1.本实用新型属于乒乓球机器人领域,具体涉及一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置。
背景技术:2.随着国家对全民健康的重视,乒乓球以其占用场地少、对抗性低、老少咸宜等优点,得到了全国人民的喜爱。然而,人们在进行乒乓球训练时,常常找不到合适的陪练人员,乒乓球机器人便应运而生了。
3.乒乓球陪练机器人和智能发球机器人作为人工智能在体育领域中的应用,其智能程度直接影响着用户体验。目前,市场上的乒乓球发球机器人吐球的俯仰角度有的是通过手动调节的,有的虽然能够自动调节,但是调节精度和智能化程度低,无法满足使用者的需求。
技术实现要素:4.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本实用新型提供了一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置。
5.根据本实用新型实施例,本实用新型提供的用于乒乓球机器人的俯仰发球装置包括底座、弯管和步进电机,所述底座包括底管和底板,所述底管设置在所述底板上,所述弯管设置在所述底管上方,且所述底管与弯管转动连接;
6.所述步进电机与底板固定连接,所述步进电机的丝杆与所述弯管连接,所述步进电机通过所述丝杆带动所述弯管相对于所述底管实现俯仰动作。
7.上述用于乒乓球机器人的俯仰发球装置中,所述步进电机通过电机法兰与所述底板固定连接。
8.上述用于乒乓球机器人的俯仰发球装置中,沿所述底管的径向,在所述底管顶部的两侧对应设置有第一耳板和第二耳板;沿所述弯管的径向,在所述弯管底部的两侧对应设置有第三耳板和第四耳板;所述第一耳板和第三耳板以及所述第二耳板和第四耳板均通过第一滚珠轴承转动连接。
9.进一步地,所述第一耳板和第三耳板的外侧设置有连接板,所述连接板与所述第一耳板或第二耳板固定连接;所述连接板的一端开设有轴承孔,所述轴承孔中滑动设置有第二滚珠轴承。
10.更进一步地,所述步进电机的丝杆的伸出端开设有丝杆孔;所述丝杆孔通过销钉与所述第二滚珠轴承连接。
11.进一步地,所述第二耳板和第四耳板的外侧设置有轴承盖板,所述轴承盖板与第二耳板或第四耳板固定连接。
12.更进一步地,所述轴承盖板上固定设置有光电挡片,所述底管的侧壁上设置有光电开关,所述光电开关与光电挡片位于所述底管的同一侧,所述光电挡片和光电开关配合
使用。
13.更进一步地,所述用于乒乓球机器人的俯仰发球装置还包括控制器,所述光电开关和步进电机均与所述控制器连接。
14.上述用于乒乓球机器人的俯仰发球装置中还包括壳体,所述底座和步进电机均设置在所述壳体中;
15.所述壳体中还设置有拉簧,所述拉簧与步进电机对应设置在所述弯管的两侧,所述拉簧的一端与所述弯管连接,其另一端与所述壳体连接。
16.上述用于乒乓球机器人的俯仰发球装置中还包括挤球与侧旋组件,所述挤球与侧旋组件连接在所述弯管与底管连接端的相对端。
17.根据本实用新型的上述具体实施方式可知,至少具有以下有益效果:本实用新型提供的用于乒乓球机器人的俯仰发球装置通过设置底座、弯管和步进电机,底座包括底管和底板,底管设置在底板上,弯管设置在所述底管上方,且底管与弯管转动连接;步进电机与底板固定连接,步进电机的丝杆与弯管连接,步进电机通过丝杆带动弯管相对于底管实现俯仰动作;本实用新型通过控制步进电机的动作能够实现对弯管俯仰角度的精确控制,从而使乒乓球机器人能够精准切换俯仰角度进行吐球,进而提高模拟人发球的仿真度,提高用户体验。
18.本实用新型的整体结构经过轻量化整合设计,价格便宜、功能实用、安装简便、场景适应性较强。
19.应了解的是,上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的,其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。
附图说明
20.下面的所附附图是本实用新型的说明书的一部分,其示出了本实用新型的实施例,所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。
21.图1为本实用新型实施例提供的一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置的结构示意图之一。
22.图2为本实用新型实施例提供的一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置的部分结构示意图。
23.图3为本实用新型实施例提供的一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置的侧视图之一。
24.图4为本实用新型实施例提供的一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置的侧视图之二。
25.图5为本实用新型实施例提供的一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置的结构示意图之二。
26.图6为本实用新型实施例提供的一种用于乒乓球机器人的俯仰发球装置的结构示意图之三。
27.附图标记说明:
28.1、底座;11、底管;12、底板;13、第一耳板;14、第二耳板;
29.2、弯管;21、第三耳板;22、第四耳板;23、第一滚珠轴承;
30.3、步进电机;31、电机法兰;32、丝杆;321、丝杆孔;
31.4、连接板;41、轴承孔;42、第二滚珠轴承;
32.5、轴承盖板;6、光电挡片;7、光电开关;8、壳体;9、拉簧;
33.10、挤球与侧旋组件。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面将以附图及详细叙述清楚说明本实用新型所揭示内容的精神,任何所属技术领域技术人员在了解本
技术实现要素:的实施例后,当可由本实用新型内容所教示的技术,加以改变及修饰,其并不脱离本实用新型内容的精神与范围。
35.本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,但并不作为对本实用新型的限定。另外,在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
36.关于本文中所使用的“第一”、“第二”、
…
等,并非特别指称次序或顺位的意思,也非用以限定本实用新型,其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
37.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
38.关于本文中所使用的“及/或”,包括所述事物的任一或全部组合。
39.关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”;关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。
40.某些用以描述本实用新型的用词将于下或在此说明书的别处讨论,以提供本领域技术人员在有关本实用新型的描述上额外的引导。
41.如图1所示,本实用新型提供的用于乒乓球机器人的俯仰发球装置包括底座1、弯管2和步进电机3。其中,底座1包括底管11和底板12,底管11设置在底板12上,弯管2设置在底管11上方,且底管11与弯管2转动连接。底管11用于连接乒乓球机器人中的送球装置,以便于乒乓球通过底管11和弯管2形成的发球通道后实现发球。步进电机3与底板12固定连接,步进电机3的丝杆32与弯管2连接,步进电机3通过带动丝杆32伸出或缩回,使得丝杆32带动弯管2相对于底管11实现俯仰动作。
42.具体地,步进电机3可以通过电机法兰31与底板12固定连接。
43.在本实施例中,如图2所示,沿底管11的径向,在底管11顶部的两侧对应设置有第一耳板13和第二耳板14。沿弯管2的径向,在弯管2底部的两侧对应设置有第三耳板21和第四耳板22。第一耳板13和第三耳板21以及第二耳板14和第四耳板22均通过第一滚珠轴承23转动连接。通过设置第一滚珠轴承23,弯管2能够相对于底管11进行俯仰。
44.在上述实施例中,如图1和图2所示,在第一耳板13和第三耳板21的外侧设置有连接板4。当第一耳板13位于第三耳板21的外侧时,连接板4与第一耳板13固定连接。当第三耳板21位于第一耳板13的外侧时,连接板4与第三耳板21固定连接。连接板4的一端开设有轴承孔41,轴承孔41中滑动设置有第二滚珠轴承42。步进电机3的丝杆32的伸出端开设有丝杆孔321。丝杆孔321通过销钉与第二滚珠轴承42连接。其中,销钉与丝杆孔321紧配合,销钉与第二滚珠轴承42间隙配合。
45.在步进电机3的带动下,丝杆32沿步进电机3的轴线向远离步进电机3的方向伸出时,丝杆32通过第二滚珠轴承42和连接板4推动弯管2相对于底管11做仰头运动;在在步进电机3的带动下,丝杆32沿步进电机3的轴线向靠近步进电机3的方向缩回时,丝杆32通过第二滚珠轴承42和连接板4拉动弯管2相对于底管11做低头运动;从而使得弯管2能够相对于底管11实现俯仰动作。
46.在上述实施例中,如图3所示,在第二耳板14和第四耳板22的外侧设置有轴承盖板5。当第二耳板14位于第四耳板22的外侧时,轴承盖板5与第二耳板14固定连接。当第四耳板22位于第二耳板14的外侧时,轴承盖板5与第四耳板22固定连接。
47.轴承盖板5上固定设置有光电挡片6,底管11的侧壁上设置有光电开关7,光电开关7与光电挡片6位于底管11的同一侧。步进电机3通过丝杆32推动弯管2进行俯仰运动时,光电挡片6可以经过光电开关7,光电挡片6与光电开关7实现俯仰角度的零点触发。
48.在一个具体的实施例中,如图3所示,光电挡片6与轴承盖板5连接端的相对端为l型挡片。光电开关7中采用u型开关元件。l型挡片中的横部可以在u型开关元件的凹槽中通过。
49.本实用新型提供的用于乒乓球机器人的俯仰发球装置还包括控制器(图中未示出),光电开关7和步进电机3均与控制器连接。当l型挡片中的横部从u型开关元件的凹槽中经过时,光电开关7产生信号,并将该信号传输给控制器,控制器根据接收到的信号控制步进电机3动作,以实现俯仰角度的零点触发,进而实现乒乓球机器人自动精准地切换俯仰角度进行吐球,提高模拟人发球的仿真度,提高用户体验。
50.如图4所示,以第一滚珠轴承23的中心为原点,向步进电机3中丝杆32的长度方向的中轴线做垂线,垂线的长度为b,丝杆32伸出或缩回的长度为a,则弯管2相对于底管11的俯仰角度θ为:θ=arctana/b,由此可见,可以通过控制器控制步进电机3的动作实现对弯管2俯仰角度的精确控制。
51.在一个具体的实施例中,如图5所示,本实用新型提供的用于乒乓球机器人的俯仰发球装置还包括壳体8,底座1和步进电机3均设置在壳体8中。
52.壳体8中还设置有拉簧9,拉簧9与步进电机3对应设置在弯管2的两侧,拉簧9的一端与弯管2连接,其另一端可以与壳体8连接。拉簧9的设置用于平衡步进电机对弯管产生的作用力,使得发球更稳定。
53.在一个具体的实施例中,弯管2与底管11连接端的相对端设置为喇叭口状,可以使得在弯管2预设的俯仰角度范围内,乒乓球通过底管11后都能够从弯管2中发出。
54.如图6所示,本实用新型提供的用于乒乓球机器人的俯仰发球装置还包括挤球与侧旋组件10,挤球与侧旋组件10连接在弯管2与底管11连接端的相对端,其用于配合弯管2实现上旋、下旋和侧旋发球,进一步提高乒乓球机器人的智能程度和发球效率。其中,挤球与侧旋组件10的具体结构为现有技术,在此不再赘述。
55.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式,在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下,任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改,均应属于本实用新型保护的范围。