全自主足球機器人踢球機構的製作方法
2023-06-01 20:48:46 2
專利名稱：全自主足球機器人踢球機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種全自主足球機器人踢球機構，可用於足球機器人參與足球機器人世界盃賽，也可應用於其它機器人娛樂項目。屬於機械技術領域。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的踢球機構主要包括曲柄滑塊機構、擊球板機構、卡鉤機構。曲柄滑塊機構以滑塊與擊球板機構相連接，卡鉤機構在機構上並不與兩者直接相連。曲柄滑塊機構、擊球板機構、卡鉤機構各自有自己的支架固定於底板。本發明的踢球機構通過電機驅動曲柄滑塊機構，帶動擊球板機構使其上的彈簧被壓縮，彈簧被壓縮到一定程度時，擊球板機構上的橫梁被卡鉤機構的卡板卡住，此時電機停轉，整個機構就處於蓄能狀態。當需要踢球時，電機轉動，讓曲柄滑塊機構上的輔圓盤下壓卡鉤機構上的卡鉤橫梁，使卡板鬆脫擊球板機構上的橫梁，彈簧瞬間釋放能量，從而快速踢球。之後電機轉動完成下次的蓄能，從而完成一個周期。
本發明的曲柄滑塊機構包括滑塊、滑槽、輔圓盤、連接輔圓盤的短橫梁、主圓盤、副圓盤、調心軸承、連軸器、及支架。滑塊和滑槽相連接，連接輔圓盤的短橫梁穿過滑槽，同時又連接主圓盤、副圓盤和兩個輔圓盤；主圓盤、副圓盤與兩個調心軸承之間各用以軸相連接，其中連接主圓盤的軸由連軸器與電機的軸相連。
擊球板機構包括前擊球板、後擊球板、橫梁、橫梁懸架、小套筒、套筒、直線軸承、直杆、彈簧、中間支架。前擊球板與後擊球板之間用雙面膠粘接。滑塊的一端和兩個直杆通過小套筒與後擊球板相連，兩個直杆的另一端與橫梁用橫梁懸架連接。直杆的中間套有直線軸承，直線軸承固定在支架上。其中滑塊上套有套筒，套筒則緊貼在支架上。
卡鉤機構包括階梯形的卡鉤和它上面三角形的卡板、卡鉤橫梁、卡鉤支架、拉簧。卡鉤固定在卡鉤支架上，卡鉤的一端以拉簧下拉，使卡鉤處於上翹的位置，卡鉤支架用於與底板連接，卡鉤橫梁穿在卡鉤之間。
曲柄滑塊機構以滑塊與擊球板機構相連接，卡鉤機構在機構上並不與兩者直接連。三者各自有自己的支架固定於底板。
電機通過連軸器直接驅動主圓盤轉動，主圓盤通過短橫梁帶動滑槽運動從而使滑塊朝右移動，這樣擊球板機構的彈簧被壓縮，當彈簧被壓縮一定程度直到橫梁被卡鉤機構的卡板卡住時，限位片剛好使限位開關接受到信號讓電機停轉，完成機構的蓄能步驟。當需要踢球時，電機轉動驅動主圓盤，帶動輔圓盤轉到機構的右側下壓卡鉤橫梁，使橫梁鬆脫卡板，彈簧瞬間釋放能量從而快速踢球。之後電機轉動完成下次的蓄能從而完成一個周期。由於電機轉速高，整個周期非常短，可以實現連續蓄能，連續踢球。
本發明具有實質性特點和顯著進步，曲柄滑塊機構帶輔圓盤而具有的凸輪功能使彈簧蓄能和踢球可按需要隨時隨地控制踢球，蓄能很快，踢球周期短，踢球力量大，這幾點在全自主足球機器人比賽中具有很大的優點。本機構又具有機構簡單、清晰、靈巧的特點，易於實現，也可用於其它機器人。
圖1中，小套筒1、前擊球板2、後擊球板3、彈簧4、直杆5、中間支架6、套筒7、直線軸承8、卡鉤支架9、卡鉤10、支架11、主圓盤12、連軸器13、調心軸承14、卡鉤橫梁15、副圓盤16、輔圓盤17、短橫梁18、滑槽19、橫梁20、橫梁懸架21、滑塊22、卡板23、拉簧24、限位片25。
圖2為本發明的卡鉤機構示意圖。
圖2中，卡鉤支架9、卡鉤10、卡鉤橫梁15。
圖3為本發明卡鉤部分俯視及工作示意3中，卡鉤支架9、卡鉤10、主圓盤12、副圓盤16、輔圓盤17、橫梁20、卡板23、拉簧24。a、b、c為橫梁20在工作中的三個位置以及輔圓盤17的三個對應位置。
本發明踢球機構主要包括曲柄滑塊機構、擊球板機構和卡鉤機構，其連接方式如圖1所示。其中，曲柄滑塊機構包括滑塊22、滑槽19、輔圓盤17、連接輔圓盤的短橫梁18、主圓盤12、副圓盤16、調心軸承14、連軸器13、及支架11。滑塊22和滑槽19相連接，連接輔圓盤的短橫梁18穿過滑槽19，同時又連接主圓盤12、副圓盤16和兩個輔圓盤17；主圓盤12、副圓盤16與兩個調心軸承14之間各用一軸相連接，其中連接主圓盤12的軸由連軸器13與電機的軸相連。擊球板機構包括前擊球板2、後擊球板3、橫梁20、橫梁懸架21、小套筒1、套筒7、直線軸承8、直杆5、彈簧4、中間支架6。前擊球板2與後擊球板3之間用雙面膠粘接。滑塊22的一端和兩個直杆5通過小套筒1與後擊球板3相連，兩個直杆5的另一端與橫梁20用橫梁懸架21連接。直杆5的中間套有直線軸承8，直線軸承8固定在支架6上。其中滑塊22上套有套筒7，套筒7則緊貼在支架6上。曲柄滑塊機構以滑塊22與擊球板機構相連接，卡鉤機構並不與曲柄滑塊機構、擊球板機構直接相連，三個機構通過各自的支架固定在底板上。
圖2是本發明卡鉤機構示意圖，為便於了解整個機構而從圖1分離出來。卡鉤機構包括卡鉤10、卡鉤橫梁15、卡鉤支架9、卡板23、拉簧24。卡鉤10固定在卡鉤支架9上，卡鉤10的一端用拉簧24下拉，使卡鉤10處於上翹位置，讓卡板23準備卡住橫梁20。
圖3是本發明卡鉤機構俯視及工作示意圖，其中包括橫梁20及它在工作中的三個位置a、b、c，主圓盤12、副圓盤16、輔圓盤17及它的三個位置a、b、c，卡鉤橫梁15、卡鉤10、卡板23、卡鉤支架9、拉簧24。其工作過程為輔圓盤17處於a位置時，橫梁20處於對應的a位置，電機轉動帶動主圓盤12、副圓盤16使輔圓盤17轉到b位置，這時橫梁20也移動到它的b位置，當輔圓盤17轉到c位置時，橫梁20移到它的c位置剛好被卡板23卡住，此時電機停轉；要踢球時，轉動電機使輔圓盤17下壓卡鉤橫梁15，橫梁20鬆脫卡板23從而快速回到a位置，完成一個周期。
如圖1、圖2所示，副圓盤16和主圓盤12相對於滑槽19是一個對稱機構，可防止整個機構運轉時偏心運動。另外副圓盤16朝外的軸上接有限位片25，用於觸發限位開關，可對整個機構進行控制。電機通過連軸器13直接驅動主圓盤12轉動，主圓盤12通過短橫梁18帶動滑槽19運動從而使滑塊22朝右移動，這樣擊球板機構的彈簧4被壓縮，當彈簧4被壓縮一定程度直到橫梁20被卡鉤機構的卡板23卡住時，限位片25剛好使限位開關接受到信號讓電機停轉，完成機構的蓄能步驟。當需要踢球時，電機轉動驅動主圓盤12，從而帶動輔圓盤17轉到機構的右側，下壓卡鉤橫梁15使橫梁20鬆脫卡板23，彈簧4瞬間釋放能量從而快速踢球，由於電機此時轉向同擊球板2移動方向相同，不會造成能量消耗。之後電機轉動完成下次的蓄能從而完成一個周期。由於電機轉速高，整個周期非常短，可以實現連續蓄能，連續踢球。
權利要求
1.一種全自主足球機器人踢球機構，其特徵在於主要包括曲柄滑塊機構、擊球板機構、卡鉤機構，其中，曲柄滑塊機構包括滑塊(22)、滑槽(19)、輔圓盤(17)、連接輔圓盤的短橫梁(18)、主圓盤(12)、副圓盤(16)、調心軸承(14)、連軸器(13)、及支架(11)，滑塊(22)和滑槽(19)相連接，連接輔圓盤的短橫梁(18)穿過滑槽(19)，同時又連接主圓盤(12)、副圓盤(16)和兩個輔圓盤(17)，主圓盤(12)、副圓盤(16)與兩個調心軸承(14)之間各用一軸相連接，其中連接主圓盤(12)的軸由連軸器(13)與電機的軸相連；擊球板機構包括前擊球板(2)、後擊球板(3)、橫梁(20)、橫梁懸架(21)、小套筒(1)、套筒(7)、直線軸承(8)、直杆(5)、彈簧(4)、中間支架(6)，前擊球板(2)與後擊球板(3)粘接，滑塊(22)的一端和兩個直杆(5)通過小套筒(1)與後擊球板(3)相連，兩個直杆(5)的另一端與橫梁(20)用橫梁懸架(21)連接，直杆(5)的中間套有直線軸承(8)，直線軸承(8)固定在支架(6)上，滑塊(22)上套有套筒(7)，套筒(7)緊貼在支架(6)上；卡鉤機構包括卡鉤(10)、卡鉤橫梁(15)、卡鉤支架(9)、卡板(23)、拉簧(24)，卡鉤(10)固定在卡鉤支架(9)上，卡鉤(10)的一端用拉簧(24)下拉，使卡鉤(10)處於上翹位置，曲柄滑塊機構以滑塊(22)與擊球板機構相連接，曲柄滑塊機構、擊球板機構、卡鉤機構通過各自的支架固定於底板。
全文摘要
本發明涉及一種全自主足球機器人踢球機構，主要包括曲柄滑塊機構、擊球板機構、卡鉤機構三部分，通過各自的支架固定於底板上，曲柄滑塊機構以滑塊與擊球板機構相連接。電機驅動曲柄滑塊機構，帶動擊球板機構使其上的彈簧被壓縮，彈簧被壓縮到一定程度時擊球板機構上的橫梁被卡鉤機構的卡板卡住，電機停轉使整個機構處於蓄能狀態。當需要踢球時，電機轉動，讓曲柄滑塊機構上的輔圓盤下壓卡鉤機構上的卡鉤橫梁，使卡板鬆脫擊球板機構上的橫梁，彈簧瞬間釋放能量，從而快速踢球，之後電機轉動完成下次的蓄能從而完成一個周期。由於電機轉速高，整個周期非常短，可實現連續蓄能，連續踢球。
文檔編號B25J11/00GK1438058SQ03116019
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月27日 優先權日2003年3月27日
發明者曹其新, 李彥之, 付莊, 繆壽洪 申請人:上海交通大學