[发明专利]一种拾取多种球类的机器人

说明书

本发明涉及一种拾取多种球类的机器人。该系统包括大球收集模块、羽毛球收集模块、中小型球收集模块和移动模块。大球收集模块中，设计了曲柄摇杆结合滑块的组合机构来抓取大球并放至相应区域，降低了电机的安装数量。收集羽毛球模块中，将两个四杆机构相组，实现环形钳夹住球头时的全方位移动。多只羽毛球筒在转盘底槽轮的带动下作间歇旋转，羽毛球叠放满筒后自动换筒。抓取中小型球的模块中，用一个可通过侧面的滑块机构调节离地高度的螺旋状橡胶长方体卷取中小型球，并将球弹到相应存放区中。抓取大球、羽毛球的模块底板下均设有丝杠导轨，使抓取机构能前后自由移动，抓取范围更大、动作更灵活。

技术领域

本发明为一款能捡取多种球类并且自带球类分区储存空间的机器人，在各种球场均可使用，属于机器人结构设计领域。

背景技术

随着生活节奏的加快，人们忙于学习工作的同时，越来越多的人选择通过运动来强身健体和释放压力。球类运动作为现在人们很热衷的一项运动，收球却成为了学校和一些运动场馆员工的任务。根据运动场地调研，目前收球主要是依靠人工完成，在较大的运动场上收球着实费时费力。通过文献调研发现，目前有能够自动捡球的机器人存在，但这种机器人一般只能捡取一种球类，而且几乎没有自带的储存空间。

综上所述，设计一种能捡取多种球类并自带球类分区储存空间的机器人将给人们的生活带来极大的便利，具有广泛的市场应用前景。

发明内容

本机械系统用于将散落在各种球类运动场地上的球进行收集整理，实现对不同类型散落球均可捡拾并分类存放的功能。

一款能捡取多种球类并且自带球类分区储存空间的机器人，其特征在于：包括大球收集模块、羽毛球收集模块、中小型球收集模块和移动模块。

抓取大球的机械爪的运动通过曲柄摇杆和双摇杆机构实现。

抓取羽毛球的机械爪的运动通过两组四连杆机构实现。

机械臂的前后移动可通过丝杠滑轨实现，机械臂的定角度间歇转动可通过蜗轮蜗杆及不完全齿轮实现。

中小型球的收集通过螺旋状橡胶长方体的旋转实现，长方体离地高度通过调整曲柄来改变。

大球收集模块工作时由丝杠滑轨实现结构的整体移动，第一杆(6)、第二杆(7)、第三杆(8)与机架形成曲柄摇杆，第三杆(8)、第四杆(9)、第五杆(10)与机架组成双摇杆，第一电机(11)驱动曲柄杆(6)作圆周运动，使杆(10)按所设计的轨迹运动，从而实现向下抓取大球和向右放置大球到收纳框里的动作。

羽毛球收集模块工作时由丝杠滑轨实现机械臂的整体移动，第二电机(12)分别驱动第六杆(13)、第七杆(14)，当第六杆(13)驱动时改变机械爪在四杆机构所在平面内的伸缩，当第七杆(14)驱动时改变机械爪的俯仰角度，驱动第六杆(13)和第七杆(14)共同实现机械爪在平面内的各向移动。

机械爪由曲柄滑块和连杆组成，电机带动曲柄的旋转实现机械爪的张合。通过第三电机(15)驱动蜗杆(16)经涡轮(17)减速后同轴传动给齿轮组(18)，再由齿轮组(18)同轴传动给不完全齿轮组(19)，实现机械臂的定角度间歇转动。羽毛球存储装置通过电机驱动槽轮间歇机构转动一定角度，实现球筒的自动更换。

中小型球收集模块由曲柄(24)连接第八杆(20)，第八杆(20)连接支撑螺旋状橡胶长方体(23)与皮带轮(25)的轴(21)。中小型球收集模块工作时电机开启带动皮带(22)转动，带动前方端螺旋状橡胶长方体(23)的旋转，机器人向球的方向前行，当球接触到橡胶时，球受到力的作用从而从地面上弹起，顺着斜面拨入存储空间。

机器人可通过调整皮带下方的曲柄(24)的角度改变螺旋状橡胶长方体(23)的离地高度，从而实现不同直径球类的收集。