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一种弧线远程抛射飞盘系统

阅读:1027发布:2020-11-26

专利汇可以提供一种弧线远程抛射飞盘系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种弧线远程抛射飞盘系统,属于飞盘抛射装置技术领域,包括主 机架 、装载装置、发射装置、调节装置以及控制装置,装载装置包括储盘机构以及 输送机 构,发射装置包括抓持飞盘的抓持机构、提供飞盘直线速度的直线速度给予机构、以及提供飞盘旋转速度的旋转速度给予机构,调节装置包括固定于主机架底面下方且与主机架铰接的 支撑 架、固定于支撑架上用于驱动主机架绕主机架与支撑架的铰接部位转动的调节机构;控制装置包括PID闭环 控制器 以及 图像识别 传感器 ,图像识别传感器、输送机构、抓持机构、直线速度给予机构、旋转速度给予机构以及调节机构均与PID闭环控制器电连接;飞盘的抛出控制更加准确,进一步提升飞盘的抛掷距离以及准确度。,下面是一种弧线远程抛射飞盘系统专利的具体信息内容。

1.一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
包括主机架(1)、装载装置(2)、发射装置(3)、调节装置(4)以及控制装置;
所述装载装置(2)包括储盘机构以及输送机构,所述发射装置(3)包括用于抓持飞盘(5)的抓持机构、提供飞盘(5)抛掷直线速度的直线速度给予机构、以及提供飞盘(5)抛掷旋转速度的旋转速度给予机构;
所述调节装置(4)包括固定于主机架(1)底面下方且与所述主机架(1)铰接的支撑架(41)、固定于支撑架(41)上用于驱动所述主机架(1)绕所述主机架(1)与所述支撑架(41)的铰接部位转动的调节机构;
所述控制装置包括PID闭环控制器(91)以及图像识别传感器(92),所述图像识别传感器(92)、所述输送机构、所述抓持机构、所述直线速度给予机构、所述旋转速度给予机构以及所述调节机构均与所述PID闭环控制器(91)电连接。
2.如权利要求1所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
所述储盘机构包括固定架设于所述主机架(1)上于靠近一端位置底板(22)、固定于所述底板(22)正上方的顶板(23)、以及固定于所述顶板(23)上的储盘笼(21),所述底板(22)底面与所述主机架(1)顶面之间形成第一避让空间,所述顶板(23)底面与所述底板(22)顶面之间形成第二避让空间,所述顶板(23)上设有连通所述第二避让空间的进盘口(201),所述第二避让空间于进盘口(201)对应区域形成进盘区域,所述顶板(23)上于所述进盘口(201)一侧的边缘位置设有内凹弧口(231),所述底板(22)上于所述内凹弧口(231)位置设有与所述内凹弧口(231)一端过渡连接的弧形挡槽(24),所述弧形挡槽(24)一端与所述内凹弧口(231)一端之间围成出盘口(202),所述第二避让空间于出盘口(202)对应区域形成出盘区域;
所述输送机构包括活动固定于所述第二避让空间内的固定座(25)、固定于所述固定座(25)一侧面上且呈弧形的推板(29)、固定于所述固定座(25)另一侧面上的若干导杆(28)、固定于所述第一避让空间内且用于支撑所述固定座(25)的支撑杆(26)、以及用于驱动所述固定座(25)沿进盘区域向出盘区域往复运动的第一气缸(27),所述支撑杆(26)固定于所述底板(22)底面上,所述固定座(25)底面对称固定有两夹持(251),所述夹持块(251)之间形成与所述支撑杆(26)滑动配合的滑槽,所述固定座(25)底面于所述夹持块(251)一侧固定有连接块(252),所述第一气缸(27)的伸缩杆一端与所述连接块(252)固定连接,所述底板(22)上设有用于避让所述夹持块(251)以及所述连接块(252)运动的避让槽口(203),所述第二避让空间内于所述避让槽口(203)远离出盘区域一侧设有若干与所述导杆(28)对应的支撑块(204),所述支撑块(204)顶面与所述顶板(23)底面固定连接,所述支撑块(204)底面与底板(22)顶面固定连接,所述支撑块(204)的一侧面上设有贯穿所述支撑块(204)且供所述导杆(28)活动穿过的导孔,所述导杆(28)顶面分别与所述固定座(25)顶面以及推板(29)顶面平齐,所述导杆(28)顶面与所述顶板(23)底面之间的距离小于所述飞盘(5)的厚度。
3.如权利要求2所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
所述储盘笼(21)包括若干限位杆(211)以及用于固定所述限位杆(211)的环形盘(212),所述限位杆(211)绕所述进盘口(201)圆周分布且其一端与所述顶板(23)固定连接,所述限位杆(211)之间围成供飞盘(5)叠放的储盘空间,所述储盘笼(21)呈倾斜设置且其中心轴线与所述顶板(23)之间呈30°~60°夹
4.如权利要求2所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
所述发射装置(3)还包括固定于所述主机架(1)顶面上于靠近出盘区域一侧的底座板(311)以及固定于所述底座板(311)上方的顶座板(312),所述底座板(311)与所述顶座板(312)之间固定有若干固定块(313),所述直线速度给予机构包括转动臂(331)、第一连接臂(332)、第二连接臂(333)、以及用于驱动所述转动臂(331)转动的第二气缸(32),所述转动臂(331)的一端伸入所述底座板(311)与顶座板(312)之间且通过第一枢接轴枢接固定,所述第一连接臂(332)的一端伸入所述底座板(311)以及所述顶座板(312)之间且通过第二枢接轴枢接固定,所述第一枢接轴两端分别固定有第一法兰盘(305),所述第一法兰盘(305)分别与所述底座板(311)以及所述顶座板(312)枢接固定,所述第二枢接轴两端分别固定有第二法兰盘(306),所述第二法兰盘(306)分别与所述底座板(311)以及所述顶座板(312)固定连接,所述第一连接臂(332)的另一端与所述第二连接臂(333)的一端铰接固定,所述第二连接臂(333)的另一端与所述转动臂(331)于靠近第一枢接轴位置铰接固定,所述第二气缸(32)上固定有第一U型块(321),所述第一U型块(321)的顶面以及底面分别通过第三法兰盘(308)与所述顶座板(312)以及底座板(311)固定连接,所述第二气缸(32)的伸缩杆一端与所述第一连接臂(332)的中端位置铰接固定;
所述旋转速度给予机构包括固定杆(342)、呈弧形的第一连接杆(347)、第二连接杆(343)、呈扇形的第一齿轮(344)以及与所述第一齿轮(344)齿合且呈圆柱形的第二齿轮(346)、第二U型块(345)以及第一转动电机(341),所述固定杆(342)竖直固定于所述第一枢接轴于远离所述第二枢接轴一侧位置,所述固定杆(342)的一端与所述第一枢接轴一端的第一法兰盘(305)底面固定连接,所述固定杆(342)的另一端经所述第一枢接轴另一端的第一法兰盘(305)顶面固定连接,所述第一连接杆(347)一端枢接套设于所述固定杆(342)上且位于所述转动臂(331)顶面与所述顶座板(312)底面之间,所述第一连接杆(347)另一端与所述第二连接杆(343)一端固定连接,所述第二U型块(345)对转动臂(331)的另一端形成夹持且通过第三枢接轴与所述转动臂(331)枢接固定,所述第二齿轮(346)固定套设于所述第三枢接轴上且位于所述转动臂(331)顶面与第二U型块(345)内底面之间,所述第一齿轮(344)枢接固定于所述转动臂(331)顶面上且靠近所述第二U型块(345),所述第一齿轮(344)侧面上设有与所述第二连接杆(343)另一端铰接固定的延伸部,所述第一枢接轴的一端经第二法兰盘(306)向下伸出所述底座板(311)且与所述第一转动电机(341)的输出轴固定连接,所述第一转动电机(341)用于带动所述固定杆(342)绕所述第一枢接轴运动;
所述第二枢接轴上还固定套设有位于所述转动臂(331)下方的扭弹簧(303),所述转动臂(331)上于靠近第二枢接轴位置竖直固定有限位螺栓(304),所述限位螺栓(304)一端向下贯穿转动臂(331)且与所述扭力弹簧(303)的一扭力臂活动接触,所述固定杆(342)与所述扭力弹簧(303)的另一扭力臂活动接触;
所述抓持机构包括呈弧形的上夹片(35)、与所述上夹片(35)夹持配合的下夹片(36)、固定于所述上夹片(35)外弧边缘中间位置的第一L型块(351)、用于驱动所述第一L型块(351)上下运动的第三气缸(352)、固定于所述下夹片(36)外弧边缘中间且与所述第一L型块(351)对称分布的第二L型块(361)、以及用于驱动所述第二L型块(361)上下运动的第四气缸(362),所述第二U型块(345)的外侧面上竖直固定有导轨条(307),所述第一L型块(351)以及所述第二L型块(361)内侧面上均设有与所述导轨条(307)滑动配合的滑块(309),所述第一L型块(351)外顶面以及所述第二L型块(361)的外底面上均设有用于避让所述导轨条(307)的避让孔,所述第三气缸(352)竖直固定于所述第一L型块(351)的外顶面上一端且其伸缩杆活动贯穿所述第一L型块(351)与所述第二U型块(345)固定连接,所述第四气缸(362)竖直固定于所述第二L型块(361)的外底面上一端且其伸缩杆活动贯穿所述第二L型块(361)与所述第二U型块(345)固定连接。
5.如权利要求4所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
所述第三气缸(352)的伸缩杆以及所述第四气缸(362)的伸缩杆上分别套设有第一压缩弹簧(353)和第二压缩弹簧(363),所述第一压缩弹簧(353)一端与所述第一L型块(351)的内顶面接触相抵,所述第一压缩弹簧(353)的另一端与所述第二U型块(345)的外顶面接触相抵,所述第二压缩弹簧(363)的一端与所述第二L型块(361)的内底面接触相抵,所述第二压缩弹簧(363)的另一端与所述第二U型块(345)的外底面接触相抵。
6.如权利要求4所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
所述主机架(1)包括呈方形的第一固定框(11)以及固定于所述第一固定框(11)底部的铰接座(12),所述铰接座(12)包括与所述第一固定框(11)底部固定连接且位于所述装载装置(2)与发射装置(3)之间的固定梁(121)、以及两对称固定于所述固定梁(121)底部两端位置的铰支座(122),所述支撑架(41)包括两平行间距设置且呈人字形的第二固定框(411)以及若干固定于所述第二固定框(411)之间的加强梁(412),所述固定梁(121)通过铰支座(122)与一所述第二固定框(411)的斜框边铰接固定,所述第一固定框(11)整体沿所述第二固定框(411)的斜框边方向倾斜设置;
所述调节机构包括丝杆(44)、与所述丝杆(44)配合的调节块(43)、用于驱动所述丝杆(44)转动的第二转动电机(42)、固定于所述第一固定框(11)一端边缘上的第一安装座(402)、以及固定于另一所述第二固定框(411)上的斜框边上的第二安装座(401),所述调节块(43)与所述第一安装座(402)枢接固定,所述第二转动电机(42)与所述第二安装座(401)枢接固定,所述第二转动电机(42)通过减速器(421)与所述丝杆(44)固定连接。
7.如权利要求6所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
所述第一固定块(313)的两侧框边底部分别垂直固定有呈U型且与两所述加强梁(412)一一对应的限位框(112),所述限位框(112)内形成供所述加强梁(412)活动穿过的限位通槽。
8.如权利要求6所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
一所述铰支座(122)上与所述固定梁(121)固定连接的上支座一侧设有用于检测上支座转动角度的第一编码器(101),所述第二转动电机(42)的一端部设有用于控制第二转动电机(42)的第二编码器(403),所述第一编码器(101)与所述第二编码器(403)均与所述PID闭环控制器(91)电连接。
9.如权利要求6所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
所述第一气缸(27)、所述第三气缸(352)以及所述第四气缸(362)均通过第一减压(61)与第一供气源连接,所述第一气缸(27)连接第一电磁阀(71)且与所述第一电磁阀(71)形成与所述第一减压阀(61)串联的第一支路,所述第一气缸(27)的有杆腔端通过节流阀(701)与第一电磁阀(71)连接;
所述第三气缸(352)以及所述第四气缸(362)相互并联且与第二电磁阀(72)连接,所述第三气缸(352)、第四气缸(362)以及所述第二电磁阀(72)形成与所述第一支路并联且与所述第一减压阀(61)串联的第二支路,所述第三气缸(352)的无杆腔端通过第一快速排气阀(801)与所述第二电磁阀(72)连接,所述第四气缸(362)的无杆腔端通过第二快速排气阀(802)与所述第二电磁阀(72)连接;
所述第二气缸(32)通过第二减压阀(62)与第二供气源连接,所述第二气缸(32)与所述第二减压阀(62)之间分别设有第三支路、以及至少一条与所述第三支路并联的第四支路,所述第三支路上分别设有第三电磁阀(73)以及与所述第三电磁阀(73)连接的第一单向阀(81),所述第三电磁阀(73)通过所述第一单向阀(81)与所述第二气缸(32)的无杆腔端进气连接,所述第四支路上分别设有第四电磁阀(74)以及与所述第四电磁阀(74)连接的第二单向阀(82),所述第四电磁阀(74)通过第二单向阀(82)与所述第二气缸(32)的无杆腔端出气连接,所述第二气缸(32)的有杆腔端通过第三快速排气阀(803)与所述第三电磁阀(73)连接;
所述第一电磁阀(71)、所述第二电磁阀(72)、所述第三电磁阀(73)以及所述第四电磁阀(74)均与所述PID闭环控制器(91)电连接。
10.如权利要求8所述的一种弧线远程抛射飞盘系统,其特征在于:
还包括与所述PID闭环控制器(91)电连接的LCD显示屏,所述LCD显示屏固定于所述第一固定框(11)上,所述图像识别传感器(92)为Pixy视觉传感器。

说明书全文

一种弧线远程抛射飞盘系统

技术领域

[0001] 本发明涉及飞盘抛射装置技术领域,更具体的,涉及一种弧线远程抛射飞盘系统。

背景技术

[0002] 机器人技术的发展是一个国家高科技平和工业自动化程度的重要标志和体现;机器人在当前生产生活中的应用越来越广泛,正在替代人发挥着日益重要的作用;机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能仿生学等多学科而形成的高新技术,集成了多学科的发展成果,代表高技术的发展前沿,是当前科技研究的热点方向;随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,机器人技术的开发速度越来越快,智能度越来越高,也逐渐的扩展应用范围,不断地走进人们的生活,提供人们更好的娱乐方式;飞盘抛射装置就是其中一种,利用机械结构来抛射飞盘,用于击打目标或者抛射至指定地点用于被击打,现有的飞盘抛射装置大部分都是人工手动进行目标对准调节,打击准确率不高,而且抛射机构通常是简单的弹射机构,难以对抛射的飞盘的速度、线速度进行准确控制,导致飞盘抛射具有较为局限,难以抛掷更远,更准确。

发明内容

[0003] 为了克服现有技术缺陷,本发明所要解决的技术问题在于提出一种弧线远程抛射飞盘系统,通过直线速度给予机构以及旋转速度给予机构来提供飞盘抛出的直线速度以及旋转速度,更加贴近的模仿人手抛出,使得飞盘的抛出控制更加准确;其通过图像识别传感器来识别目标,再利用PID闭环控制器来控制装载装置、调节装置以及发射装置,能够进一步提升飞盘的抛掷距离以及准确度。
[0004] 为达此目的,本发明采用以下技术方案:一种弧线远程抛射飞盘系统,包括主机架、装载装置、发射装置、调节装置以及控制装置;
[0005] 所述装载装置包括储盘机构以及输送机构,所述发射装置包括用于抓持飞盘的抓持机构、提供飞盘抛掷直线速度的直线速度给予机构、以及提供飞盘抛掷旋转速度的旋转速度给予机构;
[0006] 所述调节装置包括固定于主机架底面下方且与所述主机架铰接的支撑架、固定于支撑架上用于驱动所述主机架绕所述主机架与所述支撑架的铰接部位转动的调节机构;
[0007] 所述控制装置包括PID闭环控制器以及图像识别传感器,所述图像识别传感器、所述输送机构、所述抓持机构、所述直线速度给予机构、所述旋转速度给予机构以及所述调节机构均与所述PID闭环控制器电连接。
[0008] 可选地,所述储盘机构包括固定架设于所述主机架上于靠近一端位置底板、固定于所述底板正上方的顶板、以及固定于所述顶板上的储盘笼,所述底板底面与所述主机架顶面之间形成第一避让空间,所述顶板底面与所述底板顶面之间形成第二避让空间,所述顶板上设有连通所述第二避让空间的进盘口,所述第二避让空间于进盘口对应区域形成进盘区域,所述顶板上于所述进盘口一侧的边缘位置设有内凹弧口,所述底板上于所述内凹弧口位置设有与所述内凹弧口一端过渡连接的弧形挡槽,所述弧形挡槽一端与所述内凹弧口一端之间围成出盘口,所述第二避让空间于出盘口对应区域形成出盘区域;
[0009] 所述输送机构包括活动固定于所述第二避让空间内的固定座、固定于所述固定座一侧面上且呈弧形的推板、固定于所述固定座另一侧面上的若干导杆、固定于所述第一避让空间内且用于支撑所述固定座的支撑杆、以及用于驱动所述固定座沿进盘区域向出盘区域往复运动的第一气缸,所述支撑杆固定于所述底板底面上,所述固定座底面对称固定有两夹持,所述夹持块之间形成与所述支撑杆滑动配合的滑槽,所述固定座底面于所述夹持块一侧固定有连接块,所述第一气缸的伸缩杆一端与所述连接块固定连接,所述底板上设有用于避让所述夹持块以及所述连接块运动的避让槽口,所述第二避让空间内于所述避让槽口远离出盘区域一侧设有若干与所述导杆对应的支撑块,所述支撑块顶面与所述顶板底面固定连接,所述支撑块底面与底板顶面固定连接,所述支撑块的一侧面上设有贯穿所述支撑块且供所述导杆活动穿过的导孔,所述导杆顶面分别与所述固定座顶面以及推板顶面平齐,所述导杆顶面与所述顶板底面之间的距离小于所述飞盘的厚度。
[0010] 可选地,所述储盘笼包括若干限位杆以及用于固定所述限位杆的环形盘,所述限位杆绕所述进盘口圆周分布且其一端与所述顶板固定连接,所述限位杆之间围成供飞盘叠放的储盘空间,所述储盘笼呈倾斜设置且其中心轴线与所述顶板之间呈30°~60°夹角。
[0011] 可选地,所述发射装置还包括固定于所述主机架顶面上于靠近出盘区域一侧的底座板以及固定于所述底座板上方的顶座板,所述底座板与所述顶座板之间固定有若干固定块,所述直线速度给予机构包括转动臂、第一连接臂、第二连接臂、以及用于驱动所述转动臂转动的第二气缸,所述转动臂的一端伸入所述底座板与顶座板之间且通过第一枢接轴枢接固定,所述第一连接臂的一端伸入所述底座板以及所述顶座板之间且通过第二枢接轴枢接固定,所述第一枢接轴两端分别固定有第一法兰盘,所述第一法兰盘分别与所述底座板以及所述顶座板枢接固定,所述第二枢接轴两端分别固定有第二法兰盘,所述第二法兰盘分别与所述底座板以及所述顶座板固定连接,所述第一连接臂的另一端与所述第二连接臂的一端铰接固定,所述第二连接臂的另一端与所述转动臂于靠近第一枢接轴位置铰接固定,所述第二气缸上固定有第一U型块,所述第一U型块的顶面以及底面分别通过第三法兰盘与所述顶座板以及底座板固定连接,所述第二气缸的伸缩杆一端与所述第一连接臂的中端位置铰接固定;
[0012] 所述旋转速度给予机构包括固定杆、呈弧形的第一连接杆、第二连接杆、呈扇形的第一齿轮以及与所述第一齿轮齿合且呈圆柱形的第二齿轮、第二U型块以及第一转动电机,所述固定杆竖直固定于所述第一枢接轴于远离所述第二枢接轴一侧位置,所述固定杆的一端与所述第一枢接轴一端的第一法兰盘底面固定连接,所述固定杆的另一端经所述第一枢接轴另一端的第一法兰盘顶面固定连接,所述第一连接杆一端枢接套设于所述固定杆上且位于所述转动臂顶面与所述顶座板底面之间,所述第一连接杆另一端与所述第二连接杆一端固定连接,所述第二U型块对转动臂的另一端形成夹持且通过第三枢接轴与所述转动臂枢接固定,所述第二齿轮固定套设于所述第三枢接轴上且位于所述转动臂顶面与第二U型块内底面之间,所述第一齿轮枢接固定于所述转动臂顶面上且靠近所述第二U型块,所述第一齿轮侧面上设有与所述第二连接杆另一端铰接固定的延伸部,所述第一枢接轴的一端经第二法兰盘向下伸出所述底座板且与所述第一转动电机的输出轴固定连接,所述第一转动电机用于带动所述固定杆绕所述第一枢接轴运动;
[0013] 所述第二枢接轴上还固定套设有位于所述转动臂下方的扭弹簧,所述转动臂上于靠近第二枢接轴位置竖直固定有限位螺栓,所述限位螺栓一端向下贯穿转动臂且与所述扭力弹簧的一扭力臂活动接触,所述固定杆与所述扭力弹簧的另一扭力臂活动接触;
[0014] 所述抓持机构包括呈弧形的上夹片、与所述上夹片夹持配合的下夹片、固定于所述上夹片外弧边缘中间位置的第一L型块、用于驱动所述第一L型块上下运动的第三气缸、固定于所述下夹片外弧边缘中间且与所述第一L型块对称分布的第二L型块、以及用于驱动所述第二L型块上下运动的第四气缸,所述第二U型块的外侧面上竖直固定有导轨条,所述第一L型块以及所述第二L型块内侧面上均设有与所述导轨条滑动配合的滑块,所述第一L型块外顶面以及所述第二L型块的外底面上均设有用于避让所述导轨条的避让孔,所述第三气缸竖直固定于所述第一L型块的外顶面上一端且其伸缩杆活动贯穿所述第一L型块与所述第二U型块固定连接,所述第四气缸竖直固定于所述第二L型块的外底面上一端且其伸缩杆活动贯穿所述第二L型块与所述第二U型块固定连接。
[0015] 可选地,所述第三气缸的伸缩杆以及所述第四气缸的伸缩杆上分别套设有第一压缩弹簧和第二压缩弹簧,所述第一压缩弹簧一端与所述第一L型块的内顶面接触相抵,所述第一压缩弹簧的另一端与所述第二U型块的外顶面接触相抵,所述第二压缩弹簧的一端与所述第二L型块的内底面接触相抵,所述第二压缩弹簧的另一端与所述第二U型块的外底面接触相抵。
[0016] 可选地,所述主机架包括呈方形的第一固定框以及固定于所述第一固定框底部的铰接座,所述铰接座包括与所述第一固定框底部固定连接且位于所述装载装置与发射装置之间的固定梁、以及两对称固定于所述固定梁底部两端位置的铰支座,所述支撑架包括两平行间距设置且呈人字形的第二固定框以及若干固定于所述第二固定框之间的加强梁,所述固定梁通过铰支座与一所述第二固定框的斜框边铰接固定,所述第一固定框整体沿所述第二固定框的斜框边方向倾斜设置;
[0017] 所述调节机构包括丝杆、与所述丝杆配合的调节块、用于驱动所述丝杆转动的第二转动电机、固定于所述第一固定框一端边缘上的第一安装座、以及固定于另一所述第二固定框上的斜框边上的第二安装座,所述调节块与所述第一安装座枢接固定,所述第二转动电机与所述第二安装座枢接固定,所述第二转动电机通过减速器与所述丝杆固定连接。
[0018] 可选地,所述第一固定块的两侧框边底部分别垂直固定有呈U型且与两所述加强梁一一对应的限位框,所述限位框内形成供所述加强梁活动穿过的限位通槽。
[0019] 可选地,一所述铰支座上与所述固定梁固定连接的上支座一侧设有用于检测上支座转动角度的第一编码器,所述第二转动电机的一端部设有用于控制第二转动电机的第二编码器,所述第一编码器与所述第二编码器均与所述PID闭环控制器电连接。
[0020] 可选地,所述第一气缸、所述第三气缸以及所述第四气缸均通过第一减压与第一供气源连接,所述第一气缸连接第一电磁阀且与所述第一电磁阀形成与所述第一减压阀串联的第一支路,所述第一气缸的有杆腔端通过节流阀与第一电磁阀连接;
[0021] 所述第三气缸以及所述第四气缸相互并联且与第二电磁阀连接,所述第三气缸、第四气缸以及所述第二电磁阀形成与所述第一支路并联且与所述第一减压阀串联的第二支路,所述第三气缸的无杆腔端通过第一快速排气阀与所述第二电磁阀连接,所述第四气缸的无杆腔端通过第二快速排气阀与所述第二电磁阀连接;
[0022] 所述第二气缸通过第二减压阀与第二供气源连接,所述第二气缸与所述第二减压阀之间分别设有第三支路、以及至少一条与所述第三支路并联的第四支路,所述第三支路上分别设有第三电磁阀以及与所述第三电磁阀连接的第一单向阀,所述第三电磁阀通过所述第一单向阀与所述第二气缸的无杆腔端进气连接,所述第四支路上分别设有第四电磁阀以及与所述第四电磁阀连接的第二单向阀,所述第四电磁阀通过第二单向阀与所述第二气缸的无杆腔端出气连接,所述第二气缸的有杆腔端通过第三快速排气阀与所述第三电磁阀连接;
[0023] 所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀以及所述第四电磁阀均与所述PID闭环控制器电连接。
[0024] 可选地,还包括与所述PID闭环控制器电连接的LCD显示屏,所述LCD显示屏固定于所述第一固定框上,所述图像识别传感器为Pixy视觉传感器。
[0025] 本发明的有益效果为:本发明通过直线速度给予机构以及旋转速度给予机构来提供飞盘抛出的直线速度以及旋转速度,更加贴近的模仿人手抛出,使得飞盘的抛出控制更加准确;其通过图像识别传感器来识别目标,再利用PID闭环控制器来控制装载装置、调节装置以及发射装置,能够进一步提升飞盘的抛掷距离以及准确度。附图说明
[0026] 图1是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统整体结构示意图。
[0027] 图2是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统去掉发射装置以及飞盘的结构示意图。
[0028] 图3是图2的另一视角结构示意图。
[0029] 图4是图3中A位置的放大示意图。
[0030] 图5是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统装载装置的结构示意图。
[0031] 图6是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的主机架与调节装置之间的结构示意图。
[0032] 图7是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的发射装置的第一视角结构示意图。
[0033] 图8是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的发射装置去掉顶座板以及固定块的第二视角结构示意图。
[0034] 图9是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的第一管路流程示意图。
[0035] 图10是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的第二管路流程示意图。
[0036] 图11是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的第三管路流程示意图。
[0037] 图12是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的正弦曲线示意图。
[0038] 图13是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统的调节装置的流程框图
[0039] 图14是本发明具体实施方式提供的一种弧线远程抛射飞盘系统整体流程框图。
[0040] 图中:1、主机架;11、第一固定框;111、加强筋;112、限位框;113、显示屏固定支架;12、铰接座;121、固定梁;122、铰支座;101、第一编码器;2、装载装置;21、储盘笼;211、限位杆;212、环形盘;22、底板;23、顶板;231、内凹弧口;24、弧形挡槽;25、固定座;251、夹持块;
252、连接块;26、支撑杆;27、第一气缸;28、导杆;29、推板;201、进盘口;202、出盘口;203、避让槽口;204、支撑块;205、固定侧围;3、发射装置;311、底座板;312、顶座板;313、固定块;
32、第二气缸;321、第一U型块;331、转动臂;332、第一连接臂;333、第二连接臂;341、第一转动电机;342、固定杆;343、第二连接杆;344、第一齿轮;345、第二U型块;346、第二齿轮;347、第一连接杆;35、上夹片;351、第一L型块;352、第三气缸;353、第一压缩弹簧;36、下夹片;;
361、第二L型块;362、第四气缸;363、第二压缩弹簧;301、第一止挡块;302、第二止挡块;
303、扭力弹簧;304、限位螺栓;305、第一法兰盘;306、第二法兰盘;307、导轨条;308、第三法兰盘;309、滑块;4、调节装置;41、支撑架;411、第二固定框;412、加强梁;42、第二转动电机;
421、减速器;43、调节块;44、丝杆;401、第二安装座;402、第一安装座;403、第二编码器;
404、第三编码器;5、飞盘;61、第一减压阀;62、第二减压阀;71、第一电磁阀;72、第二电磁阀;73、第三电磁阀;74、第四电磁阀;75、第五电磁阀;701、节流阀;801、第一快速排气阀;
802、第二快速排气阀;803、第三快速排气阀;81、第一单向阀;82、第二单向阀;91、PID闭环控制器;92、图像识别传感器。

具体实施方式

[0041] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0042] 如图1所示,一种弧线远程抛射飞盘系统,包括主机架1、装载装置2、发射装置3、调节装置4以及控制装置。
[0043] 如图1至图5所示,装载装置2包括储盘机构以及输送机构;储盘机构包括固定架设于主机架1上于靠近一端位置的底板22、固定于底板22正上方的顶板23、以及固定于顶板23上的储盘笼21,底板22底面与主机架1顶面之间形成第一避让空间,顶板23底面与底板22顶面之间形成第二避让空间,顶板23上设有连通第二避让空间的进盘口201,第二避让空间于进盘口201对应区域形成进盘区域,顶板23上于进盘口201一侧的边缘位置设有内凹弧口231,底板22上于内凹弧口231位置设有与内凹弧口231一端过渡连接的弧形挡槽24,弧形挡槽24一端与内凹弧口231一端之间围成出盘口202,第二避让空间于出盘口202对应区域形成出盘区域;具体来说,如图5所示,顶板23与底板22之间可以通过固定侧围205进行固定,固定侧围205可以是直板状金属板或者块状金属块,使得顶板23与底板22之间能够形成第二避让空间,同理主机架1与底板22之间也可以通过若干块状金属块进行架高固定,便于形成第一避让空间。
[0044] 如图1至图5所示,输送机构包括活动固定于第二避让空间内的固定座25、固定于固定座25一侧面上且呈弧形的推板29、固定于固定座25另一侧面上的若干导杆28、固定于第一避让空间内且用于支撑固定座25的支撑杆26、以及用于驱动固定座25沿进盘区域向出盘区域往复运动的第一气缸27,支撑杆26固定于底板22底面上,固定座25底面对称固定有两夹持块251,夹持块251之间形成与支撑杆26滑动配合的滑槽,固定座25底面于夹持块251一侧固定有连接块252,第一气缸27的伸缩杆一端与连接块252固定连接,底板22上设有用于避让夹持块251以及连接块252运动的避让槽口203,第二避让空间内于避让槽口203远离出盘区域一侧设有若干与导杆28对应的支撑块204,支撑块204顶面与顶板23底面固定连接,支撑块204底面与底板22顶面固定连接,支撑块204的一侧面上设有贯穿支撑块204且供导杆28活动穿过的导孔(图中未示),导杆28顶面分别与固定座25顶面以及推板29顶面平齐,导杆28顶面与顶板23底面之间的距离小于飞盘5的厚度;具体来说,通过支撑杆26,便于对移动的固定座25进行支撑,使得固定座25的移动更加平稳,而设置的导杆28能够进一步限制固定座25的移动,进一步提高固定座25的移动平稳,其中保证导杆28顶面分别与固定座25顶面以及推板29顶面平齐,导杆28顶面与顶板23底面之间的距离小于飞盘5的厚度,其能够在固定座25往进盘区域向出盘区域方向移动时,下一飞盘5不会掉下,导杆28能够对下一飞盘5起到阻挡作用,保证每次只输送一个飞盘5;其装载工作原理:第一气缸27的伸缩杆活动伸出并带动固定座25沿出盘区域向进盘区域方向移动,待移动至固定座25刚好过了进盘口201时,此时飞盘5由于重力作用掉落一个;第一气缸27的伸缩杆活动缩回并带动固定座25沿进盘区域向出盘区域方向移动,移动过程中推板29就推动落入的飞盘5移动,而推动的同时,由于导杆28的作用,对下一飞盘5进行阻挡限位,保证每次输送的只有一个飞盘5,将飞盘5推动进入出盘区域后,再通过发射装置3进行发射,完成输送动作。
[0045] 如图1、图7以及图8所示,发射装置3包括用于抓持飞盘5的抓持机构、提供飞盘5抛掷直线速度的直线速度给予机构、以及提供飞盘5抛掷旋转速度的旋转速度给予机构;发射装置3还包括固定于主机架1顶面上于靠近出盘区域一侧的底座板311以及固定于底座板311上方的顶座板312,底座板311与顶座板312之间固定有若干固定块313,直线速度给予机构包括转动臂331、第一连接臂332、第二连接臂333、以及用于驱动转动臂331转动的第二气缸32,转动臂331的一端伸入底座板311与顶座板312之间且通过第一枢接轴(图中未示)枢接固定,第一连接臂332的一端伸入底座板311以及顶座板312之间且通过第二枢接轴(图中未示)枢接固定,第一枢接轴两端分别固定有第一法兰盘305,第一法兰盘305分别与底座板
311以及顶座板312枢接固定,第二枢接轴两端分别固定有第二法兰盘306,第二法兰盘306分别与底座板311以及顶座板312固定连接,第一连接臂332的另一端与第二连接臂333的一端铰接固定,第二连接臂333的另一端与转动臂331于靠近第一枢接轴位置铰接固定,第二气缸32上固定有第一U型块321,第一U型块321的顶面以及底面分别通过第三法兰盘308与顶座板312以及底座板311固定连接,第二气缸32的伸缩杆一端与第一连接臂332的中端位置铰接固定;具体来说,第一枢接轴的两端分别与第一法兰盘305固定连接,并通过第一法兰盘305整体枢接固定于底座板311与顶座板312之间,其枢接固定方式,可以是利用第一枢接轴分别贯穿上下的第一法兰盘305,再通过第一枢接轴与顶座板312以及底座板311进行枢接配合,而对应的转动臂331则与第一枢接轴枢接配合;而第二枢接轴两端分别固定有第二法兰盘306,再通过第二法兰盘306整体固定于底座板311以及顶座板312之间,而对应的第一连接臂332则与第二枢接轴枢接配合;其第二气缸32带动转动臂转动的原理是:第二气缸32的伸缩杆活动伸出时,推动第一连接臂332绕第二枢接轴在图8俯视方向顺时针转动,同时带动第二连接臂333推动转动臂331绕第一枢接轴在图8俯视方向顺时针转动,完成转动臂331顺时针转动的目的,用于模拟人的小臂甩臂动作,执行抛掷飞盘5动作;同理,第二气缸32的伸缩杆活动缩回时,拉动第一连接臂332绕第二枢接轴在图8俯视方向逆时针转动,同时带动第二连接臂333拉动转动臂331绕第一枢接轴在图8俯视方向逆时针转动,完成转动臂331逆时针转动的目的,用于执行抓取飞盘5。
[0046] 如图1、图7以及图8所示,旋转速度给予机构包括固定杆342、呈弧形的第一连接杆347、第二连接杆343、呈扇形的第一齿轮344以及与第一齿轮344齿合且呈圆柱形的第二齿轮346、第二U型块345以及第一转动电机341,固定杆342竖直固定于第一枢接轴于远离第二枢接轴一侧位置,固定杆342的一端与第一枢接轴一端的第一法兰盘305底面固定连接,固定杆342的另一端与第一枢接轴另一端的第一法兰盘305顶面固定连接,第一连接杆347一端枢接套设于固定杆342上且位于转动臂331顶面与顶座板312底面之间,第一连接杆347另一端与第二连接杆343一端固定连接,第二U型块345对转动臂331的另一端形成夹持且通过第三枢接轴(图中未示)与转动臂331枢接固定,第二齿轮346固定套设于第三枢接轴上且位于转动臂331顶面与第二U型块345内底面之间,第一齿轮344枢接固定于转动臂331顶面上且靠近第二U型块345,第一齿轮344侧面上设有与第二连接杆343另一端铰接固定的延伸部,第一枢接轴的一端经第二法兰盘306向下伸出底座板311且与第一转动电机341的输出轴固定连接,第一转动电机341用于带动固定杆342绕第一枢接轴运动;具体来说,第一转动电机341可以固定于底座板311上或者固定于主机架1上,通过第一转动电机341带动第一枢接轴以及第一法兰盘305整体在底座板311以及顶座板312之间转动,进而带动固定于第一法兰盘305之间的固定杆342绕第一枢接轴转动,其旋转速度给予机构的工作原理是:结合图7以及图8所示,第一转动电机341带动固定杆342绕第一枢接轴在图8俯视方向顺时针转动时,在由如图8所示的固定杆342位置绕顺时针转动一定距离至带动第一连接杆347拉动第二连接杆343动作,进而带动扇形的第一齿轮344在图8俯视方向顺时针转动,其与第二齿轮346发生配合,带动第二齿轮346在图8俯视方向逆时针转动,最终带动第二U型块345逆时针转动,利用第二U型块345模拟人手腕关节的转动;同理,当第一转动电机341带动固定杆
342绕第一枢接轴在图8俯视方向逆时针转动复位时,使得第一连接杆347回推推动第二连接杆343运动,进而带动第一齿轮344在图8俯视方向逆时针转动,其与第二齿轮346发生配合,带动第二齿轮346在图8俯视方向顺时针转动,最终带动第二U型块345顺时针转动,实现甩腕动作,结合上面的甩臂动作,能够对飞盘5实现抛掷,进而提供飞盘5抛掷时所需要的直线速度以及旋转速度;其根据能量守恒定律可以知道,飞盘5抛掷时的瞬时直线速度为转动臂331旋转时产生的直线速度加上第二U型块345的直线速度的和,飞盘5抛掷时的瞬时角速度为第二U型块345的旋转时产生的角速度。
[0047] 如图8所示,第二枢接轴上还固定套设有位于转动臂331下方的扭力弹簧303,转动臂331上于靠近第二枢接轴位置竖直固定有限位螺栓304,限位螺栓304一端向下贯穿转动臂331且与扭力弹簧303的一扭力臂活动接触,固定杆342与扭力弹簧303的另一扭力臂活动接触;具体来说,通过设置的扭力弹簧303,能够对固定杆342以及限位螺栓304的移动产生的限制,进而限制转动臂331以及固定杆342的转动角度,而且能够加速转动臂331以及固定杆342再完成甩臂以及甩腕动作后的回程速度,提高运转的效率。
[0048] 如图1、图7以及图8所示,抓持机构包括呈弧形的上夹片35、与上夹片35夹持配合的下夹片36、固定于上夹片35外弧边缘中间位置的第一L型块351、用于驱动第一L型块351上下运动的第三气缸352、固定于下夹片36外弧边缘中间且与第一L型块351对称分布的第二L型块361、以及用于驱动第二L型块361上下运动的第四气缸362,第二U型块345的外侧面上竖直固定有导轨条307,第一L型块351以及第二L型块361内侧面上均设有与导轨条307滑动配合的滑块309,第一L型块351外顶面以及第二L型块361的外底面上均设有用于避让导轨条307的避让孔(图中未示),第三气缸352竖直固定于第一L型块351的外顶面上一端且其伸缩杆活动贯穿第一L型块351与第二U型块345固定连接,第四气缸362竖直固定于第二L型块361的外底面上一端且其伸缩杆活动贯穿第二L型块361与第二U型块345固定连接;具体来说,利用第三气缸352以及第四气缸362分别控制上夹片35以及下夹片36上下运动,实现上夹片35与下夹片36之间的开闭动作,完成对飞盘5的抓持与释放动作;结合上述的直线速度给予机构以及旋转速度给予机构,其飞盘5的发射过程是:第二气缸32的伸缩杆活动缩回时,带动第二连接臂333拉动转动臂331绕第一枢接轴在图8俯视方向逆时针转动,完成转动臂331逆时针转动的目的,使得转动臂331靠近装载装置2中的出盘区域,这一运动的同时,第一转动电机341带动固定杆342绕第一枢接轴在图8俯视方向顺时针转动,带动第二U型块345逆时针转动,利用第二U型块345模拟人手腕关节的转动,带动第二U型块345上的抓持机构靠近出盘口202,再启动第三气缸352以及第四气缸362控制上夹片35以及下夹片36对飞盘5进行夹取;抛掷飞盘5过程:第二气缸32的伸缩杆活动伸出时,带动第二连接臂333拉动转动臂331绕第一枢接轴在图8俯视方向顺时针转动,实现甩臂动作,而这一过程同时第一转动电机341反转带动固定杆342绕第一枢接轴在图8俯视方向逆时针转动,带动第二U型块
345顺时针转动,实现甩腕动作,当甩臂以及甩腕动作到设定位置时第三气缸352以及第四气缸362快速泄气,松开对飞盘5的夹持,将飞盘5抛掷出去,完成抛掷动作。另外本实施例中在转动臂331上于中间位置固定有第一止挡块301,用于对转动臂331在图8俯视方向顺时针转动的止挡保护,在底座板311上于靠近出盘区域位置固定有第二止挡块302,用于对转动臂331在图8俯视方向逆时针转动的止挡保护。
[0049] 如图1、图6、图12、图13所示,调节装置4包括固定于主机架1底面下方且与主机架1铰接的支撑架41、固定于支撑架41上用于驱动主机架1绕主机架1与支撑架41的铰接部位转动的调节机构;主机架1包括呈方形的第一固定框11以及固定于第一固定框11底部的铰接座12,铰接座12包括与第一固定框11底部固定连接且位于装载装置2与发射装置3之间的固定梁121、以及两对称固定于固定梁121底部两端位置的铰支座122,支撑架41包括两平行间距设置且呈人字形的第二固定框411以及若干固定于第二固定框411之间的加强梁412,固定梁121通过铰支座122与一第二固定框411的斜框边铰接固定,第一固定框11整体沿第二固定框411的斜框边方向倾斜设置;具体来说,第一固定框11内还设有若干加强筋111,用于加固第一固定框11的整体结构强度,另外呈人字形的第二固定框411脚端部可以焊接固定一直杆(图中未示),增加与地面的接触面积,进一步提高第二固定框411的支撑牢固性。
[0050] 调节机构包括丝杆44、与丝杆44配合的调节块43、用于驱动丝杆44转动的第二转动电机42、固定于第一固定框11一端边缘上的第一安装座402、以及固定于另一第二固定框411上的斜框边上的第二安装座401,调节块43与第一安装座402枢接固定,第二转动电机42与第二安装座401枢接固定,第二转动电机42通过减速器421与丝杆44固定连接;具体来说,如图1、6所示,调节原理是:当图像识别传感器92识别到目标的坐标时,反馈给PID闭环控制器91,通过闭环控制器来计算所需要调整发射装置3的俯仰角度,再通过闭环控制器对第二转动电机42进行控制;其在一铰支座122上与固定梁121固定连接的上支座一侧设有用于检测上支座转动角度的第一编码器101,第二转动电机42的一端部设有用于控制第二转动电机42的第二编码器403,第一编码器101与第二编码器403均与PID闭环控制器91电连接,第二转动电机42以及第一转动电机341均是伺服电机,因此第二转动电机42的工作模式也具有两种,一种是速度模式,一种是角度模式/位置模式,在角度模式/位置模式下,本实施例中是在速度模式下对第二转动电机42进行控制,传统的闭环控制方法,对外加编码器的数据与目标角度的编码器数据进行偏差计算来进行PID控制计算出电机速度,让电机在速度模式下进行运动,用这种方法在需要调整角度比较大时,计算得到的速度也比较大,将此时计算的速度发给电机执行,电机收到高速运行的指令在短时间内需要达到目标速度会带来巨大的冲击,电机本身也会造成运行不稳定;因此本实施例中,调节第二转动电机42的初始速度以及结束速度均为零,将这一速度变化过程放到经过平移后的正弦函数中,使得速度辩护沿着如图12所示的正弦曲线变化,这样电机运行更加平稳,有利于提高调节的稳定性
其调节过程如图13所示,最终对第二转动电机42的控制可以调整为对第二编码器403的脉冲数进行控制,第二转动电机42在沿正弦曲线运动的过程中,俯仰角度也在不断的变化,可以通过外加第一编码器101来实时获得实际的俯仰角度,再通过设置的比较器实现与经过PID闭环控制91内部程序计算得出的目标角度进行比较,再利用PID闭环控制器91中的整定公式进行参数整定,对俯仰角度的偏差进行闭环调节叠加到正弦曲线计算得到的速度上,实现更加准确调节控制;传统的PID闭环控制器91中的参数整定公式如下公式1所示:
[0051]
[0052] 其中,公式1中e(t)为系统偏差值、u(t)为控制量。
[0053] 但是上述公式1中由于积分I调节过程缓慢,拨动大,系统稳定性低,为了降低拨动,提高系统调节稳定性,可以将该公式1调整为如下公式2:
[0054] u(t)=P×e(t)+D×[e(t)-e(t-1)]
[0055] 其中,公式2中e(t-1)为上一次的偏差值。
[0056] 通过去掉传统的积分I调节环节,实现比例P调节结合微分D调节,系统稳定性更好,使得PID闭环控制器91对调节机构的调节更加准确。
[0057] 如图1和图2所示,可选地,储盘笼21包括若干限位杆211以及用于固定限位杆211的环形盘212,限位杆211绕进盘口201圆周分布且其一端与顶板23固定连接,限位杆211之间围成供飞盘5叠放的储盘空间,储盘笼21呈倾斜设置且其中心轴线与顶板23之间呈30°~60°夹角;具体来说,通过将储盘笼21倾斜设置,能够将利用储盘笼21本身承受部分飞盘5的重力,这样就不会使得所有的飞盘5重力都施加到导杆28上,对固定座25以及导杆28的移动造成影响。
[0058] 如图7和图8所示,可选地,第三气缸352的伸缩杆以及第四气缸362的伸缩杆上分别套设有第一压缩弹簧353和第二压缩弹簧363,第一压缩弹簧353一端与第一L型块351的内顶面接触相抵,第一压缩弹簧353的另一端与第二U型块345的外顶面接触相抵,第二压缩弹簧363的一端与第二L型块361的内底面接触相抵,第二压缩弹簧363的另一端与第二U型块345的外底面接触相抵;具体来说,通过设置的第一压缩弹簧353以及第二压缩弹簧363来加速第三气缸352以及第四气缸362的回程,使得上夹片35以及下夹片36对飞盘5的释放更加快速及时,提高飞盘5抛掷的稳定性。
[0059] 如图6所示,可选地,第一固定块313的两侧框边底部分别垂直固定有呈U型且与两加强梁412一一对应的限位框112,限位框112内形成供加强梁412活动穿过的限位通槽;通过设置的限位框112与加强梁412进行限位配合,使得第一固定框11与第二固定框411之间的铰接配合更加牢固,第一固定框11的转动调节更加稳定。
[0060] 如图9至图11所示,本发明中的管路控制原理,第一气缸27、第三气缸352以及第四气缸362均通过第一减压阀61与第一供气源连接,第一气缸27连接第一电磁阀71且与第一电磁阀71形成与第一减压阀61串联的第一支路,第一气缸27的有杆腔端通过节流阀701与第一电磁阀71连接;第三气缸352以及第四气缸362相互并联且与第二电磁阀72连接,第三气缸352、第四气缸362以及第二电磁阀72形成与第一支路并联且与第一减压阀61串联的第二支路,第三气缸352的无杆腔端通过第一快速排气阀801与第二电磁阀72连接,第四气缸362的无杆腔端通过第二快速排气阀802与第二电磁阀72连接;通过控制第一电磁阀71来控制第一气缸27的运转,而在第一气缸27的有杆腔端与第一电磁阀71之间设置节流阀701目的是将第一气缸27的伸缩杆缩回速度控制慢一点,延长时间,进而保证重复每次飞盘5输送的可靠性;而第三气缸352以及第四气缸362的无杆腔端分别连接有第一快速排气阀801以及第二快速排气阀802,用于提高第三气缸352以及第四气缸362的速度,保证上夹片35以及下夹片36对飞盘5的释放速度。
[0061] 第二气缸32通过第二减压阀62与第二供气源连接,第二气缸32与第二减压阀62之间分别设有第三支路、以及至少一条与第三支路并联的第四支路,第三支路上分别设有第三电磁阀73以及与第三电磁阀73连接的第一单向阀81,第三电磁阀73通过第一单向阀81与第二气缸32的无杆腔端进气连接,第四支路上分别设有第四电磁阀74以及与第四电磁阀74连接的第二单向阀82,第四电磁阀74通过第二单向阀82与第二气缸32的无杆腔端出气连接,第二气缸32的有杆腔端通过第三快速排气阀803与第三电磁阀73连接;第一电磁阀71、第二电磁阀72、第三电磁阀73以及第四电磁阀74均与PID闭环控制器91电连接;具体来说,通过第三支路能够控制转动臂331在图8俯视方向逆时针方向转动,完成靠近出盘区域实行夹取飞盘5的目的,这一过程不需要进行较准确的控制,更多的是需要快速性,因此在第二气缸32的有杆腔端通过第三快速排气阀803与第三电磁阀73连接,实行回程的快速性;而第四支路则是用于控制转动臂331在图8俯视方向顺时针方向转动,完成甩臂动作,通过控制转动过程中的角速度,进而影响转动臂331转动过程中的直线速度,因此本实施例中第四支路设置多条,通过不同的支路实现对转动臂331不同的控制模式,这样能够进行不同目标的打击;本实施例中,支路所需的阀耗气量都较大,为保证阀之间的运行平稳,控制在两至三个支路共用一个减压阀;第一电磁阀71、第二电磁阀72、第三电磁阀73、第四电磁阀74均为二位五通电磁阀,而图11中的另一第四支路中的第五电磁阀75为三位五通电磁阀,因此其可以连接两个带有第二单向阀82的分支,较于二位五通电磁阀来说能够节约一个电磁阀的使用。
[0062] 如图1、图6以及图14所示,可选地,还包括与PID闭环控制器91电连接的LCD显示屏(图中未示),LCD显示屏固定于第一固定框11上,图像识别传感器92为Pixy视觉传感器;具体来说,LCD显示屏可以用于显示系统执行任务,在第一固定框11的一侧框边上固定一显示屏固定支架113,再将LCD显示屏固定于上面。
[0063] 本发明整过工作过程是:
[0064] 1、转动装置,使得图像识别传感器对准带有色标卡的目标;
[0065] 2、发起抛射飞盘任务(并输入目标的设定坐标值以及初始俯仰角);
[0066] 2.1、任务第一步:根据设定坐标值计算飞盘抛出时所需要的直线速度以及旋转速度;也就是PID闭环控制器根据输入的设定坐标值利用内部相应程序计算出飞盘抛出时所需要的直线速度以及旋转速度;
[0067] 2.2任务第二步:图像识别传感器识别并发送实际坐标值;图像识别传感器向PID闭环控制器发送目标的实际坐标值信息给PID闭环控制器;
[0068] 2.3任务第三步:调节机构俯仰角调节,根据实际坐标值来计算在初始俯仰角基础上需要增减的俯仰角度,再通过调节机构调节所需要的俯仰角,使得实际坐标值与设定坐标值之间的偏差在允许范围内;由于实际坐标信息会与设定坐标信息有所偏差,因此其产生的偏差通过调整俯仰角度来使得偏差处于允许范围内;PID闭环控制器根据实际坐标值信息与设定坐标值信息之间的偏差范围,利用内部相应程序计算相对于设定的俯仰角度还需要调整多少俯仰角度才能使得实际坐标值信息与设定坐标值信息的偏差在允许范围内,俯仰角度的调节所产生的偏差则由PID闭环控制器内的改进后的PD参数整定公式进行调整控制,保证俯仰角调节的稳定;
[0069] 2.3任务第四步:准备夹持飞盘任务释放;PID闭环控制器通过第三编码器控制第一转动电机转动进而控制第二U型块弯曲做准备动作,同时通过控制第三电磁阀的通断时间控制第二气缸的伸缩杆回缩使得转动臂靠近飞盘,同时通过控制第二电磁阀的通断时间来控制第三、第四气缸,致使夹持飞盘的上夹片与下夹片松开;
[0070] 2.4任务第五步:装载任务释放:夹持通过PID闭环控制器来控制第一电磁阀的通断时间,来控制第一气缸的有杆腔室的进气时间,进而控制第一气缸的伸缩杆的伸缩距离,实现将飞盘推至指定位置;
[0071] 2.5任务第六步:夹持任务释放;PID控制器通过控制第二电磁阀来控制第三、第四气缸,实现对飞盘进行夹持;
[0072] 2.6任务第七步:抛射任务释放~PID闭环控制器通过控制对应的第四或者第五电磁阀(不同的打击目标选择不同的供气支路控制)的通断时间来控制第二气缸的伸缩杆推动速度进而控制转动臂的转动速度,同时可以通过第三编码器控制第一转动电机的旋转速度,进而控制第二U型块的转动速度,在转动臂以及第二U型块转动至指定角度时,第三、第四气缸控制上夹片以及下夹片松开,完成抛射飞盘任务。
[0073] 总的来说,本发明通过直线速度给予机构以及旋转速度给予机构来提供飞盘5抛出的直线速度以及旋转速度,更加贴近的模仿人手抛出,使得飞盘5的抛出控制更加准确;其通过图像识别传感器92来识别目标,再利用PID闭环控制器91来控制装载装置2、调节装置4以及发射装置3,能够进一步提升飞盘5的抛掷距离以及准确度。
[0074] 本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
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