[实用新型]五自由度的高仿真乒乓球发球机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种乒乓球的发球机械手，具体是一种采用PLC控制的电气液联动系统和乒乓球高仿真发球机械手结构。 

背景技术

国内和国外的乒乓球自动发球机都取得了一定的成果，各种不同的乒乓球发球机都具有各自的优缺点，综合分析后发现，这些发球机由于自身结构的限制，都不能完全实行自动控制，某些功能的实现需要手动调节，同时，发球模式单一，不能真正的模拟真人发球。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能模拟真人发球的具有五自由度的高仿真乒乓球发球机械手。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是： 

一种五自由度的高仿真乒乓球发球机械手，包括机架以及设置在机架上的落球装置和击球装置，其特征在于：所述的击球装置包括：

一沿X方向移动的第一固定架，在该第一固定架上连接有一用于驱动该第一固定架在所述的机架上移动的第一驱动；

一沿Z方向移动的第二固定架，在该第二固定架上连接有一用于驱动该第二固定架在所述的第一固定架上移动的第二驱动；

一沿Y方向移动的第三固定架，在该第三固定架上连接有一用于驱动该第三固定架在所述的第二固定架上移动的第三驱动；

一绕Z方向旋转的第四固定架，在该第四固定架上连接有一用于驱动该第四固定架在所述的第三固定架上转动的第二伺服电动机或气马达；

一绕X方向旋转的第五固定架，在该第五固定架上连接有一用于驱动该第五固定架在所述的第四固定架上转动的第一伺服电动机；

一球拍，固定在所述的第五固定架上。

所述的第一驱动为液压缸驱动；所述的第二驱动为气压缸驱动；所述的第三驱动为气压缸驱动。 

还包括一回收球装置，该回收球装置包括集球斗以及连接在集球斗下的回球管，在集球斗和回球管之间还设置有第一拨球机构。 

所述的第一拨球机构包括拨球轮架和步进电机，所述步进电机与拨球轮架连接。 

所述的落球装置包括落球管和位于落球管口的第二拨球机构。 

所述的第二拨球机构包括一挡板和一与挡板连接的驱动气缸。 

本实用新型仿真发球机，模拟真人手臂动作，球拍实现向前后、左右、上下、和分别绕X、Z轴运动，采用一个液压缸控制左右移动，两个气缸分别控制前后和上下两个方向的运动，一个伺服电机和第二个伺服电机或气马达控制球拍绕X、Z轴运动，还采用了另外一个相对较小的气压缸来进行落球，即落球缸，同时用一个调速步进电机来进行传送球，提高发球机的效率。该发球机应用PLC控制技术，实现通过远程控制来改变发球快慢、发球力度、发球高度及角度等的功能，模拟进行人工发球,实现随机发球的效果。 

附图说明

图1  本实用新型的结构示意图。 

图2  图1的侧视图。 

图3  图1的A向示意图。 

图4  本实用新型机械手的整体控制示意图。 

其中：1、发球齿轮，2、步进电机，3、机架，4、喉箍，5、第一固定架，6、端盖拉杆，7、导轨，8、双作用双活塞杆液压缸，9、输球软导管，10、第二固定架，11、双作用单活塞杆气缸，12、磁性开关，13、三位五通电磁换向阀，14、导向杆，15、第一伺服电机，16、第二伺服电机或气马达，17、球拍夹具，18、悬臂架，19、发球支架，20、悬挂支架，21、缓冲双作用单活塞杆气缸，22、第三固定架，23、第四固定架，24、第五固定架，25、球拍，26、集球斗，27、底座，28、步进电机支架，29、电缆，30、气压管线，31、发球机，32、控制柜，33、空压机。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细说明： 

如图1、图2所示，本实用新型发球机械手结构，包括机架1以及设置在机架1上落球装置、击球装置和回收球装置三个部分。

回收球装置采用回收球系统，主要由回收球网、空气回球器、步进电机、拨球轮架和回球管组成。通过回收球网，把散落的球通过斜坡，集合到空气回球器，回收球网也可以采用集球斗26代替。回球管通过喉箍4固定在机架1上，乒乓球在空气回球器中由于重力的作用下落进入回球管，此时步进电机28带动拨球轮架转动一定角度并带动乒乓球从回球管中克服重力作用进入到待落球处，等待发射。