МЕХАНИЗМ ДОЗИРОВАНИЯ СПОРТИВНЫХ СНАРЯДОВ
SPORTING EQUIPMENT DOSING MECHANISM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области механики и робототехники, может быть использовано для дозирования спортивных снарядов круглой или овальной формы и последующего перемещения в устройство подачи мячей.
Уровень техники
Из уровня техники известно устройство для метания мяча (RU 438424 А, опубл. 20.10.2013). Данное устройство содержит ствол, сообщающийся с трубчатой направляющей, включающей в себя наклонный канал для подачи мячей и выходной канал, рядом с выходным каналом установлен механизм, ограничивающий перемещение мячей, содержащий электропривод с качающимся запирающим рычагом, имеющим L-образную форму, перекрывающим нижний конец наклонного канала для подачи мячей.
Недостатком такого устройства является то, что механизм, ограничивающий перемещение мячей, имеет низкую надежность, существует возможность попадания одновременно двух мячей в систему метания мячей, не обеспечивает необходимые частоту и точность подачи мячей во времени.
Из уровня техники известно устройство для метания мячей (SU133429А, опубл. 05.08.1974). Данное устройство содержит корпус, несущий бункер для мячей с подающим мячи механизмом и заслонками, ограничивающими перемещения мячей.
Недостатком такого устройства является то, что механизм из заслонок, ограничивающий перемещение мячей, имеет низкую надежность, существует возможность попадания одновременно двух мячей в систему метания мячей, не обеспечивает необходимые частоту и точность подачи мячей во времени.
Из уровня техники известно устройство для выбрасывания мячей (SU 545363 А, опубл. 05.02.1977). Данное устройство содержит корпус, в котором размещен бункер для мячей, связанный с криволинейным желобом, и имеющий отсекатель, ограничивающий перемещение мячей в желоб.
Недостатком такого устройства является то, что механизм с отсекателем, ограничивающий перемещение мячей, имеет низкую надежность, существует возможность попадания одновременно двух мячей в систему метания мячей, не обеспечивает необходимые частоту и точность подачи мячей во времени.
Заявленное изобретение устраняет указанные недостатки и позволяет достичь заявленный технический результат.
Раскрытие изобретения
Технической задачей является создание механизма дозирования спортивных снарядов, имеющего высокую надежность, обеспечивая необходимые частоту и точность подачи мячей во времени, исключающего возможность попадания одновременно двух мячей в систему метания мячей.
Технический результат заключается в повышении надежности работы механизма, обеспечении беспрепятственной, без задержек, работы механизма с необходимой частотой и точностью во времени, исключении возможности попадания одновременно двух мячей в систему метания мячей.
Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата механизм дозирования спортивных снарядов включает раму, содержащую верхнюю и нижнюю секции, горизонтально расположенные и соединенные между собой вертикальными элементами, каждая из секций имеет боковые поверхности и горизонтальную поверхность, в которой выполнено отверстие для прохождения спортивного снаряда, причем каждая из секций рамы содержит узел ограничения перемещения спортивного снаряда, выполненный в виде пары оснований, прикрепленных горизонтально к боковым противоположным поверхностям секции, на каждом из которых установлены взаимосвязанные между собой электромагнитный соленоид, роликовая система, шток и вилка, при этом каждая секция содержит оптическую пару датчиков, нижняя секция содержит, закрепленный снизу ее, тоннель.
Каждая из секций выполнена в виде гнутой пластины.
Отверстие, выполненное в горизонтальной поверхности верхней секции рамы, соосно отверстию, выполненному в горизонтальной поверхности нижней секции рамы.
Узел ограничения перемещения снаряда верхней секции рамы расположен симметрично и параллельно узлу ограничения перемещения снаряда нижней секции рамы.
Роликовая система расположена между вилкой и соленоидом, и представляет собой пластину с установленными на ней подшипниками качения, в которых расположен шток с возможностью перемещения его вперед и назад.
Шток одним своим концом соединен с соленоидом, а вторым - с вилкой.
Вилка расположена во внутренней части секции рамы, снизу под горизонтальной поверхностью секции рамы.
Вилка по умолчанию расположена таким образом, что, в режиме удержания спортивного снаряда и ограничения его перемещения, она перекрывает собой снизу часть отверстия, выполненного в горизонтальной поверхности секции рамы.
Оптические датчики установлены друг напротив друга на противоположных сторонах каждой из секций, а именно на боковых или на горизонтальной поверхности секции, в непосредственной близости от отверстия, выполненного в горизонтальной поверхности секции.
Тоннель выполнен из пластины, с отверстием для прохождения снаряда, прикрепленной снизу к нижней секции рамы, и из нескольких изогнутых направляющих, соединенных с указанной пластиной, распложенных вокруг отверстия для прохождения снаряда на расстоянии друг от друга.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. - Механизм дозирования спортивных снарядов, общий вид;
Фиг. 2. - Механизм дозирования спортивных снарядов, вид снизу;
Фиг. 3. - Механизм дозирования спортивных снарядов, вид сверху;
Фиг. 4. - Механизм дозирования спортивных снарядов, вид сбоку;
Фиг. 5. - Тоннель.
На фигурах цифрами обозначены следующие элементы:
1 - Рама;
2 - Основание узла ограничения перемещения снаряда;
3 - Электромагнитный соленоид;
4 - Роликовая система;
5 - Шток;
6 - Вилка;
7 - Оптический датчик;
8 - Тоннель;
9 - Спортивный снаряд.
Осуществление изобретения
Механизм дозирования спортивных снарядов представляет собой конструкцию, содержащую раму, узлы ограничения перемещения снаряда, дублирующие оптические датчики и тоннель.
Рама 1 включает верхнюю и нижнюю секции, горизонтально ориентированные и расположенные на вертикальном расстоянии друг от друга (одна над другой), соединенные между собой вертикальными элементами.
Рама 1, ее секции, и остальные указанные в заявке элементы, могут быть выполнены как металлическими (алюминий, сталь, нержавейка и т.д.), так и из любого другого материала, при котором такая конструкция будет достаточно жесткой и прочной (будь то пластик, дерево или композит). Секции могут быть выполнены, например, из двух гнутых пластин, вырезанных на станке с чпу. Вертикальные элементы, соединяющие секции, могут представлять собой трубы различного сечения, прутки, листы, шпильки резьбовые, профили, пластины и т.д. Соединения рамы и ее элементов могут быть сварными, паянными, клепанными, клееными или сборными на болтах.
Каждая из горизонтально ориентированных секций содержит горизонтальную поверхность, в которой выполнено отверстие для прохождения спортивного снаряда 9, а также боковые вертикальные поверхности для установки дополнительных элементов. Отверстие верхней секции соосно отверстию нижней секции.
Узел ограничения перемещения (дозирования) снаряда, выполнен в виде, расположенной с внешней стороны секции в одной горизонтальной плоскости, пары оснований 2 (опорных пластин), прикрепленных горизонтально к боковым противоположным (друг напротив друга) поверхностям одной секции. На каждом основании (опорной пластине) установлены взаимосвязанные между собой электромагнитный соленоид 3, роликовая система 4, шток 5 и вилка 6. Узел ограничения перемещения снаряда верхней секции может быть расположен параллельно узлу ограничения перемещения снаряда нижней секции (друг над другом в одной вертикальной плоскости симметрично или поперек).
Роликовая система 4 расположена между вилкой 6 и соленоидом 3, с внешней стороны секции рамы 1, может представлять собой пластину (например, гнутую металлическую) с установленными на ней подшипниками качения, в которых располагается шток 5 с возможностью перемещения его вперед и назад.
Шток 5 является связующим элементом вилки 6 и соленоида 3. Один конец штока 5 соединен с соленоидом 3, расположенным, как и роликовая система 4, с внешней стороны секции рамы 1, а второй конец штока 5 соединен с вилкой 6, расположенной во внутренней части секции рамы 1, снизу под горизонтальной поверхностью секции.
Вилка 6 располагается таким образом, что, в режиме удержания снаряда 9 и ограничения его перемещения (по умолчанию), она перекрывает собой снизу часть отверстия секции, ограничивая тем самым прохождение снаряда 9, а при режиме перемещения снаряда, вилка 6, посредством штока 5, втягивается (перемещается к боковой поверхности секции в сторону соленоида 3), освобождая отверстие секции для беспрепятственного прохождения снаряда 9.
Для перемещения штока 5, в боковой поверхности секции выполнено отверстие под него.
Каждое основание 2, на котором расположены электромагнитный соленоид 3, роликовая система 4 и шток 5 с вилкой 6, может быть прикреплено к боковой поверхности секции рамы 1 любым известным подходящим для этого способом (сваркой, болтовым соединением, пайкой, клейкой и т.д.), и может быть выполнено из любого жесткого материала, и быть как гнутым, сваренным из пластин, так и клееным, паянным и т.д.
Каждая секция содержит по меньшей мере одну пару оптических датчиков 7 для определения наличия снаряда в секции. Датчики 7 располагаются друг напротив друга на противоположных от отверстия сторонах секции и могут быть установлены на боковых поверхностях верхней и нижней секций (любым известным подходящим для этого способом, например, сваркой, болтовым соединением, пайкой, клейкой и т.д.), в непосредственной близости от отверстия, выполненного в горизонтальной поверхности секции для прохождения спортивного снаряда, либо могут быть установлены на горизонтальной поверхности секции в непосредственной близости от отверстия.
Рама 1, а точнее нижняя ее секция, снабжена закрепленным снизу ее тоннелем 8. Тоннель 8 предназначен для дальнейшего точного направления снаряда 9 из нижней секции в отдельную систему метания мячей, и может быть выполнен из пластины, с отверстием для прохождения снаряда, прикрепляемой снизу (любым известным подходящим способом, например, сваркой, болтовым соединением, пайкой, клейкой и т.д.) к нижней секции рамы 1, и из нескольких изогнутых направляющих, соединенных с указанной пластиной, распложенных вокруг отверстия для прохождения снаряда на расстоянии друг от друга, образующих между собой пространство для прохода снаряда и удерживающих снаряд от выпадения из тоннеля.
Описание работы механизма дозирования на примере футбольных мячей.
На каждую из соединенных между собой секций рамы 1 устанавливается узел ограничения перемещения спортивного снаряда, состоящий из пары оснований 2 с электромагнитным соленоидом 3, роликовой системой 4 и штоком 5 с вилкой 6, прикрепленных горизонтально друг напротив друга к боковым противоположным поверхностям секции.  Каждый соленоид 3 дергает шток 5, перемещающийся в роликовой системе 4. На штоке 5 закреплена вилка 6 удерживающая мяч 9. Мяч попадает на вилки 6 верхней секции. Датчики 7, установленные на верхней секции рамы 1 определяя мяч 9, дают команду управляющей плате о том, что мяч 9 находится на верхней паре вилок 6. Нижняя пара датчиков 7, установленных на нижней секции рамы 1, определяет наличие мяча 9 на нижних вилках 6. Если нет мяча на вилках 6 нижней секции, то подается команда верхней паре соленоидов 3, втянуть шток 5 и сбросить мяч 9 на вилки 6 нижней секции. Возврат штока 5 в первоначальное положение осуществляется за счет пружины установленной на соленоидах 3. Когда необходимо отправить мяч по тоннелю 8, закрепленному снизу на раме 1, подается команда нижней паре соленоидов 3 втянуть штоки 5 и сбросить мяч 9 в тоннель 8. Мяч 9 попадая в тоннель 8, перемещается (скатывается) в устройство для подачи мячей на спортивную площадку. За счет выполнения механизма вышеуказанным образом обеспечивается высокая надежность его работы и необходимая частота и точность его работы во времени, в том числе, двойной уровень раскрывающихся пар соленоидов позволяет через 0,5 секунд после подачи мяча в устройство метания мячей, уже иметь следующий мяч готовый к повторной подаче и исключает возможность попадания одновременно двух мячей в систему метания мячей.