一种羽毛球训练用自由角度发球装置

技术领域

本发明涉及羽毛球训练领域，更具体地说，涉及一种羽毛球训练用自由角度发球装置。

背景技术

在羽毛球运动中，双方运动员需要不断挥拍击打己方区域中下落的羽毛球，直至球落入对方有效区域后得分。而据科学观察发现，被运动员击打的羽毛球通常分为垂直下落和角度下落两种方式。但在现在的教学中，教练只能通过旋转手中的羽毛球，给学员们讲解如何击打不同下落的羽毛球，然后不断使用高远球、吊球，杀球等技术让学员练习击打运动中的羽毛球。但对于初学者来说，没有一个静态的球向练习，很难控制球拍接到球。因为运动中的羽毛球下落速度快，初学者不易捕捉到球的下落方式，且挥拍姿势并不熟练，如强行击打，容易产生空击、击打部位不合理和击打姿势变形等问题。因此，一般学员的练习效率低，且不易训练出球感。

为了方便羽毛球击球训练，本领域出现了一些羽毛球训练用的器材，其中最为常见的是羽毛球发球机，发球机中存放一定数量的羽毛球，通过内部的机械结构将羽毛球发射出来，通过调节发射角度来改变到达的羽毛球落向。采用羽毛球发球机能够提高训练效率，目前的羽毛球发球机大多安装在地面上，其发球的角度和高度调节范围有限，不易适应不同的训练需求。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种羽毛球训练用自由角度发球装置，可以实现通过在机械臂上安装有特定的发球装置，使羽毛球的在任意角度以指定力度进行发球，装置可连续发球，具有较高的稳定性，易于适应不同的训练需求，可对运动员进行不同角度击球训练。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种羽毛球训练用自由角度发球装置，包括电动导轨，所述电动导轨上安装有机械臂主体，所述机械臂主体的活动端上安装有发球装置，所述发球装置与机械臂主体之间连接有伺服电机，所述发球装置远离机械臂主体的一端固定连接有发射道，所述发射道内开凿有发射腔，所述发射道的一端固定连接有第一电动推杆，所述第一电动推杆的伸缩端上固定连接有充气管，所述充气管包括空心管主体，所述空心管主体的远离第一电动推杆的一端固定连接有高压喷头，所述空心管主体的另一端开凿有多个进气孔，所述发射道内开凿有与进气孔相匹配的进气腔，所述发球装置的外壁上固定连接有气罐，所述气罐与进气腔之间连接有导气管，所述空心管主体的顶端外壁上固定连接有永磁环，所述发球装置远离发射道的一端固定连接有安装环，所述发球装置内开凿有与安装环相匹配的上球腔，所述上球腔与发射腔相通，所述安装环上卡接有储球管，所述安装环内安装有上球轨道，所述上球轨道包括电动滑轨主体，所述电动滑轨主体上滑动连接有上球夹爪，所述发球装置的内壁与电动滑轨主体之间连接有第二电动推杆，可以实现羽毛球的在任意角度以指定力度进行发球，装置可连续发球，具有较高的稳定性，易于适应不同的训练需求，可对运动员进行不同角度击球训练。

进一步的，所述储球管包括球筒，所述球筒靠近发球装置的一端固定连接有限位环，所述限位环上固定连接有与安装环相匹配的卡环，所述球筒的另一端固定连接有密封盖，所述密封盖内固定连接有网盒，所述网盒内储存有干燥剂，所述球筒的内壁上滑动连接有滑环，所述滑环与密封盖之间连接有压缩弹簧。使储球管内储存的多个羽毛球被滑环挤压，使限位环处始终有一个羽毛球外露

进一步的，所述气罐包括密封罐，所述密封罐内安装有气泵，所述气泵的出气端与导气管固定连接，所述密封罐内储存的气体为压缩空气。

进一步的，所述储球管内储存有羽毛球主体，所述羽毛球主体的球托部固定连接有与永磁环相匹配的金属膜。

进一步的，一种羽毛球训练用自由角度发球装置，包括一种控制系统，所述控制系统包括安装有发球装置内的控制器，所述夹爪的内壁上固定连接有压力传感器，所述空心管主体内安装有气压传感器，所述压力传感器、气压传感器、第一电动推杆、气罐、上球夹爪、上球轨道和机械臂主体均与控制器信号连接。

进一步的，所述球筒由透明PVC材料制成，所述限位环的外壁打磨储存，所述密封盖与球筒之间连接有密封卡环。

进一步的，所述发射道的发射腔内壁打磨光滑，且发射腔与上球腔的连接口位于发射腔的三分之一处，使羽毛球在受到冲击后，发射道具有足够的空间进行加速。

进一步的，所述发射腔与上球腔的连接口长度小于第一电动推杆伸缩端的最大活动长度，保证第一电动推杆可将羽毛球推动至与上球腔错开。

进一步的，所述发球装置与发射道由钛合金、镁合金或铝合金等轻型合金一体化锻造制成。

进一步的，所述上球夹爪包括滑块，所述滑块上转动连接有转动台，所述滑块内安装有与转动台相匹配的步进电机，所述转动台上滑动连接有一对夹爪，所述转动台内固定连接有双轴电动机，所述双轴电动机的两个动力输出端上均固定连接有螺纹杆，所述夹爪与螺纹杆螺纹连接，通过上球夹爪将羽毛球从储球管中拉出，并通过上球夹爪带动羽毛球旋转使羽毛球以轴线与发射道轴线水平状态进入发射道中，保证羽毛球进入发射道内时不会发生偏移。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过可以实现羽毛球的在任意角度以指定力度进行发球，装置可连续发球，具有较高的稳定性，易于适应不同的训练需求，可对运动员进行不同角度击球训练。

（2）储球管包括球筒，球筒靠近发球装置的一端固定连接有限位环，限位环上固定连接有与安装环相匹配的卡环，球筒的另一端固定连接有密封盖，密封盖内固定连接有网盒，网盒内储存有干燥剂，球筒的内壁上滑动连接有滑环，滑环与密封盖之间连接有压缩弹簧。使储球管内储存的多个羽毛球被滑环挤压，使限位环处始终有一个羽毛球外露。

（3）上球夹爪包括滑块，滑块上转动连接有转动台，滑块内安装有与转动台相匹配的步进电机，转动台上滑动连接有一对夹爪，转动台内固定连接有双轴电动机，双轴电动机的两个动力输出端上均固定连接有螺纹杆，夹爪与螺纹杆螺纹连接，通过上球夹爪将羽毛球从储球管中拉出，并通过上球夹爪带动羽毛球旋转使羽毛球以轴线与发射道轴线水平状态进入发射道中，保证羽毛球进入发射道内时不会发生偏移。

（4）一种羽毛球训练用自由角度发球装置，包括一种控制系统，控制系统包括安装有发球装置内的控制器，夹爪的内壁上固定连接有压力传感器，空心管主体内安装有气压传感器，压力传感器、气压传感器、第一电动推杆、气罐、上球夹爪、上球轨道和机械臂主体均与控制器信号连接，发球装置单独控制，方便连续发球的进行。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的剖视图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为本发明的上球夹爪结构示意图；

图5为本发明的羽毛球上球时的结构示意图；

图6为图5中B处的结构示意图。

图中标号说明：

1电动滑道、2机械臂主体、3发球装置、301安装环、4发射道、5储球管、501球筒、502限位环、503密封盖、504网盒、505滑环、506压缩弹簧、6气罐、601密封罐、602导气管、7第一电动推杆、8充气管、801空心管主体、802高压喷头、803永磁环、9上球夹爪、901滑块、902转动台、903夹爪、904双轴电机、905螺纹杆、10上球轨道、1001电动滑轨主体、1002第二电动推杆、103连接板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-5，一种羽毛球训练用自由角度发球装置，包括电动导轨1，电动导轨1可安装在地面或天花板上，电动导轨1上安装有机械臂主体2，机械臂主体2的活动端上安装有发球装置3，发球装置3与机械臂主体2之间连接有伺服电机，发球装置3远离机械臂主体2的一端固定连接有发射道4，发射道4内开凿有发射腔，发射道4的一端固定连接有第一电动推杆7，第一电动推杆7的伸缩端上固定连接有充气管8，发射道4的发射腔内壁打磨光滑，且发射腔与上球腔的连接口位于发射腔的三分之一处，使羽毛球在受到冲击后，发射道4具有足够的空间进行加速。发射腔与上球腔的连接口长度小于第一电动推杆7伸缩端的最大活动长度，保证第一电动推杆7可将羽毛球推动至与上球腔错开。发球装置3与发射道4由钛合金、镁合金或铝合金等轻型合金一体化锻造制成。

请参阅图3-6，充气管8包括空心管主体801，空心管主体801的远离第一电动推杆7的一端固定连接有高压喷头802，空心管主体801的另一端开凿有多个进气孔，发射道4内开凿有与进气孔相匹配的进气腔，发球装置3的外壁上固定连接有气罐6，气罐6与进气腔之间连接有密封罐601，空心管主体801的顶端外壁上固定连接有永磁环803，发球装置3远离发射道4的一端固定连接有安装环301，发球装置3内开凿有与安装环301相匹配的上球腔，上球腔与发射腔相通，安装环301上卡接有储球管5，安装环301内安装有上球轨道10，上球轨道10包括电动滑轨主体1001，电动滑轨主体1001上滑动连接有上球夹爪9，发球装置3的内壁与电动滑轨主体1001之间连接有第二电动推杆1002，第二电动推杆1002的伸缩端与电动滑轨主体1001之间连接有连接板，且电动滑轨主体1001滑动连接在安装环301的内壁上。

请参阅图2，储球管5包括球筒501，球筒501靠近发球装置3的一端固定连接有限位环502，限位环502上固定连接有与安装环301相匹配的卡环，球筒501的另一端固定连接有密封盖503，密封盖503内固定连接有网盒504，网盒504内储存有干燥剂，球筒501的内壁上滑动连接有滑环505，滑环505与密封盖503之间连接有压缩弹簧506，球筒501由透明PVC材料制成，限位环502的外壁打磨储存，密封盖503与球筒501之间连接有密封卡环。储球管5内储存有羽毛球主体，羽毛球主体的球托部固定连接有与永磁环803相匹配的金属膜。使储球管5内储存的多个羽毛球被滑环505挤压，使限位环502处始终有一个羽毛球外露。

请参阅图2-3，气罐6包括密封罐601，密封罐601内安装有气泵，气泵的出气端与导气管602固定连接，导气管602上安装有电磁阀，密封罐601内储存的气体为压缩空气。

一种羽毛球训练用自由角度发球装置，包括一种控制系统，控制系统包括安装有发球装置3内的控制器，夹爪903的内壁上固定连接有压力传感器，空心管主体801内安装有气压传感器，压力传感器、气压传感器、第一电动推杆7、气罐6、上球夹爪9、上球轨道10和机械臂主体2均与控制器信号连接。

请参阅图2-4，上球夹爪9包括滑块901，滑块901上转动连接有转动台902，滑块901内安装有与转动台902相匹配的步进电机，转动台902上安装有转轴，步进电机的动力输出端与转动台902的转轴之间连接有传动带，转动台902上滑动连接有一对夹爪903，转动台902内固定连接有双轴电动机904，双轴电动机904的两个动力输出端上均固定连接有螺纹杆905，夹爪903与螺纹杆905螺纹连接，通过上球夹爪9将羽毛球从储球管5中拉出，并通过上球夹爪9带动羽毛球旋转使羽毛球以轴线与发射道4轴线水平状态进入发射道4中，保证羽毛球进入发射道4内时不会发生偏移。

本方案在使用时，技术人员先通过控制电动滑道1调整发球装置3的位置，然后通过控制机械臂主体2调整发球装置3的发球管4出球端的角度和空间位置，发球管4位置调整完毕后，通过控制上球夹爪9使一对夹爪903将储球筒5内外露与限位环502的羽毛球球托部分夹紧，然后上球夹爪9将羽毛球从储球筒5中拉出，上球夹爪9运行至10的另一端后，上球夹爪9内的布进电机工作，使转动台902旋转90°C使夹爪903带动被夹持的羽毛球旋转，此时羽毛球的轴线与发球管4的轴线水平，然后第二电动推杆1002工作，使第二电动推杆1002驱动电动滑轨主体1001整体相发球管4运动，直至羽毛球进入发球管4内，此时第一电动推杆7工作，使第一电动推杆7驱动充气管8运动，使充气管8的端面与羽毛球的球托端面贴合，充气管8上的永磁环803与羽毛球球托端面的金属膜吸引，使羽毛球在发球管4内被固定，然后一对夹爪903松开羽毛球，上球夹爪9复位；

上球夹爪9复位后，第一电动推杆7继续推动充气管8，使羽毛球与上球腔错卡，然后6内的气泵工作，使充气管8内被注入高压空气，通过802射出高压空气，使羽毛球被高压空气冲击而从发球管4内被击出，实现羽毛球在指定角度击出；

上球夹爪9重复上述运动即可实现将羽毛球连续输入发球管4中，使充气管8可连续击出羽毛球，而储球筒5内的羽毛球逐渐减少后，压缩弹簧506对羽毛球的压力不足以使羽毛球球托外露与限位环502，此时转动台902进行夹持时无法夹持到羽毛球，此时转动台902上的压力传感器检测不到压力，压力传感器发送反馈信号给控制器，使控制器驱动机械臂主体2工作，使机械臂主体2进行调节，使发球装置3的相对于初始位置旋转，直至储球筒5垂直与水平面，此时储球筒5内的羽毛球在重力的作用相下落，直至羽毛球的球托突出于限位环502，此时上球夹爪9可重复上述夹持操作。

本方案通过可以实现羽毛球的在任意角度以指定力度进行发球，本装置中的羽毛球可在装置呈任意角度时均可输入发球腔中，保证装置可连续发球，具有较高的稳定性，易于适应不同的训练需求，可对运动员进行不同角度击球训练。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。