基于棘轮和拨片的旋转弹射机构的制作方法

本实用新型涉及一种弹射机构。

背景技术：

针对足球体育训练的过程，一般足球的发射都是有运动员相互配合实现训练的，例如守门员训练扑救球的过程中，需要另外一个运动员配合实现射门，如果针对守门员自己需要加强训练或者找到自己合适的时间训练进行训练时，其他人员不一定完全有时间协助完成训练，所以只有两个运动员都有时间训练时才能完成，这样不仅仅训练时间不能自由掌控，而且训练的效率也比较低，同时能够帮助足球运动员完成球类运输，回收等任务，即能够代替类似球童的工作。所以一般需要一个足球机器人协助完成训练。现有的足球机器人一般是通过压缩空气在封闭空间内瞬间释放产生正压实现球的发射，这样设备的成本较高；而且其他方式的球类发射装置不能实现连续发射，也不能实现根据训练需要，在机器人出厂时设置发射数量。不仅仅足球面临这样的问题，其他球类运动同样面临这样的问题，如棒球等。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有的压缩空气方式球类发射机器人成本较高的问题和其他方式的球类发射装置不能实现连续发射的问题。

基于棘轮和拨片的旋转弹射机构，基于棘轮和拨片的旋转弹射机构设有电机；电机通过电机轴连接电机齿轮，驱动电机齿轮转动；驱动电机齿轮能够驱动离合器齿轮转动，离合器齿轮通过离合器连接滑块螺杆，滑块螺杆套套在滑块螺杆上，并且滑块螺杆套固定连接滑块，滑块上通过滑块连接轴连接弹射钩；

离合器齿轮还能够驱动蜗杆转动；

蜗杆转动时驱动蜗轮转动，蜗轮能够驱动大齿轮转动；

大齿轮上设有轴承，轴承连接有下连接轴，下连接轴连接棘轮；大齿轮、轴承、下连接轴、棘轮同轴设置，且位于出球槽的上方；

大齿轮上还设有扭簧支架，扭簧支架上设有扭簧，扭簧上设有扭簧拨片，通过扭簧实现扭簧拨片的转动，扭簧拨片能够卡在棘轮边缘的齿上；

棘轮上设有第一联轴器，第一联轴器上设有上连接轴，棘轮、第一联轴器、上连接轴同轴设置；上连接轴连接旋转盘，旋转盘上开有若干运球孔；当上连接轴转动时，位于运球孔中的球随着旋转盘的转动而移动；

出球槽上开有落球孔，落球孔的边缘设置磁力拨片吸引结构，磁力拨片吸引结构上设有磁铁；

掉球磁力拨片设有吸引臂、托球臂和挡臂，吸引臂和挡臂的对称轴在一条直线上，托球臂的对称轴线与吸引臂和挡臂的对称轴线垂直；吸引臂、托球臂和挡臂固定连接，且在连接出设有旋转轴；吸引臂为铁材质或者吸引臂设有磁铁；

掉球磁力拨片通过旋转轴连接磁力拨片吸引结构，且掉球磁力拨片能够绕着旋转轴转动；

磁力拨片吸引结构上的磁铁能够吸引吸引臂或吸引臂设有的磁铁；

磁力拨片吸引结构和掉球磁力拨片的下方设有弹球器，弹球器的一侧设有弹簧，弹球器上固定设有推动杆；推动杆通过限位装置实现推动杆的行程限位；

弹射钩能够勾住推动杆实现弹簧的压缩蓄能；弹射钩还能够释放推动杆，弹簧推动弹球器实现球类弹射。

进一步地，所述离合器齿轮还能够驱动蜗杆转动是通过以下结构实现的：

离合器齿轮驱动第一传动齿轮转动，第一传动齿轮通过同轴杆连接从动齿轮，当第一传动齿轮转动时，从动齿轮跟随转动，并且能够驱动第二传动齿轮转动，第二传动齿轮带动蜗杆传动齿轮，蜗杆传动齿轮带动蜗杆转动。

进一步地，所述第二传动齿轮通过支撑轴支撑，并能够实现转动。

进一步地，所述蜗轮能够驱动大齿轮转动是通过以下结构实现的：

蜗轮同轴固定设置小齿轮，蜗轮与小齿轮共同转动，小齿轮与大齿轮咬合并驱动大齿轮转动。

进一步地，所述离合器为摩擦片式离合器。

进一步地，所述托球臂的长度大于吸引臂和挡臂。

本实用新型具有以下有益效果：

通过本实用新型电机向正齿轮输送动力，能够通过齿轮等的配合实现传动比的任意控制实现多个球的连续发射；例如设计转动盘装载6个球连续发射时，能够很容易通过几对齿轮和一对蜗轮蜗杆将动力以144：1的传动比输送到弹槽上方的旋转盘下，此时棘轮机构使旋转盘实现将连续转动转化成间歇转动60°，实现6个球连续满载、连续发射。

而且，本实用新型中，转动和弹射机构共用一个电机，也简化了结构，使得本实用新型不仅结构上更简单，工作更加稳定，并且也能够减少多电机的动力冗余，使机器人实现动作更加连贯；也能减少电机的使用数量，并简化相应的结构，从而大大节省制造成本。

附图说明

图1是基于棘轮和拨片的旋转弹射机构立体结构示意图；

图2是基于棘轮和拨片的旋转弹射机构结构侧视图；

图3是图2的俯视图；

图4是不含出球槽的基于棘轮和拨片的旋转弹射机构结构示意图；

图5是不含出球槽的基于棘轮和拨片的旋转弹射机构结构侧视图；

图6是图5的俯视图；

图7是掉球磁力拨片侧视图；

图8是掉球磁力拨片立体结构图；

图9是具体实施方式四中离合器齿轮驱动蜗杆的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，

基于棘轮和拨片的旋转弹射机构，设有电机19；电机19通过电机轴13连接电机齿轮40，驱动电机齿轮40转动；驱动电机齿轮40能够驱动离合器齿轮41转动，离合器齿轮41通过离合器39连接滑块螺杆37，滑块螺杆套9套在滑块螺杆上，并且滑块螺杆套9固定连接滑块3，滑块3上通过滑块连接轴5连接弹射钩15；

离合器齿轮41还能够驱动蜗杆46转动；

蜗杆46转动时驱动蜗轮22转动，蜗轮22能够驱动大齿轮33转动；

大齿轮33上设有轴承26，轴承26连接有下连接轴29，下连接轴29连接棘轮27；大齿轮33、轴承26、下连接轴29、棘轮27同轴设置，且位于出球槽1的上方；

大齿轮33上还设有扭簧支架36，扭簧支架36上设有扭簧35，扭簧35上设有扭簧拨片34，通过扭簧35实现扭簧拨片34的转动，扭簧拨片34能够卡在棘轮27边缘的齿上；

棘轮27上设有第一联轴器30，第一联轴器30上设有上连接轴31，棘轮27、第一联轴器30、上连接轴31同轴设置；上连接轴31连接旋转盘，旋转盘上开有若干运球孔；当上连接轴31转动时，位于运球孔中的球随着旋转盘的转动而移动；

出球槽1上开有落球孔，落球孔的边缘设置磁力拨片吸引结构47，磁力拨片吸引结构47上设有磁铁；

如图7和图8所示，掉球磁力拨片48设有吸引臂481、托球臂482和挡臂483，吸引臂481和挡臂483的对称轴在一条直线上，托球臂482的对称轴线与吸引臂481和挡臂483的对称轴线垂直；吸引臂481、托球臂482和挡臂483固定连接，且在连接出设有旋转轴480；吸引臂481为铁材质或者吸引臂481设有磁铁；

掉球磁力拨片48通过旋转轴480连接磁力拨片吸引结构47，且掉球磁力拨片48能够绕着旋转轴480转动；

磁力拨片吸引结构47上的磁铁能够吸引吸引臂481或吸引臂481设有的磁铁；

磁力拨片吸引结构47和掉球磁力拨片48的下方设有弹球器70，弹球器70的一侧设有弹簧7，弹球器70上固定设有推动杆2；推动杆2通过限位装置实现推动杆2的行程限位；

弹射钩15能够勾住推动杆2实现弹簧7的压缩蓄能；弹射钩15还能够释放推动杆2，弹簧7推动弹球器70将球弹出出球筒，实现球类弹射。

基于棘轮和拨片的旋转弹射机构的工作过程如下：

初始状态下，磁力拨片吸引结构47上的磁铁吸住吸引臂481或吸引臂481设有的磁铁；

电机19驱动电机齿轮40转动(顺时针或者逆时针转动)，进而驱动离合器齿轮41转动，离合器齿轮41同时驱动蜗杆46转动(通过具体实施方式二、具体实施方式四或具体实施方式六实现)；

离合器齿轮41通过滑块螺杆37驱动滑块螺杆套9带动滑块3向推动杆2的方向移动，弹射钩15勾住推动杆2使弹簧7压缩蓄能；

同时蜗杆46转动驱动大齿轮33转动，此时大齿轮33上的扭簧拨片34卡在棘轮27边缘的齿上，进而驱动棘轮27转动，实现旋转盘带动运球孔中的球运动；当球运动到落球孔处由于重力下落，压住托球臂482使掉球磁力拨片48能够绕着旋转轴480转动；此时磁力拨片吸引结构47上的磁铁与吸引臂481或吸引臂481设有的磁铁脱离，落球孔处的球落到弹球器70处；

弹射钩15释放推动杆2，处于压缩状态的弹簧7释放伸长，推动弹球器70实现球类弹射；同时掉球磁力拨片48恢复初始状态。

与此同时电机19反转，驱动电机齿轮40反转转动(逆时针或者顺时针转动)，

进而驱动离合器齿轮41反向转动，离合器齿轮41同时驱动蜗杆46反向转动(通过具体实施方式二、具体实施方式四或具体实施方式六实现)；

离合器齿轮41通过滑块螺杆37驱动滑块螺杆套9带动滑块3反向移动，回到初始位置；

蜗杆46反向转动驱动大齿轮33反向转动，此时大齿轮33上的扭簧拨片34顺着棘轮27边缘的齿背溜动，并不能卡在棘轮27边缘的齿上，所以棘轮27并不转动，从而实现装置整体恢复初始状态。整个过程为一个冲程。

进行下一个冲程时，旋转盘转过一定角度，将下一个运球孔中的球带动到落球孔处，结合上述过程实现球类连续弹射。

由于本实用新型时通过一个电机齿轮带动离合器齿轮，同时通过其他齿轮和蜗杆实现和大齿轮的转动，这个过程中可以通过齿轮等的配合实现传动比的任意控制，也就是在本实用新型在设计时可以按照设计目标实现多个球的连续发射。

具体实施方式二：结合图1和图4说明本实施方式，

本实施方式所述离合器齿轮41还能够驱动蜗杆46转动是通过以下结构实现的：

离合器齿轮41驱动第一传动齿轮45转动，第一传动齿轮45通过同轴杆连接从动齿轮，当第一传动齿轮45转动时，从动齿轮跟随转动，并且能够驱动第二传动齿轮44转动，第二传动齿轮44带动蜗杆传动齿轮43，蜗杆传动齿轮43带动蜗杆转动。

其他结构和参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：

本实施方式所述第二传动齿轮44通过支撑轴42支撑，并能够实现转动。

其他结构和参数与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图9说明本实施方式，

本实施方式所述离合器齿轮41还能够驱动蜗杆46转动是通过以下结构实现的：

离合器齿轮41驱动第一传动齿轮451转动，第一传动齿轮451驱动第二传动齿轮441转动，第二传动齿轮441带动蜗杆传动齿轮431，蜗杆传动齿轮431带动蜗杆转动。

其他结构和参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：

本实施方式所述离合器齿轮41还能够驱动蜗杆46转动是通过以下结构实现的：

离合器齿轮41可以直接驱动蜗杆传动齿轮转动，带动蜗杆转动。

其他结构和参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1和图4说明本实施方式，

本实施方式所述蜗轮22能够驱动大齿轮33转动是通过以下结构实现的：

蜗轮22同轴固定设置小齿轮23，蜗轮22与小齿轮23共同转动，小齿轮23与大齿轮33咬合并驱动大齿轮33转动。

其他结构和参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：

本实施方式所述离合器为摩擦片式离合器。

摩擦片式离合器安装在丝杠螺母的光滑处，通过电磁体提供的可控的轴向力控制离合器的开离。

摩擦式离合器解决的问题：关键是要把收集和弹射两个功能分开来，其中离合器的摩擦力是通过半离合器上的电磁体来实现的，由逻辑决定其离合状态。

掉球磁力拨片解决问题：利用球的自身重力和球弹射时的动能实现磁力挡板的被动的来回拨动，使得出球筒有球(尚未弹出)的时候上方球盘能够自由转动而不至于旋转盘中的其他球到了落球孔上方而下落或者卡住掉球磁力拨片，

通过摩擦式离合器和掉球磁力拨片能够解决以下问题：

要收集一个球必须弹出一个球，从而使机器人功能受限，旋转盘连续转动(不停顿)，球经过弹槽孔时必然落下，导致可储存球量减小。

也就是说本实用新型整体的结构不仅能够通过齿轮等的配合实现传动比的任意控制实现多个球的连续发射，而且还能连续满载，以便下一步连续发射。

其他结构和参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：

本实施方式所述托球臂482的长度大于吸引臂481和挡臂483。

其他结构和参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：

本实施方式所述蜗轮22能够驱动大齿轮33转动是通过以下结构实现的：

蜗轮22直接驱动大齿轮33转动。

其他结构和参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式十：

本实施方式所述离合器为摩擦片式离合器。

其他结构和参数与具体实施方式九相同。