移動式羽毛球發球機器人的製作方法
2023-05-31 06:11:06 2
本發明屬於羽毛球發球機器人技術領域，尤其涉及一種通過三輪全向輪底盤作為移動平臺，四桿機構作為擊球機構的人移動式羽毛球發球機器人。
背景技術：
隨著社會的發展，人們生活水平的提高，越來越多的人開始進行體育鍛鍊。羽毛球運動成為了一項很熱門的運動項目。可作為替補隊員與人進行對打的羽毛球機器人越來越受到大眾的青睞，從而解決了沒有陪練的苦惱。
由於揮拍機器人對機械臂的要求精度高，使得現有技術的羽毛球機器人結構複雜，靈活性不強，不能夠滿足實時的羽毛球人機對戰要求。中國專利公開號CN205683546U，公開日期2016年11月16日，名稱為「結構改進的羽毛球自動發球機」 存在著結構複雜，發球點不固定，會出現回球等缺點。中國專利公開號CN105963949A，公開日期2016年09月28日，名稱為「一種羽毛球發球訓練器」 採用多個彈射裝置，發球力度不好控制。
技術實現要素：
為了解決傳統揮拍機器人機械臂複雜性的缺陷，本發明提供一種移動式羽毛球發球機器人。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：
一種移動式羽毛球發球機器人，包括機架、設置在機架上端的夾球機構、設置在夾球機構下方的擊球機構、設置在機架下端的全向輪底盤，所述夾球機構釋放羽毛球後擊球機構驅動球拍垂直轉動擊打羽毛球。
進一步，所述夾球機構包括一對對稱的帶有圓弧形結構的球夾、直線電機、電機支架、底架、夾板、裝球架，所述球夾連接直線電機的轉軸，直線電機控制球夾的打開或關閉實現對羽毛球的夾持和釋放，直線電機固定在電機支架上，電機支架上固定在裝球架上，該裝球架中間開口，所述球夾夾持的羽毛球位於所述開口上方，羽毛球能從該開口落下到球拍上，裝球架通過夾板固定在底架上以增強穩定性。
進一步，所述擊球機構包括套筒、氣缸支架、氣缸、支撐平臺、U形支撐件A、U形支撐件B；所述氣缸固定在氣缸支架上，氣缸支架、U形支撐件A固定在支撐平臺上，U形支撐件B固定在氣缸的活塞杆一端；所述套筒靠近球拍一側與U形支撐件A轉動連接，套筒尾端與U形支撐件B轉動連接，即氣缸、活塞杆、連接在套筒上的球拍和U形支撐件A組成了一個四桿機構，當活塞杆向上拉時，球拍向下運動，當活塞杆向下壓時，球拍向上運動，實現對從夾球機構上落下的羽毛球的擊打。
進一步，全向輪底盤包括三個全向輪總成，全向輪總成包括聯軸器、減速器、編碼器、電機、驅動器、M型構件、全向輪；所述減速器和全向輪設置在M型構件兩側，聯軸器設置在M型構件內，實現對減速器和全向輪的支撐；減速器和全向輪通過聯軸器同軸連接，電機與減速器同軸連接，驅動器連接電機。
進一步，三個全向輪總成之間的夾角為120°。
本發明採用三輪全向輪底盤作為移動平臺，四桿機構作為擊球機構，機構簡單，運動平穩。
附圖說明
圖1為本發明移動式羽毛球發球機器人的總體結構示意圖；
圖2為本發明移動式羽毛球發球機器人的夾球機構結構示意圖；
圖3為本發明移動式羽毛球發球機器人的擊球機構結構示意圖；
圖4為本發明移動式羽毛球發球機器人的全向輪底盤結構示意圖；
圖5為本發明移動式羽毛球發球機器人的全向輪結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
如圖1所示，本發明提供一種移動式羽毛球發球機器人，包括機架3、設置在機架3上端的夾球機構1、設置在夾球機構1下方的擊球機構2、設置在機架3下端的全向輪底盤4，所述夾球機構1釋放羽毛球後擊球機構2驅動球拍垂直轉動擊打羽毛球。
如圖2所示，夾球機構包括一對對稱的帶有圓弧形結構的球夾11、直線電機12、電機支架13、底架14、夾板15、裝球架16，所述球夾11連接直線電機12的轉軸，直線電機12控制球夾11的打開或關閉實現對羽毛球的夾持和釋放，直線電機12固定在電機支架13上，電機支架13上固定在裝球架16上，該裝球架16中間開口，所述球夾11夾持的羽毛球位於所述開口上方，羽毛球能從該開口落下到球拍上，裝球架16通過夾板15固定在底架14上以增強穩定性。
如圖3所示，所述擊球機構2包括套筒22、氣缸支架26、氣缸27、支撐平臺28、U形支撐件A 29、U形支撐件B 30；所述氣缸27固定在氣缸支架26上，氣缸支架26、U形支撐件A 29固定在支撐平臺28上，U形支撐件B 30固定在活塞杆25一端；所述套筒22靠近球拍一側與U形支撐件A 29轉動連接，套筒22尾端與U形支撐件B 30轉動連接，氣缸27、活塞杆25、套筒22連接的羽毛球拍21和支撐件A 29組成了一個四桿機構，當活塞杆25向上拉時，羽毛球拍21向下運動，當活塞杆25向下壓時，羽毛球拍21向上運動，實現對從夾球機構上落下的羽毛球的擊打。
轉動連接具體可以通過以下結構實現：夾持圈A 23夾持在套筒22靠近球拍一側，夾持圈B 24夾持在套筒22尾端，夾持圈A 23、夾持圈B 24分別設有支撐臂，支撐臂設置在U形支撐件內，支撐臂、U形支撐件A 29、U形支撐件B 30的兩側分別設有軸承孔，銷軸穿過夾持圈的支撐臂和U形支撐件的軸承孔，實現轉動連接。
夾持圈A 23和夾持圈B 24可以由兩個半圈結構組成，兩個半圈結構通過螺栓固定連接實現對套筒22的夾持。
本發明也可以不採用夾持圈來夾持套筒22，直接在套筒22上設置兩個支撐臂，支撐臂、U形支撐件A 29、U形支撐件B 30的兩側分別設有軸承孔，支撐臂設置在U形支撐件內，銷軸穿過夾持圈和U形支撐件的軸承孔，實現轉動連接。
如圖4所示，全向輪底盤4包括三個全向輪總成41，42，43和支架44。三個全向輪總成41，42，43之間的夾角為120°。利用三個全向輪總成41、42、43的速度差來實現機器人向不同的方向移動。
如圖5所示，全向輪總成41，42，43包括聯軸器411、減速器412、編碼器413、電機414、驅動器415、M型構件416、全向輪417；所述減速器412和全向輪417設置在M型構件416兩側，聯軸器411設置在M型構件416內，實現對減速器412和全向輪417的支撐；減速器412和全向輪417通過聯軸器411同軸連接，電機414與減速器412同軸連接，電機414的扭矩和速度通過減速器412傳遞給全向輪417，驅動器415連接電機414驅動電機轉動，編碼器413測定電機414的轉速。