本发明属于体育运动训练设备领域，它是一种用于羽毛球专业训练与 大众健身娱乐的便携式全自动羽毛球训练装置。
目前，功能较为齐全的羽毛球训练装置体积过于庞大，无法实现场内 快速灵活跑动，导致击球点位置单一、携带不方便、且成本过高，难以得 到普及推广应用，无法适应全民健身娱乐的需求。而体积相对较小的羽毛 球训练装置功能不够完善，无法满足训练要求。
本发明需要解决的技术问题是提供一种实用性强，功能全面的便携式 羽毛球训练机器人。其整机可折叠，体积小巧，便于携带；可场内自动灵 活跑动，成本低廉，控制灵活。
本发明采用的技术方案为 一种便携式羽毛球训练机器人，由箱盖10 和机器本体组成，其特征是，机器本体全部安装在底盘7上，折叠后安装 箱盖10与底盘7形成封闭箱体，机器本体包括空间杆系线、 机械擒纵式供球机构2、圆柱凸轮端面离合器击打机构3、蜗轮蜗杆变力度 机构4、缓冲机构5、行走机构6、底盘7、伸縮式起落架8、便携伸縮拉杆 9;用于存储羽毛球的空间杆系线下部安装有可将排列紧密 的羽毛球逐个分开的机械擒纵式供球机构2;底盘7上安装有圆柱凸轮端面 离合器击打机构3，用于改变击球力度的蜗轮蜗杆变力度机构4以及用于吸 收球拍击打后的残余冲击力的气动阻尼减震缓冲机构5;底盘7底部安装有 用于实现整机任意方向的行走与转向的行走机构6以及便携伸縮拉杆9，伸 縮式起落架8的上端固接在空间杆系线上；
空间杆系线由三组空间杆系折叠机构1.1、尼龙丝线组成；每组空 间杆系折叠机构1. 1与上、下两片储球盘片1. 3铰接；每12根尼龙丝线
组成一个用于存储羽毛球的筒形框架；下储球盘片1.3下部固结有槽轮机 构1.5，槽轮机构驱动电机1.4旋转带动与槽轮机构1.5固结的储球盘片
机械擒纵式供球机构2由上部卡爪2. 1、下部卡爪2. 2、供球机构驱动 电机2.3、曲柄2.4、连杆2.5、摇杆2.6组成；供球机构驱动电机2.3与 曲柄2.4固结，曲柄2.4、连杆2.5、摇杆2.6、上部卡爪2. 1、下部卡爪 2.2依次铰接；
圆柱凸轮端面离合器击打机构3由离合器驱动电机3. 1、扭簧3. 2、离 合器中轴3.3、支承座3.4、链条3.5、链轮3.6、主动半离合器3. 7、从动 半离合器3.8、导向轴承柱3.9、球拍装夹机构3. 10组成；支承座3.4固 定于机器人底盘7上，支承座3. 4上安装有离合器中轴3. 3，离合器中轴 3. 3上依次安装有蜗轮4. 1、扭簧3. 2、从动半离合器3. 8、主动半离合器 3.7;在主动半离合器3.7外圆柱面加工有圆柱凸轮导槽，其下部装配有导 向轴承柱3.9，导向轴承柱3.9顶端插入圆柱凸轮导槽，其下部固定于机器 人底盘7上，使其位于离合器中轴3. 3正下方；主动半离合器3.7通过链 条3. 5、链轮3. 6与离合器驱动电机3. 1相连，离合器驱动电机3. 1固定于 机器人底盘7上，从动半离合器3.8上装配有球拍装夹机构3.10;球拍 (3. 11)通过螺钉固定在球拍装夹机构3. 10上；
蜗轮蜗杆变力度机构4由蜗轮4. 1、蜗杆驱动电机4. 2、蜗杆4. 3组成； 蜗杆驱动电机4. 2固定于机器人底盘7上，蜗杆4. 3固定于支承座3. 4上， 蜗轮4. 1与扭簧3. 2 —端连接，蜗杆驱动电机4. 2与蜗杆4. 3 —端连接；
行走机构6由两个主动轮6. 1和两个万向轮6. 2组成，两个主动轮6. 1 分别用螺钉固定于底盘7的左前角、右前角，两个万向轮6.2分别用螺钉 固定于底盘7的左后、右后两个角。
本发明的有益效果是提供一种可折叠式、可场内自由灵活跑动的便携 式全自动羽毛球训练机器人。其体积小巧，便于携带，成本低廉，储球量 大，操作方便可靠，实用性强，可应用于专业训练，也可以用于个人健身 娱乐。
附图1-折叠状态的羽毛球训练机器人全貌示意图，附图2-羽毛球训练 机器人全貌示意图携带状态，附图3-羽毛球训练机器人全貌示意图使用状 态，附图4-机械擒纵式供球机构示意图a，附图5-机械擒纵式供球机构示
意图b，附图6-圆柱凸轮端面离合器机构示意图。其中1-空间杆系线-槽轮机构；2-机械擒纵式供球机构，2. 1-上部卡 爪，2. 2-下部卡爪，2.3-供球机构驱动电机，2. 4-曲柄，2. 5-连杆，2. 6-摇杆；3-圆柱凸轮端面离合器击打机构，3. 1-离合器驱动电机，3.2-扭簧， 3.3-离合器中轴，3.4-支承座，3. 5-链条，3.6-链轮，3. 7-主动半离合器， 3.8-从动半离合器，3.9-导向轴承柱，3. 10-球拍装夹机构，3. 11-球拍； 4-蜗轮蜗杆变力度机构，4. 1-蜗轮，4.2-蜗杆驱动电机，4.3-蜗杆；5-缓 冲机构；6-行走机构，6. 1-主动轮，6.2-万向轮；7-底盘；8-剪式起落架； 9-便携伸縮拉杆；10-上盖。
具体实施方式，使用时，卸下上盖IO，将整机打开， 拉开空间杆系线所示。 将羽毛球头朝下逐个放入空间杆系线中。空间杆系线负责存贮羽毛球，通过红外传感器检测当前筒内羽毛球是否被 打尽，打尽后自动补给，将羽毛球送入机械擒纵式供球机构2中。机械擒 纵式供球机构2负责将排列紧密的羽毛球逐个分开，实现每次掉落一个羽 毛球的供球动作，与圆柱凸轮端面离合器击打机构3相配合完成击打动作。 通过控制机械擒纵式供球机构2与圆柱凸轮端面离合器击打机构3的动作 时间差来调整击球仰角变化，从而控制击球高度。蜗轮蜗杆变力度机构2 负责改变击球力度大小。缓冲机构5为气动阻尼减震缓冲机构，用于吸收 球拍击打后的残余冲击力，避免球拍损伤。行走机构6由一对平行主动轮 6. 1和两个万向轮6. 2构成，两主动轮6. 1分别与一对相同的独立带自锁减 速器的电机通过联轴器相连。两个电动机以相同的转速同时正转或反转时， 机器人前进或后退；单个电机旋转实现整机绕另一主动轮旋转，完成转向 动作。底盘7底部安装有便携伸縮拉杆9，便于携带。电路控制部分通过传 感器采集数据，单片机实时响应，协调控制各机械部分工作。空间杆系线的三个空间杆系折叠机构1.1与上下两片 储球盘片1.3铰接，实现折叠功能，起到减小体积作用。尼龙丝线两
端分别固结于上下两片储球盘片1. 3上，当空间杆系折叠机构1. 1展开后， 尼龙丝线根尼龙丝线组成一个筒形框架，用于存储 羽毛球。储球盘片1. 3下部设有槽轮机构1. 5，当检测到当前球筒无球后， 槽轮机构驱动电机1. 4旋转一周，带动与槽轮机构1. 5固结的储球盘片1. 3 旋转60度，将下一球筒的羽毛球送入储球机构2。直至所有球全部打尽， 整机停止动作。电机每次旋转一周通过霍尔元器件控制。训练完毕后，可 将线笼收起，整个空间机构收縮为一个平面，达到减小体积，加大储球量 的目的。
动其转动，曲柄2.4、连杆2.5、摇杆2.6、上部卡爪2. 1、下部卡爪2. 2
上部卡爪2. l卡紧，下部卡爪2.2松开，处于最下方的羽毛球掉落，其上羽
毛球被上部卡爪2. 1托住，实现供球和落球动作。状态B:下部卡爪2. 2
卡紧，上部卡爪2. 1松开，状态A中被上部卡爪2. 1卡住的羽毛球落下，
片机程序控制电机每次旋转一周，A， B状态往复执行一次，羽毛球掉落一 个。
圆柱凸轮端面离合器击打机构3可将电动机的单向旋转运动转化为羽 毛球拍的往复挥拍击打动作。其主动半离合器3. 7通过链条3. 5、链轮3.6 与离合器驱动电机3. 1相连，链条3. 5将电机3. 1的扭矩传递给主动半离 合器3. 7。从而，主动半离合器3. 7与离合器驱动电机3. 1 —起做单向匀速 旋转。为了实现通过一个动力源单向旋转产生周期性离合动作，在主动半 离合器3.7外圆柱面加工出圆柱凸轮导槽，导槽设计为随离合器旋转角度 产生周期性轴向位移的闭合槽。其下部装配有导向轴承柱3.9，导向轴承柱 3.9顶端伸入圆柱凸轮导槽，其下部固定于机器人底盘7上，使其位于离合 器中轴3.3正下方。当主动半离合器定向旋转时，圆柱凸轮导槽受导向轴 承柱3.9作用，引起主动半离合器3.7轴向往复运动，从而引起周期性离 合动作，带动从动半离合器3. 8完成周期性击打行为。蜗轮蜗杆变力度机构4的蜗杆驱动电机4. 2旋转带动蜗杆4. 3、蜗轮 4. l转动，从而改变扭簧3.2预紧力，改变击球力度。由于蜗轮蜗杆机构具 有很好的自锁性能，蜗杆驱动电机4.2断电后可以停留在恒定位置不变， 进而保证恒定击球力度。取蜗轮蜗杆机构模数m=l，蜗杆头数Zl二l，蜗轮 齿数Z2二66，传动比i=66。
使用后可将整机折叠收拢。收起空间杆系线形成封闭箱体，通过便携伸縮拉杆 9完成便携拖拽功能。
本便携式羽毛球训练机器人体积小巧、便于携带、储球量大、功能齐 全，实用性强。不仅适用于专业羽毛球训练，也可以用于个人健身娱乐。
所述羽毛球训练机器人性能参数如下击球频率0-100次/分钟，落 点直径1.5m以内，击球距离3m-13m，击球最高点高度1.6m-7m，最大
权利要求1.一种便携式羽毛球训练机器人，由箱盖(10)和机器本体组成，其特征是，机器本体全部安装在底盘(7)上，折叠后安装箱盖(10)与底盘(7)形成封闭箱体，机器本体包括空间杆系线)、机械擒纵式供球机构(2)、圆柱凸轮端面离合器击打机构(3)、蜗轮蜗杆变力度机构(4)、缓冲机构(5)、行走机构(6)、底盘(7)、伸缩式起落架(8)、便携伸缩拉杆(9)；用于存储羽毛球的空间杆系线)下部安装有可将排列紧密的羽毛球逐个分开的机械擒纵式供球机构(2)；底盘(7)上安装有圆柱凸轮端面离合器击打机构(3)，用于改变击球力度的蜗轮蜗杆变力度机构(4)以及用于吸收球拍击打后的残余冲击力的气动阻尼减震缓冲机构(5)；底盘(7)底部安装有用于实现整机任意方向的行走与转向的行走机构(6)以及便携伸缩拉杆(9)，伸缩式起落架(8)的上端固接在空间杆系线)上；空间杆系线)由三组空间杆系折叠机构(1.1)、尼龙丝线)、槽轮机构驱动电机(1.4)、槽轮机构(1.5)组成；每组空间杆系折叠机构(1.1)与上、下两片储球盘片(1.3)铰接；每12根尼龙丝线)组成一个用于存储羽毛球的筒形框架；下储球盘片(1.3)下部固结有槽轮机构(1.5)，槽轮机构驱动电机(1.4)旋转带动与槽轮机构(1.5)固结的储球盘片(1.3)旋转；机械擒纵式供球机构(2)由上部卡爪(2.1)、下部卡爪(2.2)、供球机构驱动电机(2.3)、曲柄(2.4)、连杆(2.5)、摇杆(2.6)组成；供球机构驱动电机(2.3)与曲柄(2.4)固结，曲柄(2.4)、连杆(2.5)、摇杆(2.6)、上部卡爪(2.1)、下部卡爪(2.2)依次铰接；圆柱凸轮端面离合器击打机构(3)由离合器驱动电机(3.1)、扭簧(3.2)、离合器中轴(3.3)、支承座(3.4)、链条(3.5)、链轮(3.6)、主动半离合器(3.7)、从动半离合器(3.8)、导向轴承柱(3.9)、球拍装夹机构(3.10)组成；支承座(3.4)固定于机器人底盘(7)上，支承座(3.4)上安装有离合器中轴(3.3)，离合器中轴(3.3)上依次安装有蜗轮(4.1)、扭簧(3.2)、从动半离合器(3.8)、主动半离合器(3.7)；在主动半离合器(3.7)外圆柱面加工有圆柱凸轮导槽，其下部装配有导向轴承柱(3.9)，导向轴承柱(3.9)顶端插入圆柱凸轮导槽，其下部固定于机器人底盘(7)上，使其位于离合器中轴(3.3)正下方；主动半离合器(3.7)通过链条(3.5)、链轮(3.6)与离合器驱动电机(3.1)相连，离合器驱动电机(3.1)固定于机器人底盘(7)上，从动半离合器(3.8)上装配有球拍装夹机构(3.10)；球拍(3.11)通过螺钉固定在球拍装夹机构(3.10)上；蜗轮蜗杆变力度机构(4)由蜗轮(4.1)、蜗杆驱动电机(4.2)、蜗杆(4.3)组成；蜗杆驱动电机(4.2)固定于机器人底盘(7)上，蜗杆(4.3)固定于支承座(3.4)上，蜗轮(4.1)与扭簧(3.2)一端连接，蜗杆驱动电机(4.2)与蜗杆(4.3)一端连接；行走机构(6)由两个主动轮(6.1)和两个万向轮(6.2)组成，两个主动轮(6.1)分别用螺钉固定于底盘(7)的左前角、右前角，两个万向轮(6.2)分别用螺钉固定于底盘(7)的左后、右后两个角。
全文摘要一种羽毛球训练机器人，属于体育运动训练设备领域。由箱盖和机器本体组成，机器本体全部安装在底盘上，折叠后安装箱盖与底盘形成封闭箱体，机器本体包括空间杆系线笼式储球机构、机械擒纵式供球机构、圆柱凸轮端面离合器击打机构、蜗轮蜗杆变力度机构、缓冲机构、行走机构、底盘、伸缩式起落架、便携伸缩拉杆；用于存储羽毛球的空间杆系线笼式储球机构下部安装有可将排列紧密的羽毛球逐个分开的机械擒纵式供球机构；底盘上安装有圆柱凸轮端面离合器击打机构，可折叠，其体积小巧，便于携带，成本低廉，储球量大，操作方便可靠，实用性强，可应用于专业训练，也可以用于个人健身娱乐。
发明者任小涛, 初 吴, 梁延德, 王国章, 冶 陶 申请人:大连理工大学
