[发明专利]一种乒乓球捡球机器人及乒乓球自动捡球整理方法

权利要求书

1.一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，包括底盘及设置在底盘上的走行机构、捡球机构、暂存球仓、筛球整理机构及球库；所述底盘在走行机构带动下移动；所述捡球机构包括集球板及第一旋转叶轮，集球板为2个对称设置在底盘下方，集球板的上方设第一旋转叶轮，第一旋转叶轮的一侧设暂存球仓，通过第一旋转叶轮转动将位于2个集球板之间的乒乓球捡拾到暂存球仓中；所述筛球整理机构包括第二旋转叶轮、推杆及弧形滑道，第二旋转叶轮位于暂存球仓的一端，弧形滑道设于第二旋转叶轮的一侧，弧形滑道的一端连接第二旋转叶轮的乒乓球出口，另一端连接球库，推杆设于第二旋转叶轮的另一侧，通过推杆将第二旋转叶轮收集的乒乓球沿弧形滑道推送到球库中。

2.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述走行机构为4组，每组走行机构均由橡胶轮、车轮轴、车轮轴承支架、小锥齿轮、大锥齿轮、走行电机、走行电机支架及步进电机组成；走行电机支架固定在底盘下方，走行电机支架上方的底盘上设步进电机，步进电机的输出轴穿过底盘后连接走行电机支架，在步进电机的驱动下走行电机支架能够水平转动；走行电机安装在走行电机支架的下方，走行电机的输出轴连接小锥齿轮，车轮轴通过车轮轴承支架固定在底盘下方，车轮轴的外端设橡胶轮，内端设大锥齿轮，在走行电机的驱动下，小锥齿轮与大锥齿轮啮合传动，并带动对应的橡胶轮转动。

3.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述2个集球板呈八字形固定在底盘下方，集球板的一端与底盘固定连接，另一端向外张开。

4.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述捡球机构由捡球驱动电机、大齿轮、小齿轮、第一旋转叶轮及旋转叶轮罩组成；捡球驱动电机通过电机座固定在底盘上，捡球驱动电机的输出端上设大齿轮；第一旋转叶轮由旋转叶片及旋转轴组成，多个旋转叶片沿周向设置在旋转轴上，旋转轴的一端设小齿轮；在捡球驱动电机的驱动下，大齿轮与小齿轮啮合传动并通过旋转轴带动旋转叶片转动；所述旋转叶片为弧形叶片，第一旋转叶轮的外侧设旋转叶轮罩，第一旋转叶轮靠近暂存球仓的一侧为敞开式结构。

5.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述暂存球仓的一侧与第一旋转叶轮相接，另一侧设后挡板；暂存球仓的一端设侧挡板，另一端与第二旋转叶轮相接；暂存球仓的底面为弧形面或斜面，且靠近侧挡板的一侧高于靠近第二旋转叶轮的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述筛球整理机构由推杆电机、齿轮、齿条推杆、叶轮旋转电机、旋转杆及第二旋转叶轮组成；所述推杆电机通过对应电机座固定在底盘上，推杆电机的输出轴轴端设齿轮，齿轮与齿条推杆上的齿条啮合传动，使推杆沿第二旋转叶轮的轴向往返移动；叶轮旋转电机通过对应电机座固定在底盘上，叶轮旋转电机的输出轴通过旋转杆连接第二旋转叶轮的旋转轴；第二旋转叶轮由旋转轴及多个沿周向设于旋转轴外侧的叶片组成，在叶轮旋转电机的驱动下，旋转杆带动第二旋转叶轮转动；所述叶片为弧形叶片或L形叶片，叶轮旋转电机与推杆电机通过控制系统联动。

7.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述第二旋转叶轮与弧形滑道之间设入口球门框。

8.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述弧形滑道靠近第二旋转叶轮的一端高于靠近球库的一端。

9.根据权利要求1所述的一种乒乓球捡球机器人，其特征在于，所述球库由围板、调整电机、丝杆、T形螺母、导向杆及推板组成；球库的一面靠近暂存球仓的后挡板，另外三面由围板围挡，其中一面的围板上开口与弧形滑道连接；球库的中部设推板，调整电机通过电机支架固定在后挡板上，与调整电机相对一侧的围板上设轴承座；调整电机的输出轴连接丝杆的一端，丝杠的另一端穿过固定在推板上的T形螺母后支撑在轴承座中；推板的两侧分别设导向杆，导向杆与丝杆平行设置，导向杆的一端与后挡板固定连接，另一端穿过推板后与围板固定连接；在调整电机的驱动下，丝杆与T形螺母配合传动，并使推板沿导向杆往返移动。

10.基于权利要求1至9所述任意一种乒乓球捡球机器人的乒乓球自动捡球整理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)开始捡球时，首先启动走行电机，乒乓球捡球机器人在走行机构带动下沿设定路线移动，通过走行电机对各组走行机构中橡胶轮的速度进行控制，实现装置的前进、后退及转向操作，通过步进电机能够使装置原地转动；然后启动捡球驱动电机、推杆电机、叶轮旋转电机；

2)乒乓球捡球机器人在走行过程中，通过设置在底盘下方的2个集球板将散落在地上的乒乓球收集到一起，然后通过第一旋转叶轮的转动将位于2个集球板之间的乒乓球捡拾到暂存球仓中；

3)暂存球仓中的乒乓球沿倾斜的底面向第二旋转叶轮处滚动，由第二旋转叶轮的叶片逐个将乒乓球捡拾并转动到与齿条推杆相对的位置，齿条推杆往复移动过程中，将乒乓球依次推送到弧形滑道中，乒乓球沿底部倾斜的弧形滑道自动滚落到球库内；

4)启动调整电机，通过推板移动将球库中的乒乓球排列整齐。