足球機器人的踢球系統的製作方法
2023-06-01 20:50:41 1
專利名稱：足球機器人的踢球系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機器人領域，具體來說涉及一種足球機器人踢球射門的踢球系統。
背景技術：
現有的足球機器人的踢球機構主要分為三類電機彈簧式踢球機構、電磁鐵式踢 球機構、飛輪式踢球機構。對於電機彈簧式踢球機構是靠先壓縮彈簧，然後釋放彈簧，將球推進球門。在實 際使用過程中，電機彈簧儲能釋放式踢球機構用電機帶動壓縮彈簧來實現儲能，要踢球時 釋放彈簧，帶動踢杆端面。大多數這種機構對踢出的球力量很大，但速度難以控制，機電延 時比較大，對於電機扭矩要求極高，且電機工作效率極低，此外對以其保養十分麻煩，每次 使用後要擦拭，以便於保養傳動齒輪。對於電磁鐵式踢球機構電磁鐵式踢球機構是目前使用最為廣泛的踢球機構。它 是利用通電螺線管上加電，由於電磁感應原理產生磁力，推動踢杆將球踢出。電磁鐵式踢球 機構在控制踢球速度方面靈活性較高，但設計和安裝的不好的話，容易導致螺線管內壁與 磁性圓柱體踢杆間存在很大的摩擦力，從而大大影響射門速度。實際使用過程中，要解決產 生的磁場對於機器人內部的電磁幹擾問題，還有瞬間電壓要求十分高，做升壓電路效率十 分低。對於飛輪式踢球機構用電機通過傳動，帶動飛輪高速旋轉，存儲動能，需要射門 時，通過飛輪與踢杆之間的摩擦，把能量傳遞給足球，將球踢出。實際使用過程中，由於飛輪 的高速旋轉，導致機器人車身連續振動。飛輪與踢杆之間的摩擦力相當的大，導致踢杆平均 踢10次就達到了損壞的結果，致使機器人可能無法完成一場比賽。以上三種踢球機構的缺點還在於1、重量都比較重，尤其是電機彈簧式和飛輪式，大量的金屬齒輪傳動結構使剩餘 的重量空間十分有限。2、以上三種踢球機構裡踢球的原動力都源於電池，電池除帶動電機外額外負載 過多會影響機器人速度，如果再加電池的話又會超過比賽要求的重量限制，且用電動控制 踢球的全過程以及回力儲能等過程，耗電量十分的大，電池使用時間長了，電壓下降影響效果。3、關於踢球力量的問題，由於以上三種踢球機構的踢球力量與電壓成正比，由於 耗電量大，踢球的力量隨著比賽的進行而逐漸減輕。
實用新型內容針對上述問題，本實用新型的目的在於提供一種足球機器人的踢球系統，以解決 現有技術中的踢球系統重量較重，耗電量大，踢球動力不穩定的問題。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下[0012]足球機器人的踢球系統，其特徵在於，包括主控器、踢杆、驅動機構和電源，所述主 控器通過驅動機構與踢杆連接；所述驅動機構包括壓縮氣體儲存瓶、電磁繼電器、電磁閥和 氣缸，所述電磁繼電器、電磁閥、電源形成一迴路，所述主控器與電磁繼電器連接，所述壓縮 氣體儲存瓶通過電磁閥與氣缸連接，所述氣缸與踢杆連接。進一步，在本實用新型中，所述電源通過變壓器與電磁閥連接。進一步，在本實用新型中，所述壓縮氣體儲存瓶通過管路與氣缸連接，所述電磁閥 設置在所述管路上，通過電磁閥控制氣缸動作，完成踢球動作。更進一步，在本實用新型中， 所述管路上設置有排氣口，擊球完成後，氣缸氣體從該排氣口排除，便於氣缸回收，提高氣 體利用率。進一步，在本實用新型中，所述管路為橡膠氣管。本實用新型的有益效果是1、在本實用新型中，由於沒有採用金屬齒輪傳動，取而代之的是用橡膠氣管導氣， 幾乎沒有重量，較重的是電磁閥開關，但相比那些機械結構還是輕了許多。2、傳統的踢球機構是用電動控制踢球的全過程以及回力儲能等過程，耗電量大， 而本實用新型中，踢球的動力是靠釋放壓縮氣體，預先在賽前用氣泵給壓縮氣體儲存瓶充 氣，帶動的電磁閥僅僅只在踢球的那一瞬間通斷耗電，工作時間每次僅0. 1秒，耗電量小。3、另外，傳統的踢球機構的踢球力量與電壓成正比，並且會影響電機的速度，而在 本實用新型中，壓縮氣體儲存瓶內的氣壓越高，踢球力量越大，一場比賽可以有30次左右 的高效擊球，並且可選用空氣作為壓縮氣體，以便於環保。4、本實用新型維護方便，更換壓縮氣體儲存瓶或者對其進行充氣都十分方便，1分 鍾內即可完成。
以下結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本實用新型
圖1為本實用新型的示意圖。圖2為本實用新型的控制原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。參見
圖1和2，足球機器人的踢球系統，包括主控器100、踢杆800、驅動機構、電源 300。主控器100通過驅動機構與踢杆800連接，主控器通過控制驅動機構來控制踢杆 踢球。在本實施例中，驅動機構包括壓縮氣體儲存瓶700、電磁繼電器200、電磁閥400和氣 缸500。電磁繼電器200、電磁閥400、電源300形成一迴路。主控器100與電磁繼電器200 連接，控制迴路的通斷。壓縮氣體儲存瓶700通過管路600與氣缸500連接，電磁閥400設 置在管路600上。氣缸500的前端推桿與踢杆800固定連接在一起。管路上設置有排氣口 (圖中未標示)，擊球完成後，氣缸氣體從該排氣口排除，便於氣缸回收，提高氣體利用率。在本實施例中，壓縮氣體儲存瓶採用市場上的碳酸飲料瓶，經過打氣測試，該碳酸
4飲料瓶可以承受8個以上的大氣壓的氣體，為了比賽安全，一般向碳酸飲料瓶內充氣至5個 大氣壓。為了便於密封，碳酸飲料瓶的瓶蓋選用較厚的塑料瓶蓋，在塑料瓶蓋中間打直徑 Ilmm圓孔，用直徑12mm的橡膠氣管穿過，在塑料瓶蓋兩側分別用一個螺母將塑料瓶蓋固定 到橡膠氣管上，用環氧樹脂在橡膠氣管與塑料瓶蓋以及塑料瓶蓋與碳酸飲料瓶的接縫處密 封，室溫下放置24小時進行乾燥處理。在本實用新型中，由於沒有了金屬齒輪傳動，取而代 之的是用橡膠氣管導氣，幾乎沒有重量，較重的是電磁閥開關，但相比那些機械結構還是輕 了許多。電源為乾電池。足球機器人上有DC 3V的輸出埠，而市場上通用的電磁閥最低 是DC 12V，通過變壓器的升壓或降壓，將足球機器人的電源轉換為所對應的電磁閥所需電 壓，連接到電磁繼電器上。為了能夠有效控制，電磁繼電器為DC 3V的電磁繼電器。通過試 驗比對發現，採用16mm(直徑)*30mm(行程)的氣缸實驗效果比較理想。傳統的踢球機構 是用電動控制踢球的全過程以及回力儲能等過程，耗電量大，而本實用新型中，踢球的動力 是靠釋放壓縮氣體，預先在賽前用氣泵給壓縮氣體儲存瓶充氣，帶動的電磁閥僅僅只在踢 球的那一瞬間通斷耗電，工作時間每次僅0. 1秒，耗電量小。另外，傳統的踢球機構的踢球力量與電壓成正比，並且會影響電機的速度，而在本 實用新型中，壓縮氣體儲存瓶內的氣壓越高，踢球力量越大，一場比賽可以有30次左右的 高效擊球，並且可選用空氣作為壓縮氣體，以便於環保。本實用新型維護方便，更換壓縮氣 體儲存瓶或者對其進行充氣都十分方便，1分鐘內即可完成。在比賽過程中，通過足球機器人前端的傳感器，檢測球是否在射球區域，如果在， 利用足球機器人的紅外測距傳感器結合指南針傳感器定出大致射門方向，調整機器人射門 角度。調整結束後，足球機器人主控器發出射門指令，數字埠接通0. 1秒(通過測試得出， 0. 1秒剛好可以將氣缸推到最大行程，完成射門)，輸出3V高電平信號，電磁繼電器吸合，電 磁閥打開，壓縮氣體儲存瓶內的壓縮氣體推動氣缸動作，從而帶動踢杆完成踢球動作。在踢 球動作完成後(即數字埠接通0. 1秒後斷開)，主控器發出指令，數字埠斷開，電磁繼電 器斷開，電磁閥關閉，阻止壓縮氣體通過，氣缸復位，等待下次射門指令。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各 種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的範圍內。本實用新型要求 的保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求足球機器人的踢球系統，其特徵在於，包括主控器、踢杆、驅動機構、電源，所述主控器通過驅動機構與踢杆連接；所述驅動機構包括壓縮氣體儲存瓶、電磁繼電器、電磁閥和氣缸，所述電磁繼電器、電磁閥、電源形成一迴路，所述主控器與電磁繼電器連接，所述壓縮氣體儲存瓶通過電磁閥與氣缸連接，所述氣缸與踢杆連接。
2.根據權利要求1所述的足球機器人的踢球系統，其特徵在於，所述電源通過變壓器 與電磁閥連接。
3.根據權利要求1所述的足球機器人的踢球系統，其特徵在於，所述壓縮氣體儲存瓶 通過管路與氣缸連接，所述電磁閥設置在所述管路上。
4.根據權利要求3所述的足球機器人的踢球系統，其特徵在於，所述管路上設置有排氣口。
5.根據權利要求3所述的足球機器人的踢球系統，其特徵在於，所述管路為橡膠氣管。
專利摘要足球機器人的踢球系統，包括主控器、踢杆、驅動機構和電源，所述主控器通過驅動機構與踢杆連接；所述驅動機構包括壓縮氣體儲存瓶、電磁繼電器、電磁閥和氣缸，所述電磁繼電器、電磁閥、電源形成一迴路，所述主控器與電磁繼電器連接，所述壓縮氣體儲存瓶通過電磁閥與氣缸連接，所述氣缸與踢杆連接。本實用新型的有益效果是1、本實用新型中，由於沒有採用金屬齒輪傳動，重量較輕。2、本實用新型中，踢球的動力是靠釋放壓縮氣體，預先在賽前用氣泵給壓縮氣體儲存瓶充氣，帶動的電磁閥僅僅只在踢球的那一瞬間通斷耗電，工作時間每次僅0.1秒，耗電量小。3、本實用新型的踢球動力大且穩定。
文檔編號A63H29/16GK201710961SQ201020257658
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月13日 優先權日2010年7月13日
發明者何方良, 劉婧, 吳思融, 宋煜, 賀辛迪, 韓恭恩 申請人:韓恭恩