一种以麦轮为底盘带旋转云台的弹道方向轨迹可控发射器的制作方法

本发明涉及一种学习及体育用品,特别是涉及一种以麦轮为底盘带旋转云台的弹道方向轨迹可控的网球发射器。

背景技术：

网球如今已经成为风靡全球的球类运动,深受户外运动人士的喜爱。随着网球运动的迅猛发展,很多高校也开展了网球课程、网球专业,而网球也越来越深受广大学生的欢迎。大部分学生在训练时,一般需要至少一名陪练,但是,往往由于缺少陪练人员而导致训练无法进行或者训练效果不加。很多高校会采用网球训练机给学生训练,然而,目前市面上主流的网球发射器依然是通过摩擦将网球打出,但是尚有不足,比如在一定情况下其射程相对较近,角度发射有限和发射曲线抗干扰能弱,造价高且经常卡球，并且传统的网球训练机要么没有旋转云台，这样训练方式无法多样化，使用旋转云台大多使用转盘结构，转盘空隙大，受垂直向下的力的性能不好，容易扩大间隙，导致精度降低，影响了控制效果，直接导致发射不准。极大的影响了网球训练的进度，甚至影响训练者的心情，影响训练效果。传统网球训练机大多是无法主动移动，无法模拟出对打的不确定性，这样的网球训练及训练效果不佳，无法真正替代陪练。因而,设计一种可主动移动，卡球率极低，结构稳定的旋转云台的弹道方向轨迹可控的发射器是很有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种以麦轮为底盘卡球率极低，带旋转云台的弹道方向轨迹可控的发射器。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种以麦轮为底盘带旋转云台的弹道方向轨迹可控发射器，包括送球装置、发射装置、角度可调的俯仰总成、360度云台、管件连接总成、支架、全向底盘，

所述的送球装置包括球舱和移动式落球口，所述的球舱包括漏斗式框架、倾斜地平行设置在所述框架内的若干蓄球道，每条蓄球道的较高端均设置有红外发射头；所述的移动式落球口设置在所述框架上且位于蓄球道的最低端，包括直线移动机构、沿所述直线移动机构往复移动的滑门总成，所述的滑门总成上还设置有与所述红外发射头相匹配的红外接收头；

所述的发射装置设置在俯仰总成上，所述的俯仰总成设置在绕Z轴旋转的360度云台上；

所述的管件连接总成活动连接于滑门总成的出口与发射组件的入口之间；

所述的360度云台固定在全向底盘上，所述的送球装置通过支架固定在全向底盘上。

进一步地，所述的漏斗式框架包括三边矩形底框、设置在所述三边矩形底框上端边缘的漏斗形收集框；所述的三边矩形底框由三块侧板拼接而成，所述的三边矩形底框的左侧或右侧的侧板设置有用于触发滑门总成复位的限位开关；所述的漏斗形收集框由四块上挡板和若干角码拼接而成；所述的三边矩形底框内还设置有用于将蓄球道上的网球与未落到蓄球道上的网球相隔离的挡片。

进一步地，每条所述的蓄球道包括两根倾斜地平行设置的碳纤管，所述碳纤管的较低端粘固在后管架的弧形面上，较高端通过孔轴配合固定于前管架上；所述的蓄球道较高端设置有红外发射头固定件，所述的红外发射头固定件上设置有若干与所述蓄球道一一对应的穿孔圆柱体，所述红外发射头的红外线通过小孔发射。

进一步地，所述的直线移动机构包括沿各蓄球道横向排列方向设置的滑轨、连接所述滑门总成且与所述滑轨滑动配合且的滑块、与所述滑门总成驱动连接驱动所述滑门总成沿所述滑轨往复移动的动力装置；所述的动力装置包括沿矩形四角对称布置的四个同步轮组件、环绕地与四个同步轮组件相配合的同步带，所述同步带的始、末两端分别固定于滑门总成的两侧，任一同步带轮组件上设置有与同步带轮驱动连接的电机。

进一步地，所述的滑门总成包括滑门、弯管，所述滑门的入口处设置有导球片，顶部设置有红外接收头固定件，所述弯管通过扣入式配合转动的连接设置在所述滑门的底部的出口处。

进一步地，所述俯仰总成包括对称设置在所述360度云台上的云台支、立式轴支座、俯仰电机，俯仰电机固定于一侧的云台支，立式轴支座夹紧电机轴，且与所述发射组件的底部固连，另一侧的云台支通过光轴和轴承与立式轴支座形成转动副，且与所述发射组件的底部固连。

进一步地，所述发射组件包括炮管过渡件、炮管固定件、炮管、摩擦轮、拨球电机、摇臂、拨球臂、底板，螺纹转动副，角铝电机座，所述的炮管由炮管过渡件和炮管固定件定位，且通过炮管固定件上的顶丝固定，炮管过渡件和炮管固定件用螺栓固定于底板上；炮管中段的两侧对称设置2个摩擦轮，摩擦轮包括固定在底板上的无刷电机、与无刷电机连接的飞轮及固定在所述飞轮外圆表面的硅胶圈，所述拨球电机通过角铝电机座固定于炮管过渡件侧面；摇臂通过顶丝固定于拨球电机轴上，拨球臂与摇臂固连，拨球电机带动摇臂进而带动拨球臂将球拨至高速旋转的一对摩擦轮中，进而发射；螺纹转动副通过扣入式配合与炮管过渡件形成转动副。

进一步地，所述管件连接总成包括波纹软管，螺纹连接件，波纹软管一头连接弯管，另一头连接螺纹连接件，螺纹连接件与螺纹转动副通过螺纹连接。

进一步地，所述360度云台包括承接所述俯仰总成的云台板、两个推力轴承、长螺栓、云台中间支撑、云台电机支撑、云台电机、卧式轴支座、夹紧片，所述云台中间支撑两面设有两个同轴心的圆形限位凹坑，且中心有个圆孔；所述的夹紧片设有个圆形限位凹槽，且对称分布两个通孔；所述的云台板有个圆形限位凹槽；两个推力轴承分别一上一下地放置于云台中间支撑两个同轴心的圆形限位凹坑，并通过卧式轴支座和夹紧片夹紧，云台板和夹紧片的圆形限位凹槽分别和推力轴承形成配合；云台板和卧式轴支座通过长螺栓连接，从而夹紧夹紧片、推力轴承、云台中间支撑、推力轴承；卧式轴支座中心夹紧云台电机轴，云台电机固定在云台电机支撑底部，云台电机支撑与云台中间支撑通过螺栓连接。

进一步地，所述的全向底盘包括四个麦轮轮组、悬挂总成、主板、加强筋、电控元器件，

所述的悬挂总成包括阻尼弹簧、悬挂板、上弹簧连接件、下弹簧连接件、铰链，所述的阻尼弹簧上端通过上弹簧连接件和主板连接，下端通过下弹簧连接件和悬挂板连接，悬挂板一端通过铰链和方铝连接，方铝固定于加强筋上，加强筋与主板固连；

所述的麦轮轮组通过电机座固定于悬挂板下端，包括麦轮、底盘电机、电机座、轮轴、联轴器、护轮板，所述底盘电机固定在电机座上，电机轴和轮轴通过联轴器连接，轮轴通过轴承支承在电机座上，轮轴和麦轮通过螺栓连接，护轮板固定在麦轮侧面；

所述支架通过螺栓固定于主板上，电控元器件通过紧固件固定于主板上。

相比现有技术，本发明能够自动的按预定顺序将蓄球道上的网球逐一送出，经济实用、卡球率极低、控制简单可靠、质量轻、体积小、制造成本低，射程、发射角度及发射方向均可以灵活可调且发射曲线抗干扰能强，全向底盘可灵活移动及原地转动，满足360度方向的任意角度及射程的网球发射需要。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2本发明实施例球舱结构示意图。

图3是本发明实施例落球口结构示意图。

图4是本发明实施例送球装置工作示意图。

图5本发明实施例旋转云台发射装置整体图

图6是本发明实施例发射装置结构示意图

图7是本发明实施例360度云台俯视示意图。

图8是图7中C-C向剖视图。

图9是图8中局部放大图。

图10是本发明实施例底盘整体示意图。

图11是本发明实施例底盘俯视图。

图12是本发明实施例麦轮轮组示意图。

图13是本发明实施例悬挂总成示意图。

图14是本发明实施例支架的结构示意图。

示意图中零部件的标号说明：

1-挡片，2-上挡板，3-限位开关，4-后管架，5-碳纤管，6-红外发射头固定件，7-侧板，8-同步轮，9-同步轮固定件，10-滑轨，11-电机，12-轴承座，13-同步带，14-红外接收头固定件，15-滑块，16-导球片，17-前管架，18-弯管，19-滑门，20-炮管，21-炮管固定件，22-拨球电机，23-螺纹连接件，24-螺纹转动副，25-炮管过渡件，26-拨球电机座，27-俯仰电机，28-立式轴支座，29-云台支，30-云台板，31-拨球臂，32-摇臂，33-摩擦轮，34-云台中间支撑，35-云台电机支撑，36-云台电机，37-卧式轴支座，38-夹紧片，39-推力轴承，40-长螺栓，41-上弹簧连接件，42-电控元器件，43-方铝，44-铰链，45-悬挂板，46-下弹簧连接件，47-阻尼弹簧，48-护轮板，49-麦轮，50-轮轴，51-电机座，52-联轴器，53-底盘电机，54-主板，55-加强筋，56-支架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步说明：

如图1所示，一种以麦轮为底盘带旋转云台的弹道方向轨迹可控发射器，包括送球装置、发射装置、角度可调的俯仰总成、360度云台、管件连接总成、支架56、全向底盘，所述的送球装置包括球舱和移动式落球口，所述的球舱包括漏斗式框架、倾斜地平行设置在所述框架内的若干蓄球道，每条蓄球道的较高端均设置有红外发射头；所述的移动式落球口设置在所述框架上且位于蓄球道的最低端，包括直线移动机构、沿所述直线移动机构往复移动的滑门总成，所述的滑门总成上还设置有与所述红外发射头相匹配的红外接收头；所述的发射装置设置在俯仰总成上，所述的俯仰总成设置在绕Z轴旋转的360度云台上；所述的管件连接总成活动连接于滑门总成的出口与发射组件的入口之间；所述的360度云台固定在全向底盘上，所述的送球装置通过支架56固定在全向底盘上。

如图2所示，所述的漏斗式框架包括三边矩形底框、设置在所述三边矩形底框上端边缘的漏斗形收集框。所述的三边矩形底框由三块侧板7拼接而成，所述的漏斗形收集框由四块上挡板2和若干角码拼接而成，上挡板2用薄PE板弯折而成，可通过互相穿插的方式搭起来，并穿螺栓固定和用角码连接和固定在侧板7。另外，所述的三边矩形底框内还设置有用于将蓄球道上的网球与未落到蓄球道上的网球相隔离的挡片1。所述上挡板2可让球舱蓄球高度增高，且起到缓冲的作用，而挡片1将蓄球道上的网球与未落到蓄球道上的网球隔离，防止互相干涩而卡球，且起到将网球导入蓄球道的作用。

具体而言，每条所述的蓄球道包括两根倾斜地平行设置的碳纤管5，所述碳纤管5的较低端用AB胶等强力胶粘在后管架4的弧形面上，较高端通过孔轴配合固定于前管架17上。本实施例设置7根碳纤管5，形成6个蓄球道，每个蓄球道的间距L＝D+1～2mm，目的在于防止不同蓄球道的网球互相干涉而卡球，碳纤管5有一定的斜度，使网球可以通过重力滚动至滑门总成的滑门19。

具体地，所述的蓄球道较高端设置有红外发射头固定件6，所述的红外发射头固定件6上设置有6与所述蓄球道一一对应的穿孔圆柱体，所述红外发射头的红外线通过小孔发射，红外发射头用热熔胶固定于红外发射头固定件6上，这样做的目的在于防止滑门19上的红外发射头误接收到其他列的红外发射头发射的红外线。

所述的直线移动机构包括沿各蓄球道横向排列方向设置的滑轨10、连接所述滑门总成且与所述滑轨10滑动配合且的滑块15、与所述滑门总成驱动连接驱动所述滑门总成沿所述滑轨10往复移动的动力装置，滑块15和滑轨10形成滑动副。

具体而言，如图3所示，所述的动力装置包括沿矩形四角对称布置的四个同步轮组件、环绕地与四个同步轮组件相配合的同步带10，所述同步带的始、末两端分别固定于滑门总成的两侧，任一同步带轮组件上设置有与同步带轮驱动连接的电机11。每个同步轮组件均包括同步轮固定件9、轮轴、同步轮8、轴承12，所述同步轮固定件9通过螺栓固定于球舱框架上，同步轮8和轮轴通过顶丝锁紧，轮轴两端通过轴承12固定于同步轮固定件9上，电机11固定于右则同步轮固定件9上，电机11输出轴与轮轴为一体式的，通过顶丝和对应的同步轮8锁紧，电机11输出轴末端与轴承12配合连接。四个同步轮固定件9中，有两个分别位于滑轨10的两端。

具体而言，如图4所示，所述的滑门总成包括滑门19、弯管18，所述滑门19的入口处设置有导球片16，顶部设置有红外接收头固定件14，所述弯管18转动的连接设置在所述滑门19的底部的出口处。

红外接收头固定件14通过自攻螺钉固定于滑门19上平面，导球片16通过自攻螺钉固定于滑门19入口，导球片16起到将网球导向到弯管18内的作用，弯管18通过配合的方式与滑门19形成转动副。直线移动机构的滑块15与滑门总成中的滑门19通过螺栓固连。同步带13与同步轮8形成配合，始末两端皆固定于滑门19，同步带13可阻挡非滑门19所在蓄球道的网球落下，电机11驱动同步轮8带动同步带13，进而带动滑门19实现左右移动，滑块15和滑轨10限制滑门19只能有一个方向移动的自由度。滑门19当前所处的蓄球道上的网球才能通过滑门19落下弯管18。红外接收头跟随滑门19移动，若当前所处的蓄球道上无网球时，则可接收到红外发射头的红外线，控制端给出到下一蓄球道的指令，若下一蓄球道上有球，红外线被网球挡住，红外接收头接收不到红外线，控制端给出指令，滑门19在该蓄球道等待，直到该蓄球道网球落尽。

另外，如图2所示，所述的三边矩形底框的左侧或右侧的侧板7设置有用于触发滑门总成复位的限位开关3。

如图5和图6所示，所述发射组件包括炮管过渡件25、炮管固定件21、炮管20、摩擦轮33、拨球电机22、摇臂32、拨球臂31、底板，螺纹转动副24，角铝电机座26，所述的炮管20由炮管过渡件25和炮管固定件21定位，且通过炮管固定件21上的顶丝固定，炮管过渡件25和炮管固定件21用螺栓固定于底板上；炮管20中段的两侧对称设置2个摩擦轮33,摩擦轮33包括固定在底板上的无刷电机、与无刷电机连接的飞轮及固定在所述飞轮外圆表面的硅胶圈，所述拨球电机22通过角铝电机座26固定于炮管过渡件25侧面；摇臂32通过顶丝固定于拨球电机22轴上，拨球臂31与摇臂32固连，拨球电机22带动摇臂32进而带动拨球臂31将球拨至高速旋转的一对摩擦轮33中，进而发射；螺纹转动副24通过扣入式配合与炮管过渡件26形成转动副。

所述管件连接总成包括波纹软管，螺纹连接件23，波纹软管一头连接弯管18，另一头连接螺纹连接件23，螺纹连接件23与螺纹转动副24通过螺纹连接，弯管18通过扣入式配合与滑门19形成转动副。通过波纹软管的变形以及上下两个转动副来消除滑门左右移动时带来的扭矩。

所述俯仰总成包括对称设置在所述360度云台上的云台支29、立式轴支座28、俯仰电机27，所述云台支29在云台板30上对称分布，云台电机27固定于右边的云台支29，右边的立式轴支座28夹紧电机轴，且与所述发射组件的底板固连；左边的云台支29通过光轴和轴承与立式轴支座28形成转动副，且与所述发射组件的底板固连。俯仰总成通过云台电机27调节底板的倾斜角度,从而控制炮管20发射俯仰角。

如图7至图9所示，所述360度云台包括承接所述俯仰总成的云台板30、两个推力轴承39、长螺栓40、云台中间支撑34、云台电机支撑35、云台电机36、卧式轴支座37、夹紧片38，所述云台中间支撑34两面设有两个同轴心的圆形限位凹坑，且中心有个圆孔，防止和长螺栓40干涉。所述的夹紧片38设有个圆形限位凹槽，且对称分布两个通孔，供长螺栓40穿过。所述的云台板30有个圆形限位凹槽；两个推力轴承39分别一上一下地放置于云台中间支撑34两个同轴心的圆形限位凹坑，并通过卧式轴支座37和夹紧片38夹紧，云台板30和夹紧片38的圆形限位凹槽分别和推力轴承39形成配合。云台板和卧式轴支座37通过长螺栓40连接，从而夹紧夹紧片38、推力轴承39、云台中间支撑34、推力轴承39；卧式轴支座37中心夹紧云台电机36轴，传递扭矩，云台电机36固定在云台电机支撑35底部，云台电机支撑35与云台中间支撑34通过螺栓连接。俯仰总成的云台支29对称固定在云台板30两端。在转动过程中，云台电机36轴不受上方结构带来的压力，只传递扭矩，压力由云台电机支撑35传递给机身，可很大程度延长云台电机36的使用寿命。

如图10至图14所示，所述的全向底盘包括四个麦轮轮组、悬挂总成、主板54、加强筋55、电控元器件42，

所述的悬挂总成包括阻尼弹簧47、悬挂板45、上弹簧连接件41、下弹簧连接件46、铰链44，所述的阻尼弹簧47上端通过上弹簧连接件41和主板54连接，下端通过下弹簧连接件46和悬挂板45连接，悬挂板45一端通过铰链44和方铝43连接，方铝43固定于加强筋55上，加强筋55与主板54固连；当遇到颠簸地面，麦轮轮组频繁受到来自地面的冲击力，力从麦轮轮组传递到悬挂板45，悬挂板45绕着铰链44中心转动，压缩弹簧，缓冲地面的冲击，同时阻尼弹簧47能让上下震动快速停止，总的来说起到缓冲减震的作用，保护主板54以上的所有零件。

所述的麦轮轮组通过电机座51固定于悬挂板45下端，包括麦轮49、底盘电机53、电机座51、轮轴50、联轴器52、护轮板48，所述底盘电机53固定在电机座51上，电机轴和轮轴50通过联轴器52连接，轮轴50通过轴承支承在电机座51上，减少电机轴直接受到的弯矩。轮轴50和麦轮49通过螺栓连接，护轮板48固定在麦轮49侧面，保护麦轮49受直接撞击，延长其使用寿命。

所述主板54上有许多挖空，为电控的布线留下穿插的空间，且起到减重的作用，所述支架56通过螺栓固定于主板54上，电控元器件42通过3D打印件固定于主板54上。

主板54使用的材料为玻纤板，为在不增加过多重量的情况下增加刚度，使用加强筋55对薄弱部分进行加强，同时将悬挂总成和主板54连接在一起。

本实施例的使用及工作过程如下：

上电后，滑门19自动右移触发限位开关3复位，停在第一个蓄球道，往球舱上倒满网球，通过上档板的导向作用，最下层的网球进入蓄球道，，红外接收头接收不到红外线，直到第一个蓄球道上的网球发射尽，网球通过滑门经导球片竖直落下弯管进入波纹软管，进入炮管过渡件26，到达拨球臂31上方，拨球臂31的动作首先是往外旋转一定角度使网球落下，拨球电机22带动摇臂32进而带动拨球臂31将网球拨至高速旋转的一对摩擦轮33中，进而发射。直至滑门所在蓄球道的网球全部发射尽，红外接收头接收到红外线，控制端发出指令，电机11驱动同步带13带动滑门19移动至下一个蓄球道，重复上述过程，俯仰电机在发射的过程中可调节发射角度，云台电机36在发射的过程中可调节发射方向。全向底盘由于使用麦轮49，可实现平移、原地旋转等普通轮子不能实现的运动。

发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。