CN109364496B - 一种可以同时实现凿击和举升的格斗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，由行驶机构驱动前进/后退，以底盘作为基板，凿击举升机构安装在基板上端中部左右对称布设的一对主侧板之间，结构设置为：驱动电机安装在基板上，输出的动力经减速器减速，经凿击传动机构与举升传动机构传动，将动力分别传递至凿击机构与举升机构，驱动凿击机构的武器杆绕凿击传动机构的输出轴、举升机构的举升板件绕举升传动机构的输出轴以相反的回转方向同步回转；以凿击机构的武器杆作为凿击执行端，凿击武器安装在武器杆的自由端；基板前后侧的前护板与后护板在机体的侧面呈“八”字状布设。本发明能降低空凿现象出现的概率，提高机身稳定性。

Description

一种可以同时实现凿击和举升的格斗机器人

技术领域

本发明涉及一种凿击型格斗机器人，更具体地说是一种可以同时实现凿击和举升的格斗机器人。

背景技术

随着科技的发展，机械制造水平大幅度提升，机器人的应用已经越来越广泛。其中，又随着国内一些格斗机器人俱乐部的盛行，以及例如机器人大擂台、博茨大战、KOB等等此类国际赛事的开展，格斗机器人越来越受到国人的关注与喜欢。近几年，中国的格斗机器人发展迅猛，弹射型、竖转型、转鼓型等机型已经有了很大的发展。但是对于凿击型的格斗机器人来说，仍然还有一段路要走，因此，对凿击型的格斗机器人的创新和突破很有必要。

现有凿击型铁甲的底盘外形和铲车类似，是通过将凿击武器高高抬起，再往下凿击实现攻击，在格斗过程中存在以下问题：

1、由于凿击动作本身的时间延迟，以及操作者看到对手到达凿击位置的时间延迟，可能会导致等凿击锤子下来的时候，对手已经离开了凿击位置，导致空凿；空凿不仅仅会对自身机体造成一定的损伤，还留给了对手较大的反击机会；

2、因凿击的速度过快或者凿击锤子的重量过大，可能会导致整个机体惯性往前翘起，稳定性差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提出一种可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，以期能够降低空凿现象出现的概率，提高机身稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，机体由行驶机构驱动能够前进/后退，以底盘作为基板，凿击举升机构安装在所述基板上端中部左右对称布设的一对主侧板之间，所述凿击举升机构的结构设置为：

驱动电机安装在所述基板上，输出的动力经减速器减速，以所述减速器的减速输出轴作为凿击传动机构与举升传动机构的输入轴，经所述凿击传动机构与举升传动机构传动，将动力分别传递至凿击机构与举升机构，分别驱动所述凿击机构的武器杆绕凿击传动机构的输出轴、举升机构的举升板件绕举升传动机构的输出轴以相反的回转方向同步回转；

以所述凿击机构的武器杆作为凿击执行端，凿击武器安装在所述武器杆的自由端，随所述武器杆的回转上抬/下落，完成凿击动作，且处于初始状态的武器杆是朝向机体的前侧、向上倾斜，将所述凿击武器悬伸于所述举升板件的上方；

所述基板的前后侧分别设有前护板与后护板，二者在机体的侧面呈“八”字状布设，所述前护板固装在一对前铲上端，构成所述举升板件，作为举升机构的举升执行端。

本发明的结构特点也在于：

所述凿击传动机构的凿击主动带轮同轴固装在所述减速输出轴上，通过凿击同步带驱动凿击从动带轮旋转，以所述凿击从动带轮的轮轴作为凿击传动机构的输出轴，两轴端由轴承支承、安装在一对主侧板上，所述武器杆的一端固装在凿击传动机构的输出轴上，另一端安装所述凿击武器；

所述举升传动机构的举升主动带轮同轴固装在所述减速输出轴上，通过举升同步带驱动举升从动带轮旋转，所述举升从动带轮轮轴两轴端由轴承支承、安装在一对主侧板上，轴体上同轴固装一对举升主动齿轮，所述一对举升主动齿轮对称设置在举升从动带轮的左右侧，所述前铲的后端为轮盘体结构，所述轮盘体的外缘布设有1/2圆周的轮齿，与对应侧的主动齿轮啮合，作为举升从动齿轮，轮盘体的中轴由轴承支承、安装在对应侧的主侧板上，所述举升板件是依靠一对前铲的一对轮盘体一一对应地与一对举升主动齿轮啮合传动，以所述轮盘体的中轴为回转中心转动。

所述凿击举升机构中凿击机构的结构设置为：

所述武器杆的下端套装在所述凿击传动机构的输出轴上，杆体为镂空结构，所述镂空结构是在杆体的下端部开设多个镂孔，凿击武器为“十”字形结构的凿击锤，以短边为安装端安装在所述武器杆的上端，所述凿击锤的长边与武器杆杆体相垂直、两末端呈尖端状。

所述凿击举升机构中举升机构的结构设置为：

前护板以3mm耐磨钢为材质，呈上窄下宽的梯形板状结构，所述前铲的上端面为前低后高的斜面，所述前护板通过螺丝固装在一对前铲的上端面，整体呈倾斜状，且宽度大于机体的宽度。

所述后护板固装在机体的后端，宽度大于机体的宽度，上端朝向机体倾斜，与前护板在机体的侧面形成“八”字形结构。

所述基板的上端、位于一对主侧板左右两侧以每侧两个的形式对称设置共四个副侧板，相邻副侧板之间及主侧板与相邻的副侧板之间均是间隔设置，将所述基板的上端区域分隔为5个安装区，以一对主侧板之间的安装区为中心安装区，所述中心安装区左侧临近的安装区的前端部安装有航模电池。

所述基板上端六个侧板的后端面均为斜面，且各斜面共面，作为倾斜安装面，所述后护板安装在所述倾斜安装面上，与各侧板之间通过螺丝固定，宽度大于机体的宽度，板体整体呈上端朝向机体倾斜状，与前护板在机体的侧面形成“八”字形结构。

所述驱动电机为涡流电机，与所述减速器均是安装在所述基板上端的电机架上，并是位于所述中心安装区右侧临近的安装区前端部，与所述航模电池的安装位置横向相对应。

所述行驶机构包括两个行驶电机、一对后轮、一对前轮以及两组同步带传动机构，所述两个行驶电机左右对称、安装在基板上端最左侧与最右侧两个安装区的后端部，分别通过联轴器与对应侧的后轮相联接，机体每侧的前轮与后轮之间均是通过一组同步带传动机构传动；

所述同步带传动机构的行驶主动带轮同轴固装在后轮的轮轴上，通过行驶同步带驱动同轴固装在前轮轮轴上的行驶从动带轮旋转。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明的格斗机器人由一台驱动电机同时驱动凿击机构与举升机构，实现攻击时举升与凿击动作的同步进行，利用举升板件抬起对手，加上凿击机构向对手进行凿击，可以大大提高凿击的效率；并且，由于举升板件与武器杆是相对逆向运动且同步动作，能够避免仅进行一项动作时因惯性导致机身出现抬头现象，提高整体稳定性；

2、前护板与后护板在机体的侧面形成“八”字状外形，且均是大宽度设计，不仅能够增大受力面积，还能起到对车轮的保护作用，提高结构的稳定性，以能够抵抗横传和竖转的攻击，不易被击飞；

3、凿击机构采用双向凿击锤的结构，使其可以攻击前后的对手，弥补格斗机器人被对手绕后的缺陷，与前护板与后护板配合，节省了转向的时间，提高了攻击效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明另一视角的整体结构示意图；

图3是图1中凿击举升机构的结构示意图(仅示出一侧主侧板)；

图4是图1中行驶机构的结构示意图。

图中，1基板；2主侧板；3副侧板；4凿击举升机构；5驱动电机；6减速器；7减速输出轴；8凿击传动机构；9凿击主动带轮；10凿击同步带；11凿击从动带轮；12武器杆；13凿击锤；14举升传动机构；15举升主动带轮；16举升同步带；17举升从动带轮；18举升主动齿轮；19前铲；20轮盘体；21前护板；22后护板；23行驶机构；24行驶电机；25后轮；26前轮；27行驶主动带轮；28行驶同步带；29行驶从动带轮；30航模电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图4，本实施例的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人的机体由行驶机构23驱动能够前进/后退，以底盘作为基板1，凿击举升机构4安装在基板1上端中部左右对称布设的一对主侧板2之间，凿击举升机构4的结构设置为：

驱动电机5安装在基板1上，输出的动力经减速器6减速，以减速器6的减速输出轴7作为凿击传动机构8与举升传动机构14的输入轴，经凿击传动机构8与举升传动机构14传动，将动力分别传递至凿击机构与举升机构，分别驱动凿击机构的武器杆12绕凿击传动机构8的输出轴、举升机构的举升板件绕举升传动机构14的输出轴以相反的回转方向同步回转；

以凿击机构的武器杆12作为凿击执行端，凿击武器安装在武器杆12的自由端，随武器杆12的回转上抬/下落，完成凿击动作，且处于初始状态的武器杆12是朝向机体的前侧、向上倾斜，将凿击武器悬伸于举升板件的上方；

基板1的前后侧分别设有前护板21与后护板22，二者在机体的侧面呈“八”字状布设，前护板21固装在一对前铲19上端，构成举升板件，作为举升机构的举升执行端。

本实施例中，凿击传动机构8及举升传动机构14的结构设置具体如下：

凿击传动机构8的凿击主动带轮9同轴固装在减速输出轴7上，通过凿击同步带10驱动凿击从动带轮11旋转，以凿击从动带轮11的轮轴作为凿击传动机构8的输出轴，两轴端由轴承支承、安装在一对主侧板2上，武器杆12的一端固装在凿击传动机构8的输出轴上，另一端安装凿击武器；

举升传动机构14的举升主动带轮15同轴固装在减速输出轴7上，通过举升同步带16驱动举升从动带轮17旋转，举升从动带轮17轮轴两轴端由轴承支承、安装在一对主侧板2上，轴体上同轴固装一对举升主动齿轮18，一对举升主动齿轮18对称设置在举升从动带轮17的左右侧，前铲19的后端具有一体成型的轮盘体20结构，轮盘体20的外缘布设有1/2圆周的轮齿，与对应侧的主动齿轮啮合，作为举升从动齿轮，轮盘体20的中轴由轴承支承、安装在对应侧的主侧板2上，举升板件是依靠一对前铲19的一对轮盘体20一一对应地与一对举升主动齿轮18啮合传动，以轮盘体20的中轴为回转中心转动。

具体实施中，相应的结构设置也包括：

凿击举升机构4中凿击机构的结构设置为：

武器杆12的下端套装在凿击传动机构8的输出轴上，杆体为镂空结构，镂空结构是在杆体的下端部开设多个镂孔，凿击武器为为“十”字形结构的凿击锤13，采用镁铝合金制作，在保证硬度的同时，因其重量比钢更加轻，也保证了挥击速度，凿击锤13以短边为安装端安装在武器杆12的上端，凿击锤13与武器杆12杆体相垂直、长边末端呈尖端状。此处，凿击机构采用双向凿击锤13的结构，使其可以攻击前后的对手，弥补格斗机器人被对手绕后的缺陷。凿击武器窄小而锋利，鉴于大部分格斗机器人的顶板比较薄，侧板比较厚的特点，采用从上往下的攻击往往更有效，并且很多机器人为了比赛不超重，顶部采取镂空的结构，本实施例的凿击机构正是可以利用这一现有结构漏洞，实现凿击进去从而破坏对手内部线路的机会。

凿击举升机构4中举升机构的结构设置为：

前护板21以3mm耐磨钢为材质，强度高，不易形变，呈上窄下宽的梯形板状结构，前铲19的上端面为前低后高的斜面，前护板21通过螺丝固装在一对前铲19的上端面，整体呈倾斜状，且宽度大于机体的宽度(指含车轮在内的基体外形宽度)。举升板件中，以一对前铲19形成前护板21的加强筋，增大板件强度；前护板21倾斜、设计为大宽度，不仅能够增大受力面积，还能起到对车轮的保护作用，提高结构的稳定性，以能够抵抗横传和竖转的攻击，不易被击飞。并且，考虑到大部分格斗机器人的攻击武器都比较低，将前护板21设计为上窄下宽的梯形板状结构，以能够在保证举升效率的同时降低自重。

后护板22固装在机体的后端，宽度大于机体的宽度，上端朝向机体倾斜，与前护板21在机体的侧面形成“八”字形结构。

基板1的上端、位于一对主侧板2左右两侧以每侧两个的形式对称设置共四个副侧板3，相邻副侧板3之间及主侧板2与相邻的副侧板3之间均是间隔设置，将基板1的上端区域分隔为5个安装区，以一对主侧板2之间的安装区为中心安装区，中心安装区左侧临近的安装区的前端部安装有航模电池30。

基板1上端六个侧板的后端面均为斜面，且各斜面共面，作为倾斜安装面，后护板22安装在倾斜安装面上，与各侧板之间通过螺丝固定，宽度大于机体的宽度(指含车轮在内的基体外形宽度)，板体整体呈上端朝向机体倾斜状，与前护板21在机体的侧面形成“八”字形结构。后护板22采用了大斜面设计，能够一定程度上克制一些竖转类型的格斗机器人，再加上凿击机构的双向凿击锤13，必要时可以与后护板22配合攻击对手，节省了转向的时间，提高了攻击效率。

驱动电机5能够正反转，本实施例中为涡流电机，与减速器6均是安装在基板1上端的电机架上，并是位于中心安装区右侧临近的安装区前端部，与航模电池30的安装位置横向相对应，这样布置，以及两个行驶电机24的对称布置，使机体整体结构与重量基本左右对称，提高整体稳定性。

行驶机构23包括两个行驶电机24、一对后轮25、一对前轮26以及两组同步带传动机构，两个行驶电机24左右对称、安装在基板1上端最左侧与最右侧两个安装区的后端部，输出的动力经行驶减速器减速，各行驶减速器的输出轴通过联轴器与对应侧的后轮25相联接，机体每侧的前轮26与后轮25之间均是通过一组同步带传动机构传动；

同步带传动机构的行驶主动带轮27同轴固装在后轮25的轮轴上，通过行驶同步带28驱动同轴固装在前轮26轮轴上的行驶从动带轮29旋转。

本实施例中，行驶机构23采用双电机四轮的形式，在比赛的时候如出现一个轮子被打掉的情况，机体依靠剩下的三轮还能继续行驶，弥补了双轮双电机的容错性和四轮四电机的重量和空间问题的不足；其中，行驶电机24选用370电机。

此外，本实施例的格斗机器人可以利用航模遥控器、接收器、电调、航模电池30与一对行驶电机24及涡流电机配合，实现控制。具体的，航模电池30与各行驶电机24、涡流电机电连接，用于供电；航模遥控器设有三个通道，两个行驶电机24分别用通道一和通道二，三通道则用于控制涡流电机。通过航模遥控器发送信号给接收器，接收器输出pwm信号给电调，电调再来驱动对应的电机。其中，二通道和一通道有混控关系(三角翼模式)，三通道独立。

格斗机器人运行时，以凿击机构的凿击锤13朝前下凿的过程举例，如图3所示，涡流电机输出动力，经减速器6减速，减速输出轴7逆时针转动，带动凿击主动带轮9与举升主动带轮15逆时针转动，凿击主动带轮9通过凿击同步带10驱动凿击从动带轮11逆时针旋转，使武器杆12向下转动，实现下凿的动作；举升主动带轮15通过举升同步带16驱动举升从动带轮17逆时针旋转，经主动齿轮与从动齿轮的啮合传动，使一对前铲19绕轮盘体20的中轴做顺时针转动，实现举升板件的上抬动作。也即，实现了凿击与举升的同步进行，利用前护板21铲起对手，与凿击机构配合，能够大大提高凿击的效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是机体由行驶机构(23)驱动能够前进/后退，以底盘作为基板(1)，凿击举升机构(4)安装在所述基板(1)上端中部左右对称布设的一对主侧板(2)之间，所述凿击举升机构(4)的结构设置为：

驱动电机(5)安装在所述基板(1)上，输出的动力经减速器(6)减速，以所述减速器(6)的减速输出轴(7)作为凿击传动机构(8)与举升传动机构(14)的输入轴，经所述凿击传动机构(8)与举升传动机构(14)传动，将动力分别传递至凿击机构与举升机构，分别驱动所述凿击机构的武器杆(12)绕凿击传动机构(8)的输出轴、举升机构的举升板件绕举升传动机构(14)的输出轴以相反的回转方向同步回转；

以所述凿击机构的武器杆(12)作为凿击执行端，凿击武器安装在所述武器杆(12)的自由端，随所述武器杆(12)的回转上抬/下落，完成凿击动作，且处于初始状态的武器杆(12)是朝向机体的前侧、向上倾斜，将所述凿击武器悬伸于所述举升板件的上方；

所述基板(1)的前后侧分别设有前护板(21)与后护板(22)，二者在机体的侧面呈“八”字状布设，所述前护板(21)固装在一对前铲(19)上端，构成所述举升板件，作为举升机构的举升执行端。

2.根据权利要求1所述的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是：

所述凿击传动机构(8)的凿击主动带轮(9)同轴固装在所述减速输出轴(7)上，通过凿击同步带(10)驱动凿击从动带轮(11)旋转，以所述凿击从动带轮(11)的轮轴作为凿击传动机构(8)的输出轴，两轴端由轴承支承、安装在一对主侧板(2)上，所述武器杆(12)的一端固装在凿击传动机构(8)的输出轴上，另一端安装所述凿击武器；

所述举升传动机构(14)的举升主动带轮(15)同轴固装在所述减速输出轴(7)上，通过举升同步带(16)驱动举升从动带轮(17)旋转，所述举升从动带轮(17)轮轴两轴端由轴承支承、安装在一对主侧板(2)上，轴体上同轴固装一对举升主动齿轮(18)，所述一对举升主动齿轮(18)对称设置在举升从动带轮(17)的左右侧，所述前铲(19)的后端为轮盘体结构，所述轮盘体(20)的外缘布设有1/2圆周的轮齿，与对应侧的主动齿轮啮合，作为举升从动齿轮，轮盘体(20)的中轴由轴承支承、安装在对应侧的主侧板(2)上，所述举升板件是依靠一对前铲(19)的一对轮盘体(20)一一对应地与一对举升主动齿轮(18)啮合传动，以所述轮盘体(20)的中轴为回转中心转动。

3.根据权利要求2所述的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是所述凿击举升机构(4)中凿击机构的结构设置为：

所述武器杆(12)的下端套装在所述凿击传动机构(8)的输出轴上，杆体为镂空结构，所述镂空结构是在杆体的下端部开设多个镂孔，凿击武器为“十”字形结构的凿击锤(13)，以短边为安装端安装在所述武器杆(12)的上端，所述凿击锤(13)的长边与武器杆杆体相垂直、两末端呈尖端状。

4.根据权利要求1所述的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是所述凿击举升机构(4)中举升机构的结构设置为：

前护板(21)以3mm耐磨钢为材质，呈上窄下宽的梯形板状结构，所述前铲(19)的上端面为前低后高的斜面，所述前护板(21)通过螺丝固装在一对前铲(19)的上端面，整体呈倾斜状，且宽度大于机体的宽度。

5.根据权利要求1所述的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是：

所述基板(1)的上端、位于一对主侧板(2)左右两侧以每侧两个的形式对称设置共四个副侧板(3)，相邻副侧板(3)之间及主侧板(2)与相邻的副侧板(3)之间均是间隔设置，将所述基板(1)的上端区域分隔为5个安装区，以一对主侧板(2)之间的安装区为中心安装区，所述中心安装区左侧临近的安装区的前端部安装有航模电池(30)。

6.根据权利要求5所述的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是：

所述基板(1)上端六个侧板的后端面均为斜面，且各斜面共面，作为倾斜安装面，所述后护板(22)安装在所述倾斜安装面上，与各侧板之间通过螺丝固定，宽度大于机体的宽度，板体整体呈上端朝向机体倾斜状，与前护板(21)在机体的侧面形成“八”字形结构。

7.根据权利要求5所述的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是：

所述驱动电机(5)为涡流电机，与所述减速器(6)均是安装在所述基板(1)上端的电机架上，并是位于所述中心安装区右侧临近的安装区前端部，与所述航模电池(30)的安装位置横向相对应。

8.根据权利要求5所述的可以同时实现凿击和举升的格斗机器人，其特征是：

所述行驶机构(23)包括两个行驶电机(24)、一对后轮(25)、一对前轮(26)以及两组同步带传动机构，所述两个行驶电机(24)左右对称、安装在基板(1)上端最左侧与最右侧两个安装区的后端部，通过联轴器与对应侧的后轮(25)相联接，机体每侧的前轮(26)与后轮(25)之间均是通过一组同步带传动机构传动；

所述同步带传动机构的行驶主动带轮(27)同轴固装在后轮(25)的轮轴上，通过行驶同步带(28)驱动同轴固装在前轮(26)轮轴上的行驶从动带轮(29)旋转。