专利名称：一种用于机械臂的发球机构的制作方法
技术领域：
本 发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种用于机械臂的发球机构。
背景技术：
乒乓球发球技术现已投入使用，市场上销售的乒乓球发球机已经很多。从出球方 式上可以分为两类一类是单轮驱动，另一类是双轮驱动。单论驱动是靠一个摩擦轮完成 发球，摩擦轮位于乒乓球的一侧，由电机直接驱动，这种驱动方式的缺点是乒乓球受力不平 衡，发球线路不准确。现在广泛应用的是双轮驱动，双轮驱动是靠两个摩擦轮完成发球，摩 擦轮位于乒乓球两侧，由电机直接驱动，这种驱动方式可发任意上、下、左、右旋球，以及各 种侧上、侧下混合旋球，速度旋转分别可调，同时也可发不转球。但无论是哪种驱动方式，都 是靠轮的摩擦来完成发球的，所以一般发球力度都比较大，而且体积、质量也很大。由于本 设计的弹射装置是安装在机械臂上，因此体积、质量要求要小；完成的任务是近距离发球， 要求的力度不大，所以重新设计了能满足上述要求的发球机构。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种可连续发球的用于机械臂的发球机 构。它结构简单、体积小、重量轻，满足机械臂所能承受的载荷、空间大小的限制要求。本发明是通过以下技术方案来实现的本发明包括电机座及固定在其上的输球管道、弹射装置、阻挡装置，输球管道与弹 射装置的发球管道连接，阻挡装置的阻挡杆伸入弹射装置的发球管道内。所述的弹射装置包括发球管道、滑块、滑块固定腔、滑块固定腔挡板、滑块弹簧及 驱动机构，发球管道内设有球槽，滑块固定腔位于发球管道下方，并固定在电机座上，在靠 近发球管道端的滑块固定腔上设有滑块固定腔挡板，滑块置于滑块固定腔内，两端伸出滑 块固定腔，一端置于发球管道的球槽底端，另一端设有滑块调节螺栓，滑块的轴线与发球管 道的轴线重合，在滑块固定腔内的滑块上设置有滑块挡板，滑块挡板的端头伸出滑块固定 腔侧壁外，滑块固定腔侧壁上开有与滑块挡板伸出端相配合的槽孔，在滑块挡板与滑块调 节螺栓之间的滑块上设有滑块弹簧，工作时滑块挡板伸出端与驱动机构相接触，并沿滑块 固定腔侧壁上的槽孔上下滑动。所述的驱动机构由电机及固定在电机壳上的凸块构成，所述凸块为两块扇形块， 沿电机壳圆周对称设置，两个凸块的中心轴线与电机的中心轴线重合，电机转动时，凸块与 滑块挡板伸出端相接触或分离。所述的滑块为一级阶梯圆环柱结构，不同外径的交接端面 置于滑块挡板上方。所述的滑块固定腔挡板为圆环柱结构，其圆环内径与滑块外径为滑动 配合结构。所述的阻挡装置包括阻挡杆、阻挡杆固定腔、阻挡杆调节螺钉及阻挡弹簧，阻挡弹 簧置于阻挡杆固定腔内，在阻挡弹簧两端与阻挡杆固定腔间分别设有阻挡杆及阻挡杆调节 螺钉，所述阻挡杆伸入发球管道内的球槽中。
所述的输球管道是通过连接件与弹射装置的发球管道连接，并通过连接件固定在 电机座上，输球管道另一端连接在机械臂上。本发明的优点与积极效果为 1、本发明由固定在电机座上的输球机构、弹射装置及阻挡装置相互配合连接构 成，结构简单、紧凑，易于安装，不占用更多空间，通过简单的结构就可达到工作目的。2、本发明的弹射装置通过安装滑块调节螺栓调节弹簧的弹力，使发球的弹射力可 调；在输球管道内设的球槽中置有阻挡装置的阻挡杆，使乒乓球固定良好；电机带动的凸 块驱动滑块挡板，从而带动滑块运动，通过滑块上弹簧的弹力作用，触发兵乓球，发球效果 好，可靠实用。
图1为本发明的外观组成正面示意图。图2为本发明的外观组成背面示意图。图3为本发明的滑块未被压缩状态示意图。图4为本发明的凸块压缩滑块状态示意图。图5为本发明的凸块压缩滑块剖面示意图。图6为本发明的凸块压缩滑块至极限状态示意图。图7为本发明的凸块释放滑块状态示意图。图8为本发明的凸块释放滑块剖面示意图。图中1-输球管道，2-管道连接件，3-发球管道，4-阻挡杆，5-阻挡杆固定座， 6-阻挡杆调节螺钉，7-电机座，8-滑块，9-滑块固定腔，10-支架，11-滑块调节螺钉，12-滑 块挡板，13-凸块，14-电机，15-阻挡杆弹簧，16-滑块弹簧，17-滑块固定腔挡板，18-乒乓 球，19-球槽，20-凹槽。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详述。实施例如图1、图2所示，本发明包括电机座7及固定在其上的输球管道1、弹射 装置、阻挡装置，输球管道1与弹射装置的发球管道3连接，阻挡装置的阻挡杆4伸入弹射 装置的发球管道3内。如图1、图5所示，本例所述的弹射装置包括发球管道3、滑块8、滑块固定腔9、滑 块固定腔挡板17、电机14及固定在电机壳上的凸块13，凸块13为沿电机壳圆周对称设置 的两块扇形块，两个凸块13的中心轴线与电机14的中心轴线重合。滑块固定腔9位于发 球管道3下方，并通过支架10固定在电机座7上，在靠近发球管道3端的滑块固定腔9上 设有圆环柱形的滑块固定腔挡板17，滑块8为一级阶梯圆环柱结构，不同外径的交接端面 置于滑块固定腔9内滑块挡板12上方，滑块固定腔挡板17的圆环内径与滑块8最大的外 径为滑动配合结构，即滑块固定腔挡板17的圆环内径大于或等于滑块的外径；滑块8两端 伸出滑块固定腔9，一端置于发球管道3的球槽19底端，另一端设有滑块调节螺栓11，滑块 8的轴线与发球管道3的轴线重合，在滑块固定腔9内的滑块8上设置有滑块挡板12，滑块 挡板12的端头伸出滑块固定腔9侧壁外，其伸出量要保证滑块挡板12与凸块13在电机14的转动下能接触并随着电机14的转动能及时释放，滑块固定腔9侧壁上开有与滑块挡板12 伸出端相配合的槽孔，电机14转动时，滑块挡板12端头与凸块13相接触或分离，并带动滑 块8沿滑块固定腔9侧壁上的槽孔上下滑动，在滑块挡板12与滑块调节螺栓11之间的滑 块8上设有滑块弹簧16。为减 轻机构重量，本例在滑块8大截面端开有凹槽20。如图5所示，所述的阻挡装置包括阻挡杆4、阻挡杆固定腔5、阻挡杆调节螺钉6及 阻挡弹簧15，阻挡杆固定腔5固定在电机座7上，阻挡弹簧15置于阻挡杆固定腔5内，在阻 挡弹簧15两端与阻挡杆固定腔5间分别设有阻挡杆4及阻挡杆调节螺钉6，所述阻挡杆4 伸入发球管道3内的球槽19中。如图1所示，所述的输球管道1是通过连接件2与弹射装置的发球管道3连接，并 通过连接件2固定在电机座7上，输球管道1另一端连接在机械臂上。如图2所示，本发明中的电机座7为一板状结构，与输球管道、弹射装置、阻挡装置 分别配合连接，为减轻重量，在其上开有孔。本发明的工作过程当乒乓球18放入输球管道1后，如图3、图4、图5所示，电机14转动，凸块13带 动滑块8向下移动，滑块8向下压缩滑块弹簧16，此时，乒乓球18进入发球管道3内，阻挡 杆4在阻挡杆弹簧15的压力下将乒乓球18阻挡住，防止乒乓球18滑落出发球管道3，乒乓 球18处于稳定状态，被完全固定。电机14继续转动，如图6所示，凸块13带动滑块8继续向下移动，达到滑块8运 动的最大行程，即压缩滑块弹簧16达到最大。电机14继续转动，如图7、图8所示，凸块13与滑块8相离，突然释放滑块8，滑块 8在滑块弹簧16的压力下迅速向上运动，由于阻挡杆弹簧15的压力比滑块弹簧16的压力 小很多，滑块8将乒乓球18迅速弹出发球管道3。如图8所示，滑块8在滑块弹簧16的压 力下运动到最上端时，即滑块8运动到与滑块固定腔挡板17接触，乒乓球18的直径最大处 已越过阻挡杆4，解除了阻挡杆4对乒乓球18的阻挡作用，此时，乒乓球18被完全释放，达 到了发球的目的。
权利要求
一种用于机械臂的发球机构，其特征在于包括电机座及固定在其上的输球管道、弹射装置、阻挡装置，输球管道与弹射装置的发球管道连接，阻挡装置的阻挡杆伸入弹射装置的发球管道内。
2.根据权利要求1所述用于机械臂的发球机构，其特征在于所述的弹射装置包括发 球管道、滑块、滑块固定腔、滑块固定腔挡板、滑块弹簧及驱动机构，发球 管道内设有球槽， 滑块固定腔位于发球管道下方，并固定在电机座上，在靠近发球管道端的滑块固定腔上设 有滑块固定腔挡板，滑块置于滑块固定腔内，两端伸出滑块固定腔，一端置于发球管道的球 槽底端，另一端设有滑块调节螺栓，滑块的轴线与发球管道的轴线重合，在滑块固定腔内的 滑块上设置有滑块挡板，滑块挡板的端头伸出滑块固定腔侧壁外，滑块固定腔侧壁上开有 与滑块挡板伸出端相配合的槽孔，在滑块挡板与滑块调节螺栓之间的滑块上设有滑块弹 簧，工作时滑块挡板伸出端与驱动机构相接触，并沿滑块固定腔侧壁上的槽孔上下滑动。
3.根据权利要求2所述用于机械臂的发球机构，其特征在于所述的驱动机构由电机 及固定在电机壳上的凸块构成，所述凸块为两块扇形块，沿电机壳圆周对称设置，两个凸块 的中心轴线与电机的中心轴线重合，电机转动时，凸块与滑块挡板伸出端相接触或分离。
4.根据权利要求2所述用于机械臂的发球机构，其特征在于所述的滑块为一级阶梯 圆环柱结构，不同外径的交接端面置于滑块挡板上方。
5.根据权利要求2所述用于机械臂的发球机构，其特征在于所述的滑块固定腔挡板 为圆环柱结构，其圆环内径与滑块外径为滑动配合结构。
6.根据权利要求1所述用于机械臂的发球机构，其特征在于所述的阻挡装置包括阻 挡杆、阻挡杆固定腔、阻挡杆调节螺钉及阻挡弹簧，阻挡弹簧置于阻挡杆固定腔内，在阻挡 弹簧两端与阻挡杆固定腔间分别设有阻挡杆及阻挡杆调节螺钉，所述阻挡杆伸入发球管道 内的球槽中。
7.根据权利要求1所述用于机械臂的发球机构，其特征在于所述的输球管道是通过 连接件与弹射装置的发球管道连接，并通过连接件固定在电机座上，输球管道另一端连接 在机械臂上。
全文摘要
一种用于机械臂的发球机构，属于机器人技术领域。包括电机座及固定在其上的输球管道、弹射装置、阻挡装置，输球管道与弹射装置的发球管道连接，阻挡装置的阻挡杆伸入弹射装置的发球管道内。本发明由固定在电机座上的输球机构、弹射装置及阻挡装置相互配合连接构成，结构简单、紧凑，易于安装，不占用更多空间，通过简单的结构就可达到工作目的。本发明的弹射装置通过安装滑块调节螺栓调节弹簧的弹力，使发球的弹射力可调；在输球管道内设的球槽中置有阻挡装置的阻挡杆，使乒乓球固定良好；电机带动的凸块驱动滑块挡板，从而带动滑块运动，通过滑块上弹簧的弹力作用，触发兵乓球，发球效果好，可靠实用。
文档编号A63B69/40GK101954179SQ20091001254
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者刘金国, 张国伟, 李斌, 王聪, 郑怀兵, 龚海里 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所