CN1238077C - 手控拾射球机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明手控拾射球机器人属于运动、娱乐型器材领域。手控拾射球机器人由机器人车体机构，储球底仓，升球机构，控制机构组成，其特点是还具有拾球机构、拨球机构、射球机构和送球机构；机器人车体机构由安装在多边形底盘上的两个驱动电机和减速箱、两个主动车轮、万向脚轮、底仓、梯形车体支架组成；拾球机构由安装在多边形储球底仓前端的拾球电机，拾球卷筒，拾球挡板组成。是一种集行走，收球，储球、传球，射球功能于一体的机器人。它可以在人或者程序的控制下自动的行走，把散落在地上的球收起来，储存、传送、射球机构的射球处，射向指定的地点。机器人的整个运动过程灵活、可控。
Description
技术领域 本发明手控拾射球机器人属于运动、娱乐型器材领域，它可在人的控制下自动完成行走、拾球、传球、射球功能。
背景技术 在现在的社会中，机器人的应用领域越来越广泛，已经从最初的单纯的工业领域发展到了几乎所有的领域。尤其在运动、娱乐领域，随着人们精神生活质量的提高，而得到了迅速的发展。其中，以机器人和球相结合的运动最为鼎盛。机器人要完成的动作一般是把球送到某一固定的地方，球可事先装入机器人的球仓内，也可让机器人自己到球库取球。这些机器人可以是自动的，也可以是手动的。应用在球类的自主取球，射球的娱乐机器人，一般要有拾球机构、送球机构、射球机构。现在大多数已公开的机器人设计，只有这三个方面的一种或者两种，还没有把这三者结合起来的产品。检索已公开的相关机器人专利，比较接近的设计有：
1、乒乓球收球机-ZL专利号92232824.2，本实用新型公开了一种乒乓球收球机。该收球机是利用落地主轮传动或马达带动扇叶转动，在推行中揽入机壳下的乒乓球，经斜面板抛入机壳后的抽屉式装球盒。操纵方便，提高场馆内收球效率，减轻工作人员劳动强度，但是没有发球等其他功能。
2、两用拾球器-ZL专利号97230689.7，涉及一种球类游戏与训练用的附属设备，包括集球筒、手柄、弹片。收球机构采用风扇叶片和弹簧片；前者太复杂，并且不易更改尺寸以适应不同的球类；后者过于简单，只能手动实现，效率低，不易实现自动化。
3、一种升球装置-ZL专利号00200998.6，它具有若干根纵向安置的曲线形导轨及相同数量的V型轮，导轨由曲线形托架及固定在托架上的耐磨条组成。导轨两侧装有相同形状的耐磨带。其中的升球机构，靠的是V型轮和挺杆来逐步升球，结构比较复杂，并且升球不连续，不能随意的控制升球的启动和停止；也没有其他功能。
上述的发明专利中，综合起来还没有一种发明专利是集行走，收球，储球、传球，射球功能为一体，并且可以连续的实现所有的功能。
发明内容 本发明的目的是发明一种集行走，收球，储球、传球，射球功能于一体的机器人。它可以在人或者程序的控制下自动的行走，把散落在地上的球收起来，储存、传送、射球机构的射球处，射向指定的地点。机器人的整个运动过程灵活、可控。其中，收球机构为卷筒式，可以迅速、稳定的收拾运动场馆的散落的球，减缓人的劳动；带传动升球机构可以方便的提升各种球，升球的过程可由程序和人随意控制；射球机构依靠两个辊子的转动，来挤压球，实现射球运动。整个机器人能灵活的完成上述的所有的动作，可在训练或娱乐中使用，寓教于乐。
本发明的技术方案为：一种手控拾射球机器人由机器人车体机构I，升球机构II，控制机构组成，还具有拾球机构、拨球机构、射球机构III和送球机构，见附图1、2、3、4。其中：
1)、机器人车体机构I由安装在多边形底盘9上的两个驱动电机和减速箱6、两个主动车轮7、万向脚轮10、储球底仓3、梯形车体支架13组成；
2)、拾球机构由安装在多边形储球底仓前端的拾球电机11，拾球卷筒1，拾球挡板2组成。拾球电机11固结在多边形底盘的前端，拾球电机11的输出轴和拾球卷筒轴1的一端固结在一起。拾球卷筒轴1的另一端上装有轴承，轴承装在带有法兰盘的支架39中，支架固定在多边形底盘9上，拾球卷筒轴1的外径上缠有一圈摩擦系数大的软质材料。圆弧形拾球挡板2固定在多边形底盘9上，呈多边形的储球底仓3安装在多边形底盘9中部；
3)、拨球机构是由拨球电机35，拨球转盘36做成。可转动的拨球转盘36和拨球电机的输出轴连接在一起，拨球电机35由固定小架34固定在升球机构的入球口；
4)、固定在机器人底盘9后部的升球机构II由升球电机26，升球挡板22，传送带23，主动辊子25，从动辊子21，固定架24组成。主动辊子25和升球电机26的输出轴固结在一起，并和升球电机26一起固定在固定架24的上方。和主动辊子25的轴线平行的从动辊子21固定在固定架24的下方，传送带23安装在主动辊子25和从动辊子21上。固定架24的顶端用角形铝板42固定在机器人梯形车体支架13上后部，固定架24的底端用铝板40固定在机器人底盘9的后部。整个拾球机构和水平面成一定的斜角安装。半圆形的升球挡板22用铝条41固定在固定架24上。
5)、固定在机器人梯形车体支架13上部的射球机构III由射球壳体，射球驱动电机14，减速箱19，角铝12，射球辊子17，圆弧状球道30组成。射球壳体由上板44、下板45、四个支撑杆29固定连接成框架结构。两个射球辊子17安装在两个辊子轴28上，而两个辊子轴28安装在上板44和下板45之间；上板44和下板45上分别开有圆槽孔A，用于调整两个辊子轴28之间的距离；驱动电机14和减速箱19固连在一块。减速箱19用支撑架31和射球壳体的下板45固定在一起。减速箱的两个输出轴和两个辊子轴28连接在一起，带动两个射球辊子17转动；用沉头螺钉43把圆弧状球道30固结在两个辊子的中间下部空间角铁12上。射球机构固定在机器人梯形车体支架13的顶端，整个射球机构用两个合叶27，螺栓16装在梯形车体支架13顶部，螺母20拧在螺栓16上，调整螺母20相对螺栓16的高度，控制整个射球机构仰角大小；
6)、送球机构是由固定在机器人梯形支架13顶端的送球电机5，送球拨板4，角铝板32，固定螺钉33组成。
本发明的效果是：机器人在程序或者由人控制的遥控器的控制之下，可以自主的行走，可在任意地方拾球，并通过升球机构送到射球机构处，以任意的角度抛射到任意的地方。这个过程可自动化控制，节省了人力，提高了工作效率。通过调整两个射球辊子间的距离，可抛射任何种球。
附图说明 附图1-手控拾射球机器人俯视图，附图2-手控拾射球机器人主视图，附图3-手控拾射球机器人侧视图，附图4-手控拾射球机器人射球机构和送球机构结构图。其中：1-拾球卷筒，2-拾球挡板，3-储球底仓，4-送球拨板，5-送球电机，6-驱动电机和减速箱，7-主动车轮，8-升球支架，9-车底盘，10-万向脚轮，11拾球电机，12-角铝，13-梯形车体支架，14-射球电机，15-铆钉，16-螺栓，17-射球辊子，18-同步带，19-减速箱，20-螺母，21-从动辊子，22-升球挡板，23-传送带，24-固定架，25-主动辊子，26-升球电机，27-合叶，28-辊子轴，29-支撑杆，30-球道，31-支撑架，32-角铝板，33-螺钉，34-固定小架，35-拨球电机，36-拨球转盘，37-球，38-角铝，39-法兰盘支架，40-铝板，41-铝条，42-角形板铝，43-沉头螺钉，44-上板，45-下板，A-圆槽孔，I-车体机构I，II-升球机构，III-射球机构。
具体实施方式 下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：机器人的行走采用两个直流电机经减速箱6分别驱动两个主动车轮前进、后退、转向。可分别以任意速度驱动各自的驱动车轮7，依据两个驱动轮的转速差，可以让机器人向左或者向右转动任意的角度。当两个电机的转动方向相反时，就可以实现原地转向。所以，机器人可随意直行、转向，方便灵活。
当机器人行走到散落在地上的球前时，启动拾球电机11，电机开始旋转，带动拾球卷筒1旋转，当机器人继续前进时，拾球卷筒1接触球37，靠摩擦力把球向自己的旋转方向卷动。球滚上和地面成一定角度的拾球挡板2，当球滚到拾球挡板2的最顶端时，球落入机器人储球底仓3中。由于储球底仓向后倾斜，球37会自动向下滚去；当大量的球被拾起时，球在升球机构8的入球口处容易堵塞，由送球电机5带动送球拨板4旋转，拨动球转动，使堵塞情况消除。球进入升球机构II的入球口后，和传送带23接触。由于传送带随着主动辊子25的转动而转动，带动球在升球挡板22里滚动，球就被升到升球机构II的顶部，然后，靠自重落在射球机构的球道30中。此时，射球电机14带动一对射球辊子17做高速旋转，两个辊子的转动方向相反。送球拨盘4在送球电机5的驱动下，把球送到射球机构的两个辊子17中间。两个射球辊子17做高速旋转，靠摩擦力使球以很大的速度射出。调节电机的电压，可以调节辊子的转速，得到不同的旋转力度；调节控制仰角机构，有不同的射球仰角，得到不同的抛物线轨迹，当调整好螺母20相对螺栓16的高度，就控制了整个射球机构仰角大小，可射出不同高度的球。手控拾射球机器人是一种集行走，收球，储球、传球，射球功能于一体的机器人。它可以在人或者程序的控制下自动的行走，把散落在地上的球收起来，储存、传送、射球机构的射球处，射向指定的地点和高度。机器人的整个运动过程灵活、可控，可在训练或娱乐中使用。
Claims (1)
1、一种手控拾射球机器人由机器人车体机构(I)、升球机构(II)、控制机构组成，其特征是还具有拾球机构、拨球机构、射球机构(III)和送球机构；其中：
1)、机器人车体机构(I)由安装在多边形底盘(9)上的两个驱动电机和减速箱(6)、两个主动车轮(7)、万向脚轮(10)、储球底仓(3)、梯形车体支架(13)组成；
2)、拾球机构由安装在多边形储球底仓前端的拾球电机(11)，拾球卷筒(I)，拾球挡板(2)组成，拾球电机(11)固结在多边形底盘的前端，拾球电机(11)的输出轴和拾球卷筒轴(1)的一端固结在一起，拾球卷筒轴(1)的另一端上装有轴承，轴承装在带有法兰盘的支架(39)中，支架固定在多边形底盘(9)上，拾球卷筒轴(1)的外径上缠有一圈摩擦系数大的软质材料，圆弧形拾球挡板(2)固定在多边形底盘(9)上，呈多边形的储球底仓(3)安装在多边形底盘(9)中部；
3)、拨球机构是由拨球电机(35)和拨球转盘(36)组成，可转动的拨球转盘(36)和拨球电机的输出轴连接在一起，拨球电机(35)由固定小架(34)固定在升球机构的入球口；
4)、固定在多边形底盘(9)后部的升球机构(II)由升球电机(26)、升球挡板(22)、传送带(23)、主动辊子(25)、从动辊子(21)、固定架(24)组成；主动辊子(25)和升球电机(26)的输出轴固结在一起，并和升球电机(26)一起固定在固定架(24)的上方，和主动辊子(25)的轴线平行的从动辊子(21)固定在固定架(24)的下方，传送带(23)安装在主动辊子(25)和从动辊子(21)上，固定架(24)的顶端用角形铝板(42)固定在机器人梯形车体支架(13)上后部，固定架(24)的底端用铝板(40)固定在多边形底盘(9)的后部，整个拾球机构和水平面成一定的斜角安装，半圆形的升球挡板(22)用铝条(41)固定在固定架(24)上；
5)、固定在机器人梯形车体支架(13)上部的射球机构(III)由射球壳体、射球驱动电机(14)、减速箱(19)、角铝(12)、射球辊子(17)、圆弧状球道(30)组成；射球壳体由上板(44)、下板(45)、四个支撑杆(29)固定连接成框架结构，两个射球辊子(17)安装在两个辊子轴(28)上，而两个辊子轴(28)安装在上板(44)和下板(45)之间；上板(44)和下板(45)上分别开有圆槽孔[A]，用于调整两个辊子轴(28)之间的距离；驱动电机(14)和减速箱(19)固连在一块，减速箱(19)用支撑架(31)和射球壳体的下板(45)固定在一起，减速箱的两个输出轴和两个辊子轴(28)连接在一起，带动两个射球辊子(17)转动；用沉头螺钉(43)把圆弧状球道(30)固结在两个辊子的中间下部空间角铁(12)上，射球机构固定在机器人梯形车体支架(13)的顶端，整个射球机构用两个合叶(27)，螺栓(16)装在梯形车体支架(13)顶部，螺母(20)拧在螺栓(16)上，调整螺母(20)相对螺栓(16)的高度，控制整个射球机构仰角大小；
6)、送球机构是由固定在机器人梯形支架(13)顶端的送球电机(5)，送球拨板(4)，角铝板(32)，固定螺钉(33)组成。
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