一种飞盘自动发射装置的制作方法

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种飞盘自动发射装置。

背景技术：

春秋战国时期，诸侯宴请宾客的礼仪之一就是投壶射箭，用箭射中或投进所定目标是一种待客之礼和高雅的比赛活动。古希腊很早就有投掷铁饼的游戏和比赛，比赛时，竞技者不限定姿势，在规定的标线内活动，投掷距离最远者获胜。目前飞盘运动是一项普及较广的体育活动，有多种玩法，其中掷准赛要求选手能够将飞盘准确投在一定距离外的设定区域内。

现有技术中，飞盘发射装置有玩具飞盘投掷装置和飞碟打靶中的抛靶器。前者使用配套生产的塑料飞盘，需手动安装飞盘，每次只能发射一个，飞盘在玩具装置作用下旋转出去，飞行轨迹不固定，落地点也不唯一，仅是一种娱乐游戏。后者可实现飞盘的自动连续弹射，受装填机构原理限制所携带的飞盘数量较少，跑靶器所用飞盘具有一定硬度，依靠弹簧弹力发射飞盘，飞行距离和速度在一定范围内可调，但此类发射装置不能实现定点区域投掷飞盘。目前，没有一种飞盘发射装置可以实现自动识别目标区域，并自动移动装置和调整飞盘发射角度、速度、距离等轨迹参数，实现自动连续发射飞盘和定点区域抛掷飞盘。其意义在于提高飞盘抛靶装置的智能程度和实现危险区域的精确投掷救生飞盘等。

因此，有必要提供一种飞盘自动发射装置以解决上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种飞盘自动发射装置，实现自动连续发射飞盘和定点区域投掷飞盘的功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种飞盘自动发射装置，适于自动机器人，包括用于行走的底盘装置、可调节高度和仰角的升降台、控制飞盘抛掷的发射机构，以及用于飞盘存放和填充的装填机构。所述底盘装置可以任意路径行走，其用于调整飞盘发射的位置、角度；所述升降台可以调节高度、仰角，用于控制飞盘发射轨迹；所述发射装置通过气缸推动抛掷摆臂运动来发射飞盘，之后回位弹簧将抛掷摆臂拉回原位；以上描述可实现定点区域抛掷飞盘的目的。所述装填机构用于携带足够数量的飞盘，每次旋转一定角度为发射平台填充一个飞盘，从而实现飞盘自动连续填充的过程。

作为进一步的优选方案，所述底盘机构包括三角形支架、第一二三直流电机、第一二三全向轮、控制器和电源装置，所述全向轮和直流电机安装在所述等边三角形支架的顶点位置，可实现任意角度的旋转和任意路径的行走。

优选地，所述电源装置为充电式蓄电池，通过电源转换装置为整个系统提供合适的电源。

作为进一步的优选方案，所述升降台包括第一二三气缸、气瓶和方形平台，三个气缸安装于三角形支架各边中点位置，所述气瓶放置于三个气缸中心位置，气缸活塞杆固定在方形平台上。三个气缸独立控制，调节气缸气压实现发射平台高度和仰角的调节，用于控制飞盘发射轨迹。

作为进一步的优选方案，所述飞盘发射机构包括定位挡板、传感器、第四气缸、抛掷摆臂和回位弹簧；其中，定位挡板和抛掷摆臂形成一定角度，用于定位飞盘在发射平台上的位置，所述第四气缸的活塞杆用于推动抛掷摆臂运动，将飞盘发射出去，控制第四气缸推力可调节飞盘的发射速度，动作完成后回位弹簧将抛掷摆臂拉回原位。

优选地，所述传感器为摄像头传感器，安装在定位挡板前方，通过前方场景的三维立体成像可识别出目标平台的高度和距离。

作为进一步的优选方案，所述飞盘装填机构包括飞盘支架、第四电机、飞盘旋转圆盘和固定圆盘；其中，旋转圆盘在电机作用下拖动飞盘做圆周运动，经过固定圆盘的开口时落下一个飞盘进入发射平台，从而实现飞盘自动连续填充的过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所述的飞盘发射装置采用等边三角形支架做底盘，节省空间和材料，全向轮设计使装置可以任意角度旋转和任意路径的灵活行走。摄像头传感器能快速识别目标平台，控制器计算飞盘发射轨迹，并调整发射装置的位置和角度、升降台的高度和仰角以及飞盘发射的推力。飞盘装填机构通过圆盘旋转为发射平台填充飞盘，结构简单，设计合理，相较于其他飞盘发射装置可携带更多数量的飞盘。本发明可以实现自动连续发射飞盘和定点区域投掷飞盘的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据本发明精神所获得的所有实施例，都属于本发明的保护范围。

图1为本发明实施例的立体结构示例图。

图2为本发明实施例中发射机构的结构示例图。

图3为本发明实施例中装填机构的旋转圆盘和固定圆盘示例图。

图1中：10、底盘；11、三角形支架；12、直流电机；13、全向轮；14、控制器；15、电源装置；20、升降台；30、发射机构；40、装填机构。

图2中：31、传感器；32、飞盘；33、回位弹簧；34、抛掷摆臂；35、第四气缸；36、定位挡板。

图3中：41、旋转圆盘；42、固定圆盘。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的一种飞盘自动发射装置的立体结构示例图，包括底盘10、升降台20、发射机构30和装填机构40；所述升降台20安装在所述底盘10上，升降台20设有方形平台，所述发射机构30与装填机构40设置在所述方形平台上，装填机构40设有固定圆盘42，固定圆盘42与方形平台通过立柱固定，固定圆盘42设有圆形开口，对应于发射机构40。

参见图1，底盘10采用三角形支架11结构，节省材料，重量轻且受力稳定，三角形支架11顶点位置装有直流电机12和全向轮13，三个全向轮13彼此呈60度分布。所述三角形支架11中间区域装有控制器14和电源装置15，控制器14(如stm32f103主控芯片)用于控制整个系统的协调工作，电源装置15为系统提供电源，可为充电式蓄电池。

参见图1，升降台20设置有气瓶、方形平台和三个气缸，其中三个气缸底部固定于三角形支架11的各边中点位置，彼此呈60度分布，气缸活塞杆固定于所述方形平台底部，存储压缩气体的气瓶放置于三个气缸中间，所述三个气缸采用独立控制，通过调节每个气缸活塞杆的高度可实现所述方形发射平台高度和仰角的调节。

综上所述，本实施例的底盘10结构稳定，移动速度快，可以任意角度旋转和任意路径行走，控制精准；升降台20利用气缸调整发射平台的高度和仰角，调节速度快。因此装置的灵活度高，相应的提高了装置抛掷飞盘的响应速度。

图2为飞盘发射机构30的结构示例图，所述发射机构30包括传感器31、飞盘32、回位弹簧33、抛掷摆臂34、第四气缸35、定位挡板36。抛掷摆臂34一端通过螺栓连接于方形平台，另一端设置有回位弹簧33，第四气缸35固定于方形平台中下位置，其活塞杆顶端置于抛掷摆臂34的下边。第四气缸35的活塞杆推动抛掷摆臂34运动，进而将飞盘32抛出；飞盘32发射后，回位弹簧33将抛掷摆臂34拉回原位。飞盘32装填时定位到抛掷摆臂34和定位挡板36的夹角区域。定位挡板36前方装有传感器31，具体为摄像头传感器，其通过前方场景立体成像计算出目标平台的距离、高度，控制器14自动规划飞盘32的运动轨迹，除调整底盘10的位置、角度和升降台20的高度、仰角外，飞盘32的运动轨迹还与飞盘32的发射速度有关，因此还需控制第四气缸35活塞杆的推力。

图3为本发明实施例中装填机构的旋转圆盘和固定圆盘示例图，其中41为旋转圆盘，42为固定圆盘。旋转圆盘41等间距分布着圆形孔和飞盘支架固定孔，圆形孔略大于飞盘，旋转圆盘41中心设有方形固定板；固定圆盘42设有圆形开口，对应于底部的飞盘发射平台，直径为飞盘的1.5倍，固定圆盘42中心设有轴承。

参见图1，装填机构40包括旋转圆盘41、固定圆盘42、飞盘支架和第四直流电机；所述飞盘支架固定在旋转圆盘41上，用于装载飞盘。旋转圆盘41与固定圆盘42同心设置，旋转圆盘41在上，固定圆盘42在下，所述直流电机的转轴穿过固定圆盘42的中心轴承与旋转圆盘41的中心固定。第四直流电机拖动旋转圆盘41做圆周运动，经过固定圆盘42开口时飞盘落下，填充到发射平台上，完成飞盘自动连续装填的过程。相较于其他飞盘发射装置可携带更多数量的飞盘，飞盘装置过程自动完成，操作方便。

下面结合图示，对本发明所述飞盘自动发射装置的工作过程作进一步说明：

发射机构30设置有摄像头传感器31可探测前方目标平台的距离、高度，控制器14计算并调整底盘10的位置、角度，升降台20的高度、仰角以及抛掷摆臂34的推力等参数，从而控制飞盘32的运动轨迹，实现定点抛掷飞盘的目的。第四气缸35推动抛掷摆臂34运动，将飞盘32抛出，动作结束后回位弹簧33将抛掷摆臂34拉回原位。装填机构40可携带足够数量的飞盘，旋转圆盘41在第四电机控制下转过一定角度，对应飞盘支架上的飞盘落入固定圆盘42的开口处并定位到方形平台上定位挡板36和抛掷摆臂34的夹角区域，等待下一个飞盘的发射过程。

本发明实施例的飞盘自动发射装置其原理为：气缸活塞杆推动抛掷摆臂运动产生侧向推力将飞盘抛出。所述装置可以任意角度旋转和任意路径行走，控制灵活精准，并可携带足够数量的飞盘；所述装置可自动识别目标平台的距离、高度，通过调整装置的位置、角度、高度、仰角、推力等参数可控制飞盘的运动轨迹；本发明实施例可以实现自动连续装填飞盘和定点区域抛掷飞盘的功能。本案所述的飞盘自动发射装置结构简单、设计合理、系统响应速度快、投掷飞盘的精度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。