移动式羽毛球发球机器人的制作方法

本发明属于羽毛球发球机器人技术领域，尤其涉及一种通过三轮全向轮底盘作为移动平台，四杆机构作为击球机构的人移动式羽毛球发球机器人。

背景技术：

随着社会的发展，人们生活水平的提高，越来越多的人开始进行体育锻炼。羽毛球运动成为了一项很热门的运动项目。可作为替补队员与人进行对打的羽毛球机器人越来越受到大众的青睐，从而解决了没有陪练的苦恼。

由于挥拍机器人对机械臂的要求精度高，使得现有技术的羽毛球机器人结构复杂，灵活性不强，不能够满足实时的羽毛球人机对战要求。中国专利公开号CN205683546U，公开日期2016年11月16日，名称为“结构改进的羽毛球自动发球机” 存在着结构复杂，发球点不固定，会出现回球等缺点。中国专利公开号CN105963949A，公开日期2016年09月28日，名称为“一种羽毛球发球训练器” 采用多个弹射装置，发球力度不好控制。

技术实现要素：

为了解决传统挥拍机器人机械臂复杂性的缺陷，本发明提供一种移动式羽毛球发球机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种移动式羽毛球发球机器人，包括机架、设置在机架上端的夹球机构、设置在夹球机构下方的击球机构、设置在机架下端的全向轮底盘，所述夹球机构释放羽毛球后击球机构驱动球拍垂直转动击打羽毛球。

进一步，所述夹球机构包括一对对称的带有圆弧形结构的球夹、直线电机、电机支架、底架、夹板、装球架，所述球夹连接直线电机的转轴，直线电机控制球夹的打开或关闭实现对羽毛球的夹持和释放，直线电机固定在电机支架上，电机支架上固定在装球架上，该装球架中间开口，所述球夹夹持的羽毛球位于所述开口上方，羽毛球能从该开口落下到球拍上，装球架通过夹板固定在底架上以增强稳定性。

进一步，所述击球机构包括套筒、气缸支架、气缸、支撑平台、U形支撑件A、U形支撑件B；所述气缸固定在气缸支架上，气缸支架、U形支撑件A固定在支撑平台上，U形支撑件B固定在气缸的活塞杆一端；所述套筒靠近球拍一侧与U形支撑件A转动连接，套筒尾端与U形支撑件B转动连接，即气缸、活塞杆、连接在套筒上的球拍和U形支撑件A组成了一个四杆机构，当活塞杆向上拉时，球拍向下运动，当活塞杆向下压时，球拍向上运动，实现对从夹球机构上落下的羽毛球的击打。

进一步，全向轮底盘包括三个全向轮总成，全向轮总成包括联轴器、减速器、编码器、电机、驱动器、M型构件、全向轮；所述减速器和全向轮设置在M型构件两侧，联轴器设置在M型构件内，实现对减速器和全向轮的支撑；减速器和全向轮通过联轴器同轴连接，电机与减速器同轴连接，驱动器连接电机。

进一步，三个全向轮总成之间的夹角为120°。

本发明采用三轮全向轮底盘作为移动平台，四杆机构作为击球机构，机构简单，运动平稳。

附图说明

图1为本发明移动式羽毛球发球机器人的总体结构示意图；

图2为本发明移动式羽毛球发球机器人的夹球机构结构示意图；

图3为本发明移动式羽毛球发球机器人的击球机构结构示意图；

图4为本发明移动式羽毛球发球机器人的全向轮底盘结构示意图；

图5为本发明移动式羽毛球发球机器人的全向轮结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种移动式羽毛球发球机器人，包括机架3、设置在机架3上端的夹球机构1、设置在夹球机构1下方的击球机构2、设置在机架3下端的全向轮底盘4，所述夹球机构1释放羽毛球后击球机构2驱动球拍垂直转动击打羽毛球。

如图2所示，夹球机构包括一对对称的带有圆弧形结构的球夹11、直线电机12、电机支架13、底架14、夹板15、装球架16，所述球夹11连接直线电机12的转轴，直线电机12控制球夹11的打开或关闭实现对羽毛球的夹持和释放，直线电机12固定在电机支架13上，电机支架13上固定在装球架16上，该装球架16中间开口，所述球夹11夹持的羽毛球位于所述开口上方，羽毛球能从该开口落下到球拍上，装球架16通过夹板15固定在底架14上以增强稳定性。

如图3所示，所述击球机构2包括套筒22、气缸支架26、气缸27、支撑平台28、U形支撑件A 29、U形支撑件B 30；所述气缸27固定在气缸支架26上，气缸支架26、U形支撑件A 29固定在支撑平台28上，U形支撑件B 30固定在活塞杆25一端；所述套筒22靠近球拍一侧与U形支撑件A 29转动连接，套筒22尾端与U形支撑件B 30转动连接，气缸27、活塞杆25、套筒22连接的羽毛球拍21和支撑件A 29组成了一个四杆机构，当活塞杆25向上拉时，羽毛球拍21向下运动，当活塞杆25向下压时，羽毛球拍21向上运动，实现对从夹球机构上落下的羽毛球的击打。

转动连接具体可以通过以下结构实现：夹持圈A 23夹持在套筒22靠近球拍一侧，夹持圈B 24夹持在套筒22尾端，夹持圈A 23、夹持圈B 24分别设有支撑臂，支撑臂设置在U形支撑件内，支撑臂、U形支撑件A 29、U形支撑件B 30的两侧分别设有轴承孔，销轴穿过夹持圈的支撑臂和U形支撑件的轴承孔，实现转动连接。

夹持圈A 23和夹持圈B 24可以由两个半圈结构组成，两个半圈结构通过螺栓固定连接实现对套筒22的夹持。

本发明也可以不采用夹持圈来夹持套筒22，直接在套筒22上设置两个支撑臂，支撑臂、U形支撑件A 29、U形支撑件B 30的两侧分别设有轴承孔，支撑臂设置在U形支撑件内，销轴穿过夹持圈和U形支撑件的轴承孔，实现转动连接。

如图4所示，全向轮底盘4包括三个全向轮总成41，42，43和支架44。三个全向轮总成41，42，43之间的夹角为120°。利用三个全向轮总成41、42、43的速度差来实现机器人向不同的方向移动。

如图5所示，全向轮总成41，42，43包括联轴器411、减速器412、编码器413、电机414、驱动器415、M型构件416、全向轮417；所述减速器412和全向轮417设置在M型构件416两侧，联轴器411设置在M型构件416内，实现对减速器412和全向轮417的支撑；减速器412和全向轮417通过联轴器411同轴连接，电机414与减速器412同轴连接，电机414的扭矩和速度通过减速器412传递给全向轮417，驱动器415连接电机414驱动电机转动，编码器413测定电机414的转速。