弹丸的发射装置和射击机器人的制作方法

本实用新型涉及发射装置技术领域，尤其涉及一种弹丸的发射装置和射击机器人。

背景技术：

射击机器人(即步兵机器人)为RoboMaster(国际性的机器人竞技平台)比赛中的重要角色，其通过发射装置发射球类弹丸而对敌人形成攻击。

发射装置通常包括发射管和加速管，弹丸由加速管加速后，再由发射管射出。现有发射装置通过在加速管的两侧分别设置摩擦轮，弹丸在通过加速管时，由于受到两个摩擦轮的旋转力作用而实现加速。相关技术中，当发射装置发射弹丸的方向为水平方向时，两个摩擦轮的排布方向也处于水平方向，这种排布方式增加了发射装置的横向宽度，使得发射装置的布局不够紧凑，空间利用率低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种弹丸的发射装置和射击机器人。

具体地，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

根据本实用新型的第一方面，提供一种弹丸的发射装置，所述发射装置包括：

发射机构，所述发射机构包括发射管、加速管、可变形的摩擦轮以及驱动组件；

所述加速管与所述发射管对接；

所述摩擦轮包括两个，两个所述摩擦轮相对设置在所述加速管的两侧，且两个所述摩擦轮均部分位于所述加速管内，以抵持位于所述加速管内的弹丸；

所述驱动组件用于驱动两个所述摩擦轮同时朝着所述发射管的方向旋转，以使得所述弹丸在两个所述摩擦轮的旋转力作用下加速进入所述发射管；

其中，当所述发射机构的发射方向为水平方向时，两个所述摩擦轮的排布方向为竖直方向。

可选地，所述发射装置还包括驱动机构，所述驱动机构与所述发射机构相连接，用于驱动所述发射机构转动。

可选地，所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构设于所述加速管远离所述发射管的一端，并用于驱动所述发射机构在第一方向上运动，所述第二驱动机构用于驱动所述第一驱动机构和所述发射机构整体在第二方向上运动。

可选地，所述第一驱动机构为俯仰轴驱动机构，所述第二驱动机构为偏航轴驱动机构。

可选地，所述俯仰驱动机构包括俯仰轴轴臂和用于驱动所述俯仰轴轴臂的俯仰轴电机，两个所述摩擦轮与所述俯仰轴轴臂转动连接且与所述俯仰轴电机相邻设置；和/或，

所述偏航轴机构包括偏航轴轴臂和用于驱动所述俯仰轴轴臂的偏航轴电机，所述偏航轴电机的旋转轴内形成有供所述弹丸通过的中空结构。

可选地，所述驱动组件包括两个驱动电机，两个所述驱动电机对应驱动两个所述摩擦轮转动。

可选地，所述驱动电机为外转子电机，所述摩擦轮套设在所述外转子电机的转子壳上，所述转子壳用于带动所述摩擦轮转动。

可选地，所述加速管上的相对侧壁上分别设有凹槽，所述凹槽内开设有通孔，所述摩擦轮通过所述通孔部分位于所述加速管内。

可选地，所述凹槽的侧壁上设有可拆卸的安装部；

所述安装部包括安装本体和安装壳，所述安装壳设于所述安装本体上；

所述安装壳内设有容纳空间，所述驱动电机以及所述摩擦轮位于所述容纳空间内。

可选地，所述发射装置还包括弹丸连通框体，所述弹丸连通框体用于连接所述加速管与弹仓；

所述安装本体设于开口向上的所述凹槽的一侧壁上，所述安装壳的一端与所述安装本体连接，所述安装壳的另一端与所述弹丸连通框体连接。

可选地，所述发射装置还包括主控板，所述主控板位于两个所述摩擦轮远离所述发射管的一侧，且所述主控板与所述驱动组件电耦合连接。

可选地，所述发射装置还包括外罩，所述外罩用于罩设所述主控板和至少一个所述摩擦轮。

根据本实用新型的第一方面，提供一种射击机器人，所述射击机器人包括底盘、安装于所述底盘并用于驱动所述底盘移动的动力机构及上述任一项所述的发射装置，所述发射装置固定连接在所述底盘上。

由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，通过将两个摩擦轮设计成竖直方向排布的方式，减小了发射装置在横向的宽度，更好地利用了竖直空间，使得发射装置的布局更加紧凑、空间利用率更高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一示例性实施例示出的一种弹丸的发射装置的结构爆炸图；

图2是图1所示的弹丸的发射装置的立体图；

图3是图1所示的弹丸的发射装置在另一方向上的立体图；

图4是图1所示的弹丸的发射装置的加速管的结构示意图；

图5是图1所示的弹丸的发射装置的弹丸连通框体的结构示意图；

图6是本实用新型一示例性实施例示出的一种弹丸的发射装置的立体图；

图7是图6所示的弹丸的发射装置的一种使用状态图。

附图标记：

1：发射机构；11：发射管；111：内筒；112：外筒；12：加速管；121：凹槽；122：通孔；13：摩擦轮；14：驱动组件；

2：驱动机构；21：第一驱动机构；211：俯仰轴轴臂；212：俯仰轴电机；22：第二驱动机构；221：偏航轴轴臂；222：偏航轴电机；

3：安装部；31：安装本体；32：安装壳；

4：弹丸连通框体；41：第一接口；42：第二接口；

5：主控板；

6：外罩；

7：弹仓。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图，对本实用新型的弹丸的发射装置和射击机器人进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

结合图1至图3，本实用新型实施例提供一种弹丸的发射装置，该发射装置可包括发射机构1，该发射机构1可包括发射管11、加速管12、可变形的摩擦轮13以及驱动组件14。其中，加速管12与发射管11对接，本实施例的发射管11和加速管12分别具有弹道，发射管11和加速管12对接后，发射管11的弹道和加速管12的弹道相连通。

可以理解的是，加速管12与发射管11之间可直接对接，也可间接对接。此外，发射管11和加速管12之间可共轴对接，也可非共轴对接。

进一步的，发射管11和加速管12对接后，可通过现有固定方式将发射管11和加速管12固定连接在一起。本实施例中，发射管11可包括内管111和套设于该内筒111外侧的外筒112，内筒111的一端与加速管12的一端对接并固定连接。其中，内管111形成有弹丸的发射通道，外筒112的内壁上设有检测元件，检测元件用于检测内管111内弹丸的发射速度，内筒111的一端可通过螺钉或其他现有固定方式与加速管12的一端固定连接。

本实施例的摩擦轮13包括两个，两个摩擦轮13相对设置在加速管12的两侧，且两个摩擦轮13均部分位于加速管12内，以抵持位于加速管12内的弹丸。在本实施例中，弹丸进入加速管12并在经过两个摩擦轮13之间时，利用两个摩擦轮13与弹丸之间的摩擦而实现弹丸的加速。其中，弹丸可以是球类弹丸或者特定形状的弹丸，为便于描述，除非特殊说明，下文实施例中所述描述的弹丸均以球类弹丸为例，以配合描述所述发射装置的结构和功能。

本实施例的发射装置在发射弹丸时，驱动组件14会驱动两个摩擦轮13同时朝着发射管11的方向旋转，以使得弹丸在两个摩擦轮13的旋转力作用下加速进入发射管11。以图1所示的发射装置的结构朝向，对驱动组件14驱动两个摩擦轮13的运动方式进行说明。本实施例中，两个摩擦轮13之间的运动方向相反，发射装置发射弹丸时，通过驱动组件14驱动位于加速管12上方的摩擦轮13顺时针旋转，并驱动位于加速管12下方的摩擦轮13逆时针旋转，从而使得两个摩擦轮13同时朝着发射管11的方向旋转。

两个摩擦轮13之间的间距与弹丸的直径相关，本实施例根据弹丸的直径来设计两个摩擦轮13之间的间距。此外，两个摩擦轮13的材质可根据硬度、摩擦力等需求进行选择。

本实施例的发射机构1可包括多个发射方向。其中，当发射机构1的发射方向为水平方向时，两个摩擦轮13的排布方向为竖直方向。

本实施例的发射装置，通过将两个摩擦轮13设计成竖直方向排布的方式，减小了发射装置在横向的宽度，更好地利用了竖直空间，使得发射装置的布局更加紧凑、空间利用率更高。

在一些实施例中，发射管11和加速管12可以为非对称结构。在一些实施例中，发射管11和加速管12均为对称结构，以平衡弹丸发射过程中的受力情况，利于弹丸的精准发射。

在一些例子中，两个摩擦轮13对称设置在加速管12的两侧。当然，在其他实例子中，两个摩擦轮13可以非对称设置在加速管12的两侧。例如，当发射机构1的发射方向为水平方向时，位于加速管12上方的摩擦轮13至加速管12的轴线的间距小于位于加速管12上方的摩擦轮13至加速管12的轴线的间距。

摩擦轮13设置在加速管12上的方式可根据需要设计，本实施例中，参见图4，加速管12上的相对侧壁上分别设有凹槽121，凹槽121内开设有通孔122，摩擦轮13通过通孔122部分位于加速管12内。通过在加速管12的相对侧壁上分别设置凹槽121，一方面通过两个凹槽121对两个摩擦轮13分别进行限位；另一方面减轻了加速管12的重量，从而减轻发射机构1的重量。

为固定摩擦轮13和驱动组件14，参见图1，凹槽121的侧壁上可设有安装部3，该安装部3可拆卸的设置在凹槽121的侧壁上。例如，安装部3通过螺钉、卡接等方式可拆卸的连接在凹槽121的侧壁上。

本实施例的安装部3包括安装本体31和安装壳32。其中，安装壳32设于安装本体31上，并且，该安装壳32内设有容纳空间，摩擦轮13位于容纳空间内。利用安装壳32容纳摩檫轮13，这样可以避免摩擦轮13的旋转运动受到外力干扰，保证摩檫轮13对弹丸动力输出的精准性和可靠性，同时，也可以避免摩擦轮13对发射装置中其它部件的摩擦而造成的磨损。

此外，结合图1、图3和图5，本实施例的发射装置还可包括弹丸连通框体4，该弹丸连通框体4用于连接加速管12与弹仓，弹仓用于存储弹丸。可以理解的是，加速管12与弹仓之间并非直接连接，而是间接连接。其中，弹仓7可为发射装置的一部分，也可为外部结构。

本实施例中，当发射装置的发射方向为水平方向时，两个凹槽121中的一个开口朝上，另一个开口朝下，安装本体31设于开口向上的凹槽121的一侧壁上，安装壳32的一端与安装本体31连接，安装壳32的另一端与弹丸连通框体4连接。

更具体而言，加速管12的上下侧壁上分别设有凹槽121，上侧壁上的凹槽121开口朝上并设有安装孔，安装部3的安装本体31通过诸如螺钉固定于加速管12上侧壁的凹槽121的侧壁上，实现加速管12与安装部3之间可拆卸地装配，安装本体31与加速管12之间也可通过诸如卡接结构实现卡接形式的卡拆卸装配。值得说明的是，前述所描述的上、下并非绝对方向的上、下，随着发射装置的俯仰转动，该上、下也可相应理解为斜上、斜下。

参见图1，弹丸连通框体4位于加速管12远离发射管11的一端。本实施例的安装壳32的一端可通过螺钉、卡接或其他现有固定方式固定连接在安装本体31上。又参见图1，安装壳32的另一端可设有连接件，安装壳32的另一端通过该连接件与弹丸连通框体4连接。其中，连接件可通过螺钉、卡接或其他现有固定方式固定连接在弹丸连通框体4上。

参见图5，弹丸连通框体4可包括第一接口41和第二接口42，其中，第一接口41与加速管12远离发射管11的一端的接口对接，第二接口42与从弹仓7引导出来的弹丸通道的弹丸出口直接或间接对接，通过第一接口41和第二接口42将弹仓7与加速管12连通，实现弹丸的补给。

驱动组件14可采用气缸、电机或者其他能够驱动摩擦轮13转动的驱动器件。本实施例中，驱动组件14可包括两个驱动电机，两个驱动电机对应驱动两个摩擦轮13转动。在一实现方式中，驱动电机为外转子电机，摩擦轮13套设在外转子电机的转子壳上，转子壳用于带动摩擦轮13转动。其中，转子壳可以为驱动电机中的转子部分，也可以为驱动电机中的定子部分。

可以理解，当每一个摩擦轮13由一个驱动电机驱动时，用于驱动位于安装壳32内的摩擦轮13的驱动电机也位于安装壳32的容纳空间内。

结合图1至图3以及图7，本实施例的发射装置还可包括主控板5，主控板5位于两个摩擦轮13远离发射管11的一侧，且主控板5与驱动组件14电耦合连接，从而通过主控板5驱动上述驱动组件14转动。上述实施例中，将驱动组件14和摩擦轮13容纳在安装壳32的容纳空间内，对主控板5与驱动组件14之间的连接导线进行保护。

进一步参见图3，本实施例的发射装置还可包括外罩6，外罩6用于罩设主控板5和至少一个摩擦轮13，将主控板5和至少一个摩擦轮13限制在外罩的空间内，不仅有利于产品的外观设计，同时可以充分利用外罩6内的空间，实现产品的紧凑设计。

为使得发射机构1能够朝向不同的发射方向发射弹丸，以实现对目标的射击，可将发射机构1搭载在云台等驱动机构上。本实施例中，参见图2，本实施例的发射装置还可包括驱动机构2，该驱动机构2与发射机构1相连接，并且，本实施例的驱动机构2用于驱动发射机构1转动，使得发射机构1能够朝向不同的发射方向发射弹丸，满足射击需求；并且，本实施例通过将两个摩擦轮13设计成竖直方向排布的方式，有利于驱动机构2的配重设计，减小了驱动机构2的重量与体积，从而有利于防止驱动机构2输出不必要的扭矩。上述实施例的主控板5还能够用于控制驱动机构2的转动。其中，主控板5用于控制驱动组件14、驱动机构2的转动，可采用现有的控制电路，如电机控制电路。

驱动机构2可采用气缸、电机或者其他能够驱动发射机构1实现转动的驱动器件，在此不作限定。

本实施例中，驱动机构2具有至少一个转动自由度，以驱动发射机构1朝向不同的发射方向发射弹丸，满足射击需求。例如，在一些例子中，驱动机构2用于驱动发射机构1在俯仰或偏航方向转动，使得发射机构1在俯仰或偏航方向实现瞄准。

而在另一些例子中，驱动机构2可用于驱动发射机构1在多个方向转动，使得发射机构1的瞄准方向更加丰富，比如，驱动机构2可用于驱动发射机构1在2个、3个、4个甚至更多的方向转动，为方便描述，本实施例以驱动机构2能够驱动发射机构1在第一方向和第二方向转动为例进行说明。

具体的，结合图6和图7，驱动机构2可包括第一驱动机构21和第二驱动机构22。其中，第一驱动机构21设于加速管12远离发射管11的一端，并且，第一驱动机构21用于驱动发射机构1在第一方向上运动，第二驱动机构22用于驱动第一驱动机构21和发射机构1整体在第二方向上运动。

为驱动发射机构1转动，第一驱动机构21可与加速管12远离发射管11的一端固定连接。当然，第一驱动机构21也可与发射机构1的其他位置固定连接，本实施例对此不作限定。

第一方向和第二方向为两个不同的方向，第一方向和第二方向可为正交的两个方向，也可为非正交的两个方向。为方便第一驱动机构21和第二驱动机构22的控制，本实施例的第一方向与第二方向选择为正交的两个方向，如第一方向为俯仰方向，第二方向为偏航方向。相应的，第一驱动机构21为俯仰轴驱动机构，第二驱动机构22为偏航轴驱动机构。使用时，可通过俯仰轴驱动机构驱动发射机构1在俯仰方向转动，实现发射管11的上下转动。并且，可通过偏航轴驱动机构驱动发射机构1在偏航方向转动，实现发射管11的左右转动。

结合图6和图7，若需要将发射装置由图6所示的使用状态切换至图7所示的使用状态，则可通过俯仰轴驱动机构驱动发射机构1朝下转动，并且俯仰转动角度大小可为α，α的大小可根据需要控制。

本实施例的俯仰轴驱动机构采用电机驱动方式，俯仰轴驱动机构包括俯仰轴轴臂211和用于驱动俯仰轴轴臂211的俯仰轴电机212，两个摩擦轮13可以与俯仰轴轴臂211转动连接，两个摩擦轮13的转动不会受到俯仰轴轴臂211的影响；并且，两个摩擦轮13与俯仰轴电机212相邻设置，将两个摩擦轮13竖直方向排布，并靠近俯仰轴电机设置，缩短了发射机构1至俯仰轴电机212的旋转中心的距离，从而减小俯仰轴电机212的转动惯量，进而增大了发射机构1的俯仰角范围；将两个摩擦轮13竖直方向排布，并靠近俯仰轴电机212设置，还减小了俯仰轴电机212的负载，从而提高了俯仰轴电机212的控制响应速度；此外，将两个摩擦轮13靠近俯仰轴电机212设置，使得发射装置的重心靠向远离发射管11的方向移动而靠近俯仰轴电机212的旋转轴线，有利于提高发射管11的稳定性，进一步利于发射装置的配重设计，在针对发射管11的稳定性设计时，发射装置无需增加额外配重，或者只需增加重量较小的额外配重来将发射装置的重心靠向远离发射管11的方向移动，进而减小发射装置的整体重量。

进一步的，本实施例的偏航轴驱动机构2也采用电机驱动方式，偏航轴驱动机构2包括偏航轴轴臂221和用于驱动偏航轴轴臂221的偏航轴电机222。其中，偏航轴轴臂221与俯仰轴电机212固定连接。本实施例的偏航轴轴臂221包括间隔设置的第一轴臂和第二轴臂，俯仰轴电机以及两个摩擦轮13均位于第一轴臂和第二轴臂之间。如此，可以增大发射装置的俯仰角度，同时，相比较两个摩擦轮13水平排列而言，可以大大地减小第一轴臂和第二轴臂之间的宽度，有利于发射装置的结构紧凑设计。

在本实施例中，无论发射机构1的发射方向为水平方向，还是为非水平方向时，两个摩擦轮13之间的中心线与俯仰轴电机212的中轴线均垂直相交。需要说明的是，在发射机构1的发射方向为水平方向时，两个摩擦轮13之间的中心线沿着发射管11的发射方向。这样发射机构1的后坐力(发射机构1发射子弹时产生的反作用力)会通过俯仰轴电机的旋转轴的轴心，后坐力就不会产生让发射装置旋转的力矩，发射机构1发射子弹时的稳定性大大提高。

进一步的，俯仰轴电机的中轴线与偏航轴电机222的中轴线正交，发射机构1的后坐力通过俯仰轴电机和偏航轴电机222的旋转轴轴心，使得后坐力不会产生让发射装置旋转的力矩，发射机构1发射子弹时的稳定性大大提高。

通常，由于产品结构布局的限制，弹仓7与弹丸连通框体4的第二接口42无法直接对接，需要通过增加具有弹道的结构来连接弹仓6和弹丸连通框体4。本实施例中，偏航轴轴臂221内设有第一弹道，第一弹道的一端与弹丸连通框体4的第二接口42连通，第一弹道的另一端与弹仓7连通。在使用时，弹丸由弹仓7经第一弹道进入弹丸连通框体4，再由弹丸连通框体4进入加速管12。通过在偏航轴轴臂221内设计第一弹道，从而有效利用偏航轴轴臂，无需额外增加具有弹道的结构来连接弹仓6和弹丸连通框体4，从而减轻了发射装置的重量，并降低了成本。

本实施例中，弹仓7相对发射装置独立设置，减小发射装置的负载和体积。以发射装置搭载在机器人上为例对弹仓7和发射装置的位置关系进行说明。本实施例中，机器人包括底盘，参见图6，弹仓7和发射装置分别设于底盘的两侧，偏航轴电机222设于底盘上。

其中，第一弹道沿着偏航轴轴臂221和偏航轴电机222的排布方向延伸，并且，第一弹道贯穿偏航轴轴臂221中第一轴臂或第二轴臂的两端。下文中，将第一弹道靠近偏航轴电机222的一端称作第一弹道的底部，将第一弹道远离偏航轴电机222的一端称作第一弹道的顶部。

可选的，弹丸连通框体4的第二接口42与第一弹道的顶部对接，弹仓7的弹丸出口与第一弹道的底部对接，第一弹道内靠近第二接口42的弹丸依靠第一弹道内位于该弹丸与第一弹道底部之间的其他弹丸的顶持力而通过第二接口42进入弹丸连通框体4内。

可以理解的是，第一弹道的底部与弹仓7的弹丸出口可直接对接，也可间接对接。

本实施例中，第一弹道与弹仓7的弹丸出口间接对接。可选的，弹仓6与偏航轴电机222相连接，偏航轴电机222的旋转轴为中空结构，该中空结构也作为弹道使用以使弹丸通过，有效利用偏航轴电机222的旋转轴，并减轻发射装置的重量。本实施例中，中空结构的一端与第一弹道的底部对接，中空结构的另一端与弹仓7的弹丸出口对接，从而实现第一通道的底部与弹丸出口的间接对接。

而在其他实施例中，弹仓7也可作为发射装置的一部分，可选的，弹仓7设于发射装置的顶部，弹仓7与弹丸连通框体4的第二接口42可直接对接，或者间接对接。此时，弹仓7内的弹丸在自身重力作用下通过第二接口42进入弹丸连通框体4内，弹丸在发射装置中的流动更为顺畅。

值得一提的是，上述实施例的射击装置可搭载在如移动小车等可移动平台上，通过可移动平台的移动，实现设置装置的位置变化。

本实用新型实施例还提供一种射击机器人，该射击机器人包括底盘、安装于底盘并用于驱动底盘移动的动力机构及上述实施例的发射装置。其中，发射装置固定连接在底盘上，发射装置结构和工作原理可参见上述实施例，此处不再赘述。

进一步的，本实施例的动力机构可选择为电机、气缸等能够驱动底盘移动的驱动器件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。