其中(a)(b)(c)为三种不同的发射角度。
具体实施方式
29.为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
30.如图1所示，本发明技术方案一种发球机，包括可调节发射角度的发射台1和置于发射台1上且可调节发射速度的发射机构2。如图3所示，发射台1包括发射平台11、置于发射平台11上的输球轨道12和连接在发射平台11上并用于调节发射角度的角度调节机构。
31.基于上述技术方案，待发射的球体进入输球轨道12上，通过操纵角度调节机构调节发射平台11的仰俯角度和朝向以及调节发射平台11上的输球轨道12的方向，使得发射出不同方向或角度的球体。
32.如图5所示，本技术方案中，发射机构2包括分别设置于输球轨道12两侧的第一输送带21和第二输送带22。第一输送带21和第二输送带22分别包括第一输送面和第二输送面，第一输送面和第二输送面平行且相对设置，分别由输球轨道12的两侧夹紧输球轨道12上的球体100并向前输送，将球体100由第一输送面前端和第二输送面前端发射出去。
33.基于上述技术方案，第一输送面和第二输送面输送方向一致，同时对被输送的气体100施加一个挤压力，第一输送面和第二输送面与球体之间产生摩擦力，带动球体向前运动，球体由第一输送面和第二输送面上获得一个速度，最后运动至第一输送面和第二输送面的前端，在运动出第一输送面和第二输送面前端时，失去第一输送面和第二输送面的挤压，即按照由第一输送面和第二输送面上获得的速度抛出，实现球体发射。
34.基于上述技术方案，通过两输送带实现对球体的输送和发射，不会与球体产生刚性碰撞，延长球体的使用寿命。同时，通过调节两输送带的输送速度，使得球体获得不同发射速度，能够发射更多姿态和状态的球体，满足需要。
35.基于上述技术方案，角度调节机构和发射机构2，结构均较为简单，不需要气动部件控制，对使用环境要求较低，且使用中，不易出现故障，制造和使用成本均较低。
36.本技术方案中，如图1和图5所示，第一输送带21和第二输送带22上分别连接有独立控制的第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构和第二驱动机构均分别包括同步主动轮62、同步从动轮63和驱动同步主动轮62工作的伺服电机6。两伺服电机6分别控制第一输送带21和第二输送带22工作，分别通过控制器控制两伺服电机6的输出转速，即分别实现了第一输送带21和第二输送带22输送速度的控制。
37.基于上述技术方案，第一输送带21和第二输送带22分别独立控制，所以第一输送带21和第二输送带22的输送速度可以相同也可以不同，在第一输送带21和第二输送带22的输送速度相同时，被第一输送带21和第二输送带22输送的球体获得两个大小相等方向一致的速度，球体由第一输送带21和第二输送带22前端平抛出去，并在空中基本上不会发生旋转运动(因气流的影响这里忽略不计)。若是第一输送带21和第二输送带22的输送速度不同，则被第一输送带21和第二输送带22输送的球体获得两个方向一致但是大小不一致的速度，球体被由第一输送带21和第二输送带22前端抛出时，获得速度低一侧的球体运动滞后，这样就会出现球体旋转的问题，即发射出旋球。
38.为了进一步对球体发射出的旋球与方向的理解，下面就旋球方向与第一输送带21和第二输送带22之间关系作出详细说明。
39.首先，现在假设空气是粘弹性体，由于粘弹性的作用，旋转的球体带动球体周围的
空气一起旋转，使得球体周围的空气相对于球体的速度大小不等。根据流体力学的伯努利定律，可将空气足球表示为：
[0040][0041]
式中：ρ为空气的压强，v为空气相对球体的速度，ρ为空气的密度，h为球体周围空气的相对高度，因h2、h1非常小，且空气的密度也较小，伯努利定律可以表示为：
[0042][0043]
由此可见一个重要的现象，即马格努斯效应：球周围空气速度大的地方压强小，速度小的地方压强较大，由于球体周围的压强不等，即球体表面不同位置所受的空气压力不同，排球将改变出球时原定的轨迹。
[0044]
本技术方案中，首先，假设在发射平台11呈水平状态时，球体被呈水平状态的第一输送带21和第二输送带22水平向前输送，被输送的球体或在发射方向上获得一个左侧速度和一个右侧速度
[0045]
(一)第一输送带21和第二输送带22速度相等时，即时：
[0046]
球体在空中飞行时，球体左侧和球体右侧的速度大小相等均与气流来流速度相反，使得球体左右侧空气的总速度相同，即球体在左右方向上不产生压强差。如果空气阻力很小或者忽略空气阻力，那么球体在空中的运行轨迹就是平抛运动，不发生旋转。
[0047]
即，在时，发射不转球。
[0048]
(二)第一输送带21大于第二输送带22速度相等时，即时：
[0049]
因在时,必然会有p1＜p2。即球体靠近第一输送带侧受到的压强小于球体靠近第二输送带侧受到的压强，即球体会向第一输送带侧旋转。
[0050]
(三)第一输送带21小于第二输送带22速度相等时，即时：
[0051]
因在时,必然会有p1＞p2。即球体靠近第一输送带侧受到的压强大于球体靠近第二输送带侧受到的压强，即球体会向第二输送带侧旋转。
[0052]
由上(二)(三)中可知，第一输送带21和第二输送带22速度不等时，球体向输送速度较大侧旋转。
[0053]
综上，本技术方案中，可以通过分别控制两伺服电机的不同输出速度，进而控制第一输送带21和第二输送带22的不同输送速度，获得不同方向的旋球。本技术方案中，和数值差的大小决定球体旋转的快慢。即本发明的发射机构2不但可以控制发射旋球，还可以控制任意的旋转速度，能够发射出多种姿态的球体，满足需求。
[0054]
如图5和图6所示，发射机构2还包括用于安装第一输送带21和第二输送带22的安
装座3。安装座3包括分别置于第一输送带21和第二输送带22底部的第一安装底板31和第二安装底板32。第一安装底板31和第二安装底板32底部分别连接有穿过发射平台11的支撑限位柱34。第一安装底板31和第二安装底板32之间连接有对中限位凹环33。发射平台11上位于输球轨道12中线上设置有向下凹陷的半球支撑槽111，对中限位凹环33置于半球支撑槽111内。
[0055]
基于上述技术方案，半球支撑槽111设置在输球轨道12的中线上，通过半球支撑槽111和中限位凹环33的设置，实现安装座3的对中安装，同时也是实现第一输送带21和第二输送带22的对中安装，使得第一输送带21和第二输送带22以输球轨道12的中线轴对称。半球支撑槽111和中限位凹环33半径相适应，将中限位凹环33置于半球支撑槽111内，即可实现自动对准。然后通过支撑限位柱34的设置，在发射平台11上设置供支撑限位柱34穿过的通孔，支撑限位柱34穿过通过即可实现了对安装做3的安装和固定。支撑限位柱34在通孔内可以有微量的左右或前后移动空间，避免支撑限位柱34与置于通孔内后出现安装座过定位的问题，通过支撑限位柱34设置，使得安装座具有微量调整空间，使得安装座3通过中限位凹环33在半球支撑槽111内自动对准定位。
[0056]
基于上述技术方案，在发射机构2安装时，首先将第一输送带21和第二输送带22以及分别驱动第一输送带和第二输送带的同步主动轮和同步从动轮等分别在第一安装底板31和第二安装底板32定位、安装、固定，完成第一输送带和第二输送带的安装。然后将安装座和其上的输送带一起置于发射平台11上即可，最后将防护罩35罩设固定在安装座上或者发射平台11上，最后将驱动电机与同步主动轮连接并固定在防护罩35上即可。
[0057]
基于上述技术方案，便于发射机构的安装，便于第一输送带和第二输送带的定位和对准，安装操作方便快捷简单，安装误差小。
[0058]
本技术方案中，如图2和图4所示，角度调节机构包括设置在发射平台11底部的行走支撑轮组件4和升降支撑脚组件7。行走支撑轮组件4靠近发射机构2前端设置，升降支撑脚组件7靠近发射机构2末端设置，通过调节升降支撑脚组件7高度实现发射平台11仰俯角度调节。
[0059]
基于上述技术方案，调节发射平台11的仰俯角度，即调节输送轨道12的中轴线角度，即调节球体由第一输送带和第二输送带上获得的初始速度的角度，即可实现对球体发射的角度的调节。如图8所示，为三种不同的发射角度，由上之下，(a)中为发射水平球体，(b)为发射仰球，(c)为发射俯球。
[0060]
基于上述技术方案，在实际使用中，可以将本发球机置于一较高位置的发球台上，通过改变发射平台11仰俯角度，实现模拟扣球、长球、角球、点球、任意球、三分球、头球等等多种姿态的球体。
[0061]
本技术方案中，如图2所示，行走支撑轮组件4包括固接于发射平台11底面上的安装支座41、穿过安装支座41的连接轴42和安装于连接轴42上的两支撑轮43。连接轴42水平设置并与发射机构2的发射方向垂直；发射平台11可绕连接轴42做上下摆动。
[0062]
基于上述技术方案，行走支撑轮组件4的设置，一方面实现对发射平台11的支撑，另一方面也便于发射平台的移动和转移，同时配合升降支撑脚组件7，实现发射平台11的发射角度任一调节。
[0063]
如图4所示，升降支撑脚组件7包括与发射平台底面固接的第一支撑71、套设在第
一支撑柱71外部的第二支撑柱72和置于第一支撑柱71底部且设置在第二支撑柱72内的弹性件73。第一支撑柱71向下压缩弹性件73，使发射平台11绕连接轴42做上下摆动，实现发射平台11仰俯角度调节。
[0064]
基于上述技术方案，弹性件73一般采用螺旋弹簧，置于第二支撑柱72内，顶部顶起第一支撑柱71。操作时，手动施压在发射平台11上，压力通过发射平台传递至第一支撑柱71上，实现对弹性件73施压，弹性件被压缩，发射平台11后部以行走支撑轮组件4上的连接轴42为轴向下旋转，旋转至如图8中(b)所示状态，发射平台11呈仰视角度。若发射平台11上施加的压力较小，发射平台11在弹性件73的弹性作用下，发射平台11后部高于前部，呈图8中(c)所示状态，即为发射平台的俯视状态。或者需要获得更大的仰视角度，可以通过手动抬起发射平台11后部使得，此时升降支撑脚组件7离开地面。
[0065]
本技术方案中，如图4所示，第二支撑柱72的侧面上设置有至少两导向限位槽75，第一支撑柱71底部设置有穿过导向限位槽75的限位柱74。限位柱74和导向限位槽75的设置，一方面实现对第一支撑柱71上下运动的导向，同时还能实现对第一支撑柱71的限位，避免第一支撑柱71由第二支撑柱72内脱离。
[0066]
本技术方案中，如图4所示，发射平台11上连接有扶手5，扶手5固置在输球轨道12末端的发射平台11上并朝下发射平台11后部延伸。通过扶手5的设置，便于使用者对发射平台11的控制。操作者手扶扶手5，可以推动发射平台或者本发球机，通过转动本发球机的朝向和角度，可以抬起或下压本发射平台，实现发射平台11的仰俯角度的调节。
[0067]
基于上述方案，在发射平台11仰俯角度调节时，不仅仅是可以操作扶手，还可以通过外加发射平台11后部的重量、配重或垫高发射平台11后部，实现仰俯角度的调节，可以实现不需要人员操作，使得训练更加的随心和随意，可以实现无人员配合训练，满足更多情况的需求。
[0068]
另外，本发射机整体体积小，重量轻，操作者可以将本发射机整体倾斜，即第一输送面和第二输送面不在是成竖直状态，而是成倾斜状态，第一输送面在第二输送面的斜上方或斜下方，这样，发射的球体获得的速度位置就不在是球体发射方向上的左侧或右侧了，而是左上方与右下方或左下方与右上方，这样球体就能够获得更多的发射角度或姿态。再配合第一输送带和第二输送带的不同输送速度，获得更多角度的旋球，利于模拟现实中认为出球动作，满足训练要求。
[0069]
本技术方案中，如图5所示，输球轨道12包括由相对设置且分别位于第一输送面和第二输送面侧的两组导向杆组形成，导向杆组之间距离小于球体直径，导向杆组包括呈上下位置设置且平行的两导向杆，呈上下位置设置的两导向杆之间距离小于球体直径。输球轨道12依据球体直径设置，实现对球体导向，同时确保第一输送面与第二输送面与球体接触，避免出现干涉。
[0070]
本技术方案中，如图2所示，发球机还包括集球箱8，集球箱8底部设置为锥形斜底，锥形斜底上连通有一输球管81，输球管81与输球轨道12连接。锥形斜底和输球管81确保每次仅一球通过，确保顺畅出球。
[0071]
本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围
之内。