专利名称：全自主足球机器人踢球机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全自主足球机器人踢球机构，可用于足球机器人参与足球机器人世界杯赛，也可应用于其它机器人娱乐项目。属于机械技术领域。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的踢球机构主要包括曲柄滑块机构、击球板机构、卡钩机构。曲柄滑块机构以滑块与击球板机构相连接，卡钩机构在机构上并不与两者直接相连。曲柄滑块机构、击球板机构、卡钩机构各自有自己的支架固定于底板。本发明的踢球机构通过电机驱动曲柄滑块机构，带动击球板机构使其上的弹簧被压缩，弹簧被压缩到一定程度时，击球板机构上的横梁被卡钩机构的卡板卡住，此时电机停转，整个机构就处于蓄能状态。当需要踢球时，电机转动，让曲柄滑块机构上的辅圆盘下压卡钩机构上的卡钩横梁，使卡板松脱击球板机构上的横梁，弹簧瞬间释放能量，从而快速踢球。之后电机转动完成下次的蓄能，从而完成一个周期。
本发明的曲柄滑块机构包括滑块、滑槽、辅圆盘、连接辅圆盘的短横梁、主圆盘、副圆盘、调心轴承、连轴器、及支架。滑块和滑槽相连接，连接辅圆盘的短横梁穿过滑槽，同时又连接主圆盘、副圆盘和两个辅圆盘；主圆盘、副圆盘与两个调心轴承之间各用以轴相连接，其中连接主圆盘的轴由连轴器与电机的轴相连。
击球板机构包括前击球板、后击球板、横梁、横梁悬架、小套筒、套筒、直线轴承、直杆、弹簧、中间支架。前击球板与后击球板之间用双面胶粘接。滑块的一端和两个直杆通过小套筒与后击球板相连，两个直杆的另一端与横梁用横梁悬架连接。直杆的中间套有直线轴承，直线轴承固定在支架上。其中滑块上套有套筒，套筒则紧贴在支架上。
卡钩机构包括阶梯形的卡钩和它上面三角形的卡板、卡钩横梁、卡钩支架、拉簧。卡钩固定在卡钩支架上，卡钩的一端以拉簧下拉，使卡钩处于上翘的位置，卡钩支架用于与底板连接，卡钩横梁穿在卡钩之间。
曲柄滑块机构以滑块与击球板机构相连接，卡钩机构在机构上并不与两者直接连。三者各自有自己的支架固定于底板。
电机通过连轴器直接驱动主圆盘转动，主圆盘通过短横梁带动滑槽运动从而使滑块朝右移动，这样击球板机构的弹簧被压缩，当弹簧被压缩一定程度直到横梁被卡钩机构的卡板卡住时，限位片刚好使限位开关接受到信号让电机停转，完成机构的蓄能步骤。当需要踢球时，电机转动驱动主圆盘，带动辅圆盘转到机构的右侧下压卡钩横梁，使横梁松脱卡板，弹簧瞬间释放能量从而快速踢球。之后电机转动完成下次的蓄能从而完成一个周期。由于电机转速高，整个周期非常短，可以实现连续蓄能，连续踢球。
本发明具有实质性特点和显著进步，曲柄滑块机构带辅圆盘而具有的凸轮功能使弹簧蓄能和踢球可按需要随时随地控制踢球，蓄能很快，踢球周期短，踢球力量大，这几点在全自主足球机器人比赛中具有很大的优点。本机构又具有机构简单、清晰、灵巧的特点，易于实现，也可用于其它机器人。
图1中，小套筒1、前击球板2、后击球板3、弹簧4、直杆5、中间支架6、套筒7、直线轴承8、卡钩支架9、卡钩10、支架11、主圆盘12、连轴器13、调心轴承14、卡钩横梁15、副圆盘16、辅圆盘17、短横梁18、滑槽19、横梁20、横梁悬架21、滑块22、卡板23、拉簧24、限位片25。
图2为本发明的卡钩机构示意图。
图2中，卡钩支架9、卡钩10、卡钩横梁15。
图3为本发明卡钩部分俯视及工作示意3中，卡钩支架9、卡钩10、主圆盘12、副圆盘16、辅圆盘17、横梁20、卡板23、拉簧24。a、b、c为横梁20在工作中的三个位置以及辅圆盘17的三个对应位置。
本发明踢球机构主要包括曲柄滑块机构、击球板机构和卡钩机构，其连接方式如图1所示。其中，曲柄滑块机构包括滑块22、滑槽19、辅圆盘17、连接辅圆盘的短横梁18、主圆盘12、副圆盘16、调心轴承14、连轴器13、及支架11。滑块22和滑槽19相连接，连接辅圆盘的短横梁18穿过滑槽19，同时又连接主圆盘12、副圆盘16和两个辅圆盘17；主圆盘12、副圆盘16与两个调心轴承14之间各用一轴相连接，其中连接主圆盘12的轴由连轴器13与电机的轴相连。击球板机构包括前击球板2、后击球板3、横梁20、横梁悬架21、小套筒1、套筒7、直线轴承8、直杆5、弹簧4、中间支架6。前击球板2与后击球板3之间用双面胶粘接。滑块22的一端和两个直杆5通过小套筒1与后击球板3相连，两个直杆5的另一端与横梁20用横梁悬架21连接。直杆5的中间套有直线轴承8，直线轴承8固定在支架6上。其中滑块22上套有套筒7，套筒7则紧贴在支架6上。曲柄滑块机构以滑块22与击球板机构相连接，卡钩机构并不与曲柄滑块机构、击球板机构直接相连，三个机构通过各自的支架固定在底板上。
图2是本发明卡钩机构示意图，为便于了解整个机构而从图1分离出来。卡钩机构包括卡钩10、卡钩横梁15、卡钩支架9、卡板23、拉簧24。卡钩10固定在卡钩支架9上，卡钩10的一端用拉簧24下拉，使卡钩10处于上翘位置，让卡板23准备卡住横梁20。
图3是本发明卡钩机构俯视及工作示意图，其中包括横梁20及它在工作中的三个位置a、b、c，主圆盘12、副圆盘16、辅圆盘17及它的三个位置a、b、c，卡钩横梁15、卡钩10、卡板23、卡钩支架9、拉簧24。其工作过程为辅圆盘17处于a位置时，横梁20处于对应的a位置，电机转动带动主圆盘12、副圆盘16使辅圆盘17转到b位置，这时横梁20也移动到它的b位置，当辅圆盘17转到c位置时，横梁20移到它的c位置刚好被卡板23卡住，此时电机停转；要踢球时，转动电机使辅圆盘17下压卡钩横梁15，横梁20松脱卡板23从而快速回到a位置，完成一个周期。
如图1、图2所示，副圆盘16和主圆盘12相对于滑槽19是一个对称机构，可防止整个机构运转时偏心运动。另外副圆盘16朝外的轴上接有限位片25，用于触发限位开关，可对整个机构进行控制。电机通过连轴器13直接驱动主圆盘12转动，主圆盘12通过短横梁18带动滑槽19运动从而使滑块22朝右移动，这样击球板机构的弹簧4被压缩，当弹簧4被压缩一定程度直到横梁20被卡钩机构的卡板23卡住时，限位片25刚好使限位开关接受到信号让电机停转，完成机构的蓄能步骤。当需要踢球时，电机转动驱动主圆盘12，从而带动辅圆盘17转到机构的右侧，下压卡钩横梁15使横梁20松脱卡板23，弹簧4瞬间释放能量从而快速踢球，由于电机此时转向同击球板2移动方向相同，不会造成能量消耗。之后电机转动完成下次的蓄能从而完成一个周期。由于电机转速高，整个周期非常短，可以实现连续蓄能，连续踢球。
权利要求
1.一种全自主足球机器人踢球机构，其特征在于主要包括曲柄滑块机构、击球板机构、卡钩机构，其中，曲柄滑块机构包括滑块(22)、滑槽(19)、辅圆盘(17)、连接辅圆盘的短横梁(18)、主圆盘(12)、副圆盘(16)、调心轴承(14)、连轴器(13)、及支架(11)，滑块(22)和滑槽(19)相连接，连接辅圆盘的短横梁(18)穿过滑槽(19)，同时又连接主圆盘(12)、副圆盘(16)和两个辅圆盘(17)，主圆盘(12)、副圆盘(16)与两个调心轴承(14)之间各用一轴相连接，其中连接主圆盘(12)的轴由连轴器(13)与电机的轴相连；击球板机构包括前击球板(2)、后击球板(3)、横梁(20)、横梁悬架(21)、小套筒(1)、套筒(7)、直线轴承(8)、直杆(5)、弹簧(4)、中间支架(6)，前击球板(2)与后击球板(3)粘接，滑块(22)的一端和两个直杆(5)通过小套筒(1)与后击球板(3)相连，两个直杆(5)的另一端与横梁(20)用横梁悬架(21)连接，直杆(5)的中间套有直线轴承(8)，直线轴承(8)固定在支架(6)上，滑块(22)上套有套筒(7)，套筒(7)紧贴在支架(6)上；卡钩机构包括卡钩(10)、卡钩横梁(15)、卡钩支架(9)、卡板(23)、拉簧(24)，卡钩(10)固定在卡钩支架(9)上，卡钩(10)的一端用拉簧(24)下拉，使卡钩(10)处于上翘位置，曲柄滑块机构以滑块(22)与击球板机构相连接，曲柄滑块机构、击球板机构、卡钩机构通过各自的支架固定于底板。
全文摘要
本发明涉及一种全自主足球机器人踢球机构，主要包括曲柄滑块机构、击球板机构、卡钩机构三部分，通过各自的支架固定于底板上，曲柄滑块机构以滑块与击球板机构相连接。电机驱动曲柄滑块机构，带动击球板机构使其上的弹簧被压缩，弹簧被压缩到一定程度时击球板机构上的横梁被卡钩机构的卡板卡住，电机停转使整个机构处于蓄能状态。当需要踢球时，电机转动，让曲柄滑块机构上的辅圆盘下压卡钩机构上的卡钩横梁，使卡板松脱击球板机构上的横梁，弹簧瞬间释放能量，从而快速踢球，之后电机转动完成下次的蓄能从而完成一个周期。由于电机转速高，整个周期非常短，可实现连续蓄能，连续踢球。
文档编号B25J11/00GK1438058SQ03116019
公开日2003年8月27日 申请日期2003年3月27日 优先权日2003年3月27日
发明者曹其新, 李彦之, 付庄, 缪寿洪 申请人:上海交通大学