手控拾射球機器人的製作方法

2023-05-31 05:43:31 1

專利名稱：手控拾射球機器人的製作方法
技術領域：
本發明手控拾射球機器人屬於運動、娛樂型器材領域，它可在人的控制下自動完成行走、拾球、傳球、射球功能。
背景技術：
在現在的社會中，機器人的應用領域越來越廣泛，已經從最初的單純的工業領域發展到了幾乎所有的領域。尤其在運動、娛樂領域，隨著人們精神生活質量的提高，而得到了迅速的發展。其中，以機器人和球相結合的運動最為鼎盛。機器人要完成的動作一般是把球送到某一固定的地方，球可事先裝入機器人的球倉內，也可讓機器人自己到球庫取球。這些機器人可以是自動的，也可以是手動的。應用在球類的自主取球，射球的娛樂機器人，一般要有拾球機構、送球機構、射球機構。現在大多數己公開的機器人設計，只有這三個方面的一種或者兩種，還沒有把這三者結合起來的產品。檢索已公開的相關機器人專利，比較接近的設計有1、桌球收球機-ZL專利號92232824.2，本實用新型公開了一種桌球收球機。該收球機是利用落地主輪傳動或馬達帶動扇葉轉動，在推行中攬入機殼下的桌球，經斜面板拋入機殼後的抽屜式裝球盒。操縱方便，提高場館內收球效率，減輕工作人員勞動強度，但是沒有發球等其他功能。
2、兩用拾球器-ZL專利號97230689.7，涉及一種球類遊戲與訓練用的附屬設備，包括集球筒、手柄、彈片。收球機構採用風扇葉片和彈簧片；前者太複雜，並且不易更改尺寸以適應不同的球類；後者過於簡單，只能手動實現，效率低，不易實現自動化。
3、一種升球裝置-ZL專利號00200998.6，它具有若干根縱向安置的曲線形導軌及相同數量的V型輪，導軌由曲線形託架及固定在託架上的耐磨條組成。導軌兩側裝有相同形狀的耐磨帶。其中的升球機構，靠的是V型輪和挺杆來逐步升球，結構比較複雜，並且升球不連續，不能隨意的控制升球的啟動和停止；也沒有其他功能。
上述的發明專利中，綜合起來還沒有一種發明專利是集行走，收球，儲球、傳球，射球功能為一體，並且可以連續的實現所有的功能。

發明內容
本發明的目的是發明一種集行走，收球，儲球、傳球，射球功能於一體的機器人。它可以在人或者程序的控制下自動的行走，把散落在地上的球收起來，儲存、傳送、射球機構的射球處，射向指定的地點。機器人的整個運動過程靈活、可控。其中，收球機構為捲筒式，可以迅速、穩定的收拾運動場館的散落的球，減緩人的勞動；帶傳動升球機構可以方便的提升各種球，升球的過程可由程序和人隨意控制；射球機構依靠兩個輥子的轉動，來擠壓球，實現射球運動。整個機器人能靈活的完成上述的所有的動作，可在訓練或娛樂中使用，寓教於樂。
本發明的技術方案為一種手控拾射球機器人由機器人車體機構，儲球底倉，升球機構，控制機構組成，還具有拾球機構、撥球機構、射球機構和送球機構，見附圖1、2、3。其中1)、機器人車體機構由安裝在多邊形底盤9上的兩個驅動電機和減速箱6、兩個主動車輪7、萬向腳輪10、底倉3、梯形車體支架13組成；2)、拾球機構由安裝在多邊形儲球底倉前端的拾球電機11，拾球捲筒1，拾球擋板2組成。拾球電機11固結在底盤的前端，拾球電機11的輸出軸和拾球捲筒軸1的一端固結在一起。拾球捲筒軸1的另一端上裝有軸承，軸承裝在帶有法蘭盤的支架39中，支架固定在多邊形底盤9上，拾球捲筒軸1的外經上纏有一圈摩擦係數大的軟質材料。圓弧形拾球擋板2固定在多邊形底盤9上。呈多邊形的儲球底倉3安裝在底盤9中部；3)、撥球機構是由撥球電機35，撥球轉盤36做成。轉盤和電機的輸出軸連接在一起，可轉動，撥球電機35由固定架34固定在升球機構的入球口。
4)、固定在機器人底盤9後部的升球機構由升球電機26，升球擋板22，傳送帶23，主動輥子25，從動輥子21，固定架24組成。主動輥子25和升球電機26的輸出軸固結在一起，並和升球電機26一起固定在固定架24的上方。和主動輥子25的軸線平行的從動輥子21固定在固定架24的下方，傳送帶23安裝在主動輥子25和從動輥子21上。固定架24的頂端用角形鋁板42固定在機器人梯形車體支架13上後部，固定架24的底端用鋁板40固定在機器人底盤9的後部。整個拾球機構和水平面成一定的斜角安裝。半圓形的升球擋板22用鋁條41固定在固定架24上。
5)、固定在機器人梯形車體支架13上部的射球機構由射球殼體，射球驅動電機14，減速箱19，角鋁12，射球輥子17，圓弧狀球道30組成。射球殼體由上板44、下板45、四個支撐杆29固定連接成框架結構。兩個射球輥子17安裝在兩個輥子軸28上，而兩個輥子軸28安裝在上板44和下板45之間；上板44和下板45上分別開有圓槽孔A，用於調整兩個輥子軸28之間的距離；驅動電機14和減速箱19固連在一塊。減速箱19用支撐架31和射球殼體的下板45固定在一起。減速箱的兩個輸出軸和兩個輥子軸28連接在一起，帶動兩個射球輥子17轉動；用沉頭螺釘43把圓弧狀球道30固結在兩個輥子的中間下部空間角鐵12上。射球機構固定在機器人梯形車體支架13的頂端，整個射球機構用兩個合葉27，調整兩組螺母20相對螺栓16的高度，控制整個射球機構仰角大小。
6)、送球機構是由固定在機器人梯形支架13頂端的送球電機5，送球撥板4，角鋁板32，固定螺釘33組成。
本發明的效果是機器人在程序或者由人控制的遙控器的控制之下，可以自主的行走，可在任意地方拾球，並通過升球機構送到射球機構處，以任意的角度拋射到任意的地方。這個過程可自動化控制，節省了人力，提高了工作效率。通過調整兩個射球輥子間的距離，可拋射任何種球，並且可以實現自動化。


附圖1-手控拾射球機器人俯視圖，附圖2-手控拾射球機器人主視圖，附圖3-手控拾射球機器人側視圖，附圖4-手控拾射球機器人射球機構和送球機構結構圖。其中1-拾球捲筒，2-拾球擋板，3-儲球底倉，4-送球撥板，5-送球電機，6-驅動電機和減速箱，7-主動車輪，8-升球支架，9-車底盤，10-萬向腳輪，11拾球電機，12-角鋁，13-梯形車體支架，14-射球電機，15-鉚釘，16-螺栓，17-射球輥子，18-同步帶，19-減速箱，20-螺母，21-從動輥子，22-升球擋板，23-傳送帶，24-固定架，25-主動輥子，26-升球電機，27-合葉，28-輥子軸，29-支撐杆，30-球道，31-支撐架，32-角鋁板，33-螺釘，34-固定架，35-撥球電機，36-撥球轉盤，37-球，38-角鋁，39-法蘭盤支架，40-鋁板，41-鋁條，42-角形板鋁，43-沉頭螺釘，44-上板，45-下板， A-圓槽孔。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明本發明的
具體實施例方式機器人的行走採用兩個直流電機經減速箱6分別驅動兩個主動車輪前進、後退、轉向。可分別以任意速度驅動各自的驅動車輪7，依據兩個驅動輪的轉速差，可以讓機器人向左或者向右轉動任意的角度。當兩個電機的轉動方向相反時，就可以實現原地轉向。所以，機器人可隨意直行、轉向，方便靈活。
當機器人行走到散落在地上的球前時，啟動拾球電機11，電機開始旋轉，帶動拾球捲筒1旋轉，當機器人繼續前進時，拾球捲筒1接觸球，靠摩擦力把球向自己的旋轉方向捲動。球滾上和地面成一定角度的拾球擋板2，當球滾到拾球擋板2的最頂端時，球落入機器人儲球底倉3中。由於儲球底倉向後傾斜，球37會自動向下滾去；用鉚釘15將儲球底倉3固接到車底板9上。當大量的球被拾起時，球在升球機構8的入球口處容易堵塞，由送球電機5帶動送球撥板4旋轉，撥動球轉動，使得堵塞情況消除。球進入升球機構II的入球口後，和傳送帶23接觸。傳送帶隨著主動輥子25的轉動而轉動，帶動球在升球擋板22裡滾動。這樣，球就被升到升球機構II的頂部。
當球被升到升球機構II的頂部，靠自重落在射球機構的球道30中。此時，射球電機14帶動一對射球輥子17做高速旋轉，兩個輥子的轉動方向相反。當調整好兩組螺母20相對螺栓16的高度，就控制了整個射球機構仰角大小，送球撥盤4在送球電機5的驅動下，把球送到射球機構的兩個輥子17中間。兩個輥子17做高速旋轉，靠摩擦力使球以很大的速度射出。調節電機的電壓，可以調節輥子的轉速，可以得到不同的拋物線，得到不同的旋轉力度；調節控制仰角機構，可調節射球機構的仰角，得到不同的拋物線軌跡，可射出不同高度的球。是一種集行走，收球，儲球、傳球，射球功能於一體的機器人。它可以在人或者程序的控制下自動的行走，把散落在地上的球收起來，儲存、傳送、射球機構的射球處，射向指定的地點。機器人的整個運動過程靈活、可控，可在訓練或娛樂中使用。
權利要求
1.一種手控拾射球機器人由機器人車體機構，儲球底倉，升球機構，控制機構組成，其特徵是還具有拾球機構、撥球機構、射球機構和送球機構；其中1)、機器人車體機構由安裝在多邊形底盤(9)上的兩個驅動電機和減速箱(6)、兩個主動車輪(7)、萬向腳輪(10)、底倉(3)、梯形車體支架(13)組成；2)、拾球機構由安裝在多邊形儲球底倉前端的拾球電機(11)，拾球捲筒(1)，拾球擋板(2)組成。拾球電機(11)固結在底盤的前端，拾球電機(11)的輸出軸和拾球捲筒軸(1)的一端固結在一起。拾球捲筒軸(1)的另一端上裝有軸承，軸承裝在帶有法蘭盤的支架(39)中，支架固定在多邊形底盤(9)上，拾球捲筒軸(1)的外經上纏有一圈摩擦係數大的軟質材料。圓弧形拾球擋板(2)固定在多邊形底盤(9)上。呈多邊形的儲球底倉(3)安裝在底盤(9)中部；3)、撥球機構是由撥球電機(35)，撥球轉盤(36)做成。轉盤和電機的輸出軸連接在一起，可轉動，撥球電機(35)由固定架(34)固定在升球機構的入球口。4)、固定在機器人底盤9後部的升球機構由升球電機(26)，升球擋板(22)，傳送帶(23)，主動輥子(25)，從動輥子(21)，固定架(24)組成。主動輥子(25)和升球電機(26)的輸出軸固結在一起，並和升球電機(26)一起固定在固定架(24)的上方。和主動輥子(25)的軸線平行的從動輥子(21)固定在固定架(24)的下方，傳送帶(23)安裝在主動輥子(25)和從動輥子(21)上。固定架(24)的頂端用角形鋁板(42)固定在機器人梯形車體支架(13)上後部，固定架(24)的底端用鋁板(40)固定在機器人底盤(9)的後部。整個拾球機構和水平面成一定的斜角安裝。半圓形的升球擋板(22)用鋁條(41)固定在固定架(24)上。5)、固定在機器人梯形車體支架(13)上部的拋球機構由射球殼體，射球驅動電機(14)，減速箱(19)，角鋁(12)，射球輥子(17)，圓弧狀球道(30)組成。射球殼體由上板(44)、下板(45)、四個支撐杆(29)固定連接成框架結構。兩個射球輥子(17)安裝在兩個輥子軸(28)上，而兩個輥子軸(28)安裝在上板(44)和下板(45)之間；上板(44)和下板(45)上分別開有圓槽孔A，用於調整兩個輥子軸(28)之間的距離；驅動電機(14)和減速箱(19)固連在一塊。減速箱(19)用支撐架(31)和射球殼體的下板(45)固定在一起。減速箱的兩個輸出軸和兩個輥子軸(28)連接在一起，帶動兩個射球輥子(17)轉動；用沉頭螺釘(43)把圓弧狀球道(30)固結在兩個輥子的中間下部空間角鐵(12)上。射球機構固定在機器人梯形車體支架(13)的頂端，整個射球機構用兩個合葉(27)，調整兩組螺母(20)相對螺栓(16)的高度，控制整個射球機構仰角大小。6)、送球機構是由固定在機器人梯形支架(13)頂端的送球電機(5)，送球撥板(4)，角鋁板(32)，固定螺釘(33)組成。
全文摘要
本發明手控拾射球機器人屬於運動、娛樂型器材領域。手控拾射球機器人由機器人車體機構，儲球底倉，升球機構，控制機構組成，其特點是還具有拾球機構、撥球機構、射球機構和送球機構；機器人車體機構由安裝在多邊形底盤上的兩個驅動電機和減速箱、兩個主動車輪、萬向腳輪、底倉、梯形車體支架組成；拾球機構由安裝在多邊形儲球底倉前端的拾球電機，拾球捲筒，拾球擋板組成。是一種集行走，收球，儲球、傳球，射球功能於一體的機器人。它可以在人或者程序的控制下自動的行走，把散落在地上的球收起來，儲存、傳送、射球機構的射球處，射向指定的地點。機器人的整個運動過程靈活、可控。
文檔編號A63B69/40GK1589934SQ03133758
公開日2005年3月9日 申請日期2003年7月18日 優先權日2003年7月18日
發明者關慧貞, 趙鵬飛, 劉大維, 楊鵬, 吳勝龍, 李冬光, 高英明, 魏永, 劉贊, 趙勇 申請人:大連理工大學