CN112169278B - 一种用于网球运动训练中的网球拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了体育训练设备技术领域的一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，包括自动行走小车，自动行走小车的车厢架上安装有图像传感器和控制器，车厢架的前端设有进球口，进球口的底部设置有拾球轨道，拾球轨道的一端延伸至地面处，拾球轨道的另一端连接在分球装置的输入端上，分球装置的输出端连接有输送装置的进料端，输送装置的出料端连接有储球盒，进球口的中部设置有用于将球导入到拾球轨道的导球装置，通过导球装置内的弧型弹簧条配合发条弹簧大范围内拾球清理。该发明结构简单，可以便于对网球的拾取，且能够显著提高对网球的拾取效率。

Description

一种用于网球运动训练中的网球拾取装置

技术领域

本发明涉及体育训练设备技术领域，具体是一种用于网球运动训练中的网球拾取装置。

背景技术

网球运动是一种球类运动，通常在两个单打球员或两对组合之间进行。球员在网球场上隔着球网用网球拍击打网球，网球运动的由来和发展可以用四句话来概括：孕育在法国，诞生在英国，开始普及和形成高潮在美国，现在盛行全世界，被称为世界第二大球类运动，在进行网球运动中，网球的散落需要用到对应的拾取设备来完成捡球的动作，所以，一般在教学结束后或者教学中，场地中会有很多网球，如果依靠人弯腰去捡，对于运动了一节课的学生的来说，这会是累上加累，如果是教学中的话，也会影响到学生的训练时间和训练的热情。

现有拾球装置要么只能单个球单个球的拾取，例如专利号CN201921524667.6公布的一种网球训练用网球拾取装置，要么需要手动部分较多，比如发现地上有网球时，还需要将机器对正到网球的拾取位置，才能将网球拾取到机器内，并不能进行一种自动广泛的拾球模式，这样同样会造成操作者的麻烦，如果能够结合物流行业常用的自动分拣小车的自动分拣技术，实现对网球的大范围自动拾取的功能，那么不仅会提高拾球效率，同样能够很大程度的减缓使用者的劳动强度，使得网球训练课能够是在真正的训练中度过的，而不是再花一半或者一大半的时间去拾球而浪费掉本应该休息的时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，以解决上述背景技术中提出现有网球拾取装置拾取效率较低和不便于对网球的拾取的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，包括自动行走小车，所述自动行走小车的车厢架上安装有图像传感器和控制器，所述车厢架的前端设有进球口，所述进球口的底部设置有拾球轨道，所述拾球轨道的一端延伸至地面处，所述拾球轨道的另一端连接在分球装置的输入端上，所述分球装置的输出端连接有输送装置的进料端，所述输送装置的出料端连接有储球盒，所述进球口的中部设置有用于将球导入到拾球轨道的导球装置，所述导球装置包括连接在进球口中部的固定杆，所述固定杆的中部转动连接有壳体的一端，所述壳体的另一端上转动连接有导向圆杆的一端，所述导向圆杆的另一端转动连接在拾球电机的安装板上，所述拾球电机的输出端通过联轴器固定连接有转杆的一端，所述转杆的另一端穿过壳体且转动连接在壳体的内壁上，所述壳体内的转杆上连接有两个对称且旋向相同的发条弹簧的一端，两个所述发条弹簧的另一端分别连接在弧型弹簧条的两端，所述弧型弹簧条的中部穿过所述壳体的两侧，所述联轴器的外圈设置有至少两条带槽，两条所述带槽上分别连接有两条驱动带的一端，两条所述驱动带的另一端分别经过导向圆杆导向后连接在车厢架的两侧。

作为本发明进一步的方案：所述输送装置包括履带式输送带，所述履带式输送带啮合连接在至少两根转轴上，两根所述转轴的两端均转动连接在车厢架上，且其中一根所述转轴通过连接在车厢架上的步进电机驱动连接，所述履带式输送带的上表面设置有多组阵列分布的L型的接球板，所述接球板与履带式输送带的上表面之间设置有用于容纳网球的间隙，所述履带式输送带的两侧设置有挡板。这里的输送装置可以使得网球在拾球过后流转更顺畅，因组阵列分布的L型的接球板就可以分批次的储存弧型弹簧条每次拾取到不同数量的网球，且能够将这些网球最后都导入到储球盒中，而不用在弧型弹簧条每次拾取过后，都要将积留在拾球轨道输出端的小球或者积留在分球装置上的小球每次人工清理，使得提高了拾取装置的运输效率，以及减小了人工工作量，使其一次连续工作时长增加

所述转轴为三根，且三根所述转轴的轴线平行且位于同一截面的轴心连线为三角形，所述履带式输送带的输出端的向入球端方向倾斜。这样可以提高上述输送装置的稳定性，及能够便于后面的储球盒接球，减小自动小车的高度

作为本发明再进一步的方案：所述分球装置包括分球盒，所述分球盒的底部设置承载板，所述承载板的下方连接有称重传感器，所述称重传感器固定连接在安装板上，所述安装板的下表面设置有多组顶杆，多组所述顶杆的下端穿过分球盒的底部且分别接触连接有多组偏心轮，多组所述偏心轮设置在轮轴上，所述轮轴通过齿轮和齿带连接在所述转轴的一端，多组所述偏心轮的行程与履带式输送带的步进行程相对应，所述轮轴与转轴的转动角度相协同。该分球装置的结构可以进一步配合输送装置以及导球装置来提高分球位置处的分球效率，从而进一步提高整体的拾球效率。

所述分球盒的进料端位于拾球轨道的输出端下方，所述分球盒的出料端位于接球板与履带式输送带的上表面之间的用于容纳网球的间隙的上方，所述分球盒的进料端的高度高于出料端的高度。该分球盒可以方便网球从分球盒内流转从而进一步提高该位置处的分球效率。

所述储球盒的进料端位于履带式输送带的输出端的下方，所述储球盒与所述车厢架之间设置有锁紧扣，所述储球盒的底部设置在滚轮上，所述滚轮通过滚轮轴连接在车厢架上。这样不仅使得储球盒接球时稳定，还可以方便储球盒的拉出倾倒操作。

作为本发明再进一步的方案：所述发条弹簧上连接有多组弧型弹簧条，多组所述弧型弹簧条用于网球端之间距离均匀排布且大于网球大小。这样就可以使得一次经过多组弧型弹簧条网的球更多，实现一次清理的范围增大。

作为本发明再进一步的方案：所述转杆转动连接于壳体的位置处设置有轴承。轴承起到便于转动和连接转杆和壳体的作用。

作为本发明再进一步的方案：两条所述驱动带的另一端分别卷绕在两个调节轴上，两个所述调节轴分别转动连接在车厢架的两侧壁上，两个所述调节轴均通过伺服电机驱动调节转角或锁定。设置调节轴和伺服电机主要是为了实现主动放线和主动调节的功能，使得可以适应拾取不同的网球以及别的球，以及主动调节拾取网球时弧型弹簧的拾取角度。

为了便于使用以及更好的解决背景技术中提到的技术问题，本发明还提供一种用于网球运动训练中的网球拾取装置使用方法，包括以下步骤，S1、启动自动行走小车使其通过遥控装置或者自动设定运动的轨迹在训练场上行走，通过安装在车厢架上的图像传感器拾取小球的图像信号，并传输给控制器，所述控制器在接受拾取信号后控制拾球电机转动，所述拾球电机转动带动发条弹簧收紧，发条弹簧的收紧带动弧型弹簧条回卷入壳体内，同时联轴器带动两条驱动带卷绕，带动拾球电机升高到一定高度，带动弧型弹簧条一边下压将网球囊人弧型弹簧条内，一边回缩带动网球进入到拾球轨道内，通过拾球轨道的导向作用使得网球落入到分球装置上；S2、控制器控制拾球电机反转，带动发条弹簧回位，弧型弹簧条回到初始位置，待下一发现网球点重复步骤操作；S3、当分球装置内积存定量的网球过后，将球分入到输送装置，通过输送装置的输送，将网球导入到储球盒内，完成对地面上的网球的完全回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过安装在车厢架上的图像传感器拾取小球的图像信号，并传输给控制器，所述控制器在接受拾取信号后控制拾球电机转动，所述拾球电机转动带动发条弹簧收紧，发条弹簧的收紧带动弧型弹簧条回卷入壳体内，同时联轴器带动两条驱动带卷绕，带动拾球电机升高到一定高度，带动弧型弹簧条一边下压将网球囊人弧型弹簧条内，一边回缩带动网球进入到拾球轨道内，通过拾球轨道的导向作用使得网球落入到分球装置上；控制器控制拾球电机反转，带动发条弹簧回位，弧型弹簧条回到初始位置，待下一发现网球点重复上述S1操作；当分球装置内积存定量的网球过后，将球分入到输送装置，通过输送装置的输送，将网球导入到储球盒内，完成对地面上的网球的完全回收，弧型弹簧条的收球操作，使得一次收球的量加大，同时结构简单，便于操作。

2、本发明中，通过输送装置中履带式输送带运行，多组阵列分布的L型的接球板就可以分批次的储存弧型弹簧条每次拾取到不同数量的网球，且能够将这些网球最后都导入到储球盒中，而不用在弧型弹簧条每次拾取过后，都要将积留在拾球轨道输出端的小球或者积留在分球装置上的小球每次人工清理，使得提高了拾取装置的运输效率，以及减小了人工工作量，使其一次连续工作时长增加；通过分球装置和储球盒位置处的结构也能进一步提高分球装置处的分球效率和球流转效率，从而提高一次拾球操作的效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中车厢架的连接示意图；

图3为本发明内部结构连接示意图；

图4为本发明中分球盒的底部连接示意图；

图5为图4中A处放大示意图；

图6为图3中B处放大示意图；

图7为本发明中弧型弹簧条正视连接示意图；

图8为本发明中发条弹簧连接示意图。

图中：1、自动行走小车；101、车厢架；102、进球口；103、锁紧扣；104、滚轮；2、图像传感器；3、控制器；4、拾球轨道；5、分球装置；501、分球盒；502、承载板；503、称重传感器；504、安装板；505、顶杆；506、偏心轮；507、轮轴；6、输送装置；601、履带式输送带；602、转轴；603、步进电机；604、接球板；605、挡板；7、储球盒；8、导球装置；801、固定杆；802、壳体；803、导向圆杆；804、拾球电机；805、联轴器；806、转杆；807、发条弹簧；808、弧型弹簧条；809、带槽；810、驱动带；811、调节轴；812、伺服电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，请参阅图1～8，一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，包括自动行走小车1，自动行走小车1的车厢架上安装有图像传感器2和控制器3，车厢架101的前端设有进球口102，进球口102的底部设置有拾球轨道4，拾球轨道4的一端延伸至地面处，拾球轨道4的另一端连接在分球装置5的输入端上，分球装置5的输出端连接有输送装置6的进料端，输送装置6的出料端连接有储球盒7，进球口102的中部设置有用于将球导入到拾球轨道4的导球装置8，导球装置8包括连接在进球口102中部的固定杆801，固定杆801的中部转动连接有壳体802的一端，壳体802的另一端上转动连接有导向圆杆803的一端，导向圆杆803的另一端转动连接在拾球电机804的安装板504上，拾球电机804的输出端通过联轴器805固定连接有转杆806的一端，转杆806的另一端穿过壳体802且转动连接在壳体802的内壁上，壳体802内的转杆806上连接有两个对称且旋向相同的发条弹簧807的一端，两个发条弹簧807的另一端分别连接在弧型弹簧条的两端，弧型弹簧条808的中部穿过壳体802的两侧，联轴器805的外圈设置有至少两条带槽809，两条带槽809上分别连接有两条驱动带810的一端，两条驱动带810的另一端分别经过导向圆杆803导向后连接在车厢架101的两侧。

其使用方法具体为，S1、启动自动行走小车1使其通过遥控装置或者自动设定运动的轨迹在训练场上行走，通过安装在车厢架101上的图像传感器2拾取小球的图像信号，并传输给控制器3，控制器3在接受拾取信号后控制拾球电机804转动，拾球电机804转动带动发条弹簧807收紧，发条弹簧807的收紧带动弧型弹簧条808回卷入壳体802内，同时联轴器805带动两条驱动带810卷绕，带动拾球电机升高到一定高度，带动弧型弹簧条808一边下压将网球囊人弧型弹簧条808内，一边回缩带动网球进入到拾球轨道4内，通过拾球轨道4的导向作用使得网球落入到分球装置5上；S2、控制器3控制拾球电机804反转，带动发条弹簧807回位，弧型弹簧条808回到初始位置，待下一发现网球点重复步骤1操作；S3、当分球装置5内积存定量的网球过后，将球分入到输送装置6，通过输送装置6的输送，将网球导入到储球盒7内，完成对地面上的网球的完全回收。

这里的分球装置5和输送装置6主要起到进一步归集网球的作用，使得网球能够顺利的进入到储球盒7内，使得储球盒7内一次收入的网球数量较多，减小自动行走小车1的来回拾球的时间，使得拾球电机804可连续工作的时长增加，提高拾球效率，这里的分球装置5可以是分球的袋子，当一袋球装满过后，就可以掉入到输送装置6上，控制输送装置6如输送小车输送走就可以了，但这样需要人工换袋次数较多，且该网球拾取装置连续工作能力不是很好，效率相对不是较高。

为了方便转杆806的转动，转杆806转动连接于壳体802的位置处设置有轴承。

为了适应不同大小的网球，以及方便调节拾球电机804的抬起高度，已使得弧型弹簧条位于较合适的拾球高度区间内去拾球，两条驱动带810的另一端分别卷绕在两个调节轴811上，两个调节轴811分别转动连接在车厢架101的两侧壁上，两个调节轴811均通过伺服电机812驱动调节转角或锁定。伺服电机812可以实现对驱动带810带动的另一端主动卷绕，且能控制卷绕长度，从而控制拾球电机804的抬起高度。

实施例2，是对实施例1中输送装置6和分球装置5的进一步改进，以使得该装置能够连续工作时长较长，一次循环工作期间连续性好。

输送装置6包括履带式输送带601，履带式输送带601啮合连接在至少两根转轴602上，两根转轴602的两端均转动连接在车厢架101，且其中一根转轴602通过连接在车厢架101上的步进电机603驱动连接，履带式输送带601的上表面设置有多组阵列分布的L型的接球板604，接球板604与履带式输送带601的上表面之间设置有用于容纳网球的间隙，履带式输送带601的两侧设置有挡板605，挡板605可以防止网球掉落到车厢架101内。多组阵列分布的L型的接球板604就可以分批次的储存弧型弹簧条808每次拾取到不同数量的网球，且能够将这些网球最后都导入到储球盒7中，而不用在弧型弹簧条808每次拾取过后，都要将积留在拾球轨道4输出端的小球或者积留在分球装置5上的小球每次人工清理，使得提高了拾取装置的运输效率，以及减小了人工工作量，使其一次连续工作时长增加。

为了使得履带式输送带601的输送稳定性较好，输送时较为平稳，且L型的接球板604上储球量较好，将转轴602设置为三根，且三根转轴602的轴线平行且同一截面连线为三角形，履带式输送带601的输出端的向入球端方向倾斜，因为三角形的稳定性较好，同时可以增大履带式输送带601的长度，使得一次输送量增大，同时履带式输送带601的输出端的向入球端方向倾斜可以使得网球能够在达到最高点后迅速滑入到储球盒7内，同时这样也方便储球盒7的布置，使其能够较大范围的接到球。

为了进一步提高分球装置5位置处的效率，使得分球装置5包括分球盒501，分球盒501的底部设置承载板502，承载板502的下方连接有称重传感器503，称重传感器503固定连接在安装板504上，安装板504的下表面设置有多组顶杆505，多组顶杆505的下端穿过分球盒501的底部且分别接触连接有多组偏心轮506，多组偏心轮506设置在轮轴507上，轮轴507通过齿轮和齿带连接在转轴602的一端，多组偏心轮506的行程与履带式输送带601的行程相对应，轮轴507与转轴602的转动角度相协同，这样当网球到达分球盒501后，就可以先简单借助分球盒501的储球功能，当承载板502上网球储存到一定量时，就可以控制步进电机603驱动转轴602，转轴602带动履带式输送带601上的L型接球板604位于分球盒501的输出端的下方，同时带动轮轴507转动，轮轴507带动其上的偏心轮506旋转，偏心轮506带动顶杆505上升，顶起安装板504以及承载板502，承载板502将网球顶出分球盒501，使之掉落到L型的接球板604上，由接球板604护送，在履带式输送带601上运转，当网球大部分掉入到L型接球板604后，轮轴507在步进电机603的带动下回转到初始位置，待下一次分球盒501内的球达到一定数量时，又控制步进电机603动作，重复上述分球操作，这样就可以使得网球不会在拾球轨道4或者分球装置5上积存，使得网球拾取操作达到一个可较大范围时间内持续流转的作用，这样可以提高拾取网球持续性，以提高拾球网球的效率。

为了方便网球从分球盒501内流转，进一步的，分球盒501的进料端位于拾球轨道的输出端下方，分球盒501的出料端位于接球板604与履带式输送带601的上表面之间的用于容纳网球的间隙的上方，分球盒501的进料端的高度高于出料端的高度，这样网球可以从较矮的一端流向到输送装置6上。

为了方便储球盒7稳定接球，以及方便储球盒7内的网球的倾倒，提高拾球后的处理效率，进一步的，储球盒7的进料端位于履带式输送带601的输出端的下方，储球盒7与车厢架101之间设置有锁紧扣103，储球盒7的底部设置在滚轮104上，滚轮104通过滚轮轴连接在车厢架101上，锁紧扣103使得储球盒7在接球位置不易于滑动，能够稳定接球，只有在需要倾倒时，将锁紧扣103解扣即可将接球盒从滚轮104上滑出，完成对网球倾倒。

为了提高一次拾球量，提高拾球效率，进一步的，发条弹簧807上连接有多组弧型弹簧条，多组弧型弹簧条808用于网球端之间距离均匀排布且大于网球大小。

以上所述，仅为本发明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 (6)

1.一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，包括自动行走小车(1)，所述自动行走小车(1)的车厢架(101)上安装有图像传感器(2)和控制器(3)，其特征在于：所述车厢架(101)的前端设有进球口(102)，所述进球口(102)的底部设置有拾球轨道(4)，所述拾球轨道(4)的一端延伸至地面处，所述拾球轨道(4)的另一端连接在分球装置(5)的输入端上，所述分球装置(5)的输出端连接有输送装置(6)的进料端，所述输送装置(6)的出料端连接有储球盒(7)，所述进球口(102)的中部设置有用于将球导入到拾球轨道(4)的导球装置(8)，所述导球装置(8)包括连接在进球口(102)中部的固定杆(801)，所述固定杆(801)的中部转动连接有壳体(802)的一端，所述壳体(802)的另一端上转动连接有导向圆杆(803)的一端，所述导向圆杆(803)的另一端转动连接在拾球电机(804)的安装板(504)上，所述拾球电机(804)的输出端通过联轴器(805)固定连接有转杆(806)的一端，所述转杆(806)的另一端穿过壳体(802)且转动连接在壳体(802)的内壁上，所述壳体(802)内的转杆(806)上连接有两个对称且旋向相同的发条弹簧(807)的一端，两个所述发条弹簧(807)的另一端分别连接在弧型弹簧条(808)的两端，所述弧型弹簧条(808)的中部穿过所述壳体(802)的两侧，所述联轴器(805)的外圈设置有至少两条带槽(809)，两条所述带槽(809)上分别连接有两条驱动带(810)的一端，两条所述驱动带(810)的另一端分别经过导向圆杆(803)导向后连接在车厢架(101)的两侧；

所述分球装置(5)包括分球盒(501)，所述分球盒(501)的底部设置承载板(502)，所述承载板(502)的下方连接有称重传感器(503)，所述称重传感器(503)固定连接在安装板(504)上，所述安装板(504)的下表面设置有多组顶杆(505)，多组所述顶杆(505)的下端穿过分球盒(501)的底部且分别接触连接有多组偏心轮(506)，多组所述偏心轮(506)设置在轮轴(507)上，所述轮轴(507)通过齿轮和齿带连接在转轴(602)的一端，多组所述偏心轮(506)的行程与履带式输送带(601)的步进行程相对应，所述轮轴(507)与转轴(602)的转动角度相协同；

所述发条弹簧(807)上连接有多组弧型弹簧条(808)，多组所述弧型弹簧条(808)用于网球端之间距离均匀排布且大于网球大小；

所述转杆(806)转动连接于壳体(802)的位置处设置有轴承；

两条所述驱动带(810)的另一端分别卷绕在两个调节轴(811)上，两个所述调节轴(811)分别转动连接在车厢架(101)的两侧壁上，两个所述调节轴(811)均通过伺服电机(812)驱动调节转角或锁定。

2.根据权利要求1所述的一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，其特征在于：所述输送装置(6)包括履带式输送带(601)，所述履带式输送带(601)啮合连接在至少两根转轴(602)上，两根所述转轴(602)的两端均转动连接在车厢架(101)上，且其中一根所述转轴(602)通过连接在车厢架(101)上的步进电机(603)驱动连接，所述履带式输送带(601)的上表面设置有多组阵列分布的L型的接球板(604)，所述接球板(604)与履带式输送带(601)的上表面之间设置有用于容纳网球的间隙，所述履带式输送带(601)的两侧设置有挡板(605)。

3.根据权利要求2所述的一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，其特征在于：所述转轴(602)为三根，且三根所述转轴(602)的轴线平行且位于同一截面的轴心连线为三角形，所述履带式输送带(601)的输出端向入球端方向倾斜。

4.根据权利要求1所述的一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，其特征在于：所述分球盒(501)的进料端位于拾球轨道(4)的输出端下方，所述分球盒(501)的出料端位于接球板(604)与履带式输送带(601)的上表面之间的用于容纳网球的间隙的上方，所述分球盒(501)的进料端的高度高于出料端的高度。

5.根据权利要求4所述的一种用于网球运动训练中的网球拾取装置，其特征在于：所述储球盒(7)的进料端位于履带式输送带(601)的输出端的下方，所述储球盒(7)与所述车厢架(101)之间设置有锁紧扣(103)，所述储球盒(7)的底部设置在滚轮(104)上，所述滚轮(104)通过滚轮轴连接在车厢架(101)上。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种用于网球运动训练中的网球拾取装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、启动自动行走小车(1)使其通过遥控装置或者自动设定运动的轨迹在训练场上行走，通过安装在车厢架(101)上的图像传感器(2)拾取小球的图像信号，并传输给控制器(3)，所述控制器(3)在接受拾取信号后控制拾球电机(804)转动，所述拾球电机(804)转动带动发条弹簧(807)收紧，发条弹簧(807)的收紧带动弧型弹簧条(808)回卷入壳体(802)内，同时联轴器(805)带动两条驱动带(810)卷绕，带动拾球电机(804)升高到一定高度，带动弧型弹簧条(808)一边下压将网球囊人弧型弹簧条(808)内，一边回缩带动网球进入到拾球轨道(4)内，通过拾球轨道(4)的导向作用使得网球落入到分球装置(5)上；S2、控制器(3)控制拾球电机(804)反转，带动发条弹簧(807)回位，弧型弹簧条(808)回到初始位置，待下一发现网球点重复步骤1操作；S3、当分球装置(5)内积存定量的网球过后，将球分入到输送装置(6)，通过输送装置(6)的输送，将网球导入到储球盒(7)内，完成对地面上的网球的完全回收。

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