CN110681134A - 一种翻转式乒乓球捡拾装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种翻转式乒乓球捡拾装置，包括可移动车体、储球容器、转臂和临时储球器。临时储球器两端开口的套筒结构，临时储球器外壁面与转臂连接，临时储球器的一个开口面上设有多根平行的弹性丝，通过转臂的旋转可将临时储球器设有弹性丝的开口面压于乒乓球上，使得乒乓球由相邻弹性丝间挤入临时储球器中，通过转臂的旋转可将临时储球器中的乒乓球由未设弹性丝的开口面倒入储球容器中。与现有技术相比，本发明捡球装置的体积大为缩小可以灵活进入乒乓球桌下方活动支架内的狭小空间内进行捡球作业；降低了捡球作业时的噪音；通过定位传感器和图像识别功能实现目标乒乓球位置的具体确定，显著的提升了乒乓球捡拾过程的精准度。

Description

一种翻转式乒乓球捡拾装置

技术领域

本发明涉及体育器材领域，尤其是涉及一种翻转式乒乓球捡拾装置。

背景技术

在乒乓球训练或练习过程中，经常需要将大量散落在球台周围地面上和球台底下地面上的乒乓球捡回框里以便再次使用。捡球的过程需要消耗大量的时间和体力，对训练来说十分不利。同时由于现有的乒乓球台多采用可折叠的移动式设计，其底下有脚轮和折叠支架等机构，因此底部的空间不大，不利于尺寸较大的捡球设备进入。

传统的捡球方法有人工手动捡球、手持式简易捡球器捡球和现有的自动化捡球机器人捡球三种。人工手动捡球需要不停地弯腰，效率十分低下；手持式捡球器(例如专利201810822517.7/CN108744440A《一种捡乒乓球工具》所述)可以解决人工捡球的弯腰问题，但依然需要派专人进入球场捡球，且球台底下的部分位置难以接近，仍然需要以人工弯腰的方式将捡球器伸入其中才能捡到球，因此也不方便；现有的自动化捡球机器人(例如专利201810083996.5/CN108057222A《一种智能乒乓球拾取装置》所述)大多采用类似扫地机器人的原理，采用真空吸尘器吸取乒乓球，有的再配合提升装置进行乒乓球回收，不但设备结构复杂成本高，而且工作时噪音大，并且整个机器人体积庞大，无法进入到球台底下，故无法捡拾球台底下的乒乓球，只能捡拾散落在球台周围的乒乓球。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种翻转式乒乓球捡拾装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明中翻转式乒乓球捡拾装置，包括可移动车体、储球容器、转臂和临时储球器。

可移动车体；

储球容器，顶部开口，储球容器可拆卸式地设于可移动车体上；

转臂，其端部轴接于可移动车体上，以轴接处为转角可相对水平面旋转0～120°；

临时储球器，两端开口的套筒结构，临时储球器外壁面与转臂连接，临时储球器的一个开口面上设有多根平行的弹性丝，通过转臂的旋转可将临时储球器设有弹性丝的开口面压于乒乓球上，使得乒乓球由相邻弹性丝间挤入临时储球器中，之后通过转臂的旋转可将临时储球器中的乒乓球由未设弹性丝的开口面倒入储球容器中。

进一步地，相邻弹性丝的间距为乒乓球直径的0.6～0.9倍。处于该范围值内的间距有利于乒乓球通过地面给予的反作用力挤入相邻弹性丝间，进入临时储球器，间距过小，乒乓球难以挤入，间距过大，乒乓球容易掉出。

进一步地，相邻弹性丝的间距相等。

进一步地，所述的弹性丝为弹性金属丝或弹性非金属丝。如弹性金属丝或弹性高分子纤维丝均可。

进一步地，所述的临时储球器为锥台型套筒结构，弹性丝设于临时储球器大开口面上。较大的开口面积有利于大面积的下压，当待拾取的乒乓球数量过多时可提高拾取效率。较小的开口则有利于乒乓球汇入后方的容器中而不易漏出。

进一步地，所述的可移动车体中设有第一电机、第二电机和转向器，第一电机为可移动车体提供动力，第二电机为转臂提供动力，转向器用于更改可移动车体的行驶方向。

进一步地，所述的车体上还设有嵌入式处理器、定位传感器和摄像机；

所述的嵌入式处理器与电动机和转向器电连接，向电动机和转向器发出指令信号，控制可移动车体的移动路径。

进一步地，所述的嵌入式处理器与定位传感器和摄像机电连接。

进一步地，所述的定位传感器通过测量发射波与反射波之间的时间间隔，对周围障碍物的距离进行实时测量，并将测量结果通过电信号发送至嵌入式处理器；

嵌入式处理器通过获得的障碍物距离向电动机和转向器发出电信号，控制可移动车体的启停、移动方向和速度。

进一步地，所述的摄像机持续拍摄周围物体的图片，并将图片信息以电信号的形式发送至嵌入式处理器；

嵌入式处理器分析每张图片中的像素块信息，并根据像素块的RGB值分析出每张图片中物体的轮廓，并根据预设的球体的像素块轮廓确定可移动车体周围的球体物体，并将该球体物体的方位信息发送至第一电机、第二电机和转向器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)整个捡球装置的体积大为缩小。采用本发明方案设计的捡球机整机的体积非常小巧，可以灵活进入乒乓球桌下方活动支架内的狭小空间内进行捡球作业；

2)整个捡球装置的结构大为简化。一方面降低了系统的复杂程度从而提高了系统的可靠性；另一方面也降低了设备的制造成本；

3)降低了捡球作业时的噪音。由于取消了传统自动捡球装置内的高噪音源——真空吸尘器，使得整机在捡球工作时的噪音大大降低，具有积极的环保意义；

4)简化了捡球控制装置。因为只需要对单一变量进行控制，因此整个捡球机构的控制系统也十分简洁，从而也降低了控制系统的复杂程度、体积和成本；

5)本发明中通过定位传感器实现可移动车体的主动避障已经目标乒乓球位置的模糊确定，并通过图像识别功能实现目标乒乓球位置的具体确定，使得整体的乒乓球捡拾过程较为精准，显著的提升了效率。

附图说明

图1为本发明中翻转式乒乓球捡拾装置的结构示意图；

图2为本发明中翻转式乒乓球捡拾装置捡球时的状态图；

图3为本发明中翻转式乒乓球捡拾装置运载移动时的状态图；

图4为本发明中翻转式乒乓球捡拾装置向储球容器卸载乒乓球时的状态图。

图中：1、可移动车体，2、储球容器，3、转臂，4、临时储球器，5、弹性丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本实施例中翻转式乒乓球捡拾装置，包括可移动车体1、储球容器2、转臂3和临时储球器4，参见图1。储球容器2顶部开口，储球容器2可拆卸式地设于可移动车体1上，转臂3端部轴接于可移动车体1上，以轴接处为转角可相对水平面旋转0～120°。

可移动车体1部分：可移动车体1中设有第一电机、第二电机和转向器，第一电机为可移动车体1提供动力，第二电机为转臂3提供动力，转向器用于更改可移动车体1的行驶方向。车体1上还设有嵌入式处理器、定位传感器和摄像机。嵌入式处理器与电动机和转向器电连接，向电动机和转向器发出指令信号，控制可移动车体1的移动路径。

临时储球器4部分：两端开口的套筒结构，临时储球器4外壁面与转臂3连接，临时储球器4的一个开口面上设有多根平行的弹性丝5，通过转臂3的旋转可将临时储球器4设有弹性丝5的开口面压于乒乓球上，使得乒乓球由相邻弹性丝5间挤入临时储球器4中，之后通过转臂3的旋转可将临时储球器4中的乒乓球由未设弹性丝5的开口面倒入储球容器2中。相邻弹性丝5的间距为乒乓球直径的0.6～0.9倍。处于该范围值内的间距有利于乒乓球通过地面给予的反作用力挤入相邻弹性丝5间，进入临时储球器4，间距过小，乒乓球难以挤入，间距过大，乒乓球容易掉出。相邻弹性丝5的间距相等，弹性丝5为弹性金属丝或弹性非金属丝。如弹性金属丝或弹性高分子纤维丝均可。临时储球器4为锥台型套筒结构，弹性丝5设于临时储球器4大开口面上。较大的开口面积有利于大面积的下压，当待拾取的乒乓球数量过多时可提高拾取效率。

避障与乒乓球位置模糊定位：

本翻转式乒乓球捡拾装置具体运行时，第二电机使得转臂3与水平面呈锐角，参加图2，此时嵌入式处理器与定位传感器和摄像机电连接。定位传感器可选为超声波传感器，定位传感器通过测量发射波与反射波之间的时间间隔，对周围障碍物的距离进行实时测量，并将测量结果通过电信号发送至嵌入式处理器，嵌入式处理器通过获得的障碍物距离向电动机和转向器发出电信号，控制可移动车体1的启停、移动方向和速度，使得可移动车体1可主动避障，并可通过定位传感器计算出乒乓球的大概位置，嵌入式处理器建立3D坐标，通过定位传感器获得的距离实时的目标坐标，嵌入式处理器向第一电机发出指令，控制可移动车体1向目标位移。

乒乓球位置视觉识别精确定位：

通过定位传感器的初步定位后，可移动车体1逐步靠近目标位置，此时摄像机持续拍摄周围物体的图片，并将图片信息以电信号的形式发送至嵌入式处理器；嵌入式处理器分析每张图片中的像素块信息，并根据像素块的RGB值分析出每张图片中物体的轮廓，并根据预设的球体的像素块轮廓实时确定可移动车体1周围的球体物体，将待拾取乒乓球的位置写入嵌入式处理器建立的坐标中，实现精确坐标位置的确定，并将该球体物体的坐标方位信息发送至第一电机、第二电机和转向器，控制可移动车体1向目标位移。

拾取过程：

可移动车体1靠近目标位置时，嵌入式处理器向第二电机发出指令，第二电机使得转臂3下压，将临时储球器4设有弹性丝5的开口面压于乒乓球上，使得乒乓球由相邻弹性丝5间挤入临时储球器4中，参见图3，具体实施时可通过预设于转臂3上的质量传感器获得临时储球器4中乒乓球总量的实时数据，当临时储球器4中乒乓球的数量达到阈值时，嵌入式处理器向第二电机发出指令，通过转臂3的旋转可将临时储球器4中的乒乓球由未设弹性丝5的开口面倒入储球容器2中，参见图4。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，包括：

可移动车体(1)；

储球容器(2)，顶部开口，储球容器(2)可拆卸式地设于可移动车体(1)上；

转臂(3)，其端部轴接于可移动车体(1)上，以轴接处为转角可相对水平面旋转0～120°；

临时储球器(4)，两端开口的套筒结构，临时储球器(4)外壁面与转臂(3)连接，临时储球器(4)的一个开口面上设有多根平行的弹性丝(5)，通过转臂(3)的旋转可将临时储球器(4)设有弹性丝(5)的开口面压于乒乓球上，使得乒乓球由相邻弹性丝(5)间挤入临时储球器(4)中，之后通过转臂(3)的旋转可将临时储球器(4)中的乒乓球由未设弹性丝(5)的开口面倒入储球容器(2)中。

2.根据权利要求1所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，相邻弹性丝(5)的间距为乒乓球直径的0.6～0.9倍。

3.根据权利要求1所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，相邻弹性丝(5)的间距相等。

4.根据权利要求1所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，所述的弹性丝(5)为弹性金属丝或弹性非金属丝。

5.根据权利要求1所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，所述的临时储球器(4)为锥台型套筒结构，弹性丝(5)设于临时储球器(4)大开口面上。

6.根据权利要求1所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，所述的可移动车体(1)中设有第一电机、第二电机和转向器，第一电机为可移动车体(1)提供动力，第二电机为转臂(3)提供动力，转向器用于更改可移动车体(1)的行驶方向。

7.根据权利要求6所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，所述的车体(1)上还设有嵌入式处理器、定位传感器和摄像机；

所述的嵌入式处理器与电动机和转向器电连接，向电动机和转向器发出指令信号，控制可移动车体(1)的移动路径。

8.根据权利要求7所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，所述的嵌入式处理器与定位传感器和摄像机电连接。

9.根据权利要求8所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，所述的定位传感器通过测量发射波与反射波之间的时间间隔，对周围障碍物的距离进行实时测量，并将测量结果通过电信号发送至嵌入式处理器；

嵌入式处理器通过获得的障碍物距离向电动机和转向器发出电信号，控制可移动车体(1)的启停、移动方向和速度。

10.根据权利要求9所述的一种翻转式乒乓球捡拾装置，其特征在于，所述的摄像机持续拍摄周围物体的图片，并将图片信息以电信号的形式发送至嵌入式处理器；

嵌入式处理器分析每张图片中的像素块信息，并根据像素块的RGB值分析出每张图片中物体的轮廓，并根据预设的球体的像素块轮廓确定可移动车体(1)周围的球体物体，并将该球体物体的方位信息发送至第一电机、第二电机和转向器。

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