小型足球机器人击球子系统设计.pdf

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1、小型足球机器人击球子系统设计李尚荣，张卫平，王可胜(1．江苏技术师范学院机电系，江苏常州2l3001；2．宁波工程学院机械学院，浙江宁波315016)DesignoftheKickingSubsystemforSmall——sizeSoccerRobotLIShang—rong。ZHANGWei—ping．WANGKe—sheng(1．DepartmentofMechatronics，JiangsuTeacherUniversityofTechnology，Changzhou213001，China；2．SchoolofMech

2、anics，NingboUniversityofTechnology，Ningbo3l50l6，China)摘要：介绍了在空间紧凑的小型足球机器人上，soleloidinthefieldsrequiringcompactworking利用小型直流电磁铁驱动的击球机构实现小型足球spaceandintermittentactuation．．机器人击球子系统的机电一体化设计方案。首先介Keywords：small—sizesoccerrobot；DC绍了击球子系统的机械结构，然后分析了红外传感soneloid；boostcircui

3、t；infrareddetector器的球检测原理，其次讨论了直流电源升压电路和电磁铁驱动控制电路。最后，对电磁铁击球子系统0引言的击球效果进行了实验，结果表明：小型直流电磁铁击球机构在电压可控的升压电路驱动下，能获得多机器人足球比赛中，机器人能否快速准确地击种击球速度。升压电路和驱动方法可为应用提供借球射门是获胜的关键因素之一。因小型足球机器人鉴。的整体结构置于直径180mm和高150mm的圆柱关键词：小型足球机器人；直流电磁铁；升压电体内。气压和弓弩受空间限制，较难实现。电机驱路；红外检测动蜗杆蜗轮击球的短行程限制了电机启动

4、所能达到中图分类号：TP802的最大速度，难以使球获得较高的速度]。参考文献标识码：A文献[3—4]就小型足球机器人击球机构的原理进行文章编号：10O1—2257(2011)040067—03了较深入的分析，但对其驱动和控制的分析较少。Abstract：Anmechatronics—systemdesign小型螺线管式直流电磁铁具有体积小，驱动简caseforthekickingsubsystembasedonsmallDC单的优点，但其工作行程短，在额定工作电压和行程solenoidinsmallsizesoccerrobot

5、requiredwith范围内也难以获得满意的击球速度。考虑到小型足compactstructure，waspresentedinthispaper．The球机器人的射门动作具有间歇快速的特点，如果增mechanicalframeofthekickingwasfirstlyintro大其工作电压，同时控制线圈通电时间，则可有效增duced．Thentheschematicsofballdetectedwith大电磁铁螺线管的吸力。基于此分析，提出了一种infrareddetectorwasanalysed．SecondlYthe

6、elec—基于小型螺线管式直流电磁铁的击球机构系统方案，利用红外传感器检测球的位置，设计一种将几伏triccircuitdesignforlowDCpowerboostand电池组电压升高到数百伏的简易升压电路，搭建了drivingDCsolenoidwasdiscussed．Finallythetests击球实验系统，实验分析了该击球机构的工作性能。forcheckingtheeffectsofshootingballwereper—formed．rFheresultsshowthatthekickingsystem1电磁铁击

7、球机构设计couldachievedifferentspeedsforshootingtheball小型螺线管直流电磁铁的击球机构如图1所inthegameviaadjustablehighDCvoltageob—示，机构主要由铁心、电磁线圈、螺线管、击杆、复位tainedfromtheboostinverter．Furthermore，this弹簧和支架等组成。穿过电磁铁铁心的螺线管，前DCboostconvertercouldbeappliedforsmallDC端连接击杆，后端安装复位弹簧。在电磁铁线圈没收稿日期：2010

8、—11—17基金项目：江苏技术师范学院博士肩动基金项目(KYY07001)有通电时，后部复位弹簧依靠弹簧回复力使螺线管《机械与电子}201l(4)·67·小型足球机器人击球子系统设处于后端位置，击杆处于回收状态。需要击球时，控能否击球，机器人还需要利用接近觉传感