本實用新型專利技術(shù)提供了一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人，包括所述機(jī)械臂包括依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)主體、第一段桿、第二段桿、第三段桿和第四段桿；以所述旋轉(zhuǎn)主體的轉(zhuǎn)軸所垂直的平面為參考平面：所述第一段桿的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面；所述第二段桿為兩個方向能轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)，包括連接座和桿體，所述連接座的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面，桿體安裝與連接座上，其轉(zhuǎn)軸垂直于連接座的轉(zhuǎn)軸；所述第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直于第二段桿桿體的轉(zhuǎn)軸；所述第四段桿的轉(zhuǎn)軸與第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直，網(wǎng)球拍設(shè)置在第四段桿上。本實用新型專利技術(shù)實現(xiàn)了利用機(jī)械臂模擬運(yùn)動員用個網(wǎng)球拍擊球，且機(jī)構(gòu)靈巧、動作敏捷，對動力的要求低，容易控制。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人
本技術(shù)涉及機(jī)器人技術(shù)，尤其涉及一種網(wǎng)球機(jī)器人。
技術(shù)介紹
：對于采用采用機(jī)械臂的打網(wǎng)球機(jī)器人，目前還未見報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人。本技術(shù)所采用的技術(shù)方案是這樣的：一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人，其特征在于包括所述機(jī)械臂包括依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)主體、第一段桿、第二段桿、第三段桿和第四段桿；以所述旋轉(zhuǎn)主體的轉(zhuǎn)軸所垂直的平面為參考平面：所述第一段桿的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面；所述第二段桿為兩個方向能轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)，包括連接座和桿體，所述連接座的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面，桿體安裝與連接座上，其轉(zhuǎn)軸垂直于連接座的轉(zhuǎn)軸；所述第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直于第二段桿桿體的轉(zhuǎn)軸；所述第四段桿的轉(zhuǎn)軸與第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直，網(wǎng)球拍設(shè)置在第四段桿上。進(jìn)一步地，所述第一段桿、第二段桿、第三段桿的長度依次遞減。進(jìn)一步地，所述第二段桿連接座的驅(qū)動電機(jī)通過連桿體系和第二段桿中的連接座的轉(zhuǎn)軸連接，所述連桿體系采用所述第一段桿、第五桿、第六桿和第七桿組成，所述第一段桿、第五桿、第六桿和第七桿構(gòu)成頂點處為轉(zhuǎn)動連接的可變形的平行四邊形，第六桿和第一段桿平行，第五桿和第七桿平行，所述連接座的轉(zhuǎn)軸和第七桿固定連接、與第一段桿為活動連接。進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)主體的固定座設(shè)置輪式行走裝置，所述輪式行走裝置設(shè)置多個輪子，各輪子由其獨立的電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動并配有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)主體的頂部設(shè)置連接架，所述第一段桿的電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)主體的連接架上，所述旋轉(zhuǎn)主體連接該連接架的頸部和旋轉(zhuǎn)主體的固定座之間通過角接觸軸承連接；所述第一段桿的電機(jī)的輸出軸和該連接架之間通過角接觸軸承連接；所述第二段桿連接座的驅(qū)動電機(jī)也安裝在該連接架上，其輸出軸和該連接架之間通過角接觸軸承連接；所述第二段桿桿體通過深溝球軸承連接在其連接座上；第三段桿的轉(zhuǎn)軸與第二段桿上的連接架通過深溝球軸承連接；第四段桿的轉(zhuǎn)軸與第三段桿上的連接架通過深溝球軸承連接。進(jìn)一步地，它設(shè)置有離體視覺系統(tǒng)及控制系統(tǒng)；視覺系統(tǒng)獲得網(wǎng)球的運(yùn)動位置數(shù)據(jù)，然后預(yù)測網(wǎng)球的路線，控制系統(tǒng)根據(jù)視覺系統(tǒng)預(yù)測的網(wǎng)球路線，控制網(wǎng)球機(jī)器人到達(dá)預(yù)測的線路附近，控制機(jī)械臂擊球。進(jìn)一步地，所述網(wǎng)球機(jī)器人進(jìn)入打球模式時，由視覺系統(tǒng)預(yù)測網(wǎng)球軌跡，計算出擊球點；在擊球前，由旋轉(zhuǎn)主體的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)主體從初始角度向后旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。進(jìn)一步地，每次擊球后或一開始進(jìn)入打球模式時，機(jī)械臂都運(yùn)動回到初始位置。進(jìn)一步地，所述初始位置時，旋轉(zhuǎn)主體轉(zhuǎn)至初始角度，機(jī)械臂曲臂上舉球拍，球拍正面面向前方。由于采用本技術(shù)的技術(shù)方案，本技術(shù)實現(xiàn)了利用機(jī)械臂模擬運(yùn)動員用個網(wǎng)球拍擊球，且機(jī)構(gòu)靈巧、動作敏捷，對動力的要求低，容易控制。附圖說明圖1為本技術(shù)網(wǎng)球機(jī)器人的實施例示意圖。圖2為本技術(shù)網(wǎng)球機(jī)器人的機(jī)械臂處在初始位置時的示意圖。圖3為本技術(shù)網(wǎng)球機(jī)器人的機(jī)械臂打開到某一角度時的示意圖，以便觀察其結(jié)構(gòu)。圖4為本技術(shù)網(wǎng)球機(jī)器人的主體部位剖視圖。具體實施方式參照附圖。本技術(shù)提供的一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人包括所述機(jī)械臂包括依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)主體100、第一段桿1、第二段桿、第三段桿3和第四段桿4。以所述旋轉(zhuǎn)主體100的轉(zhuǎn)軸106所垂直的平面為參考平面，該參考面一般可以認(rèn)為是水平面：旋轉(zhuǎn)主體100的頂部設(shè)置連接架107，所述第一段桿1的電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)主體的連接架107上。所述第一段桿1的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面，第一段桿可以采用沿軸向并列的雙桿結(jié)構(gòu)，其中一根和第一段桿的驅(qū)動電機(jī)11連接，另一根桿被動轉(zhuǎn)動，這樣，不僅提高力學(xué)性能，而且為其后的桿件設(shè)置提供空間和連接位置。所述第二段桿為兩個方向能轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)，包括連接座21和桿體22，桿體22既能隨連接座21一起以連接座21的轉(zhuǎn)軸210為軸轉(zhuǎn)動，又能以其自身的轉(zhuǎn)軸為軸轉(zhuǎn)動。所述連接座21的轉(zhuǎn)軸210平行于參考平面，當(dāng)然也和第一段桿的轉(zhuǎn)軸平行，桿體22安裝可轉(zhuǎn)動地安裝在連接座21上，桿體22的轉(zhuǎn)軸垂直于連接座的轉(zhuǎn)軸210，為了提高其抗擊球反作用力的能力，轉(zhuǎn)軸210和桿體22的轉(zhuǎn)軸最好在同一平面上。為了提高機(jī)械臂對指令響應(yīng)的敏捷性，所述第二段桿連接座21的驅(qū)動電機(jī)24通過連桿體系和第二段桿中的連接座21的轉(zhuǎn)軸210連接，所述連桿體系采用所述第一段桿1、第五桿5、第六桿6和第七桿7組成，所述第一段桿1、第五桿5、第六桿6和第七桿7構(gòu)成頂點處為轉(zhuǎn)動連接的可變形的平行四邊形，第六桿6和第一段桿1平行，第五桿5和第七桿7平行，所述連接座的轉(zhuǎn)軸210和第七桿7固定連接、與第一段桿10為活動連接，第一段桿的雙桿中，其中之一與第一段桿1的轉(zhuǎn)軸固定連接，驅(qū)動電機(jī)11通過驅(qū)動第一段桿1的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動來驅(qū)動雙桿中的該桿轉(zhuǎn)動，雙桿中的另一根桿活套在第五桿5的轉(zhuǎn)軸上，第五桿5的轉(zhuǎn)軸和第一段桿1的轉(zhuǎn)軸在同一直線上，驅(qū)動電機(jī)24通過驅(qū)動第五桿5的轉(zhuǎn)軸帶動第五桿5轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過該連桿體系帶動轉(zhuǎn)軸210轉(zhuǎn)動。這樣，驅(qū)動電機(jī)24即相對于旋轉(zhuǎn)主體100幾乎沒有力臂，對于機(jī)械臂擊球時的動作相應(yīng)無影響，提高動作的敏捷性，并有助于降低對各電機(jī)的要求。所述連接座21上安裝桿體22的驅(qū)動電機(jī)25，使得安裝桿體22按照垂直于連接座的轉(zhuǎn)軸210的軸線轉(zhuǎn)動。所述第三段桿3的轉(zhuǎn)軸30垂直于第二段桿桿體22的轉(zhuǎn)軸，可以在桿體22的末端安裝連接架31，將第三段桿3的驅(qū)動電機(jī)32安裝在連接架31上，由驅(qū)動電機(jī)32驅(qū)動轉(zhuǎn)軸30轉(zhuǎn)動，并進(jìn)而帶動第三段桿3轉(zhuǎn)動，最佳地，為提高抗擊球反作用力的能力，第二段桿桿體22的轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸30的軸線最好在同一平面上。所述第四段桿4的轉(zhuǎn)軸與第三段桿3的轉(zhuǎn)軸30垂直，網(wǎng)球拍200設(shè)置在第四段桿4上。可以在第三段桿3的末端安裝連接架41，將第四段桿4的驅(qū)動電機(jī)42安裝在連接架41上，由驅(qū)動電機(jī)42驅(qū)動第四段桿4的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并進(jìn)而帶動第四段桿4轉(zhuǎn)動，最佳地，為提高抗擊球反作用力的能力，第四段桿4的轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸30的軸線最好在同一平面上。同樣地，為了提高動作的敏捷性，提高抗擊球反作用力的能力，所述第一段桿1、第二段桿2、第三段桿3的長度最好依次遞減。所述旋轉(zhuǎn)主體100連接所述連接架107的頸部和固定座101之間通過角接觸軸承201連接；驅(qū)動電機(jī)11的輸出軸和連接架之間通過角接觸軸承202連接；所述第二段桿連接座21的驅(qū)動電機(jī)24也安裝在連接架107上，其輸出軸和連接架107之間通過角接觸軸承203連接；所述桿體22通過深溝球軸承204連接在連接座21上；第三段桿3的轉(zhuǎn)軸與第二段桿上的連接架31通過深溝球軸承205連接；第四段桿4的轉(zhuǎn)軸與第三段桿上的連接架41通過深溝球軸承205連接。通過以上軸承的組合，不僅使得輕量化的機(jī)械臂可以自由運(yùn)動，提高高速狀態(tài)下的穩(wěn)定性，可以耐受末端速度要求達(dá)到20m/s，同時，可以適配網(wǎng)球擊球的特點，減小減速機(jī)和電機(jī)出軸徑向和軸向的受力，及降低擊打網(wǎng)球時所受的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人，其特征在于包括所述機(jī)械臂包括依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)主體、第一段桿、第二段桿、第三段桿和第四段桿；/n以所述旋轉(zhuǎn)主體的轉(zhuǎn)軸所垂直的平面為參考平面：/n所述第一段桿的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面；/n所述第二段桿為兩個方向能轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)，包括連接座和桿體，所述連接座的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面，桿體安裝與連接座上，其轉(zhuǎn)軸垂直于連接座的轉(zhuǎn)軸；/n所述第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直于第二段桿桿體的轉(zhuǎn)軸；/n所述第四段桿的轉(zhuǎn)軸與第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直，網(wǎng)球拍設(shè)置在第四段桿上。/n
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人，其特征在于包括所述機(jī)械臂包括依次設(shè)置的旋轉(zhuǎn)主體、第一段桿、第二段桿、第三段桿和第四段桿；
以所述旋轉(zhuǎn)主體的轉(zhuǎn)軸所垂直的平面為參考平面：
所述第一段桿的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面；
所述第二段桿為兩個方向能轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)，包括連接座和桿體，所述連接座的轉(zhuǎn)軸平行于參考平面，桿體安裝與連接座上，其轉(zhuǎn)軸垂直于連接座的轉(zhuǎn)軸；
所述第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直于第二段桿桿體的轉(zhuǎn)軸；
所述第四段桿的轉(zhuǎn)軸與第三段桿的轉(zhuǎn)軸垂直，網(wǎng)球拍設(shè)置在第四段桿上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人，其特征在于所述第一段桿、第二段桿、第三段桿的長度依次遞減。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人，其特征在于第二段桿連接座的驅(qū)動電機(jī)通過連桿體系和第二段桿中的連接座的轉(zhuǎn)軸連接，所述連桿體系采用所述第一段桿、第五桿、第六桿和第七桿組成，所述第一段桿、第五桿、第六桿和第七桿構(gòu)成頂點處為轉(zhuǎn)動連接的可變形的平行四邊形，第六桿和第一段桿平行，第五桿和第七桿平行，所述連接座的轉(zhuǎn)軸和第七桿固定連接、與第一段桿為活動連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)球機(jī)器人，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)主體的固定座設(shè)置輪式行走裝置，所述輪式行走裝置設(shè)置多個輪子，各輪子由其獨立的電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動并配有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械臂的網(wǎng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊帆，錢佳忠，王文杰，
申請(專利權(quán))人：浙江深酷機(jī)器人有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33
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