篮球机器人抓球机构的制作方法

本实用新型属于篮球机器人技术领域，尤其涉及一种篮球机器人抓球机构。

背景技术：

随着社会的发展，机器人已经融入人们生活的各个方面。在学校里，学生常会用篮球机械人进行篮球比赛，在篮球机器人进行比赛过程中，带球跑及投篮是篮球机器人必须的基本功能。

现在的篮球机器人一般是人形机器人，人形的篮球机器人用双手抱球、行走带球并投球，这种篮球机器人的缺点是行走速度慢，双手为板状，抱球时灵活度差，抓球时不能准确抓取，由于是人形，行走时不能进行360°范围的旋转。

另有一种机器人通过机械手臂投球，在机械手臂上设置肘关节，便于机械手臂弯曲确定抓球方向，机械手是由两块结构一样的弧形结构实现抓取的，同样存在抓球投球灵活性差、机械臂结构复杂的问题，投球时准度与力度难以控制，极大的阻碍了投篮机器人整机技术的发挥。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种篮球机器人抓球机构，实现了抓球和投球功能的同时，而且机器人的抓球机构结构非常简单，投球和抓球动作准确牢固，带球行进过程中动作灵活，不易出现丢球现象。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种篮球机器人抓球机构，其特征在于所述抓球机构包括三爪抓球机械爪、机械臂、托板、伸缩结构，所述三爪抓球机械爪与所述机械臂连接，所述机械臂的底端设有托板，所述伸缩结构设置在所述机械臂和所述托板之间，且所述伸缩结构一端与所述机械臂通过转轴连接，另一端与所述托板固定连接；

所述伸缩结构包括位于所述机械臂左右两侧的手臂控制伸缩气缸、与手臂控制伸缩气缸连接的手臂控制伸缩杆，所述手臂控制伸缩气缸固定在所述托板上，所述手臂控制伸缩杆通过转轴与所述机械臂连接；

所述三爪抓球机械爪包括呈三角形分布的三个机械爪、设置在所述机械臂端部的手爪控制伸缩杆，所述三个机械爪通过连接件连接，所述手爪控制伸缩杆穿过所述连接件与其中一个所述机械爪连接，所述手爪控制伸缩杆由手爪控制伸缩气缸控制，所述手爪控制伸缩气缸侧部设有三个连接杆，每个所述连接杆对应一个所述机械爪，所述连接杆与所述机械爪连接处、所述连接杆与所述手爪控制伸缩气缸连接处均通过转轴连接。

所述三爪抓球机械爪的所述三个机械爪呈正三角形分布。

所述机械臂为一整体形式的弯臂结构。

还包括行走机构，所述托板固定在所述行走机构上。

所述行走机构包括对称设置在机身两侧的左侧行走机构和右侧行走机构，所述左侧行走机构和所述右侧行走机构均包括第一动作连杆、第二动作连杆、前臂、中臂和后臂，所述第一动作连杆的一端与所述前臂连接，所述第一动作连杆的另一端与所述第二动作连杆的一端、所述中臂依次通过转轴连接，所述第二动作连杆的另一端通过转轴与所述后臂连接，所述中臂上部与驱动电机连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型使用机械手结构实现篮球机器人的抓球、带球和投球，克服了人形篮球机器人用双手抱球灵活度差、行走机构行走速度慢、不能自由旋转的缺点，并将抓球机构的机械手设计为三爪抓球机械爪、机械臂结构设计为没有肘关节的弯臂结构，三爪抓球机械爪的机械爪由手爪控制伸缩气缸控制手爪控制伸缩杆，实现三个机械爪的抓取和张开动作，三个机械爪能将篮球紧紧抓住，带球方便稳定，且手爪控制伸缩气缸、手爪控制伸缩杆结构简单；机械臂的伸缩由伸缩结构控制，同样手臂控制伸缩气缸、手臂控制伸缩杆结构简单，实现机械臂的上下移动，机械爪正对球篮时完成投球动作，同时省去了肘关节部分的结构。本实用新型结构简单，制造成本低，灵活性好，增加了比赛过程的趣味性，投球准确率高，适合篮球机器人比赛的场合。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的侧视图；

图4为本实用新型的俯视图；

图5为本实用新型行走机构与抓球机构的整体示意图。

图中，1、三爪抓球机械爪，2、机械臂，3、托板，4、伸缩结构，5、手臂控制伸缩气缸，6、手臂控制伸缩杆，7、机械爪，8、手爪控制伸缩杆，9、手爪控制伸缩气缸，10、连接杆，11、连接件，12、第二动作连杆，13、前臂，14、中臂，15、后臂，16、第一动作连杆，17、机身。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型的一种具体实施方式做出说明。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种篮球机器人抓球机构，所述抓球机构包括三爪抓球机械爪1、机械臂2、托板3、伸缩结构4，所述三爪抓球机械爪1与所述机械臂2连接，所述机械臂2的底端设有托板3，所述伸缩结构4设置在所述机械臂2和所述托板3之间，且所述伸缩结构4一端与所述机械臂2通过转轴连接，另一端与所述托板3固定连接；

上述的所述伸缩结构4包括位于所述机械臂2左右两侧的手臂控制伸缩气缸5、与手臂控制伸缩气缸5连接的手臂控制伸缩杆6，所述手臂控制伸缩气缸5固定在所述托板3上，所述手臂控制伸缩杆6通过转轴与所述机械臂2连接。

其中，本实用新型的机械臂2为一整体形式的弯臂结构，这种机械臂2不需要设计肘关节，大大减小了机械手的设计难度，设计成本低，整体式结构更稳定，使用过程中不易损坏。

机械臂2的伸缩由伸缩结构4控制，同样手臂控制伸缩气缸5、手臂控制伸缩杆6结构简单，就可以实现机械臂2的上下移动。

本实用新型的所述三爪抓球机械爪1包括呈三角形分布的三个机械爪7、设置在所述机械臂2端部的手爪控制伸缩杆8，三个机械爪7优选为正三角形分布。所述三个机械爪7通过连接件11连接，所述手爪控制伸缩杆8穿过所述连接件11与其中一个所述机械爪7连接，所述手爪控制伸缩杆8由手爪控制伸缩气缸9控制，所述手爪控制伸缩气缸9侧部设有三个连接杆10，每个所述连接杆10对应一个所述机械爪7，所述连接杆10与所述机械爪7连接处、所述连接杆10与所述手爪控制伸缩气缸9连接处均通过转轴连接。

三爪抓球机械爪1的机械爪7由手爪控制伸缩气缸9控制手爪控制伸缩杆8，实现三个机械爪7的抓取和张开动作，三个机械爪7能将篮球紧紧抓住，带球方便稳定，且手爪控制伸缩气缸9、手爪控制伸缩杆8结构简单。

工作原理：手臂控制伸缩气缸5控制手臂控制伸缩杆6伸出和缩回，进而控制机械臂2位置的上移和下移，实现篮球的带球动作；手爪控制伸缩气缸9控制手爪控制伸缩杆8伸出和缩回，进而实现手爪控制伸缩杆8带动其中一个机械爪7运动，由于三个机械爪7连接在一起，另外两个机械爪7也做相应的伸出和缩回动作，实现篮球的抓球和投球动作。

使用本机构时，将其与能控制方向的行走机构、再与电路板，将本机构设置在行走机构上，完成抓球机构抓球方向的调整，使抓球机构准确抓球，其中的行走机构可以为人形，也可以为车轮形，凡是能精确控制行走和转向的结构均可以配合本机构辅助完成打篮球过程。

本实用新型以人形行走机构为例，如图5所示，托板3和电路板分别设置在行走机构的机身17上，该行走机构包括对称设置在机身17两侧的左侧行走机构和右侧行走机构，所述左侧行走机构和所述右侧行走机构均包括第一动作连杆16、第二动作连杆12、前臂13、中臂14和后臂15，所述第一动作连杆16的一端与所述前臂13连接，所述第一动作连杆16的另一端与所述第二动作连杆12的一端、所述中臂14依次通过转轴连接，所述第二动作连杆12的另一端通过转轴与所述后臂15连接，所述中臂14上部与驱动电机连接。

行走机构由两个伺服驱动电机分别控制中臂14带动前臂13和后臂15进行运动的，向右转弯时，右侧行走机构的伺服驱动电机不转，左侧行走机构的伺服驱动电机转动，实现向右转弯，向左转弯时与向右转弯相同；直行时，两个伺服驱动电机同时驱动左侧行走机构和右侧行走机构。

本机构涉及的相关气缸和电机由控制器控制，并通过现有技术的游戏操作手柄实现篮球机器人的比赛控制。本实用新型整体结构简单，制造成本低，灵活性好，投球准确率高，不易丢球，趣味性高，适合篮球机器人比赛的场合。

需要说明的是，本实用新型仅对机械结构进行改进说明，其中的电路板涉及的结构和电路为现有技术，本实用新型不对电路板涉及的程序进行改进，现有的软件技术完全可以实现本实用新型。

以上对本实用新型的实例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。