一种多功能车架的捡球、投球一体机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了属于机械手技术领域的一种多功能车架的捡球、投球一体机器人，本实用新型专利技术中，捡球模块、发射模块、储球模块以及驱动模块通过螺栓固定至多功能车架上；捡球模块、发射模块以及两个驱动模块的电源和信号线通过控制电路模块上的接口端子与控制电路模块相连。本实用新型专利技术中捡球模块、储球模块和发射模块，设计紧凑，结构简单，能够方便拆装，便于各种模块扩展、组合，并且可以连续高效的快速捡球、储球和发球；发射模块U形击球架拥有直角导槽结构，可以使小球很好的调整发射位置，为橡胶弹簧片恢复形变弹射小球预留合适的位置空间。

A Robot with Multi-function Frame for Picking and Shooting Balls

The utility model discloses a ball-picking and ball-throwing integrated robot belonging to the technical field of a manipulator, in which ball-picking module, launching module, ball-storing module and driving module are fixed to the multi-functional frame by bolts, and the power supply and signal lines of ball-picking module, launching module and two driving modules are connected through the interface terminals on the control circuit module. Connect with the control circuit module. The ball picking module, the ball storing module and the launching module in the utility model are compact in design, simple in structure, easy to disassemble and assemble, easy to expand and assemble various modules, and can continuously and efficiently pick up, store and serve balls quickly. The launching module U-shaped batting rack has a right-angle guide groove structure, which can make the ball adjust its launching position well and recover the deformed ejection balls for rubber spring sheets. Reserve suitable location space.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能车架的捡球、投球一体机器人专利领域本技术属于机械手
，具体涉及一种多功能车架的捡球、投球一体机器人。
技术介绍
STEM即Science(科学)，Technology(技术)，Engineering(工程)，Mathematics(数学)，在目前的STEM教育领域中，现有的投球机器人往往身形笨重、结构复杂，且不能满足连续快速捡球，连续发射的设计要求，捡球、投球有一定操控困难，不利于针对中小学生的STEM教学；同时市场上的投球机器人功能单一，缺少扩展性，探索性和趣味性不足。因此急需提供一种可连续快速捡球、投球的机器人，其结构简单，便于STEM教学；操控性好，易于批量捡球、连续投球，不用对操作者有太高操作技能要求；具有扩展性，能通过结构、模块、传感器的不同搭配实现多种功能，增加投球机器人探索、改造乐趣以及多种教学、比赛用途功能。
技术实现思路
根据
技术介绍
中提到的问题，本技术公开了一种多功能车架投球机器人，其特征在于，包括：控制电路模块、捡球模块、发射模块、多功能车架、两个驱动模块和储球模块，其中捡球模块、发射模块、储球模块以及驱动模块通过螺栓固定至多功能车架上；捡球模块、发射模块以及两个驱动模块的电源和信号线通过控制电路模块上的接口端子与控制电路模块相连。所述控制电路模块包括：多功能扩展主板、ArduinoUNO主控板、蓝牙通信模块和锂电池，其中多功能扩展主板通过尼龙隔离柱安装于多功能车架上，ArduinoUNO主控板、蓝牙通信模块通过扩展主板上的连接插件连接到扩展主板；多功能扩展主板分别与驱动模块中的直流减速电机、捡球模块中的捡球减速电机和发射模块中的发射减速电机相连；安装在多功能车架内的锂电池与ArduinoUNO主控板相连。所述捡球模块包括：转轮安装架、转轮、卷球板、导球架、捡球减速电机、电机固定架和尼龙齿轮，三个卷球板安装于两个转轮之间，且三个卷球板间的夹角相等，两个转轮安装于两个转轮安装架之间；捡球减速电机安装在两个电机固定架之间，尼龙齿轮安装在捡球减速电机的电机轴上且与转轮上的齿轮啮合，导球架用魔术贴安装在捡球减速电机上，捡球减速电机驱动信号线连接至控制电路模块上。所述导球架由下方的引球板和上方的导向框一体组成，且引球板和导向框围成一个斜向的矩形空间用于储存和引导小球。所述发射模块包括：U形击球架、发射减速电机、橡胶弹簧片、阻挡螺丝和击球挡板，发射减速电机安装在U形击球架的一侧外，橡胶弹簧片安装在发射减速电机的电机轴上，且橡胶弹簧片与阻挡螺丝都位于U形击球架内；U形击球架由低至高设有三个台阶，其中最低台阶的水平位置不低于储球模块；呈“L”形的击球挡板通过螺栓安装在U形击球架的一侧边，发射减速电机驱动信号线与控制电路模块相连。所述U形击球架最低台阶的外缘倒有圆角，最低台阶的长度不大于小球的直径。所述驱动模块包括：驱动电机支架、直流减速电机、车轮连接器、轮毂和橡胶外胎，其中驱动电机支架和万向轮安装于多功能车架上，直流减速电机安装在驱动电机支架的下方，直流减速电机的电机轴通过车轮连接器与轮毂相连，橡胶外胎套在轮毂外增加了轮子与地面摩擦力；直流减速电机与控制电路模块相连。所述储球模块为一上端开放的矩形储球箱，储球模块通过尼龙隔离柱安装于控制电路模块的上方；在储球模块的最低水平位置开有一与发射模块匹配的矩形缺口。本技术的有益效果为：多功能车架，使投球机器人具有丰富扩展性，功能更加多样化，更具有趣味性和探索性，可以更方便扩展到各种教学和比赛用途；捡球模块、储球模块和发射模块，设计紧凑，结构简单，能够方便拆装，便于各种模块扩展、组合，并且可以连续高效的快速捡球、储球和发球；发射模块U形击球架，其直角导槽结构可以使小球很好的调整发射位置，为橡胶弹簧片恢复形变弹射小球预留合适的位置空间，圆周转动的橡胶弹簧片与阻挡螺丝配合完成击球动作，击球挡板可调节发射高度。与传统复杂的机械弹射结构相比，只本技术使用了一个直流减速电机即可快速，准确，连续的发射小球。附图说明图1是本技术一种多功能车架投球机器人实施例的总装图；图2a是本技术实施例的正视图；图2b是2a在B-B剖面的剖面图；图3是本技术实施例中控制电路模块示意图；图4是本技术实施例中控制电路模块的工作流程图；图5是本技术实施例中捡球模块的局部示意图；图6是本技术实施例中导球架的等测图；图7是本技术实施例中发射模块的等测图；图8是本技术实施例中发射模块和储球模块的示意图；图9是本技术实施例中多功能车架的等测图；图10是本技术实施例中多功能车架的等测图；图11a是本技术实施例中驱动模块的示意图；图11b是本技术实施例中万向轮的等测图；图12是本技术实施例中储球模块的等测图；图中：100-控制电路模块，200-捡球模块，300-发射模块，400-多功能车架，500-驱动模块，600-储球模块，101-多功能扩展主板，102-ArduinoUNO主控板，103-通信模块，104-锂电池，201-捡球模块转轮安装架，202-转轮，203-卷球板，204-导球架，205-捡球减速电机，206-电机固定架，207-尼龙齿轮，208-小球，301-U形击球架，302-发射减速电机，303-橡胶弹簧片，304-阻挡螺丝，305-击球挡板，401-电机固定架安装孔，402-转轮安装架安装孔，403-U形击球架安装孔，404-驱动电机支架安装孔，405-控制电路模块安装孔，406-万向轮装配孔，407-功能扩展装配孔，501-电机支架，502-直流减速电机，503-车轮连接器，504-轮毂，505-橡胶外胎，506-万向轮，2041-引球板，2042-导向框。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述：如图3和图4所示的控制电路模块100包括：多功能扩展主板101、主控板102、蓝牙通信模块103和锂电池104，其中多功能扩展主板101通过尼龙隔离柱安装于多功能车架400的控制电路模块安装孔405上，ArduinoUNO主控板102、蓝牙通信模块103通过多功能扩展主板101上的连接插件连接到多功能扩展主板101，蓝牙通信模块103接收到手机APP或蓝牙遥控手柄发出的控制信号，多功能扩展主板101分别与驱动模块500中的直流减速电机502、捡球模块200中的捡球减速电机205和发射模块300中的发射减速电机302相连；扩展主板101将扩展主板上通信模块信号传送至ArduinoUNO主控板102，同时ArduinoUNO主控板102将控制信号通过扩展主板101发送至各个扩展模块或将驱动信号发送至扩展主板101上的驱动电路，由驱动电路驱动驱动模块500；安装在多功能车架400内的锂电池104与开源硬件ArduinoUNO主控板102相连；如图1、图2a、图2b和4所示的捡球模块200包括：转轮安装架201、转轮202、卷球板203、导球架204、捡球减速电机205、电机固定架206和尼龙齿轮207，三个卷球板203呈相等的角度安装在两个转轮202之间以组成卷球装配体，此卷球装配体再用螺丝、轴套、轴承和螺母安装于两个转轮安装架201之间。捡球减速电机205安装在两个电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能车架的捡球、投球一体机器人，其特征在于，包括：控制电路模块(100)、捡球模块(200)、发射模块(300)、多功能车架(400)、两个驱动模块(500)和储球模块(600)，其中捡球模块(200)、发射模块(300)、储球模块(600)以及驱动模块(500)通过螺栓固定至多功能车架(400)上；捡球模块(200)、发射模块(300)以及两个驱动模块(500)的电源和信号线通过控制电路模块(100)上的接口端子与控制电路模块(100)相连。

【技术特征摘要】
1.一种多功能车架的捡球、投球一体机器人，其特征在于，包括：控制电路模块(100)、捡球模块(200)、发射模块(300)、多功能车架(400)、两个驱动模块(500)和储球模块(600)，其中捡球模块(200)、发射模块(300)、储球模块(600)以及驱动模块(500)通过螺栓固定至多功能车架(400)上；捡球模块(200)、发射模块(300)以及两个驱动模块(500)的电源和信号线通过控制电路模块(100)上的接口端子与控制电路模块(100)相连。2.根据权利要求1所述的一种多功能车架的捡球、投球一体机器人，其特征在于，所述控制电路模块(100)包括：多功能扩展主板(101)、ArduinoUNO主控板(102)、蓝牙通信模块(103)和锂电池(104)，其中多功能扩展主板(101)通过尼龙隔离柱安装于多功能车架(400)上，ArduinoUNO主控板(102)、蓝牙通信模块(103)通过扩展主板(101)上的连接插件连接到扩展主板(101)；多功能扩展主板(101)分别与驱动模块(500)中的直流减速电机(502)、捡球模块(200)中的捡球减速电机(205)和发射模块(300)中的发射减速电机(302)相连；安装在多功能车架(400)内的锂电池(104)与ArduinoUNO主控板(102)相连。3.根据权利要求1所述的一种多功能车架的捡球、投球一体机器人，其特征在于，所述捡球模块(200)包括：转轮安装架(201)、转轮(202)、卷球板(203)、导球架(204)、捡球减速电机(205)、电机固定架(206)和尼龙齿轮(207)，三个卷球板(203)安装于两个转轮(202)之间，且三个卷球板(203)间的夹角相等，两个转轮(202)安装于两个转轮安装架(201)之间；捡球减速电机(205)安装在两个电机固定架(206)之间，尼龙齿轮(207)安装在捡球减速电机(205)的电机轴上且与转轮(202)上的齿轮啮合，导球架(204)用魔术贴安装在捡球减速电机(205)上，捡球减速电机(205)驱动信号线连接至控制电路模块(100)上。4.根据权利要求3所述的一种多...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚国才，刘朝宗，李万鑫，荆鹏，汪文松，袁梦晨，
申请(专利权)人：北京易方科教科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11