一种捡球机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种捡球机器人，属于体育器材领域。本实用新型专利技术包括行走转向机构、车体支撑减震机构、卷筒模块、减速器。本实用新型专利技术结构坚固、功能齐全，通过卷筒模块与减速器的配合可以有效地用于卷球从而实现捡球，通过机械臂结构可以有效地拾取球放入回收框从而实现捡球。

A Ball Picking Robot

【技术实现步骤摘要】
一种捡球机器人
本技术涉及一种捡球机器人，属于体育器材领域。
技术介绍
从二十世纪八十年代中期开始，机器人逐渐从工厂的结构化走向各行各业，进入二十一世纪，人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会的坚实步伐。近年来，越来越多的服务机器人也被运用于各个行业，用于协助、服务，医疗，教育，娱乐等多种环境。球类机器人作为一个服务娱乐类重要的研究对象，也逐渐成为各国所开发的热点。捡球机器人作为服务机器人的一大种类，近五年已成为机器人研究领域的热点。研制的机器人主要有高尔夫球、网球、乒乓球和羽毛球等捡拾机器人。经过国内外研究现状总结分析可知，除研制出高尔夫专用收球机器人产品外，目前针对球类物体捡拾机器人的研究成果比较少，大部分仍处于初级研究和尝试阶段，综合技术水平和服务水平偏低。目前，球类回收机器人的市场正向不断发展，经过国内外研究现状总结分析可知，针对球类回收机器人研究成果较少，大多处于正在研究和尝试调试样机阶段，服务性能不好、工作性能一般。然而，随着服务机器人的自动化要求提高，服务机器人的自动化和无人化成为当今机器人发展的迫切需求，就球类回收机器人而言，当下多为人机结合，或控制与操作互相干扰，既增加了劳动成本投入，加大了当今社会人口老龄化人力资源匮乏情况下的人力资源负担，又加大了技术和资源成本的投入。
技术实现思路
本技术提供了一种捡球机器人，通过合理的构成及连接可以有效地用于捡球。本技术的技术方案是：一种捡球机器人，包括行走转向机构1、车体支撑减震机构2、卷筒模块3、减速器5；所述行走转向机构1包括支撑架63、橡胶轮64、驱动电机一65，其行走转向机构1为四驱四轮式结构，支撑架63两侧分别布置有两个橡胶轮64，橡胶轮64与驱动电机一65的输出轴固连，驱动电机一65安装在车体支撑减震机构2的工形架电机座68上，通过四个驱动电机一65的转动带动橡胶轮64的转动从而带动车体6的转向以及进退；所述车体支撑减震机构2包括L形架14、弹簧15、上连杆16、工形架电机座68和下连杆69；其中L形架14与支撑架63连接，上连杆16、下连杆69和L形架14末端、工形架电机座68末端构成一个平行四边形支架，连接端点处均用铰链连接形成转动副，弹簧15通过铰链与四边形支架对角连接形成转动副；所述卷筒模块3固定在支撑架63下方，包括舱门26、舵机27、丝杆28、卷筒壳体29、滚筒30和驱动电机二31；其中驱动电机二31置于滚筒30内与滚筒30固连，驱动电机二31输出轴与卷筒壳体29固连，丝杆28通过丝杆连接器与卷筒壳体29固定，舵机27与卷筒壳体29固连，舵机27输出轴与舱门26固连，丝杆28通过联轴器与减速器5中的小锥齿轮39连接，通过丝杆28使得卷筒模块3上下运动，通过驱动电机二31驱动滚筒30进行旋转卷动球进入卷筒壳体29里面，舵机27控制舱门26开启闭合，使卷筒壳体29内的球储存和放出；所述减速器5安装在卷筒模块3上方，包括箱体一36、联轴器一37、大锥齿轮38、小锥齿轮39、轴承一40、蜗轮41和蜗杆42；其中蜗杆42安装在箱体一36上，蜗轮41与蜗杆42啮合，蜗轮41轴两侧通过联轴器一37与大锥齿轮38连接，小锥齿轮39轴通过轴承一40安装在箱体一36上，小锥齿轮39与大锥齿轮38啮合，电机驱动蜗杆42带动蜗轮41，通过联轴器一37与大锥齿轮38相连，通过大锥齿轮38带动与小锥齿轮39连接的丝杆28，进而实现卷筒模块3上下运动。还包括车体6、回收框8、机械臂、机械手13；回收框8安装在车体6后侧，机械臂与机械手13连接，安装在车体6两侧；所述车体6包括上下壳体和减速装置，其中减速装置包括驱动电机三17、联轴器二18、小轴承19、小齿轮20、小轴承座21、大轴承座22、轴23、大齿轮24和大轴承25；其中下壳体内侧为支撑架63，下壳体上方为上壳体，驱动电机三17安装在上壳体上，驱动电机三17轴通过联轴器二18与小齿轮20轴相连，小齿轮20与大齿轮24啮合，小齿轮20通过小轴承19安装在小轴承座21上，小轴承座21安装在上壳体上，大齿轮24安装在轴23上，轴23通过大轴承25安装大轴承座22上，大轴承座22安装在上壳体上，轴23一端与主机械臂一9连接，驱动电机三17输出轴驱动小齿轮20从而驱动大齿轮24运动，通过轴23实现机械臂中主机械臂一9的运动；所述机械臂包括主机械臂一9、主机械臂二11、主机械臂三12、电机座一44、电机一45、轴承二43、电机座二52、电机二46、轴承三66、电机座三48、电机三49和轴承四50，手臂上47与手臂下51通过螺栓连接固定成主机械臂三12；其中电机一45安装在电机座一44上，电机座一44安装在主机械臂一9上，电机一45输出轴与主机械臂二11固连，主机械臂一9与主机械臂二11通过轴承二43形成转动副；电机二46安装在电机座二52上，电机座二52安装在主机械臂二11上，电机二46输出轴与主机械臂三12固连，主机械臂二11与主机械臂三12通过轴承三66形成转动副；电机三49安装在电机座三48上，电机座三48安装在主机械臂三12上，电机三48输出轴与机械手13固连，主机械臂三12与机械手13通过轴承四50形成转动副；轴23带动主机械臂一9运动，电机一45输出轴驱动主机械臂二11运动，电机二46输出轴驱动主机械臂三12运动，电机三49输出轴驱动机械手13运动；所述机械手13包括连接关节53、支撑手腕54、旋转盘55、轴承五56、手爪连杆一57、手爪连杆二58、仿真手指一59、托盘60、仿真手指二61、旋转电机62；其中支撑手腕54一端安装在连接关节53上，支撑手腕54另一端安装在托盘60上，旋转电机62安装在托盘60上，旋转电机62主轴与旋转盘55固连，手爪连杆一57通过轴承五56与旋转盘55上的槽形成转动副，手爪连杆一57与手爪连杆二58通过铰链形成转动副，连杆二58通过铰链与仿真手指一59形成转动副，仿真手指一59与仿真手指二61通过螺栓连接固定成仿真手指，手爪电机三49输出轴驱动整个机械手13的旋转运动，旋转电机62输出轴驱动旋转盘55转动，旋转盘55的转动会通过相连的手爪连杆一57、手爪连杆二58带动仿真手指一59、仿真手指二61进行捏合，将球夹起。还包括换框模块10；所述换框模块10包括箱体二35、光杆34、卡扣33、液压缸32；其中光杆34固连在箱体二35上，液压缸32通过铰链与卡扣33连接，箱体二35安装在车体6背面，卡扣33与回收框8连接，通过控制输出使液压缸32工作，推动卡扣33在光杆34上移动，放下回收框8。还包括避障模块4、捡球机器人视觉模块7、主控制器，避障模块4采用红外线避障传感器，捡球机器人视觉模块7采用PixyCmuCam5图像识别传感器67；红外线避障传感器用于机器人行走过程中进行避障，PixyCmuCam5图像识别传感器67用于将视觉采集捕捉到的球的位置信息传送给主控制器，控制行走转向机构1移动定位。本技术的有益效果是：本技术结构坚固、功能齐全，通过卷筒模块与减速器的配合可以有效地用于卷球从而实现捡球，通过机械臂结构可以有效地拾取球放入回收框从而实现捡球。附图说明图1为本技术斜二侧示意图；图2为本技术行走转向机构和车体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种捡球机器人，其特征在于：包括行走转向机构（1）、车体支撑减震机构（2）、卷筒模块（3）、减速器（5）；所述行走转向机构（1）包括支撑架（63）、橡胶轮（64）、驱动电机一（65），其行走转向机构（1）为四驱四轮式结构，支撑架（63）两侧分别布置有两个橡胶轮（64），橡胶轮（64）与驱动电机一（65）的输出轴固连，驱动电机一（65）安装在车体支撑减震机构（2）的工形架电机座（68）上，通过四个驱动电机一（65）的转动带动橡胶轮（64）的转动从而带动车体（6）的转向以及进退；所述车体支撑减震机构（2）包括L形架（14）、弹簧（15）、上连杆（16）、工形架电机座（68）和下连杆（69）；其中L形架（14）与支撑架（63）连接，上连杆（16）、下连杆（69）和L形架（14）末端、工形架电机座（68）末端构成一个平行四边形支架，连接端点处均用铰链连接形成转动副，弹簧（15）通过铰链与四边形支架对角连接形成转动副；所述卷筒模块（3）固定在支撑架（63）下方，包括舱门（26）、舵机（27）、丝杆（28）、卷筒壳体（29）、滚筒（30）和驱动电机二（31）；其中驱动电机二（31）置于滚筒（30）内与滚筒（30）固连，驱动电机二（31）输出轴与卷筒壳体（29）固连，丝杆（28）通过丝杆连接器与卷筒壳体（29）固定，舵机（27）与卷筒壳体（29）固连，舵机（27）输出轴与舱门（26）固连，丝杆（28）通过联轴器与减速器（5）中的小锥齿轮（39）连接，通过丝杆（28）使得卷筒模块（3）上下运动，通过驱动电机二（31）驱动滚筒（30）进行旋转卷动球进入卷筒壳体（29）里面，舵机（27）控制舱门（26）开启闭合，使卷筒壳体（29）内的球储存和放出；所述减速器（5）安装在卷筒模块（3）上方，包括箱体一（36）、联轴器一（37）、大锥齿轮（38）、小锥齿轮（39）、轴承一（40）、蜗轮（41）和蜗杆（42）；其中蜗杆（42）安装在箱体一（36）上，蜗轮（41）与蜗杆（42）啮合，蜗轮（41）轴两侧通过联轴器一（37）与大锥齿轮（38）连接，小锥齿轮（39）轴通过轴承一（40）安装在箱体一（36）上，小锥齿轮（39）与大锥齿轮（38）啮合，电机驱动蜗杆（42）带动蜗轮（41），通过联轴器一（37）与大锥齿轮（38）相连，通过大锥齿轮（38）带动与小锥齿轮（39）连接的丝杆（28），进而实现卷筒模块（3）上下运动。...

【技术特征摘要】
1.一种捡球机器人，其特征在于：包括行走转向机构（1）、车体支撑减震机构（2）、卷筒模块（3）、减速器（5）；所述行走转向机构（1）包括支撑架（63）、橡胶轮（64）、驱动电机一（65），其行走转向机构（1）为四驱四轮式结构，支撑架（63）两侧分别布置有两个橡胶轮（64），橡胶轮（64）与驱动电机一（65）的输出轴固连，驱动电机一（65）安装在车体支撑减震机构（2）的工形架电机座（68）上，通过四个驱动电机一（65）的转动带动橡胶轮（64）的转动从而带动车体（6）的转向以及进退；所述车体支撑减震机构（2）包括L形架（14）、弹簧（15）、上连杆（16）、工形架电机座（68）和下连杆（69）；其中L形架（14）与支撑架（63）连接，上连杆（16）、下连杆（69）和L形架（14）末端、工形架电机座（68）末端构成一个平行四边形支架，连接端点处均用铰链连接形成转动副，弹簧（15）通过铰链与四边形支架对角连接形成转动副；所述卷筒模块（3）固定在支撑架（63）下方，包括舱门（26）、舵机（27）、丝杆（28）、卷筒壳体（29）、滚筒（30）和驱动电机二（31）；其中驱动电机二（31）置于滚筒（30）内与滚筒（30）固连，驱动电机二（31）输出轴与卷筒壳体（29）固连，丝杆（28）通过丝杆连接器与卷筒壳体（29）固定，舵机（27）与卷筒壳体（29）固连，舵机（27）输出轴与舱门（26）固连，丝杆（28）通过联轴器与减速器（5）中的小锥齿轮（39）连接，通过丝杆（28）使得卷筒模块（3）上下运动，通过驱动电机二（31）驱动滚筒（30）进行旋转卷动球进入卷筒壳体（29）里面，舵机（27）控制舱门（26）开启闭合，使卷筒壳体（29）内的球储存和放出；所述减速器（5）安装在卷筒模块（3）上方，包括箱体一（36）、联轴器一（37）、大锥齿轮（38）、小锥齿轮（39）、轴承一（40）、蜗轮（41）和蜗杆（42）；其中蜗杆（42）安装在箱体一（36）上，蜗轮（41）与蜗杆（42）啮合，蜗轮（41）轴两侧通过联轴器一（37）与大锥齿轮（38）连接，小锥齿轮（39）轴通过轴承一（40）安装在箱体一（36）上，小锥齿轮（39）与大锥齿轮（38）啮合，电机驱动蜗杆（42）带动蜗轮（41），通过联轴器一（37）与大锥齿轮（38）相连，通过大锥齿轮（38）带动与小锥齿轮（39）连接的丝杆（28），进而实现卷筒模块（3）上下运动。2.根据权利要求1所述的捡球机器人，其特征在于：还包括车体（6）、回收框（8）、机械臂、机械手（13）；回收框（8）安装在车体（6）后侧，机械臂与机械手（13）连接，安装在车体（6）两侧；所述车体（6）包括上下壳体和减速装置，其中减速装置包括驱动电机三（17）、联轴器二（18）、小轴承（19）、小齿轮（20）、小轴承座（21）、大轴承座（22）、轴（23）、大齿轮（24）和大轴承（25）；其中下壳体内侧为支撑架（63），下壳体上方为上壳体，驱动电机三（17）安装在上壳体上，驱动电机三（17）轴通过联轴器二（18）与小齿轮（20）轴相连，小齿轮（20）与大齿轮（24）啮合，小齿轮（20）通过小轴承（19）安装在小轴承座（21）上，小轴承座（21）安装在上壳体上，大齿轮（24）安装在轴（23）上，轴（23）通过大轴承（25）安装大轴承座（22）上，大轴承座（22）安装在上壳体上，轴（23）一端与主机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，吴涛，刁跃虎，佘文壮，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53