[发明专利]全向自旋发球机

摘要

本发明属于发球机械技术领域，涉及一种全向自旋发球机，用于训练，能够发射任意角度自旋球。该全向自旋发球机，主要由全向移动底盘和发球头组成；全向移动底盘主要由发球头支架、底盘和全向轮组成，用于支撑发球头，并使全向自旋发球机做平移及旋转运动；发球头主要由球传输通道、出射角调整机构、发球头固定爪和自旋方向及出射速度调整机构组成。本发明的装置可以实现向任意自旋方向发球，包括人类难以发出的弧线球，更接近实际对抗，提高训练能力。

主权项

1.一种全向自旋发球机，可发三维自旋并以任意角度出射的网球，其特征在于，所述的全向自旋发球机主要由全向移动底盘(1)和发球头组成；所述的全向移动底盘(1)，主要由发球头支架、底盘和全向轮组成，用于支撑发球头，并使全向自旋发球机做平移及旋转运动；所述的全向轮有多个，对称安装在底盘上，使全向移动底盘(1)做全向的移动；所述的发球头支架为半球形框架结构，安装在底盘上，发球头支架的内部空间用于放置发球头；所述的发球头，主要由球传输通道、出射角调整机构(2)、发球头固定爪(3)和自旋方向及出射速度调整机构(4)组成；所述的发球头固定爪(3)，用于连接发球头和全向移动底盘(1)；发球头固定爪(3)共两个，对称焊接在全向移动底盘(1)的发球头支架上；两个发球头固定爪(3)上均焊接有轴，其中一个发球头固定爪(3)的轴上焊接有蜗轮，发球头固定爪(3)通过轴与出射角调整机构(2)相连接；所述的出射角调整机构(2)，主要由仰俯角调整机构(5)、自旋机构支架(6)和轴向偏转角调整机构(7)组成；所述的自旋机构支架(6)为圆环形支架，分为外层(A)和内层(D)，内层(D)在轴向上的宽度比外层(A)窄，二者间设有轴承(C)；外层(A)的内壁上焊接有内齿(B)，内齿(B)与内层(D)在轴向上并排布置；外层(A)通过轴承与发球头固定爪(3)上的轴连接；外层(A)的外表面设有安装支架，用于安装仰俯角调整机构(5)；内层(D)的内壁上对称设有固定爪，用于安装球传输通道；内层(D)的侧面设有安装支架，用于安装轴向偏转角调整机构(7)；所述的仰俯角调整机构(5)安装在外层(A)上的安装支架，用于控制出射角调整机构(2)的仰俯角，仰俯角调整机构(5)的步进电机的输出轴上套有蜗杆，蜗杆与发球头固定爪(3)的轴上的蜗轮相啮合，从而改变仰俯角调整机构(5)与发球头固定爪(3)间的仰俯角，进而改变发球头与地面的仰俯角；所述的轴向偏转角调整机构(7)用于控制轴向偏转角，安装在内层(D)上的安装支架，轴向偏转角调整机构(7)的步进电机的正齿轮与内齿(B)啮合，使内层(D)相对外层(A)转动，从而调整轴向偏转角；所述的球传输通道用于传输网球，其入口端为空心锥形台框架结构，出口端为空心圆柱筒框架结构，球传输通道固定安装在自旋机构支架(6)中心的固定爪上；所述的自旋方向及出射速度调整机构(4)共两个，对称安装在自旋机构支架(6)的内层(D)上，分别位于球传输通道的上、下空间内，并通过自旋机构支架(6)进行限位；自旋方向及出射速度调整机构(4)主要由滚轮、平行四边形转向机构和万向轴驱动机构组成；所述的滚轮位于平行四边形转向机构的内部空间，滚轮的中心为球笼结构，为一体加工成型，滚轮限位于两个相对的轴瓦支架(10)上，滚轮的外层橡胶与网球相接触；所述的平行四边形转向机构用于控制滚轮边缘的速度方向与出球方向的夹角，以实现不同自旋方向的球，主要由步进电机(8)、平行四边形连杆(9)、轴瓦支架(10)和转向滚轮机构支架(11)组成；所述的转向滚轮机构支架(11)为框架结构，用于固定安装步进电机(8)、平行四边形连杆(9)和轴瓦支架(10)；所述的平行四边形连杆(9)共两组，分别安装在转向滚轮机构支架(11)的上表面和下表面，平行四边形连杆(9)的两个对称的杆通过销b(17)固定安装在转向滚轮机构支架(11)上；所述的轴瓦支架(10)共两个，通过销a(16)对称安装在平行四边形连杆(9)的另两个对称的杆上，轴瓦支架(10)与滚轮同轴，轴瓦支架(10)与杆(18)相互平行；所述的步进电机(8)安装在两组平行四边形连杆(9)的杆(18)之间，杆(18)与滚轮的轴向相平行，杆(18)上焊接有齿轮，步进电机(8)的输出齿轮与杆(18)上的齿轮相互啮合，步进电机(8)驱动杆(18)旋转，从而带动滚轮旋转；所述的万向轴驱动机构用于调节滚轮的转速，以实现不同出射速度的球，主要由直流电机(12)、传动锥齿轮(13)、传动轴(14)和球笼式万向轴(15)组成；所述的球笼式万向轴(15)穿过滚轮中心的球笼结构并通过轴承固定在转向滚轮机构支架(11)上，球笼式万向轴(15)的一端设有传动锥齿轮(13)；所述的传动轴(14)，通过轴承固定在转向滚轮机构支架(11)上，位于轴瓦支架(10)与平行四边形连杆(9)相连接的一侧，传动轴(14)的两端设有传动锥齿轮(13)；所述的直流电机(12)安装在转向滚轮机构支架(11)上，与步进电机(8)的位置相对称，直流电机(12)的输出端设有传动锥齿轮(13)，直流电机(12)的输出端的传动锥齿轮(13)与传动轴(14)一端的传动锥齿轮(13)相互啮合，传动轴(14)另一端的传动锥齿轮(13)与球笼式万向轴(15)一端的传动锥齿轮(13)相互啮合；驱动时，动力通过直流电机(12)产生，再通过传动锥齿轮(13)将动力依次传递给传动轴(14)和球笼式万向轴(15)，最终传递给滚轮。