CN102614642A - 便携式网球服务一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式网球服务一体机，能够实现网球捡拾和场地清洗功能。包括底盘模块、网球捡拾模块、场地清洗模块和箱体。在底盘模块中，主动轮采用两轮独立驱动，利用两轮差速实现原地转向，减小转弯半径，提高工作效率；从动轮采用避震悬架措施，保证时刻与地面接触，工作稳定。网球捡拾模块和场地清洗模块间相互独立，网球捡拾模块中的机械臂拢球机构采用双自由度五连杆机构，有效地实现展合和伸缩运动，两个自由度采用单一动力驱动，运动过程中通过压杆机构和定位套筒实现自由度间的切换。场地清洗模块中的滚刷既可实现上下运动，又可实现旋转运动；通过起落架升降机构保证其在不清洗时离开地面，洗刷时与地面间有足够压力，实现清洗功能。

Description

便携式网球服务一体机

技术领域

本发明涉及一种便携式网球服务一体机，属于机械设计技术领域。

背景技术

目前，网球运动已成为一项既休闲时尚又具有终身锻炼价值的运动项目。然而纵观国内外网球器材供应市场，所提供的商品依旧相当单调，除了网球运动的必备装备外，网球场地配套服务设施未有太大的突破和创新，主要依托密集型人力劳动为基础。而近些年有人提出的网球捡球机也基本上仅局限于理论研究，所生产出的样机实用效果差、故障率高、市场反响欠佳。目前各大网球俱乐部及体育馆有以下突出问题亟待解决：

(1)捡拾网球费时费力：由于网球场地较大，捡拾散落在场地内的网球对于初学者及高端健身爱好者是最头疼的事情。鉴于此，目前大型健身俱乐部均提供球童捡球的服务，即“一人一场”的贵宾专属服务，但其费用较高，受益群体甚小。另外，对于网球业余爱好者，因其失球率较高，反复往返于场地各处捡球，降低了打球趣味性和连贯性。

(2)场地清洗除尘不及时：由于场地较多、面积较大，场地维护清洗不及时，造成室内灰尘及可吸入颗粒物长时间悬浮于空中，对健身者的健康带来不利影响。而目前的清洗方式是在所有场地无人时，用水枪大面积喷水冲洗，再由大量的场地服务生用刮水推杆将水摊开，需要较多的人力资源。

目前在实现网球捡球方面的相关设备较多，大体分为三类：压入式捡球框、压入式捡球筒和滚压式捡球车。这三类捡球方式均依靠压力的方式将球压入，但这种压入法会损伤球体表面，且由于需要依托静压力，此类设备所需的配种较沉，携带搬运不方便。另外，此类设备依旧需要人力推动，在场地内四处捡球，并未从本质上解决捡球难的问题，只是降低了运动员弯腰捡球的频率，捡球效率并没有太大提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种便携式网球服务一体机，能够实现捡拾网球和场地清洗的功能，且可变形折叠，携带方便。

本发明的便携式网球服务一体机包括底盘模块、网球捡拾模块、场地清洗模块和箱体。

底盘模块包括主动轮、从动轮和电机A。两个主动轮和两个从动轮分别安装在箱体底板底面的四个角，两个主动轮和两个从动轮分别沿箱体底板的同一中心线对称布置。下面仅以该中心线的一侧为例具体介绍主动轮和从动轮的安装形式。

主动轮的安装形式为：电机A通过电机支架固定在箱体底板的底面，电机A的输出轴通过联轴器与主轴连接，主轴的另一端连接主动轮，主动轮轮毂的两端均安装有轴承和轴承支架相连，轴承支架与箱体底板固接。

从动轮的安装形式为：在本发明中从动轮采用现有的万向轮，该万向轮包括轮体、立柱和连接板。为了保证万向轮的轮体时刻与地面接触，在万向轮的连接板与箱体底板之间安装避震悬架机构。避震悬架机构包括螺杆支柱A、弹簧A和端盖A。端盖A固定在箱体底板的上表面，在万向轮的连接板上加工有两个以上过孔，每个过孔内安装一个螺杆支柱A；所述螺杆支柱A的顶部穿过箱体底板与端盖A固接，底部穿过万向轮的连接板。在螺杆支柱A底部穿过连接板的部分加工有螺纹，螺纹上安装螺母，通过螺母对万向轮进行限位，保证万向轮可沿螺杆支柱A上下移动而又不会从螺杆支柱A上脱离。万向轮立柱的顶部穿过箱体底板位于端盖A中心的安装孔内，万向轮立柱可在该安装孔内上下移动。弹簧A安装在箱体底板与连接板之间，弹簧A一端与箱体底板接触，另一端与连接板接触，通过弹簧A的伸缩保证万向轮时刻与地面接触。其具体安装形式为：弹簧A套装在立柱位于箱体底板与连接板之间的部分或套装在四个螺杆支柱A位于箱体底板与连接板之间的部分。

网球捡拾模块包括梯度台、机械臂拢球机构和升降器收集机构。设两个主动轮所在侧位箱体的前侧，两个从动轮所在侧为底板的后侧。梯度台安装在箱体底板的前端，梯度台向下倾斜，其一端通过旋转轴与箱体底板的前端面连接，在运输或存放时，可转动旋转轴将梯度台竖直收起，以节约空间，便于携带；梯度台另一端与地面间的距离小于网球的半径，从而保证网球不会漏掉和卡住。梯度台上均匀分布有与箱体底板前端面垂直的条形孔，条形孔的宽度小于网球的半径，以保证网球不会漏掉和卡住。为了防止被机械臂拢球机构收拢过来的网球从梯度台的两边溜走，在梯度台的前端增加了弧形挡板，弧形挡板的中间部分与梯度台的前端固接，其左右两端伸出梯度台的部分呈内凹状。

机械臂拢球机构在梯度台的左右两边对称布置，下面仅以右侧为例具体介绍其结构。机械臂拢球机构包括机械手拨叉、机械臂长臂、丝杆A、机械臂弯杆、机械臂小杆、T型导轨和电机B。机械手拨叉由在一根横杆上均匀固接纵杆后形成，所述横杆与地面平行，纵杆垂直于横杆，机械手拨叉所在平面与梯度台所在平面间的夹角为70°-80°，以保证机械手拨叉收拢过来的网球不会被卡住。在捡拾网球时，机械手拨叉上的纵杆与梯度台上的条形孔相配合，使机械手拨叉在梯度台上移动，将梯度台上的网球收集到升降器收集机构中。机械臂长臂的一端与机械手拨叉上横杆的端部连接，另一端与T型导轨上的滑块连接，T型导轨固定在箱体底板上表面的右侧，T型导轨与两主动轮的对称轴平行，滑块可沿T型导轨移动，从而带动机械手拨叉做伸缩运动。机械臂弯杆的一端弯折后与机械臂长臂固接，另一端与机械臂小杆铰接，械臂小杆的另一端与空间运动转环节A相连，空间运动转环节A固定在箱体底板上，空间运动转环节A在同一竖直线上加工有两个安装孔，其上方的安装孔用于安装械臂小杆，下方的安装孔内套有丝杆A，丝杆A上安装螺母A，螺母A与空间运动转环节A固接，丝杆A的端部与固定在箱体底板上的电机B相连，丝杆A与T型导轨平行，通过丝杆A的转动带动空间运动转环节A沿丝杆A的方向移动，进一步通过械臂小杆带动机械臂弯杆左右摆动，从而使机械手拨叉做张合运动，收拢网球。在运输或存放时，机械臂拢球机构处于收起状态，此时滑块位于T型导轨的后端，空间运动转环节A位于丝杆A的后端，机械手拨叉收起。需要收集网球时，展开机械臂拢球机构，此时滑块位于T型导轨的前端，空间运动转环节A位于丝杆A的前端，为保证机械臂拢球机构能够顺利展开，T型导轨和丝杆A的长度均大于梯度台的长度，使滑块运动T型导轨的最前端时，机械手拨叉离开梯度台。

由于机械手拨叉能够实现伸缩和张合两种不同的运动，具有两个自由度，双自由度运动路径不可测。为了保证机械臂拢球机构能够有效的实现拢球功能，需保证该拢球机构在运动过程中始终是单自由动运动。因此，在机械臂拢球机构中增加止动机构和定位套筒来实现两种不同运动方式间的切换。

定位套筒用于限制机械臂弯杆转动，从而限制机械臂拢球机构的张合运动。定位套筒在箱体底板上的位置满足当机械臂弯杆向内收拢运动到与机械臂小杆在同一直线上时，机械臂弯杆与机械臂小杆的连接端刚好进入定位套筒，从而限制机械臂弯杆转动；当机械臂拢球机构展开，滑块运动到T型导轨的最前端时，机械臂弯杆与机械臂小杆的连接端刚好离开定位套筒。

止动机构用于限制滑块在T型导轨上移动，从而限制机械臂拢球机构的伸缩运动。止动机构包括套筒、弹簧B、连接杆、支板、螺杆支柱B和止动件。其连接关系为：套筒固定在箱体底板的下表面，套筒为中空结构，套筒中间加工有用于安装连接杆的过孔，连接杆可在孔内上下移动。在连接杆位于套筒内的部分固接有支板，连接杆顶部依次穿过支板、套筒和箱体底板，在连接杆穿过箱体底板的部分加工有凸起，将该凸起用做弹簧按钮。弹簧B套装在连接杆位于支板与套筒底部之间，弹簧B的一端与支板接触，另一端与套筒的底部接触。在支板上固接止动件，止动件为V字型结构，其另一端伸出箱体底板，位于T型导轨的轨道上。为了防止连接杆从过孔中落出，采用螺杆支柱B对支板进行限位。在支板上固接有两个以上螺杆支柱B，套筒底部加工有螺杆支柱B的安装孔，螺杆支柱B的底部穿过套筒，并可沿安装孔上下移动，在螺杆支柱B底部穿过套筒的部分加工有螺纹，螺纹上安装螺母，通过螺母对螺杆支柱B进行限位，进而保证连接杆可在套筒内上下移动而又不会从套筒内落出。止动机构位于T型导轨的前端，其位置满足当机械臂长臂与T型导轨在同一直线上时，机械臂长臂一直能压住凸起，使弹簧处于压缩状态，此时止动件随支板向下移动，离开T型导轨的轨道；当需要机械臂拢球机构张开，即滑块运动到导轨的最前端，机械臂弯杆与机械臂小杆的连接端离开定位套筒时，机械臂长臂离开凸起，凸起在弹簧B的作用下弹起，带动止动件向上运动，止动件伸出导轨，对滑块进行限位。

升降器收集机构位于箱体底板的前半部分，升降器收集机构包括电机C、升降斜板、定滑轮、球框、支撑板、两个支撑杆和绳索，其连接关系为：所述支撑板竖直固定在箱体底座的上表面，支撑板的宽度与梯度台的宽度相同。两个支撑杆竖直固定在箱体底座上表面的前端，两个支撑杆之间的距离与支撑板的宽度相同。在支撑板的左右两端及两个支撑杆与支撑板相对的一侧加工有滑槽，升降斜板两侧的挡板安装在滑槽内，从而使升降斜板可沿两个支撑杆上下移动。所述升降斜板两侧挡板的高度大于网球的半径，以保证网球不会从升降斜板上落出为准。升降斜板的前端和梯度台与箱体底板的固接端平齐，另一端向下倾斜并与支撑板抵触。升降斜板两侧的滑块上分别连接有绳索，绳索分别通过支撑板顶部的定滑轮与固定在底板上的电机C相连，从而为升降斜板提供动力。在支撑板背面的底板上固定有球框，球框顶部与支撑板顶部间安装连接板，用作网球通道。当升降斜板上升至支撑板顶部后，由于升降斜板向下倾斜，升降斜板上的网球便可在重力的作用下通过连接板直接落入球框中。由于升降斜板两侧滑块上的绳索采用同一电机提供动力，保证升降斜板在运动中，两侧滑块在左右两端的滑道中同步运动，确保斜板平稳快速升降。

场地清洗模块位于箱体的后半部分，即安装在球框的后面。场地清洗模块包括起落架升降机构、旋转清洁机构和水泵喷水机构。起落架升降机构为旋转清洁机构的升降提供动力，保证旋转清洁机构在不清洗时离开地面，洗刷时与地面间有足够压力，使旋转清洁机构完成清洗功能。

起落架升降机构包括升降驱动机构、起落架运动机构和支架。其中升降驱动机构包括电机D、丝杆B、空间运动转换节B、轴A、电机固定座和轴B；其连接关系为：电机D的动力输出轴与丝杆B连接，丝杆B上套有螺母B，螺母B可沿丝杆B运动，螺母B与空间运动转换节B固结，从而带动空间运动转换节B沿丝杆B运动。所述空间运动转换节B为直角机构，其竖直部分与螺母B固接，水平部分沿与丝杆B垂直的方向加工有安装孔，轴A安装在该孔内。电机D固定在电机固定座内，电机固定座上在电机的非动力输出端加工有与电机输出轴垂直的安装孔，轴B位于该安装孔内，轴B的两端分别通过固定杆与支架连接，支架固定在箱体底板上。

起落架运动机构在轴A的左右两边对称布置，下面仅以左侧为例，具体介绍其结构。起落架运动机构包括活动杆A、活动杆B、活动杆C和支架。其连接关系为：活动杆A的一端与轴A的左侧端部连接，另一端通过活动关节轴A与支架连接，活动杆A可绕活动关节轴A转动。活动杆B的一端与轴A的左侧端部连接，另一端与活动杆C的固接，活动杆C的一端通过活动关节轴B与支架连接，另一端固接滑动关节轴，活动杆C可绕活动关节轴B转动。

旋转清洁机构在起落架运动机构轴A的左右两边对称布置，下面仅以左侧为例，具体介绍其结构。旋转清洁机构包括电机E、减速器、花键筒、花键套、花键、花键轴、升降套筒、锁紧螺母和滚刷。其连接关系为：电机E的输出轴通过减速器与端盖B连接，端盖B与花键筒固结，花键筒内的花键槽内安装有花键，花键可沿花键槽上下移动。花键与花键轴的顶部连接，花键轴的底部套装升降套筒后穿过底板与滚刷连接。起落架运动机构上的滑动关节轴安装在升降套筒上的升降滑槽内，升降套筒底部通过锁紧螺母锁紧。花键筒的外面套装有花键套，花键套与箱体固接，从而为旋转清洁机构提供支撑。

水泵喷水机构包括水箱和水泵，水箱采用折叠式，不用时折叠后置于球框中，使用时直接展开，水泵安装在球框后侧的箱体底板上。

有益效果：

(1)能够实现网球捡拾和场地清洗除尘双重功能，从而便于网球场地的一体化服务；

(2)本发明中的机械手拨叉和梯度台均可折叠于箱体底板内，便于携带和统一管理储存。

(3)在底盘模块中，主动轮采用两轮独立驱动，利用两轮差速实现原地转向，减小转弯半径，提高工作效率；两个从动轮采用安装避震悬架措施，保证时刻与地面接触，工作稳定。

(4)为了保证机械臂拢球机构能够顺利的完成网球捡拾动作，在机械臂拢球机构增加了止动机构和定位套筒，从而有效的实现机械手拨叉张合运动与伸缩运动间的转换。

(5)在起落架升降机构的动力提供方面，利用了四连杆杆件的自锁性能(当活动杆A和活动杆B重合时自锁)保证旋转清洁机构轴向稳定。

附图说明

图1为机械手拨叉张开时的结构示意图；

图2为机械手拨叉收起时的结构示意图；

图3为主动轮的安装结构示意图；

图4为从动轮的安装结构示意图；

图5为机械臂拢球机构的结构示意图；

图6为止动机构的结构示意图；

图7为起落架升降机构的结构示意图；

图8为旋转清洁机构的结构示意图。

其中：1-电机A，2-联轴器，3-主动轮，4-轴承支座，5-箱体底板，6-端盖A，7-弹簧A，8-螺杆支柱A，9-立柱，10-万向轮，11-梯度台，12-弧形挡板，13-机械手拨叉，14-机械臂长臂，15-T型导轨，16-机械臂弯杆，17-机械臂小杆，18-定位套筒，19-丝杆A，20-电机B，21-固定杆，22-丝杆B，23-空间运动转环节B，24-轴B，25-活动杆A，26-活动杆B，27-活动杆C，28-支架，29-滑动关节轴，30-轴A，31-电机固定架，32-电机E，33-减速器，34-端盖B，35-花键筒，36-花键套，37-花键轴，38-升降套筒，39-升降滑槽，40-滚刷，41-滑块，42-止动件，43-套筒，44-弹簧B，45-升降斜板，46-球框，47-支撑板，48-连接板，49-连接杆，50-螺杆支柱B，51-支板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供一种便携式网球服务一体机，如图1和图2所示，包括底盘模块、网球捡拾模块、场地清洗模块和箱体。

底盘模块包括主动轮3、从动轮和电机A1。箱体底板5为方形结构，两个主动轮3和两个从动轮分别位于箱体底板5底面四个角的位置，且两个主动轮3和两个从动轮分别沿箱体底板5的同一中心线对称布置。下面仅以中心线的一侧为例具体介绍主动轮3和从动轮的安装形式。

主动轮3的安装形式如图3所示，电机A1通过电机支架固定在箱体底板5底面，电机A1的输出轴通过变轴径式联轴器2与主轴连接，主轴的另一端连接主动轮3，主动轮3轮毂的两端分别通过轴承与轴承支架相连，轴承支架与箱体底板5固接。在本实施中，主动轮3为PU橡胶轮，主轴为10mm的阶梯轴，电机A1为24V直流电机。每个主动轮采用一个电机独立驱动，可利用两轮差速实现原地转向，减小转弯半径，提高工作效率。

从动轮的安装形式如图4所示，本实施例中的从动轮采用市场上现有的万向轮10，该万向轮10包括轮体、立柱9和连接板48。为了保证万向轮10时刻与地面接触，在万向轮10与箱体底板5之间有安装避震悬架机构。避震悬架机构包括螺杆支柱A8、弹簧A7和端盖A6。端盖A6固定在箱体底板5的上表面，在万向轮连接板48的四个角处加工有过孔，每个过孔内安装一个螺杆支柱A8；所述螺杆支柱A8的顶部穿过箱体底板5与端盖A6固接，底部穿过万向轮的连接板48。在螺杆支柱A8底部穿过连接板48的部分加工有螺纹，螺纹上安装螺母，通过螺母对万向轮10进行限位，保证万向轮10可沿螺杆支柱A8上下移动而又不会从螺杆支柱A8上脱离。万向轮立柱9的顶部穿过箱体底板5位于端盖A中心的安装孔内，万向轮立柱可在该安装孔内上下移动。在本实施例中弹簧A7套装在立柱9位于箱体底板5与连接板48之间的部分，弹簧A7的自然长度为箱体底板5与连接板48之间的距离，通过弹簧A7的伸缩保证万向轮10时刻与地面接触。

网球捡拾模块包括梯度台11、弧形挡板12、机械臂拢球机构和升降器收集机构。设两个主动轮所在端为箱体的前端，两个从动轮所在端为箱体的后端。梯度台11位于箱体的前端，梯度台11向下倾斜，其一端与箱体底板5的前端面固接，另一端与地面间的距离小于网球的半径，在本实施例中，梯度台11的前端与地面间的垂直距离为1mm。梯度台11上均匀分布有与箱体底板5前端面垂直的条形孔，条形孔的宽度小于网球的半径。弧形挡板12的中间部分与梯度台11的前端固接，其左右两端伸出梯度台11的部分呈内凹状，可防止被机械臂拢球机构收拢过来的网球从梯度台11的两边溜走。

机械臂拢球机构的结构如图5所示，机械臂拢球机构在梯度台11的左右两侧对称布置，下面仅以一侧为例具体介绍其结构。机械臂拢球机构包括机械手拨叉13、机械臂长臂14、丝杆A19、机械臂弯杆16、机械臂小杆17、T型导轨15和电机B20。机械手拨叉13由在一根横杆上均匀固接纵杆后形成，所述横杆与地面平行，纵杆垂直于横杆，使用时机械手拨叉13与梯度台11上的条形孔相配合。机械手拨叉13所形成的平面与梯度台11所形成的平面间的夹角为75°。机械臂长臂14的一端与机械手拨叉13上横杆的端部连接，另一端与T型导轨15上的滑块41连接，T型导轨15固定在底板5的上表面，滑块41可沿T型导轨15移动，从而带动机械手拨叉13做伸缩运动。机械臂弯杆16的一端弯折后与机械臂长臂14连接，另一端与机械臂小杆17连接，械臂小杆的另一端与空间运动转环节A相连，空间运动转环节A上加工有两个安装孔，两个安装孔在同一竖直线上，其上方的安装孔用于安装械臂小杆，下方的安装孔内套装丝丝杆A19，丝杆A19上安装有螺母，螺母与空间运动转环节A固接，丝杆A19的端部与电机相连，电机均固定在底板5上。通过丝杆A19的转动带动机械手拨叉13做张合运动。T型导轨15和丝杆均与两主动轮3的对称轴平行，T型导轨和丝杆A的长度均大于梯度台的长度，使滑块运动T型导轨的最前端时，机械手拨叉离开梯度台。

由于机械手拨叉13能够实现伸缩和张合两种不同的运动，具有两个自由度，在无人控制下，双自由度运动路径是不可测的。为了保证机械臂拢球机构能够有效的实现拢球功能，需保证该拢球机构在运动过程中始终是单自由动运动。因此，在机械臂拢球机构中增加止动机构和定位套筒18来实现两种不同运动方式间的切换。

定位套筒18用于限制机械臂弯杆16转动，从而限制机械臂拢球机构的张合运动。定位套筒18在箱体底板5上的位置满足当机械臂弯杆16向内收拢运动到与机械臂小杆17在同一直线上时，机械臂弯杆16与机械臂小杆17的连接端刚好进入定位套筒18，从而限制机械臂弯杆16转动；当机械臂拢球机构展开，滑块41运动到T型导轨15的最前端时，机械臂弯杆16与机械臂小杆17的连接端刚好离开定位套筒18。

止动机构用于限制滑块41在T型导轨15上移动，从而限制机械臂拢球机构的伸缩运动。止动机构包括套筒43、弹簧B44、连接杆49、支板51、螺杆支柱B50和止动件42，如图6所示。其连接关系为：套筒43固定在箱体底板5的下表面，套筒43为中空结构，套筒43中间加工有用于安装连接杆49的过孔，连接杆49可在孔内上下移动。在连接杆49位于套筒43内的部分固接有支板51，连接杆49顶部依次穿过支板51、套筒43和箱体底板5，在连接杆49穿过箱体底板5的部分加工有凸起，将该凸起用做弹簧按钮。弹簧B44套装在连接杆49位于支板51与套筒43底部之间，弹簧B44的一端与支板51接触，另一端与套筒43的底部接触。在支板51上固接止动件42，止动件42为V字型结构，其另一端伸出箱体底板5，位于T型导轨15的轨道上。为了防止连接杆49从过孔中落出，采用螺杆支柱B50对支板51进行限位。在支板51上固接有四个以上螺杆支柱B50，套筒43底部加工有螺杆支柱B50的安装孔，螺杆支柱B50的底部穿过套筒43，并可沿安装孔上下移动，在螺杆支柱B50底部穿过套筒43的部分加工有螺纹，螺纹上安装螺母，通过螺母对螺杆支柱B50进行限位，进而保证连接杆49可在套筒43内上下移动而又不会从套筒43内落出。止动机构位于T型导轨15的前端，其位置满足当机械臂长臂14与T型导轨15在同一直线上时，机械臂长臂14一直能压住凸起，使弹簧B44处于压缩状态，此时止动件42随支板51向下移动，离开T型导轨15的轨道；当需要机械臂拢球机构张开，即滑块41运动到T型导轨15的最前端，机械臂弯杆16与机械臂小杆17的连接端离开定位套筒18时，机械臂长臂14离开凸起，凸起在弹簧B44的作用下弹起，带动止动件42向上运动，止动件42伸出T型导轨15，对滑块41进行限位。

升降器收集机构包括电机C、升降斜板45、定滑轮、球框46、支撑板47、两个支撑杆和绳索，其连接关系为：所述支撑板47垂直固定在底座的上表面，支撑板47的宽度与梯度台11的宽度相同。两个支撑杆垂直固定在底座的上表面，两个支撑杆之间的距离与支撑板47的宽度相同。在支撑板47的左右两端及两个支撑杆与支撑板47相对的一侧加工有滑槽，升降斜板45两侧的挡板安装在滑槽内，从而使升降斜板45可沿两个支撑杆上下移动。所述挡板的高度大于网球的半径，以保证网球不会从升降斜板45上落出。升降斜板45的前端和梯度台11与底板5的固接端平齐，另一端向下倾斜并与支撑板47抵触。升降斜板45两侧的滑块41上分别连接有绳索，绳索分别通过定滑轮与电机C相连，从而为升降斜板45提供动力。在支撑板47背面的底板5上固定有球框46，球框46顶部与支撑板47顶部间安装连接板，用作网球通道。当升降斜板45上升至支撑板47顶部后，由于升降斜板45向下倾斜，升降斜板45上的网球便可在重力的作用下通过连接板直接落入球框46中。由于升降斜板45两侧滑块41上的绳索采用同一电机提供动力，保证升降斜板45在运动中，两侧滑块41在左右两端的滑道中同步运动，确保斜板平稳快速升降。

网球捡拾模块的工作流程为：当机械臂拢球机构完全张开，即滑块41运动到T型导轨15的最前端后，止动机构作用，限制滑块41移动。电机B20带动丝杆A19转动，从而通过空间运动转换接A带动机械臂小杆17沿丝杆A19的方向运动，机械臂弯杆16绕其与机械臂小杆17的连接点转动，进一步带动机械手拨叉13向内合拢，将位于梯度台11前方的网球向梯度台11的方向收集。当机械臂弯杆16运动到与机械臂小杆17在同一直线上时，机械臂弯杆16与机械臂小杆17的连接端好进入定位套筒18内，机械臂弯杆16不能转动，只能沿丝杆方向做直线运动。同时此时机械臂长臂14与T型导轨15在同一直线上，机械臂长臂14压住止动机构中的凸起，凸起向下运动，带动止动件42向下运动，取消对滑块41的限位。此时，机械臂弯杆16通过机械臂长臂14带动滑块41在T型导轨15上移动，机械手拨叉13向内运动，机械手拨叉13与梯度台11相配合，将梯度台11上的网球进一步收集到升降斜板45上，升降斜板45向上运动，当升降斜板45升至支撑板47顶部后，升降斜板45上的网球便可在重力的作用下通过连接板直接落入球框46中。

场地清洗模块包括起落架升降机构、旋转清洁机构和水泵喷水机构。

其中起落架升降机构如图7所示，包括升降驱动机构、起落架运动机构和支架28。其中升降驱动机构包括电机D、丝杆B22、空间运动转换节B、轴A30、电机固定架31和轴B24；其连接关系为：电机D的输出轴与丝杆B22连接，丝杆B22上套有螺母，螺母可沿丝杆B22运动，螺母与空间运动转换节B固结，从而带动空间运动转换节B沿丝杆B22运动。所述空间运动转换节B为直角机构，其竖直部分与螺母固接，水平部分沿与丝杆B22垂直的方向加工有安装孔，轴A30安装在该孔内。电机D固定在电机固定架31内，电机固定架31上在电机D的非输出端加工有与电机输出轴垂直的安装孔，轴B24位于该安装孔内，轴B24的两端分别通过固定杆21与支架28连接，支架28固定在底板5上。

起落架运动机构在轴A30的左右两边对称布置，下面仅以左侧为例，具体介绍其结构。起落架运动机构包括活动杆A25、活动杆B26、活动杆C27和支架28。其连接关系为：活动杆A25的一端与轴A30的左侧端部固接，另一端通过活动关节轴A30与起落架支架28连接，活动杆A25可绕活动关节轴A30转动。活动杆B26的一端与连接轴的左侧端部固接，另一端与活动杆C27的中间位置固接，活动杆C27的一端通过活动关节轴B24与起落架支架28连接，活动杆C27可绕活动关节轴B24转动，活动杆C27的另一端固结滑动关节轴29。

旋转清洁机构如图8所示，旋转清洁机构在起落架运动机构的连接轴左右两边对称布置，下面仅以左侧为例，具体介绍其结构。旋转清洁机构包括电机E32、减速器33、花键筒35、花键套36、花键、花键轴37、升降套筒38、锁紧螺母和滚刷40。其连接关系为：电机E32的输出轴通过减速器33与端盖连接，端盖B34与花键筒35固结，花键筒35内的花键槽内安装有花键，花键可沿花键槽上下移动。花键筒35的外面套装有花键套36，花键筒35与箱体底板固接，从而为旋转清洁机构提供支撑。花键与花键轴37的顶部连接，花键轴37的底部套装升降套筒38后穿过底板5与滚刷40连结。起落架运动机构上的滑动关节轴29安装在升降套筒38上的升降滑槽39内，升降套筒38底部通过锁紧螺母锁紧。

水泵喷水机构包括水箱和水泵，水箱采用折叠式，不用时折叠后置于球框46中，使用时直接展开，水泵安装在球框46后侧的底板5上。

场地清洗模块的工作流程为：场地清洗模块的滚刷40既可实现上下运动，又可以实现旋转运动。在不进行场地清洗时，通过起落架升降机构带动花键轴37向上运动，使滚刷40离开地面；当需要进行场地清洗时，通过起落架升降机构带动花键轴37向下运动，使滚刷40接触地面，电机E32通过花键轴37带动滚刷40转动，同时水泵喷水，实现对场地清洗除尘的功能。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式网球服务一体机，其特征在于，包括底盘模块、网球捡拾模块、场地清洗模块和箱体；

所述底盘模块包括主动轮(3)、从动轮和电机A(1)；两个主动轮(3)和两个从动轮分别安装在箱体底板(5)底面的四个角，两个主动轮(3)和两个从动轮分别沿箱体底板(5)的同一中心线对称布置；下面仅以该中心线的一侧为例具体介绍主动轮(3)和从动轮的安装形式；

主动轮(3)的安装形式为：电机A(1)通过电机支架(28)固定在箱体底板(5)的底面，电机A(1)的输出轴通过联轴器(2)与主轴连接，主轴的另一端连接主动轮(3)，主动轮(3)轮毂的两端均安装有轴承和轴承支架(28)相连，轴承支架(28)与箱体底板(5)固接；

从动轮的安装形式为：所述从动轮为万向轮(10)，该万向轮(10)包括轮体、立柱(9)和连接板(48)；在万向轮(10)的连接板(48)与箱体底板(5)之间安装避震悬架机构；避震悬架机构包括螺杆支柱A(8)、弹簧A(7)和端盖A(6)；端盖A(6)固定在箱体底板(5)的上表面，在万向轮(10)的连接板(48)上加工有两个以上过孔，每个过孔内安装一个螺杆支柱A(8)；所述螺杆支柱A(8)的顶部穿过箱体底板(5)与端盖A(6)固接，底部穿过万向轮(10)的连接板(48)；在螺杆支柱A(8)底部穿过连接板(48)的部分加工有螺纹，螺纹上安装螺母；万向轮(10)立柱(9)的顶部穿过箱体底板(5)位于端盖A(6)中心的安装孔内，万向轮(10)立柱(9)可在该安装孔内上下移动；弹簧A(7)安装在箱体底板(5)与连接板(48)之间；弹簧A(7)的一端与箱体底板(5)接触，另一端与连接板(48)接触；

网球捡拾模块包括梯度台(11)、机械臂拢球机构和升降器收集机构；设两个主动轮(3)所在侧位箱体的前侧，两个从动轮所在侧为底板的后侧；梯度台(11)安装在箱体底板(5)的前端，梯度台(11)向下倾斜，其一端通过旋转轴与箱体底板(5)的前端面连接；梯度台(11)另一端与地面间有间隙；梯度台(11)上均匀分布有与箱体底板(5)前端面垂直的条形孔；

机械臂拢球机构在梯度台(11)的左右两边对称布置，下面仅以右侧为例具体介绍其结构；机械臂拢球机构包括机械手拨叉(13)、机械臂长臂(14)、丝杆A(19)、机械臂弯杆(16)、机械臂小杆(17)、T型导轨(15)、电机B(20)、止动机构和定位套筒(18)；机械手拨叉(13)由在一根横杆上均匀固接纵杆后形成，所述横杆与地面平行，纵杆垂直于横杆；在捡拾网球时，机械手拨叉(13)上的纵杆与梯度台(11)上的条形孔相配合，使机械手拨叉(13)在梯度台(11)上移动，将梯度台(11)上的网球收集到升降器收集机构中；机械臂长臂(14)的一端与机械手拨叉(13)上横杆的端部连接，另一端与T型导轨(15)上的滑块(41)连接，T型导轨(15)固定在箱体底板(5)上表面的右侧，T型导轨(15)与两主动轮(3)的对称轴平行，滑块(41)可沿T型导轨(15)移动；机械臂弯杆(16)的一端弯折后与机械臂长臂(14)固接，另一端与机械臂小杆(17)铰接，械臂小杆的另一端与空间运动转环节A相连，空间运动转环节A固定在箱体底板(5)上，空间运动转环节A在同一竖直线上加工有两个安装孔，其上方的安装孔用于安装械臂小杆，下方的安装孔内套有丝杆A(19)，丝杆A(19)上安装螺母A，螺母A与空间运动转环节A固接，丝杆A(19)的端部与固定在箱体底板(5)上的电机B(20)相连，丝杆A(19)与T型导轨(15)平行；

定位套筒(18)固定在箱体底板(5)上丝杆A(19)所在直线上，在箱体底板(5)上的位置满足当机械臂弯杆(16)向内收拢运动到与机械臂小杆(17)在同一直线上时，机械臂弯杆(16)与机械臂小杆(17)的连接端刚好进入定位套筒(18)，从而限制机械臂弯杆(16)转动；当机械臂拢球机构展开，滑块(41)运动到T型导轨(15)的最前端时，机械臂弯杆(16)与机械臂小杆(17)的连接端刚好离开定位套筒(18)；

止动机构包括套筒(43)、弹簧B(44)、连接杆(49)、支板(51)、螺杆支柱B(50)和止动件(42)；其连接关系为：套筒(43)固定在箱体底板(5)的下表面，套筒(43)为中空结构，套筒(43)中间加工有用于安装连接杆(49)的过孔，连接杆(49)可在孔内上下移动；在连接杆(49)位于套筒(43)内的部分固接有支板(51)，连接杆(49)顶部依次穿过支板(51)、套筒(43)和箱体底板(5)，在连接杆(49)穿过箱体底板(5)的部分加工有凸起，将该凸起用做弹簧按钮；弹簧B(44)套装在连接杆(49)位于支板(51)与套筒(43)底部之间，弹簧B(44)的一端与支板(51)接触，另一端与套筒(43)的底部接触；在支板(51)上固接止动件(42)，止动件(42)为V字型结构，其另一端伸出箱体底板(5)，位于T型导轨(15)的轨道上；在支板(51)上固接有两个以上螺杆支柱B(50)，套筒(43)底部加工有螺杆支柱B(50)的安装孔，螺杆支柱B(50)的底部穿过套筒(43)，并可沿安装孔上下移动，在螺杆支柱B(50)底部穿过套筒(43)的部分加工有螺纹，螺纹上安装螺母；止动机构位于T型导轨(15)的前端，其位置满足当机械臂长臂(14)与T型导轨(15)在同一直线上时，机械臂长臂(14)一直能压住凸起；当滑块(41)运动到导轨的最前端，机械臂弯杆(16)与机械臂小杆(17)的连接端离开定位套筒(18)时，机械臂长臂(14)离开凸起；

升降器收集机构位于箱体底板(5)的前半部分，升降器收集机构包括电机C、升降斜板(45)、定滑轮、球框(46)、支撑板(47)、两个支撑杆和绳索，其连接关系为：所述支撑板(47)竖直固定在箱体底座的上表面，支撑板(47)的宽度与梯度台(11)的宽度相同；两个支撑杆竖直固定在箱体底座上表面的前端，两个支撑杆之间的距离与支撑板(47)的宽度相同；在支撑板(47)的左右两端及两个支撑杆与支撑板(47)相对的一侧加工有滑槽，升降斜板(45)两侧的挡板安装在滑槽内，升降斜板(45)可沿两个支撑杆上下移动；升降斜板(45)的前端和梯度台(11)与箱体底板(5)的固接端平齐，另一端向下倾斜并与支撑板(47)抵触；升降斜板(45)两侧的滑块(41)上分别连接有绳索，绳索分别通过支撑板(47)顶部的定滑轮与固定在底板上的电机C相连；在支撑板(47)背面的底板上固定有球框(46)，球框(46)顶部与支撑板(47)顶部间安装连接板(48)；

场地清洗模块位于箱体的后半部分；场地清洗模块包括起落架升降机构、旋转清洁机构和水泵喷水机构；

起落架升降机构包括升降驱动机构、起落架运动机构和支架(28)；其中升降驱动机构包括电机D、丝杆B(22)、空间运动转换节B、轴A(30)、电机固定架(31)和轴B(24)；其连接关系为：电机D的动力输出轴与丝杆B(22)连接，丝杆B(22)上套有螺母B，螺母B可沿丝杆B(22)运动，螺母B与空间运动转换节B固结，从而带动空间运动转换节B沿丝杆B(22)运动；所述空间运动转换节B为直角机构，其竖直部分与螺母B固接，水平部分沿与丝杆B(22)垂直的方向加工有安装孔，轴A(30)安装在该孔内；电机D安装在电机固定架(31)内，电机固定架(31)上在电机D的非动力输出端加工有与电机输出轴垂直的安装孔，轴B(24)位于该安装孔内，轴B(24)的两端分别通过固定杆(21)与支架(28)连接，支架(28)固定在箱体底板(5)上；

起落架运动机构在轴A(30)的左右两边对称布置，下面仅以左侧为例，具体介绍其结构；起落架运动机构包括活动杆A(25)、活动杆B(26)、活动杆C(27)和支架(28)；其连接关系为：活动杆A(25)的一端与轴A(30)的左侧端部连接，另一端通过活动关节轴A(30)与支架(28)连接，活动杆A(25)可绕活动关节轴A(30)转动；活动杆B(26)的一端与轴A(30)的左侧端部连接，另一端与活动杆C(27)的固接，活动杆C(27)的一端通过活动关节轴B(24)与支架(28)连接，另一端固接滑动关节轴(29)，活动杆C(27)可绕活动关节轴B(24)转动；

旋转清洁机构在起落架运动机构轴A(30)的左右两边对称布置，下面仅以左侧为例，具体介绍其结构；旋转清洁机构包括电机E(32)、减速器(33)、花键筒(35)、花键套(36)、花键、花键轴(37)、升降套筒(38)、锁紧螺母和滚刷(40)；其连接关系为：电机E(32)的输出轴通过减速器(33)与端盖B(34)连接，端盖B(34)与花键筒(35)固结，花键筒(35)内的花键槽内安装有花键，花键可沿花键槽上下移动；花键与花键轴(37)的顶部连接，花键轴(37)的底部套装升降套筒(38)后穿过底板与滚刷(40)连接；起落架运动机构上的滑动关节轴(29)安装在升降套筒(38)上的升降滑槽(39)内，升降套筒(38)底部通过锁紧螺母锁紧；花键筒(35)的外面套装有花键套(36)，花键套(36)与箱体固接。

2.如权利要求1所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，进一步包括弧形挡板(12)，所述弧形挡板(12)的中间部分与梯度台(11)的前端固接，其左右两端伸出梯度台(11)的部分呈内凹状。

3.如权利要求1所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，还包括水泵喷水机构；所述水泵喷水机构包括水箱和水泵，水箱采用折叠式，不用时折叠后置于球框(46)中，使用时直接展开，水泵安装在球框(46)后侧的箱体底板(5)上。

4.如权利要求1、2或3所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，所述避震悬架机构中的弹簧A(7)套装在立柱(9)位于箱体底板(5)与连接板(48)之间的部分。

5.如权利要求1、2或3所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，所述避震悬架机构中在每个螺杆支柱A(8)位于箱体底板(5)与连接板(48)之间的部分套装弹簧A(7)。

6.如权利要求1、2或3所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，所述机械臂拢球机构中机械手拨叉(13)所在平面与梯度台(11)所在平面间的夹角为70°-80°。

7.如权利要求1、2或3所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，所述梯度台(11)上条形孔的宽度小于网球的半径。

8.如权利要求1、2或3所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，所述梯度台(11)前端与地面间的间隙大于网球的半径。

9.如权利要求1、2或3所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，所述T型导轨(15)和丝杆A(19)的长度均大于梯度台(11)的长度。

10.如权利要求1、2或3所述的一种便携式网球服务一体机，其特征在于，所述升降斜板(45)两侧挡板的高度大于网球的半径。

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