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一种基于双并联机构的台球机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及体育类机器人领域，具体的说是一种基于双并联机构的台球机器人，包括台球桌、第一并联机构、第二并联机构、回转台、回转电机、两个锁紧夹和球杆，所述的第一并联机构一端与台球桌相连，其另一端与第二并联机构顶端相连接，回转电机固定在第二并联机构底端，且回转电机主轴与回转台相连接，两个锁紧夹沿回转台的横向中心轴线分别固定在回转台上，球杆安置在两个锁紧夹上。本发明采用第一并联机构可实现本发明在台球桌上一平移两转动共三个自由度方向的空间运动的功能，且电动滑轨和电机作为控制源，简单便捷；采用第二并联机构可实现第二动平台在台球桌上三平移三转动共六个自由度方向的空间运动的功能，可快速转变方向和调整击球点。

Description

一种基于双并联机构的台球机器人
本申请为申请号2014103363774、申请日2014年07月16日、发明名称“一种基于双并联机构的台球机器人”的分案申请。
技术领域
本发明涉及体育类机器人领域，具体的说是一种基于双并联机构的台球机器人。
背景技术
台球是一项在国际上广泛流行的高雅室内体育运动，是一种用球杆在台上击球、依靠计算得分确定比赛胜负的室内娱乐体育项目。台球已发展成为多种多样，主要有中式八球、俄式落袋台球、英式落袋台球、开伦台球、美式落袋台球和斯诺克台球，其中斯诺克最为普遍，已成为一项比赛项目。
随着体育活动的广泛开展，人们对体育活动的兴趣追求也越来越大，同时，人们在体育活动方面的创新研究也如火如荼的正在进行。近几年，体育类机器人正在兴起，用自己动手制造的机器人来完成模拟的人类体育比赛，进行田径、游泳、射击等项目的较量，如网球机器人、射门机器人、乒乓机器人、击剑机器人和拳击机器人等。
但是，唯独在台球机器人方面的研究甚少，只有少数技术涉及台球机器人，专利号为201110312587.6的中国专利公布的台球机器人，该机器人能够完成360度旋转、行走、升降和击球等动作；专利号为201110312588.0的中国专利公布的台球机器人，该机器人能够模仿人类击球的动作，可进行人机对决。
本发明提出了一种基于双并联机构的台球机器人，其将并联机构的理论应用到台球机器人上，而且采用了双并联机构的模式，通过两个并联机构的配合，可实现该台球机器人完成各种动作的功能，且稳定高、灵活性强。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于双并联机构的台球机器人。
本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。
一种基于双并联机构的台球机器人，包括台球桌、第一并联机构、第二并联机构、回转台、回转电机、两个锁紧夹和球杆，所述的第一并联机构一端与台球桌相连，其另一端与第二并联机构顶端相连接；所述的回转电机固定在第二并联机构底端，且回转电机主轴与回转台相连接，且回转电机为正反转电机，通过采用正反转的回转电机可实现回转台的360度旋转，进而带动球杆在台球桌上的变换方向；所述的两个锁紧夹沿回转台的横向中心轴线分别固定在回转台上，球杆安置在两个锁紧夹上，通过锁紧夹不仅可以实现夹持球杆的功能，而且可以调节夹持球杆的位置。
进一步阐述本发明，所述的第一并联机构包括电动滑轨、耳座、电机、连杆、销轴和第一动平台；所述的电动滑轨、耳座、电机、连杆和销轴的数量均为四；所述的四个电动滑轨分别安装在台球桌四周，耳座固定在电动滑轨上，且耳座上设置有安装孔，电机主轴依次穿过耳座左侧板、连杆一端和耳座右侧板，且电机通过电机座固定在电动滑轨上，连杆另一端与第一动平台之间通过销轴相连接，且连杆两端均设置有通孔，通过第一并联机构可实现本发明在台球桌上一平移两转动共三个自由度方向的空间运动。
进一步阐述本发明，所述的第二并联机构包括上球铰、电动推杆、下球铰和第二动平台；所述的上球铰、电动推杆和下球铰的数量均为四；所述的电动推杆底端与第一动平台之间通过上球铰相连接，电动推杆顶端与第二动平台之间通过下球铰相连接，通过第二并联机构可实现第二动平台在台球桌上三平移三转动共六个自由度方向的空间运动。
进一步，所述的第一动平台四侧均设置有Ω型座，Ω型座上设置有连接孔，且Ω型座中部位置处开设有凹槽，凹槽的宽度略大于连杆的厚度，且耳座上的安装孔、连杆两端的通孔以及Ω型座上的连接孔的内径均相等。
本发明的具有以下有益效果：
（1）本发明通过采用第一并联机构可实现本发明在台球桌上一平移两转动共三个自由度方向的空间运动的功能，且电动滑轨和电机作为控制源，简单便捷。
（2）本发明通过采用第二并联机构可实现第二动平台在台球桌上三平移三转动共六个自由度方向的空间运动的功能，可快速转变方向和调整击球点。
（3）本发明将第一并联机构和第二并联机构共用一个第一动平台，构成了双并联机构，稳定性强且运动灵活。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明第一动平台的立体结构示意图。
具体实施例
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，所述的一种基于双并联机构的台球机器人，包括台球桌1、第一并联机构2、第二并联机构3、回转台4、回转电机5、两个锁紧夹6和球杆7，所述的第一并联机构2一端与台球桌1相连，其另一端与第二并联机构3顶端相连接；所述的回转电机5固定在第二并联机构3底端，且回转电机5主轴与回转台4相连接，且回转电机5为正反转电机，通过采用正反转的回转电机5可实现回转台4的360度旋转，进而带动球杆7在台球桌1上的变换方向；所述的两个锁紧夹6沿回转台4的横向中心轴线分别固定在回转台4上，球杆7安置在两个锁紧夹6上，通过锁紧夹6不仅可以实现夹持球杆7的功能，而且可以调节夹持球杆7的位置。
如图1所示，所述的第一并联机构2包括电动滑轨201、耳座202、电机203、连杆204、销轴205和第一动平台206；所述的电动滑轨201、耳座202、电机203、连杆204和销轴205的数量均为四；所述的四个电动滑轨201分别安装在台球桌1四周，耳座202固定在电动滑轨201上，且耳座202上设置有安装孔，电机203主轴依次穿过耳座202左侧板、连杆204一端和耳座202右侧板，且电机203通过电机座固定在电动滑轨201上，连杆204另一端与第一动平台206之间通过销轴205相连接，且连杆204两端均设置有通孔，第一并联机构2采用4-PRR的并联机型，电动滑轨201为移动副（P副），通过电动滑轨201可实现本发明的前后移动和左右移动的功能，电机203为第一转动副（R副），且同时也作为第一并联机构2的驱动源，可带动本发明的前后转动和左右转动，销轴205连接处为第二转动副（R副），通过第一并联机构2可实现本发明在台球桌1上一平移两转动共三个自由度方向的空间运动。
如图1所示，所述的第二并联机构3包括上球铰301、电动推杆302、下球铰303和第二动平台304；所述的上球铰301、电动推杆302和下球铰303的数量均为四；所述的电动推杆302底端与第一动平台206之间通过上球铰301相连接，电动推杆302顶端与第二动平台304之间通过下球铰303相连接，第二并联机构3采用4-SPS的并联机型，上球铰301和下球铰303均作为球副（S副），电动推杆302作为移动副（P副），通过第二并联机构3可实现第二动平台304在台球桌1上三平移三转动共六个自由度方向的空间运动。
如图2所示，所述的第一动平台206四侧均设置有Ω型座206a，Ω型座206a上设置有连接孔，且Ω型座206a中部位置处开设有凹槽，凹槽的宽度略大于连杆204的厚度，这样更加便于连杆安插在Ω型座206a的凹槽内，且耳座202上的安装孔、连杆204两端的通孔以及Ω型座206a上的连接孔的内径均相等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于双并联机构的台球机器人，包括台球桌（1）、第一并联机构（2）、第二并联机构（3）、回转台（4）、回转电机（5）、两个锁紧夹（6）和球杆（7），其特征在于：所述的第一并联机构（2）一端与台球桌（1）相连，其另一端与第二并联机构（3）顶端相连接；所述的回转电机（5）固定在第二并联机构（3）底端，且回转电机（5）主轴与回转台（4）相连接；所述的两个锁紧夹（6）沿回转台（4）的横向中心轴线分别固定在回转台（4）上，球杆（7）安置在两个锁紧夹（6）上，所述的第一并联机构（2）包括电动滑轨（201）、耳座（202）、电机（203）、连杆（204）、销轴（205）和第一动平台（206）；第一动平台（206）四侧均设置有Ω型座（206a），Ω型座（206a）上设置有连接孔，且Ω型座（206a）中部位置处开设有凹槽，凹槽的宽度略大于连杆（204）的厚度；所述的连杆（204）两端均设置有通孔；所述的电动滑轨（201）、耳座（202）、电机（203）、连杆（204）和销轴（205）的数量均为四；四个所述的电动滑轨（201）分别安装在台球桌（1）四周，耳座（202）固定在电动滑轨（201）上，电机（203）主轴依次穿过耳座（202）左侧板、连杆（204）一端和耳座（202）右侧板，且电机（203）通过电机座固定在电动滑轨（201）上，连杆（204）另一端与第一动平台（206）之间通过销轴（205）相连接；所述的第二并联机构（3）包括上球铰（301）、电动推杆（302）、下球铰（303）和第二动平台（304）；所述的上球铰（301）、电动推杆（302）和下球铰（303）的数量均为四；所述的电动推杆（302）底端与第一动平台（206）之间通过上球铰（301）相连接，电动推杆（302）顶端与第二动平台（304）之间通过下球铰（303）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于双并联机构的台球机器人，其特征在于：所述的耳座（202）上设置有安装孔。
3.根据权利要求2所述的一种基于双并联机构的台球机器人，其特征在于：所述的耳座（202）上的安装孔、连杆（204）两端的通孔以及Ω型座（206a）上的连接孔的内径均相等。
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