CN104784920B - 自动台球机的摆球装置 - Google Patents

Abstract

一种自动台球机的摆球装置，分球装置和与之对应设置的承接装置，分球装置包括：分球框、若干个导向片和对应的球洞挡板，其中：分球框底部均布若干个通孔，球洞挡板转动设置于对应通孔上，导向片垂直转动设置于球洞挡板一侧；球洞挡板都有平卧与竖直两个状态，导向片可以绕转轴左右偏转，当需要将球引导到覆盖有挡板的球洞里，则该球洞上方的球洞挡板呈竖直状态，当球洞挡板处于水平状态时，能将对应的球洞掩盖住，台球可从其上方滚过。

Description

自动台球机的摆球装置

技术领域

本发明涉及的是一种体育运动器材领域的技术，具体是一种适用于美式16球的自动台球机的摆球装置。

背景技术

台球是一项在国际以及国内都广泛流行的高雅室内体育运动，是一种用球杆在台上击球、依靠计算进球得分确定比赛胜负的室内娱乐体育项目。目前，在每局台球比赛结束后，首先是需要人工将集球区中的球取出放到桌面上，接着再按照台球比赛一定的摆球规则摆放在一个三角形框架中才能完成整个摆球工作，而这样做既耗时费力，又增加了很多人力成本。如若能够设计一款实现自动摆放台球的台球机将大大节省人力成本，同时也将节约每局比赛结束后的等待时间，是台球运动更加便捷。

自动台球机的设计主要分为两个任务：其一，对各个颜色的台球进行识别。其二，对识别好的台球按照指定摆放规则进行分开摆放。现在已有许多识别台球方案设计的专利，本发明针对自动台球机设计过程中的第二个环节，即在不同颜色台球已经识别好的基础上，提出了一种将台球进行高效分开摆放的方案，以解决自动台球机研发过程中的摆球问题。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103495280A，公开(公告)日2014.01.08，公开了一种台球识别及摆放装置属于台球运动相关设备领域。该装置由识别系统和摆放系统组成，识别系统由倾斜摆放的导轨、放置台球的转盘、分隔台球的挡板和电磁阀、识别台球的摄像机组成；摆放系统分为上层的定位装置和下层的摆放托槽；定位装置为形状与摆放托槽相应的框架，其底部为可平移的托板，定位装置内设置若干条内通道，在内通道内设置给台球定位的电磁阀，定位装置的一条边外侧设置前端与导轨连接的外通道，各内通道分别与外通道连通；定位装置整体倾斜摆放。该装置能够识别台球，在活动门、内通道和电磁阀的引导下，识别完毕的台球由于重力的作用会运动到指定的位置，然后托板打开，使台球落入其下方的摆放托槽。

但该技术摆放系统中的定位装置与摆放托槽尺寸不匹配，将导致台球无法掉落到对应摆放托槽的凹槽中。这是由于台球摆放规则中要求台球相互之间紧密地相互接触地有序排列，要使摆放好的台球能直接放到台球桌上，摆放托槽的尺寸将于实际手工摆放台球时的三角形或菱形框架相同。每个球位之间的紧密接触的布置没有办法在对应的定位装置上预留出安装对应的分隔内通道的隔板位置。因而，该技术的上层定位装置的尺寸将大于台球摆放规则所规定的区域尺寸，这也就造成上层定位装置的球位与下层的摆放托槽中的球位凹槽难以匹配，从而导致台球落下时难以精准的落到对应的球位中，造成摆球失败。

中国专利文献号CN103170127A，公开(公告)日2013.06.26，公开了一种美式16球自动台球机摆球装置，旨在简化机械装置结构，降低加工及安装难度，提高摆球装置运行效率。电机支撑座固定安装在机架的铅垂侧面上，电机支撑座上安装有传动电机，传动电机的输出轴通过联轴器与传动轴固定联接，传动轴的另一端与U形座固定联接，长臂摆球导轨的左端固定安装在U形座内，长臂摆球导轨的右端安装有万向支撑球，万向支撑球与圆弧形轨道滚动接触配合，圆弧形轨道固定安装在机架上，丝杠的左端通过联轴器与丝杠电机的输出轴固定联接，丝杠电机通过螺栓安装在长臂摆球导轨上，运球筒固定联接在螺母上，螺母传动配合安装在丝杠上。该技术简化了机械装置结构，降低了加工和安装难度，提高了装置运行效率。

但该技术难以精准的将台球放入到三角形接球架对应的管桶中，容易出差错，影响摆球成功率。这是由于该技术中的传动电机和丝杠电机均采用步进电机实现控制，步进电机无可避免的会出现失步的现象，而三角形接球架上紧密排列的15个管桶对运球桶的定位精度提出了很高的要求，偏差稍微过大将导致放球失败。同时该技术中没有设计相应的限位开关来定义初始位置，步进电机的失步现象将不断累积，最终可能导致整个系统定位紊乱，造成摆球失败。另一方面，要实现成功摆球，需要在程序设计之初针对每一个放球球位对两个步进电机进行精确的示教和标定，程序设计与调试难度大。此外，该现有技术采用步进电机作为动力输出元件，由于步进电机需要相应的配置驱动器，整个价格高昂，方案成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种自动台球机的摆球装置，能够实现台球的自动摆放。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：分球装置和与之对应设置的承接装置。

所述的分球装置包括：分球框、若干个导向片和对应的球洞挡板，其中：分球框底部均布若干个通孔，球洞挡板转动设置于对应通孔上，导向片垂直转动设置于球洞挡板一侧。

所述的球洞挡板都有平卧与竖直两个状态，导向片可以绕转轴左右偏转。导向片的运动可选用普通舵机之类的小动力元件来控制完成。

所述的通孔是让对应的台球滚落的球洞，其直径比台球直径稍大。

所述的导向片左右两个位置之间的旋转角度为60度，不同偏转情况的组合可以形成特性的导向通道，引导台球滚落到对应的球洞中。此外，10个球洞挡板覆盖在上面四排共计10个球洞的上方。当需要将球引导到覆盖有挡板的球洞里，则该球洞上方的挡板绕其转轴旋转90度成竖直状态。其他9个挡板均不发生运动。挡板处于水平状态时，能将对应的球洞掩盖住，台球可从其上方滚过。球洞挡板的运动可选用普通舵机之类的小动力元件来控制完成。

所述的承接装置包括：承接平板与摆球三角框，其中：承接装置位于导向装置的正下方，摆球三角框与分球装置的分球框对应上下分布，使得球从分球装置出来时能够掉落在承接装置的承接平板上。

所述的分球装置和承接装置之间优选设有导向装置，该导向装置包括：带有若干个孔洞的定位三角板以及对应孔洞的软质导向管，其中：软质导向管的两端分别与分球装置的分球框底部孔洞以及承接装置中的摆球三角框对应连接。

所述的承接平板与定位三角板的竖直距离小于台球直径且大于台球半径。这样使得台球落到承接平板上的时候不至于随意滚动，台球仍然被限制在定位三角板对应的孔洞位置上。

技术效果

与现有技术相比，本发明导向片以及球洞挡板只起到引导以及阻挡台球的作用，无需承载台球进行移动，因而使用诸如普通舵机之类的低能耗动力输出元件即可完成要求。避免了使用诸如步进电机等转矩输出大，能耗大的动力元件。在能耗方面，优势显著。

此外，本发明采用模块式的设计方案，各个部件均能方便的拆卸与组装，维护简单。同时，需要控制系统进行控制的运动为：导向片的偏转和球洞档板竖起与平卧。这两个部件的运动只有首末两个可能的位置，没有处于中间的停留位置，设计程序时无需对这两个部件的运动进行繁琐耗时的示教以及标定工作。程序设计简单便捷，调试也非常方便。

最后，本发明对结构强度的要求不高，各个机构硬件均能采用市场上广泛可见的小成本的材料进行制作。同时，动力输出部件可采用诸如普通舵机之类的小成本电机，避免了使用步进电机以及配套的驱动器，节约了不少成本。

附图说明

图1本发明自动台球机的摆球装置总体布局正等测视图。

图2本发明自动台球机的摆球装置总体布局左视图。

图3分球装置俯视图。

图4导向装置示意图。

图5承接装置正等轴测图。

图6示例摆球操作图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1～6所示，本实施例包括：三角形分球框1、导向片2、球洞挡板3、软质导管4、定位三角板5、摆球三角框6和承接底板7。

所述的分球装置如图2所示。三角形分球框1底部有15个球洞，其中上面4排共10个球洞由球洞挡板3覆盖。当球洞档板3处于水平状态时，台球可从球洞档板3上面滚过。10个导向片2相互之间的摆动组合成一条条引导球道，将台球引导至对应的球洞中。

引导台球摆放的一个示例如图6所示。假定识别好的台球需要摆放到从上往下数第四排的从左往右数的第二个球位。摆球装置得到台球识别装置发送的该台球信息后，控制10个导向片2摆动成图6所示的状态。同时控制从上往下数第四排的从左往右数的第二个球位的球洞挡板3绕转轴旋转90度成竖直状态。当台球从摆球装置入口滚进来时，将沿着导向片2组成的引导球道滚动，然后被对应的球洞挡板3阻挡掉落到对应的球洞中，以此实现台球的分开进洞摆放。

所述的导向装置如图4所示。软管4连接着三角形分球框1与定位三角板5，包括：于分球装置中存在着许多导向片2球洞挡板3，因此分球装置的尺寸会比正常摆放台球时限定的三角区域大。因而需要软质导管进行过渡。当球从分球装置的球洞中落下时，软质导管将台球柔顺地引导到下方与正常摆放台球时限定的三角区域面积相等的承接装置上。导向装置与下方的承接装置位置关系如图2所示。导向装置的定位三角板5与承接装置的承接底板7之间的距离小于台球直径且大于台球半径。这样设计限制了球在承接平台上的随意滚动，当球落到承接底板7上后，会继续被限制在定位三角板5对应的孔洞中。

所述的承接装置如图5所示，包括：摆球三角框6和承接底板7。当一副台球摆放完毕后，承接装置往下移动一定距离就可以将整副球取出，然后将承接装置摆放到台球桌桌面，包括：于摆球三角框6和承接底板7并没有固连，因此可将摆球三角框6在承接底板7上推出，将台球转移到台球桌桌面上。最后取走摆球三角框6和承接底板7，摆放好的台球就成功的摆放到桌面上了。

Claims (4)

1.一种自动台球机的摆球装置，其特征在于，包括：分球装置和与之对应设置的承接装置，

所述的分球装置包括：分球框、若干个导向片和对应的球洞挡板，其中：分球框底部均布若干个通孔，球洞挡板转动设置于对应通孔上，导向片垂直转动设置于球洞挡板一侧；

所述的球洞挡板都有平卧与竖直两个状态，导向片可以绕转轴左右偏转，当需要将球引导到覆盖有挡板的球洞里，则该球洞上方的球洞挡板呈竖直状态，当球洞挡板处于水平状态时，能将对应的球洞掩盖住，台球可从其上方滚过；

所述的承接装置包括：承接平板与摆球三角框，其中：承接装置位于导向装置的正下方，摆球三角框与分球装置的分球框对应上下分布，使得球从分球装置出来时能够掉落在承接装置的承接平板上；

所述的分球装置和承接装置之间设有导向装置，该导向装置包括：带有若干个孔洞的定位三角板以及对应孔洞的软质导向管，其中：软质导向管的两端分别与分球装置的分球框底部孔洞以及承接装置中的摆球三角框对应连接。

2.根据权利要求1所述的自动台球机的摆球装置，其特征是，所述的通孔直径大于台球直径。

3.根据权利要求1所述的自动台球机的摆球装置，其特征是，所述的导向片左右两个位置之间的旋转角度为60度。

4.根据权利要求1所述的自动台球机的摆球装置，其特征是，所述的承接平板与定位三角板的竖直距离小于台球直径且大于台球半径。