CN112657150A - 一种球场自动集球机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球场自动集球机器人，涉及到机器人技术领域，尤其涉及到一种球场自动集球机器人，包括行走机构、搜集机构、储球卸球机构、视觉云台和机架，机架的每一侧的下端分别设有一行走机构，机架的一端设有搜集机构，机架的另一端设有储球卸球机构，机架的另一端的上端设有一视觉云台；其中，搜集机构包括：护罩，护罩的一侧设有开口，滚筒，滚筒通过转动轴可转动地设于护罩内；第一减速电机，第一减速电机设于护罩的一端，集球板，集球板均匀的设于滚筒的外缘；侧挡板，两侧挡板设于护罩的一侧的两端，且两侧挡板位于护罩的下侧。其使用方便、便于将球体集中，能够节省工作人员的收集球的时间和精力。

Description

一种球场自动集球机器人

技术领域

本发明涉及到机器人技术领域，尤其涉及到一种球场自动集球机器人。

背景技术

机器人是自动控制机器(Robot)的俗称，是一种自动执行工作的机器装置，机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统以及复杂机械等组成。

目前，在高尔夫球训练场所，高尔夫球训练过程中，通常做法是打出多个高尔夫球进行持续训练，在一轮训练结束后再统一捡球，以便进行下一轮训练，因此在训练过程中需要使用大量的高尔夫球，这些高尔夫球散落在训练场地的各处，拾取不便，且拾取的过程中既消耗时间又消耗体力，因此，有必要设计一种机器人可替代运动员，实现高尔夫球的自动收集、卸载，使运动员可以将更多的时间与经历投入到训练中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球场自动集球机器人，用于解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种球场自动集球机器人，包括行走机构、搜集机构、储球卸球机构、视觉云台和机架，所述机架的每一侧的下端分别设有一所述行走机构，所述机架的一端设有所述搜集机构，所述机架的另一端设有所述储球卸球机构，所述机架的另一端的上端设有一所述视觉云台；

其中，所述搜集机构包括：

护罩，所述护罩的一侧设有开口，所述护罩的下侧的内表面为平面；

滚筒，所述滚筒通过转动轴可转动地设于所述护罩内；

第一减速电机，所述第一减速电机设于所述护罩的一端，且所述第一减速电机驱动所述转动轴；

集球板，所述集球板均匀的设于所述滚筒的外缘；

侧挡板，两所述侧挡板设于所述护罩的一侧的两端，且两所述侧挡板位于所述护罩的下侧，每一所述侧挡板均为弧形板，每一所述侧挡板分别向所述护罩的外侧弯折设置。

作为优选，所述护罩的上侧的内表面以及所述护罩的另一侧的内表面均为弧形面。

作为优选，所述储球卸球机构包括底板、固定护板、卸载挡板、移动护板、复位弹簧和驱动机构，其中，所述底板设于所述机架的另一端，所述底板的两侧设有两所述固定护板，所述底板的一端设有所述的移动护板，所述移动护板位于所述底板上靠近所述滚筒的一端，所述底板的另一端设有所述卸载挡板，所述卸载挡板的两端通过两所述复位弹簧与两所述固定护板连接，所述驱动机构设于所述底板的下端，且所述驱动机构驱动所述移动护板。

作为进一步的优选，所述底板上设有一呈条形的滑槽，且所述滑槽沿所述移动护板至所述卸载挡板的方向设置。

作为进一步的优选，所述移动护板可沿所述滑槽的长度方向移动。

作为进一步的优选，所述驱动机构包括同步带支架、同步带轮、同步带、第二减速电机和连接夹，其中，所述底板下端设有两所述同步带支架，两所述同步带支架位于所述滑槽的两端，且每一所述同步带支架上分别设有一所述同步带轮，所述同步带连接两所述同步带轮，所述同步带设有一所述连接夹，所述连接夹穿过所述滑槽并与所述移动护板连接，所述第二减速电机设于其中一所述同步带支架的一侧，且所述第二减速电机驱动其中一所述同步带轮。

作为进一步的优选，还包括两滚轮，所述底板的两端的两侧设有两所述滚轮，所述移动护板的两端与两所述滚轮连接。

作为优选，所述视觉云台包括摄像头、云台支架、第一舵机和第二舵机，其中，所述机架的另一端的上侧设有所述云台支架，所述摄像头设于所述云台支架的上端，所述云台支架的下端设有所述第一舵机和所述第二舵机，所述第一舵机和所述第二舵机分别驱动所述摄像头。

作为优选，每一所述行走机构均包括瑞士轮，所述瑞士轮的轮毂的外缘均匀的设有若干从动轮，每一所述从动轮的轴线分别与所述瑞士轮的轴线垂直。

作为进一步的优选，还包括第三减速电机，每一所述瑞士轮的一侧分别设有一所述第三减速电机，每一所述第三减速电机分别驱动一所述瑞士轮。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明中的球场自动集球机器人，能够自动将散落在球场各处的球拾取、集中收集并在指定区域自动卸载，其使用方便、便于将球体集中，能够节省工作人员的收集球的时间和精力。

附图说明

图1是本发明球场自动集球机器人的第一立体图；

图2是本发明球场自动集球机器人的第二立体图；

图3是本发明中的搜集机构的立体图。

图中：1、护罩；2、滚筒；3、转动轴；4、第一减速电机；5、集球板；6、侧挡板；7、底板；8、固定护板；9、卸载挡板；10、移动护板；11、复位弹簧；12、滑槽；13、同步带支架；14、同步带轮；15、同步带；16、第二减速电机；17、安装支架；18、滚轮；19、摄像头；20、云台支架；21、第一舵机；22、第二舵机；23、瑞士轮；24、从动轮；25、蜗轮蜗杆减速器；26、第三减速电机；27、机架；28、球体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明球场自动集球机器人的第一立体图；图2是本发明球场自动集球机器人的第二立体图；图3是本发明中的搜集机构的立体图，请参见图1至图3所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种球场自动集球机器人，包括行走机构、搜集机构、储球卸球机构、视觉云台和机架27，机架27的每一侧的下端分别设有一行走机构，机架27的一端设有搜集机构，机架27的另一端设有储球卸球机构，机架27的另一端的上端设有一视觉云台。本实施例中，由视觉云台自动定位球场内的球体28的位置，并通过行走机构控制球场自动集球机器人移动至球体位置，然后再通过搜集机构将球体28集中收集并存储至储球卸球机构，然后行走机构再控制球场自动集球机器人移动至卸球位置，然后通过储球卸球机构将球体28集中卸载在卸球位置。本实施例中的球体28可以是棒球或乒乓球等。

其中，搜集机构包括：

护罩1，护罩1的一侧设有开口，护罩1的下侧的内表面为平面。

滚筒2，滚筒2通过转动轴3可转动地设于护罩1内。

第一减速电机4，第一减速电机4设于护罩1的一侧，且第一减速电机4驱动转动轴3。

集球板5，集球板5均匀的设于滚筒2的外缘。本实施例中的每一集球板5的一侧分别延伸至滚筒2的内部并与转动轴3连接。

侧挡板6，两侧挡板6设于护罩1的一侧的两端，且两侧挡板6位于护罩1的下侧，每一侧挡板6均为弧形板，每一侧挡板6分别向护罩1的外侧弯折设置。本实施例中，如图3所示，滚筒2的一侧突出于护罩1，集球板5采用柔性材料，且集球板5在移动至护罩1的下侧是，集球板5的下表面与护罩1的下侧的内表面之间具有一定的间隙，便于集球板5通过，且集球板5的宽度大于球体28的直径。在其它的较佳的实施例中，集球板5的宽度小于或等于球体28的直径。本实施例中，设置的两侧挡板6的长度大于集球板5的宽度，如图3所示，设置的两侧挡板6用于将球体28导入护罩1内。球体28在集球板5的作用下进入护罩1，并沿着护罩1的内壁滑落至储球卸球机构内。本实施例中的搜集机构可自动收集球体28，免去人工操作，能够节省工作人员的拾取球体28的时间和精力。

进一步，作为一种较佳的实施方式，护罩1的上侧的内表面以及护罩1的另一侧的内表面均为弧形面。本实施例中，设置弧形面，便于球体28的滑动，球体28沿弧形面滑动，并进入到储球卸球机构内。

进一步，作为一种较佳的实施方式，储球卸球机构包括底板7、固定护板8、卸载挡板9、移动护板10、复位弹簧11和驱动机构，其中，底板7设于机架27的另一端，底板7的两侧设有两固定护板8，底板7的一端设有的移动护板10，移动护板10位于底板7上靠近滚筒2的一端，底板7的另一端设有卸载挡板9，卸载挡板9的两端通过两复位弹簧11与两固定护板8连接，驱动机构设于底板7的下端，且驱动机构驱动移动护板10。本实施例中，两固定护板8、卸载挡板9和移动护板10形成侧围结构设于底板7四周，球体28进入到固定护板8、卸载挡板9、移动护板10和底板7形成的空间内进行储存，当需要卸载球体28时，移动护板10在驱动机构的作用下推动球体28，球体28挤压卸载挡板9，使得卸载挡板9转动一定角度后，球体28由储球卸球机构中脱落进入到指定的卸球位置，卸球完毕后，卸载挡板9在两复位弹簧11的作用下回至原位，同时，移动护板10在驱动机构的作用回至原位。本实施例中的储球卸球机构能够实现存储球体28及自动卸载球体28的作用。本实施例中的球场自动集球机器人由外部的控制设备控制。

进一步，作为一种较佳的实施方式，底板7上设有一呈条形的滑槽12，且滑槽12沿移动护板10至卸载挡板9的方向设置。

进一步，作为一种较佳的实施方式，移动护板10可沿滑槽12的长度方向移动。本实施例中，如图1所示，移动护板10由竖向设置的竖板以及横向设置的横板组成，移动护板整体呈“L”型的板状结构，且横板的厚度小于竖板的厚度，横板远离竖板的一侧设有倾斜面，便于推动球体28。

进一步，作为一种较佳的实施方式，驱动机构包括同步带支架13、同步带轮14、同步带15、第二减速电机16和连接夹(图中未示出)，其中，底板7下端设有两同步带支架13，两同步带支架13位于滑槽12的两端，且每一同步带支架13上分别设有一同步带轮14，同步带15连接两同步带轮14，同步带15设有一连接夹，连接夹穿过滑槽12并与移动护板10连接，第二减速电机16设于其中一同步带支架13的一侧，且第二减速电机16驱动其中一同步带轮14。本实施例中，由第二减速电机16驱动同步带轮14转动，同步带轮14驱动同步带15转动，使得同步带15驱动连接夹带动移动护板10移动。本实施例中的第二减速电机16为正反转电机，能够实现正反转。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括两滚轮18，底板7的两端的两侧设有两滚轮18，移动护板10的两端与两滚轮18连接。本实施例中，两滚轮18平行设置。

进一步，作为一种较佳的实施方式，视觉云台包括摄像头19、云台支架20、第一舵机21和第二舵机22，其中，机架27的另一端的上侧设有云台支架20，摄像头19设于云台支架20的上端，云台支架20的下端设有第一舵机21和第二舵机22，第一舵机21和第二舵机22分别驱动摄像头19。本实施例中，如图1所示，云台支架20用于支撑摄像头19，第一舵机21用于驱动摄像头19俯仰动作，第二舵机22用于驱动摄像头19进行360°转动，摄像头19采集图像，通过微处理器的图像处理，提取球体球体视觉特征，找到散落在地上球体的位置，引导球场自动集球机器人进行球体的搜集。本实施例中的第一舵机21设于第二舵机22的上侧。本实施例中，还包括安装支架17，其中，机架27的另一端设有安装支架17，视觉云台设置在安装支架17上。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一行走机构均包括瑞士轮23，瑞士轮23的轮毂的外缘均匀的设有若干从动轮24，每一从动轮24的轴线分别与瑞士轮23的轴线垂直。本实施例中，如图1所示，机架27呈矩形状框架结构。本实施例中，共设有四个瑞士轮23和四个第三减速电机26，其中，每相正对的两瑞士轮23之间可实现同步转动，当其中一相正对的两瑞士轮23作为驱动轮时，则另外两个相正对安装的瑞士轮23起到从动轮作用，球场自动集球机器人的运动方向即为作为从动轮的驱动轴方向。当另外两个相正对的瑞士轮23变为驱动轮，原来的两个相正对的瑞士轮23就变为从动轮时，球场自动集球机器人的运动方向变为原来运动方向的垂直方向，即可由原来的前进或后退运动变为横向移动。反之，也可以由原来的横向移动变为前进或后退运动。本实施例中的每一瑞士轮23的一侧还设有一蜗轮蜗杆减速器25，蜗轮蜗杆减速器25与第三减速电机26连接，蜗轮蜗杆减速器25具有机械自锁能力，可以保证球场自动集球机器人在第三减速电机26不工作时，驱动轮能保持停止状态，即球场自动集球机器人保持稳定停车状态。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括第三减速电机26，每一瑞士轮23的一侧分别设有一第三减速电机26，每一第三减速电机26分别驱动一瑞士轮23。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种球场自动集球机器人，其特征在于，包括行走机构、搜集机构、储球卸球机构、视觉云台和机架，所述机架的每一侧的下端分别设有一所述行走机构，所述机架的一端设有所述搜集机构，所述机架的另一端设有所述储球卸球机构，所述机架的另一端的上端设有一所述视觉云台；

其中，所述搜集机构包括：

护罩，所述护罩的一侧设有开口，所述护罩的下侧的内表面为平面；

滚筒，所述滚筒通过转动轴可转动地设于所述护罩内；

第一减速电机，所述第一减速电机设于所述护罩的一端，且所述第一减速电机驱动所述转动轴；

集球板，所述集球板均匀的设于所述滚筒的外缘；

侧挡板，两所述侧挡板设于所述护罩的一侧的两端，且两所述侧挡板位于所述护罩的下侧，每一所述侧挡板均为弧形板，每一所述侧挡板分别向所述护罩的外侧弯折设置。

2.如权利要求1所述的球场自动集球机器人，其特征在于，所述护罩的上侧的内表面以及所述护罩的另一侧的内表面均为弧形面。

3.如权利要求1所述的球场自动集球机器人，其特征在于，所述储球卸球机构包括底板、固定护板、卸载挡板、移动护板、复位弹簧和驱动机构，其中，所述底板设于所述机架的另一端，所述底板的两侧设有两所述固定护板，所述底板的一端设有所述的移动护板，所述移动护板位于所述底板上靠近所述滚筒的一端，所述底板的另一端设有所述卸载挡板，所述卸载挡板的两端通过两所述复位弹簧与两所述固定护板连接，所述驱动机构设于所述底板的下端，且所述驱动机构驱动所述移动护板。

4.如权利要求3所述的球场自动集球机器人，其特征在于，所述底板上设有一呈条形的滑槽，且所述滑槽沿所述移动护板至所述卸载挡板的方向设置。

5.如权利要求4所述的球场自动集球机器人，其特征在于，所述移动护板可沿所述滑槽的长度方向移动。

6.如权利要求4所述的球场自动集球机器人，其特征在于，所述驱动机构包括同步带支架、同步带轮、同步带、第二减速电机和连接夹，其中，所述底板下端设有两所述同步带支架，两所述同步带支架位于所述滑槽的两端，且每一所述同步带支架上分别设有一所述同步带轮，所述同步带连接两所述同步带轮，所述同步带设有一所述连接夹，所述连接夹穿过所述滑槽并与所述移动护板连接，所述第二减速电机设于其中一所述同步带支架的一侧，且所述第二减速电机驱动其中一所述同步带轮。

7.如权利要求4所述的球场自动集球机器人，其特征在于，还包括两滚轮，所述底板的两端的两侧设有两所述滚轮，所述移动护板的两端与两所述滚轮连接。

8.如权利要求1所述的球场自动集球机器人，其特征在于，所述视觉云台包括摄像头、云台支架、第一舵机和第二舵机，其中，所述机架的另一端的上侧设有所述云台支架，所述摄像头设于所述云台支架的上端，所述云台支架的下端设有所述第一舵机和所述第二舵机，所述第一舵机和所述第二舵机分别驱动所述摄像头。

9.如权利要求1所述的球场自动集球机器人，其特征在于，每一所述行走机构均包括瑞士轮，所述瑞士轮的轮毂的外缘均匀的设有若干从动轮，每一所述从动轮的轴线分别与所述瑞士轮的轴线垂直。

10.如权利要求9所述的球场自动集球机器人，其特征在于，还包括第三减速电机，每一所述瑞士轮的一侧分别设有一所述第三减速电机，每一所述第三减速电机分别驱动一所述瑞士轮。

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