机械设计与制造工程
Machine Design and Manufactu/ng Enginee/ng 33Noe.2020 Vrl.49Nr.11
2020年11月
第49卷第11期
DOI：10.3969/j.issn.2095-509X.2020.11.009
武金亮，孙亮波，王懿偲，许佳敏
（武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430048）
摘要：论述了网球陪练机的应用现状，对几类典型的网球陪练机性能进行了对比分析。为了方便运动员训练，同时为大众提供休闲娱乐设备，设计了一款网球陪练机。陪练机的机械部分包括网球收集模块、储存和传送模块、推出模块、发射模块和俯仰角调节模块。其中发球机构发射网球的速度和方向可调，可以满足不同水平使用者的需求。
关键词：网球；陪练机；连杆机构
中图分类号:TH11文献标识码:A文章编号：2095-509X（2020）11-0044-05
1现有产品性能分析
网球是一项优美激烈的运动，深受大家的喜
吸塑片材爱。随着网球普及至寻常百姓家，人们需要一款陪
练机以便在没有同伴的情况下也能享受网球带来
的乐趣，此外陪练机还可以用于运动员的日常训
练。与此同时，人们还需要一种能够自动捡球的机
器，以避免因反复捡球所产生的疲劳。通过市场调
研，目前国内外市场上网球发球装置和收球装置的
主要产品及其性能分析见表1&
表1市场现有同类产品
现有网球发（收）
机
vsel
性能分析
摩擦轮式网球
机该机器通过一对摩擦轮高速旋转⑴将网球发射出去&通过改变两个摩擦轮的速度，可以改变发射速度的大小；通过控制两个摩擦轮的速度差，可以控制发射的俯仰角&该方式能发射速度较大的网球，但不能控制机器左右摇摆，且发球机无法自主移动，发射覆盖区域有限&
弹簧式（半齿轮啮合式）网机该机器通过半齿轮与齿条周期性啮合与分离发射网球⑵&当半齿轮与齿条啮合时，弹簧压缩；当半齿轮与齿条分离时，弹簧弹性势能释放，将网球发射&该方式改变发射角度较为容易，但无法改变发射速度&一旦零件制造完成，网球发射速度便为定值，无法改变&
电力线网络摄像机滚轮式网球收集装置该机器通过滚轮转动将网球滚进收集
装置[一4]&效率较高，可以较快地收集
较多网球&但收集过程中网球容易卡
住，且不是全自动，需要人用手去推&
该装置减轻了人们捡球过程中弯腰产
生的疲劳，但还是需要遍历整个球场&
存在无法彻底解放使用者等问题&
通过分析可知，现有网球发球装置和收球装置
主要存在以下问题：1）不能同时改变网球发射的
速度和方向;2）普遍体积庞大，较为笨重，不利于
携带[5];3）售价太高，不利于普及⑷；4）自动化程
度不高;5）主流装置一般只有一个功能，只能发射
提花机网球或收集网球，很少有既具有发射功能又具有收
集功能的机器。
本文将以这5个问题为出发点，设计满足功能
要求的网球陪练机。
2网球陪练机的结构组成
基于以上对市场现有的发射和收集网球装置
的性能分析，设计了一款新型网球陪练机。该陪练
通用积分机可以自主收集网球，收集满20个后，根据初始设
置的难度随机发射速度%方向各不相同的网球，且
足球加工可以边发射边移动，模拟真实对抗场景。储存装置
的20个网球发射完以后，重新开始收集网球。
该网球陪练机的机械部分由收集模块、储存和
传送模块、推出模块、发射模块和俯仰角调节模块
5个部分组成，与功能的对应关系如图1所示。为
了合理利用空间、减小机身尺寸，该陪练机采用发
射装置在前、储存传送装置在中间、收集装置在后
的整体布局，如图2所示。当收集网球时，后部作
为“车头”；当发射网球时，前部作为“车头”。陪练
机驱动轮为麦克拉姆轮，可以向任意方向移动。
收稿日期：2019-06-11
作者简介：武金亮（1998—），男，硕士研究生，主要研究方向为机械设计,3507228449@qq.通讯作者：孙亮波，男，副教授,sunlbl979@163.
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