[發(fā)明專利]足球機(jī)器人氣動踢球系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910052880.6
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101596367A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷春濤;曹其新;譚宏冰;陳培華;劉偉豪
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: A63H13/04
• 分類號: A63H13/04
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種足球機(jī)器人踢球系統(tǒng)，具體是用于足球機(jī)器人競賽時踢球射門的一種裝置。

背景技術(shù)

RoboCup機(jī)器人世界杯賽是世界上規(guī)模最大、水平最高、影響最廣泛的機(jī)器人科技賽事，而中型組足球機(jī)器人競賽作為其中的一個比賽項(xiàng)目，涉及人工智能、機(jī)器人學(xué)、通訊、傳感、智能體的結(jié)構(gòu)、理論、應(yīng)用等諸多領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)集成，具有全自主性、智能性、對抗性、實(shí)時性、分布式控制等的特點(diǎn)，更具有挑戰(zhàn)性，也更能反映一個國家的機(jī)器人研究實(shí)力。隨著足球機(jī)器人比賽的推廣，各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，而其中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)踢球系統(tǒng)性能的好壞直接影響著比賽的勝負(fù)，因此作為比賽取勝的關(guān)鍵，踢球系統(tǒng)是各隊(duì)爭相發(fā)展改進(jìn)的技術(shù)環(huán)節(jié)。

仿照人類踢球的習(xí)慣，踢球方式有地滾球和高空球兩種。從實(shí)際比賽情況來看，由于守門員視覺技術(shù)的限制，高空球的得分可能性高于地滾球；而地滾球在各機(jī)器人隊(duì)員之間的技戰(zhàn)術(shù)配合中(如傳球)運(yùn)用較多，因此作為踢球系統(tǒng)的完善性，要求踢球裝置既能踢地滾球又能踢高空球。同時踢球系統(tǒng)必須根據(jù)機(jī)器人離球門的距離踢出不同力度的球。

根據(jù)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)中國發(fā)明專利(專利號200310108896.7)公開了一種足球機(jī)器人踢球護(hù)球機(jī)構(gòu)，該踢球機(jī)構(gòu)主要包括雨刮電機(jī)、偏齒輪、推桿、橡皮筋等，當(dāng)踢球時雨刮電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動偏齒輪與齒條脫離，張緊的橡皮筋瞬間釋放能量推動推桿快速踢球，隨后偏齒輪再次使推桿處于蓄能狀態(tài)，完成一個踢球周期。該踢球機(jī)構(gòu)不具有高空球功能；同時由于采用齒輪齒條嚙合，在對抗性強(qiáng)度非常大的足球機(jī)器人比賽中，機(jī)器人前方一般都有障礙物，或者足球被對方機(jī)器人堵住，此時如果機(jī)器人促發(fā)踢球動作指令，則足球不能被順利踢出，這樣很容易造成齒輪齒條卡死，從而影響下次踢球。

中國專利(專利號01258718.4)公開的足球機(jī)器人踢球裝置，包括電機(jī)、減速箱、單向傳動齒輪和抬腳機(jī)構(gòu)、踢球機(jī)構(gòu)、夾球機(jī)構(gòu)。該踢球機(jī)構(gòu)通過其踢球桿推動踢球板向前踢球，再回退等待下次踢球。雖然也可以踢高空球，但需要將球夾住抬高才能踢出高空球，因此踢高空球難度大，不容易實(shí)現(xiàn)；同時在實(shí)際比賽中規(guī)則不允許機(jī)構(gòu)將球夾住抬高后再踢，因此不適合運(yùn)用于足球機(jī)器人比賽。

中國專利(專利號200720063296.7)公開的一種足球機(jī)器人踢球裝置中包括底板，踢球機(jī)構(gòu)，踢球板組件。該裝置既能踢地面球又能踢高空球，當(dāng)踢高空球時，該裝置需要將踢球板后仰。比賽時機(jī)器人拿到球后根據(jù)賽場上形勢才能判斷踢地滾球還是高空球，而此時踢球板后仰的動作必將造成足球被推出去，從而很難再護(hù)住球并完成踢高空球。因此很難運(yùn)用于足球機(jī)器人比賽。

上述文獻(xiàn)涉及的踢球裝置都不能調(diào)節(jié)踢球力度，并且機(jī)構(gòu)復(fù)雜，安裝困難，同時高空球?qū)崿F(xiàn)方法不理想，不適合實(shí)際足球機(jī)器人比賽。同時對于運(yùn)動速度要求非常高的足球機(jī)器人比賽，對機(jī)器人重量具有一定要求，而現(xiàn)在常用的基于電磁鐵的踢球裝置，由于電磁鐵質(zhì)量大，很大程度上影響了機(jī)器人整體運(yùn)動性能；同時對于通過高壓通電獲得大力踢球動作的電磁鐵，瞬間高壓對機(jī)器人其他電路干擾很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有踢球技術(shù)的不足，提出一種質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、能夠調(diào)節(jié)踢球力度，既可以踢地滾球又可以踢高空球的足球機(jī)器人氣動踢球系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：機(jī)架、平推球踢腳、挑球踢腳、氣缸，平推踢腳、挑球踢腳分別與機(jī)架頂端活動連接，氣缸一端與平推踢腳連接，另一端與機(jī)架連接。

所述的機(jī)架包括由兩塊相互平行設(shè)置的平面?zhèn)劝褰M成的支撐架和支撐架所在的基座。

平推球踢腳一端與支撐架頂端活動連接，另一端上設(shè)置有電機(jī)，該電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)式推頭。

挑球踢腳一端與支撐架頂端活動連接，另一端與挑球踢腳板連接，其中：挑球踢腳由兩塊相互平行的長條形塊組成，它們之間形成一允許平推球踢腳通過的空腔，長條形塊邊緣設(shè)置有朝向空腔內(nèi)部的折邊，折邊之間的空隙的寬度小于旋轉(zhuǎn)式推頭的最大寬度，且大于旋轉(zhuǎn)式推頭的最小寬度。

氣缸包括氣缸輸出桿、兩個氣管接口，氣缸一端與基座活動連接，另一端通過從氣缸內(nèi)腔中伸出的氣缸輸出桿與平推球踢腳活動連接；氣缸輸出桿的底座將氣缸內(nèi)腔分割成兩個相互隔絕的空腔，氣缸與基座連接一端空腔的外壁上設(shè)置有與內(nèi)腔連通的氣管接口，另一個空腔外壁上設(shè)置有與空腔連通的另一個氣管接口。