CN108434695B - 毽球回收机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种毽球回收机器人，包括收集装置、整理装置、转换装置、检验装置、推送装置、循环收取装置和行走系统，该毽球回收机器人，能够通过收集装置首先对散落的毽球进行回收，由于毽球有羽毛，重心低的特性，利用风能和滚轮的配合能够实现毽球的快速收集，然后通过整理装置对毽球进行整理和摆放，通过转换装置实现毽球从两条有间隙的传送带之间的转换，通过检验装置能够对毽球进行梳理和清理，最后通过推送装置将梳理好的毽球推出，通过设置的循环收取装置能够满足多个毽球同时取出，满足使用需求，该毽球回收机器人能够很好的对毽球进行回收、整理和摆放，功能多样，智能化程度高，能够有效解决人工整理毽球带来的不便的问题。

Description

毽球回收机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种毽球回收机器人。

背景技术

现代社会，随着人们的温饱问题得到解决，精神上的愉悦越来越受到大家的重视。踢毽作为一种休闲的球类运动，深受人们的喜爱。踢毽源于古时蹴鞠，与蹴鞠同宗、同源，是蹴鞠的一个分支。现代毽类运动包括毽球和花样踢毽两个项目，起步于二十世纪中期。现代毽类运动从初兴就得到了政府及社会各界的积极倡导和大力支持。到二十世纪八十年代，现代毽类运动得到迅速普及，广泛开展于工厂、学校和机关事业单位当中。

随着毽类运动的蓬勃兴旺，全国和地方性毽球组织相继成立。与此同时，竞赛体制基本完善，全国锦标赛、职工赛、学生赛、国际邀请赛等竞赛制度相继建立。进入九十年代，毽类运动又先后跻身于全国少数民族运动会、全国农民运动会和全国中学生运动会等大型综合性运动会。同时，毽类运动跨出国门走向世界，先后在亚欧美等多个国家开展起来，并成立了国际组织，建立了世界锦标赛制度。

但是，在目前的大大小小的比赛以及日常踢毽过程中，对于毽球的收集整理摆放却还没有太多好的办法，目前大多采用人工整理的方式，给人们的踢毽运动带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提出一种毽球回收机器人，解决人工整理毽球带来的不便的问题。

一种毽球回收机器人，包括收集装置、整理装置、转换装置、检验装置、推送装置、循环收取装置和行走系统，所述收集装置包括旋转收集叶片、滚轮、第一电机、皮带轮、风扇，所述第一电机连接所述皮带轮，所述皮带轮与所述风扇连接，所述皮带轮带动所述风扇转动，所述旋转收集叶片与所述滚轮连接，所述滚轮带动所述旋转收集叶片旋转，以将毽球收入机器内部，所述风扇连接出风板，所述出风板上设有出风口，所述整理装置包括斜面传送带和横向传送带，所述斜面传送带与所述横向传送带相连通，所述转换装置包括底座、设于底座上的马耳他机构、设于所述底座上的若干个机械手，所述检验装置包括圆盘、第二电机、涡轮蜗杆组件，所述涡轮蜗杆组件分别与所述第二电机和所述圆盘连接，所述圆盘上设有摄像头，所述圆盘的底部设有梳毛刷，所述第二电机驱动所述蜗轮蜗杆组件运动，从而带动所述梳毛刷垂直运动，对毽球羽毛进行梳理，所述推送装置用于将梳理好的毽球推出，所述循环收取装置用于对所述推送装置推出的毽球进行收集。

根据本发明提出的毽球回收机器人，能够通过收集装置首先对散落的毽球进行回收，由于毽球有羽毛，重心低的特性，利用风能和滚轮的配合能够实现毽球的快速收集，然后通过整理装置对毽球进行整理和摆放，通过转换装置实现毽球从两条有间隙的传送带之间的转换，通过检验装置能够对毽球进行梳理和清理，最后通过推送装置将梳理好的毽球推出，通过设置的循环收取装置能够满足多个毽球同时取出，满足使用需求，该毽球回收机器人能够很好的对毽球进行回收、整理和摆放，功能多样，智能化程度高，能够有效解决人工整理毽球带来的不便的问题。

另外，根据本发明提供的毽球回收机器人，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述推送装置包括底座、原动杆、连杆和推送杆，所述原动杆安装在所述底座上，所述连杆分别与所述原动杆和所述推送杆连接，所述原动杆在内部电机的驱动下旋转，带动所述连杆旋转，从而使所述推送杆前后运动。

进一步地，所述机械手包括伸缩杆、机械手主体、螺纹丝杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和夹取臂，所述伸缩杆和所述螺纹丝杆分别连接在所述机械手主体一端的上下两侧，所述伸缩杆与所述马耳他机构固定连接，所述螺纹丝杆、所述第一连杆、所述第二连杆和所述夹取臂依次活动连接，所述第三连杆分别与所述夹取臂和所述机械手主体活动连接。

进一步地，所述机械手的数量为6个，6个所述机械手均匀分布。

进一步地，所述循环收取装置包括支撑架、第四电机、齿轮、链条、毽球收集装置，所述毽球收集装置设于所述支撑架的内部，所述毽球收集装置包括设于所述支撑架中的若干层收集组件，每个所述收集组件均包括底板和安装在所述底板上的若干个毽球收集盒，所述毽球收集盒用于容纳毽球，所述链条设于所述支撑架的侧面，所述收集组件与所述链条连接，所述第四电机驱动所述齿轮旋转，带动所述链条循环运动，从而带动所述收集组件循环运动。

进一步地，所述整理装置还包括斜面挡板，所述斜面挡板安装在所述横向传送带的两侧。

进一步地，所述行走系统包括底盘和安装在所述底盘四个边角的车轮，所述收集装置、所述整理装置、所述转换装置、所述检验装置、所述推送装置、所述循环收取装置均安装在所述底盘上。

进一步地，所述底盘的底部设有减震底盘架，所述车轮采用麦克纳姆轮。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例的毽球回收机器人在第一种视角下的结构示意图；

图2是本发明一实施例的毽球回收机器人在第二种视角下的结构示意图；

图3是图1中收集装置的结构示意图；

图4是图1中整理装置的结构示意图；

图5是图1中转换装置的结构示意图；

图6是图4中机械手的结构示意图；

图7是图1中检验装置的结构示意图；

图8是图1中推送装置的结构示意图；

图9是图1中循环收取装置的结构示意图；

图10是图1中行走系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明的一实施例提出的一种毽球回收机器人，包括收集装置10、整理装置20、转换装置30、检验装置40、推送装置50、循环收取装置60和行走系统70，需要指出的是，还应包括配合使用的电机系统、PLC控制系统。

请参阅图3，所述收集装置10包括旋转收集叶片101、滚轮102、第一电机103、皮带轮104、风扇105、出风板106，所述第一电机103连接所述皮带轮104，所述皮带轮104与所述风扇105连接，所述皮带轮104带动所述风扇105转动，所述旋转收集叶片101与所述滚轮102连接，所述滚轮102带动所述旋转收集叶片101旋转，以将毽球收入机器内部，所述风扇105连接出风板106，所述出风板106上设有出风口107，由于毽球有羽毛，重心低的特性，利用出风口107处的风能和滚轮102的配合实现毽球的快速收集，将毽球扫入机器内部。

请参阅图4，所述整理装置20包括斜面传送带201和横向传送带202，所述斜面传送带201与所述横向传送带202相连通，本实施例中，所述整理装置20还包括斜面挡板203，所述斜面挡板203安装在所述横向传送带202的两侧。斜面传送带201和横向传送带202将毽球送入一定的高度后毽球受重力沿斜面滑落，传送带202的宽度设计成比毽球的直径稍大的宽度，在横向传送带202两边加斜面挡板203，使得毽球会呈现单个的摆放形式。

请参阅图5，所述转换装置30包括底座301、设于底座301上的马耳他机构303、设于所述底座301上的若干个机械手304。为了实现毽球从两条有间隙的传送带之间的转换，采用了上述结构的转换装置30，采用单个形式的转换，更加精准的将毽球在两条传送带之间转换。

请参阅图6，所述机械手304包括伸缩杆3041、机械手主体3042、螺纹丝杆3043、第一连杆3044、第二连杆3045、第三连杆3046和夹取臂3047，所述伸缩杆3041和所述螺纹丝杆3043分别连接在所述机械手主体3042一端的上下两侧，所述伸缩杆3041与所述马耳他机构303固定连接，所述螺纹丝杆3043、所述第一连杆3044、所述第二连杆3045和所述夹取臂3047依次活动连接，所述第三连杆3046分别与所述夹取臂3047和所述机械手主体3042活动连接。具体的，本实施例中，所述机械手304的数量为6个，6个所述机械手304均匀分布，每个机械手通过螺纹丝杆旋转带动螺母和连杆运动来实现夹取臂3047的松开和加紧，同时在底部装有一个马耳他十字机芯来使得转换的时候实现间歇性运动。

请参阅图7，所述检验装置40包括圆盘401、第二电机402、涡轮蜗杆组件403，所述涡轮蜗杆组件403分别与所述第二电机402和所述圆盘401连接，所述圆盘401上设有摄像头(图未示)，所述圆盘401的底部设有梳毛刷405，所述第二电机402驱动所述蜗轮蜗杆组件403运动，从而带动所述梳毛刷405垂直运动，对毽球羽毛进行梳理，具体的，当毽球通过检验装置40的时候，摄像头能够将毽球的受损情况发送给中央控制器，中央控制器通过与合格毽球的对比，判断该被检测的毽球是否合格，从而判断是否要将被检测的毽球是否需要进行下一步的装盒，若是不合格，检验装置40便会将该毽球放入不合格区域，若是合格，检验装置40便会用梳毛刷405对毽球进行梳理，当梳理完两片羽毛之后，摄像头会检测毽球另外两片羽毛的位置，将毽球位置信息发送给中央控制器，控制器对毽球位置进行分析，再控制检验装置，调整梳毛刷405的位置，继续梳理另外两片毽球羽毛，整个毽球的羽毛梳理完成之后，毽球通过传送带进行下一道程序。

请参阅图8，所述推送装置50用于将梳理好的毽球推出，具体的，所述推送装置50包括底座501、原动杆502、连杆503和推送杆504，所述原动杆502安装在所述底座501上，所述连杆503分别与所述原动杆502和所述推送杆504连接，所述原动杆502在内部电机的驱动下旋转，带动所述连杆503旋转，从而使所述推送杆504前后运动。推送装置50主要是利用了曲柄摇杆机构，通过推送杆504前后的运动，使得这个装置能够对毽球起到推送的作用，顺利的将毽球推入毽球收集盒6062中。此推送装置50装在毽球收集盒6062最底层的前方，同时装有四个推送杆504，每个推送杆504有单独控制的电机，通过各个电机的单独运行来带动各个推送杆504工作。

请参阅图9，所述循环收取装60置用于对所述推送装置50推出的毽球进行收集，具体的，所述循环收取装置60包括支撑架601、第四电机602、齿轮603、链条604、毽球收集装置，所述毽球收集装置设于所述支撑架601的内部，所述毽球收集装置包括设于所述支撑架601中的若干层收集组件606，每个所述收集组件606均包括底板6061和安装在所述底板6061上的若干个毽球收集盒6062，所述毽球收集盒6062用于容纳毽球，所述链条604设于所述支撑架601的侧面，所述收集组件606与所述链条604连接，所述第四电机602驱动所述齿轮603旋转，带动所述链条604循环运动，从而带动收集组件606循环运动。循环收取装60的控制策略是，每一层收集组件606放四个毽球，当放满四个毽球之后，侧面的链条604带动整个装置循环，换下另外一层继续收集，直到每一层的毽球放满。此外，在机器的顶部设计有一个小门，如果是需要一边收集一边需要毽球的时候，可以打开小门把收集好的毽球取出来使用。若是不需要的话，就全部的收集满，当每一层收集完成之后，里面的毽球还没有被拿走，便会有感应器感应到相关信息，就会把信息传递给中央控制器，中央控制器发出指令，停止机器的运行，等待运动员将毽球取出之后，再继续工作。

请参阅图10，所述行走系统70包括底盘701和安装在所述底盘701四个边角的车轮702，收集装置10、整理装置20、转换装置30、检验装置40、推送装置50、循环收取装置60均安装在所述底盘701上，具体实施时，该毽球回收机器人还应包括一个外壳，用于包裹和保护上述装置。本实施例中，所述底盘701的底部设有减震底盘架703，用于减震，所述车轮702采用麦克纳姆轮。本实施例中，不同部位选用的电机型号可以不相同的。在底盘701下面，装的是四个直流无刷电机，因为四个麦克纳姆轮不能做到一个电机控制不同的转速。所以，选用四个无刷直流电机来控制行走。通过四个直流无刷电机的差速，来实现车轮702差速，从而能够使得该毽球回收机器人能够很简单的实现原地转弯和调头。在实现收集功能的时候，采用舵机的驱动来实现风扇的转动，利用风能对毽球的初步整理。在传送带处需要的电机，则只需要符合功率的常规电机即可，只需要通过一个指令控制电机的开启和关闭即可，而在推送装置处，仍然是需要采用舵机来控制推动杆的运行，当感应器检测到有毽球在传送带上面，需要推动到毽球收集盒的时候，发送一个指令让电机运行，从而将毽球推入毽球收集盒中。

由于该毽球回收机器人的重心越高，机器越不稳定，底盘701距离地面的高度仅为30mm，考虑到毽球回收机器人的工作环境主要是在毽球运动场上，所以设计的这个高度完全能够满足这样的工作环境。

根据本实施例提出的毽球回收机器人，能够通过收集装置首先对散落的毽球进行回收，由于毽球有羽毛，重心低的特性，利用风能和滚轮的配合能够实现毽球的快速收集，然后通过整理装置对毽球进行整理和摆放，通过转换装置实现毽球从两条有间隙的传送带之间的转换，通过检验装置能够对毽球进行梳理和清理，最后通过推送装置将梳理好的毽球推出，通过设置的循环收取装置能够满足多个毽球同时取出，满足使用需求，该毽球回收机器人能够很好的对毽球进行回收、整理和摆放，功能多样，智能化程度高，能够有效解决人工整理毽球带来的不便的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种毽球回收机器人，其特征在于，包括收集装置、整理装置、转换装置、检验装置、推送装置、循环收取装置和行走系统，所述收集装置包括旋转收集叶片、滚轮、第一电机、皮带轮、风扇，所述第一电机连接所述皮带轮，所述皮带轮与所述风扇连接，所述皮带轮带动所述风扇转动，所述旋转收集叶片与所述滚轮连接，所述滚轮带动所述旋转收集叶片旋转，以将毽球收入机器内部，所述风扇连接出风板，所述出风板上设有出风口，所述整理装置包括斜面传送带和横向传送带，所述斜面传送带与所述横向传送带相连通，所述转换装置包括底座、设于底座上的马耳他机构、设于所述底座上的若干个机械手，所述检验装置包括圆盘、第二电机、蜗轮蜗杆组件，所述蜗轮蜗杆组件分别与所述第二电机和所述圆盘连接，所述圆盘上设有摄像头，所述圆盘的底部设有梳毛刷，所述第二电机驱动所述蜗轮蜗杆组件运动，从而带动所述梳毛刷垂直运动，对毽球羽毛进行梳理，所述推送装置用于将梳理好的毽球推出，所述循环收取装置用于对所述推送装置推出的毽球进行收集；所述推送装置包括底座、原动杆、连杆和推送杆，所述原动杆安装在所述底座上，所述连杆分别与所述原动杆和所述推送杆连接，所述原动杆在内部电机的驱动下旋转，带动所述连杆旋转，从而使所述推送杆前后运动；所述机械手包括伸缩杆、机械手主体、螺纹丝杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和夹取臂，所述伸缩杆和所述螺纹丝杆分别连接在所述机械手主体一端的上下两侧，所述伸缩杆与所述马耳他机构固定连接，所述螺纹丝杆、所述第一连杆、所述第二连杆和所述夹取臂依次活动连接，所述第三连杆分别与所述夹取臂和所述机械手主体活动连接。

2.根据权利要求1所述的毽球回收机器人，其特征在于，所述机械手的数量为6个，6个所述机械手均匀分布。

3.根据权利要求1所述的毽球回收机器人，其特征在于，所述循环收取装置包括支撑架、第四电机、齿轮、链条、毽球收集装置，所述毽球收集装置设于所述支撑架的内部，所述毽球收集装置包括设于所述支撑架中的若干层收集组件，每个所述收集组件均包括底板和安装在所述底板上的若干个毽球收集盒，所述毽球收集盒用于容纳毽球，所述链条设于所述支撑架的侧面，所述收集组件与所述链条连接，所述第四电机驱动所述齿轮旋转，带动所述链条循环运动，从而带动所述收集组件循环运动。

4.根据权利要求1所述的毽球回收机器人，其特征在于，所述整理装置还包括斜面挡板，所述斜面挡板安装在所述横向传送带的两侧。

5.根据权利要求1所述的毽球回收机器人，其特征在于，所述行走系统包括底盘和安装在所述底盘四个边角的车轮，所述收集装置、所述整理装置、所述转换装置、所述检验装置、所述推送装置、所述循环收取装置均安装在所述底盘上。

6.根据权利要求5所述的毽球回收机器人，其特征在于，所述底盘的底部设有减震底盘架，所述车轮采用麦克纳姆轮。

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