具有改进的发球头移动的乒乓球机器人制造技术

一种用于乒乓球发球的机器人发球机组件包括：本体，其限定内部球路径；用于在本体的下端处将球引入内部球路径中的器件；球引导器，其位于后面板的上端处；位于本体的上端处的发球头组件，该发球头组件具有与球引导器相连通的球发射管；一对相对的发射轮，与发射管操作性地相关联；多个齿轮，与发球头相关联；至少一个伺服马达，与齿轮中的至少一个相关联以用于致动齿轮的旋转；由此，对所述齿轮中的至少一个的致动实现发球头绕发球头的纵轴线的180°旋转、发球头的上下移动以及发球头的从一侧至另一侧的移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2014年3月5日提交的序列号为61/948,204的美国临时申请的优先权，其以引用方式并入本文。
技术介绍
本公开涉及用于乒乓球发球的机器人发球机组件，更具体地涉及具有允许实现乒乓球的各种发射轨迹的改进的头部移动的机器人发球机组件。乒乓球是一项流行的竞技和休闲运动。该游戏的目的是使选手站在桌台的一侧，使得执有乒乓球拍的每个选手能进行乒乓球的发球、回球和对拉。然而，选手可能常常希望在没有另一个选手的情况下玩乒乓球游戏。为此，已开发出各种乒乓球发球装置或机器人。这些装置将球发给选手，使得选手能在机器人的方向上回球。迄今为止，乒乓球机器人已结合各种特征。针对Newgarden的美国专利号3,794,001描述了一种用于给予旋转量上的变化的相对简单的装置，该旋转量上的变化被应用于由发球机发出的球。美国专利号3,794,001的公开内容以引用方式并入本文。美国专利号4,844,458针对一种具有平移头的乒乓球机器人；美国专利号4,854,588描述了一种能够使击球轨迹发生变化的乒乓球机器人；美国专利号4,917,380公开了一种具有横向可折叠槽的乒乓球机器人，该槽带有捕捉球并允许其落入槽中的网阵列，球在槽中被喂送至机器人发球机；以及美国专利号5,009,421公开了一种包括机器人发球机和捕球网的便携式乒乓球发球装置。这最后两个引用的专利采用了折叠网结构，其还被用于附接至乒乓球桌并喂球给机器人发球机。网结构包括从中心构件径向延伸的多个臂以及悬挂在臂之间的网状物。网状物具有下边缘，其与用于接收从网状物落下的球的槽装置协同连接。槽被安置成喂球给机器人发球装置。上述专利中的公开内容以引用方式并入本文。虽然本领域先前已知的装置是实用的且有用的，但它们在机器人头部发射球的路线方面会受到限制。即，在很大程度上，它们是来回移动并改变轨迹速度等的平移头。然而，主要由于常规平移头的重量，使得它们在改变发射球的轨迹、轨迹角度、球上的旋转等方面具有有限的方式。因此，期望有一种用于将多个球相继发至选手的复杂的发球机装置，其采用具有改进的或扩展的发射轨迹的相对简单、廉价型轻量化设计。
技术实现思路
简单地说，公开了一种机器人乒乓球发球机组件。在一个方面中，机器人乒乓球发球机组件包括发球头组件，该发球头组件通过发射管将乒乓球射出。在一个方面中，发球头组件具有充分移动，即，头部可沿垂直路径、水平路径移动且可绕发射管的纵轴线旋转360°。在一个方面中，发球头组件包括球发射管、顶部发射轮和相对的底部发射轮，这两个发射轮均至少部分地延伸至管中。发射轮包括轻量型塑料材料。发射轮中的每一个包括轮轴和在轮轴的每一端处的外轮缘。硅O形圈落座于每个轮缘上。在一个方面中，顶部轮的轮轴比底部轮的轮轴更窄。此外，底部轮的轮轴和轮缘限定大致为凹形的构型，该构型更好地使球落座并使其稳定。顶部轮借助于比底部轮更窄的夹具夹住球，从而使球稳定并允许更精确地控制排驱，包括所需的速度和旋转。在一个方面中，发射管具有后部分和重叠的前部分，在这两个部分的接合处承有O形圈以提供平滑的轻量表面以使发球机头部绕发射管的纵轴线进行旋转移动。在另一个方面中，发球头组件的操作元件包括轻量材料，其允许通过小的伺服马达大范围地移动发球头。在另一个方面中，发球机头部的移动是通过无线单元来控制，所述无线单元可以是手持型的或被安装在桌台上。在一个方面中，该单元是可编程的平板计算机。本专利技术的又一个方面是一种可被扩展为接纳网组件或槽组件的机器人发球机组件。附图说明图1是根据本公开的邻近可编程的平板控制器放置的机器人乒乓球发球机组件的立体图；图2是发球头的前视图；图3是发球头和齿轮组件的左视图；图4是发球头和齿轮组件的右视图；图5是移除了振荡器盖的俯视图，其中振荡器盖被上下颠倒地放置，其示出了振荡器盖、平移驱动齿轮和伺服马达的底部平面图；图6是沿图5的线6-6截取的齿轮和马达群的前视图；以及图7是沿图3的线7-7截取的局部剖视图。具体实施方式虽然本公开能够以许多不同的形式来体现，但仍在附图中示出并将在本文详细描述本公开的优选实施例，要理解的是，本公开将被视为对本公开的原理的例证且不欲将本公开的广泛的方面限于所示的实施例。现在参照附图，示出了机器人乒乓球发球机组件20的一个说明性实施例。机器人乒乓球发球机组件20包含限定内部球通道23的长形本体22。圆形球收集器设备24位于本体的底部且与球通道相连通。喂球收集器板25以直角从本体22的底部向外延伸。捡球机构26与球收集器安装部分24操作性地相关联，该捡球机构26具有捡起球的多个内部指状物(不可见)以及弹簧28，弹簧28搅动球并阻止这些球在入口处搁置。机器人乒乓球发球机组件20包括与球通道23相连通的球引导器29。球引导器29和通道23的上开口通常被振荡器盖30(图5)覆盖且被封闭在球引导器壳体31内。如所示，球引导器壳体31是由四个壁限定的大致为矩形的结构。然而，前壁包括球出口32。下文将描述位于盖30内的其他部件。机器人乒乓球发球机组件20包括发球头组件33，该发球头组件33位于本体22的顶部处并与球引导器29和通道23操作性地连通。在一个方面中且一般来说，机器人乒乓球发球机组件20按如下方式进行操作：球流至喂球收集器板25中。捡球机构的马达引起捡取轮通过主齿轮和传动齿轮进行旋转。随着捡取轮旋转，附接至捡取轮的多个弹簧28进行旋转，随着球喂送至捡取机构的底部中而有效地分离球。当每个捡取指状物(不可见)旋转至捡取机构的底部时，其与球相接合并将球向上推至球通道中。随着球堆积在队列中，它们将在本体的通道23内部向上移动并移至上部的球引导器29中。可采用球传感器开关以在球通过该开关时对每个球进行计数。传感器把信号发送至数字控制器以允许数字控制器在指定数量的球之后停止球的递送。数字控制器还可准确地检测何时遗漏掉捡球，以及随后使捡球机构的旋转加速以维持通过机器人的球的恒定流量。球引导器29将球导引至发球头组件33中以进行排驱。一旦处于发球头组件33内部，则通过使发射轮旋转来接合球(如下文将解释的)，以及从发球头组件33排出球(如将在下文更详细解释的)。无论如何，在受让人的序列号为13/500,774的同时待审的专利申请中公开了球收集器和相关联的结构功能、球引导器和球通道以及元件的功能的代表性实施例的一个方面，上述申请以引用方式并入本文。将要理解的是，机器人乒乓球发球机组件、特别是位于发球头组件下面的元件的操作可按不同的方式进行。本公开涵盖了将乒乓球递送至发球头组件的任何机器人结构。一般来说，机器人发球机组件20可被安装在容器(例如，球桶或球篮)中，或通过利用5,485,995号美国专利(该专利以引用方式并入本文)中阐述的附接器具可拆卸地直接安装至乒乓球桌的边缘上。机器人发球机组件20可被用于5,335,905号美国专利(该专利以引用方式并入本文)中所公开的那类乒乓球网和发球机组件(未示出)中。本专利技术的机器人发球机组件可包括具有网阵列的横向可折叠槽，该网阵列捕捉球并允许其落入槽中，球在槽中被喂送至机器人发球机。网结构包括从中心构件径向延伸的多个臂以及悬挂在臂之间的网状物。网状物具有下边缘，其与用于接收从网状物落下的球的槽协同连接。槽被安置成喂球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于乒乓球发球的机器人发球机组件，包括：具有上端和下端的本体，所述本体限定内部球路径；捡球设备，用于在所述本体的所述下端处将球引入所述内部球路径中；位于后面板的上端处的球引导器，所述球引导器具有开放底部和开放前部，所述开放底部与所述内部球路径相连通；附接至所述本体的所述上端的发球头组件，所述发球头组件具有与所述球引导器的所述开放前部相连通的球发射管；一对相对的发射轮，与所述发射管操作性地相关联；多个齿轮，与所述发球头操作性地相关联；以及至少一个伺服马达，与所述多个齿轮中的至少一个操作性地相关联以致动所述齿轮的旋转；由此，对所述齿轮中的至少一个的致动实现所述发球头绕所述发球头的纵轴线的180°旋转；以及由此，对所述齿轮中的至少一个的致动实现所述发球头的上下移动；由引，对所述齿轮中的至少一个的致动实现所述发球头的从一侧至另一侧的移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.05 US 61/948,2041.一种用于乒乓球发球的机器人发球机组件，包括：具有上端和下端的本体，所述本体限定内部球路径；捡球设备，用于在所述本体的所述下端处将球引入所述内部球路径中；位于后面板的上端处的球引导器，所述球引导器具有开放底部和开放前部，所述开放底部与所述内部球路径相连通；附接至所述本体的所述上端的发球头组件，所述发球头组件具有与所述球引导器的所述开放前部相连通的球发射管；一对相对的发射轮，与所述发射管操作性地相关联；多个齿轮，与所述发球头操作性地相关联；以及至少一个伺服马达，与所述多个齿轮中的至少一个操作性地相关联以致动所述齿轮的旋转；由此，对所述齿轮中的至少一个的致动实现所述发球头绕所述发球头的纵轴线的180°旋转；以及由此，对所述齿轮中的至少一个的致动实现所述发球头的上下移动；由引，对所述齿轮中的至少一个的致动实现所述发球头的从一侧至另一侧的移动。2.根据权利要求1所述的机器人发球机组件，其中旋转移动、上下移动和从一侧至...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯·迈克尔·托曼，布拉克·塞维克，
申请(专利权)人：纽吉工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US