CN111359173A - 一种捡球机 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种捡球机，包括：框架、储球舱、分球板、分球板、安装架、转轴和两个螺旋供球器；还包括万向驱动模块、路径规划模块、控制模块和无线通信模块。本捡球机不仅可以快速捡拾场地内散落的球体，而且可以满足多种捡球需求。打球时使用全自动模式快速捡拾较为集中的落球；闭场前选择巡场模式清理好全场地落球；开场前选择中场区固定路线模式，快速清理出打球区。有效地提升了训练效率，节约人力、物力，具有广泛的社会价值。

Description

一种捡球机

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种捡球机。

背景技术

目前市场上的捡球车大多仍以手拖式人工，虽然避免了人力弯腰捡球，在一定程度上提高了捡球的工作效率。但在实际捡球时，需要人沿着球场来回运动，仍然存在费时费力，效率低下的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种捡球机。

本发明提出的一种捡球机，包括：框架、储球舱、分球板、分球板、安装架、转轴和两个螺旋供球器；

转轴水平安装在框架上，两个螺旋供球器对称安装在框架上并与转轴同轴设置，转轴上对应每一个螺旋供球器设有一个推球板，推球板位于对应的螺旋供球器的内周并与转轴同步转动；

储球舱安装在框架上，其舱底板平行于转轴设置；分球板垂直安装在框架上，并位于两个螺旋供球器之间；分球板相对两侧分别倾斜安装有一个导球板，导球板与螺旋供球器对应设置；导球板的低端与舱底板连接，其高端与框架连接；

分球板安装在分球板的底部，螺旋供球器的底部与分球板配合形成进球口，螺旋供球器位于对应的导球板以上的部分形成出球口；

框架上还安装有轮子和万向滚珠。

优选的，万向滚珠位于分球板的延伸方向上。

优选的，包括两个轮子，两个轮子安装在转轴的两端并带动转轴转动；或者，框架上还安装有用于驱动转轴转动的驱动电机。

优选的，框架包括弧形面板，还包括垂直设置的第一侧板、第二侧板、后板、第一支撑板和第二支撑板；

第一侧板和第二侧板均与后板垂直连接，第一侧板和第二侧板还相互平行；第一支撑板和第二支撑板安装在后板与舱底板之间，第一支撑板和第二支撑板平行于第一侧板并位于第一侧板和第二侧板之间；两个螺旋供球器分别安装在第一支撑板和第二支撑板上并相对设置。

弧形面板安装在第一支撑板和第二支撑板之间并与储球舱相对，两个螺旋供球器安装在弧形面板内周；导球板的高端通过提升杆安装在弧形面板上。

优选的，舱底板下方安装有第一拢球板和第二拢球板，第一拢球板的两端分别连接第一支撑板和第一侧板，第二拢球板的两端分别连接第二支撑板和第二侧板。

优选的，储球舱包括舱底板、前挡板、舵机和牵引臂；舱底板安装在第一侧板和第二侧板之间，前挡板安装在舱底板上并与舱底板铰接连接；舵机安装在第二侧板上，牵引臂的一端与舵机连接，另一端与前挡板铰接连接；舵机通过牵引臂驱动前挡板转动。

优选的，还包括万向驱动模块、路径规划模块、控制模块和无线通信模块；万向驱动模块用于通过驱动万向滚珠调节捡球机前进方向；

路径规划模块用于向万向驱动模块提供规划路线；路径规划模块设有两种工作状态下，第一工作状态下，路径规划模块用于将预存的路线作为规划路线；第二工作状态下，路径规划模块用于根据当前位置与目标位置生成规划路线；

控制模块分别连接路径规划模块和无线通信模块，控制模块用于根据无线通信模块的发送指令控制路径规划模块切换工作状态，并用于在第二工作状态下获取目标位置并发送给路径规划模块。

优选的，还包括摄像模块，控制模块用于根据摄像模块对现场的监控图像获取目标位置。

优选的，控制模块还用于根据摄像模块对现场的监控图像计算球集散程度，并根据球集散程度控制路径规划模块切换工作状态。

优选的，还包括供电模块和电量监测模块，供电模块用于供电，电量监测模块用于监测供电模块的剩余电量；控制模块还连接电量监测模块，用于在剩余电量小于预设阈值时将充电地点作为目标位置发送给路线规划模块。

本发明提出的一种捡球机，使用过程中，当捡球机在球场上向移动时，所经过区域的球体会先被安装在车体前端底部的两块形成外八字的拢球板收拢进车体底部的进球区，然后被分球板分隔为左右两个方向，进球端的通道尺寸仅能通过一只球体，从而保证球体会排队进入两边的螺旋供球器，防止多只球体同时进入卡死在螺旋里。左右螺旋供球器的螺纹是镜像的，将两边进入排队通道的球体，分别向中间推动，被推向装置中间的球会随着螺旋向上转动，直至带动到装置主转轴上方，最后被导球板挡住，自动滚入储球舱中。

本实施方式中，通过视频采集分析与路径检测，可以规划出捡球机的运动路线，在前进过程中自动捡球，实现以机代人的效果，大大降低了捡球的劳动强度。本发明中，将机械、电路控制、软—硬件集成、传感器和自动控制等多方面内容整合在一起，从而现实自主完成识别球、移动、捡球、避障、充电、清仓等功能。

本捡球机不仅可以快速捡拾场地内散落的球体，而且可以满足多种捡球需求。打球时使用全自动模式快速捡拾较为集中的落球；闭场前选择巡场模式清理好全场地落球；开场前选择中场区固定路线模式，快速清理出打球区。有效地提升了训练效率，节约人力、物力，具有广泛的社会价值。

附图说明

图1为本发明提出的一种捡球机立体视图；

图2为本发明提出的一种捡球机另一角度立体视图；

图3为本发明提出的一种捡球机又一角度立体视图；

图4为本发明提出的一种捡球机再一角度立体视图；

图5为本发明提出的一种捡球机侧视透视图；

图6为本发明提出的一种捡球机中球的运动方向示意图；

图7为本发明提出的一种捡球机剖视图；

图8为本发明提出的一种捡球机仰视图；

图9为本发明提出的一种捡球机控制模块图。

框架：弧形面板11、第一侧板12A、第二侧板12B、后板13、第一支撑板14A和第二支撑板14B；

储球舱：舱底板21、前挡板22、舵机23和牵引臂24；

分球板3、导球板4、提升杆4A、一拢球板5A、第二拢球板5B、轴6、螺旋供球器7、轮子8A、万向滚珠8B、安装仓9、电机10、球100。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种捡球机，包括：框架、储球舱、分球板3、分球板3、转轴6和两个螺旋供球器7。

转轴6水平安装在框架上，两个螺旋供球器7对称安装在框架上并与转轴6同轴设置，转轴6上对应每一个螺旋供球器7设有一个推球板，推球板位于对应的螺旋供球器7的内周并与转轴6同步转动。如此，当转轴6转动时，推球板可推动螺旋供球器7内的球沿着螺旋供球器7内周圆周运动。

储球舱安装在框架上，其舱底板21平行于转轴6设置。分球板3垂直安装在框架上，并位于两个螺旋供球器7之间。分球板3的设置，使得两个螺旋供球器7的进球路径相互分离，从而避免卡球。本实施方式中，分球板3前端还安装有分球器3A，通过分球器3A对球进行缓冲，可避免球受损。

分球板3相对两侧分别倾斜安装有一个导球板4，导球板4与螺旋供球器7对应设置。导球板4的低端与舱底板21连接，其高端与框架连接。分球板3安装在分球板3的底部，螺旋供球器7的底部与分球板3配合形成进球口，螺旋供球器7位于对应的导球板4以上的部分形成出球口。如此，捡球机运动过程中，球从进球口进入螺旋供球器7，然后随着转轴6的转动，推球板将进球口出的球推动到出球口，出球口处的球在重力作用下落到导球板4上，再沿着导球板4进入储球舱。具体的，本实施方式中，螺旋供球器7为具有椭圆截面的桶装结构，椭圆截面靠近分球板3，且螺旋供球器7平行于转轴6的方向上的长度从高到低逐渐减小。如此，当推球板带动球运动到螺旋供求器顶部时，球沿着推球板向下滚落，由于螺旋供球器7的围壁变窄，使得球滚落到导球板4上，再沿着导球板4滚落到储球仓内。

本实施方式中，两个螺旋供球器7内部的螺纹镜像设置，使得推球板推动球从下到上的运动过程中，球在转轴6轴线方向上逐渐向导球板4偏移，从而保证球顺利落到导球板4上。具体的，本实施方式中，球从推球板上滚落后，球的的最低点位于导球板4上，以避免球卡在导球板4与螺旋供球器7之间。同时，导球板4与推球板运动轨迹之间有间隙，以便导球板4阻拦推球板运动。

框架上还安装有轮子8A和万向滚珠8B，通过万向滚珠8B可调整捡球机的前进方向。本实施方式中，万向滚珠8B位于分球板3的延伸方向上。

本实施方式中，捡球机上设有两个轮子8A，两个轮子8A安装在转轴6的两端并带动转轴6转动。如此，可通过轮子8A的运动带动推球板运动，节省动能，轮子8A可通过驱动电机等驱动。具体实施时，也可设置，框架上还安装有用于驱动转轴6转动的驱动电机，以实现轮子8A与转轴6的独立运动。具体的，本实施方式中，轮子8A和万向滚珠8B分部设置有对应的驱动模块，以保证捡球机的自动运动。

本实施方式中，框架包括弧形面板11，还包括垂直设置的第一侧板12A、第二侧板12B、后板13、第一支撑板14A和第二支撑板14B。

第一侧板12A和第二侧板12B均与后板13垂直连接，第一侧板12A和第二侧板12B还相互平行。即，第一侧板12A和第二侧板12B配合后板13形成U字形结构。第一支撑板14A和第二支撑板14B安装在后板13与舱底板21之间，第一支撑板14A和第二支撑板14B平行于第一侧板12A并位于第一侧板12A和第二侧板12B之间。两个螺旋供球器7分别安装在第一支撑板14A和第二支撑板14B上并相对设置。本实施方式中，螺旋供球器7配合对应的支撑板形成开口为椭圆的有底桶装结构，且螺旋供球器7在平行于转轴6方向上的长度有顶部到底部逐渐减小。

弧形面板11安装在第一支撑板14A和第二支撑板14B之间并与储球舱相对设置，两个螺旋供球器7安装在弧形面板11内周。导球板4的高端通过提升杆安装在弧形面板11上。具体的，提升杆的顶部与弧形面板11的上边缘连接，其底部与导球板4连接。提升杆的设置，用于安置导球板4，同时还用于防止出球口排出的球从导球板4高端沿着弧形面板11掉落。

本实施方式中，舱底板21下方安装有第一拢球板5A和第二拢球板5B，第一拢球板5A的两端分别连接第一支撑板14A和第一侧板12A，第二拢球板5B的两端分别连接第二支撑板14B和第二侧板12B。第一拢球板5A和第二拢球板5B形成位于螺旋供球器7前端的八字形结构，方便将球聚拢到进球口位置。同时，两个轮子8A分别安装在第一侧板12A和第二侧板12B上并分别位于第一拢球板5A和第二拢球板5B后端，通过第一拢球板5A和第二拢球板5B可防止球滚动到轮子8A底部。

本实施方式中，储球舱包括舱底板21、前挡板22、舵机23和牵引臂24。舱底板21安装在第一侧板12A和第二侧板12B之间，前挡板22安装在舱底板21上并与舱底板21铰接连接。前挡板22上翻状态下配合舱底板21、第一侧板12A和第二侧板12B形成舱室结构，前挡板22用于拦截舱底板21上的球；前挡板22下翻时，舱底板21上的球可沿着前挡板22滚落，方便储球舱排出球。

舵机23安装在第二侧板12B上，牵引臂24的一端与舵机23连接，另一端与前挡板22铰接连接。舵机23通过牵引臂24驱动前挡板22转动，以实现前挡板22上翻和下翻之间的切换。

本实施方式中，还包括万向驱动模块、路径规划模块、控制模块和无线通信模块。万向驱动模块用于通过驱动万向滚珠8B调节捡球机前进方向。

路径规划模块想万向驱动模块提供规划路线。路径规划模块设有两种工作状态下，第一工作状态下，路径规划模块用于将预存的路线作为规划路线。此工作状态可用于捡球机对球场的常规巡视。

第二工作状态下，路径规划模块用于根据当前位置与目标位置生成规划路线。此工作状态可用于对散落球的高效捡球。

控制模块分别连接路径规划模块和无线通信模块，控制模块用于根据无线通信模块的发送指令控制路径规划模块切换工作状态，并用于在第二工作状态下获取目标位置并发送给路径规划模块。

具体的，本实施方式中，可设置，当球场闲置时，控制模块控制路径规划模块执行第一工作状态，以便巡视球场。当球场被使用时，控制模块控制路径规划模块执行第二工作状态，且此时控制模块获取球散落位置作为目标位置发送给路径规划模块，以便路径规划模块控制捡球机高速捡球。

具体的，第二工作状态下，控制模块还可储球舱内预设的重力传感器或者图像传感器对储球舱内的填充程度进行监控，以便当储球舱存满时，控制模块将球池作为目标位置发送给路径规划模块，从而方便捡球机运动到球池并排出球，从而保证捡球机的正常工作。

本实施方式中，还包括摄像模块，控制模块用于根据摄像模块对现场的监控图像获取目标位置。具体实施时，还可设置，控制模块用于根据摄像模块对现场的监控图像计算球集散程度，并根据球集散程度控制路径规划模块切换工作状态。

本实施方式中，还包括供电模块和电量监测模块，供电模块用于供电，电量监测模块用于监测供电模块的剩余电量。控制模块还连接电量监测模块，用于在剩余电量小于预设阈值时将充电地点作为目标位置发送给路线规划模块，以实现捡球机的自动充电。具体实施时，还可设置路径规划模块以第一工作状态为默认工作状态，当其接收到目标位置时，自动切换到第二工作状态；当其运动到目标位置并完成动作时，则回复到第一工作状态，以此循环工作，保证捡球机的持续性工作。

具体的，本实施方式中，框架上设有安装仓9，万向驱动模块、路径规划模块、控制模块、无线通信模块、供电模块和电量监测模块均安装在安装仓9内。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种捡球机，其特征在于，包括：框架、储球舱、分球板(3)、分球板(3)、转轴(6)和两个螺旋供球器(7)；

转轴(6)水平安装在框架上，两个螺旋供球器(7)对称安装在框架上并与转轴(6)同轴设置，转轴(6)上对应每一个螺旋供球器(7)设有一个推球板，推球板位于对应的螺旋供球器(7)的内周并与转轴(6)同步转动；

储球舱安装在框架上，其舱底板(21)平行于转轴(6)设置；分球板(3)垂直安装在框架上，并位于两个螺旋供球器(7)之间；分球板(3)相对两侧分别倾斜安装有一个导球板(4)，导球板(4)与螺旋供球器(7)对应设置；导球板(4)的低端与舱底板(21)连接，其高端与框架连接；

分球板(3)安装在分球板(3)的底部，螺旋供球器(7)的底部与分球板(3)配合形成进球口，螺旋供球器(7)位于对应的导球板(4)以上的部分形成出球口；

框架上还安装有轮子(8A)和万向滚珠(8B)。

2.如权利要求1所述的捡球机，其特征在于，万向滚珠(8B)位于分球板(3)的延伸方向上。

3.如权利要求1所述的捡球机，其特征在于，包括两个轮子(8A)，两个轮子(8A)安装在转轴(6)的两端并带动转轴(6)转动；或者，框架上还安装有用于驱动转轴(6)转动的驱动电机。

4.如权利要求1所述的捡球机，其特征在于，框架包括弧形面板(11)，还包括垂直设置的第一侧板(12A)、第二侧板(12B)、后板(13)、第一支撑板(14A)和第二支撑板(14B)；

第一侧板(12A)和第二侧板(12B)均与后板(13)垂直连接，第一侧板(12A)和第二侧板(12B)还相互平行；第一支撑板(14A)和第二支撑板(14B)安装在后板(13)与舱底板(21)之间，第一支撑板(14A)和第二支撑板(14B)平行于第一侧板(12A)并位于第一侧板(12A)和第二侧板(12B)之间；两个螺旋供球器(7)分别安装在第一支撑板(14A)和第二支撑板(14B)上并相对设置。

弧形面板(11)安装在第一支撑板(14A)和第二支撑板(14B)之间并与储球舱相对，两个螺旋供球器(7)安装在弧形面板(11)内周；导球板(4)的高端通过提升杆安装在弧形面板(11)上。

5.如权利要求4所述的捡球机，其特征在于，舱底板(21)下方安装有第一拢球板(5A)和第二拢球板(5B)，第一拢球板(5A)的两端分别连接第一支撑板(14A)和第一侧板(12A)，第二拢球板(5B)的两端分别连接第二支撑板(14B)和第二侧板(12B)。

6.如权利要求5所述的捡球机，其特征在于，储球舱包括舱底板(21)、前挡板(22)、舵机(23)和牵引臂(24)；舱底板(21)安装在第一侧板(12A)和第二侧板(12B)之间，前挡板(22)安装在舱底板(21)上并与舱底板(21)铰接连接；舵机(23)安装在第二侧板(12B)上，牵引臂(24)的一端与舵机(23)连接，另一端与前挡板(22)铰接连接；舵机(23)通过牵引臂(24)驱动前挡板(22)转动。

7.如权利要求1至6任一项所述的捡球机，其特征在于，还包括万向驱动模块、路径规划模块、控制模块和无线通信模块；万向驱动模块用于通过驱动万向滚珠(8B)调节捡球机前进方向；

路径规划模块用于向万向驱动模块提供规划路线；路径规划模块设有两种工作状态下，第一工作状态下，路径规划模块用于将预存的路线作为规划路线；第二工作状态下，路径规划模块用于根据当前位置与目标位置生成规划路线；

控制模块分别连接路径规划模块和无线通信模块，控制模块用于根据无线通信模块的发送指令控制路径规划模块切换工作状态，并用于在第二工作状态下获取目标位置并发送给路径规划模块。

8.如权利要求7所述的捡球机，其特征在于，还包括摄像模块，控制模块用于根据摄像模块对现场的监控图像获取目标位置。

9.如权利要求8所述的捡球机，其特征在于，控制模块还用于根据摄像模块对现场的监控图像计算球集散程度，并根据球集散程度控制路径规划模块切换工作状态。

10.如权利要求7所述的捡球机，其特征在于，还包括供电模块和电量监测模块，供电模块用于供电，电量监测模块用于监测供电模块的剩余电量；控制模块还连接电量监测模块，用于在剩余电量小于预设阈值时将充电地点作为目标位置发送给路线规划模块。

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