一种乒乓球捡球机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种乒乓球捡球机器人。

背景技术：

在小球类运动如乒乓球、羽毛球、高尔夫球等的训练过程中，通常需要人工去捡球，由于日常训练过程中需要捡球的次数多，人工捡球不仅浪费时间，影响训练效率，而且对捡球的人来说劳动强度较大；因此近年来开发出很多用于捡球的机器人。

目前用于捡拾乒乓球的机器人普遍存在结构复杂、操作繁琐、捡拾效率低及功能较少不能满足要求的缺点。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种乒乓球捡球机器人，能够将散落在地上的乒乓球捡拾起来，并且进行整理后整齐有序地存放在球库中，捡球效率高，使用方便。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种乒乓球捡球机器人，包括底盘及设置在底盘上的走行机构、捡球机构、暂存球仓、筛球整理机构及球库；所述底盘在走行机构带动下移动；所述捡球机构包括集球板及第一旋转叶轮，集球板为2个对称设置在底盘下方，集球板的上方设第一旋转叶轮，第一旋转叶轮的一侧设暂存球仓，通过第一旋转叶轮转动将位于2个集球板之间的乒乓球捡拾到暂存球仓中；所述筛球整理机构包括第二旋转叶轮、推杆及弧形滑道，第二旋转叶轮位于暂存球仓的一端，弧形滑道设于第二旋转叶轮的一侧，弧形滑道的一端连接第二旋转叶轮的乒乓球出口，另一端连接球库，推杆设于第二旋转叶轮的另一侧，通过推杆将第二旋转叶轮收集的乒乓球沿弧形滑道推送到球库中。

所述走行机构为4组，每组走行机构均由橡胶轮、车轮轴、车轮轴承支架、小锥齿轮、大锥齿轮、走行电机、走行电机支架及步进电机组成；走行电机支架固定在底盘下方，走行电机支架上方的底盘上设步进电机，步进电机的输出轴穿过底盘后连接走行电机支架，在步进电机的驱动下走行电机支架能够水平转动；走行电机安装在走行电机支架的下方，走行电机的输出轴连接小锥齿轮，车轮轴通过车轮轴承支架固定在底盘下方，车轮轴的外端设橡胶轮，内端设大锥齿轮，在走行电机的驱动下，小锥齿轮与大锥齿轮啮合传动，并带动对应的橡胶轮转动。

所述2个集球板呈八字形固定在底盘下方，集球板的一端与底盘固定连接，另一端向外张开。

所述捡球机构由捡球驱动电机、大齿轮、小齿轮、第一旋转叶轮及旋转叶轮罩组成；捡球驱动电机通过电机座固定在底盘上，捡球驱动电机的输出端上设大齿轮；第一旋转叶轮由旋转叶片及旋转轴组成，多个旋转叶片沿周向设置在旋转轴上，旋转轴的一端设小齿轮；在捡球驱动电机的驱动下，大齿轮与小齿轮啮合传动并通过旋转轴带动旋转叶片转动；所述旋转叶片为弧形叶片，第一旋转叶轮的外侧设旋转叶轮罩，第一旋转叶轮靠近暂存球仓的一侧为敞开式结构。

所述暂存球仓的一侧与第一旋转叶轮相接，另一侧设后挡板；暂存球仓的一端设侧挡板，另一端与第二旋转叶轮相接；暂存球仓的底面为弧形面或斜面，且靠近侧挡板的一侧高于靠近第二旋转叶轮的一侧。

所述筛球整理机构由推杆电机、齿轮、齿条推杆、叶轮旋转电机、旋转杆及第二旋转叶轮组成；所述推杆电机通过对应电机座固定在底盘上，推杆电机的输出轴轴端设齿轮，齿轮与齿条推杆上的齿条啮合传动，使推杆沿第二旋转叶轮的轴向往返移动；叶轮旋转电机通过对应电机座固定在底盘上，叶轮旋转电机的输出轴通过旋转杆连接第二旋转叶轮的旋转轴；第二旋转叶轮由旋转轴及多个沿周向设于旋转轴外侧的叶片组成，在叶轮旋转电机的驱动下，旋转杆带动第二旋转叶轮转动；所述叶片为弧形叶片或l形叶片，叶轮旋转电机与推杆电机通过控制系统联动。

所述第二旋转叶轮与弧形滑道之间设入口球门框。

所述弧形滑道靠近第二旋转叶轮的一端高于靠近球库的一端。

所述球库由围板、调整电机、丝杆、t形螺母、导向杆及推板组成；球库的一面靠近暂存球仓的后挡板，另外三面由围板围挡，其中一面的围板上开口与弧形滑道连接；球库的中部设推板，调整电机通过电机支架固定在后挡板上，与调整电机相对一侧的围板上设轴承座；调整电机的输出轴连接丝杆的一端，丝杠的另一端穿过固定在推板上的t形螺母后支撑在轴承座中；推板的两侧分别设导向杆，导向杆与丝杆平行设置，导向杆的一端与后挡板固定连接，另一端穿过推板后与围板固定连接；在调整电机的驱动下，丝杆与t形螺母配合传动，并使推板沿导向杆往返移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)能够完成乒乓球的捡拾、筛分、入库、整理等一系列动作，功能齐全；

2)结构紧凑合理，整机重量轻，动作灵活，操作方便；

3)采用齿条推杆与第二旋转叶轮配合实现乒乓球的逐个整理入库，防止乒乓球在输送过程中因无序滚动导致弹跳脱出或卡阻现象。

附图说明

图1是本实用新型所述一种乒乓球捡球机器人的立体结构示意图一。

图2是本实用新型所述一种乒乓球捡球机器人的立体结构示意图二(局部)。

图3是本实用新型所述一种乒乓球捡球机器人的立体结构示意图三。

图中：1.走行机构11.橡胶轮12.车轮轴13.车轮轴承支架14.小锥齿轮15.大锥齿轮16.走行电机17.走行电机支架2.捡球机构21.捡球驱动电机22.大齿轮23.小齿轮24.集球板25.旋转叶片26.旋转轴3.底盘4.筛球整理机构41.推杆电机42.齿轮43.齿条推杆44.叶轮旋转电机45.旋转杆46.第二旋转叶轮47.入口球门框48.弧形滑道5.球库51.围板52.导向杆53.电机支架54.轴承座55.丝杆56.t形螺母57.推板58.调整电机6.暂存球仓61.后挡板

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图3所示，本实用新型所述一种乒乓球捡球机器人，包括底盘3及设置在底盘3上的走行机构1、捡球机构2、暂存球仓6、筛球整理机构4及球库5；所述底盘3在走行机构1带动下移动；所述捡球机构2包括集球板24及第一旋转叶轮，集球板24为2个对称设置在底盘3下方，集球板24的上方设第一旋转叶轮，第一旋转叶轮的一侧设暂存球仓6，通过第一旋转叶轮转动将位于2个集球板24之间的乒乓球捡拾到暂存球仓6中；所述筛球整理机构4包括第二旋转叶轮46、推杆及弧形滑道48，第二旋转叶轮46位于暂存球仓6的一端，弧形滑道48设于第二旋转叶轮46的一侧，弧形滑道的一端连接第二旋转叶轮46的乒乓球出口，另一端连接球库5，推杆设于第二旋转叶轮46的另一侧，通过推杆将第二旋转叶轮46收集的乒乓球沿弧形滑道48推送到球库5中。

如图2所示，所述走行机构为4组，每组走行机构均由橡胶轮11、车轮轴12、车轮轴承支架13、小锥齿轮14、大锥齿轮15、走行电机16、走行电机支架17及步进电机18组成；走行电机支架17固定在底盘3下方，走行电机支架17上方的底盘3上设步进电机18，步进电机18的输出轴穿过底盘3后连接走行电机支架17，在步进电机18的驱动下走行电机支架17能够水平转动；走行电机16安装在走行电机支架17的下方，走行电机16的输出轴连接小锥齿轮14，车轮轴12通过车轮轴承支架13固定在走行电机支架17下方，车轮轴12的外端设橡胶轮11，内端设大锥齿轮15，在走行电机16的驱动下，小锥齿轮14与大锥齿轮15啮合传动，并带动对应的橡胶轮11转动。

所述2个集球板24呈八字形固定在底盘3下方，集球板24的一端与底盘3固定连接，另一端向外张开。

如图2、图3所示，所述捡球机构2由捡球驱动电机21、大齿轮22、小齿轮23、第一旋转叶轮及旋转叶轮罩组成；捡球驱动电机21通过电机座固定在底盘3上，捡球驱动电机21的输出端上设大齿轮22；第一旋转叶轮由旋转叶片25及旋转轴26组成，多个旋转叶片25沿周向设置在旋转轴26上，旋转轴26的一端设小齿轮23；在捡球驱动电机21的驱动下，大齿轮22与小齿轮23啮合传动并通过旋转轴26带动旋转叶片25转动；所述旋转叶片25为弧形叶片，第一旋转叶轮的外侧设旋转叶轮罩，第一旋转叶轮靠近暂存球仓6的一侧为敞开式结构。

如图2、图3所示，所述暂存球仓6的一侧与第一旋转叶轮相接，另一侧设后挡板61；暂存球仓6的一端设侧挡板，另一端与第二旋转叶轮相接；暂存球仓6的底面为弧形面或斜面，且靠近侧挡板的一侧高于靠近第二旋转叶轮的一侧。

如图3所示，所述筛球整理机构4由推杆电机41、齿轮42、齿条推杆43、叶轮旋转电机44、旋转杆45及第二旋转叶轮46组成；所述推杆电机41通过对应电机座固定在底盘3上，推杆电机41的输出轴轴端设齿轮42，齿轮42与齿条推杆43上的齿条啮合传动，使推杆沿第二旋转叶轮48的轴向往返移动；叶轮旋转电机44通过对应电机座固定在底盘3上，叶轮旋转电机44的输出轴通过旋转杆45连接第二旋转叶轮46的旋转轴；第二旋转叶轮46由旋转轴及多个沿周向设于旋转轴外侧的叶片组成，在叶轮旋转电机44的驱动下，旋转杆45带动第二旋转叶轮46转动；所述叶片为弧形叶片或l形叶片，叶轮旋转电机44与推杆电机41通过控制系统联动。

所述第二旋转叶轮46与弧形滑道48之间设入口球门框47。

所述弧形滑道48靠近第二旋转叶轮46的一端高于靠近球库5的一端。

如图3所示，所述球库5由围板51、调整电机58、丝杆55、t形螺母56、导向杆52及推板57组成；球库5的一面靠近暂存球仓6的后挡板61，另外三面由围板51围挡，其中一面的围板51上开口与弧形滑道48连接；球库5的中部设推板57，调整电机58通过电机支架53固定在后挡板61上，与调整电机58相对一侧的围板51上设轴承座54；调整电机58的输出轴连接丝杆55的一端，丝杠55的另一端穿过固定在推板57上的t形螺母56后支撑在轴承座54中；推板57的两侧分别设导向杆52，导向杆52与丝杆55平行设置，导向杆52的一端与后挡板61固定连接，另一端穿过推板57后与围板51固定连接；在调整电机58的驱动下，丝杆55与t形螺母56配合传动，并使推板57沿导向杆52往返移动。

用本实用新型所述一种乒乓球捡球机器人对乒乓球进行自动捡球整理的方法如下：

开始捡球时，首先启动走行电机16，乒乓球捡球机器人在走行机构1带动下沿设定路线移动，通过走行电机16对各组走行机构1中橡胶轮11的速度进行控制，实现装置的前进、后退及转向操作；通过步进电机18能够使装置原地转动；然后启动捡球驱动电机21、推杆电机41、叶轮旋转电机44；

乒乓球捡球机器人在走行过程中，通过设置在底盘3下方的2个集球板24将散落在地上的乒乓球收集到一起，然后通过第一旋转叶轮的转动将位于2个集球板24之间的乒乓球捡拾到暂存球仓6中；

暂存球仓6中的乒乓球沿倾斜的底面向第二旋转叶轮46处滚动，由第二旋转叶轮46的叶片逐个将乒乓球捡拾并转动到与齿条推杆43相对的位置，齿条推杆43往复移动过程中，将乒乓球依次推送到弧形滑道48中，乒乓球沿底部倾斜的弧形滑道48自动滚落到球库5内；

启动调整电机58，通过推板57移动将球库5中的乒乓球排列整齐。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。