CN103934820A - 一种乒乓球捡球机器人 - Google Patents

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Abstract

一种乒乓球捡球机器人，包括储存乒乓球的车体、行走机构、捡球机构和供电系统；行走机构采用三轮支撑的方式，即两个对称分布于车体两侧的完全相同的主动轮和一个位于车体后侧的从动轮；捡球机构包括捡球手爪、凸轮推杆机构、摇杆滑块机构和弹簧；电机带动凸轮转动，使推杆做直线往复运动，最后由滑块带动摇杆实现捡球手爪的开关；本发明利用凸轮推杆机构和摇杆滑块机构的配合实现捡球功能，且整体结构简单，成本低廉。

Description

一种乒乓球捡球机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，具体涉及一种乒乓球捡球机器人。
背景技术
目前，在乒乓球训练场所，乒乓球运动员在经过训练后，身体消耗很大，去面对满地的乒乓球一个一个去捡，既浪费时间又消耗体力。如采用其他人工捡拾，同样费时费力。
现有技术中，亦采用一些日常生活中的工具进行捡球。例如使用打扫卫生的簸箕和扫把，用扫把将地上的乒乓球扫入簸箕中，但是由于乒乓球体积小，并且光滑极容易滚动，当簸箕倾斜时很容易滚出。通过这种方式收集数量众多的乒乓球效果往往不理想，效率也很低。
针对现有技术的不足，设计一种结构简单，易于控制且成本低廉设备，能够解决收集数量多乒乓球困难的问题，成为了研究的重要方向。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种乒乓球捡球机器人，利用凸轮转动控制推杆，推杆带动滑块,从而控制连杆和摇杆带动捡球手爪的打开和闭合，从而达到捡球的效果，解决了现有技术的不足。
技术方案：一种乒乓球捡球机器人，包括车体，其特征在于，包括行走机构、捡球机构、控制系统和供电系统；
所述行走机构包括两个完全相同的主动轮和一个从动轮；两个主动轮对称分布于车体两侧；从动轮位于车体后侧；
所述捡球机构位于车体前端，包括两个完全相同的捡球手爪、凸轮推杆机构和两组摇杆滑块机构；
其中两个捡球手爪分别对称位于车体前端两侧；捡球手爪端部呈外侧向内弯曲的弧形；
所述凸轮推杆机构包括凸轮、推杆和弹簧；推杆呈“T”字型，包括横杆-和纵杆-；弹簧一端固定在车体上，另一端与推杆的横杆中部固定；凸轮轮盘边缘与纵杆-端部接触，凸轮转动控制推杆沿纵杆-运动方向运动；
所述两组摇杆滑块机构分别连接一个捡球手抓；摇杆滑块机构包括滑块、连杆和四边形摇杆；每一组连杆机构的滑块与横杆的一端的一端相铰接；连杆的一端铰接在滑块上，连杆的另一端铰接四边形摇杆的一个顶端。
所述车体布置有用于放置乒乓球的槽，所述的槽位于车体顶部。
所述的槽内侧壁上布置有一通孔。
所述控制系统包括视觉传感器和红外线传感器；视觉传感器用于辨识乒乓球和判断乒乓球的位置；红外线传感器用于使机器人躲避障碍物。
该机器人包括用于控制行走机构的行走电机和控制捡球机构的捡球电机。
所述供电系统包括两组锂电池。
有益效果：
1、本发明通过控制系统的控制，能够自主完成对乒乓球的识别、跟踪和捡拾。
2、本发明机械结构简单，易于操作，无需人工介入即可完成整个拾取过程。
3、本发明视觉传感器和红外线传感器可以实现自动避障、自动追踪。
附图说明
图1本发明总体结构示意图
图2捡球机构张开状态示意图
图3捡球机构关合状态示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1、图2、图3所示，一种乒乓球捡球机器人，包括车体1，其特征在于，包括行走机构、捡球机构、控制系统和供电系统；
如图1所示，行走机构包括两个完全相同的主动轮2和一个从动轮3；两个主动轮2对称分布于车体两侧；从动轮3位于车体后侧；
如图2和图3所示，捡球机构位于车体前端，包括两个完全相同的捡球手爪4、凸轮推杆机构和两组摇杆滑块机构；其中两个捡球手爪4分别对称位于车体1前端两侧；捡球手爪4端部呈外侧向内弯曲的弧形；这种弧形保证了手爪4在闭合时不会夹住乒乓球，能够使球顺利进入车体前端的乒乓球通道。
凸轮推杆机构包括凸轮6、推杆7和弹簧5；推杆7呈“T”字型，包括横杆7-1和纵杆7-2；弹簧5一端固定在车体1上，另一端与推杆7的横杆中部固定；凸轮6轮盘边缘与纵杆7-2端部接触，凸轮6转动控制推杆7沿纵杆7-2运动方向做直线往复运动；
所述两组摇杆滑块机构分别连接一个捡球手抓；摇杆滑块机构包括滑块8、连杆13和四边形摇杆9；每一组连杆机构的滑块8与横杆7-1的一端的一端相铰接；连杆13的一端铰接在滑块8上，连杆13的另一端铰接四边形摇杆9的一个顶端。推杆7带动滑块8上下运动，使得摇杆9左右摆动，从而实现捡球手爪4的开合
车体1布置有用于放置乒乓球的槽，所述的槽位于车体顶部。槽内侧壁上布置有一通孔，这个通孔连接车体前端的乒乓球通道，手爪4拨入乒乓球通道的球顺着通孔进入槽内，方便统一回收。同时，在球将要落地时，如机器人判断准确球的落地位置，可通过该槽接住乒乓球。
本发明的控制系统包括视觉传感器10和红外线传感器11；视觉传感器10用于辨识乒乓球和判断乒乓球的位置；红外线传感器11用于使机器人躲避障碍物。
本发明包括若干电机，主要是用于控制行走机构的行走电机和控制捡球机构的捡球电机。捡球电机控制凸轮6转动。
供电系统包括两组锂电池。
工作中，当控制系统的视觉传感器10检测到地面的乒乓球，向电机发出指令，行走电机控制行走系统向目标乒乓球移动，同时通过红外线传感器11提供的信息避开障碍物。当车体1移动到目标乒乓球附近时，捡球电机控制凸轮6的轮轴转动，从而带动推杆7进行往复运动。当推杆7与凸轮6的大半径处接触时，推杆7带动滑块8向上运动，通过连杆13带动摇杆9绕固定点转动。捡球手爪4固定在四边形摇杆9上，凸轮推杆机构运动带动了两侧摇杆上的捡球手爪4闭合，当捡球手爪4闭合时，将球推进车体内的乒乓球通道，完成一次捡球动作。
一次捡球动作完成后，推杆7与凸轮6的小半径处接触时，在弹簧5的弹力作用下，推杆7带动滑块8向下运动，通过连杆13带动摇杆9绕固定点向捡球动作的反方向转动，使得左右两侧摇杆上的捡球手爪4相分离，准备下一次捡球。

Claims (6)

1.一种乒乓球捡球机器人，包括车体(1)，其特征在于，包括行走机构、捡球机构、控制系统和供电系统；
所述行走机构包括两个完全相同的主动轮(2)和一个从动轮(3)；两个主动轮(2)对称分布于车体两侧；从动轮(3)位于车体后侧；
所述捡球机构位于车体前端，包括两个完全相同的捡球手爪(4)、凸轮推杆机构和两组摇杆滑块机构；
其中两个捡球手爪(4)分别对称位于车体(1)前端两侧；捡球手爪(4)端部呈外侧向内弯曲的弧形；
所述凸轮推杆机构包括凸轮(6)、推杆(7)和弹簧(5)；推杆(7)呈“T”字型，包括横杆(7-1)和纵杆(7-2)；弹簧(5)一端固定在车体(1)上，另一端与推杆(7)的横杆中部固定；凸轮(6)轮盘边缘与纵杆(7-2)端部接触，凸轮(6)转动控制推杆(7)沿纵杆(7-2)运动方向运动；
所述两组摇杆滑块机构分别连接一个捡球手抓；摇杆滑块机构包括滑块(8)、连杆(13)和四边形摇杆(9)；每一组连杆机构的滑块(8)与横杆(7-1)的一端的一端相铰接；连杆(13)的一端铰接在滑块(8)上，连杆(13)的另一端铰接四边形摇杆(9)的一个顶端。
2.如权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述车体(1)布置有用于放置乒乓球的槽，所述的槽位于车体顶部。
3.如权利要求2所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述的槽内侧壁上布置有一通孔。
4.如权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述控制系统包括视觉传感器(10)和红外线传感器(11)；视觉传感器(10)用于辨识乒乓球和判断乒乓球的位置；红外线传感器(11)用于使机器人躲避障碍物。
5.如权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，包括用于控制行走机构的行走电机和控制捡球机构的捡球电机。
6.如权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述供电系统包括两组锂电池。
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