一种多方式羽毛球接球机器人的制作方法

本发明属于体育运动训练设备领域，尤其是涉及一种接球机器人。

背景技术：

随着科学技术的不断进步，各式各样的移动机器人逐渐进入到人们的日常生活中。在国外，羽毛球机器人已经取得一定的成果，而相比国外，国内技术则稍显落后，而且国内的相关研究较少，有很大前景。目前市场上现有的接球机多采用齿轮或螺杆等形式进行传动，笨重而且复杂，灵活性差，成本高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种多方式羽毛球接球机器人，以解决现有技术中，接球机结构笨重复杂，成本高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多方式羽毛球接球机器人，包括上接球单元，其包括与机架转动连接的前转动轴和与前转动轴轴线平行的后转动轴；前转动轴上转动连接有球拍，球拍的轴线与前转动轴的轴线垂直，且球拍与机架之间安装有弹簧；后转动轴上通过固接的绕线辊缠绕有蓄力丝，蓄力丝的端部与球拍固接；下接球单元，其位于上接球单元下方，其与上接球单元结构相同，且相对于上接球单元镜像安装于机架上；蓄力电机，其通过离合器与后转动轴传动连接。

进一步，还包括移动底盘，其下端安装有四个移动电机，每个移动电机的电机轴上分别固接有一个全向轮；四个移动电机的后端分别朝向移动底盘的中心，且均匀分布。

进一步，所述机架固接于所述移动底盘的上端，其包括四根竖直设置的支撑柱，四根支撑柱矩阵排列；所述前转动轴通过轴承与其中两根支撑柱转动连接，所述后转动轴通过轴承与另外两根支撑柱转动连接；四根支撑柱之间和支撑柱与移动底盘之间固接有加强梁。

进一步，所述球拍通过球拍支架与前转动轴转动连接；所述上接球单元中，球拍固接于球拍支架的下端；球拍支架的上端固接有旋转块，球拍支架通过旋转块套装在前转动轴上。

进一步，所述弹簧为双扭簧，其两个螺旋簧体套装于所述前转动轴上，且分别位于球拍支架的两侧；弹簧的连接部分通过旋转支耳与所述球拍支架转动连接，旋转支耳与所述旋转块同侧，且相对于旋转块背离所述支撑柱；弹簧的连接端插入固定柱的端部，固定柱竖直固接于所述机架上。

进一步，所述球拍支架固接有所述旋转块的一侧还固接有延伸柱，所述蓄力丝的端部与延伸柱的悬空端固接。

进一步，所述蓄力丝为钢丝绳。

进一步，所述前转动轴与后转动轴之间安装有压力传感器，压力传感器通过支架与所述机架固接，压力传感器的位置与所述球拍支架相对应。

进一步，所述蓄力电机上安装有减速机，减速机的上方和下方分别设有一根轨道梁；两根轨道梁的一端与所述机架固接，另一端架设有竖梁，竖梁上固接有气缸，气缸的活塞轴带动减速机沿轨道梁的延伸方向滑动。

进一步，所述离合器为牙嵌式离合器，其包括固定半离合器和与之相配合的移动半离合器；固定半离合器固定在所述后转动轴上，移动半离合器固定在所述减速机的输出轴上；所述后转动轴的端部设有与减速机的输出轴相对应的孔。

相对于现有技术，本发明所述的多方式羽毛球接球机器人具有以下优势：

本发明所述的多方式羽毛球接球机器人，结构简单，运转灵活。通过移动底盘上的四个全向轮，能够使得本发明跑位更加灵活迅速。通过弹簧和后转动轴上缠绕的蓄力丝，能够提前完成球拍的蓄力准备工作，且可通过调节压力传感器的位置来调节蓄力的大小。通过牙嵌式离合器能够精准的完成蓄力和释放过程。通过上接球单元和下接球单元能够分别完成扣杀和上挑两种接球方式。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的多方式羽毛球接球机器人的轴测图；

图2为图1中i部分的放大图；

图3为图1中ii部分的放大图；

图4为本发明实施例所述的多方式羽毛球接球机器人蓄力状态的轴测图。

附图标记说明：

1-移动底盘；2-移动电机；3-全向轮；4-加强梁；5-支撑柱；6-球拍；7-轨道梁；71-竖梁；8-气缸；9-减速机；10-移动半离合器；101-固定半离合器；11-蓄力电机；12-后转动轴；13-绕线辊；14-蓄力丝；15-压力传感器；151-支架；16-弹簧；17-延伸柱；18-球拍支架；181-旋转支耳；182-旋转块；19-固定柱；20-前转动轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-3，本发明提出一种多方式羽毛球接球机器人，包括上接球单元，其包括与机架转动连接的前转动轴20和与前转动轴20轴线平行的后转动轴12；前转动轴20上转动连接有球拍6，球拍6的轴线与前转动轴20的轴线垂直，且球拍6与机架之间安装有弹簧16；后转动轴12上通过固接的绕线辊13缠绕有蓄力丝14，蓄力丝14的端部与球拍6固接；下接球单元，其位于上接球单元下方，其与上接球单元结构相同，且相对于上接球单元镜像安装于机架上；蓄力电机11，其通过离合器与后转动轴12传动连接。

上接球单元中，球拍6向上旋转蓄力，以完成扣杀接球动作；下接球单元中，球拍6向下旋转蓄力，以完成上挑接球动作。

还包括移动底盘1，其下端安装有四个移动电机2，每个移动电机2的电机轴上分别固接有一个全向轮3；四个移动电机2的后端分别朝向移动底盘1的中心，且均匀分布。

上述机架固接于上述移动底盘1的上端，其包括四根竖直设置的支撑柱5，四根支撑柱5矩阵排列；上述前转动轴20通过轴承与其中两根支撑柱5转动连接，上述后转动轴12通过轴承与另外两根支撑柱5转动连接；四根支撑柱5之间和支撑柱5与移动底盘1之间固接有加强梁4。

上述球拍6通过球拍支架18与前转动轴20转动连接；上述上接球单元中，球拍6固接于球拍支架18的下端；球拍支架18的上端固接有旋转块182，球拍支架18通过旋转块182套装在前转动轴20上。

上述弹簧16为双扭簧，其两个螺旋簧体套装于上述前转动轴20上，且分别位于球拍支架18的两侧；弹簧16的连接部分通过旋转支耳181与上述球拍支架18转动连接，旋转支耳181与上述旋转块182同侧，且相对于旋转块182背离上述支撑柱5；弹簧16的连接端插入固定柱19的端部，固定柱19竖直固接于上述机架上。

将弹簧16中的两个螺旋簧体连接在一起的部分为弹簧16的连接部分；每个螺旋簧体沿其切线延伸出的一段为弹簧16的连接端。

上述球拍支架18固接有上述旋转块182的一侧还固接有延伸柱17，上述蓄力丝14的端部与延伸柱17的悬空端固接。上述蓄力丝14为钢丝绳。上述前转动轴20与后转动轴12之间安装有压力传感器15，压力传感器15通过支架151与上述机架固接，压力传感器15的位置与上述球拍支架18相对应。延伸柱17可避免蓄力丝14在拉动球拍支架18的过程中，误碰压力传感器15，造成蓄力不完全的问题。

上述蓄力电机11上安装有减速机9，减速机9的上方和下方分别设有一根轨道梁7；两根轨道梁7的一端与上述机架固接，另一端架设有竖梁71，竖梁71上固接有气缸8，气缸8的活塞轴带动减速机9沿轨道梁7的延伸方向滑动。

上述离合器为牙嵌式离合器，其包括固定半离合器101和与之相配合的移动半离合器10；固定半离合器101固定在上述后转动轴12上，移动半离合器10固定在上述减速机9的输出轴上；上述后转动轴12的端部设有与减速机9的输出轴相对应的孔。

减速机9的输出轴伸出移动半离合器10，在固定半离合器101和移动半离合器10啮合时，减速机9的输出轴伸入到后转动轴12端部的孔内，配合轨道梁7完成减速机9的运动定位。

工作时，先通过四个全向轮3使本发明移动到位。气缸8推动减速机9，使移动半离合器10与固定半离合器101啮合。在蓄力电机11的作用下，后转动轴12开始旋转，绕线辊13逐渐将蓄力丝14收紧。在蓄力丝14的带动下，上接球单元中的球拍6向上旋转(下接球单元中的球拍6向下旋转)，直到球拍支架18碰触到压力传感器15，蓄力电机11停止转动，以上完成上接球单元(下接球单元)的蓄力工作，本发明此时为蓄力状态(如图4所示)。

之后，气缸8拉动减速机9，使移动半离合器10与固定半离合器101分离，球拍支架18在弹簧16的作用下快速挥动球拍6，完成一次扣杀(上挑)接球动作。

本发明所述的多方式羽毛球接球机器人，结构简单，运转灵活。通过移动底盘1上的四个全向轮3，能够使得本发明跑位更加灵活迅速。通过弹簧16和后转动轴12上缠绕的蓄力丝14，能够提前完成球拍6的蓄力准备工作，且可通过调节压力传感器15的位置来调节蓄力的大小。通过牙嵌式离合器能够精准的完成蓄力和释放过程。通过上接球单元和下接球单元能够分别完成扣杀和上挑两种接球方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。