[发明专利]一种辅助篮球投掷的机器人有效
申请号: | 201810415017.1 | 申请日: | 2018-05-03 |
公开(公告)号: | CN108888929B | 公开(公告)日: | 2020-02-11 |
发明(设计)人: | 王建华;杨雨濛;刘辰阳;孙若水;赵永胜 | 申请(专利权)人: | 北京工业大学 |
主分类号: | A63B69/00 | 分类号: | A63B69/00;A63B21/00;B25J9/00 |
代理公司: | 11203 北京思海天达知识产权代理有限公司 | 代理人: | 刘萍 |
地址: | 100124 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 线轴 腰部机构 篮球 背板 可用 机器人 投掷 蜗轮蜗杆减速器 弹簧缓冲机构 凸轮锁紧机构 底盘机构 电机带动 非固定端 肩部机构 人本发明 人机合作 人体手臂 手部机构 顺次连接 体育训练 轴线平行 肘部机构 伸出端 输出端 新形式 穿出 穿入 共轴 扭簧 绳索 腰部 发球 左手 右手 穿过 伸出 娱乐 表演 | ||
本发明涉及一款辅助篮球投掷的机器人,其特征在于:手部机构、肘部机构、肩部机构伸出端通过凸轮锁紧机构,仿照人体手臂顺次连接成左手部分与右手部分,并分别连接在腰部机构的背板连杆上,腰部机构再经弹簧缓冲机构连接在底盘机构外壳向上伸出的杆上。绳索一端固定在第一线轴上,穿出机壳、穿过背板后,再穿入机壳,另一端固定在第二线轴上。第一线轴固定在由腰部电机带动的蜗轮蜗杆减速器输出端上。第二线轴与扭簧非固定端相连,两者共轴。第一线轴、第二线轴两者轴线平行。本发明创造了篮球发球机器人人机合作的新形式,可用于医用复建及体育训练,也可用于娱乐表演。
技术领域
本发明是一种运用于医疗及体育行业,可辅助运动员或者自主投射篮球的机器人,属于机器人结构设计领域。
背景技术
随着中国经济迅速发展,综合国力日益增强,体育事业被人们越发重视起来,尤其是身为五大球之一但一直处于追赶世界水平的篮球事业。现如今培养一名优秀的篮球运动员十分不易,而篮球又是一项非常容易在比赛中负伤的运动,本发明就是以提供一种可以帮助篮球运动员复健的设备为目的而设计的。本发明从其独特的理念出发,创造了篮球发球机器人人机合作的新形式,一定程度上填补了投射机器人类型的空缺。
发明内容
本发明为一种篮球运动员专用的穿戴式医用复健机器人,主要由外骨骼机械臂和运动机构两部分组成,由一竖直的机架将二者连接起来。它的主要功能为辅助篮球运动员进行投掷及接传球训练。既可为负伤后需要复健的专业篮球运动员服务,也可为动作不规范的篮球运动员纠正技术动作、调节投射姿态。通过安装配件也可进行自主投篮。本发明的投射功能通过外骨骼机械臂完成,它通过重复正确的投射运动来帮助运动员复健或者矫正动作。该外骨骼机械臂共有五个自由度,分别在肩、肘、腕处有2、1、2个自由度,模拟人体实际结构。除此之外手部还通过5根细杆,控制手指运动。同时为保证机体重量尽量不影响运动员,我们在躯干部分采用了可以将驱动后置的索驱动。本发明的运动机构为一个U型移动底盘,配有三个全向轮。可以让腿部不便利的运动员坐在支架上的小座板时,随着它在篮球场馆内移动。而对于可以站立的运动员来说,这一机构解决了外骨骼机械臂在场内搬运的问题。
一种辅助篮球投掷的机器人,其特征在于,包括手部机构(1)、肘部机构(2)、肩部机构(3)、腰部机构(4)及底盘机构(5);手部机构(1)由手指部分(38)、手掌部分(39)、手腕部分(40)顺次连接;手指部分(38)由:指尖套(41)、第一指节(42)、第二关节舵机(12)、第二指节(43)、手指第一关节舵机(11)、手指根部舵机(10)顺次连接而成;其中第二关节舵机(12)控制第一指节(42)运动,手指第一关节舵机(11)、手指根部舵机(10)控制第二指节(43)运动;手指根部舵机(10)放置在手掌前机壳(44)内,从而将手指部分(38)固定在手掌部分(39)上;手掌部分(39)由:手掌前机壳(44)、两根机壳连接杆、手腕部两个舵机与手掌后机壳(46)组成;两根机壳连接杆一左一右将手掌前机壳(44)与手掌后机壳(46)连接起来,手腕部两个舵机放置在手掌后机壳(46)中,手掌后机壳(46)再与手腕外机壳(47)连接起来;手腕部分(40)由:手腕外机壳(47)、手腕部舵机(8)与花键(9)组成;手腕部舵机(8)与花键(9)置于手腕外机壳(47)内部,整个手部机构(1)通过手腕外机壳(47)与肘部机构(2)相连;肘部机构(2)、肩部机构(3)共包含三级舵机传动机构:第三级舵机传动机构(13)属于肘部机构(2),第一级舵机传动机构(6)与第二级舵机传动机构(7)属于肩部机构(3);手部机构(1)、肘部机构(2)、肩部机构(3)仿照人体手臂顺次连接成左手部分与右手部分,并分别连接在腰部机构(4)的背板连杆上(28),腰部机构再经弹簧缓冲机构(15)连接在底盘机构外壳(30)向上伸出的杆上;绳索(19)一端固定在第一线轴(18)上,穿出机壳(29)、穿过背板(20)后,再穿入机壳(29),另一端固定在第二线轴(21)上;第一线轴(18)固定在由腰部电机(16)带动的蜗轮蜗杆减速器(17)输出端上;第二线轴(21)与扭簧(22)非固定端相连,两者共轴;第一线轴(18)、第二线轴(21)两者轴线平行。
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