撞球機器人的製作方法
2023-07-23 09:55:56 3
專利名稱：撞球機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及擬人運動機器人，具體為一種設計具有空間運動擊打機構的撞球機器人。
背景技術：
撞球運動是一項廣受大家喜愛的運動。撞球源於英國，它是一項在國際上廣泛流行的高雅室內體育運動，是一種用球桿在臺上擊球、依靠計算得分確定比賽勝負的室內娛樂體育項目。撞球運動據說是大約在14世紀，由倫敦一家名叫Billsyard的當鋪老闆為娛樂消遣而發明的，撞球的英文名稱即源於此。至18世紀末，撞球作為一種遊戲在英國民間很是盛行。19世紀初，世界上第一個公共撞球室在倫敦開設。最早的撞球，桌面上只有兩個白球，之後法國覺得缺少挑戰性，就增添了一個紅球並改進打法。再往後英國人又將其發展成為在今天十分流行的落袋撞球。在當今科技發展水平之下，各種類型的機器人已經深入人們生產、生活的方方面面，然而，卻鮮有對撞球機器人的研究。發明人認為，撞球機器人可以達到寓教於樂的目的， 很好地幫助人了解撞球的基本擊打技巧，通過遙控器控制機器人的各個活動，完成走位，瞄準，出杆，擊打等各個動作，十分好玩有趣。
發明內容
本發明的主旨在於提出一種撞球機器人，其具有空間運動擊打機構，能夠順利、可靠地擊打撞球。本發明採用以下技術方案一種撞球機器人，包括行走機構、旋轉機構、升降機構、擊打機構以及與前述各機構連接的控制機構；所述行走機構包括底座以及連接於底座的驅動輪；所述旋轉機構包括與底座轉動連接的底板，以及驅動底板相對於底座轉動的旋轉動力機構；所述升降機構包括頂板，以及連接在頂板與底板之間的兩根線性推桿，兩根線性推桿分別被獨立驅動；所述擊打機構包括固定在頂板上的滑杆，滑動設置在滑杆上的滑塊，固定在滑塊上的球桿，連接在滑塊與滑杆端部的復位彈簧，以及推動滑塊相對滑杆滑動的擊打動力機構。優選的，所述行走機構包括樞接於底座的兩隻所述驅動輪以及兩隻定向輪，所述兩隻驅動輪分別獨立地與減速器以及直流電機連接。所述旋轉機構還包括固定在底座上的固定板，與底座以及固定板轉動連接的轉軸，所述底板通過深溝球軸承轉動支撐在固定板上並與轉軸固定連接。所述旋轉動力機構包括電機以及連接在電機與轉軸之間的同步帶。所述兩根線性推桿的殼體底部均固定在底板上，其中一根線性推桿的推桿頂部與頂板轉動連接，另一根線性推桿的推桿頂部與一連接板轉動連接，所述連接板上固定有第一滑軌，所述第一滑軌上滑動設置有第一滑塊，所述頂板還與第一滑塊轉動連接。所述升降機構還包括轉動連接在頂板底部的平衡支撐杆，所述平衡支撐杆滑動穿設在通過支架固定在底板的平衡板上。支撐杆以及一根線性推桿同軸地轉動連接在所述頂板上。所述擊打動力機構包括固定在頂板上的立杆，轉動連接在立杆上的榔頭，設置在立杆上的電離合器，所述電離合器包括能夠分離的軸，所述榔頭與軸固定；擊打動力機構還包括固定在頂板上的電機，以及連接在電機與電離合器之間的皮帶。本發明具有以下優點通過行走機構、旋轉機構、升降機構、擊打機構以及控制機構的設置，該機器人能夠完成自由行走，360度整圓旋轉，平穩升降、傾斜，快速擊球並復位等動作，如撞球運動參與者一樣，滿足撞球運動所需要的各種運動形式。該機器人填補了現有技術的空白，不僅能與人對戰，還能實施教學，是一臺非常具有實用價值的機器人。
通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其它目的、特徵和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。並未刻意按實際尺寸等比例縮放繪製附圖，重點在於示出本發明的主旨。圖1是一種撞球機器人的整體結構主視圖；圖2是圖1的右側視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明。實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。參見圖1、圖2所示的撞球機器人的結構圖，該撞球機器人包括行走機構、旋轉機構、升降機構、擊打機構，控制機構。以下將對各個機構進行詳細描述。行走機構，用於完成機器人的直走與轉向。它包括底座1，以及樞接於底座1的兩隻前輪51以及兩隻後輪50。所述前輪51為定向輪，所述後輪50為驅動輪，帶有減速器及直流電機，直流電機通過齒輪驅動後輪50旋轉，減速器用於控制後輪50轉速的變化。當直流電機正轉或者反轉時可以實現機器人的前進和後退；當減速器控制兩隻後輪50產生速度差時，即使得機器人整體實現轉向的目的。旋轉機構，包括與底座1轉動連接的底板9，所述底板9通過直流電機與同步帶等實現相對底座1的轉動。具體而言，所述底座1上固定有起支撐作用的固定板3，與底座1 以及固定板3轉動連接的轉軸7，所述底板9與轉軸7固定連接，且底板9通過深溝球軸承 6轉動支撐在固定板3上。所述底座1上固定有電機，所述電機與轉軸7之間通過同步帶 16連接，當電機正轉或者反轉的時候，通過同步帶16以及轉軸7可以帶動底板9的轉動，進而帶動底板9之上整個機械和底板9 一同進行轉動，整個底板9可以實現360度的整圓旋轉，使得機器人具有更大的工作範圍。升降機構，包括兩根線性推桿20，兩根線性推桿20的殼體底部均固定在底板9上， 其中一根線性推桿20的推桿頂部與一頂板四轉動連接，另一根線性推桿20的推桿頂部與一連接板23轉動連接。所述連接板23上固定有第一滑軌沈，所述第一滑軌沈上滑動設置有第一滑塊25，所述頂板四還與第一滑塊25轉動連接。當兩根線性推桿20同時伸長或者縮短時，可以控制頂板四以及機器人的上半部分上升或者下降，採用前後雙推桿的方式，使得機器人在上升或者下降時能夠有很好的穩定性。當兩根線性推桿20的長度存在差異時，第一滑塊25在第一滑軌沈上滑動，從而使得頂板四以及機器人的上半部分相對底座1產生傾斜角度，例如使得當圖1中右側推桿20比左側推桿20高時，頂板四能夠取得一個角度，這時使得球桿47也取得一個擊球角度，使之能夠更好的擊球。該機器人能適應較大的高度尺寸範圍，在不同的高度進行工作，並且具有很好的穩定性，保證機器人能平穩地完成各個指令。本實施例中還特別設計了平衡支撐杆24 (參見圖幻，所述平衡支撐杆M 轉動連接在頂板四的底部，並且滑動穿設在一塊通過支架固定在底板9的平衡板上。所述支撐杆M以及圖1中位於右側的線性推桿20同軸地轉動連接在所述頂板四上。擊打機構，設置在所述頂板四上。所述擊打機構包括由第二滑杆45以及第二滑塊27組成的滑塊機構，第二滑塊27安裝了用於固定球桿47的託架，這樣球桿便可以通過第二滑塊27的帶動來前後移動。第二滑杆45的端部與第二滑塊27之間設置有彈簧48，所述彈簧48套設在所述第二滑杆45上。當球桿47擊打球後，彈簧47通過自身彈力的回覆可推動第二滑塊27以及球桿47回到原位。所述頂板四上固定有立杆32，立杆32上轉動設置有榔頭41 ；所述頂板四上安裝固定有一個高速電機36，高速電機36通過皮帶37連接到一個電離合器33，進而帶動可分離地連接在電離合器33上的軸，榔頭41即與該軸固定。 當電離合器33通電時，軸轉動，帶動固定在軸上的榔頭41升高，當電離合器33斷電時，榔頭41在重力作用下，逆時針轉動，進而擊打球桿47。調整電離合器33的通電時間，即軸的轉動時間可以控制榔頭41的高低，從而來控制擊球力的大小。以上各個機構均與控制機構連接，並由控制機構實現控制，實現機器人的整體前行，轉彎，停止，旋轉，升降，擊打等動作，控制機構可以為單片機。本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定權利要求，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。
權利要求
1.一種撞球機器人，其特徵在於包括行走機構、旋轉機構、升降機構、擊打機構以及與前述各機構連接的控制機構；所述行走機構包括底座以及連接於底座的驅動輪；所述旋轉機構包括與底座轉動連接的底板，以及驅動底板相對於底座轉動的旋轉動力機構；所述升降機構包括頂板，以及連接在頂板與底板之間的兩根線性推桿，兩根線性推桿分別被獨立驅動；所述擊打機構包括固定在頂板上的滑杆，滑動設置在滑杆上的滑塊，固定在滑塊上的球桿，連接在滑塊與滑杆端部的復位彈簧，以及推動滑塊相對滑杆滑動的擊打動力機構。
2.如權利要求1所述的撞球機器人，其特徵在於所述行走機構包括樞接於底座的兩隻所述驅動輪以及兩隻定向輪，所述兩隻驅動輪分別獨立地與減速器以及直流電機連接。
3.如權利要求1所述的撞球機器人，其特徵在於所述旋轉機構還包括固定在底座上的固定板，與底座以及固定板轉動連接的轉軸，所述底板通過深溝球軸承轉動支撐在固定板上並與轉軸固定連接。
4.如權利要求3所述的撞球機器人，其特徵在於所述旋轉動力機構包括電機以及連接在電機與轉軸之間的同步帶。
5.如權利要求1所述的撞球機器人，其特徵在於所述兩根線性推桿的殼體底部均固定在底板上，其中一根線性推桿的推桿頂部與頂板轉動連接，另一根線性推桿的推桿頂部與一連接板轉動連接，所述連接板上固定有第一滑軌，所述第一滑軌上滑動設置有第一滑塊，所述頂板還與第一滑塊轉動連接。
6.如權利要求5所述的撞球機器人，其特徵在於所述升降機構還包括轉動連接在頂板底部的平衡支撐杆，所述平衡支撐杆滑動穿設在通過支架固定在底板的平衡板上。
7.如權利要求6所述的撞球機器人，其特徵在於支所述撐杆以及一根線性推桿同軸地轉動連接在所述頂板上。
8.如權利要求1所述的撞球機器人，其特徵在於所述擊打動力機構包括固定在頂板上的立杆，轉動連接在立杆上的榔頭，設置在立杆上的電離合器，所述電離合器包括能夠分離的軸，所述榔頭與軸固定；擊打動力機構還包括固定在頂板上的電機，以及連接在電機與電離合器之間的皮帶。
全文摘要
本發明公開了一種撞球機器人，包括行走機構、旋轉機構、升降機構、擊打機構以及與前述各機構連接的控制機構；所述行走機構包括底座以及連接於底座的驅動輪；所述旋轉機構包括與底座轉動連接的底板，以及驅動底板相對於底座轉動的旋轉動力機構；所述升降機構包括頂板，以及連接在頂板與底板之間的兩根線性推桿，兩根線性推桿分別被獨立驅動；所述擊打機構包括固定在頂板上的滑杆，滑動設置在滑杆上的滑塊，固定在滑塊上的球桿，連接在滑塊與滑杆端部的復位彈簧，以及推動滑塊相對滑杆滑動的擊打動力機構。該機器人能夠完成自由行走，360度整圓旋轉，平穩升降、傾斜，快速擊球並復位等動作，滿足撞球運動所需要的各種運動形式，有趣、實用。
文檔編號A63H13/04GK102416266SQ20111031258
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月14日 優先權日2011年10月14日
發明者劉公羽, 楊吉賢, 王夏駿, 辛紹傑 申請人:上海電機學院