一种发球装置及一种发球方法与流程

本发明涉及体育锻炼、体操、游泳、爬山或击剑用的器械；球类；训练器械技术领域，具体涉及一种发球装置及一种发球方法。

背景技术：

羽毛球机器人是全自主运动打羽毛球的机器人，能够与人进行对打，目前在发球过程中需要专用的发球机向羽毛球机器人发球，现有市面发球机较多，多数采用弹射式或喷气推动式，但是，均是独立于羽毛球机器人，需要发球机朝向羽毛球机器人发球，并且羽毛球机器人需要以接球模式去发球，需要羽毛球机器人及时作出相应的响应方能完成发球动作，此外，目前适用于羽毛球机器人的发球机较少，没有专用于羽毛球机器人的发球机。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对目前发球机种类较少、运用于羽毛球机器人的发球机种类较少的问题，提供一种发球装置及一种发球方法，与传统的发球机不同。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种发球装置，包括支架、发球部件和用于夹持球的夹持件，所述夹持件固定设置在所述支架上，所述发球部件以能够枢转的方式设置在所述支架上，使夹持件松开球从而在球下落时所述发球部件转动以击打球将球发出去。

作为优选，所述发球部件同时也作为回球部件，用于回击球，如此，能够减少一个发球部件，结构更加简单且节约材料成本。

作为优选，所述发球部件的旋转轨迹形成的旋转平面是与水平面呈一定交角A的斜面，以便发球部件能够沿倾斜向上的方向击打球，如此，发出去的球具有向上的速度，能够上升一定高度，从而能够更容易的完成发球动作。

作为优选，所述夹持件竖直设置从而呈倒立的L形，所述夹持件的自由端设置有用于夹持球的夹持部，如此，发球部件旋转击打球时不会与夹持件碰撞，能够更容易的完成发起动作。

作为优选，所述支架上设置有滑轨，所述夹持件的连接端滑动设置在所述滑轨上，所述夹持件还包括连杆，所述连杆一端以能够枢转的方式设置在所述夹持件上，另一端以能够枢转的方式设置在所述支架上，如此，整个装置的重心下移，在移动过程中难以倾倒，从而能够更加稳定的移动。

作为优选，所示夹持部包括移动件、动力件、机架和固定件，所述动力件和所述固定件固定设置在所述机架上，所述动力件和所述固定件隔开布置从而在所述动力件和所述固定件之间形成间隙腔，所述动力件驱动所述移动件移动以靠近/远离所述固定件从而所述移动件和所述固定件之间的间隙腔尺寸出现变化，所述间隙腔用于放置羽毛球的毛叶，此外，该间隙腔还可以用于放置乒乓球或网球等。

上述结构将羽毛球的毛叶放置于该间隙腔中，启动动力件驱动移动件移动从而靠近固定件，进而该间隙腔逐渐减小，直至移动件与固定件稳稳的将毛叶夹紧，并且，通过夹持毛叶将羽毛球夹持住，相比于夹持球头和毛梗，夹持毛叶的结构更加简单，因为毛叶相比于球头和毛梗更薄，所需的夹持机构更加微小，结构更加简单，制造成本更加低廉。

作为优选，所述机架上设置有容纳部，羽毛球的毛叶整体成锥形形成毛叶部，所述容纳部用于容纳该毛叶部，所述固定件设置在所述容纳部的侧壁上，由此，在夹持羽毛球时，只需要使毛球部对准容纳部放入即可，夹持方便，损害毛叶的可能性更小，具有导向作用。

作为优选，所述容纳部呈圆柱形，放置羽毛球更加方便。

作为优选，所述间隙腔上小下大,即是指所述间隙腔在所述容纳部轴线方向上靠近容纳部底部的宽度小于远离容纳部底部的，也就是说所述间隙腔的下端开口大于所述间隙腔上端的开口，所述间隙腔的上端为所述间隙腔靠近容纳部底部的一端，相应的所述间隙腔下端为所述间隙腔远离所述容纳部底部的一端，间隙腔上小下大，便于毛叶放入。

作为优选，所述固定件靠近所述移动件的端面为固定锥面，所述固定锥面为锥形；所述移动件靠近所述固定件的端面为移动锥面，所述移动锥面为锥形，由于毛球部为锥形，因此，采用锥形面去夹持毛叶更方便，难以损坏羽毛球。

作为优选，所述固定锥面的锥度大于所述移动锥面的锥度，由此，能够使得间隙腔下端开口大于上端的开口，便于毛叶放入，具有导向作用。

作为优选，所述固定锥面与所述移动锥面的锥度相同，所述固定件上具有与所述固定锥面相交并布置在所述固定锥面之下的扩大锥面，所述扩大锥面的锥度大于所述固定锥面的锥度，如此夹持面积更大，夹持更加有效，且具有导向作用。

作为优选，所述固定件靠近所述移动件的端面为固定斜面，所述固定斜面为相对所述容纳部轴线的斜面；所述移动件靠近所述固定件的端面为移动斜面，所述移动斜面为相对所述容纳部轴线的斜面，斜面加工难度比锥面加工难度低，制造成本低，并且，只要宽度不大，斜面与锥面类似，夹持作用相差不多，也不会对毛叶造成较大是损坏。

作为优选，所述移动斜面与所述容纳部轴线的夹角小于所述固定斜面与所述容纳部轴线的夹角，由此，能够使得间隙腔下端开口大于上端的开口，便于毛叶放入，具有导向作用。

作为优选，所述固定斜面与所述移动斜面的倾斜角度相同，所述固定件上具有与所述移动斜面相交并处于所述移动斜面之下的扩大斜面，所述扩大斜面与所述容纳部轴线的夹角大于所述固定斜面与所述容纳部轴线的夹角，如此夹持面积更大，夹持更加有效，且具有导向作用。

一种发球方法,采用权利要上述发球装置发球，包括以下步骤：

s1、发球部件归位，处于预设的初始位置；

s2、滑动所述夹持件的连接端，使夹持件展开并竖立起来；

s3、所述夹持件松开释放羽毛球，从而使羽毛球自由下落，转动发球部件击打自由下落的羽毛球，完成发球；

s4、滑动所述连接件的连接端，使夹持件收拢。

夹持件竖立即是夹持件在运行状态中重心位置最高的状态，收拢即是重心位置最低时的位置状态。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：能够完成发球动作，具有发球功能，并且，结构简单，成不低廉，与现有发球机不同，为羽毛球、乒乓球或网球等自主机器人提供了发球机的其他选择。

附图说明

图1为现有羽毛球的结构示意图；

图2为本申请发球装置的使用示意图，图中夹持件处于展开状态；

图3为区别于图2中的申请发球装置的另一种使用状态示意图，图中夹持件处于收拢状态；

图4为本申请夹持件的结构示意图；

图5为本申请夹持机构的使用示意图；

图6为本申请夹持机构的结构示意图；

图7为图3中A的局部放大图；

图8为本申请夹持机构的剖面示意图；

图9为图8中B的局部放大图；

图10为区别于图9的另一种情况下的放大图；

图11为发球部件旋转轨迹形成的旋转平面的示意图；

图中标记：1-动力件，2-机架，21-容纳部，3-移动件，31-移动锥面，32-移动斜面，4-固定件，41-固定锥面，42-固定斜面，5-间隙腔，61-扩大锥面，62-扩大斜面，7-羽毛球，71-毛叶部，711-毛叶，72-毛梗，73-球头，81-支架，811-滑轨，812-直线轴承，813-气动驱动件，814-容纳腔，82-发球部件，83-夹持件，831-夹持部，832-连杆，91-旋转平面，92-水平面,93-旋转轨迹。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-11所示，一种发球装置，包括支架81、发球部件82和用于夹持球的夹持件83，夹持件83固定设置在支架81上，发球部件82以能够枢转的方式设置在支架81上，使夹持件83松开球从而在球下落时发球部件82转动以击打球将球发出去，如此，在发球前，将球放置于夹持件83上夹持，当需要发球时，夹持件83松开从而球自由下落，发球部件82转动从而能够击打球将球发出去，这里的球包括羽毛球7、乒乓球或网球，如此，能够完成发球动作，具有发球功能，并且，结构简单，成不低廉，与现有发球机不同，为羽毛球7、乒乓球或网球等自主机器人提供了发球机的其他选择。具体的，发球部件82包括球拍和驱动旋转的电机，夹持件83可以采用现有技术中的机械手、夹持机构等结构，用于夹持球。

专利CN201510334869.4公开了一种移动物体回击平台及回击方法，该回击平台能够自主回击球以与人完成对打的功能，能够运用羽毛球7、乒乓球或网球，为了将本申请发球装置与该专利的回击平台结合，即发球机与回击平台在同一台装置上，可以采用该回击平台的纵向回球部件和/或横向回球部件作为发球部件82，即发球部件82同时也作为回球部件，用于回击球，回球部件即是纵向回球部件和/或横向回球部件，本申请发球部件82能够发球的同时，具有回击球的功能，其回击球的具体实施方式可以采用专利CN201510334869.4公开的具体实施方式，也可以采用其他现有方式，此时本专利的支架81与专利CN201510334869.4的支架81为同一结构，如此，本申请发球装置能够同时具有发球功能和回球功能，集发球功能与回球功能于一体，将专利CN201510334869.4的纵向回球部件和/或横向回球部件作为本申请的发球部件82，相比于将前述方案的发球装置直接放置于回击平台上，能够减少一个发球部件82，结构更加简单且节约材料成本。

如图11，发球部件82的旋转轨迹93形成的旋转平面91是与水平面92呈一定交角A的斜面，以便发球部件82能够沿倾斜向上的方向击打球，旋转平面91是与水平面92呈一定交角的斜面即是旋转平面91与水平不平行且不垂直，发球部件82能够沿倾斜向上的方向击打球即是发球部件82以一定仰角击打球，如此，发出去的球具有向上的速度，能够上升一定高度，从而能够更容易的完成发球动作。

如图2和图4，夹持件83竖直设置从而呈倒立的L形，夹持件83的自由端设置有用于夹持球的夹持部831，如此，发球部件82旋转击打球时不会与夹持件83碰撞，能够更容易的完成发起动作。

一般只有一局球赛对打刚开始的时候需要发球，而在对打过程中不需要发球，但是，在为了更加顺利的完成发球动作，一般夹持件83高度高于支架81，因此，会使得整个装置的重心上移，在对打过程中支架81移动时，支架81容易倾倒，此时，为了避免支架81倾倒，可以降低夹持件83的高度，可以采用伸缩式的夹持件83，也可以采用可以收缩的夹持件83，如图4所示，此时支架81上设置有滑轨811，夹持件83的连接端滑动设置在滑轨811上，夹持件83还包括连杆832，连杆832一端以能够枢转的方式设置在夹持件83上，另一端以能够枢转的方式设置在支架81上，夹持件83的连接端即是夹持件83与支架81相连的一端，其另一端即是自由端，如此，只要滑动夹持件83的连接端，整个夹持件83会下降从而处于收拢状态，如此，在发球之后的对打过程中，可以将支架81收拢使夹持件83处于支架81的容纳腔814内，该容纳腔814专用于收拢后的容纳夹持件83，如此，整个装置的重心下移，在移动过程中难以倾倒，从而能够更加稳定的移动。具体的滑轨811为光滑的圆柱轴，夹持件83的连接端通过直线轴承812与圆柱轴连接，夹持件83的连接端与直线轴承812采用枢转方式连接，如销轴连接，支架81上设置用于驱动直线轴承812沿圆柱轴滑动的气动驱动件813，该气动驱动件813可以采用气缸类的。

如图5-10所示，夹持部831包括移动件3、动力件1、机架2和固定件4，动力件1和固定件4固定设置在机架2上，动力件1和固定件4隔开布置从而在动力件1和固定件4之间形成间隙腔5，动力件1驱动移动件3移动以靠近/远离固定件4从而间隙腔5的尺寸出现变化，间隙腔5用于放置羽毛球7的毛叶711，因此，将羽毛球7的毛叶711放置于该间隙腔5中，启动动力件1驱动移动件3移动从而靠近固定件4，进而该间隙腔5逐渐减小，直至移动件3与固定件4稳稳的将毛叶711夹紧，并且，通过夹持毛叶711将羽毛球7夹持住，相比于夹持球头和毛梗，夹持毛叶711的结构更加简单，因为毛叶711相比于球头和毛梗更薄，所需的夹持部831更加微小。

机架2上设置有容纳部21，羽毛球7的毛叶711整体呈锥形形成毛叶部71，容纳部21用于容纳该毛叶部71，由于间隙腔5用于放置毛叶711，而为了结构简单，间隙腔5的尺寸比毛叶711的厚度稍厚一些，毛叶711厚度本来比较薄，因此间隙腔5也比较小，在将羽毛器毛叶711放置于间隙腔5时，需要将毛叶711对准间隙腔5放入，由于间隙腔5较小，放入难度稍高，难以一次性成功，并且，在放入的过程中可能损坏毛叶711，而设置容纳部21容纳整个毛球部，并且固定件4设置在容纳部21的侧壁上，由此，在夹持羽毛球7时，只需要使毛球部对准容纳部21放入即可，夹持方便，损害毛叶711的可能性更小，具有导向作用。

容纳部21呈圆柱形，放置羽毛球7更加方便，优选的，移动件3的移动轨迹和该圆柱形的半径面重合，该圆柱形的直径在58～68mm之间，因为羽毛球7毛叶部71的直接在58～68mm之间，但是，每个品牌每个型号的毛叶部71直径可能不同，因此，该圆柱形的直径比预定使用型号的羽毛球7的毛叶部71大1～5mm。

如图6-9所示，固定件4靠近移动件3的端面为固定锥面41，固定锥面41为锥形；移动件3靠近固定件4的端面为移动锥面31，移动锥面31为锥形，由于毛球部为锥形，因此，采用锥形面去夹持毛叶711更方便，难以损坏羽毛球7。

由于锥面加工难度较高，造成固定件4或移动件3制造成本较高，由此，区别上述锥面的实施例，将上述锥形面替换为斜面，即固定件4靠近移动件3的端面为固定斜面42，固定斜面42为相对容纳部21轴线的斜面；移动件3靠近固定件4的端面为移动斜面32，移动斜面32为相对容纳部21轴线的斜面，斜面加工难度比锥面加工难度低，制造成本低，并且，只要宽度不大，斜面与锥面类似，夹持作用相差不多，也不会对毛叶711造成较大是损坏。

如图8-10，间隙腔5上小下大，即是指间隙腔5在容纳部21轴线方向上靠近容纳部21底部的宽度小于远离容纳部21底部的，也就是说间隙腔5的下端开口大于间隙腔5上端的开口，间隙腔5的上端为间隙腔5靠近容纳部21底部的一端，相应的间隙腔5下端为间隙腔5远离容纳部21底部的一端，间隙腔5上小下大，便于毛叶711放入，具有导向作用；当然，也可以采用上下端开口尺寸一样的间隙腔5，如固定锥面41和移动锥面31的锥度相同，又如固定斜面42和移动斜面32倾斜角度相同。

进一步的，为使间隙腔5下端开口大于上端的开口，可以采用以下四种方式之一：

1、当采用固定锥面41和移动锥面31夹持时，如图6和图7所示，固定锥面41的锥度大于移动锥面31的锥度，由此，能够使得间隙腔5下端开口大于上端的开口，便于毛叶711放入，具有导向作用；

2、当采用固定锥面41和移动锥面31夹持时，如图8和图9所示，固定锥面41与移动锥面31的锥度相同，并且，固定件4上具有与固定锥面41相交并布置在固定锥面41之下的扩大锥面61，扩大锥面61的锥度大于固定锥面41的锥度，由此，固定锥面41与移动锥面31的锥度相同,如此，固定锥面41与移动锥面31之间的间隙腔5可以用来夹持羽毛球7的毛叶711，相比于锥度不相同的固定锥面41与移动锥面31，采用锥度相同的固定锥面41与移动锥面31能够使得夹持毛叶711的面积更大，夹持更紧，更有效，并且，扩大锥面61的锥度大于固定锥面41的锥度，由此能够使得间隙腔5下端开口大于上端的开口，便于毛叶711放入，具有导向作用；

3、当采用固定斜面42和移动斜面32夹持时，移动斜面32与容纳部21轴线的夹角小于固定斜面42与容纳部21轴线的夹角，即是将上述第1中方式中的锥面替换为斜面即可，由此，能够使得间隙腔5下端开口大于上端的开口，便于毛叶711放入，具有导向作用，并且，制造成本更低；

4、当采用固定斜面42和移动斜面32夹持时，固定斜面42与移动斜面32的倾斜角度相同，若图5和图6中锥面替换为斜面，则图6变换为如图7所示，如此，固定斜面42与移动斜面32之间的间隙腔5可以用来夹持羽毛球7的毛叶711，相比于倾斜角度不相同的固定斜面42与移动斜面32，采用倾斜角度相同的固定斜面42与移动斜面32能够使得夹持毛叶711的面积更大，夹持更紧，更有效，并且，固定件4上具有与移动斜面32相交并处于移动斜面32之下的扩大斜面62，扩大斜面62与容纳部21轴线的夹角大于固定斜面42与容纳部21轴线的夹角，由此，能够使得间隙腔5下端开口大于上端的开口，便于毛叶711放入，具有导向作用。

固定件4与机架2为一体式结构，即固定件4与机架2为一体式制造，固定件4是机架2的一部分，如此，整体强度更好；当然，固定件4也可以是可拆卸的设置在机架2上，便于更换损坏部件。

固定件4靠近移动件3的一面设置有橡胶垫，移动件3靠近固定件4的一面也相应的设置有橡胶垫，如此，能够进一步保护毛叶711，避免夹持力过紧而损坏羽毛球7。

本申请还公开了一种发球方法,采用上述发球装置发球，包括以下步骤：

s1、发球部件82归位，处于预设的初始位置，如图3所示，发球部件82即处于初始状态；

s2、滑动夹持件83的连接端，使夹持件83展开并竖立起来，如图2所示，此时夹持件83处于完全展开重心位置最高的状态；

s3、夹持件83松开释放球，从而使球自由下落，转动发球部件82击打自由下落的羽毛球7，完成发球，如图3所示，采用羽毛球7作为实施例，此时羽毛球7已经从夹持件83自由下落一段距离，发球件已经触碰羽毛球7；

s4、滑动连接件的连接端，使夹持件83收拢，如图3所示，夹持件83即处于收拢状态。

采用上述发球方法，能够区别于现有的机器发球方式，为自动机器人提供更多的选择，结构更加简单，成本更加低廉。

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，均应包含在本发明的保护范围之内。