一种击球装置的制作方法

本实用新型属于机器人领域，具体地说，是一种足球机器人的击球装置。

背景技术：

机器人世界杯(RoboCup)是一个国际合作项目，为促进人工智能、机器人和相关领域。它为人工智能机器人研究提供了广泛的技术标准问题，能够被综合和检验。该机器人项目的最终目标是：到2050年，开发完全自主仿人机器人队，能赢得对人类足球世界冠军队。为了真正作为一个团队进行机器人足球比赛，必须包含各种技术，包括：智能体自主设计、多智能体协作、策略获取、实时推理、机器人和传感器融合。本实用新型涉及机器人世界杯中的小型组足球比赛。

小型组比赛规则中规定机器人的尺寸为直径小于18厘米，高度小于15厘米。机器人需要完成运动、平射、挑球等动作。因体积限制并需容纳包括电路板、电池等其余组件，对整个机器人的机械设计提出了较高的要求，并因其比赛目的，还需追求其运动、吸球、平射、挑射的性能。故其机械设计的集成性。

本实用新型提供一种体积小且功能完善的足球机器人，可实现全向移动、吸球、平射、挑射等动作，并且集成度较高，结构紧凑，有效利用空间。

技术实现要素：

本实用新型依据上述目的，提供了一种集运动、吸球、平射、挑射的性能为一体的击球装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型公开了一种击球装置，所述的击球装置包括挑射击球机构和平射击球机构，或包括挑射击球机构和控球机构，或包括平射击球机构和控球机构，或包括挑射击球机构和平射击球机构和控球机构，所述的控球机构和平射击球机构均固定于下板，挑射击球机构包括固定于上板的挑射拉杆组件和固定于下板的挑射铲组件，挑射拉杆组件与挑射铲组件通过凹槽架活动连接，平射击球机构的击球端来回穿梭于挑射铲组件形成的击球口，上板与下板之间平行设置。

作为进一步地改进，本实用新型所述的挑射拉杆组件包括安装于上板的电磁线圈A、击球组件A、给击球组件A提供回复弹力的弹力组件A，挑射铲组件包括挑射铲、位于挑射铲两侧对称设置的导杆、连接两侧导杆的导杆连接杆，凹槽架固定于导杆连接杆上，导杆通过转轴设置于机架上，机架活动连接于下板上，击球组件A通过凹槽架与挑射铲活动连接，击球组件A包括具有磁性的第一导向部，第一导向部受电磁线圈A磁力作用带动击球组件向后拉动凹槽架，带动挑射铲作挑射运动。

作为进一步地改进，本实用新型所述的凹槽架是对称的U型凹槽，第一导向部的一端位于对称的U型凹槽之间，并通过触动杆卡接于凹槽架上，凸起的触动杆嵌入U型凹槽中。

作为进一步地改进，本实用新型所述击球组件还包括设置于第一导向部一端的触动杆，及连接于第一导向部另一端的第二导向部，电磁线圈A包括导向孔A，第一导向部与第二导向部穿于导向孔A内，与电磁线圈前后滑动连接。

作为进一步地改进，本实用新型所述的挑射击球机构还包括第一限位块和第二限位块，第一限位块设置于第一导向部上，位于凹槽架与电磁线圈A之间段，第一限位块通过上板设置的限位凹槽限位，第二限位块设置于第二导向部上，非连接第一导向部的尾端，第二限位块的宽度大于导向孔A的孔径。

作为进一步地改进，本实用新型所述的控球机构包括控球电机、控球摩擦杆、与控球电机的电机轴固定的第一传动齿轮、与控球摩擦杆的中轴固定的第二传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，控球机构通过转轴固定于机架上，控球摩擦杆、下板、导杆连接杆与机架之间形成控球口。

作为进一步地改进，本实用新型所述的平射击球机构包括电磁线圈B、击球组件B，以及给击球组件B提供回复弹力的弹力组件B，击球组件B包括具有磁性的第三导向部与第三导向部相连的第四导向部和与第四导向部相连的击球端，第三导向部受电磁线圈B磁力作用带动击球组件B向前作击球运动。

作为进一步地改进，本实用新型所述电磁线圈B包括导向孔B，第三导向部与第四导向部穿于导向孔B内，与电磁线圈B前后滑动连接，第三导向部向着第四导向部的那端位于导向孔B内或者位于导向孔B外靠近导向孔后侧、能受电磁线圈B磁力影响的位置。

作为进一步地改进，本实用新型所述击球端的宽度大于导向孔B的孔径，第三导向部上，非连接第四导向部的尾端设置有第三限位块，第三限位块宽度大于导向孔B的孔径，控球摩擦杆、下板、导杆连接杆与机架之间形成平射击球机构的击球口，平射击球机构的击球端来回穿梭于击球口。

作为进一步地改进，本实用新型所述弹力组件A或弹力组件B是复位弹簧，弹力组件B安装在第三限位块与电磁线圈B的尾端之间，弹力组件A安装在第二限位块与电磁线圈A之间，机架通过滑动轴承连接于竖板上，所述的竖板垂直并固定于下板，所述的机架通过滑动轴承相对于下板活动连接。

本实用新型的有益效果在于：

(1)、平射机构和挑射机构均采用电磁铁来达到有效的力输出；

(2)、平射挡块用来使平射铲子在击球和回程中保持相对水平状态，不至于碰到其他机构；

(3)挑射机构采用连杆式结构，有效的利用了机器人中部的空间；

(4)控球电机采用齿轮传动，顺利吸住球；

(5)平射机构和挑射机构的均设置复位弹簧用来回程和起到缓冲的作用；

(6)控球摩擦杆外摩擦力较大的橡胶圈可更迅速吸住小球；

(7)机架通过滑动轴承转动，可在小范围内进行转动，扩大吸球的面积，从而加大行程，使球成功吸住的可能性加大。

附图说明

图1是本实用新型挑射击球机构的结构示意图；

图2是本实用新型挑射击球机构处于挑射状态的侧视结构示意图；

图3是本实用新型平射击球机构的结构示意图；

图4是本实用新型平射击球机构实用新型平射击球的剖视结构示意图；

图5是本实用新型控球机构的结构示意图；

图6是本实用新型平射击球机构与挑射击球机构相互配合的结构示意图；

图7是本实用新型平射击球机构与控球击球机构相互配合的结构示意图；

图8是本实用新型平射击球机构、挑射击球机构与控球击球机构相互配合的结构示意图；

图中，1是上板，2是下板，3是电磁线圈A，4是击球组件A，5是导向孔A，6是挑射铲，7是第一导向部，8是第二导向部，9是触动杆，10是导杆，11是导杆连接杆，12是凹槽架，13是转轴，14是机架，15是第一限位块，16是第一挡块，17是第二限位块，18是第二挡块，19是限位凹槽，20是电磁线圈B，21是击球组件B，22是第三导向部，23是第四导向部，24是击球端，25是第三挡块，26是第四挡块，27是缓冲垫，28是第三限位块，29是控球电机，30是控球摩擦杆，31是第一传动齿轮，32是第二传动齿轮，33是控球口，34是击球口，35是滑动轴承。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例对本实用新型技术方案作进一步地说明：

图8是本实用新型平射机构、挑射机构与控球机构相互配合的结构示意图，本实用新型公开了一种击球组件，包括挑射击球机构，固定于下板2的控球机构和平射击球机构，挑射击球机构包括固定于上板1的挑射拉杆组件和固定于下板2的挑射铲6组件，挑射拉杆组件与挑射铲6组件通过凹槽架12活动连接，平射击球机构的击球端24来回穿梭于挑射铲6组件形成的击球口34，上板1与下板2之间平行设置。

图1是本实用新型挑射击球机构的结构示意图，挑射拉杆组件包括安装于上板1的电磁线圈A3、击球组件A4、给击球组件A4提供回复弹力的弹力组件A，挑射铲6组件包括挑射铲6、位于挑射铲6两侧对称设置的导杆10、连接两侧导杆10的导杆连接杆11，凹槽架12固定于导杆连接杆11上，导杆10通过转轴13设置于机架14上，机架14固定于下板2上，击球组件A4通过凹槽架12与挑射铲6活动连接，击球组件包括具有磁性的第一导向部7，设置于第一导向部7一端的触动杆9，及连接于第一导向部7另一端的第二导向部8，第一导向部7可以为铁磁性材料，第一导向部7受电磁线圈A3磁力作用带动击球组件向后拉动凹槽架12，带动挑射铲6作挑射运动，导杆10通过转轴13设置于机架14上，机架14固定于下板2上，凹槽架12是对称的U型凹槽，第一导向部7的一端位于对称的U型凹槽之间，并通过触动杆9卡接于凹槽架12上，凸起的触动杆9嵌入U型凹槽中，电磁线圈A3包括导向孔A5，第一导向部7与第二导向部8穿于导向孔A5内，与电磁线圈前后滑动连接。导向孔A5既提供了第一导向部7往击球方向移动的支撑力又提供了第一导向部7件移动时的导向。第一导向部7与第二导向部8的连接处位于导向孔A5内或者位于导向孔A5外靠近导向孔A5前侧、能受电磁线圈A3磁力影响的位置，具体地，第一导向部7可以是一端设置在导向孔A5内，另一端往导向孔A5前侧延伸至导向孔A5外连接击球组件A4，导向孔A5后侧为导向孔A5与击球方向相反的一侧，第一导向部7的一端对准导向孔A5，设置于导向孔A5外靠近导向孔A5前侧且能受电磁线圈A3总成通电后磁力影响的位置，另一端往击球方向相同的地方延伸。挑射击球装置还包括第一限位块15和第二限位块17，第一限位块15设置于第一导向部7上，位于凹槽架12与电磁线圈A3之间段，第一限位块15通过上板1设置的限位凹槽19限位，第二限位块17设置于第二导向部8上，非连接第一导向部7的尾端，第二限位块17的宽度大于导向孔A5的孔径。当击球组件A4受弹力组件回复力驱动时，第一导向部7向前移动，直至第二限位块17受导向孔A5后侧的阻挡，限制第一导向部7继续向前移动，从而将击球组件A4的回复位移限制在一定范围内；第一限位块15为导向孔A5前侧的上板1边缘的限位凹槽19中，当第一导向部7受磁力往击球相反方向移动时，第一限位块15受基座边缘阻挡，限制了第一导向部7的位移，使击球组件击球的角度一定。上板1上设置有与第一限位块15对应配合的第一挡块16，电磁线圈A3的一端设置有与第二限位块17对应配合的第二挡块18，第一挡块16与第一限位块15和/或第二挡块18与第二限位块17之间设置有缓冲垫27，弹力组件A包括复位弹簧，复位弹簧安装在第一挡块16与第一限位块15和/或第二挡块18与第二限位块17之间。具体实施例中，击球时由于第一导向部7上所受的吸引力往击球相反方向移动时，在复位弹簧受拉伸，击球后由于磁力产生部断电，第一导向部7上所受的吸引力消失，在复位弹簧的作用下，使第一导向部7回复初始位置，从而带动第二导向部8，使击球组件复位。机架14通过滑动轴承35连接于竖板上，竖板垂直并固定于下板2，竖板总共两块平行于机架14的两个侧面，安置于机架14的内侧，机架14通过滑动轴承35相对于下板2活动连接。

图2是本实用新型挑射击球机构处于挑射状态的侧视结构示意图，电磁线圈A3在通电时产生磁力，为达到电磁平衡，第一导向部7受磁力吸引，穿过导向孔A5往击球相反方向移动，第一导向部7通过其一端的触动杆9卡接住凹槽架12，拉动与凹槽架12连接的导杆10沿着转轴13转动，使得挑射铲6的击球运动轨迹向前向上，实现挑射击球。

图3是本实用新型平射击球机构的结构示意图，图4是本实用新型平射击球机构实用新型平射击球的剖视结构示意图；平射击球机构包括电磁线圈B20、击球组件B21，以及给击球组件B21提供回复弹力的弹力组件B，弹力组件B是复位弹簧，复位弹簧安装在第四挡块26与第三限位块28和/或第三挡块25与击球端24之间，击球组件B21包括具有磁性的第三导向部22与第三导向部22相连的第四导向部23和与第四导向部23相连的击球端24，第三导向部22受电磁线圈B20磁力作用带动击球组件B21向前作击球运动，电磁线圈B20断电后，击球组件B21被弹力组件B的回复力驱动回复。电磁线圈B20包括导向孔B，第三导向部22与第四导向部23穿于导向孔B内，与电磁线圈B20前后滑动连接，第三导向部22向着第四导向部23的那端位于导向孔B内或者位于导向孔B外靠近导向孔后侧、能受电磁线圈B20磁力影响的位置。导向孔可容纳第三导向部22，既提供了第三导向部22往击球方向移动的支撑力又提供了第三导向部22件移动时的导向。击球端24的宽度大于导向孔B的孔径，第三导向部22上，非连接第四导向部23的尾端设置有第三限位块28，第三限位块28宽度大于导向孔B的孔径，控球摩擦杆30、下板2、导杆连接杆11与机架14之间形成平射击球机构的击球口34，平射击球机构的击球端24来回穿梭于击球口34。线圈端部设置有与击球端24对应配合的第三挡块25和与第三限位块28对应配合的第四挡块26，第四挡块26与第三限位块28和/或击球端24与第三挡块25之间设置有缓冲垫27。

第三导向部22的一端设置于导向孔B内，另一端往导向孔B后侧延伸至导向孔B外，导向孔B后侧为导向孔B与击球方向相反的一侧；或者第三导向部224的一端对准导向孔B，设置于导向孔B外靠近导向孔B后侧且能受电磁线圈B20总成通电后磁力影响的位置，另一端往与击球方向相反的方向延伸。第三导向部22为圆柱状的第一导向部7，电磁线圈B20通电后产生磁性并磁化所述第一导向部7，为达到电磁平衡，第一导向部7穿过导向孔B往击球方向移动，推动击球组件B21击球。

第四导向部23的一端连接击球端24，电磁线圈B20通电时推动第四导向部23从而推动击球端24击球，第四导向部23在第三导向部22的移动路径上或者连接第三导向部22，第三导向部22推动第四导向部23往击球方向移动，第四导向部23连接第三导向部22时，第四导向部23的一端位于导向孔内连接第三导向部22，另一端往导向孔B前侧延伸连接击球端24于导向孔外，一般第四导向部23采用非铁磁性材料，如铝。在电磁铁线B总成通电时，第三导向部22受磁力吸引，往击球方向移动，由于第四导向部23与第三导向部22连接或在第三导向部22的移动路径上，第四导向部23受第三导向部22推动往击球移动，从而推动击球端24实现击球，击球端24前侧为具有一定面积的弧形面，其中，第三导向部22与第四导向部23还可以为一体成型结构。

击球装置包括第三限位块28与击球端24这两个限位组件，还有与两个限位组件相对应的第三挡块25和第四挡块26，具体实施例中，第三挡块25位于导向孔B前侧，击球端24后侧的宽度大于导向孔B的孔径，当第四导向部23受弹力组件驱动回复时，击球端24后侧被导向孔B阻挡在导向孔B外限位。第四挡块26设置于导向孔B后侧之外，第四挡块26有一通孔，第三导向部22的一端穿过通孔设置于导向孔B内，第三限位块28的宽度大于第四挡块26通孔的孔径，当第三导向部22受磁力吸引往击球方向移动时，第四挡块26阻挡了第三限位块28的移动，将第三导向部22的位移限制在第四挡块26与第三限位块28之间。

第四挡块26与第三限位块28和/或第三挡块25与击球端24设置有缓冲垫27，当击球端24受第三挡块25阻挡时或第三限位块28受第四挡块26阻挡时，缓冲垫27减小两者的撞击力。具体实施例中，缓冲垫27套接在第三导向部22上，当第三导向部22受电磁吸引向击球方向移动时的力较大，第三限位块28与第四挡块26通过缓冲垫27减小撞击力。

弹力组件包括一复位弹簧，复位弹簧安装在第四挡块26与第三限位块28和/或第三挡块25与击球端24之间。复位弹簧套接在第四挡块26与第三限位块28之间的第三导向部22上，击球后由于磁力产生部断电，第三导向部22上所受的吸引力消失，在复位弹簧的作用下，使第三导向部22回复初始位置，从而带动第四导向部23，使击球组件B21复位。

图5是本实用新型控球机构的结构示意图；控球机构包括控球电机29、控球摩擦杆30、与控球电机29的电机轴固定的第一传动齿轮31、与控球摩擦杆30的中轴固定的第二传动齿轮32，第一传动齿轮31与第二传动齿轮32啮合，控球机构通过转轴13固定于挑射击球装置的机架14上，控球摩擦杆30、下板2、导杆连接杆11与机架14之间形成控球口33。控球电机29通过机架14固定在下板2上，且距离下板2一定高度，控制电路控制控球电机29转动，由于啮合第一传动齿轮31与第二齿轮，第二传动齿轮32带动第一转动齿轮转动，使控球摩擦杆30高速转动，将球吸附于下板2与控球摩擦杆30之间。

图6是本实用新型平射击球机构与挑射击球机构相互配合的结构示意图；挑射击球机构中挑射铲6、机架14、导杆连接杆11与下板2形成的击球口34可容纳平射击球机构击球组件B21的击球端24通过，平射击球机构的电磁线圈B20通电时产生的磁力推动击球组件B21从击球口34中弹出击球，断电后，所述击球组件B21通过击球口34被弹力组件B的回复力驱动回复。

图7是本实用新型平射击球机构与控球机构相互配合的结构示意图，控球机构的控球摩擦杆30，机架14两侧与下板2形成控球口33，控球口33可容纳击球组件B21通过，平射击球机构的电磁线圈B20通电时产生的磁力推动击球组件B21从控球口33中弹出将控球口33中的球击出，断电后，击球组件B21通过控球口33被弹力组件B的回复力驱动回复。

挑射击球机构与控球机构相互配合，挑射击球机构的电磁线圈A3通电时产生的磁力拉动击球组件A4，即可将控球口33中球击出，断电后，所述击球组件A4通过控球口33被弹力组件A的回复力驱动回复。

图8是本实用新型平射机构、挑射机构与控球机构相互配合的结构示意图；平射击球机构的击球组件B21位于击球口34与控球口33的后侧，电磁线圈B20通电时产生的磁力推动击球组件B21，通过击球口34，将控球口33的球击出，断电后，击球组件B21通过击球口34被弹力组件A的回复力驱动回复。挑射击球机构的电磁线圈A3通电时产生的磁力拉动击球组件A4，即可将控球口33中球击出，断电后，所述击球组件A4通过控球口33被弹力组件A的回复力驱动回复。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。