球类机器人的踢球装置的制作方法

本实用新型涉及仿生机器人的辅助装置，具体涉及一种球类机器人的踢球装置。

背景技术：

目前，大多数球类机器人的踢球装置大洞采用的结构为电磁铁机构、气动机构以及凸轮机构等。电磁铁踢球装置的击球杆通过电磁铁驱动，使电磁铁的电磁顶杆在给电状态下推动击球杆，使击球杆快速向前击出；气动机构采用高速气缸，在气压的作用下气推杆快速推动击球杆将球击出；凸轮结构采用的是凸轮机构储能，靠弹簧的力量将凸轮所储存的能量瞬间释放；而更为简单的方案则为电机直接驱动，在电机通电瞬间，电机带动击球板旋转在最大速度时将球踢出；

由于电磁铁机构需要升压电路，且电磁铁机构耗电量极大，如需完成多次踢球动作则对机器人供电要求非常高，所以机器人必须装有足够的电池才能保证整场比赛中往复踢球的正常工作，而过多的电池使机器人重量加重，导致动作不灵活；并且在球踢出后击球杆回弹会对装置造成一定损害；而凸轮机构的工作过程存在突变且不连续，同时踢球角度与踢球力度固定难以改变，需要在进行赛前反复调试，使用不便；至于气动机构则存在不稳定性、泄漏等缺陷，对环境以及压力等因素要求高，操作不当容易产生危险，且控制麻烦，踢球角度难以调节，并且往复踢球次数取决于储气罐储存气量，载重大且不灵活；而电机直接带动击球板对电机转速、加速度要求极高，控制精准度很难把握且耗电量大。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种球类机器人的踢球装置，该踢球装置克服现有技术缺陷，具有结构合理、能耗小、安全性高、适用性强的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种球类机器人的踢球装置，包括机架、支承板ⅰ、推杆、击球杆、击球板、拉簧、电机、单向轴承、绕线盘、牵引绳；

所述的支承板ⅰ固定安装于机架上，向前延伸；所述的推杆沿前后方向水平设置，穿过机架上部的推杆孔，推杆能够沿着推杆孔滑动，推杆的前端的高度高于支承板ⅰ前端的高度；所述的击球杆上部与推杆的前端铰接，所述的击球杆中部与支承板ⅰ的前端铰接，所述的击球板固定设于击球杆前侧壁的下端上；所述的拉簧套在推杆的前部上，推杆的前端固定设有拉簧卡座ⅰ，拉簧的前端与拉簧卡座ⅰ固定连接，后端沿推杆向机架延伸，与机架固定连接；

所述的电机固定安装于支承板ⅰ上，所述的电机的转轴沿左右方向设置，所述电机的转轴上设有共轴的副轴，所述的单向轴承的内环通过联轴器固定套装于副轴上，所述的单向轴承的外环与绕线盘的内壁固定连接，所述的牵引绳一端与绕线盘的外壁固定连接，并缠绕于绕线盘上，另一端与击球杆下部固定连接；所述的电机带动副轴进而带动单向轴承的内环延其锁止方向运动时，内环带动外环以及绕线盘一同转动，牵引绳在绕线盘上缠绕收紧，带动击球杆的下部向后回缩，击球杆基于击球杆和支承板ⅰ的铰接点旋转，击球杆的上部向前伸出，拉簧被拉伸蓄力。

优选地，还包括限位开关、限位块，所述的限位开关设于机架后侧，位于推杆的下方，所述的限位开关与电机电连接；所述的限位块设于推杆后侧，当限位块跟随推杆向前滑动至极限时，限位块前侧与机架后侧接触并触发限位开关，限位开关控制电机关闭。

优选地，还包括平键ⅰ、平键ⅱ，所述的平键ⅰ设于单向轴承的内环内侧，指向单向轴承的轴心，所述的联轴器上设有与平键ⅰ对应的凹槽ⅰ，内环通过平键ⅰ嵌入联轴器的凹槽ⅰ中；

所述的平键ⅱ设于单向轴承的外环外侧，向外侧延伸，所述的绕线盘内侧设有与平键ⅱ相对应的凹槽ⅱ，单向轴承的外环通过平键ⅱ嵌入绕线盘的凹槽ⅱ中。

优选地，所述的机架的前侧壁上设固定有拉簧卡座ⅱ，所述的拉簧卡座ⅱ环绕在推杆孔周围，中间设有内孔；所述的推杆穿过内孔，能够相对于内孔滑动；所述的拉簧的后端与拉簧卡座ⅱ固定连接。

优选地，还包括连接座、滑槽、连杆，所述的连接座设于推杆前端，连接座左右两侧设有向前延伸的连接板，所述的滑槽设于击球杆上部，所述的连杆设于滑槽内，能够相对于滑槽滑动，连杆的左右两端分别与两侧的连接板固定连接。

优选地，还包括支承板ⅱ、法兰轴承，所述的支承板ⅱ固定安装于机架左侧，向前方延伸，所述的法兰轴承设于支承板ⅱ中部，副轴的左端通过法兰轴承与支承板ⅱ连接。

本实用新型的工作过程如下：

控制电机带动单向轴承沿其锁止方向转动，从而带动单向轴承外侧的绕线盘转动，使得牵引绳缠绕于绕线盘上，从而拉动击球杆下部向后侧摆动，同时击球杆上部向前运动，带动推杆向前滑动，使得拉簧拉伸；当推杆上的限位块向前运动至极限时，限位块顶住机架并触发限位开关，电机停止转动，拉簧收缩复位，带动推杆向后滑动，同时击球杆下部带动击球板向前摆动，完成击球动作；与此同时，牵引绳被拉动脱离绕线盘，绕线盘随之转动，完成复位。

本实用新型通过支承板ⅰ、推杆、击球杆形成的杠杆结构实现踢球操作，实现了直线运动向摆动的转换，同时能够通过控制推杆的行程实现击球杆摆动幅度的调节，进而实现踢球力度以及角度的调节，操作更为便捷；本实用新型还采用拉簧的蓄能结构克服现有气动机构和电磁铁机构耗电大的问题，具有快速、可往复运行等优点；而采用单向轴承与绕线盘的组合结构实现拉簧的蓄能，由于单向轴承的特殊结构，牵引绳在整个装置运行中只承受拉力，具有惯性小、运动速度快等优点；同时击球后击球杆回弹，绳索处于放松状态，并且拉簧复位后起到了一定缓冲作用，避免了击球杆回弹对设备造成损害，克服了电磁铁机构的回弹损害问题；

通过单向轴承的单向转动特性，通过其锁止方向来完成牵引绳的缠绕，并通过其自由方向实现牵引绳的释放，减少了释放过程中对于装置的冲击，实现了离合的功能，提高了装置的使用寿命；并且，通过限位开关、限位块的组合结构，实现了击球过程的自动控制，同时也可通过人工控制电机停止的时机实现不同调整击球角度及力度的调节，大大提高了操作的灵活性和装置的适用性；通过平键ⅰ、平键ⅱ的组合结构，实现单向轴承及绕线盘结构的联动；拉簧卡座的结构提供拉簧两端的连接稳固性，提高使用寿命；通过连接座与滑槽的结构实现推杆与击球杆的滑动铰接；通过支承板ⅱ、法兰轴承对副轴进行辅助支撑，提高装置使用过程的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型提供的球类机器人的踢球装置的结构示意图（左侧视角，省略支承板ⅱ）；

图2为本实用新型提供的球类机器人的踢球装置的结构示意图（右侧视角）；

图3为本实用新型提供的球类机器人的踢球装置的单向轴承、联轴器及绕线盘的结构示意图；

图中各部分名称及序号如下：

1为机架，2为支承板ⅰ，3为推杆，4为击球杆，5为击球板，6为拉簧，7为电机，8为单向轴承，9为绕线盘，10为牵引绳，11为副轴，12为内环，13为联轴器，14为外环，15为限位开关，16为限位块，17为平键ⅰ，18为平键ⅱ，19为凹槽ⅰ，20为凹槽ⅱ，21为拉簧卡座ⅰ，22为拉簧卡座ⅱ，23为连接座，24为滑槽，25为连杆，26为连接板，27为法兰轴承，28为支承板ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本实用新型。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供的球类机器人的踢球装置，包括机架1、支承板ⅰ2、推杆3、击球杆4、击球板5、拉簧6、电机7、单向轴承8、绕线盘9、牵引绳10；

所述的支承板ⅰ2固定安装于机架1上，向前延伸；所述的推杆3沿前后方向水平设置，穿过机架1上部的推杆孔，推杆3能够沿着推杆孔滑动，推杆3的前端的高度高于支承板ⅰ2前端的高度；所述的击球杆4上部与推杆3的前端铰接，所述的击球杆4中部与支承板ⅰ2的前端铰接，所述的击球板5固定设于击球杆4前侧壁的下端上；所述的拉簧6套在推杆3的前部上，推杆3的前端固定设有拉簧卡座ⅰ21，拉簧6的前端与拉簧卡座ⅰ21固定连接，后端沿推杆3向机架1延伸，与机架1固定连接；

所述的电机7固定安装于支承板ⅰ2上，所述的电机7的转轴沿左右方向设置，所述电机7的转轴上设有共轴的副轴11，所述的单向轴承8的内环12通过联轴器13固定套装于副轴11上，所述的单向轴承8的外环14与绕线盘9的内壁固定连接，所述的牵引绳10一端与绕线盘9的外壁固定连接，并缠绕于绕线盘9上，另一端与击球杆4下部固定连接；所述的电机7带动副轴11进而带动单向轴承8的内环12沿其锁止方向运动时，内环12带动外环14以及绕线盘9一同转动，牵引绳10在绕线盘9上缠绕收紧，带动击球杆4的下部向后回缩，击球杆4基于击球杆4和支承板ⅰ2的铰接点旋转，击球杆4的上部向前伸出，拉簧6被拉伸蓄力；

还包括限位开关15、限位块16，所述的限位开关15设于机架1后侧，位于推杆3的下方，所述的限位开关15与电机7电连接；所述的限位块16设于推杆3后侧，当限位块16跟随推杆3向前滑动至极限时，限位块16前侧与机架1后侧接触并触发限位开关15，限位开关15控制电机7关闭；

还包括平键ⅰ17、平键ⅱ18，所述的平键ⅰ17设于单向轴承8的内环12内侧，指向单向轴承8的轴心，所述的联轴器13上设有与平键ⅰ17对应的凹槽ⅰ19，内环12通过平键ⅰ17嵌入联轴器13的凹槽ⅰ19中；

所述的平键ⅱ18设于单向轴承8的外环14外侧，向外侧延伸，所述的绕线盘9内侧设有与平键ⅱ18相对应的凹槽ⅱ20，单向轴承8的外环14通过平键ⅱ18嵌入绕线盘9的凹槽ⅱ20中；

所述的机架1的前侧壁上设固定有拉簧卡座ⅱ22，所述的拉簧卡座ⅱ22环绕在推杆孔周围，中间设有内孔；所述的推杆3穿过内孔，能够相对于内孔滑动；所述的拉簧6的后端与拉簧卡座ⅱ22固定连接；

还包括连接座23、滑槽24、连杆25，所述的连接座23设于推杆3前端，连接座23左右两侧设有向前延伸的连接板26，所述的滑槽24设于击球杆4上部，所述的连杆25设于滑槽24内，能够相对于滑槽24滑动，连杆25的左右两端分别与两侧的连接板26固定连接；

还包括支承板ⅱ28、法兰轴承27，所述的支承板ⅱ28固定安装于机架1左侧，向前方延伸，所述的法兰轴承27设于支承板ⅱ28中部，副轴11的左端通过法兰轴承27与支承板ⅱ28连接。

本实施例的工作过程如下：

控制电机带动单向轴承沿其锁止方向转动，从而带动单向轴承外侧的绕线盘转动，使得牵引绳缠绕于绕线盘上，从而拉动击球杆下部向后侧摆动，同时击球杆上部向前运动，带动推杆向前滑动，使得拉簧拉伸；当推杆上的限位块向前运动至极限时，限位块顶住机架并触发限位开关，电机停止转动，拉簧收缩复位，带动推杆向后滑动，同时击球杆下部带动击球板向前摆动，完成击球动作；与此同时，牵引绳被拉动脱离绕线盘，绕线盘随之转动，完成复位。

本实施例所述的前侧指的是附图1中的左侧，后侧指的是附图1中的右侧，左侧指的的附图1中的外侧，右侧指的的附图1中的里侧。

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