專(zhuān)利名稱(chēng)：一種機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種競(jìng)技比賽領(lǐng)域，且特別是有關(guān)于一種用于競(jìng)技比賽的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
機(jī)器人大賽是近年來(lái)國(guó)際上迅速開(kāi)展起來(lái)的一種高技術(shù)對(duì)抗活動(dòng)，它涉及人工智 能、自動(dòng)控制、機(jī)械電子、通信、傳感及機(jī)構(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)融合，集高技術(shù)、 娛樂(lè)和比賽于一體，引起了公眾的廣泛關(guān)注和極大興趣。目前，國(guó)際上推出了各種不同類(lèi)型 的機(jī)器人大賽，如機(jī)器人足球、機(jī)器人舞蹈和機(jī)器人賽跑等。機(jī)器人大賽，不僅為青少年提 供了良好的寓教于樂(lè)的載體，也極大地促進(jìn)了實(shí)用智能機(jī)器人的研發(fā)。隨著我國(guó)對(duì)高校創(chuàng)造力的重視，許多高校每年都舉辦一些機(jī)器人競(jìng)賽。本發(fā)明是 為了參加一項(xiàng)機(jī)器人的拔旗比賽而設(shè)計(jì)，在這次拔旗比賽中，參加比賽的機(jī)器人必須進(jìn)行 對(duì)抗，在保證最好的防守力度的前提下，最大地提升自身在拔旗時(shí)候的效率以及競(jìng)爭(zhēng)力，同 時(shí)還要具有一定的攻擊力以及足夠的穩(wěn)定性，保證在受到其他機(jī)器人干擾的同時(shí)，能順利 地進(jìn)行拔旗，并且在保持本身穩(wěn)定的情況下還能做出干預(yù)其他機(jī)器人的攻擊動(dòng)作。本發(fā)明的目的是為了參加機(jī)器人比賽，按照所規(guī)定的條件，自行設(shè)計(jì)研究，使機(jī)器 人具有拔旗和功能，同時(shí)還要具有防守以及攻擊的能力，并且保持它的穩(wěn)定性，爭(zhēng)取在機(jī)器 人比賽中獲得勝利。本發(fā)明提供的機(jī)器人能適應(yīng)較大的高度尺寸范圍，在不同的高度進(jìn)行 工作，并且具有很好的穩(wěn)定性，保證機(jī)器人能平穩(wěn)地完成各個(gè)指令，機(jī)器人的零件采用標(biāo)準(zhǔn) 件，通用性、互換性好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種機(jī)器人，用于在比賽中爭(zhēng)奪物件。機(jī)器人包括機(jī)身部分、行走部 分以及機(jī)械手部分。機(jī)身部分包括下底盤(pán)、升降機(jī)構(gòu)以及上底盤(pán)，上述升降機(jī)構(gòu)的一端耦接 上述下底盤(pán)，另一端耦接上述上底盤(pán)。行走部分，樞接于上述下底盤(pán)，用于完成上述機(jī)器人 的行走與轉(zhuǎn)向動(dòng)作。機(jī)械手部分，樞接于上述機(jī)身部分，并用于在比賽中爭(zhēng)奪上述物件。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述行走部分包括主動(dòng)輪，設(shè)置于上述下底盤(pán)；第一驅(qū) 動(dòng)裝置，耦接上述主動(dòng)輪，并驅(qū)動(dòng)上述主動(dòng)輪以完成上述機(jī)器人的行走動(dòng)作；以及萬(wàn)向輪， 設(shè)置于上述下底盤(pán)，用于對(duì)上述機(jī)器人的行走與轉(zhuǎn)向動(dòng)作進(jìn)行導(dǎo)向。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述升降機(jī)構(gòu)包括第一導(dǎo)軌，設(shè)置于上述上底盤(pán)；第二 導(dǎo)軌，設(shè)置于上述下底盤(pán)；支架，上述支架一端樞接于上述第一導(dǎo)軌，另一端樞接于上述第 二導(dǎo)軌；以及第二驅(qū)動(dòng)裝置，上述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述支架，使得上述支架在上述第一導(dǎo) 軌與上述第二導(dǎo)軌中滑動(dòng)，以完成上述機(jī)身部分的升降動(dòng)作。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述機(jī)身部分還包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，樞接于上述上底盤(pán)，用 于完成上述機(jī)械手部分的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作；以及起身機(jī)構(gòu)，用于完成上述機(jī)器人的起身動(dòng)作。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，同步帶以及第三驅(qū)動(dòng)裝置， 上述第三驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述同步帶，進(jìn)而帶動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述起身機(jī)構(gòu)包括起身?xiàng)U以及第四驅(qū)動(dòng)裝置，上述起身 桿樞接于上述上底盤(pán)，上述第四驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述起身?xiàng)U，以完成上述機(jī)器人的起身動(dòng)作。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述機(jī)械手部分包括伸縮機(jī)構(gòu)，包括增距桿和第五驅(qū)動(dòng) 裝置，上述第五驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述增距桿，以完成上述機(jī)械手部分的伸縮動(dòng)作；以及夾取機(jī) 構(gòu)，樞接于上述伸縮結(jié)構(gòu)，用于在比賽中夾取上述物件。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述夾取機(jī)構(gòu)，包括第一磁性裝置和第二磁性裝置，當(dāng)?shù)?一磁性裝置輸入第一方向電流時(shí)，上述第一磁性裝置與上述第二磁性裝置之間具有第一距 離，當(dāng)?shù)谝淮判匝b置輸入第二方向電流時(shí)，上述第一磁性裝置與上述第二磁性裝置之間具 有第二距離。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述第一磁性裝置為電磁鐵，上述第二磁性裝置為永磁 體。本發(fā)明提出的機(jī)器人中，所述第一距離大于上述第二距離。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖， 作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人的行走部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人的機(jī)械手部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明 一實(shí)施例的機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)一并參照?qǐng)D1與圖2。本實(shí)施例所提 供的機(jī)器人1通過(guò)無(wú)線遙控裝置(圖未示)來(lái)控制，用于在比賽中爭(zhēng)奪物件。本實(shí)施例所提供的機(jī)器人1包括機(jī)身部分10、行走部分11以及機(jī)械手部分12。如 圖1所示，行走部分11樞接于機(jī)身部分10，用于完成機(jī)器人1的行走與轉(zhuǎn)向動(dòng)作。機(jī)械手 部分12樞接于機(jī)身部分10，用于在比賽中爭(zhēng)奪物件。在本實(shí)施例中，機(jī)身部分10包括下底盤(pán)101、升降機(jī)構(gòu)102、上底盤(pán)103、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 104以及起身機(jī)構(gòu)105。其中，升降機(jī)構(gòu)102包括第一導(dǎo)軌1020、第二導(dǎo)軌1021、支架1022 以及第二驅(qū)動(dòng)裝置1023。如圖2所示，第一導(dǎo)軌1020設(shè)置于上底盤(pán)103。如圖1所示，第二導(dǎo)軌1021設(shè)置 于下底盤(pán)101。支架1022的一端樞接于第一導(dǎo)軌1020，另一端樞接于第二導(dǎo)軌1021。第二 驅(qū)動(dòng)裝置1023驅(qū)動(dòng)支架1022在第一導(dǎo)軌1020與第二導(dǎo)軌1021中滑動(dòng)，以完成機(jī)身部分 10的升降動(dòng)作。在本實(shí)施例中，支架1022為桁架結(jié)構(gòu)，第二驅(qū)動(dòng)裝置1023為線性推桿電機(jī)。具體 來(lái)說(shuō)，桁架結(jié)構(gòu)由一個(gè)一端固定、一端自由移動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)組成，它們的上下移動(dòng)由線性推 桿驅(qū)動(dòng)，使推桿在很小的移動(dòng)范圍內(nèi)，讓桁架上升的很高，此外，為了提高車(chē)身在上升狀態(tài)的穩(wěn)定性，將兩側(cè)桁架間焊接了加強(qiáng)桿。第一導(dǎo)軌1020與第二導(dǎo)軌1021采用了線性圓柱 導(dǎo)軌，并且運(yùn)用雙導(dǎo)軌的形式以增加在機(jī)器人1上升或者下降時(shí)的穩(wěn)定性。上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104包括旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)1040，同步帶1041以及第三驅(qū)動(dòng)裝置1042。其 中，第三驅(qū)動(dòng)裝置1042驅(qū)動(dòng)同步帶1041，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)1040進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例 中，第三驅(qū)動(dòng)裝置1042為步進(jìn)電機(jī)。具體來(lái)說(shuō)，在上底盤(pán)103上，設(shè)置有可轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)1040，與用于旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電 機(jī)1042，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)1042轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)同步帶1041使得旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)1040轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使地旋轉(zhuǎn) 圓盤(pán)1040上的機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。上述起身機(jī)構(gòu)105包括起身?xiàng)U1050與第四驅(qū)動(dòng)裝置(圖未示)。起身?xiàng)U1050樞 接于上底盤(pán)103的邊緣，藉由第四驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)以完成上述機(jī)器人1的起身動(dòng)作。在本實(shí) 施例中，第四驅(qū)動(dòng)裝置為步進(jìn)電機(jī)。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)機(jī)器人1因受到外部的力而倒在地面上時(shí)，可以通過(guò)起身?xiàng)U1050來(lái) 恢復(fù)之前的直立狀態(tài)。起身?xiàng)U1050通過(guò)齒輪與步進(jìn)電機(jī)連接，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，帶 動(dòng)起身?xiàng)U1050，使得起身?xiàng)U1050撐在地面上。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度越大，則起身?xiàng)U1050所 轉(zhuǎn)過(guò)的角度也越大，直至當(dāng)把機(jī)器人1撐到原先的直立狀態(tài)為止。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人的行走部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖 1，行走部分11包括主動(dòng)輪110、第一驅(qū)動(dòng)裝置111、萬(wàn)向輪112以及齒輪113。其中，第一驅(qū) 動(dòng)裝置111耦接主動(dòng)輪110，并驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪110以完成機(jī)器人1的行走動(dòng)作。具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，行走部分110包括兩個(gè)主動(dòng)輪110和兩個(gè)萬(wàn)向輪112。 上述主動(dòng)輪110是通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)裝置111來(lái)驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)輪110和第一驅(qū)動(dòng)裝置111通過(guò)齒 輪113進(jìn)行連接和傳動(dòng)。在本實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)裝置111為步進(jìn)電機(jī)，在其他實(shí)施例中， 第一驅(qū)動(dòng)裝置111也可以為其它等效的驅(qū)動(dòng)裝置，本發(fā)明并不對(duì)此作出限制。例如，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)裝置111進(jìn)行正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)裝置111帶動(dòng)齒輪113，可以 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人1的前進(jìn)動(dòng)作；當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)裝置111進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)裝置111帶動(dòng)齒 輪113，可以完成機(jī)器人1的后退動(dòng)作。而且，在本實(shí)施例中，當(dāng)機(jī)器人1需要轉(zhuǎn)向的時(shí)候，利用兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)裝置111的 轉(zhuǎn)速不相同，使得兩個(gè)主動(dòng)輪110的轉(zhuǎn)速不相等，從而完成機(jī)器人1轉(zhuǎn)向動(dòng)作。上述萬(wàn)向輪112設(shè)置于下底盤(pán)101，配合主動(dòng)輪110動(dòng)作，用于對(duì)機(jī)器人1的行走 與轉(zhuǎn)向動(dòng)作進(jìn)行導(dǎo)向。在本實(shí)施例中，萬(wàn)向輪112的上方還安裝有減震彈簧114。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人的機(jī)械手部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合 圖1，機(jī)械手部分12包括伸縮機(jī)構(gòu)120以及夾取機(jī)構(gòu)121。其中，夾取機(jī)構(gòu)121樞接于伸縮 結(jié)構(gòu)120，用于在比賽中夾取物件。如圖4所示，伸縮機(jī)構(gòu)120包括增距桿1201和第五驅(qū)動(dòng)裝置1202，并且，第五驅(qū)動(dòng) 裝置1202驅(qū)動(dòng)增距桿1201，以完成機(jī)械手部分12的伸縮動(dòng)作。在本實(shí)施例中，第五驅(qū)動(dòng)裝 置1202為步進(jìn)電機(jī)。具體來(lái)說(shuō)，伸縮機(jī)構(gòu)120是由四根金屬桿1203構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)。增距桿 1201安裝在平行四邊形機(jī)構(gòu)上，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，增距桿1201會(huì)帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)， 以實(shí)現(xiàn)伸縮的目的。上述夾取機(jī)構(gòu)121包括第一磁性裝置1210和第二磁性裝置1211，當(dāng)?shù)谝淮判匝b置1210輸入第一方向電流時(shí)，第一磁性裝置1210與第二磁性裝置1211之間具有第一距離，當(dāng) 第一磁性裝置1210輸入第二方向電流時(shí)，第一磁性裝置1210與第二磁性1211裝置之間具 有第二距離。在本實(shí)施例中，第一磁性裝置1210為電磁體，第二磁性裝置1211為永磁體， 且上述第一距離大于上述第二距離。具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，夾取機(jī)構(gòu)121是由四連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成。當(dāng)電磁鐵通電后具 有的磁性，吸引夾取機(jī)構(gòu)121尾端的永磁體，使得夾緊機(jī)構(gòu)處于放松狀態(tài)；當(dāng)電磁鐵通以相 反方向的電流后產(chǎn)生了相反的磁性，又將夾取機(jī)構(gòu)121推出，使夾取機(jī)構(gòu)121處于夾緊狀 態(tài)。在本實(shí)施例中，在夾緊和放松位置的地方安裝了緩沖彈簧，避免夾取機(jī)構(gòu)121在夾緊和 放松過(guò)程中受到電磁鐵的力而產(chǎn)生損傷。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種機(jī)器人，用于在比賽中爭(zhēng)奪物件，其特征在于，包括機(jī)身部分，包括下底盤(pán)、升降機(jī)構(gòu)以及上底盤(pán)，上述升降機(jī)構(gòu)的一端耦接上述下底盤(pán)，另一端耦接上述上底盤(pán)；行走部分，樞接于上述下底盤(pán)，用于完成上述機(jī)器人的行走與轉(zhuǎn)向動(dòng)作；以及機(jī)械手部分，樞接于上述機(jī)身部分，并用于在比賽中爭(zhēng)奪上述物件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征在于，上述行走部分包括 主動(dòng)輪，設(shè)置于上述下底盤(pán)；第一驅(qū)動(dòng)裝置，耦接上述主動(dòng)輪，并驅(qū)動(dòng)上述主動(dòng)輪以完成上述機(jī)器人的行走動(dòng)作；以及萬(wàn)向輪，設(shè)置于上述下底盤(pán)，用于對(duì)上述機(jī)器人的行走與轉(zhuǎn)向動(dòng)作進(jìn)行導(dǎo)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征在于，上述升降機(jī)構(gòu)包括 第一導(dǎo)軌，設(shè)置于上述上底盤(pán)；第二導(dǎo)軌，設(shè)置于上述下底盤(pán)；支架，上述支架一端樞接于上述第一導(dǎo)軌，另一端樞接于上述第二導(dǎo)軌；以及 第二驅(qū)動(dòng)裝置，上述第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述支架，使得上述支架在上述第一導(dǎo)軌與上 述第二導(dǎo)軌中滑動(dòng)，以完成上述機(jī)身部分的升降動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征在于，上述機(jī)身部分還包括 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，樞接于上述上底盤(pán)，用于完成上述機(jī)械手部分的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作；以及 起身機(jī)構(gòu)，用于完成上述機(jī)器人的起身動(dòng)作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，同步帶以 及第三驅(qū)動(dòng)裝置，上述第三驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述同步帶，進(jìn)而帶動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人，其特征在于，上述起身機(jī)構(gòu)包括起身?xiàng)U以及第四驅(qū) 動(dòng)裝置，上述起身?xiàng)U樞接于上述上底盤(pán)，上述第四驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述起身?xiàng)U，以完成上述機(jī) 器人的起身動(dòng)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征在于，上述機(jī)械手部分包括伸縮機(jī)構(gòu)，包括增距桿和第五驅(qū)動(dòng)裝置，上述第五驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述增距桿，以完成上 述機(jī)械手部分的伸縮動(dòng)作；以及夾取機(jī)構(gòu)，樞接于上述伸縮結(jié)構(gòu)，用于在比賽中夾取上述物件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人，其特征在于，上述夾取機(jī)構(gòu)，包括第一磁性裝置和第 二磁性裝置，當(dāng)?shù)谝淮判匝b置輸入第一方向電流時(shí)，上述第一磁性裝置與上述第二磁性裝 置之間具有第一距離，當(dāng)?shù)谝淮判匝b置輸入第二方向電流時(shí)，上述第一磁性裝置與上述第 二磁性裝置之間具有第二距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器人，其特征在于，上述第一磁性裝置為電磁鐵，上述第二 磁性裝置為永磁體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器人，其特征在于，上述第一距離大于上述第二距離。
全文摘要
本發(fā)明提出一種機(jī)器人，用于在比賽中爭(zhēng)奪物件。機(jī)器人包括機(jī)身部分、行走部分以及機(jī)械手部分。機(jī)身部分包括下底盤(pán)、升降機(jī)構(gòu)以及上底盤(pán)，上述升降機(jī)構(gòu)的一端耦接上述下底盤(pán)，另一端耦接上述上底盤(pán)。行走部分，樞接于上述下底盤(pán)，用于完成上述機(jī)器人的行走與轉(zhuǎn)向動(dòng)作。機(jī)械手部分，樞接于上述機(jī)身部分，并用于在比賽中爭(zhēng)奪上述物件。本發(fā)明提供的機(jī)器人能適應(yīng)較大的高度尺寸范圍，在不同的高度進(jìn)行工作，并且具有很好的穩(wěn)定性，保證機(jī)器人能平穩(wěn)地完成各個(gè)指令，機(jī)器人的零件采用標(biāo)準(zhǔn)件，通用性、互換性好。
文檔編號(hào)A63H11/12GK101856564SQ200910049050
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者于忠海, 張?zhí)K, 朱蘭嵐, 梅政, 汪峰華, 蘇劍 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院