CN204790568U - 扫球机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种扫球机器人，包括车体和车轮，车体上设置有扫球机构、升降机构、收纳盒、处理器、控制器，电机包括扫球电机、驱动电机和收纳盒电机，驱动电机用于驱动车轮，车体一端具有进球口，扫球机构设置在进球口处，扫球机构包括若干扫球爪，扫球爪固定在扫球电机传动轴上；收纳盒固定在升降机构上，收纳盒一端具有开口、另一端具有活动门，活动门由收纳盒电机控制开闭，升降机构由处理器控制升降。本实用新型通过电机带动多个扫球爪上下滚动进行扫球，提高扫球速度的同时，还能避免将球击飞，大幅提高了扫球效率；采用升降式收纳盒，能够将车内球体定时倒出，防止球堆积在车内，令扫球机能够持续稳定地工作。

Description

扫球机器人

技术领域

本实用新型属于机器人控制技术领域，具体涉及一种能够清扫球类的机器人。

背景技术

在乒乓球训练初期，需要进行大量的接发球训练，专业训练场合一般采用发球机来进行机械发球，发球频率高，但提升效率的同时也导致了场馆内会散落大量的乒乓球。目前，只能通过人工方式捡拾乒乓球，费时费力，工作强度较大。如果设计出自动捡拾乒乓球的机器，则能够节省人力，为人们解除困扰。经查询，申请号为CN201320631339.2的中国实用新型专利，公开了一种扫球机器人，通过光电引导装置控制车体的行走轨迹，采用扫球前臂将乒乓球扫入车体。但该种结构扫球臂收拢乒乓球时为横向工作方式，在扫球臂动作过程中并不能每次都将球收拢入内，特别是侧对扫球机器人的乒乓球容易被扫球臂击打后滚远，反而增加了扫球机器人的工作时间，造成该扫球机器人工作效率较低。此外，上述扫球机器人扫进的乒乓球一直收纳在车内，由于车体容纳空间有限，还需要人工及时将球清理至车外，否则无法持续工作。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种扫球机器人，采用多个弹性扫球爪进行旋转扫球，能够将球快速收入车体，且完全不会将球击远；此外，还设置了可升降的球仓，能够自动将球倒出。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种扫球机器人，包括车体和设置在车体两侧的车轮，车体上设置有扫球机构、升降机构、收纳盒、处理器、控制器、若干电机，控制器与处理器相连，电机与控制器相连；所述电机包括扫球电机、驱动电机和收纳盒电机，所述驱动电机用于驱动车轮，所述车体一端具有进球口，所述扫球机构设置在进球口处，扫球机构包括若干扫球爪，所述扫球爪固定在扫球电机传动轴上；所述收纳盒固定在升降机构上，收纳盒一端具有开口、另一端具有活动门，所述活动门由收纳盒电机控制开闭，所述升降机构由处理器控制升降。

进一步的，所述进球口具有进球导板，所述进球导板沿远离车体方向逐渐向下倾斜。

进一步的，所述收纳盒底部具有斜面。

进一步的，还包括收纳筒，收纳筒底部设有底座，底座边缘具有挡条，底座下方设有滑轮，所述收纳盒底部边缘设有向下伸出的突条。

进一步的，还包括超声波传感器，所述超声波传感器与处理器相连。

进一步的，所述控制器包括清扫控制器、驱动控制器、收纳盒控制器，所述扫球电机通过清扫控制器与处理器连接，所述驱动电机通过驱动控制器与处理器连接，所述收纳盒电机通过收纳盒控制器与处理器连接。

进一步的，所述升降机构包括两个升降电机、两组升降杆，各升降杆上固定有定滑轮，升降电机转动轴连接牵引绳的一端，牵引绳另一端绕过各定滑轮后与升降杆固定连接。

进一步的，所述升降机构还包括变向轮，所述牵引绳绕过变向轮后连接升降电机转动轴。

进一步的，所述控制器还包括升降控制器，所述升降电机通过升降控制器与处理器连接。

进一步的，所述扫球爪为弹性扫球爪。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

1、通过电机带动多个扫球爪上下滚动进行扫球，提高扫球速度的同时，还能避免将球击飞，大幅提高了扫球效率；采用升降式收纳盒，能够将车内球体定时倒出，防止球堆积在车内，令扫球机能够持续稳定地工作。

2、通过附设跟随扫球机器人行走的收纳筒，能够随时将球倒入收纳筒中，无需扫球机器人额外移动至他处倒球，提高作业效率。

3、本扫球机器人操作简单，成本低廉，利于推广。

附图说明

图1为扫球机器人结构示意图，其中收纳盒为降低状态；

图2为扫球机器人结构示意图，其中收纳盒为抬高状态；

图3为扫球机器人中电子元件连接示意框图。

附图标记列表：

1-车体，2-车轮，201-万向轮，202-驱动轮，3-电源，4-进球口，5-扫球电机，6-收纳盒，7-活动门，8-收纳盒电机，9-信号接收器，10-处理器，11-前仓支架，12-驱动电机，13-扫球爪，14-进球导板，15-升降杆，16-升降电机，17-牵引绳，18-定滑轮，19-收纳筒，20-底座，20-底座，21-挡条，22-突条，23-变向轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

请参阅如图1、图2、图3所示的扫球机器人，其主体结构包括车体1以及设置在车体1两侧的车轮2，车体1上安装有处理器10、与处理器连接的若干控制器、以及与各控制器连接的若干电机，电机、处理器均由电源3供电，电源3可采用干电池或蓄电池。车体1一端具有进球口4，进球口4处安装有扫球机构，扫球机构由扫球电机5驱动，用于将进球口4前方的球体扫入车体内部，扫球电机5与清扫控制器相连。车体上还设置有升降机构和收纳盒，收纳盒6固定在升降机构上，球体进入收纳盒6后，通过升降机构可将收纳盒6升高至球筒顶部最终将球倒入球筒中。车体1上的收纳盒6一端具有开口，该开口朝向进球口4，方便乒乓球自进球口4扫入收纳盒中，收纳盒6另一端连接有活动门7，收纳盒6上固定有收纳盒电机8，该电机用于驱动活动门7打开关闭，具体地说，活动门7旋转轴与收纳盒电机8转动轴连接，收纳盒电机8与收纳盒控制器连接。收纳盒6底部设计为斜面，底部远离车体的方向较低，便于球体自动向车外滚出。处理器10优选连接信号接收器9，可接收遥控器发射的信号，便于操作人员通过遥控器控制扫球机器人的行走路径和动作。进球口4上方还固定有前仓支架11，该支架对车体起到加固作用，并可作提手使用，电池、信号收发器、处理器等元器件可固定在前仓支架上。

以下将具体说明车体中各部件的具体结构和连接关系：

车轮2包括一对前轮和一对后轮，其中前轮为万向轮201，后轮为驱动轮202，两后轮分别连接一驱动电机12，由驱动电机控制车轮前后行走和转向，两个驱动电机连接着驱动控制器。

扫球机构包括固定在扫球电机5传动轴上的若干扫球爪13，扫球爪13为细长条形，具有弹性，扫球爪13沿电机传动轴轴向和径向方向上均有分布，扫球电机5传动轴水平设置在进球口4上方，这样，当电机转动时，进球口4处始终有多根扫球爪13进行自上而下运动，能够将散落在进球口4前方的乒乓球自动扫入车体内。扫球爪13可直接采用市场上常见的塑料扎带，成本低廉，也可以塑料扎带叠加以后形成多层结构增加硬度，扫球爪13的形状最好为弧形，对球体的拢扫作用更好。优选的，进球口4具有向远离车体方向逐渐向下倾斜的进球导板14，该导板末端离地面相当近，对球的滚动具有良好的导引作用。

如图1、图2所示，与收纳盒6连接的升降机构包括两组升降杆15以及分别驱动两组升降杆运动的两个同步运作的升降电机16，升降电机转动轴通过牵引绳17带动各升降杆依次上升/下降，两升降电机16与升降控制器相连。具体的说，每组升降杆为四根，采用铝型材制成，相邻升降杆之间通过T型螺丝和螺杆连接，相邻升降杆之间可相对滑动，收纳盒即固定在两组升降杆上最里侧两根升降杆上，两组升降杆中最外侧的升降杆固定在车体1上。本例以一组升降杆为例来具体说明升降杆的工作过程：各升降杆上固定有定滑轮18，牵引绳17一端固定在靠近收纳盒6一侧的升降杆15上，另一端依次绕过各个定滑轮18后再绕过固定在车体上的变向轮23后连接至升降电机16转动轴，当升降电机16转动时，升降杆15由里侧至外侧依次上升，固定在升降杆15上的收纳盒6也随之升高，当升降电机16反向转动时，升降杆15由外侧至里侧依次下降，固定在升降杆15上的收纳盒6也随之降低。需要说明的是，升降电机通过滑轮牵引升降杆方式仅仅为一种示例，本领域内技术人员也可以采用小型液压缸、电机丝杆结构等其他方式来实现升降机构。

扫球机器人工作原理如下：通过遥控器向处理器10发送指令，处理器将指令发送至相应的控制器中，再由控制器控制各个电机运作。工作时，控制驱动电机12使车轮2转动从而令小车移动到需要捡拾的乒乓球处，控制扫球电机5转动带动扫球爪13旋转将乒乓球扫入车内收纳盒6中，当需要将乒乓球倒出时，控制升降电机16运作牵引升降杆15将收纳盒6抬高后，控制收纳盒电机8运作打开活动门7，乒乓球自行滚入球筒中。随后，控制升降电机反向旋转牵引升降杆15下降将收纳盒6重新降低至车体1上。

本扫球机器人还可以实现自动工作，通过在车体上安装与处理器相连的超声波传感器，能够监测周围环境状况，识别乒乓球位置，处理器根据上述信息控制小车移动到位后，控制扫球机构自动扫球，并能够按照预先设定定时抬高收纳盒将球倒出。

作为改进，扫球机器人还附设有收纳筒19，收纳筒19底部设有底座20，底座20边缘突起形成挡条21，底座20下方设有滑轮，相应的，收纳盒6底部边缘设有向下伸出的突条22，收纳盒突条部分下方无车体遮挡。扫球机器人移动时，收纳筒19置于扫球机器人收纳盒6旁，突条22抵住底座挡条21、带动收纳筒19跟随扫球机器人移动，当收纳盒6上升时，突条随收纳盒6离开收纳筒底座20，收纳筒19位于收纳盒旁，方便收纳盒中球体直接落入收纳筒19中，当收纳盒6下降时，突条22下降至收纳筒底座20上，扫球机器人移动时，突条22向挡条21施力，收纳筒19也一起移动。通过附加收纳筒设计，扫球机器人扫球后可随时将球倒入收纳筒中，操作方便，效率极高。

本扫球机器人不仅可用于扫球，还可用于清扫其他杂物。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种扫球机器人，包括车体和设置在车体两侧的车轮，其特征在于：所述车体上设置有扫球机构、升降机构、收纳盒、处理器、控制器、若干电机，控制器与处理器相连，电机与控制器相连；所述电机包括扫球电机、驱动电机和收纳盒电机，所述驱动电机用于驱动车轮，所述车体一端具有进球口，所述扫球机构设置在进球口处，扫球机构包括若干扫球爪，所述扫球爪固定在扫球电机传动轴上；所述收纳盒固定在升降机构上，收纳盒一端具有开口、另一端具有活动门，所述活动门由收纳盒电机控制开闭，所述升降机构由处理器控制升降。

2.根据权利要求1所述的扫球机器人，其特征在于：所述进球口具有进球导板，所述进球导板沿远离车体方向逐渐向下倾斜。

3.根据权利要求1所述的扫球机器人，其特征在于：所述收纳盒底部具有斜面。

4.根据权利要求1所述的扫球机器人，其特征在于：还包括收纳筒，收纳筒底部设有底座，底座边缘具有挡条，底座下方设有滑轮，所述收纳盒底部边缘设有向下伸出的突条。

5.根据权利要求1所述的扫球机器人，其特征在于：还包括超声波传感器，所述超声波传感器与处理器相连。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的扫球机器人，其特征在于：所述控制器包括清扫控制器、驱动控制器、收纳盒控制器，所述扫球电机通过清扫控制器与处理器连接，所述驱动电机通过驱动控制器与处理器连接，所述收纳盒电机通过收纳盒控制器与处理器连接。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的扫球机器人，其特征在于：所述升降机构包括两个升降电机、两组升降杆，各升降杆上固定有定滑轮，升降电机转动轴连接牵引绳的一端，牵引绳另一端绕过各定滑轮后与升降杆固定连接。

8.根据权利要求7所述的扫球机器人，其特征在于：升降机构还包括变向轮，所述牵引绳绕过变向轮后连接升降电机转动轴。

9.根据权利要求7所述的扫球机器人，其特征在于：所述控制器还包括升降控制器，所述升降电机通过升降控制器与处理器连接。

10.根据权利要求1所述的扫球机器人，其特征在于：所述扫球爪为弹性扫球爪。