一种投篮机器人制造技术

本实用新型专利技术提供的一种投篮机器人，包括车架体、投篮机械臂、篮球升降支架和行动轮，其中投篮机械臂设在车架体前部，篮球升降支架设在车架体后部，行动轮位于车架体下部。本实用新型专利技术是专门针对篮球运动员实战模拟与训练使用的高仿真投篮动作分解模拟器，其结构简单，方便移动，模拟简单投篮运动机理，其中的投篮机械臂模拟人类的手臂结构，能够实现自动化指令操作，快速灵活地调整角度和投球掌板与篮球的接触面积，实现各点对投篮曲线的仿真实践；在投球掌板上安装传感器可以采集机械臂投球时的施力状态的相关数据，实现运动员投篮时手臂运动拟真、展示投篮机械臂的设计原理，为人体运动拟真机器人的设计提供数据支持。

A Shooting Robot

The utility model provides a shooting robot, which comprises a frame body, a shooting manipulator arm, a basketball lifting bracket and an action wheel. The shooting manipulator arm is located in the front of the frame body, the basketball lifting bracket is located in the rear of the frame body, and the action wheel is located in the lower part of the frame body. The utility model is a high simulation shooting action decomposition simulator specially designed for basketball players'actual combat simulation and training. The structure of the simulator is simple, easy to move, and simulates the mechanism of simple shooting. The shooting manipulator simulates the structure of human arm, which can realize automatic command operation, quickly and flexibly adjust the angle and the contact area between the shooting palm and the basketball, and realize each of them. The simulation practice of point-to-shooting curve; the sensor installed on the palm of the throwing ball can collect the relevant data of the force exerted by the mechanical arm when shooting, realize the motion simulation of the arm when shooting, display the design principle of the shooting mechanical arm, and provide data support for the design of the human motion simulation robot.

【技术实现步骤摘要】
一种投篮机器人
本技术涉及一种机器人，特别涉及一种投篮机器人。
技术介绍
目前,人体运动拟真机器人作为复杂机电一体化系统的代表,结合工程学科和科学学科,已然成为学界备受关注的研究领域之一，投篮机器人便是人体运动拟真机器人的一种，可以用于针对篮球运动员实战模拟与训练使用，也可以作为高仿真篮球投射机器人玩具供篮球爱好者使用。在工业4.0的号召下，仿真运动机器人的研发可对未来制造业产品商业化进程有一定启示意义。其中，投篮机械臂是投篮机器人中关键部件，投篮机械臂在进行具体设计之前需要设计概念装置，概念装置能直接地展示设计原理、表达设计理念、演示设计效果，方便采集相关施力数据，对于启示实际产品的设计具有一定的教育意义。因此需要设计一种带有模拟投篮时手掌与手臂的施力状态、能够实现自动化指令操作的投篮机械臂的投篮机器人，能够灵活改变投篮角度、高度和力度。
技术实现思路
本技术所述的一种投篮机器人，包括车架体、投篮机械臂、篮球升降支架和行动轮，其中投篮机械臂设在车架体前部，篮球升降支架设在车架体后部，行动轮位于车架体下部；所述的投篮机械臂包括投球掌板、投篮臂架体、底座、摆动支杆、摆动轴和摆臂电机，其中，投球掌板设在投篮臂架体上端，投篮臂架体位于底座上方，投篮臂架体下端设有摆动支杆，摆动支杆下端垂直固定在摆动轴上，摆动轴通过轴承支架横向设在底座上，摆动轴上设有齿轮，摆臂电机设在底座上，摆臂电机的输出轴齿轮与摆动轴上的齿轮相啮合；所述的篮球升降支架包括升降丝杆、升降滑杆、升降电机和U型环，其中，升降丝杆和升降滑杆竖向平行设在篮球升降支架上，升降丝杆的上下两端通过轴承与篮球升降支架连接，升降滑杆上下两端与篮球升降支架固定连接，升降电机设在车架体上，通过联轴器与升降丝杆下端相连，U型环的连杆上设有滚珠螺母和光滑孔，滚珠螺母套设在升降丝杆上，光滑孔套设在升降滑杆上。所述的投篮机械臂还包括径向位移支架、径向位移电机、径向位移丝杆和径向位移滑杆，其中径向位移丝杆和径向位移滑杆分别设在投篮机械臂的底座上，径向位移丝杆两端通过轴承与底座连接，径向位移滑杆两端固定在底座上，径向位移电机设在车架体上，径向位移电机的输出轴通过联轴器与径向位移丝杆的一端相连，径向位移支架一端通过螺纹孔套设在径向位移丝杆上，径向位移支架底部通过光滑孔套设在径向位移滑杆上；投篮机械臂的摆动轴通过轴承支架横向设在径向位移支架上，摆臂电机也设在径向位移支架上。所述的投篮机械臂的投篮臂架体上设有掌板连接架、高度调节丝杆和高度调节电机，其中，掌板连接架设在投篮臂架体上部，高度调节丝杆竖向设在投篮臂架体上，两端通过轴承与投篮臂架体连接，高度调节电机的输出轴与高度调节丝杆下端相连；所述的掌板连接架包括掌板底座、支撑杆和螺纹孔底板，掌板底座设在支撑杆上端，螺纹孔底板套设在高度调节丝杆上，支撑杆穿过投篮臂架体上顶板与螺纹孔底板相连；所述的投球掌板与掌板连接架上端的掌板底座枢轴连接。投球掌板与掌板连接架之间的转轴与投球掌板固定连接，与掌板连接架轴承连接，投球掌板的转轴与摆动轴之间通过传动带相连，使投球掌板的转轴与摆动轴同步旋转；投篮臂架体上还设有过渡轮，所述的过渡轮设在过渡轮连杆的一端，过渡轮连杆的中间位置垂直设有转轴杆，转轴杆的另一端套设于转轴座内，转轴座固定在投篮臂架体上，传动带搭接在过渡轮上；过渡轮连杆的另一端通过连杆驱动杆与掌板连接架的螺纹孔底板相连。所述的行动轮包括转向轮和动力轮，转向轮通过转向桥设在车架体下部的前端，动力轮设在车架体下部的后端；车架体上还设有转向电机和动力电机，转向电机的输出轴通过转向连杆与转向桥相连，动力电机的输出轴通过驱动皮带与动力轮的轴杆相连。所述的投球掌板掌面上，沿弧线排列有指柱，指柱的上端截面为向掌心倾斜的弧形面。所述的摆臂电机、径向位移电机、高度调节电机、升降电机、转向电机和动力电机分别与单片机相连，所述的单片机设在底座上，由单片机控制摆臂电机、径向位移电机、高度调节电机、升降电机、转向电机和动力电机运行。本技术的工作原理：初始状态，由单片机控制转向电机运行，调整转向轮的角度，同时动力电机运行，驱动动力轮将机器人移动至指定的投篮站位点；到达站位点后，将篮球放置于篮球升降支架的U型环上，升降电机开始运行，通过联轴器带动升降丝杆旋转，驱动U型环沿着升降丝杆和升降滑杆上升到预定高度处；U型环升高到指定高度处后，摆臂电机的输出轴齿轮反向旋转，通过摆动轴上的齿轮带动摆动轴向后旋转，进而摆动支杆驱动投篮臂架体向后倾斜，使投球掌板低于U型环；径向位移电机反向运行，径向位移电机的输出轴通过联轴器带动径向位移丝杆反向转动，驱动径向位移支架沿径向位移滑杆向后滑动，搭载投篮臂架体向后运行直到投球掌板位于篮球正下方；然后再分别由摆臂电机正向或方向旋转微调投篮臂架体的倾斜角度，由径向位移电机正向或方向旋转微调投篮臂架体的前后位置，由高度调节电机正向或方向旋转，其输出轴带动高度调节丝杆旋转，驱动螺纹孔底板向上或向下运行，带动掌板连接架整体向上或向下运行，直到投球掌板的五跟指柱的上端面与篮球接触，至此，调整投篮臂架体至合理投篮角度，做好投球前准备；接到投球指令后，摆臂电机开始正向运行，短时间内输出转矩，摆动轴向前旋转，通过摆动轴和摆动支杆带动投篮臂架体快速向前摆动，提供投球的动力，同时，径向位移电机正向运行，带动径向位移丝杆正向转动，驱动径向位移支架沿径向位移滑杆向前滑动，搭载投篮臂架体向前运行，为投篮臂架体提供向前的动力，增加投球力度。最终，篮球在摆臂电机和径向位移电机的驱动下，被投球掌板投出。本技术的有益效果：本技术提供的一种投篮机器人是专门针对篮球运动员实战模拟与训练使用的高仿真投篮动作分解模拟器，其结构简单，方便移动，模拟简单投篮运动机理，其中的投篮机械臂模拟人类的手臂结构，能够实现自动化指令操作，快速灵活地调整角度和投球掌板与篮球的接触面积，实现各点对投篮曲线的仿真实践；在投球掌板上安装传感器可以采集机械臂投球时的施力状态的相关数据，实现运动员投篮时手臂运动拟真、展示投篮机械臂的设计原理，为人体运动拟真机器人的设计提供数据支持。附图说明图1为本技术整体结构示意图。图2为本技术投篮机械臂结构示意图。图3为本技术投篮机械臂的底座结构示意图。图4为本技术投篮机械臂的投篮臂架体结构示意图。图5为本技术投篮机械臂的投篮臂架体侧视结构示意图。图6为本技术底部结构示意图。图7为本技术转向电机、动力电机位置结构示意图。1、车架体2、投篮机械臂3、篮球升降支架5、投球掌板6、投篮臂架体7、底座8、摆动支杆9、摆动轴10、摆臂电机11、升降丝杆12、升降滑杆13、升降电机14、U型环15、径向位移支架16、径向位移电机17、径向位移丝杆18、径向位移滑杆19、掌板连接架20、高度调节丝杆21、高度调节电机22、掌板底座23、支撑杆24、螺纹孔底板25、传动带26、过渡轮27、过渡轮连杆28、转轴杆29、转轴座30、连杆驱动杆31、转向轮32、动力轮33、转向桥34、转向电机35、动力电机36、转向连杆37、驱动皮带38、指柱。具体实施方式请参阅图1-7所示：本技术所述的一种投篮机器人，包括车架体1、投篮机械臂2、篮球升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投篮机器人，其特征在于：包括车架体、投篮机械臂、篮球升降支架和行动轮，其中投篮机械臂设在车架体前部，篮球升降支架设在车架体后部，行动轮位于车架体下部；所述的投篮机械臂包括投球掌板、投篮臂架体、底座、摆动支杆、摆动轴和摆臂电机，其中，投球掌板设在投篮臂架体上端，投篮臂架体位于底座上方，投篮臂架体下端设有摆动支杆，摆动支杆下端垂直固定在摆动轴上，摆动轴通过轴承支架横向设在底座上，摆动轴上设有齿轮，摆臂电机设在底座上，摆臂电机的输出轴齿轮与摆动轴上的齿轮相啮合；所述的篮球升降支架包括升降丝杆、升降滑杆、升降电机和U型环，其中，升降丝杆和升降滑杆竖向平行设在篮球升降支架上，升降丝杆的上下两端通过轴承与篮球升降支架连接，升降滑杆上下两端与篮球升降支架固定连接，升降电机设在车架体上，通过联轴器与升降丝杆下端相连，U型环的连杆上设有滚珠螺母和光滑孔，滚珠螺母套设在升降丝杆上，光滑孔套设在升降滑杆上。

【技术特征摘要】
1.一种投篮机器人，其特征在于：包括车架体、投篮机械臂、篮球升降支架和行动轮，其中投篮机械臂设在车架体前部，篮球升降支架设在车架体后部，行动轮位于车架体下部；所述的投篮机械臂包括投球掌板、投篮臂架体、底座、摆动支杆、摆动轴和摆臂电机，其中，投球掌板设在投篮臂架体上端，投篮臂架体位于底座上方，投篮臂架体下端设有摆动支杆，摆动支杆下端垂直固定在摆动轴上，摆动轴通过轴承支架横向设在底座上，摆动轴上设有齿轮，摆臂电机设在底座上，摆臂电机的输出轴齿轮与摆动轴上的齿轮相啮合；所述的篮球升降支架包括升降丝杆、升降滑杆、升降电机和U型环，其中，升降丝杆和升降滑杆竖向平行设在篮球升降支架上，升降丝杆的上下两端通过轴承与篮球升降支架连接，升降滑杆上下两端与篮球升降支架固定连接，升降电机设在车架体上，通过联轴器与升降丝杆下端相连，U型环的连杆上设有滚珠螺母和光滑孔，滚珠螺母套设在升降丝杆上，光滑孔套设在升降滑杆上。2.根据权利要求1所述的一种投篮机器人，其特征在于：所述的投篮机械臂还包括径向位移支架、径向位移电机、径向位移丝杆和径向位移滑杆，其中径向位移丝杆和径向位移滑杆分别设在投篮机械臂的底座上，径向位移丝杆两端通过轴承与底座连接，径向位移滑杆两端固定在底座上，径向位移电机设在车架体上，径向位移电机的输出轴通过联轴器与径向位移丝杆的一端相连，径向位移支架一端通过螺纹孔套设在径向位移丝杆上，径向位移支架底部通过光滑孔套设在径向位移滑杆上；投篮机械臂的摆动轴通过轴承支架横向设在径向位移支架上，摆臂电机也设在径向位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵丽颖，蒋东霖，潘浩铭，张军帅，王凯，徐岩，杨凤琪，
申请(专利权)人：长春师范大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22