CN205549527U - 机械臂、控制装置及球类游戏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械臂，用于进行球类竞技游戏，其包括固定于地面的底座、活动连接于所述底座的臂体、设置于所述臂体末端的持球器及控制器。控制器用于接收第一控制信号以控制所述臂体运动以使所述持球器移动。持球器可用于持球或击打球，例如在类似足球的竞技游戏中，控制器控制持球器调整球的位置，并击球入球门而得分。采用本实用新型实施方式的机械臂，可靠性及趣味性强，成本也较低。本实用新型还公开了一种控制装置及球类游戏系统。

Description

机械臂、控制装置及球类游戏系统

技术领域

本实用新型涉及机械臂技术，特别涉及一种机械臂、控制装置及球类游戏系统。

背景技术

现有球类游戏一般为电子计算机中的虚拟电了游戏。现有实体桌面球类游戏中的持球装置灵活性较差，例如只能进行水平方向的移动，操作性和趣味性不高。

实用新型内容

本实用新型的实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的实施方式需要提供一种机械臂、控制装置及球类游戏系统。

本实用新型提供了一种机械臂，用于进行球类竞技游戏，其包括：

固定于地面的底座；

活动连接于所述底座的臂体；

设置于所述臂体末端的持球器；及

控制器，用于接收第一控制信号以控制所述臂体运动以使所述持球器移动。

持球器可用于持球或击打球，例如在类似足球的竞技游戏中，控制器控制持球器调整球的位置，并击球入球门而得分。采用本实用新型实施方式的机械臂，可靠性及趣味性强，成本也较低。解决了现有技术的某些问题。

在某些实施方式中，所述第一控制信号包括第一子控制信号；所述臂体与所述底座通过可在水平面转动的第一转轴连接；所述臂体用于根据所述第一子控制信号旋转以使所述持球器左右移动。

在某些实施方式中，所述臂体包括与所述底座活动连接的接合部、与所述接合部连接于第二转轴的后臂及与所述后臂连接于第三转轴的前臂；

所述持球器设置于所述前臂末端；

所述第一控制信号包括第二子控制信号；所述第二转轴及/或所述第三转轴用于根据所述第二子控制信号转动以使所述持球器前后移动或上下移动。

在某些实施方式中，所述持球器包括弧形挡板。

在某些实施方式中，所述弧形挡板包括内曲面、外曲面及与所述内曲面垂直的上侧面及下侧面；

所述持球器还包括上挡板，所述上挡板位于所述弧形挡板的上方且与所述上侧面接合。

在某些实施方式中，所述控制器还用于接收第二控制信号以控制所述弧形挡板转动。

本实用新型还提供了一种控制装置，用于控制上述实施方式的机械臂进行球类竞技游戏，所述控制装置包括用于接收用户输入的控制手柄及与所述控制手柄连接的处理器；

所述处理器用于根据用户输入产生所述第一控制信号以控制所述臂体运动以使所述持球器移动。

在某些实施方式中，所述第一控制信号包括第一子控制信号；所述机械臂的所述臂体与所述底座通过转轴连接；所述处理器用于根据用户输入产生所述第一子控制信号以控制所述臂体旋转以使所述持球器对应移动。

在某些实施方式中，所述处理器还用于根据用户输入产生第二控制信号以控制所述持球器转动。

在某些实施方式中，所述处理器包括个人计算机。

本实用新型还提供一种球类游戏系统，用于进行球类竞技游戏，其包括上述实施方式所述的机械臂及如上述实施方式所述的控制装置。

在某些实施方式中，所述游戏用具还包括场地；所述场地包括设置于所述场地边界的球门及环绕于所述场地边界上方的外围挡板。

在某些实施方式中，所述球类游戏系统包括靠近所述场地设置的成像装置及设置于控制手柄端的显示器；所述成像装置用于拍摄所述场地及所述机械臂以生成实时画面；所述显示器用于显示所述实时画面。

本实用新型的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实施方式的实践了解到。

附图说明

本实用新型的实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的机械臂、控制装置及球类游戏系统的功能模块示意图。

图2是本实用新型实施方式的机械臂的立体示意图。

图3是本实用新型实施方式的机械臂与个人计算机及控制手柄的连接示意图。

图4是本实用新型实施方式的机械臂的持球器的立体示意图。

图5是本实用新型实施方式的机械臂的持球器的工作原理俯视示意图。

图6是本实用新型实施方式的球类游戏系统实物示意图。

图7是本实用新型实施方式的机械臂、控制装置及球类游戏系统的功能模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型的实施方式，而不能理解为对本实用新型的实施方式的限制。

请参阅图1-3，本实用新型实施方式的机械臂200，可用于进行球类竞技游戏，并可应用于本实用新型实施方式的控制装置100及球类游戏系统1000。机械臂200可包括固定于地面的底座240、活动连接于底座240的臂体210、设置于臂体210末端的持球器230及控制器220。其中控制器220可用于接收第一控制信号以控制臂体210运动以使持球器230移动。

本实用新型实施方式控制装置100可包括用于接收用户输入的控制手柄110及与控制手柄110连接的处理器120。处理器120可用于根据用户输入产生第一控制信号以控制臂体210运动以使持球器230移动。

球类竞技游戏可以是两人分别控制两个机械臂200对战，也可是多人对战，本实用新型实施方式中以两人对战为例。

持球器230可用于持球或击打球，例如在类似足球的竞技游戏中，控制器220控制持球器230调整球的位置，并击球入球门310而得分。采用本实用新型实施方式的机械臂200，可靠性强，简单有趣，成本也较低。

机械臂200可以是一种桌面型小型机械臂200，其包括臂体210、控制器220、直流电源(图未示)。其中控制器220可以设置于底座240附近微控制器221实现。机械臂200可与个人计算机121连接。微控制器221是机械臂200的主要控制器220，用于接收控制装置100的控制信号并控制机械臂200执行相关动作。直流电源可采用5V供电电压与5A供电电流对微控制器221进行供电。个人计算机121与微控制器221通过串口进行通信。控制手柄110将控制命令送至个人计算机121，个人计算机121将相应的信号转化成具体的执行指令通过串口传递给机械臂200，进而控制机械臂200运动。

在某些实施方式中，第一控制信号可包括第一子控制信号。臂体210与底座240通过可在水平面转动的第一转轴214连接。臂体210用于根据第一子控制信号旋转以使持球器230左右移动。

如此，可以实现控制机械臂200在臂体210在水平方向上转动。在类似足球的球类游戏中，水平方向移动可以防守对方的击球路线，而且可以在进攻时选择较佳的射门角度以躲过对方的防守。

在某些实施方式中，臂体210可包括与底座240活动连接的接合部213、与接合部213连接于第二转轴215的后臂212及与后臂212连接于第三转轴216的前臂211。持球器230可设置于前臂末端2111。第一控制信号包括第二子控制信号，第二转轴215及/或第三转轴216用于根据第二子控制信号转动以使持球器230前后移动或上下移动。

通过控制持球器230向前移动，可实现持球进攻，或控制持球器230快速向前移动来实现击球。通过控制持球器230向后移动，可实现退回防守。通过控制持球器230上下移动，使对持球器230的控制更加灵活，持球器230的运动变为三维，活动空间更为广阔。通过设计更为复杂的规则，及改变持球器230的结构，可实现更复杂及更有趣的球类游戏玩法，例如可持球上移跃过对方防守，或通过上下移动躲避障碍物或躲避队友的持球器230等。

在某些实施方式中，机械臂200可包括四个电机260，分别是底层电机261、左侧电机263、右侧电机265、末端电机267。其中底层电机261用于驱动机械臂200的底座240转轴的转动，以使臂体210相对于底座240发生转动，进而使持球器230发生左右方向的移动。臂体210可包括前臂211及后臂212，前臂211与持球器230连接，后臂212靠近底座240设置。左侧电机263可用于驱动后臂212围绕底座240在与水平面垂直的平面内转动。右侧电机265可用于驱动前臂211与后臂212发生相对转动，即可以调控前臂211与后臂212之间的夹角。末端电机267设置于前臂末端2111与持球器230的连接处，主要用于驱动持球器230相对于前臂211转动。

控制器220可用于根据不同的控制信号控制相应的电机260转动，以使机械臂200做出特定的动作。例如，根据第一控制子信号控制底层电机261转动以使第一转轴214转动，以使持球器230在水平面上左右移动；根据第二控制子信号控制左侧电机263或右侧电机265转动以使第二转轴215或第三转轴216转动，以使臂体210伸缩从而使持球器230前后或上下移动；根据第二控制信号控制末端电机267转动，以使持球器230转动。

请参阅图4-5，持球器230可包括弧形挡板231。弧形挡板231的内曲面2311，也就是凹面，可面向对方，可以理解，内曲面2311更容易接到球，且在持球移动过程中，可使球“框”在内曲面2311内从而不易丢失。此外，在快速击球是，持球器230会持球加速运动一小段距离，根据物理学原理，在运动过程中球会有向内曲面2311的极后点2312靠拢且停留在极后点2312的趋势，极后点2312是指内曲面2311上切线与运动方向垂直的点。从而在击出球，也就是球离开持球器230时的运动方向与持球器230击球的运动方向大致相同，从而增加击球的准度。

其中，弧形挡板231包括内曲面2311、外曲面(图未示)及与内曲面2311垂直的上侧面2315及下侧面(图未示)。持球器230还包括上挡板233，上挡板233位于弧形挡板231的上方且与上侧面2315接合。

如此，上挡板233能起到护球的作用，使持球器230快速持球移动时球不会向上飞出。

在某些实施方式中，控制器220还用于接收第二控制信号以控制弧形挡板231转动。例如，或控制弧形挡板231沿与水平面垂直的轴转动。如此，扩大持球器230的接球角度范围，例如在球从左侧移来时可控制弧形挡板231逆时针转动以使内曲面2311面向球从而方便接球。在持球移动时，也可通过控制弧形挡板231转动以使极后点2312尽可能保持在内曲面2311的中心2313附近，以使球不容易脱离持球器230。

本实用新型实施方式的一种控制装置100可用于控制上述实施方式的机械臂200进行球类竞技游戏，控制装置100包括用于接收用户输入的控制手柄110及与控制手柄110连接的处理器120。处理器120用于根据用户输入产生第一控制信号以控制臂体210运动以使持球器230移动。

其中控制手柄110可采用市面上的游戏手柄。控制手柄110可包括操纵杆111，通过向各个方向推动操纵杆111以控制持球器230向对应的方向移动。

控制手柄110可包括两个操纵杆111，其中一个用于控制持球器230向各个方向移动，另一个用于控制持球器230转动。控制手柄110还可包括开始键，按下开始键(图未示)用于启动机械臂200以开始游戏。

在某些实施方式中，第一控制信号包括第一子控制信号。机械臂200的臂体210与底座240通过转轴连接。处理器120用于根据用户输入产生第一子控制信号以控制臂体210旋转以使持球器230对应移动。

如此，可实现控制底座240的转轴转动以使持球器230在左右方向移动。

处理器120还用于根据用户输入产生第二控制信号以控制持球器230转动。如此，方便接各个方向移来的球，并方便持球移动。

在某些实施方式中，处理器120包括个人计算机121。也就是说，个人计算机121可分别连接控制手柄110及机械臂200。个人计算机121具有较好的功能拓展性，连接控制手柄110及机械臂200之后，控制手柄110操作产生控制命令，个人计算机121可将控制命令转换为与机械臂200兼容的控制信号以控制机械臂200。

本实用新型实施方式的球类游戏系统1000，可用于进行球类竞技游戏，其可包括机械臂200及控制装置100。

球类游戏系统1000可包括两个机械臂200及与其对应的控制装置100，以使两方对战，或包括多个机械臂200及与其对应的控制装置100，以使多方混战或多方分队对战。

请参阅图6，在某些实施方式中，球类游戏系统1000还包括场地300。场地300包括设置于场地300边界的球门310及环绕于场地300边界上方的外围挡板320。

球门310可以是类似足球球门310的包括球框及球网的球门310，也可以是类似台球球洞的球门310。外围挡板320的作用是保证球在球场内运动，防止球出界。

请参阅图7，在某些实施方式中，球类游戏系统1000包括靠近场地300设置的成像装置400及设置于控制手柄110端的显示器500。成像装置400用于拍摄场地300及机械臂200以生成实时画面。显示器500用于显示实时画面。

如此，参与游戏的用户可实观测到场地300及机械臂200的情况，以及球的位置等。便于用户对机械臂200进行远距离控制，甚至可通过互联网进行远程游戏对战，提升了用户体验。

本实用新型实施方式的控制装置100及球类游戏系统1000中未展开的其它部分，可参以上实施方式的键盘式控制装置100的对应部分，在此不再详细展开。

在本实用新型的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的实施方式中的具体含义。

在本实用新型的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的实施方式的不同结构。为了简化本实用新型的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种机械臂，用于进行球类竞技游戏，其特征在于包括：

固定于地面的底座；

活动连接于所述底座的臂体；

设置于所述臂体末端的持球器；及

控制器，用于接收第一控制信号以控制所述臂体运动以使所述持球器移动。

2.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一控制信号包括第一子控制信号；所述臂体与所述底座通过可在水平面转动的第一转轴连接；所述臂体用于根据所述第一子控制信号旋转以使所述持球器左右移动。

3.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述臂体包括与所述底座活动连接的接合部、与所述接合部连接于第二转轴的后臂及与所述后臂连接于第三转轴的前臂；

所述持球器设置于所述前臂末端；

所述第一控制信号包括第二子控制信号；所述第二转轴及/或所述第三转轴用于根据所述第二子控制信号转动以使所述持球器前后移动或上下移动。

4.如权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述持球器包括弧形挡板。

5.如权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述弧形挡板包括内曲面、外曲面及与所述内曲面垂直的上侧面及下侧面；

所述持球器还包括上挡板，所述上挡板位于所述弧形挡板的上方且与所述上侧面接合。

6.如权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述控制器还用于接收第二控制信号以控制所述弧形挡板转动。

7.一种控制装置，用于控制如权利要求1所述的机械臂进行球类竞技游戏，其特征在于，所述控制装置包括用于接收用户输入的控制手柄及与所述控制手柄连接的处理器；

所述处理器用于根据用户输入产生所述第一控制信号以控制所述臂体运动以使所述持球器移动。

8.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述第一控制信号包括第一子控制信号；所述机械臂的所述臂体与所述底座通过转轴连接；所述处理器用于根据用户输入产生所述第一子控制信号以控制所述臂体旋转以使所述持球器对应移动。

9.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述处理器还用于根据用户输入产生第二控制信号以控制所述持球器转动。

10.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述处理器包括个人计算机。

11.一种球类游戏系统，用于进行球类竞技游戏，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的机械臂及如权利要求7-10任意一项所述的控制装置。

12.如权利要求11所述的球类游戏系统，其特征在于，所述游戏用具还包括场地；所述场地包括设置于所述场地边界的球门及环绕于所述场地边界上方的外围挡板。

13.如权利要求12所述的球类游戏系统，其特征在于，所述球类游戏系统包括靠近所述场地设置的成像装置及设置于控制手柄端的显示器；所述成像装置用于拍摄所述场地及所述机械臂以生成实时画面；所述显示器用于显示所述实时画面。