一种乒乓球陪练机器人的制作方法

文档序号:17852240发布日期:2019-06-11 22:19阅读:150来源:国知局
本发明涉及体育训练器材领域,特别涉及一种乒乓球陪练机器人。
背景技术
:乒乓球运动员训练要面临捡球等繁杂工作,同时可能遇到无人陪练的情况。目前国内外市场乒乓球机器人只具备收集乒乓球的功能或者只具备发球陪练的功能,功能单一,同时收集球的效率较低,结构复杂且成本高。技术实现要素:本发明的主要目的是提出一种乒乓球陪练机器人,以解决现有技术中的乒乓球机器人功能单一,不能既收集乒乓球又发球陪练的技术问题。为了实现上述技术目的,本发明提出一种一种乒乓球陪练机器人,包括:机身,所述机身下侧设有麦克拉姆轮,所述机身上设有机身驱动装置,用以驱动所述麦克拉姆轮转动,所述机身上形成有收容腔,所述收容腔用于收纳乒乓球;收集装置,设于所述机身前端,用于将地面的乒乓球收集到所述收容腔内;发球装置,设于所述机身后端,包括管道,所述管道具有连通所述收容腔的入口端,以及设有发球口的出口端;以及,推送装置,设于所述收容腔内,用于将所述收容腔内的乒乓球自所述管道的入口端推送到所述管道内,以使得所述发球装置将所述管道内的的乒乓球自所述发球口射出。可选择地,所述收集装置包括:叶片机构,包括安装于所述机身的叶片转轴及叶片驱动装置,所述叶片转轴沿横向设于所述机身前方,且具有沿其径向向外延伸的叶片,所述叶片驱动装置驱动所述叶片转轴沿周向转动,以使得所述叶片的外端能够自上向下向后转动;以及,挖铲,安装于所述机身前侧下部,所述挖铲设于所述叶片后方,且铲口朝向前方设置,所述挖铲的后端连通所述收容腔设置;其中,所述叶片与所述挖铲相配合,以使得所述叶片的外端向下转动时,能够将地面的乒乓球扫入所述挖铲,并沿所述挖铲进入所述收容腔。可选择地,所述叶片机构还包括支撑架,所述支撑架可上下摆动地安装于所述机身前端,以具有朝向前方的自由端和朝向后方的转动端,所述支撑架的自由端设有所述叶片转轴;所述挖铲后侧设有挖铲转轴,并通过所述挖铲转轴可上下转动地安装于所述机身;所述收集装置还包括收集电机,所述收集电机的驱动端设有差速器,并通过所述差速器分别驱动连接所述支撑架的转动端和所述挖铲转轴,以差速驱动所述支撑架上下摆动、以及驱动所述挖铲上下转动,使得所述支撑架的自由端向上摆动升起后,所述挖铲向上转动;和/或,所述挖铲后侧设有收集槽,所述收集槽具有向后向下延伸的倾斜面,所述收集槽与所述收容腔之间设有传输机构,所述传输机构包括传送盒及设于所述传送盒内的传送带,所述传送带两端分别延伸至所述收集槽与所述收容腔,所述传送的的中段向后侧的斜上方延伸设置,所述传送带上呈间隔设置有多个传输件,所述多个传输件用以承载乒乓球,用以将所述收集槽内的乒乓球运送到所述收容腔内;和/或,所述叶片的材料为柔性材质。可选择地,所述收容腔的内底壁呈向后向下倾斜设置,所述收容腔连通所述管道的一端设有收容腔出口,所述收容腔出口设于所述收容腔的后端。可选择地,所述推送装置包括设于所述收容腔出口处的往复运动机构,所述往复运动机构包括驱动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第一不完整齿轮、第二不完整齿轮以及齿条,其中,所述驱动齿轮的两侧分别啮合于所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮,所述第一从动齿轮同轴连接所述第一不完整齿轮,所述第二从动齿轮同轴连接所述第二不完整齿轮,所述第一不完整齿轮和所述第二不完整齿轮分别啮合于所述齿条两侧,以使得所述齿条被驱动往复运动,所述齿条具有朝向所述管道的入口端设置的推动部,所述齿条上还设有导向部,以对所述齿条的运动进行限位。可选择地,所述收容腔内靠近所述收容腔出口处还设有防卡死装置,所述防卡死装置包括太阳齿轮、内齿圈和多个行星齿轮,其中,所述太阳齿轮与动力输出轴传动连接,所述内齿圈安装于所述收容腔的内侧壁,且环绕于所述太阳齿轮的外围,各所述行星齿轮设于所述内齿圈和所述太阳齿轮之间且啮合于所述内齿圈和所述太阳齿轮,所述多个行星齿轮沿所述太阳齿轮的周向呈间隔排布,各所述行星齿轮上设有自轮面朝向所述收容腔内侧设置的搅拌板。可选择地,所述发球装置包括设于所述管道出口端的发射机构,所述发射机构包括与所述管道的出口连通设置的镂空管,以及设于所述镂空管两侧的第一摩擦轮和第二摩擦轮,所述第一摩擦轮和第二摩擦轮分别被驱动转动,所述第一摩擦轮和第二摩擦轮的轮面平行于所述镂空管的延伸方向设置,且至少部分地插入所述镂空管中,以用于与所述镂空管内的乒乓球摩擦接触,使得所述乒乓球在摩擦力的作用下向外发射。可选择地,所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮被驱动转动的转速可调;和/或,所述发射机构还包括旋向调节结构,所述旋向调节结构包括绕设于所述镂空管外周的蜗轮、以及与动力输出轴传动连接蜗杆,所述镂空管可转动地安装于所述管道的出口端,所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮固定于所述镂空管,所述蜗杆与所述蜗轮配合驱动所述镂空管转动,以调节所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮的转动位置。可选择地,所述发射机构还包括角度调节机构,所述角度调节机构包括用于支承所述镂空管的转向平台,所述转向平台可上下转动地安装于所述管道,所述镂空管与所管道之间通过柔性材料连接,所述转向平台下侧设有两根支杆,所述两根支杆上端转动连接所述支承平台,所述两根支杆下端分别螺接于双向丝杠,所述双向丝杠被驱动,以使得所述两根支杆相对转动靠近或远离,以驱动所述转向平台上下转动。可选择地,所述管道具有可伸缩的结构,所述管道的出口端下侧设有升降装置,以通过所述升降装置上下可调地安装于所述机身。本发明的技术方案中,所述乒乓球陪练机器人包括机身、收集装置、发球装置和推送装置,所述机身下侧设有麦克拉姆轮,所述机身上设有机身驱动装置,用以驱动所述麦克拉姆轮转动,所述机身上形成有收容腔,所述收容腔用于收纳乒乓球,所述收集装置设于所述机身前端,用于将地面的乒乓球收集到所述收容腔内,所述发球装置设于所述机身后端,包括管道,所述管道具有连通所述收容腔的入口端,以及设有发球口的出口端,所述推送装置设于所述收容腔内,用于将所述收容腔内的乒乓球自所述管道的入口端推送到所述管道内,以使得所述发球装置将所述管道内的的乒乓球自所述发球口射出。本发明提供的乒乓球陪练机器人能够通过所述收集装置将乒乓球收集到收容腔中,在通过推送装置将所述收容腔内的乒乓球推送到所述管道内,所述发球装置将所述管道内的的乒乓球自所述发球口射出,既具有收集功能、又具有发球陪练功能,使用更加方便智能。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实施例提供的一种乒乓球陪练机器人一实施例的整体立体结构示意图;图2为图1中乒乓球陪练机器人一实施例的内部立体结构示意图;图3为图1中乒乓球陪练机器人一实施例的收集装置的局部立体结构示意图;图4为图3中收集装置的驱动机构的局部立体结构示意图;图5为图1中乒乓球陪练机器人一实施例的传输机构的局部立体结构示意图;图6为图1中乒乓球陪练机器人一实施例的收容腔的内部局部立体结构示意图;图7为图1中乒乓球陪练机器人一实施例的推送装置的局部立体结构示意图;图8为图1中乒乓球陪练机器人一实施例的防卡死装置的局部立体结构示意图;图9为图8中防卡死装置的内部结构正视图;图10为图1中乒乓球陪练机器人一实施例的升降装置及发球装置的的正视图;图11为图10中发球装置的局部立体结构示意图。附图标号说明:标号名称标号名称1机身71第一从动齿轮2麦克拉姆轮72第二从动齿轮3收容腔73第一不完整齿轮31收容腔出口74第二不完整齿轮4管道75齿条41入口端76推动部42出口端77导向部43柔性结构80太阳齿轮5叶片转轴81内齿圈51叶片82行星齿轮52挖铲83搅拌板53挖铲转轴90镂空管54支撑架91第一摩擦轮55差速器92第二摩擦轮56收集槽93蜗轮6升降装置94蜗杆60传送盒95转向平台61传送带96支杆62传输件97双向丝杠70驱动齿轮本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“a和/或b”为例,包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。图1至图11为本发明提供的乒乓球陪练机器人一实施例的示意图。请参阅图1和图2,所述乒乓球陪练机器人包括机身1、收集装置、发球装置以及推送装置。所述机身1下侧设有麦克拉姆拉轮2,所述机身1上设有机身驱动装置,用以驱动所述麦克拉姆拉轮2转动,所述机身1上形成有收容腔3,所述收容腔3用于收纳乒乓球。所述收集装置设于所述机身1前端,用于将地面的乒乓球收集到所述收容腔3内,所述发球装置设于所述机身1后端,包括管道4,所述管道4具有连通所述收容腔3的入口端41,以及设有发球口的出口端42。所述推送装置设于所述收容腔3内,用于将所述收容腔3内的乒乓球自所述管道4的入口端41推送到所述管道4内,以使得所述发球装置将所述管道4内的的乒乓球自所述发球口射出。在本实施中,所述机身1采用半封闭式设计,在起到美观作用的同时,也能够形成所述收容腔2,所述机身1上还设有多个支撑装置,以将各部件支承于所述机身。所述机身1整体尺寸优选为l*w*h=745*270*231,如此,在乒乓球场地能够自由的移动而不受到碰撞。所述机身1使用麦克拉姆轮2作为整体的驱动方式,通过控制所述麦克拉姆轮2全方向转动,使得机器人的行进过程可以是任意方向任意角度的,这不仅有利于机器人对各个方向散落乒乓球的收集,而且在发球过程中,通过驱动麦克拉姆轮2,可以使机身整体向左右方向转动,达到所述发球口左右转动的目的,实现左右方向的发球。本实施例提供的乒乓球陪练机器人能够通过所述收集装置将乒乓球收集到收容腔3中,在通过推送装置将所述收容腔3内的乒乓球推送到所述管道4内,所述发球装置将所述管道4内的的乒乓球自所述发球口射出,既具有收集功能、又具有发球陪练功能,使用更加方便智能。进一步地,为了收集乒乓球,在本实施例中,请参阅图3,所述收集装置包括叶片机构和挖铲52,所述叶片机构包括安装于所述机身1的叶片转轴5及叶片驱动装置,所述叶片转轴5沿横向设于所述机身1前方,且具有沿其径向向外延伸的叶片51,所述叶片驱动装置驱动所述叶片转轴5沿周向转动,以使得所述叶片51的外端能够自上向下向后转动。所述挖铲52安装于所述机身1前侧下部,所述挖铲52设于所述叶片后方,且铲口朝向前方设置,所述挖铲52的后端连通所述收容腔3设置。其中,所述叶片51与所述挖铲52相配合,以使得所述叶片51的外端向下转动时,能够将地面的乒乓球扫入所述挖铲52,并沿所述挖铲52进入所述收容腔3。在本实施提供的技术方案中,所述叶片驱动装置通过驱动所述转轴5转动,以驱动所述叶片51转动,从而将所述叶片51与所述挖铲52之间的乒乓球扫入所述挖铲52,并进一步推动所述乒乓球沿所述挖铲52进入所述挖铲后方。优选,所述叶片机构为柔性三叶板,所述柔性三叶板的叶片51采用柔性材料制成,如此,能避免在收集乒乓球时击飞乒乓球。在一些情形下,例如乒乓球在墙角的时候,若采用所述叶片51收集乒乓球,由于墙体阻碍,可能出现收集不到的情况。为此,所述叶片机构还包括支撑架54,所述支撑架54可上下摆动地安装于所述机身1前端,以具有朝向前方的自由端和朝向后方的转动端,所述支撑架54的自由端设有所述叶片转轴5;所述挖铲52后侧设有挖铲转轴53,并通过所述挖铲转轴53可上下转动地安装于所述机身1;所述收集装置还包括收集电机,所述收集电机的驱动端设有差速器55,并通过所述差速器55分别驱动连接所述支撑架54的转动端和所述挖铲转轴53,以差速驱动所述支撑架54上下摆动、以及驱动所述挖铲52上下转动,使得所述支撑架54的自由端向上摆动升起后,所述挖铲52向上转动。在本实施例中,所述差速器55与所述支撑架通过链条传动,所述挖铲转轴53与所述差速器之间采用锥齿轮传动。在一般收集状态时,所述差速器55不工作,所述叶片机构正常转动以收集乒乓球。而在墙角等特殊收集状态时,所述差速器55首先带动链条转动使得三叶板13支撑轴旋转到上方合适位置,随后停止运动,形成速度差,使得锥齿轮传动部分开始运动,带动所述挖铲52转动,从而将乒乓球收集到挖铲52后方的收集槽内。由于所述叶片机构后方可能需要布置驱动装置等部件,阻碍乒乓球进入后侧的收容腔。为此,所述挖铲52后侧设有收集槽56,所述收集槽56具有向后向下延伸的倾斜面,所述收集槽56与所述收容腔3之间设有传输机构,所述传输机构包括传送盒60及设于所述传送盒60内的传送带61,所述传送带61两端分别延伸至所述收集槽56与所述收容腔3,所述传送带61的中段向后侧的斜上方延伸设置,所述传送带61上呈间隔设置有多个传输件62,所述多个传输件62用以承载乒乓球,用以将所述收集槽56内的乒乓球运送到所述收容腔3内。如此,在所述乒乓球陪练机器人由于布置的需要,在挖铲52和所述收容腔3之间有障碍物的情况下,能够顺利地将乒乓球运送至所述收容腔。进一步地,所述收容腔3的内底壁呈向后向下倾斜设置,所述收容腔连通所述管道的一端设有收容腔出口31,所述收容腔出口31设于所述收容腔3的后端。如此,被收集进入所述收容腔2的乒乓球能够在重力的作用下自动集中到所述收容腔出口31处,从而能够被顺利推送至所述管道4。进一步地,为了使所述乒乓球能够从所述收容腔2内进入所述管道,所述推送装置包括设于所述收容腔出口31处的往复运动机构,所述往复运动机构包括驱动齿轮70、第一从动齿轮71、第二从动齿轮72、第一不完整齿轮73、第二不完整齿轮74以及齿条75,其中,所述驱动齿轮70的两侧分别啮合于所述第一从动齿轮71和所述第二从动齿轮72,所述第一从动齿轮71同轴连接所述第一不完整齿轮73,所述第二从动齿轮72同轴连接所述第二不完整齿轮74,所述第一不完整齿轮73和所述第二不完整齿轮74分别啮合于所述齿条75两侧,以使得所述齿条75被驱动往复运动,所述齿条75具有朝向所述管道4的入口端41设置的推动部76,所述齿条75上还设有导向部77,以对所述齿条75的运动进行限位。通过上述结构,当所述驱动齿轮70转动时,能够使所述第一不完整齿轮73和所述第二不完整齿轮74间歇且反向地啮合于所述齿条75,从而带动所述齿条75上的推动部76朝向所述管道4的入口端41往复运动,次第将所述收容腔内的乒乓球推送到所述管道内。由于乒乓球都堵在所述收容腔出口31处,可能出现堵塞卡死的情形,导致乒乓球无法顺利进入管道4。为此,所述收容腔3内靠近所述收容腔3出口处还设有防卡死装置。所述防卡死装置包括太阳齿轮80、内齿圈81和多个行星齿轮82,其中,所述太阳齿轮80与动力输出轴传动连接,所述内齿圈81安装于所述收容腔3的内侧壁,且环绕于所述太阳齿轮80的外围,各所述行星齿轮82设于所述内齿圈81和所述太阳齿轮80之间且啮合于所述内齿圈81和所述太阳齿轮80,所述多个行星齿轮82沿所述太阳齿轮80的周向呈间隔排布,各所述行星齿轮82上设有自轮面朝向所述收容腔3内侧设置的搅拌板83。如此,通过驱动所述太阳齿轮80转动以带动各所述搅拌板83绕圈旋转及自转,从而充分搅拌所述收容腔出口31处的乒乓球,防止出现卡死情况。进一步地,所述发球装置包括设于所述管道4出口端42的发射机构,所述发射机构包括与所述管道4的出口连通设置的镂空管90,以及设于所述镂空管90两侧的第一摩擦轮91和第二摩擦轮92,所述第一摩擦轮91和第二摩擦轮92分别被驱动转动,所述第一摩擦轮91和第二摩擦轮92的轮面平行于所述镂空管90的延伸方向设置,且至少部分地插入所述镂空管90中,以用于与所述镂空管90内的乒乓球摩擦接触,使得所述乒乓球在摩擦力的作用下向外发射。最好,所述第一摩擦轮91和所述第二摩擦轮92被驱动转动的转速可调,如此,能够根据需要调节所述第一摩擦轮91和所述第二摩擦轮92的速度,使其形成速度差,从而能够发出左旋球、右旋球等。优选地,所述发射机构还包括旋向调节结构,以调节所述乒乓球的旋转发射角度。具体地,所述旋向调节结构包括绕设于所述镂空管90外周的蜗轮93、以及与动力输出轴传动连接的蜗杆94,所述镂空管90可转动地安装于所述管道4的出口端42,所述第一摩擦轮91和所述第二摩擦轮92固定于所述镂空管90,所述蜗杆94与所述蜗轮93配合驱动所述镂空管90转动,以调节所述第一摩擦轮91和所述第二摩擦轮92的转动位置。如此,能够根据需要驱动所述蜗杆94转动,从而电动所述镂空管90做周向转动,带动所述镂空管90上的所述第一摩擦轮91和所述第二摩擦轮92随之转动,从而能够发射任意旋向的旋转球。优选地,所述发射机构还包括角度调节机构,以调节所述乒乓球发射时的上下角度。所述角度调节机构包括用于支承所述镂空管90的转向平台95,所述转向平台95可上下转动地安装于所述管道4,所述镂空管90与所管道4之间通过柔性结构43连接,所述转向平台95下侧设有两根支杆96,所述两根支杆96上端转动连接所述支承平台,所述两根支杆96下端分别螺接于双向丝杠97,所述双向丝杠97被驱动,以使得所述两根支杆96相对转动靠近或远离,以驱动所述转向平台95上下转动。在本实施例中,所述能够驱动所述双向丝杠97转动,从而带动所述转动平台95的一端上下转动,如此,能够根据需要调节所述乒乓球发射时在上下方向的射线角度。若所述机器人的整体高度过高,将无法进入乒乓球桌底收集乒乓球。所述管道4具有可伸缩的结构,所述管道4的出口端42下部设有升降装置6,以通过所述升降装置6上下可调地安装于所述机身1。所述升降装置具体为剪叉机构,所述剪叉机构包括伸缩剪叉,能够被驱动沿上下方向做伸缩运动,从而带动所述伸缩剪叉上方的所述发射口随之升降。通过上述结构,能够根据需要调节发球高度,并且调节所述机身1的整体高度,避免无法进入乒乓球桌底的情况。以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的
技术领域
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12
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