本实用新型属于羽毛球教学暨训练用的体育器材技术领域，具体涉及一种羽毛球自动发球机。
背景技术：
羽毛球是我国优势体育项目之一，并且受到不同年龄层次者的喜爱。在进行羽毛球练习时通常需由教练员或熟知羽毛球运动的技能者将羽毛球以击打或投掷方式向练习者所在的位置喂送。由于人为击打、投掷方式喂球的高度、位置以及抛物线会不相同，因而不利于提高习球者的技艺和/或达到期望的训练目的，甚至出现事倍功半之情形。利用羽毛球自动发球机发球可在一定程度上弥补前述欠缺，并且还可显著减轻陪练者、教练员的教学强度，甚至可以在无教练员和熟知技能者的前提下进行自我训练与运动，即进行单人击球练习。
在公开的中国专利文献中可见诸关于羽毛球自动发球机的技术信息，如实用新型专利授权公告号CN203803081U推荐有“一种教学用羽毛球发球装置”，又如发明专利申请公布号提供有“一种羽毛球发球机”。典型的如授权公告号CN202777705U介绍的“羽毛球发球机”，该CN202777705U虽然能够达到其说明书0003段所载述之发明目的，但是存在以下缺憾：其一，由于需要配备使转台转动而藉以由转台带动支撑杆转动的马达、带动夹持器转动而藉以由夹持器带动被其夹持的羽毛球拍运动的马达、驱使承载盘运动的马达和驱动转盘运动的马达，因而动力机构的数量多，既不利于节省电能也不利于体现廉价并且制造与装配难度大；其二，由于传动环节多，因而当任一环节有失协调时则会导致发球失败；其三，由于装于球筒内的羽毛球的落球过程分为两步或称两个阶段，先是以羽毛球的自重使羽毛球的球头探出球筒底部，再由结构相对复杂的夹取器将羽毛球夹出（取出）球筒，因而羽毛球凭借其重力自由（自动）下落的时机与夹取器夹取的时机一旦出现时间差，那么会导致夹取失败。尤其，由于羽毛球形状的特殊性，如果在无外力的作用下，由于羽毛球的球羽与球筒的筒壁接触，通常难以以其自重而落出球筒，然而如果为了确保羽毛球以其自重而顺利地落出球筒而将球筒腔的直径（内径）适当放大，以便使羽毛球的球羽与球筒的筒壁呈似接触非接触的状态，但是如此处置方式会使球筒内的多个羽毛球以无节制的方式一同自球筒的筒腔中落出。
上述技术问题由发明专利申请公布号CN104784913A提出的“羽毛球自动发球机”的技术方案所消除，具体可参见该CN104784913A的说明书第0006段至0016段。但是该CN104784913A依然存在以下缺憾：其一，由于在使用状态下羽毛球拍是固定在羽毛球拍驱动轴上的，羽毛球拍驱动轴的一端转动地支承在立柱上，而另一端与球拍发球驱动机构传动连接，因而在球拍发球驱动机构带动球拍驱动轴并由球拍驱动轴带动羽毛球拍发球时，羽毛球拍对羽毛球的打击力（即发球力度）相对脆弱，影响练习者（或称受训者）的练习效果；其二，由于球拍驱动轴作360°回转，因而羽毛球拍也相应作360°回转，因而发球效率低，影响练习者单位时间内的习球次数（即习球效率低）；其三，由于羽毛球拍随球拍发球驱动轴360°回转，因而受到空气的阻力大，不利于节约球拍发球驱动机构的能耗，因为球拍发球驱动机构需配备足够功率的电机；其四，由于球拍的击球角度不能依需调节，因而羽毛球的抛物线落点位置单一，即击球模式呆板，不能在前场球、平击球以及后物球三种击球模式中进行自由选择，不利于练习者综合习球水平的提高；其五，由于由载球机构、回转盘驱动机构、丝杆以及逐球机构四个部分组成为载球喂球机构，因而结构相对复杂，既不利于制造与装配，也不便于体现经济的廉价性。鉴于并非限于所述的这些缺憾，仍有继而改进的必要，为此本申请人作了有益的设计并且在采取了保密措施下进行了计算机模拟推演试验，结果证明是切实可行的。
技术实现要素：
本实用新型的任务在于提供一种有助于显著改善羽毛球拍对羽毛球的发球效果、有利于显著提高发球效率、有益于减轻球拍的阻力而藉以节约球拍发球驱动机构的功耗、有便于对击球角度依需调节而藉以满足在前场球和平击球以及后场球三种击球模式中进行选择变换的要求并增进练习者的综合习球技能、有益于显著简化载球喂球机构的结构而藉以方便制作与装配并且体现经济廉价性的羽毛球自动发球机。
本实用新型的任务是这样来完成的，一种羽毛球自动发球机，包括一基座，在该基座上以纵向状态固设有一立柱；一球拍发球驱动机构，该球拍发球驱动机构在对应于所述立柱的右侧后方的位置设置在所述基座上；一载球喂球机构，该载球喂球机构设置在所述立柱上，特点是：还包括有一球拍固定摆杆、一连杆机构和一球拍击球角度自动调节机构，球拍固定摆杆在对应于所述立柱的右侧的位置与球拍击球角度自动调节机构铰接，而该球拍击球角度自动调节机构设置在所述基座上，连杆机构连接在球拍固定摆杆与球拍发球驱动机构之间。
在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的基座呈矩形的框架状构造，在该基座的底部设置有带刹车装置的基座行走轮，而在基座的上部构成有一基座平台，在该基座平台上并且在对应于所述立柱的右侧的位置开设有一摆杆铰接座滑动腔，所述球拍发球驱动机构在对应于所述立柱的右侧后方的位置设置在所述基座平台上，所述载球喂球机构设置在立柱的高度方向的顶部，所述球拍固定摆杆在对应于所述摆杆铰接座滑动腔的位置与所述球拍击球角度自动调节机构铰接，所述连杆机构与球拍固定摆杆朝向球拍发球驱动机构的一侧铰接。
在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的球拍发球驱动机构包括驱动电机座固定架、驱动电机、小齿轮和大齿轮，驱动电机座固定架在对应于所述立柱的右侧后方的位置以纵向状态与所述基座平台固定，驱动电机固定在驱动电机座上，而该驱动电机座固定在驱动电机座固定架上，驱动电机的驱动电机轴朝向上，小齿轮固定在驱动电机轴上并且与大齿轮相啮合，大齿轮固定在大齿轮轴的右端，大齿轮轴的中部转动地支承在驱动电机座固定架上，大齿轮轴的左端探出驱动电机座固定架的左侧面；在所述球拍固定摆杆朝向驱动电机座固定架的一侧并且位于球拍固定摆杆的中部以垂直于球拍固定摆杆的状态设置有一拉杆销轴座；所述的连杆机构铰接在拉杆销轴座与所述大齿轮轴的左端之间。
在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的驱动电机为交流伺服电机，所述的小齿轮以及所述的大齿轮均为伞形齿轮。
在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的连杆机构包括一曲臂和一拉杆，曲臂的一端与所述大齿轮轴的左端连接，曲臂的另一端通过曲臂销轴与拉杆的一端铰接，而拉杆的另一端通过拉杆销轴与所述拉杆销轴座铰接。
在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的载球喂球机构包括喂球电机支架、喂球电机、喂球齿盘、回转盘、中心轴、回转架、贮球筒和定位装置，喂球电机支架通过喂球电机支架固定螺钉与所述立柱固定，喂球电机固定在喂球电机支架上，该喂球电机的喂球电机轴朝向立柱，喂球齿盘固定在喂球电机轴上，该喂球齿盘具有一组以等距离间隔分布的齿盘钩球齿，中心轴以纵向状态与所述立柱的顶表面固定，在回转盘朝向上的一侧的中央位置固定有一回转盘座，该回转盘座的中心转动地套置在中心轴上，在回转盘的边缘部位以等距离间隔的状态开设有回转盘落球孔，在回转盘朝向下的一侧并且在对应于回转盘落球孔的孔口边缘的位置延伸有一用于防止羽毛球晃摆的半圆形护球板，回转架转动地支承在中心轴的顶部，贮球筒的数量与所述回转盘落球孔的数量相等，并且该贮球筒在对应于回转盘落球孔的位置同时与所述的回转盘座以及回转架固定，贮球筒的贮球筒腔自上端贯通至下端并且与所述回转盘落球孔相通，定位装置在对应于回转盘座的上方的位置套置在中心轴上并且与回转盘座朝向上的一侧的表面接触。
在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的喂球电机为交流伺服电机；所述的齿盘钩球齿的数量为三个或四个；在所述贮球筒腔的下部的腔壁上并且在与所述回转盘落球孔的接壤部位围绕腔壁的圆周方向构成有一凸起于腔壁表面的腔壁台阶。
在本实用新型的进而一个具体的实施例中，在所述回转盘座朝向上的一侧以间隔状态构成有钢球定位凹腔，所述的定位装置包括定位块、钢球、施力弹簧和施力弹簧调整螺钉，定位块在对应于回转盘座的上方的位置套置在所述的中心轴上并且由定位块锁定螺钉锁定，在该定位块上并且在对应于钢球定位凹腔的位置开设有一定位块螺孔，钢球设置在定位块螺孔内并且支承于钢球定位凹腔内，施力弹簧置入于定位块螺孔内，该施力弹簧的下端支承在钢球上，而上端支承在施力弹簧调整螺钉上，该施力弹簧调整螺钉与定位块螺孔螺纹配合，当向顺时针方向旋动施力弹簧调整螺钉时，施力弹簧对钢球朝向所述回转盘座的方向的推力增大，而当向逆时针方向旋动施力弹簧调整螺钉时，施力弹簧对钢球朝向回转盘座的方向的推力减小。
在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述的球拍击球角度自动调节机构包括导轨板、丝杠电机、丝杠、滑动导板和摆杆铰接座，导轨板在对应于所述摆杆铰接座滑动腔的下方的位置固定在所述基座上，在该导轨板的长度方向的左侧固定有一左导轨，而在导轨板的长度方向的右侧固定有一右导轨，左、右导轨彼此并行，丝杠电机固定在导轨板的后端，丝杠对应于左导轨与右导轨之间，该丝杠的前端转动地支承在丝杠支承座上，丝杠支承座固定在基座上，丝杠的后端与丝杠电机传动连接并且在丝杠上螺纹配设有一丝杠螺母，滑动导板的左端通过左滑动套与左导轨滑动配合，而滑动导板的右端通过右滑动套与右导轨滑动配合，滑动导板的中部与丝杠螺母固定连接，摆杆铰接座固定在滑动导板的左端并且向上探出所述的摆杆铰接座滑动腔，所述球拍固定摆杆的下端与摆杆铰接座铰接。
在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述的丝杠电机为具有正反转功能的交流伺服电机，在所述的摆杆铰接座朝向上的一侧构成有一对铰接耳，所述球拍固定摆杆的下端通过摆杆销轴与一对铰接耳铰接。
本实用新型提供的技术方案的技术效果之一，由于增设了球拍击球角度自动调节机构，因而羽毛球的抛物线落点位置可变，能满足对前场球、平击球以及后场球的击球模式的选择要求；之二，由于增设了球拍固定摆杆和连杆机构，又由于将连杆机构连接在了球拍固定摆杆与球拍发球驱动机构之间，因而在球拍发球驱动机构通过连杆机构带动球拍固定摆杆作前倾后仰的交替摆动时，能使固定在球拍固定摆杆上的羽毛球拍的发球效果得以显著改善；之三，由于球拍固定摆杆能模拟人体发球姿势仅作前倾后仰，因而发球效率可以显著提高；之四，由于固定在球拍固定摆杆上的羽毛球拍随球摆固定摆杆的摆动而摆动并且相对于已有技术无需作360°的回转运动，因而羽毛球拍所受的空气阻力小并且击球力度大，可以显著地减小球拍发球驱动机构的动作而藉以节省电能消耗；之五，由于载球喂球机构的结构得到了显著简化，因而既可方便制造与装配，又能体现经济廉价性。
附图说明
图1为本发明的实施例结构图。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是针对图1所示的位置状态而言的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。
请参见图1，示出了一基座1，在该基座1上以纵向状态固设有一立柱11，具体是：在立柱11的底部配设有一立柱固定座111，该立柱固定座111采用立柱固定座螺钉1111与基座1固定；示出了一球拍发球驱动机构2，该球拍发球驱动机构2在对应于立柱11的右侧偏后方的位置设置在前述基座1上；示出了一载球喂球机构3，该载球喂球机构3设置在前述立柱11上。
作为本实用新型提供的技术方案的技术要点，在前述羽毛球自动发球机构的结构体系中还增加有一球拍固定摆杆4、一连杆机构5和一球拍击球角度自动调节机构6，球拍固定摆杆4在对应于前述立柱11的右侧的位置与球拍击球角度自动调节机构6铰接，而该球拍击球角度自动调节机构6设置在前述基座1上，连杆机构5连接在球拍固定摆杆4与球拍发球驱动机构2之间。
请继续见图1，前述的基座1呈矩形的框架状构造，在该基座1的底部即在底部的四个角部各设置有带刹车装置的基座行走轮12，而在基座1的上部构成有一基座平台13，在该基座平台13上并且在对应于前述立柱11的右侧的位置开设有一摆杆铰接座滑动腔131，前述球拍发球驱动机构2在对应于立柱11的右侧后方的位置设置在基座平台13上，前述载球喂球机构3设置在立柱11的高度方向的顶部，前述球拍固定摆杆4在对应于前述摆杆铰接座滑动腔131的位置与前述球拍击球角度自动调节机构6铰接，前述连杆机构5与球拍固定摆杆4朝向球拍发球驱动机构2的一侧铰接。
前述的球拍发球驱动机构2的优选而非绝对限于的结构如下：包括驱动电机座固定架21、驱动电机22、小齿轮23和大齿轮24，驱动电机座固定架21在对应于前述立柱11的右侧后方的位置以纵向状态与前述基座平台13固定，由图1所示，在驱动电机座固定架21的底部具有一固定架支承板211，该固定架支承板211采用支承板螺钉2111与基座平台13固定，驱动电机22通过驱动电机固定螺钉223固定在驱动电机座222上，而该驱动电机座222优选以焊接方式固定在驱动电机座固定架21上，驱动电机22的驱动电机轴221朝向上，小齿轮23固定在驱动电机轴221上并且与大齿轮24相啮合，大齿轮24固定在大齿轮轴241的右端，大齿轮轴241的中部转动地支承在驱动电机座固定架21上，大齿轮轴241的左端探出驱动电机座固定架21的左侧面。
由图1所示，在前述球拍固定摆杆4朝向驱动电机座固定架21的一侧并且位于球拍固定摆杆4的中部以垂直于球拍固定摆杆4的状态设置有一拉杆销轴座41。前述的连杆机构5铰接在拉杆销轴座41与前述大齿轮轴241的左端之间。
在本实施例中，前述的驱动电机22为交流伺服电机，前述的小齿轮23以及前述的大齿轮24均为伞形齿轮。
前述的连杆机构5包括一曲臂51和一拉杆52，曲臂51的一端与前述大齿轮轴241的左端连接，曲臂51的另一端通过曲臂销轴511与拉杆52的一端铰接，而拉杆52的另一端通过拉杆销轴521与前述拉杆销轴座41铰接。
请继续见图1，前述的载球喂球机构3的优选而非绝对限于的结构如下：包括喂球电机支架31、喂球电机32、喂球齿盘33、回转盘34、中心轴35、回转架36、贮球筒37和定位装置38，喂球电机支架31通过喂球电机支架固定螺钉311与前述立柱11固定，喂球电机32固定在喂球电机支架31上，该喂球电机32的喂球电机轴321朝向立柱11，喂球齿盘33固定在喂球电机轴321上，该喂球齿盘33具有一组以等距离间隔分布的齿盘钩球齿331，中心轴35以纵向状态与前述立柱11的顶表面固定，在回转盘34朝向上的一侧的中央位置固定有一回转盘座341，该回转盘座341的中心（即中央）转动地套置在中心轴35上，在回转盘34的边缘部位以等距离间隔的状态开设有回转盘落球孔342，在回转盘34朝向下的一侧并且在对应于回转盘落球孔342的孔口边缘的位置延伸有一用于防止羽毛球晃摆的半圆形护球板343，回转架36转动地支承在中心轴35的顶部，贮球筒37的数量与前述回转盘落球孔342的数量相等，并且该贮球筒37在对应于回转盘落球孔342的位置同时与前述的回转盘座341以及回转架36固定，贮球筒37的贮球筒腔371自上端贯通至下端并且与回转盘落球孔342相通，定位装置38在对应于回转盘座341的上方的位置套置在中心轴35上并且与回转盘座341朝向上的一侧的表面接触。
在本实施例中，前述的齿盘钩球齿331的数量有三个，前述的回转盘落球孔342的数量有四个，并且相邻回转盘落球孔342之间的间距相等，具体而言，四个回转盘落球孔342围绕回转盘34的圆周方向相隔90°分布。由于回转盘落球孔342有四个，因而贮球筒37的数量相应有四个。在本实施例中，前述的喂球电机32为交流伺服电机。
优选地，在前述贮球筒腔371的下部的腔壁上并且在与前述回转盘落球孔342的接壤部位围绕腔壁的圆周方向构成有一凸起于腔壁表面的腔壁台阶3711，该腔壁台阶3711的功用是对图中示意的羽毛球7的羽毛部位进行管束，避免羽毛球7自然地从回转盘落球孔342中窜出。
当喂球电机32工作时，由喂球电机轴321带动喂球齿盘33，由喂球齿盘33上的齿盘钩球齿331钩取一羽毛球7，即由齿盘钩球齿331将处于回转盘落球孔342的部位的羽毛球7钩出，被钩出的羽毛球7自然跌落并供给固定在球拍固定杆4上的羽毛球拍8击发球。在一个贮球筒37内的羽毛球7取完即用完后，便由在场人员或者直接由练习者将回转盘34转过90°，使下一个装满有羽毛球的贮球筒37对应到与齿盘钩球齿342相对应的位置，同时由在场人员或练习者对空的贮球筒37装球。在本实施例中，一个贮球筒37内装入20-30个羽毛球7，具体根据贮球筒37的高度变化确定。
请继续见图1，为了确保回转盘34回转的稳定性，避免回转盘在中心轴35上出现上下窜动的情形，因而由前述的定位装置38对回转盘34管制，具体如下面所述：在回转盘座341朝向上的一侧以间隔状态构成有钢球定位凹腔3411，前述的定位装置38包括定位块381、钢球382、施力弹簧383和施力弹簧调整螺钉384，定位块381在对应于回转盘座341的上方的位置套置在前述的中心轴35上并且由定位块锁定螺钉3811锁定，在该定位块381上并且在对应于钢球定位凹腔3411的位置开设有一定位块螺孔3812，钢球382设置在定位块螺孔3812内并且支承于钢球定位凹腔3411内，施力弹簧383置入于定位块螺孔3812内，该施力弹簧383的下端支承在钢球382上，而上端支承在施力弹簧调整螺钉384上，该施力弹簧调整螺钉384与定位块螺孔3812螺纹配合。当向顺时针方向旋动施力弹簧调整螺钉384时，施力弹簧383对钢球382朝向前述回转盘座341的方向的推力增大，而当向逆时针方向旋动施力弹簧调整螺钉384时，施力弹簧383对钢球382朝向回转盘座341的方向的推力减小。
请继续见图1，前述的球拍击球角度自动调节机构6的优选而非绝对限于的结构如下：包括导轨板61、丝杠电机62、丝杠63、滑动导板64和摆杆铰接座65，导轨板61在对应于前述摆杆铰接座滑动腔131的下方的位置采用导板固定螺钉613固定在前述基座1上，在该导轨板61的长度方向的左侧固定有一左导轨611，而在导轨板61的长度方向的右侧固定有一右导轨612，左、右导轨611、612彼此并行，在本实施例中，左导轨611以及右导轨612与导轨板61一体制作，丝杠电机62固定在导轨板61的后端，丝杠63对应于左导轨611与右导轨612之间，该丝杠63的前端转动地支承在丝杠支承座631上，丝杠支承座631固定在基座1上，丝杠63的后端与丝杠电机62传动连接并且在丝杠63上螺纹配设有一丝杠螺母632，滑动导板64的左端通过左滑动套641与左导轨611滑动配合，而滑动导板64的右端通过右滑动套642与右导轨612滑动配合，滑动导板64的中部通过螺钉643与丝杠螺母632固定连接，摆杆铰接座65通过摆杆铰接座螺钉652固定在滑动导板64的左端并且向上探出前述的摆杆铰接座滑动腔131，前述球拍固定摆杆4的下端与摆杆铰接座65铰接。
在本实施例中，前述的丝杠电机62为具有正反转功能的交流伺服电机，在前述的摆杆铰接座65朝向上的一侧构成有一对铰接耳651，前述球拍固定摆杆4的下端通过摆杆销轴42与一对铰接耳651铰接。
申请人描述本发明的使用，由习球者（即前述的练习者）先将羽毛球拍8按图1所示通过羽毛球拍固定螺钉81与球拍固定摆杆4固定，再对与本发明的电气部件如驱动电机22、喂球电机32以及丝杠电机62电气连接的电气箱上的相应的按钮操作，球拍发球驱动机构2的结构体系的驱动电机22工作以及载球喂球机构3的结构体系的喂球电机32工作，由驱动电机22的驱动电机轴21带动小齿轮23，由于小齿轮23与大齿轮24相啮合，因而由小齿轮23带动大齿轮24，由大齿轮24带动大齿轮轴241转动，由大齿轮轴241带动曲臂51，由曲臂51带动拉杆52，由拉杆52带动球拍固定摆杆4作前倾后仰的摆动，最终由球拍固定摆杆4带动羽毛球拍8作相应的摆动，以由羽毛球拍8对由载球喂球机构3喂入的羽毛球8击发球。载球喂球机构3的动作节奏是与羽毛球拍8的击发球节奏相适应的。例如齿盘钩球齿33每钩取一个羽毛球7的间隔时间为3秒、4秒或5秒钟，那么羽毛球拍9击发球的间隔时间或称一次动作时间为3秒、4秒或5秒钟。由于载球喂球机构3的工作过程已在上面提及，因而不再重复说明。
如果练习者需要进行对后场球、平击球或前场球的练习，那么可启用球拍击球角度自动调节机构6，以后场球训练为例，丝杠电机62工作，带动丝杠63，丝杠螺母632向前位移，滑动导板64也相应向前位移，球拍固定摆杆4的上部连同羽毛球拍8向后仰的角度增大，羽毛球7便可被羽毛球拍8击发至后场，由于前场球与前述后场球相反，故不再赘述。平场球也同样由练习者通过对球拍击球角度自动调节机构6的操作实现。
综上所述，本实用新型提供的技术方案弥补了已有技术中的不足，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中记载的技术效果，不失为一个极致的技术方案。