一种用于羽毛球机器人的羽毛球发球机的制作方法

本实用新型属于发球机器人领域，更具体地，涉及一种用于羽毛球机器人的羽毛球发球机。

背景技术：

如今，市面上出现的羽毛球发球机具有可以替代人来陪练的作用，能够连续发球，短时间内给人们很大的运动量，具有能有效提高训练效果的特点。由于市面上的发球机多用于供人练习接发球，发出的羽毛球具有一定的速度和角度。但是，随着机器人技术的发展，这种发球机并不适用于随之出现的羽毛球机器人的发球动作，羽毛球机器人需要的是一种能够发出速度较低、角度恒定的羽毛球发球机。

中国文献《新型智能遥控羽毛球发球机研制》中提供了一种羽毛球发球机构，该机构采用两对电磁铁分球夹，利用两对电磁铁的交替作用实现一系列羽毛球的单个羽毛球分离，该种方案结构简单、占用空间小。但是在实际应用过程中，一系列羽毛球由于其自身重力的作用，互相之间极其容易产生粘连作用，易导致单个羽毛球的分离失败。

中国专利CN201510812176.1中提供了一种集储球、进球、发球于一体的羽毛球发球机构，并针对一系列羽毛球的粘连作用提供了一种解决方案，利用位于羽毛球下方分拨凸轮轴上的微小凸台对羽毛球进行剥离。该种方案对解决羽毛球粘连作用具有一定的效果，但该种方案属于被动式方法，需要羽毛球与微小凸台产生交叉接触，当这种接触点较少或粘连作用力较大时效果不太理想。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于羽毛球机器人的羽毛球发球机，其能将多个堆叠在一起的羽毛球快速分离，发球速度快，而且羽毛球落下的方位恒定。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种用于羽毛球机器人的羽毛球发球机，其特征在于，包括机架、球筒、气缸手爪机构和拔球机构，其中，

所述球筒安装在所述机架上，并且所述球筒上设有上下贯通的通孔，以用于容纳羽毛球；

所述气缸手爪机构设置有多个并且它们均位于所述球筒的下方，每个所述气缸手爪机构均包括气缸、对称式连杆双滑块机构和接球手爪，所述气缸安装在所述机架上，所述对称式连杆双滑块机构包括推动杆、两根气缸连杆、两个滑块和导轨，所述推动杆的一端固定连接在所述气缸的活塞杆上，每根所述气缸连杆的一端分别铰接在所述推动杆远离气缸的活塞杆的一端上，每根所述气缸连杆的另一端分别与一滑块铰接，每个滑块均安装在所述导轨上并且这两个所述滑块左右对称布置在所述推动杆的两侧；

所述拔球机构安装在其中的一个所述气缸手爪机构上，所述拔球机构包括两个拔球连杆机构，并且这两个所述拔球连杆机构左右对称布置在所述推动杆的两侧，每个所述拔球连杆机构均包括拔动手爪连杆和用于向下拔动羽毛球的拨球手爪，所述拔动手爪连杆的一端铰接在所述对称式连杆双滑块机构的滑块上，所述拔动手爪连杆的另一端铰接所述拨球手爪的一端，所述拨球手爪铰接在所述机架上。

优选地，所述球筒上设置有球筒盖。

优选地，所述球筒通过球筒固定夹安装在所述机架上，所述球筒固定夹固定安装在所述机架上，以用于夹住所述球筒。

优选地，所述球筒固定夹通过固定夹支撑块安装在所述机架上，所述固定夹支撑块固定安装在所述机架上，所述球筒固定夹可拆卸安装在所述固定夹支撑块上。

优选地，所述气缸手爪机构设置有三个并且它们按从上至下的顺序布置，所述拔球机构安装在中间的气缸手爪机构上。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型采用对称式连杆双滑块机构来带动接球手爪打开与闭合，以实现羽毛球的下落与托举，其接球准确，而且控制较为方便；

2)本实用新型中通过滑块的向外打开或向内闭合带动拨球手爪的向内、向下拨动或向外打开，实现羽毛球的拨球动作，可以方便地将一摞羽毛球中最下方的羽毛球与其上方的羽毛球分离从而落下；

3)本实用新型采用拨球手爪与其中一个气缸手爪机构联动，共用导轨、滑块，当共用滑块的接球手爪闭合时，拨球手爪向外打开，使该接球手爪托住羽毛球；当该接球手爪打开时，拨球手爪向内、向下拨动，使最下方的羽毛球与上方的羽毛球分离、下落，联动效果好，而且也能有效节约空间；

4)本实用新型采用多个接球手爪由上向下的结构布局形式，各个接球手爪和拨球手爪结构通过交替地打开与闭合动作，依次对一系列羽毛球进行托举、剥离、落球处理，实现一系列羽毛球的单个分离及发球的功能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的右视图；

图4是本实用新型中对称式连杆双滑块机构的简示图；

图5是本实用新型中拔球连杆机构安装在滑块上的简示图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图5，一种用于羽毛球机器人的羽毛球发球机，包括机架7、球筒2、气缸手爪机构和拔球机构，其中，

所述球筒2安装在所述机架7上，并且所述球筒2上设有上下贯通的通孔，以用于容纳羽毛球；

所述气缸手爪机构设置有多个并且它们均位于所述球筒2的下方，每个所述气缸手爪机构均包括气缸、对称式连杆双滑块机构和接球手爪，所述气缸安装在所述机架7上，所述对称式连杆双滑块机构包括推动杆6、两根气缸连杆5、两个滑块16和导轨17，所述推动杆6的一端固定连接在所述气缸的活塞杆上，每根所述气缸连杆5的一端分别铰接在所述推动杆6远离气缸的活塞杆的一端上，每根所述气缸连杆5的另一端分别与一滑块16铰接，每个滑块16均安装在所述导轨17上并且这两个所述滑块16左右对称布置在所述推动杆6的两侧；

所述拔球机构安装在其中的一个所述气缸手爪机构上，所述拔球机构包括两个拔球连杆机构，并且这两个所述拔球连杆机构左右对称布置在所述推动杆6的两侧，每个所述拔球连杆机构均包括拔动手爪连杆5和用于向下拔动羽毛球的拨球手爪19，所述拔动手爪连杆5的一端铰接在所述对称式连杆双滑块机构的滑块16上，所述拔动手爪连杆5的另一端铰接所述拨球手爪19的一端，所述拨球手爪19铰接在所述机架7上。

进一步，所述球筒2上设置有球筒盖1，所述球筒2通过球筒固定夹3安装在所述机架7上，所述球筒固定夹3固定安装在所述机架7上，以用于夹住所述球筒2，所述球筒固定夹3通过固定夹支撑块4安装在所述机架7上，所述固定夹支撑块4固定安装在所述机架7上，所述球筒固定夹3可拆卸安装在所述固定夹支撑块4上，所述气缸手爪机构设置有三个并且它们按从上至下的顺序布置，所述拔球机构安装在中间的气缸手爪机构上。

参照图1～图3，本羽毛球发球机具有球筒盖1、球筒2、球筒固定夹3、固定夹支撑块4、气缸连杆5、推动杆6、机架7、双气缸安装板8、气缸(按从上至下的顺序包括第一气缸9、第二气缸10和第三气缸11)、单气缸固定板12、拨球手爪连接板13、拨球手爪连杆14、拨球手爪铰接件15、滑块16、导轨17、接球手爪(按从上至下的顺序依次为第一接球手爪21、第二接球手爪20和第三接球手爪18)以及拨球手爪19。

所述球筒2用于盛放一摞羽毛球，并且其内径略大于标准羽毛球的最大直径，羽毛球可在其内部自由滑动。

所述球筒固定夹3与固定夹支撑块4固定在机架7的上方，球筒2卡在两个球筒固定夹3上；所述第一气缸9、第二气缸10通过双气缸安装板8固定在机架7的后部，第三气缸11通过单气缸固定板12固定在机架7上，位于第二气缸10下方；所述第一接球手爪21、拨球手爪19、第二接球手爪20依次位于机架7的中部，第三接球手爪18位于机架7下部。

本实用新型优选气缸连杆5设有6个，第一接球手爪设有2个，第三接球手爪18设有2个、第二接球手爪19设有2个、拨球手爪20设有2个、第一接球手爪21设有2个，滑块16设有6个，导轨17设有3个，推动杆6具有3个。

各个气缸手爪机构中，各个气缸(第一气缸9、第二气缸10、第三气缸11)分别通过推动杆6与两个气缸连杆5的一端铰接，各个气缸连杆5的另一端与相应的各个接球手爪进行铰接，每个接球手爪分别固定在一滑块16上，滑块16可在导轨17上进行自由滑动。参照图4各个手爪原理图，各个气缸(第一气缸9、第二气缸10、第三气缸11)进行伸缩运动，通过气缸连杆5带动固定在滑块16上的手爪(第一接球手爪21、第二接球手爪19、第三接球手爪18)在导轨17上进行开合运动，从而构成对称式连杆双滑块机构。

本实用新型优选拨球手爪铰接件15设有2个，拨球手爪连杆14设有2个，拨球手爪19设有2个。拨球手爪连杆14一端分别与两个固定在滑块上的拨球手爪铰接件15进行铰接，拨球手爪连杆14另一端分别于两个拨球手爪19的一端进行铰接，拨球手爪19的中间位置与拨球手爪连接板13进行铰接，其中，每个拨球手爪铰接件15分别与一个第二接球手爪19共用一个滑块。如图5拨球手爪原理图所示，滑块16在导轨17上进行滑动，通过拨球手爪连杆14带动拨球手爪19进行摆动，构成连杆滑块机构，配合第二气缸10带动第二接球手爪19进行的开合运动实现两个拨球手爪19的对称摆动效果。

当各个气缸(第一气缸9、第二气缸10、第三气缸11)处于收缩状态时，固定在滑块16上的相应的各个手爪(第一接球手爪21、第二接球手爪19、第三接球手爪18)处于闭合状态，构成一个内孔直径小于羽毛球最大直径的圆环，托住羽毛球，致使其不得下落。

当各个气缸(第一气缸9、第二气缸10、第三气缸11)处于伸出状态时，固定在滑块16上的相应的手爪(第一接球手爪21、第二接球手爪19、第三接球手爪18)处于张开状态，手爪间的空间水平面的最小内切圆直径大于羽毛球的最大直径，使得羽毛球可以自由落下。

拨球手爪19与第二接球手爪20联动，共用导轨17、滑块16，当第二接球手爪20处于闭合状态时，拨球手爪19向外张开，第二接球手爪20托住球筒中剩余的所有羽毛球；当第二接球手爪20打开时，拨球手爪19向内、向下拨动，使最下方的羽毛球与上方的羽毛球分离、下落。

本实用新型可以通过第一接球手爪21、第二接球手爪20、拨球手爪19、第三接球手爪18的一些列配合运动实现一筒羽毛球的连续发球动作，具体过程如下：

在进行羽毛球发球动作时，各个手爪的初始动作为闭合状态(拨球手爪与的第二接球手爪的状态相反，为张开状态)，即各个气缸处于收缩状态。

发球之前将一摞羽毛球放置到球筒2中，并盖上球筒盖1，所有羽毛球被第一接球手爪21托住，防止羽毛球下落。

接收到发球指令之后，第一气缸9进行伸出动作，通过气缸连杆带动第一接球手爪21进行张开运动，达到张开状态，球筒2中所有羽毛球由于重力作用自然下滑到第二接球手爪20上，被第二接球手爪托住。

接着，第一气缸9进行收缩运动，通过连杆带动第一接球手爪21进行闭合运动，达到闭合状态，用于托住除最下方的一个羽毛球外球筒中剩余的所有羽毛球。

然后，第二气缸10进行伸出动作，通过气缸连杆5带动第二接球手爪20进行张开运动，达到张开状态，同时带动拨球手爪19进行向内摆动，最下方的羽毛球在重力和拨球手爪的向下拨动力的作用下落到第三接球手爪21上，此时，最下方的羽毛球被第三接球手爪托住，球筒中剩余的所有羽毛球被第一接球手爪托住。

接着，第三气缸11进行伸出动作，通过气缸连杆带动第三接球手爪18进行张开运动，达到张开状态，最下方的羽毛球由于重力的作用进行自由落体运动，离开发球机构，实现发球。

最后，第二气缸10、第三气缸11进行收缩运动，通过推动杆6、滑块16等带动第二接球手爪20、第三接球手爪18进行闭合运动，达到闭合状态，整个机构恢复到初始状态。

当需要再次接收到发球指令时，再次进行上述的一系列动作，将下一个羽毛球发出。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。