储球机构及具有该储球机构的羽毛球发球装置的制作方法

本实用新型涉及运动技术领域，特别涉及一种储球机构及具有该储球机构的羽毛球发球装置。

背景技术：

众所周知的是，羽毛球发射机早已被应用在体育训练上，使用该机器让球手可以长时间的训练，而不需要发球员来投掷球。

现有羽毛球发球机通常是通过高速旋转的转轮带动皮带，由皮带搓动羽毛球发出。此类羽毛球发球机能耗非常大，且整个机器体积庞大，重量不适合携带移动。

对于传统羽毛球发球机而言，向发射机构供给羽毛球的供给机构通常占用也较大，供给羽毛球的连续性不尽如人意，且传统供给机构能耗也较大，实现羽毛球发球机小型化、便携性、低能耗的前提是势必需要让羽毛球供给机构满足小型化、便携性以及低能耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种储球机构及具有该储球机构的羽毛球发球装置，其体积小、便携、能耗低。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种储球机构，其包括：基座和多个储球筒；基座具有储球筒固定部和位于储球筒固定部下部的羽毛球抓取孔，储球筒周向安装于储球筒固定部，储球筒固定部设置有驱动储球筒下开口正对羽毛球抓取孔的储球筒驱动机构。

与现有技术相比，本实用新型提供的储球机构可以持续进行供球作业，整个储球机构占用空间小、能耗低，配置此类储球机构的设备更加便携。

进一步，储球筒驱动机构包括：槽轮结构以及驱动槽轮结构的槽轮驱动装置，槽轮结构的从动槽轮连接于储球筒固定部，槽轮结构的主动拨盘连接于槽轮驱动装置，槽轮驱动装置选择例如槽轮驱动电机。槽轮结构能够快速的进行储球筒的切换，工作的可靠性和稳定性强。

进一步，基座为上下两层结构，储球筒固定部分布于上层，羽毛球抓取孔分布于下层。上下两层结构让储球机构的空间布局更加紧凑，对于整机的体积小型化具有积极促进作用。

进一步，储球筒固定部周向安装有四个储球筒，每个储球桶(储球筒与储球桶具有等同含义)约可以放置12个羽毛球，单个储球筒的内径略大于羽毛球的外径，能够保证羽毛球能够顺畅的从储球筒滑动至储球筒底部，从而方便机械抓手的抓取动作，而机械抓手抓取的是羽毛球的球头部位。

进一步，储球筒固定部具有居中布置的从动槽轮装配孔，该储球筒固定部设置有以从动槽轮装配孔为中心而环形阵列布置的四个储球筒装配开口，此类结构让储球筒可以以可拆卸方式安装就位于储球筒固定部，从而便于组装和维护，更进一步的是，储球筒装配开口设置有环形储球筒安装承台，通过承台结构而可以让中空圆柱状储球筒直接插装于储球筒固定部的开口处，安装更加便利、快捷。

进一步，基座设置有探测正对羽毛球抓取孔的储球筒中羽毛球是否抓空的探测元件，探测元件连接于控制系统，控制系统连接于储球筒驱动机构。探测元件选择例如光电传感器，利用光电传感器识别储球筒中的羽毛球是否打完，一旦储球筒中的羽毛球打完，光电传感器会给基座的槽轮驱动电机信号，驱使电机转动一圈，使基座下层的圆孔与下一个储球筒圆心重合，从而使下一个储球筒中的羽毛球能被传送机构抓取并传送。

进一步，储球机构还包括：设置于羽毛球抓取孔处而用于将储球筒中羽毛球抓取输送至球托的传送机构。该机构可以实现储球机构与羽毛球发射机构之间的衔接。更进一步的是，传送机构包括：将羽毛球从储球筒中抽出的机械抓手、导杆、驱动机械抓手开合的第一舵机、驱动机械抓取垂直运动的第二舵机；导杆竖向安装于支撑体，导杆安装有导向座，第一舵机安装于导向座，第一舵机连接于机械抓手；第二舵机通过连杆而连接于导向座。第一舵机控制机械抓手闭合抓取张开释放羽毛球，第二舵机控制机械抓手沿导杆垂直运动，通过简单运动确保羽毛球垂直落入发射机构的球托内。

一种羽毛球发球装置，其包括前文的储球机构。由于储球机构具有小型化、连续供给羽毛球的特点，可以让整个羽毛球发球装置整机体积更小，能耗更低，并且便于携带。

附图说明

图1为本实用新型第一实施方式中储球机构布置于羽毛球发球装置的示意简图。

图2为本实用新型第一实施方式中储球机构的分解图一。

图3为本实用新型第一实施方式中储球机构的分解图二。

图4为本实用新型第一实施方式中储球机构略去储球筒固定部以及储球筒的立体图。

图5为本实用新型第一实施方式中储球机构的储球筒固定部结构示意图。

图6为本实用新型第二实施方式中具有该储球机构的羽毛球发球装置主机内部示意图，该主机内部的发射机构与储球机构之间通过传送机构进行衔接。

图7为本实用新型第二实施方式中羽毛球发球装置主机中弹簧扳机结构示意图，该图中示出了与弹簧扳机结构配合的弹簧。

图8为本实用新型第二实施方式中羽毛球发球装置主机中弹簧扳机结构立体图，该图中示出了弹簧扳机结构配合的弹簧。

图9为本实用新型第二实施方式中羽毛球发球装置主机中弹簧扳机结构示意图。

图10为本实用新型第二实施方式中羽毛球发球装置的气路关系框图。

图11为本发明第二实施方式中羽毛球发球装置主机的弹簧扳机结构分解图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

从图1可以看出，储球机构布置于羽毛球发球装置时，储球机构安装于主机3之上，而储球机构包括储球筒1和基座2。在主机3下部设置有脚架4。下面详细描述储球机构。

本实用新型的第一实施方式提供了一种储球机构，参见图2-3，其包括：基座和多个储球筒。基座具有储球筒固定部10和位于储球筒固定部下部的羽毛球抓取孔，储球筒11周向安装于储球筒固定部10，储球筒固定部设置有驱动储球筒下开口正对羽毛球抓取孔的储球筒驱动机构12。

参见图4，储球筒驱动机构12包括：槽轮结构以及驱动槽轮结构的槽轮驱动装置，这里的槽轮驱动装置选择槽轮驱动电机120，槽轮结构包括：从动槽轮121、主动拨盘122以及机架123，主动拨盘122上的圆柱销1220进入槽轮上的径向槽以前，凸锁止弧将凹锁止弧锁住，则槽轮静止不动。圆柱销1220进入径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销1220可以驱动槽轮转动。当圆柱销1220脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动，上述槽轮结构为成熟的现有技术。因此，当主动拨盘122作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。槽轮结构的从动槽轮121连接于储球筒固定部，槽轮结构的主动拨盘122连接于槽轮驱动装置(即槽轮驱动电机120)。槽轮结构能够快速的进行储球筒的切换，从而完成有球储球筒与无球储球筒之间的切换。

需要指出的是，该储球机构的基座为上下两层结构，储球筒固定部分布于上层，羽毛球抓取孔分布于下层，而在图1中，露出主机的部分即为储球筒固定部，该储球筒固定部可以安装储球筒，并且，储球筒固定部可以在槽轮结构的驱动下进行转动，从而轮换储球筒至工作位(装满羽毛球的储球筒下开口正对羽毛球抓取口的位置)。而基座除了储球筒固定部、储球筒暴露于主机外，基座其余部分布置于主机内部，这样对于整个羽毛球发球装置的体积小型化是大有裨益的。如果整个储球机构完全暴露于主机外部，则势必造成占用体积更大，从这里可以看出，将储球机构设置成上下两层结构让储球机构的空间布局更加紧凑，对于整机的体积小型化具有积极促进作用。而位于主机内的储球机构部分可以参考图2-4。需要注意的是，在图2-4中并未示出位于下层的羽毛球抓取孔，而下层可以是一个板状结构，相应的在该板状结构上设置一个与羽毛球外形匹配的圆孔作为羽毛球抓取孔即可。而羽毛球抓取孔位于机械抓手正上方。

从图2可知，储球筒固定部10周向安装有四个储球筒11，每个储球桶约可以放置12个羽毛球，单个储球筒的内径略大于羽毛球的外径，能够保证羽毛球能够顺畅的从储球筒滑动至储球筒底部，从而方便机械抓手的抓取动作，而机械抓手抓取的是羽毛球的球头部位。

参见图5，储球筒固定部10具有居中布置的从动槽轮装配孔100，该储球筒固定部设置有以从动槽轮装配孔为中心而环形阵列布置的四个储球筒装配开口101，此类结构让储球筒可以以可拆卸方式安装就位于储球筒固定部，从而便于组装和维护，从图5可以看出，储球筒装配开口设置有环形储球筒安装承台102，通过承台结构而可以让中空圆柱状储球筒直接插装于储球筒固定部的开口处，安装更加便利、快捷。

为实现智能化操作，基座设置有探测正对羽毛球抓取孔的储球筒中羽毛球是否抓空的探测元件，例如光电传感器，探测元件连接于控制系统，控制系统连接于储球筒驱动机构。利用光电传感器识别储球筒中的羽毛球是否打完，一旦储球筒中的羽毛球打完，光电传感器会给基座的槽轮驱动电机信号，驱使电机转动一圈，使基座下层的圆孔与下一个储球筒圆心重合，从而使下一个储球筒中的羽毛球能被传送机构抓取并传送。

继续见图2-3，储球机构还包括：设置于羽毛球抓取孔处而用于将储球筒中羽毛球抓取输送至球托的传送机构13。该机构可以实现储球机构与羽毛球发射机构之间的衔接。参见图2，传送机构包括：将羽毛球从储球筒中抽出的机械抓手130、导杆131、驱动机械抓手开合的第一舵机132、驱动机械抓取垂直运动的第二舵机133。导杆131竖向安装于支撑体，这里的支撑体可以是主机内部的支架，也可以是基座自身的支架，导杆安装有导向座134，第一舵机132安装于导向座，第一舵机连接于机械抓手；第二舵机通过连杆 135而连接于导向座。第一舵机控制机械抓手闭合抓取以及张开释放羽毛球，第二舵机控制机械抓手沿导杆垂直运动，通过简单运动确保羽毛球垂直落入发射机构的球托内。

本实用新型的第二实施方式提供了一种羽毛球发球装置，其包括第一实施方式提供的储球机构。

对于装配本实用新型第一实施方式所提供的储球机构的羽毛球发球机而言，可以采用与之配套的现有发射机构。

而本实用新型第二实施方式针对该储球机构所匹配的发射机构可以参考图6所示。在图6中示出了球托306，这里的球托即图2-4中的球托306，球托为尾部开口锥状结构，锥状结构内设羽毛球容置腔体。

图1为该羽毛球发球装置的示意简图，从该图可以清楚的看出，羽毛球发球装置包括储球机构和发射机构，储球机构安装于主机3之上，而储球机构包括储球筒1和基座2。在主机3下部设置有脚架4，发射机构布置于主机 3内部，而位于主机内部的发射机构可以参见图6，下面结合图6详细描述发射机构。在主机的外壳上设置有正对发射机构的发球口5。

参见图6，该图为主机内部的发射机构示意图，该发射机构包括气罐300、减压阀301、压力开关302、打气机303、双轴气缸305、球托306、球托驱动电机307、扳机驱动电机308、电源309、弹簧310、底板311、二位二通电磁阀312、二位五通气动电磁阀313，弹簧与球托共轴布置，电源309作为整个发射机构以及储球机构的供电电源，该电源309连接于发射机构以及储球机构的用电部件，例如扳机驱动电机308、传送机构13以及槽轮驱动装置、控制系统等。本实施例中采用单片机来控制整个羽毛球发球装置。

参见图10，从该图可知，二位二通电磁阀312、二位五通气动电磁阀313、双轴气缸305、气罐300等元件的气路连接关系如下：打气机303通过管路而连接到气罐300，气罐300通过管路而连接到二位二通电磁阀312，而二位二通电磁阀312连接于二位五通气动电磁阀313，二位五通气动电磁阀313 连接到双轴气缸305。

参见图6，气罐300连接于打气机303，而气罐安装有减压阀301、压力开关302，打气机303对储气罐(气罐)打气增加储气罐中的气压值，当气压达到预期峰值时，压力开关工作，断开打气机通路，使其停止工作，当气压低于预设值时压力开关连通打气机工作，通过上述过程，确保发球机运行时储气罐中压强在一定范围内，且以减压阀预设的压强对发球装置提供恒定气压。

参见图6，而气罐300连接于二位二通电磁阀312、二位五通气动电磁阀313，二位五通气动电磁阀313连接于双轴气缸305，双轴气缸305连接于底板311，而用于将球托306中羽毛球发出的弹簧310也连接在底板311，在弹簧310处安装有弹簧扳机结构。

参见图7-9，弹簧扳机结构包括：扳机驱动电机308、皮带轮316、皮带 317、中轴318、滑块A319、滑块B320、扳机321，在双轴气缸305的缸体上设置有呈U形的弹簧扳机结构安装壳，而弹簧扳机结构安装壳靠近底板311 一端具有端板，在端板上安装有中轴318，该中轴318为中空体，中轴的中空内腔可以让弹簧通过，而在中轴上套装有相互配合的滑块A319和滑块 B320，滑块B320安装有皮带317，皮带317连接于皮带轮316，皮带轮316 连接于扳机驱动电机308，扳机驱动电机308安装于主机支架上或者弹簧扳机结构安装壳上。该弹簧扳机结构的工作原理在于：扳机驱动电机308带动皮带轮316定向转动，通过皮带带动滑块B320绕中轴318转动，且不发生水平移动。由于滑块A319与滑块B320接触面为斜面，且滑块A319在中轴318 上嵌套为仅做水平移动，当滑块B320发生旋转时，推动滑块A319左移，继而推动扳机321闭合，封闭中轴318，从而咬住弹簧310；当滑块B320再次旋转时，使用小弹簧322推动滑块A319右移回到与滑块B320咬合的位置，同时失去对扳机321的控制，释放弹簧310，被压缩的弹簧伸展而击打球托 306内的羽毛球，从而完成一次击球动作。

结合图7和图8，在滑块A319的端部安装有若干小弹簧322，该小弹簧 322连接于底盖323，设置小弹簧322、底盖323的目的在于：使用小弹簧322 推动滑块A319右移回到与滑块B320咬合的位置，而底盖323布置有与扳机 321匹配的开口，而中轴318中弹簧可以通过该开口击发羽毛球，而底盖323 可以固定在弹簧扳机结构安装壳。

参见图9、图11，扳机与滑块B之间的安装形式如下：中轴318上设置有与滑块A319和滑块B320配合的轨道，滑块A、滑块B具有与各自轨道配合的外形，中轴后部的圆柱状体作为滑块B的转动轨道，中轴前部的异形结构作为滑块A的水平移动轨道，中轴前部在圆柱的基础上设置有上平直导向面318a、下平直导向面318b，而在上平直导向面的两侧设置有倾斜面，在下平直导向面的两侧设置有倾斜面，靠近中轴前部自由端设置有两个竖向侧面，两个竖向侧面用于安装两个U形扳机安装部321a，扳机321通过扳机底部轴 321′而安装于U形扳机安装部，通过滑块A319和滑块B320的凹凸咬合结构，使被扳机驱动电机308带动转动的滑块B320推动滑块A319做向左的移动，在滑块A319内侧为扳机设定了槽状结构319a，当滑块A319被推至最左侧，扳机就沿着内槽行进闭合。中轴内部为弹簧通道(通孔)，当扳机闭合则可以让弹簧蓄能，扳机打开，则蓄能的弹簧可以击发羽毛球。

该羽毛球发球装置工作原理如下：球托306连接于球托驱动电机307，由单片机(即前文提到的控制系统)发信号给球托驱动电机307，使球托306 向上垂直面向传送机构，准备接球；同时单片机发信号给二位二通电磁阀312 通路，控制二位五通气动电磁阀313通路A，使由动力装置提供的恒定气压注入双轴气缸305，使双轴气缸305的气缸杆伸展，当气缸杆触碰到末端的微动开关，微动开关把信号传递给单片机，单片机发出指令通知扳机驱动电机308，关闭弹簧控制机构(弹簧扳机结构)中的扳机；同时单片机发出指令通知球托驱动电机307，将球托306放倒与弹簧310水平且同轴心；同时单片机提供信号给二位五通气动电磁阀313通路B，压缩双轴气缸杆，经过预设的时间后，使双轴气缸杆到达指定压缩位置，由于底座311同时连接弹簧与双轴气缸杆，弹簧也同时也压缩了同样的行程，到达指定位置。继而单片机发出指令要求扳机驱动电机308转动，开启弹簧机构(弹簧扳机结构) 的扳机释放弹簧，完成一次击球动作。

而为实现发球角度的调整，羽毛球发球装置还可以设置转向控制系统，而该转向控制系统包括花键304、第一步进电机314、第二步进电机315，参见图6，第一步进电机314、第二步进电机315连接于控制系统以及电源。花键304与第一步进电机314相连，同时由花键与下部的三脚架轴相连，而第二步进电机315通过轴连器连接于发射机构，第一步进电机314连接于皮带轮，皮带轮通过皮带而连接花键，第一步进电机314通过皮带轮转动皮带带动花键做水平转动。单片机下达水平转动指令给第一步进电机精确控制发球横向角度，单片机下达垂直转动指令给第二步进电机，精确控制发球纵向角度。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。