一种基于旋转方式的多角度接球装置的制作方法

本实用新型涉及机械自动化领域，特别是涉及一种基于旋转方式的多角度接球装置。

背景技术：

抛绣球是壮族最为流行的传统体育项目之一。绣球最早是古代的一种兵器，随着社会的发展，这种在狩猎和战争的运用的兵器逐渐演化成今天用来传情达意、娱乐身心、竞技强身的绣球。由于颇具民族性、趣味性、和简易性，经改编后，抛绣球已成为广西少数民族传统体育运动会的竞赛项目，同时，也是全国少数民族传统体育运动会上的表演项目。作为科技日益发达的今天，实现全自动抛绣球，更具观赏性，也能更好宣传抛绣球运动。

绣球的结构包括近似圆球状的绣球球体，绣球球体四周往往设置有装饰用的较短的丝线，在绣球球体的后部设有较长的长线端，用于旋转并抛出绣球，如要实现这样一类全自动机器人需要一种能够分出绣球球体、短的丝线以及其端部长线端的结构，目前社会上对于这种筛选结构的研究仍然比较欠缺。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种基于旋转方式的多角度接球装置，其不但能够根据绣球的运行轨迹调整自身姿态接绣球，还能够自动筛选出绣球的长线端，为自动抛绣球机抛绣球做好准备。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于旋转方式的多角度接球装置，包括支架、筛选圆盘和第一驱动装置，第一驱动装置驱动筛选圆盘自转，筛选圆盘转动连接于支架，筛选圆盘包括底面和沿底面四周设置的侧挡，底面和侧挡围成一个能够容置绣球的空间，侧挡设有供绣球长线端漏出的若干个空挡，筛选圆盘的自传轴心与水平面具有夹角；还包括第二驱动装置和安装架，支架铰接于安装架，第二驱动装置驱动支架绕铰接轴转动，以改变筛选圆盘的自传轴心与水平面之间的夹角。

进一步，第二驱动装置包括推杆、第二电机、丝杆和丝杆螺母，第二电机驱动丝杆旋转，丝杆螺母套接于丝杆，丝杆驱动丝杆螺母沿丝杆运动，推杆的一端铰接于支架，推杆的另外一端铰接于丝杆螺母，丝杆螺母驱动推杆推动支架运动。

进一步，推杆设置为两个，两个推杆之间设有横连杆，丝杆螺母固接于横连杆，每个推杆对应设有滑车和轨道，滑车能够在轨道上自由滑动，轨道设置于安装架。

进一步，还包括支撑架和第三驱动装置，第三驱动装置驱动安装架转动连接于支撑架。

进一步，第三驱动装置包括第三电机、第一小齿轮和大齿轮，第三电机驱动第一小齿轮转动，第一小齿轮与大齿轮外啮合，第一小齿轮驱动大齿轮转动，大齿轮与安装架固接，并带动安装架转动。

进一步，还包括第二小齿轮和码盘，第二小齿轮与大齿轮外啮合，码盘与第二小齿轮传动连接。

进一步，大齿轮与支撑架之间设有推力轴承。

进一步，侧挡包括若干个间隔设置的筛选挡管，若干个筛选挡管以筛选圆盘的底面中心为圆心呈环形阵列设置。

进一步，筛选圆盘的底面设有若干个镂空孔。

进一步，筛选圆盘与第一驱动装置之间安装有轴承。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1、利用第一驱动装置驱动筛选圆盘自转而产生的离心力，筛选绣球长线的速度较块，准确率较高。

2、通过利用第二驱动装置驱动支架绕铰接轴转动，以改变筛选圆盘的自传轴心与水平面之间的夹角，使接绣球角度在视觉系统的配合上实现自适应，提高接球的准确性。

3、可控性好，结构精巧，成本低廉，适用于各种需要进行绣球长线端的筛选的全自动机器人中。

附图说明

图1为本实用新型一种基于旋转方式的多角度接球装置的立体结构示意图。

图2为本实用新型一种基于旋转方式的多角度接球装置的工作状态结构示意图。

图3为本实用新型一种基于旋转方式的多角度接球装置的另一工作状态结构示意图。

图4为本实用新型一种基于旋转方式的多角度接球装置接绣球瞬间的工作状态结构示意图。

图5为本实用新型一种基于旋转方式的多角度接球装置的筛选绣球长线端的工作状态结构示意图。

其中图1至图5中包括有：

1——筛选挡管，2——挡管连接件，3——筛选圆盘，4——轴承，5——支架，6——电机安装板，7——第一电机，8——连接块，9——推杆，10——横连杆，11——联轴器，12——第二电机，13——安装架，14——丝杆，15——丝杆螺母，16——大齿轮，17——滑车，18——推力轴承，19——轨道，20——支撑架，21——绣球，22——长线端，23——码盘，24——第二小齿轮，25——丝杆支撑座，26——镂空孔。

具体实施方式

下面来对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1至图5所示，一种基于旋转方式的多角度接球装置，包括支架5、筛选圆盘3和第一驱动装置。筛选圆盘3的底面设有若干个镂空孔26。

第一驱动装置为第一电机7，第一电机7驱动筛选圆盘3自转。筛选圆盘3转动连接于支架5。筛选圆盘3与第一驱动装置之间安装有轴承4。筛选圆盘3，与电机安装板6间有轴承4，用于减少摩擦且使圆盘旋转时不发生抖动。电机安装板6，通过螺栓螺母与支架5进行刚性连接。第一电机7，通过螺栓安装在电机安装板6上。筛选圆盘3，通过紧定螺钉与第一电机7的电机轴相连，防止发生相对转动。

筛选圆盘3包括底面和沿底面四周设置的侧挡，底面和侧挡围成一个能够容置绣球21的空间，侧挡设有供绣球21的长线端22漏出的若干个空挡。筛选圆盘3的自传轴心与水平面具有夹角。侧挡包括若干个间隔设置的筛选挡管1，若干个筛选挡管1以筛选圆盘3的底面中心为圆心呈环形阵列设置。挡管连接件2，挡管连接件2通过螺栓螺母连接与筛选圆盘3上，且为等间距圆周阵列模式。筛选挡管1，通过与挡管连接件2的孔的过盈配合进行刚性连接，用于在旋转时防止绣球21飞出圆盘。

还包括第二驱动装置和安装架13，支架5铰接于安装架13，第二驱动装置驱动支架5绕铰接轴转动，以改变筛选圆盘3的自传轴心与水平面之间的夹角。安装架13和支架5通过连接块8连接，连接块8通过螺栓螺母与支架5进行刚性连接，支架5铰接于连接块8。连接块8通过螺栓螺母与支架5连接，但连接块8的孔内有连接块轴承，使支架5能以连接块8孔为圆心做定轴转动。

第二驱动装置包括推杆9、第二电机12、丝杆14和丝杆螺母15，第二电机12驱动丝杆14旋转，丝杆螺母15套接于丝杆14，丝杆14驱动丝杆螺母15沿丝杆14运动。电机座通过螺栓与安装架13进行刚性连接。第二电机12通过螺栓与电机座进行刚性连接。丝杆14一端通过联轴器11与第二电机12的轴相连，另一端与丝杆支撑座25连接。

推杆9的一端铰接于支架5，推杆9的另外一端铰接于丝杆螺母15，丝杆螺母15驱动推杆9推动支架5运动。丝杆螺母15与丝杆14，两者构成螺纹配合，丝杆14旋转时丝杆螺母15将进行直线运动。推杆9设置为两个，两个推杆9之间设有横连杆10，丝杆螺母15固接于横连杆10，每个推杆9对应设有滑车17和轨道19，滑车17能够在轨道19上自由滑动，轨道19设置于安装架13。滑车17通过螺栓与横连杆10进行刚性连接，同时滑车17装进安装架13的轨道19中，使其能进行直线运动。

支架5通过角码与横连杆10进行连接，且角码上与支架5进行螺栓螺母连接处有角码轴承，使支架5能以角码的孔为圆心进行定轴转动。

还包括支撑架20和第三驱动装置，第三驱动装置驱动安装架13转动连接于支撑架20。支撑架20带斜支撑，用于改善装置的整体受力情况。第三驱动装置包括第三电机(图中未示出)、第一小齿轮(图中未示出)和大齿轮16，第三电机(图中未示出)驱动第一小齿轮(图中未示出)转动，第一小齿轮(图中未示出)与大齿轮16外啮合，第一小齿轮(图中未示出)驱动大齿轮16转动，大齿轮16与安装架13固接，并带动安装架13转动。

还包括第二小齿轮24和码盘23，第二小齿轮24与大齿轮16外啮合，码盘23与第二小齿轮24传动连接。码盘23通过螺栓固定于安装底板上。码盘23与第二小齿轮24通过紧定螺钉进行连接，防止发生相对转动。第一小齿轮(图中未示出)与大齿轮16构成齿轮外啮合，大齿轮16与第二小齿轮24再构成齿轮外啮合，其中第一小齿轮(图中未示出)作为主动件。第一小齿轮(图中未示出)与第二小齿轮24，两者参数相同，以便码盘23测量第三电机(图中未示出)的转动角度参数，且提高参数。大齿轮16与支撑架20之间设有推力轴承18。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1、利用第一驱动装置驱动筛选圆盘3自转而产生的离心力，筛选绣球21的长线端22的速度较块，准确率较高。

2、通过利用第二驱动装置驱动支架5绕铰接轴转动，以改变筛选圆盘3的自传轴心与水平面之间的夹角，使接绣球21角度在视觉系统的配合上实现自适应，提高接球的准确性。

3、可控性好，结构精巧，成本低廉，适用于各种需要进行绣球21的长线端22的筛选的全自动机器人中。

本实用新型具体的工作过称为：通过第一电机7转动带动筛选圆盘3，筛选挡管1及挡管连接件2所组成的筛选装置，利用绣球21在其中旋转时的离心力不同，实现绣球21的球体及短线留在筛选圆盘3内，绣球21的长线端22通过筛选挡管1之间的缝隙在筛选圆盘3外的筛选功能。便于抛射机器人夹取长线端22，适用于全自动绣球抛射机器人使用。通过筛选圆盘3的自传离心力及第二电机12驱动推杆9改变筛选圆盘3的角度，第三电机(图中未示出)驱动安装架13旋转，实现全角度接绣球21。

如图2，为本实用新型接球时筛选圆盘3的自传轴心与水平面之间的夹角处于较小角度时的结构示意图。如图3，为本实用新型接球时筛选圆盘3的自传轴心与水平面之间的夹角处于较大角度时的结构示意图。对比图2及图3可以看出，本装置可以实现接球角度自适应，提高接球的准确性。

如图4，为本实用新型当绣球21抛入后的初始状态的示意图。可以想象，绣球21刚进入筛选圆盘3中时，长线端22与短线缠绕在一起，难以筛选出长线，全自动抛绣球机器人无法抓取长线端22进行抛绣球21动作。此后第一电机7转动带动筛选圆盘3，筛选挡管1及挡管连接件2所组成的筛选装置，利用绣球21在其中旋转时的离心力不同，实现绣球21的球体及短线在筛选圆盘3内，绣球21的长线端22在筛选圆盘3外的功能，如图5所示。

如图5为绣球21经过本实用新型筛选后的示意图。由图看出，绣球21的球体及短线在筛选圆盘3内，绣球21的长线端22在筛选圆盘3外，这就允许全自动机器人的爪子抓取绣球21的长线端22，从而进行抛绣球21的动作。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。