CN207342149U - 一种篮球战术训练用机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种篮球战术训练用机器人，所述机器人包括移动底座、机器人躯干、摆动机械臂三部分，所述摆动机械臂可上下摆动，其为两个，分别与所述机器人躯干两侧连接，所述机器人躯干的下端与用于机器人移动的所述移动底座相连接。本实用新型实现了使用机器人直观演练篮球战术以及简单人机训练的目的，能够准确高效的展示战术路线及训练篮球联防战术；比起教练讲解，本机器人作为模仿对象更加直观，大大减轻了教练的压力，也同时为国内教育机器人领域提供了一个例子。

Description

一种篮球战术训练用机器人

技术领域

本实用新型涉及体育运动教学技术领域，尤其是一种篮球战术训练用机器人。

背景技术

现今对于篮球战术的教学，大多通过教练讲解，或通过运用多媒体手段，播放有教学意义的篮球训练视频；由教练一旁讲解，学员自己演练的方式来培养、激发篮球初学者的战术意识，并学会如何合理运用战术。但上述方法对于初学者存在讲解不够直观，缺少模仿对象导致开始艰难，未理解教练所讲内容而进行实战易于受伤等缺点。

随着社会的发展，机器人由工业进入人们的生活当中，国内用于教学的机器人多为语音互动机器人、儿童教育玩具以及竞赛用机器人，且现有的机器人不注重机器人及人员保护，增加了机器人损坏及人员受伤的风险。而用于平时体育教学的机器人极为罕见，且大多为体育器材运输机器人，投球、发球机器人等。那么能够对篮球战术起到演示和训练作用的机器人则显得尤为重要。

实用新型内容

针对上述现有技术中所采用的篮球战术教学方法讲解不够直观、缺乏立体感，导致初学者模仿艰难，不能充分理解教练所讲内容，从而使得初学者进一步实战易于受伤的缺点，本实用新型提供一种篮球战术训练用机器人。

为实现解决上述的问题，本实用新型提供了一种篮球战术训练用机器人，所述机器人包括移动底座、机器人躯干、摆动机械臂三部分，所述摆动机械臂可上下摆动，其为两个，分别与所述机器人躯干两侧连接，所述机器人躯干的下端与用于机器人移动的所述移动底座相连接。

其中，所述移动底座包括底座机架、驱动轮系以及底座护甲，底座机架上端与所述机器人躯干下端连接，所述底座机架下端连接所述驱动轮系，所述驱动轮系包括四个全向轮，所述四个全向轮采用垂直布局方式设置，分别通过一个第二伺服电机独立驱动，使得所述机器人可全方位转向，所述底座护甲外形为圆柱状，其与所述底座机架螺栓连接，对底座起保护作用。

其中，所述全向轮的轮轴穿过底座机架上的轮轴孔，且轮轴孔出设置有轴承，所述轮轴与延长轴连接，所述延长轴套接有轮轴支撑圈，且延长轴与轮轴支撑圈连接处设置有轴承，所述轮轴支撑圈通过螺钉与底座机架连接，所述轮轴延长轴与伺服电机输出轴连接。

其中，所述底座护甲的外层使用聚碳酸酯材料。

其中，所述机器人躯干整体为为上窄下宽“钟形”空腔结构，其中上部左右两端开槽，中间设有“T形”机械臂安装板，所述摆动机械臂与所述机械臂安装板连接。

其中，所述摆动机械臂包括机械臂机架、机械臂摆杆CD、第一伺服电机以及曲柄AB、杆BC、机械臂主体，所述曲柄AB的A端与所述伺服电机的输出轴连接，使其绕所述A端转动，其B端与所述杆BC的B端铰接，所述杆BC的C端与所述机械臂摆杆CD的C端连接，所述机械臂摆杆CD的D端与所述机械臂机架连接，所述机械臂摆杆CD与所述机械臂主体连接，且同步运动，所述第一伺服电机安装在所述机械臂机架上，所述第一伺服电机旋转传动所述机械臂摆CD呈一定角度上下摆动，从而带动机械臂主体上下摆动。

其中，所述机器人还包括包裹在外部的防护层，所述防护层包括气体防护层，所述的气体防护层使用快递运输所用的玻璃陶瓷防震保护气袋。

其中，所述的气体防护层为左右两个板甲式设计，便于机器人安装。

其中，所述气体防护层的外部设置有海绵外形防护层，所述海绵外形防护层使用海绵人偶，为左右两个板甲式设计，其内侧与所述气体防护层贴合。

其中，所述海绵外形防护层内设置有图像采集装置以及用于测距的传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为，实现了使用机器人直观演练篮球战术以及简单人机训练的目的，能够准确高效的展示战术路线及训练篮球联防战术；比起教练讲解，本机器人作为模仿对象更加直观，大大减轻了教练的压力，也同时为国内教育机器人领域提供了一个例子。

附图说明

图1为本实用新型所提供的用于篮球战术训练机器人的整体结构主视结构示意图；

图2为本实用新型所提供的摆动机械臂的主视结构示意图；

图3为本实用新型所提供的摆动机械臂的立体结构示意图；

图4为本实用新型所提供的机器人躯干的主视结构示意图；

图5为本实用新型所提供的机器人躯干的立体结构示意图；

图6为本实用新型所提供的全向轮结构第一示意图；

图7为本实用新型所提供的全向轮结构第二示意图；

图8为本实用新型所提供的移动底座立体结构示意图；

图9为本实用新型所提供的移动底座仰视结构示意图；

图10为本实用新型所提供气体防护层和海绵外形防护层所使用的左右两板甲式设计示意图；

附图标号说明：

图1中：1.摆动机械臂，2.机器人躯干，3.移动底座；

图2、图3：11.机械臂机架，12.机械臂摆杆CD，13.第一伺服电机，14.曲柄AB，15.杆BC，16.机械臂主体；

图8：31.底座护甲，32.全向轮，33.底座机架，34.第二伺服电机，35.全向轮延长轴，36.轮轴支撑圈。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1所示，本实用新型主要包括摆动机械臂1、机器人躯干2、移动底座3三个部分。

图4和图5展示了机械臂安装板的“T形”结构以及机器人躯干2的“钟形”结构，将两个摆动机械臂1分别安装在左右两侧。

图2和图3的摆动机械臂1使用曲柄摇杆机构；其中，第一伺服电机13与曲柄AB14的A端相连驱动曲柄AB14绕A端转动，通过曲柄摇杆机构驱动机械臂摆杆CD12在一定角度下来回摆动，机械臂主体1固定在机械臂摆杆CD12上与其同步运动，使得摆动机械臂1在一定角度下摆动，模仿篮球队员的防守动作，简单的扩大防守面积。

图8展示了机器人移动底座3的驱动轮系的布局。图6、图7为全向轮的结构示意图；图9为移动底座的结构示意图。

驱动轮系中单个全向轮延长轴35设计为阶梯状，与底座机架33以及轮轴支撑圈36配合确定轮系安装位置，驱动轮系使用四全向轮32垂直布局方式，所述驱动轮系的四个全向轮32由四个伺服电机34独立驱动，通过可编程控制器PLC控制移动底座3的直行、转向等行进。

结合篮球战术实例包括战术演练和简单人机训练两部分。所述的战术演练通过预先编程，移动底座3带动机器人整体按照指定战术路线行进；所述的简单人机训练当机器人到达指定位置后通过机器人外层的CCD视觉传感器和光敏阵列识别篮球空间位置、固有轮廓和特征，通过激光测距仪来距离测量，控制机器人之间距离相等来实现机器人联防。

在安全保护方面，在底座机架33上安装底座护甲31；本实用新型所述的气体防护层，使用快递运输所用的玻璃陶瓷防震保护气袋；所述的海绵外形防护层，使用海绵人偶。安装时使用图10所示意的左右两板甲式设计分别从机器人的左右两侧安装，其下端固定在底座护甲31中，当发生机器人之间或人与机器人之间的冲撞时既保护了人不受伤也预防机器人内部由于撞击或意外摔倒而受损。

本申请中，机器人为“钟形”全向轮式移动机器人，机器人分为内、中、外三层。所述的内层主要包括机器人躯干、移动底座、摆动机械臂三部分。所述的机器人躯干设计为上窄下宽的“钟形”空腔结构，为其他部分的安装骨架：其上部左右开槽，中部设有“T形”机械臂安装板用于安装机械臂；躯干中下部装有陀螺仪使机器人受到碰撞时保持平衡；躯干下部与移动底座螺栓连接固定；所述的“钟形”空腔结构稳定，便于外部防护层的安装并防止其滑落。

所述的摆动机械臂使用曲柄摇杆机构为支架，通过电机输出轴与曲柄连接驱动机械臂，使其呈一定角度上下摆动，起到扩展防守面积及简单阻挡传球投球的作用。所述的机械臂A端与D端连接在机械臂机架上，其A端外部设有电机安装台便于安装电机使摆动机械臂模块化。

所述的移动底座由驱动轮系、底座机架、底座护甲组成，驱动轮系使用四全向轮垂直布局方式，所述驱动轮系的四个全向轮由四个伺服电机独立驱动，满足机器人全方位转向得要求。其转速、方向等因素用可编程控制器PLC控制，通过编程控制机器人按所要求路线移动。所述的轮系中单个全向轮延长轴设计为阶梯状，与底座机架以及轮轴支撑圈配合限制轮系安装位置。所述的底座支架轮轴孔位置装有轴承；所述的轮轴支撑圈安装在底座支架相应位置且其中装有与底座支架相同规格的轴承，其作用为支撑轮轴，限制其轴向和径向的移动，减小摩擦阻力，便于传动。所述的底座护甲外形为圆柱状，外层使用聚碳酸酯材料，与底座支架螺栓连接，对底座起保护作用。

所述的防护层包括中层的气体防护层及外层的海绵外形防护层。所述的气体防护层使用快递运输所用的玻璃陶瓷防震保护气袋，保护机器人受撞击或意外摔倒时内部结构不受损伤，所述的气体防护层为左右两板甲式设计，便于机器人安装；所述的海绵外形防护层为机器人外形，使用海绵人偶。为方便外层安装同样使用左右两板甲式设计，内腔与气体防护层贴合，与气体防护层相似起到保护作用且外形可随意设计更换。所述的海绵外形保护层安装图像识别装置和相关传感器，能够起到识别篮球以及实现机器人之间同步联防的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述机器人包括移动底座、机器人躯干、摆动机械臂三部分，所述摆动机械臂可上下摆动，其为两个，分别与所述机器人躯干两侧连接，所述机器人躯干的下端与用于机器人移动的所述移动底座相连接。

2.根据权利要求1所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述移动底座包括底座机架、驱动轮系以及底座护甲，底座机架上端与所述机器人躯干下端连接，所述底座机架下端连接所述驱动轮系，所述驱动轮系包括四个全向轮，所述四个全向轮采用垂直布局方式设置，分别通过一个第二伺服电机独立驱动，使得所述机器人可全方位转向，所述底座护甲外形为圆柱状，其与所述底座机架螺栓连接，对底座起保护作用。

3.根据权利要求2所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述全向轮的轮轴穿过底座机架上的轮轴孔，且轮轴孔出设置有轴承，所述轮轴与延长轴连接，所述延长轴套接有轮轴支撑圈，且延长轴与轮轴支撑圈连接处设置有轴承，所述轮轴支撑圈通过螺钉与底座机架连接，所述轮轴延长轴与伺服电机输出轴连接。

4.根据权利要求2所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述底座护甲的外层使用聚碳酸酯材料。

5.根据权利要求1所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述机器人躯干整体为上窄下宽“钟形”空腔结构，其中上部左右两端开槽，中间设有“T形”机械臂安装板，所述摆动机械臂与所述机械臂安装板连接。

6.根据权利要求1所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述摆动机械臂包括机械臂机架、机械臂摆杆CD、第一伺服电机以及曲柄AB、杆BC、机械臂主体，所述曲柄AB的A端与所述伺服电机的输出轴连接，使其绕所述A端转动，其B端与所述杆BC的B端铰接，所述杆BC的C端与所述机械臂摆杆CD的C端连接，所述机械臂摆杆CD的D端与所述机械臂机架连接，所述机械臂摆杆CD与所述机械臂主体连接，且同步运动，所述第一伺服电机安装在所述机械臂机架上，所述第一伺服电机旋转传动所述机械臂摆CD呈一定角度上下摆动，从而带动机械臂主体上下摆动。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述机器人还包括包裹在外部的防护层，所述防护层包括气体防护层，所述的气体防护层使用快递运输所用的玻璃陶瓷防震保护气袋。

8.根据权利要求7所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述的气体防护层为左右两个板甲式设计，便于机器人安装。

9.根据权利要求7所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述气体防护层的外部设置有海绵外形防护层，所述海绵外形防护层使用海绵人偶，为左右两个板甲式设计，其内侧与所述气体防护层贴合。

10.根据权利要求9所述的篮球战术训练用机器人，其特征在于，所述海绵外形防护层内设置有图像采集装置以及用于测距的传感器。