CN111744151B - 一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，包括支撑组件、风力组件、传送组件、收集组件和控制系统等，其中由魔术贴传送机构、同步带传送机构和梳齿传送机构组成的传送组件安装在机器人的中下部；由伸缩传送机构、定位机构和储球机构组成的收集组件安装在机器人的上部；两套风力组件分别安装在传送组件的两侧；本发明采用魔术贴传送带来增大摩擦力，借助风力辅助系统提高羽毛球回收的成功率，采用柔性传送带进行传送实现羽毛球的连续回收与无损整理，通过收集组件的两自由度运动实现羽毛球的分筒整理，此外该机器人整体采用双层回字形布置，体积较小，便于穿梭在球场之间，同时具有较好的灵活性和较高的收集效率。

Description

一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人。

背景技术

随着人们对健康生活的认识的逐步加深，参与羽毛球运动的人数日益增多，羽毛球运动逐渐成为是我国参与人数最多的体育项目之一。在羽毛球训练的过程中，羽毛球通常会散落一地，捡球和整理的工作大多都是由人工完成，频繁的捡球动作会加速练习者的体能消耗，降低训练效果，因而亟需一种能够实现自动捡球和整理的羽毛球辅助机器人，来解放训练者的工作量，专心致志参与羽毛球运动。

目前，国内外已有不少研究者提出多种具有收集和整理羽毛球功能的机器人，能够实现羽毛球的捡拾与回收，例如专利文献CN206764774U公开了一种智能捡球机器人，该捡球机器人是通过机械爪的方式进行捡球；专利文献CN208031787U公开了一种羽毛球捡球机器人，该捡球机器人通过采用刷扫的捡球方式进行完成捡球动作；上述类型的羽毛球捡拾机器人大多都能实现羽毛球的捡拾与整理，但各自仍然存在一定的不足之处，例如机械爪和刷扫的方式都比较容易对羽毛球造成损伤，而且捡球效率较低、空间利用率不高，同时无法对回收的羽毛球进行进一步的分筒整理等。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够实现连续捡拾羽毛球并加以分筒整理的一种风力辅助型羽毛球回收整理机器人。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，包括支撑组件、风力组件、传送组件、收集组件和控制系统；所述风力组件分别对称设置在支撑组件内下部的左右两侧，且所述风力组件的前后两端分别与支撑组件的前后两端固定连接；所述传送组件包括魔术贴传送机构、同步带传送机构和梳齿传送机构；所述魔术贴传送机构设置在支撑组件内的下部区域，且其前端部向下延伸至支撑组件前端的中底部；所述同步带传送机构对应设置在魔术贴传送机构的后端部；所述梳齿传送机构对应设置在同步带传送机构的后端部，且所述梳齿传送机构固定连接在支撑组件后端的中部；所述收集组件包括伸缩传送机构、储球机构和定位机构；所述伸缩传送机构对应设置在梳齿传送机构上端部的前侧；所述储球机构对应设置在伸缩传送机构的前端部；所述定位机构设置在储球机构的左右两侧；所述控制系统包括PLC控制系统、显示屏和操作面板；所述PLC控制系统、显示屏和操作面板均内嵌在支撑组件的一侧。

进一步的，所述支撑组件包括框架、外壳、电机A、行走轮、链条、链轮A和链轮B；所述外壳由多块平板构成，分别固定包裹在所述框架的外部，且所述外壳位于框架前端底部中心处的部分设置有羽毛球的拾取口；所述行走轮分别转动连接在所述框架底部的四个方向上；所述电机A分别固定连接在同一侧的两个行走轮之间；所述链轮A固定安装在电机A的输出轴上，所述链轮B分别固定安装在四个行走轮的转轴上；所述同一侧的链轮A和链轮B之间均通过链条连接。

进一步的，所述风力组件包括风机、管路A、伸缩管路、管路B、电机B、丝杠A、丝杠螺母A、连接板A、圆形导轨A、滑块A和导风管；所述伸缩管路为双层套管结构，可实现伸长与缩短，所述伸缩管路的固定端通过法兰结构与框架固定连接，并通过管路A与风机相连，所述伸缩管路的活动端通过法兰结构与管路B相连，所述导风管与管路B的前端部相连；所述风机分别固定在框架后端中部的左右两侧；所述连接板A为竖向双层铝合金板状结构，所述连接板A的中部和上部分别设有用于安装丝杠螺母和圆形滑块的圆形光孔，所述连接板A的下部设有条形板，所述条形板的前端与伸缩管路活动端的法兰结构连接；所述丝杠螺母A的内侧安装在丝杠A上，所述丝杠螺母A的外侧通过螺栓固定在连接板A的中部；所述滑块A的内侧安装在圆形导轨A上，所述滑块A的外侧通过螺栓固定在连接板A的上部；所述丝杠A和圆形导轨A的两端均通过固定板安装在框架上；所述丝杠A的后端部通过联轴器与固定安装在框架上的电机B相连接；所述导风管为矩形弯管结构，其与管路B连接的一端为圆形管道接口，且所述导风管的前侧为矩形结构，所述导风管分别朝向拾取口的内侧。

进一步的，所述魔术贴传送机构包括电机C、同步带A、带轮A、带轮B、转轴A、转轴B、魔术贴传送带、支撑板B和支撑板C；所述魔术贴传送带为表面带有粘附层的带结构，便于将羽毛球吸附在传送带上，所述魔术贴传送带的两侧分别安装在转轴A与转轴B上；所述的支撑板B为铝合金板状结构，分别安装在魔术贴传送带两侧的框架上；所述转轴A转动连接在拾取口的底部之间；所述转轴B转动连接在支撑板B之间，且所述转轴B的一端安装有带轮A；所述带轮A通过同步带A与安装在电机C输出轴上的带轮B相连；所述支撑板C为铝合金板结构，其固定安装在框架内的中下部，且所述支撑板C的外侧设置有安装电机C的法兰式结构。

进一步的，所述同步带传送机构包括电机D、同步带B，带轮C、带轮D、同步带轴系A、同步带轴系B、呈递台、限位板、同步带C和分流板；所述电机D设置在电机C下方，且所述电机D安装在支撑板C的法兰结构上；所述同步带B的一端与安装在电机D输出轴上的带轮C相连，另一端与安装在转轴C上的带轮D相连；所述转轴C位于同步带轴系A当中，其上安装有n个带轮E，所述带轮D安装在转轴C一侧的末端；所述同步带轴系B主要包括转轴D和n个带轮F，所述同步带轴系A和同步带轴系B均安装在支撑板B之间；所述限位板为铝合金板状结构，数量为2n个，每两个限位板为一组，且所述每组限位板的一端均等距安装在同步带轴系A上，所述每组限位板的另一端均设有耙齿状结构，且每组限位板的后端部之间均安装有带轮G；所述呈递台安装在各组限位板底部，所述呈递台为长条形板状结构，且上表面设有n个凸台结构，用于安装n组限位板，所述呈递台的两端分别安装在两侧支撑板B上；所述同步带C的数量为n条，其分别安装在n组带轮E、带轮F和带轮G上；所述分流板为W型结构，且其中间结构较长，所述分流板安装在同步带轴系A一侧的限位板上部。

进一步的，所述梳齿传送机构包括电机E、带轮H、同步带D、带轮J、转轴E、带轮K、同步带E、带轮L、转轴F、梳齿挡板和皮筋；所述梳齿传送机构共有2套，分别对称竖直安装在框架后端中部左右两侧；所述电机E安装在框架后端下部，所述带轮H安装在电机E的输出轴上，所述带轮H通过同步带D与安装在转轴E上的带轮J相连接；所述的转轴E转动连接在框架后端中底部之间，其中部安装有带轮K，且所述转轴E一侧的外端部安转有带轮J；所述带轮K通过同步带E与安装在转轴F上的带轮L相连接，所述转轴F转动连接在框架后端中上部之间；所述梳齿挡板采用梳齿板状结构，其垂直转动副连接在同步带E上，且所述转动副的两端通过皮筋绷紧。

进一步的，所述伸缩传送机构包括挡板、漏斗、支撑板D、支撑板E、伸缩梁、导流板和变位同步带传送装置；所述挡板为L型板状结构，其对称安装在框架后端顶部且与所述梳齿挡板的位置对应；所述漏斗为上下贯穿的四棱台结构，小口端斜向下安装在挡板的前侧；所述支撑板D为凹形板状结构，其下端通过轴承连接安装在框架内中下部；所述支撑板D的两侧分别与支撑板E的底部固定连接，所述的支撑板E的上部均与伸缩梁固定连接；所述伸缩梁的内侧安装有导流板；所述变位同步传送装置安装在伸缩梁和支撑板D之间。

进一步的，所述变位同步带传送机构包括支撑板F、圆形导轨B、滑块B、电机F、带轮M、同步带F、带轮N、转轴G、带轮P、同步带G、转轴H、转轴J、转轴K、带轮Q和带轮R；所述支撑板F为凹形板状结构，其上设有用于安装电机F和转轴G的法兰结构，所述支撑板F的左右两侧分别通过滑块B与安装支撑板D上左右两侧的圆形导轨B滑动连接；所述圆形导轨B的两端分别与支撑板D和伸缩梁固定连接；所述伸缩梁为矩形套筒结构；所述伸缩梁固定端内侧上部安装有转轴H，所述伸缩梁固定端内侧下部安装有转轴J，且其运动端末端内侧安装有转轴K；所述带轮M安装在电机F的输出轴上，所述带轮M通过同步带F与安装在转轴G上的带轮N相连接；所述转轴G转动连接在支撑板F上端部的法兰结构之间；所述转轴G上还安装有m个带轮P，所述每个带轮P均通过一条同步带G与安装在转轴H上的m个带轮Q、安装在转轴J上的m个带轮R相连接；所述转轴K设置在带轮Q和带轮R之间的下方；所述同步带G呈L形布置。

进一步的，所述的定位机构包括电机G、带轮S、同步带H、带轮T、丝杠B、丝杠螺母B、连接板B、圆形导轨C、滑块C、带轮U、丝杠C、丝杠螺母C、连接板C、圆形导轨D、滑块D、电机H、带轮V、同步带J、带轮W、转轴L、导轨E、滑块E、滑块连接板和定位板；所述带轮S安装在电机G的输出轴上，所述带轮S通过同步带H分别与安装在丝杠B上的带轮T和安装在丝杠C上的带轮U相连；所述丝杠B和丝杠C分别安装在储球机构左右两侧的框架上，且所述丝杠B和丝杠C上分别安装有丝杠螺母B和丝杠螺母C；所述丝杠B上方的框架上安装有圆形导轨C，所述圆形导轨C上安装有滑块C；所述丝杠C上方的框架上安装有圆形导轨D，所述圆形导轨D上安装有滑块D；所述连接板B为“门”字形结构，所述连接板B内侧的上下两端分别与滑块C和丝杠螺母B连接；所述转轴L的一侧转动连接在连接板B的顶部，另一一侧安装有带轮V；所述连接板C为“门”字形结构，所述连接板C内侧的上下两端分别与滑块D和丝杠螺母C连接，所述电机H安装在连接板C的顶部，所述带轮W安装在电机H的输出轴上；所述带轮V和带轮W通过同步带J相连接；所述导轨E的两端分别固定安装在连接板B和连接板C的顶部，且所述导轨E上安装有滑块E；所述滑块连接板为Z形板状结构，其一端固定在滑块E上，且表面设有用于卡紧同步带J的齿状卡紧结构；所述定位板为半圆形板状结构，其圆弧两端分别固定连接在两个伸缩梁活动端的末端上，且所述定位板的圆弧中心处通过转动副与滑块连接板底端相铰接。

进一步的，所述储球机构包括球箱和设置在球箱内的球筒；所述球箱为长方体箱体结构，其内部设有多个用于放置球筒的箱槽，所述球箱可拆卸的内嵌在框架的上部前侧；所述球筒为圆柱形管状结构，用于收纳羽毛球。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明采用魔术贴传送带能够有效增大传送带和羽毛球之间的摩擦力，并通过风力辅助系统将羽毛球能够定向吹入羽毛球拾取口，不必依赖传送带的接触来抓取羽毛球，提高羽毛球回收的成功率；

2、本发明的传送部件均采用柔性传送带进行传送，能够实现羽毛球的连续回收与整理，也能有效避免损伤羽毛球；

3、本发明采用的末级传送带结构可转动和伸缩，能够实现平面两自由度运动，从而实现羽毛球的分筒整理；

4、本发明整体采用双层“回”字形结构布置，极大提高了空间利用率，便于羽毛球捡拾整理机器人穿梭在球场之间。

附图说明

图1是本发明所提出的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人一个实施例的整体结构示意图；

图2是图1去掉外壳后的内部结构示意图；

图3是图2的后侧结构示意图；

图4是风力组件的结构示意图；

图5是传送组件的结构示意图；

图6是图5中的局部结构示意图；

图7是图5中同步带传送机构和梳齿传送机构的内部结构示意图；

图8是图7中同步带传送机构的局部放大结构示意图；

图9是收集组件的结构示意图；

图10是图9中伸缩传动机构的内部结构示意图；

图11是图9中定位机构的结构示意图；

图12是图11中定位机构的局部放大结构示意图；

图13是图11的对向结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指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。

参见图1至图3，给出了本发明所提出的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人的一个实施例的整体结构。该机器人包括支撑组件1、风力组件2、传送组件3、收集组件4和控制系统5；其中，所述传送组件3包括依次设置在支撑组件1中下部的魔术贴传送机构31、同步带传送机构32和梳齿传送机构33；所述收集组件4包括依次设置在支撑组件1上部的伸缩传送机构41、定位机构42和储球机构43；所述风力组件2共设置两套，分别对称安装在传送组件3的左右两侧；所述控制系统5包括PLC控制系统(图中未示出)、显示屏51和操作面板52，所述PLC控制系统、显示屏51和操作面板52均内嵌在支撑组件1的一侧。

所述的支撑组件1包括框架11、外壳12、电机A13、行走轮14、链条15、链轮A16和链轮B17；所述框架11是由型钢和连接件搭建而成的双层长方体框架结构；所述外壳11由多块平板组成，其通过螺栓固定连接在框架11的外部，包覆在机器人最外层，且所述外壳12位于框架11前端底部中心处的部分设置有羽毛球的拾取口121；所述控制系统5内嵌在框架11一侧的外壳12上；所述行走轮14采用轮辐式橡胶轮结构，通过轴承与轴承座安装在框架11底部的四个方向上；所述电机A13分别安装在同一侧的两个行走轮14之间；所述链轮A16固定安装在电机A4的输出轴上，所述链轮B18分别固定安装在每个行走轮14的转轴上；所述链轮A16由电机A13驱动，通过链条16带动前后两端的链轮B17旋转，进而实现对同一侧前后两个行走轮14的驱动和控制，前后两个行走轮14为一组，两组行走轮14对称分布在框架11底部的前后两端。

参见图4，所述风力组件2包括风机21、管路A22、伸缩管路23、管路B24、电机B25、丝杠A26、丝杠螺母A27、连接板A28、圆形导轨A29、滑块A210和导风管211；所述风机21分别固定连接在框架11后端部两侧的中底部；所述伸缩管路23为双层套管结构，可以实现伸长与缩短，所述伸缩管路23的固定端通过法兰结构固定在框架11上，并通过管路A22与风机21相连；所述伸缩管路23的活动端设有法兰结构，通过管路B24与导风管211相连；所述连接板A28为竖向的双层铝合金板状结构，所述连接板A28的中部设和上部设有多个圆形光孔，用于安装丝杠螺母A27和滑块A210，所述连接板A28的下部设有条形板281，所述条形板281的前端与伸缩管路23活动端的法兰结构相连接；所述丝杠螺母A27的内侧安装在丝杠A26上，外侧通过螺栓连接固定在连接板A28的中部；所述滑块A210的内侧安装在圆形导轨A29上，外侧通过螺栓连接固定在连接板A28的上部；所述丝杠A26和圆形导轨A29均通过固定板212安装在框架11上，所述丝杠A26的一端通过联轴器与安装在框架11上电机B25相连接；所述导风管211为矩形弯管结构，其与管路B24连接的一端为圆形管道接口，所述导风管211一侧为矩形结构，所述两侧的导风管211均朝向羽毛球拾取口的内侧；工作时，所述电机B25通过丝杠螺母结构驱动伸缩管路23、管路B24和导风管211向前伸出，所述风机21启动，风力经由管路系统由导风管211向向羽毛球拾取口吹出。

参见图5，所述魔术贴传送机构31包括电机C311、同步带A312、带轮A313、带轮B314、转轴A315、转轴B316、魔术贴传送带317、支撑板B318和支撑板C319；所述魔术贴传送带317为表面带有粘附层的带结构，用于将羽毛球吸附在传送带上，所述魔术贴传送带317的两端分别安装在转轴A315和转轴B316上；所述支撑板B318分别对称的竖向固定连接在框架11内中底部的两侧；所述转轴A315的两端分别通过轴承与轴承座转动连接在框架11前端底部中心处之间，所述转轴A315位于拾取口121底部；所述转轴B316的两端分别通过轴承与轴承座转动连接在两侧支撑板B318之间；所述魔术贴传送带317呈前端低、后端高的倾斜状态；所述转轴B316的一端安装有带轮A314，所述带轮A314通过同步带A312与安装在电机C311输出轴上的带轮B314相连接；所述支撑板B318为铝合金板状结构，其固定安装在魔术贴传送带317两侧的框架11上；所述支撑板C319为铝合金板结构，其顶部固定连接在魔术贴传送带317上方的框架11上，且其底部设置有安装电机的法兰式结构；工作时，所述电机C311通过同步带A312驱动转轴B316转动，进而驱动魔术贴传送带317运动，从而将羽毛球从拾取口121传送至同步带传送机构32上。

参见图6至图8，所述同步带传送机构32包括电机D321、同步带B322，带轮C323、带轮D324、同步带轴系A325、同步带轴系B326、呈递台327、限位板328、同步带C329、分流板3210、转轴C3211、带轮E3212、带轮F3213、转轴D3214、和带轮G3215；所述电机D321安装在所述支撑板C319底部法兰结构上；所述同步带B322的一端与安装在电机D321输出轴上的带轮C323相连接，另一端与安装在转轴C3211上的带轮D324相连接；所述转轴C3211位于同步带轴系A325当中，其外侧安装有n个间隔一定距离的带轮E3212，所述带轮E3212的数量可根据实际工作需要进行调整，所述转轴C3211一侧的末端安装有带轮D324；所述同步带轴系B326主要包括转轴D3214和安装在转轴D3214上的n个带轮F3213；所述同步带轴系A325和同步带轴系B326的两端均安装在支撑板B318之间；所述限位板328为铝合金板状结构，数量设置为2n个，每两个为一组，所述每组限位板328的一端安装在同步带轴系A325上，分别对称连接在每个带轮F3213的两侧，且每组限位板328的另一端均设置有耙齿状结构，且所述每组限位板328设置有耙齿结构的一端均通过带轮G3215连接；所述呈递台327固定在各组限位板328的底部；所述呈递台327为长条形板状结构，且板上设有n个间隔一定距离凸台结构(图中未示出)，用于安装n组限位板328，所述呈递台327的两端分别安装在两侧的支撑板B318上；所述同步带C329的数量设置为n条，分别对应安装在n组带轮E3212、带轮F3213和带轮G3215上；所述分流板3210为“W”型结构，且所述分流板3210中间结构稍长，其安装在靠近同步带轴系A325一侧的限位板328的上部，用于将魔术贴传送带317传送过来的羽毛球分流到不同的同步带C329上；所述电机D321通过同步带B322驱动转轴C3211转动，进而驱动同步带C329转动，从而将羽毛球传送到限位板328的末端，并在每组限位板328耙齿状结构的作用下进行汇集。

所述的梳齿传送机构33包括电机E331、带轮H332、同步带D333、带轮J334、转轴E335、带轮K336、同步带E337、转轴F338、梳齿挡板339、皮筋3310和带轮L3311，所述梳齿传送机构33共设置有两套，两套梳齿传送机构33分别左右对称的竖直安装在框11后端中部；所述电机E331分别对称安装在框架11后端中底部的左右两侧，安装在电机E331输出轴上的带轮H332分别通过同步带D333与安装在转轴E335上的带轮J334相连接；所述转轴E335通过轴承和轴承座安装在框架11后端的中底部，所述转轴E335上安装有带轮K336，所述带轮J334安装在转轴E335一侧的外端；所述带轮K336通过同步带E337与安装在转轴F338上的带轮L3311相连接，所述转轴F338通过轴承和轴承座安装在框架11后端的中上部；所述电机E331通过同步带D333驱动转轴E335转动，进而可以驱动同步带E337转动；所述梳齿挡板339采用与所述限位板328端部耙齿状结构对应的梳齿板状结构，所述梳齿挡板339通过转动副纵向间隔一定距离的安装在同步带E337上并随之运动，转动副的两端采用皮筋3310绷紧，使其运行时能单方向承托羽毛球，将羽毛球从同步带传送机构的限位板328处传送到上端的收集装组件4处。

参见图9至图13，所述伸缩传送机构41包括挡板411、漏斗412、支撑板D413、支撑板E414、伸缩梁415、导流板416和变位同步带传送机构417；所述挡板411为L型板状结构，对应梳齿挡板339的位置对称安装在框架11的顶部后侧；所述梳齿挡板339在挡板411的作用下向下倾斜将羽毛球倒入漏斗412中；所述漏斗412为上下贯穿的四棱台结构，小口斜向下安装在挡板411的前侧；所述支撑板D413为凹形板状结构，其下端通过轴承连接安装在框架11内的中部，所述支撑板D413的左右两侧分别与一块支撑板E414通过螺栓相连接，所述支撑板E414的上部分别通过螺栓连接与伸缩梁415的左右两侧相固定，所述伸缩梁415的内侧安装有向内倾斜的导流板416，可以对羽毛球进行整理。

所述变位同步带传送机构417包括支撑板F4171、圆形导轨B4172、滑块B4173、电机F4174、带轮M4175、同步带F4176、带轮N4177、转轴G4178、带轮P4179、同步带G41710、转轴H41711、转轴J41712、转轴K41713、带轮Q41714和带轮R41715组成；所述支撑板F4171为凹形板状结构，其上部分别设有安装电机F4174和转轴G4178的法兰结构；所述支撑板F4171的两侧分别与安装在其左右两侧的圆形导轨B4172上的滑块B4173相固定；所述圆形导轨B4172的两端分别与支撑板D413和伸缩梁415相固定；所述伸缩梁415为矩形套筒结构，其固定端上侧安装有转轴H41711，下侧安装有转轴K41713，其运动端末端安装有转轴J41712；所述带轮M4175安装在电机F4174的输出轴上，并通过同步带F4176与安装在转轴G4178上的带轮N4177相连接；所述转轴G4178通过轴承和轴承座安装在支撑板F4171的法兰结构上，所述转轴G4178上还安装有m个带轮P4179，所述带轮P4179通过m条同步带G41710与安装在转轴H41711上的m个带轮Q41714、安装在转轴J41712上的m个带轮R41715相连接，其中，所述转轴K41713设置在带轮Q41714和带轮R41715之间，起到同步带的导向作用，所述同步带G41710呈L形布置；工作时，所述电机F4174通过同步带F4176驱动转轴G4178旋转，进而可以带动同步带G41710旋转，将羽毛球从漏斗412传送到定位机构5处；所述伸缩梁415可以伸长和缩短，同时控制同步带G41710的有效工作长度伸长和缩短，由于同步带总长度不变，因此支撑板及其负载部分会沿着圆形导轨B上下滑动。

所述定位机构42包括电机G421、带轮S422、同步带H423、带轮T424、丝杠B425、丝杠螺母B426、连接板B427、圆形导轨C428、滑块C429、带轮U4210、丝杠C4211、丝杠螺母C4212、连接板C4213、圆形导轨D4214、滑块D4215、电机H4216、带轮V4217、同步带J4218、带轮W4219、转轴L4220、导轨E4221、滑块E4222、滑块连接板4223和定位板4224；所述电机G安装在框架11的内中部；所述带轮S422安装在电机G421的输出轴上，所述带轮S422通过同步带H423分别与安装在丝杠B425一端的带轮T424和安装在丝杠C4211一端的带轮U4210相连接；所述丝杠B425和丝杠C4211分别安装在储球机构43左右两侧的框架11上，所述丝杠B425上安装有丝杠螺母B426，所述丝杠C上安装有丝杠螺母C4212；所述丝杠B425上方的框架11上安装有圆形导轨C428和滑块C429，所述丝杠C4211上方的框架11上安装有圆形导轨D4214和滑块D4215；所述连接板B427为“门”字形结构，其两侧板上分别安装有滑块C429和丝杠螺母B426，所述转轴L4220的底端通过轴承连接安装在连接板B427的顶部，且其上端安装有带轮V4217；所述连接板C4213同为“门”字形结构，其两侧板上分别安装有滑块D4215和丝杠螺母C4212，其上部板上安装有电机H4216，且所述电机H4216的输出轴上安装有带轮W4219；所述带轮V4217和带轮W4219之间通过同步带J4218相连接；所述导轨E4221的两端分别固定安装在连接板B427和连接板C4213的顶部，所述导轨E4221上安装有滑块E4222；所述滑块连接板4223为Z形板状结构，其上端固定在滑块E4222上，并设有齿状卡紧结构，用于卡紧在同步带J4218上，随同步带J4218左右移动，其下端与定位板4224的中部通过转动副相连接；所述定位板4224为半圆形板状结构，其圆弧两端分别通过螺栓连接固定在伸缩梁415活动端的末端上，圆弧中心处通过转动副与滑块连接板4223相铰接。

所述储球机构43包括球箱431和l个球筒432，所述球箱431为长方体箱体结构，内设有多个用于放置球筒432的箱槽，所述球箱431可拆卸的内嵌在框架11前端的中上部，收集完成后可以将球箱431取出；所述球筒432为圆柱形管状结构，用于收纳羽毛球；所述电机G421通过同步带H423和储球机构43两侧的丝杠螺母机构可以驱动定位板4224前后移动，所述电机H4216通过同步带J4218可以驱动定位板4224左右移动，两台电机相互配合可以实现定位板4224的平面两自由度移动，进而可以控制羽毛球进入不同的球筒432。

本发明的工作原理如下：拾取羽毛球时，拾取口121两侧的导风管211向前探出，风机21通电开始提供风力；左右两侧的电机A13驱动链轮A15和链轮B16旋转，通过链条15传动带动行走轮14转动，可以行进与转向；移动到羽毛球处时，风机21产生足够的风力，经由导风管211吹出，在风力的作用下，羽毛球会以头朝前，羽毛朝后的方式进入后方魔术贴传送带317；在传动带的传送下，羽毛球抵达后侧同步带传送机构32，并进行分流，然后后方竖直的同步传送带E337开始运作，带动着梳齿挡板339运动；梳齿挡板339呈球上移，运到最上方时，梳齿挡板339受到挡板411限制从而倾斜，羽毛球顺势滑下，经过下端漏斗412聚拢，进入下方伸缩传送机构41，所述梳齿挡板339受皮筋3310拉力作用恢复原状；羽毛球由所述伸缩传送机构41内的各同步带传送至伸缩梁415末端，最后通过定位板4224后掉落进球筒432中，完成羽毛球的收集过程；所述球筒432可采用光电传感器计数，装满一个球筒432后，所述定位机构42即可控制定位板4224带动伸缩梁415的前端对准下一个空球筒432，完成球筒432的转换与羽毛球的连续收集。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，其特征在于：所述机器人包括支撑组件、风力组件、传送组件、收集组件和控制系统；

所述风力组件分别对称设置在支撑组件内下部的左右两侧，且所述风力组件的前后两端分别与支撑组件的前后两端固定连接；

所述传送组件包括魔术贴传送机构、同步带传送机构和梳齿传送机构；所述魔术贴传送机构设置在支撑组件内的下部区域，且其前端部向下延伸至支撑组件前端的中底部；所述同步带传送机构对应设置在魔术贴传送机构的后端部；所述梳齿传送机构对应设置在同步带传送机构的后端部，且所述梳齿传送机构固定连接在支撑组件后端的中部；

所述收集组件包括伸缩传送机构、储球机构和定位机构；所述伸缩传送机构对应设置在梳齿传送机构上端部的前侧；所述储球机构对应设置在伸缩传送机构的前端部；所述定位机构设置在储球机构的左右两侧；

所述控制系统包括PLC控制系统、显示屏和操作面板；所述PLC控制系统、显示屏和操作面板均内嵌在支撑组件的一侧；

所述支撑组件包括框架、外壳、电机A、行走轮、链条、链轮A和链轮B；所述外壳由多块平板构成，分别固定包裹在所述框架的外部，且所述外壳位于框架前端底部中心处的部分设置有羽毛球的拾取口；所述行走轮分别转动连接在所述框架底部的四个方向上；所述电机A分别固定连接在同一侧的两个行走轮之间；所述链轮A固定安装在电机A的输出轴上，所述链轮B分别固定安装在四个行走轮的转轴上；所述同一侧的链轮A和链轮B之间均通过链条连接；

所述梳齿传送机构包括电机E、带轮H、同步带D、带轮J、转轴E、带轮K、同步带E、带轮L、转轴F、梳齿挡板和皮筋；所述梳齿传送机构共有2套，分别对称竖直安装在框架后端中部左右两侧；所述电机E安装在框架后端下部，所述带轮H安装在电机E的输出轴上，所述带轮H通过同步带D与安装在转轴E上的带轮J相连接；所述的转轴E转动连接在框架后端中底部之间，其中部安装有带轮K，且所述转轴E一侧的外端部安转有带轮J；所述带轮K通过同步带E与安装在转轴F上的带轮L相连接，所述转轴F转动连接在框架后端中上部之间；所述梳齿挡板采用梳齿板状结构，其垂直转动副连接在同步带E上，且所述转动副的两端通过皮筋绷紧；

所述伸缩传送机构包括挡板、漏斗、支撑板D、支撑板E、伸缩梁、导流板和变位同步带传送机构；所述挡板为L型板状结构，其对称安装在框架后端顶部且与所述梳齿挡板的位置对应；所述漏斗为上下贯穿的四棱台结构，小口端斜向下安装在挡板的前侧；所述支撑板D为凹形板状结构，其下端通过轴承连接安装在框架内中下部；所述支撑板D的两侧分别与支撑板E的底部固定连接，所述的支撑板E的上部均与伸缩梁固定连接；所述伸缩梁的内侧安装有导流板；所述变位同步带传送机构安装在伸缩梁和支撑板D之间；

所述变位同步带传送机构包括支撑板F、圆形导轨B、滑块B、电机F、带轮M、同步带F、带轮N、转轴G、带轮P、同步带G、转轴H、转轴J、转轴K、带轮Q和带轮R；所述支撑板F为凹形板状结构，其上设有用于安装电机F和转轴G的法兰结构，所述支撑板F的左右两侧分别通过滑块B与安装支撑板D上左右两侧的圆形导轨B滑动连接；所述圆形导轨B的两端分别与支撑板D和伸缩梁固定连接；所述伸缩梁为矩形套筒结构；所述伸缩梁固定端内侧上部安装有转轴H，所述伸缩梁固定端内侧下部安装有转轴J，且其运动端末端内侧安装有转轴K；所述带轮M安装在电机F的输出轴上，所述带轮M通过同步带F与安装在转轴G上的带轮N相连接；所述转轴G转动连接在支撑板F上端部的法兰结构之间；所述转轴G上还安装有m个带轮P，所述每个带轮P均通过一条同步带G与安装在转轴H上的m个带轮Q、安装在转轴J上的m个带轮R相连接；所述转轴K设置在带轮Q和带轮R之间的下方；所述同步带G呈L形布置。

2.根据权利要求1所述的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，其特征在于：所述风力组件包括风机、管路A、伸缩管路、管路B、电机B、丝杠A、丝杠螺母A、连接板A、圆形导轨A、滑块A和导风管；所述伸缩管路为双层套管结构，可实现伸长与缩短，所述伸缩管路的固定端通过法兰结构与框架固定连接，并通过管路A与风机相连，所述伸缩管路的活动端通过法兰结构与管路B相连，所述导风管与管路B的前端部相连；所述风机分别固定在框架后端中部的左右两侧；所述连接板A为竖向双层铝合金板状结构，所述连接板A的中部和上部分别设有用于安装丝杠螺母和圆形滑块的圆形光孔，所述连接板A的下部设有条形板，所述条形板的前端与伸缩管路活动端的法兰结构连接；所述丝杠螺母A的内侧安装在丝杠A上，所述丝杠螺母A的外侧通过螺栓固定在连接板A的中部；所述滑块A的内侧安装在圆形导轨A上，所述滑块A的外侧通过螺栓固定在连接板A的上部；所述丝杠A和圆形导轨A的两端均通过固定板安装在框架上；所述丝杠A的后端部通过联轴器与固定安装在框架上的电机B相连接；所述导风管为矩形弯管结构，其与管路B连接的一端为圆形管道接口，且所述导风管的前侧为矩形结构，所述导风管分别朝向拾取口的内侧。

3.根据权利要求1所述的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，其特征在于：所述魔术贴传送机构包括电机C、同步带A、带轮A、带轮B、转轴A、转轴B、魔术贴传送带、支撑板B和支撑板C；所述魔术贴传送带为表面带有粘附层的带结构，便于将羽毛球吸附在传送带上，所述魔术贴传送带的两侧分别安装在转轴A与转轴B上；所述的支撑板B为铝合金板状结构，分别安装在魔术贴传送带两侧的框架上；所述转轴A转动连接在拾取口的底部之间；所述转轴B转动连接在支撑板B之间，且所述转轴B的一端安装有带轮A；所述带轮A通过同步带A与安装在电机C输出轴上的带轮B相连；所述支撑板C为铝合金板结构，其固定安装在框架内的中下部，且所述支撑板C的外侧设置有安装电机C的法兰式结构。

4.根据权利要求3所述的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，其特征在于：所述同步带传送机构包括电机D、同步带B，带轮C、带轮D、同步带轴系A、同步带轴系B、呈递台、限位板、同步带C和分流板；所述电机D设置在电机C下方，且所述电机D安装在支撑板C的法兰结构上；所述同步带B的一端与安装在电机D输出轴上的带轮C相连，另一端与安装在转轴C上的带轮D相连；所述转轴C位于同步带轴系A当中，其上安装有n个带轮E，所述带轮D安装在转轴C一侧的末端；所述同步带轴系B主要包括转轴D和n个带轮F，所述同步带轴系A和同步带轴系B均安装在支撑板B之间；所述限位板为铝合金板状结构，数量为2n个，每两个限位板为一组，且所述每组限位板的一端均等距安装在同步带轴系A上，所述每组限位板的另一端均设有耙齿状结构，且每组限位板的后端部之间均安装有带轮G；所述呈递台安装在各组限位板底部，所述呈递台为长条形板状结构，且上表面设有n个凸台结构，用于安装n组限位板，所述呈递台的两端分别安装在两侧支撑板B上；所述同步带C的数量为n条，其分别安装在n组带轮E、带轮F和带轮G上；所述分流板为W型结构，且其中间结构较长，所述分流板安装在同步带轴系A一侧的限位板上部。

5.根据权利要求1所述的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，其特征在于：所述的定位机构包括电机G、带轮S、同步带H、带轮T、丝杠B、丝杠螺母B、连接板B、圆形导轨C、滑块C、带轮U、丝杠C、丝杠螺母C、连接板C、圆形导轨D、滑块D、电机H、带轮V、同步带J、带轮W、转轴L、导轨E、滑块E、滑块连接板和定位板；所述带轮S安装在电机G的输出轴上，所述带轮S通过同步带H分别与安装在丝杠B上的带轮T和安装在丝杠C上的带轮U相连；所述丝杠B和丝杠C分别安装在储球机构左右两侧的框架上，且所述丝杠B和丝杠C上分别安装有丝杠螺母B和丝杠螺母C；所述丝杠B上方的框架上安装有圆形导轨C，所述圆形导轨C上安装有滑块C；所述丝杠C上方的框架上安装有圆形导轨D，所述圆形导轨D上安装有滑块D；所述连接板B为“门”字形结构，所述连接板B内侧的上下两端分别与滑块C和丝杠螺母B连接；所述转轴L的一侧转动连接在连接板B的顶部，另一一侧安装有带轮V；所述连接板C为“门”字形结构，所述连接板C内侧的上下两端分别与滑块D和丝杠螺母C连接，所述电机H安装在连接板C的顶部，所述带轮W安装在电机H的输出轴上；所述带轮V和带轮W通过同步带J相连接；所述导轨E的两端分别固定安装在连接板B和连接板C的顶部，且所述导轨E上安装有滑块E；所述滑块连接板为Z形板状结构，其一端固定在滑块E上，且表面设有用于卡紧同步带J的齿状卡紧结构；所述定位板为半圆形板状结构，其圆弧两端分别固定连接在两个伸缩梁活动端的末端上，且所述定位板的圆弧中心处通过转动副与滑块连接板底端相铰接。

6.根据权利要求1所述的一种风力辅助型羽毛球连续捡拾整理机器人，其特征在于：所述储球机构包括球箱和设置在球箱内的球筒；所述球箱为长方体箱体结构，其内部设有多个用于放置球筒的箱槽，所述球箱可拆卸的内嵌在框架的上部前侧；所述球筒为圆柱形管状结构，用于收纳羽毛球。

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