[實用新型]全向自旋發球機

有效

• 申請號: 201821435730.4
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN208660292U
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 魏嘉潤;馬瓊;于灝;宋洪俠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: A63B69/40
• 分類號: A63B69/40;A63B102/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;隋秀文

1.一種全向自旋發球機，可發三維自旋并以任意角度出射的網球，其特征在于，所述的全向自旋發球機主要由全向移動底盤(1)和發球頭組成；

所述的全向移動底盤(1)，主要由發球頭支架、底盤和全向輪組成，用于支撐發球頭，并使全向自旋發球機做平移及旋轉運動；所述的全向輪有多個，對稱安裝在底盤上，使全向移動底盤(1)做全向的移動；所述的發球頭支架為半球形框架結構，安裝在底盤上，發球頭支架的內部空間用于放置發球頭；

所述的發球頭，主要由球傳輸通道、出射角調整機構(2)、發球頭固定爪(3)和自旋方向及出射速度調整機構(4)組成；

所述的發球頭固定爪(3)，用于連接發球頭和全向移動底盤(1)；發球頭固定爪(3)共兩個，對稱焊接在全向移動底盤(1)的發球頭支架上；兩個發球頭固定爪(3)上均焊接有軸，其中一個發球頭固定爪(3)的軸上焊接有蝸輪，發球頭固定爪(3)通過軸與出射角調整機構(2)相連接；

所述的出射角調整機構(2)，主要由仰俯角調整機構(5)、自旋機構支架(6)和軸向偏轉角調整機構(7)組成；所述的自旋機構支架(6)為圓環形支架，分為外層(A)和內層(D)，內層(D)在軸向上的寬度比外層(A)窄，二者間設有軸承(C)；外層(A)的內壁上焊接有內齒(B)，內齒(B)與內層(D)在軸向上并排布置；外層(A)通過軸承與發球頭固定爪(3)上的軸連接；外層(A)的外表面設有安裝支架，用于安裝仰俯角調整機構(5)；內層(D)的內壁上對稱設有固定爪，用于安裝球傳輸通道；內層(D)的側面設有安裝支架，用于安裝軸向偏轉角調整機構(7)；所述的仰俯角調整機構(5)安裝在外層(A)上的安裝支架，用于控制出射角調整機構(2)的仰俯角，仰俯角調整機構(5)的步進電機的輸出軸上套有蝸桿，蝸桿與發球頭固定爪(3)的軸上的蝸輪相嚙合，從而改變仰俯角調整機構(5)與發球頭固定爪(3)間的仰俯角，進而改變發球頭與地面的仰俯角；所述的軸向偏轉角調整機構(7)用于控制軸向偏轉角，安裝在內層(D)上的安裝支架，軸向偏轉角調整機構(7)的步進電機的正齒輪與內齒(B)嚙合，使內層(D)相對外層(A)轉動，從而調整軸向偏轉角；

所述的球傳輸通道用于傳輸網球，其入口端為空心錐形臺框架結構，出口端為空心圓柱筒框架結構，球傳輸通道固定安裝在自旋機構支架(6)中心的固定爪上；

所述的自旋方向及出射速度調整機構(4)共兩個，對稱安裝在自旋機構支架(6)的內層(D)上，分別位于球傳輸通道的上、下空間內，并通過自旋機構支架(6)進行限位；自旋方向及出射速度調整機構(4)主要由滾輪、平行四邊形轉向機構和萬向軸驅動機構組成；

所述的滾輪位于平行四邊形轉向機構的內部空間，滾輪的中心為球籠結構，為一體加工成型，滾輪限位于兩個相對的軸瓦支架(10)上，滾輪的外層橡膠與網球相接觸；

所述的平行四邊形轉向機構用于控制滾輪邊緣的速度方向與出球方向的夾角，以實現不同自旋方向的球，主要由步進電機(8)、平行四邊形連桿(9)、軸瓦支架(10)和轉向滾輪機構支架(11)組成；所述的轉向滾輪機構支架(11)為框架結構，用于固定安裝步進電機(8)、平行四邊形連桿(9)和軸瓦支架(10)；所述的平行四邊形連桿(9)共兩組，分別安裝在轉向滾輪機構支架(11)的上表面和下表面，平行四邊形連桿(9)的兩個對稱的桿通過銷b(17)固定安裝在轉向滾輪機構支架(11)上；所述的軸瓦支架(10)共兩個，通過銷a(16)對稱安裝在平行四邊形連桿(9)的另兩個對稱的桿上，軸瓦支架(10)與滾輪同軸，軸瓦支架(10)與桿(18)相互平行；所述的步進電機(8)安裝在兩組平行四邊形連桿(9)的桿(18)之間，桿(18)與滾輪的軸向相平行，桿(18)上焊接有齒輪，步進電機(8)的輸出齒輪與桿(18)上的齒輪相互嚙合，步進電機(8)驅動桿(18)旋轉，從而帶動滾輪旋轉；

所述的萬向軸驅動機構用于調節滾輪的轉速，以實現不同出射速度的球，主要由直流電機(12)、傳動錐齒輪(13)、傳動軸(14)和球籠式萬向軸(15)組成；所述的球籠式萬向軸(15)穿過滾輪中心的球籠結構并通過軸承固定在轉向滾輪機構支架(11)上，球籠式萬向軸(15)的一端設有傳動錐齒輪(13)；所述的傳動軸(14)，通過軸承固定在轉向滾輪機構支架(11)上，位于軸瓦支架(10)與平行四邊形連桿(9)相連接的一側，傳動軸(14)的兩端設有傳動錐齒輪(13)；所述的直流電機(12)安裝在轉向滾輪機構支架(11)上，與步進電機(8)的位置相對稱，直流電機(12)的輸出端設有傳動錐齒輪(13)，直流電機(12)的輸出端的傳動錐齒輪(13)與傳動軸(14)一端的傳動錐齒輪(13)相互嚙合，傳動軸(14)另一端的傳動錐齒輪(13)與球籠式萬向軸(15)一端的傳動錐齒輪(13)相互嚙合；驅動時，動力通過直流電機(12)產生，再通過傳動錐齒輪(13)將動力依次傳遞給傳動軸(14)和球籠式萬向軸(15)，最終傳遞給滾輪。