一种乒乓球拾取装置的制作方法

本实用新型属于机械设备技术领域，具体涉及一种乒乓球拾取装置。

背景技术：

在乒乓球训练中心、乒乓球馆等场景地面通常会无规则地散落大量的乒乓球，这是大量运动员或游客的乒乓球运动以及训练导致的。场馆地面持续性地散落乒乓球，而高强度的场馆使用要求地面散落乒乓球保持在一定的数量之内，否则地面过于密集的乒乓球会影响场馆的使用，这就要求场馆保持长时间持续性的高效率拾取。

目前来说，市面上已经实现的通过装置来解决该问题的方式一般有两种：一是提高人工拾取效率的伸缩捡球器，在提高拾取效率的同时免去了弯腰拾取的动作，减少了操作人员的腰部劳累；但是，此类装置，即使是半自动化类型，依旧无法完全摆脱人工，额外的人工意味着额外的成本；二是全自动发球装置，利用全自动化的回收拾取再发射，很好的解决了单人训练时的乒乓球掉落回收问题。但是，此类装置无法解决人与人进行乒乓球对练时的乒乓球掉落问题，局限性比较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中无法在保证较低投入成本的同时实现完全无人化的拾取工作，解决复杂环境下大数量持续性的乒乓球拾取的问题，提供一种乒乓球拾取装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种乒乓球拾取装置，包括：行走机构，所述行走机构包括底座和能够驱动底座实现行走功能的行走部件；

拾取机构，所述拾取机构包括设置在底座上的拾取通道，所述拾取通道连接有负压风机；

收集机构，所述收集机构包括设置在底座上的承载中转盒和收集箱，所述承载中转盒的上下两端分别连通拾取通道和收集箱，所述负压风机设置在承载中转盒的上方，用于将乒乓球由拾取通道送入承载中转盒，所述承载中转盒与收集箱之间设有弹性挡板，所述收集箱可拆卸的连接在底座上。

优选的，所述行走部件包括设置在底座下方的两个主动轮和一个从动万向轮，两个所述主动轮均连接有驱动电机，所述底座距离地面的高度大于乒乓球的高度。

优选的，所述拾取通道为弧形通道，且拾取通道两端口的中心延长线相互垂直，所述弧形通道内壁设有橡胶缓冲层。

优选的，所述拾取通道的一端口为拾取口，拾取口的直径大于乒乓球的直径，拾取口的高度大于乒乓球的高度，另一端口连接负压风机，且与负压风机之间设有网格挡板，所述网格挡板倾斜设置在承载中转盒的上方。

优选的，所述承载中转盒内壁为圆弧曲面，所述弹性挡板一侧边转动连接在承载中转盒上，其余侧边均设有橡胶缓冲密封条。

优选的，所述弹性挡板远离承载中转盒的一面设有卡槽。

优选的，所述收集箱上设有便于其抽拉的把手，且收集箱的两侧与拾取通道以及负压风机的支撑座之间均通过卡槽与卡块的配合实现可拆卸连接，所述收集箱远离承载中转盒的一端为镂空设计，且该端与底座之间留有间隙。

优选的，还包括感应及控制系统，所述感应及控制系统包括视觉传感器，激光测距传感器、沿墙传感器，碰撞传感器、控制面板以及微电脑，所述微电脑集成在底座上，所述底座上还设有锂电池和电源接口。

上述一种乒乓球拾取装置的控制方法，包括以下步骤：

s1、初始状态下，拾取装置位于充电桩保持待机，在提前设定的启动时间到达后，拾取装置启动，初始化各模块，采集各传感器信号，判断锂电池容量，续航时间小于设定值120分钟则继续充电，反之离开充电桩，以提前扫描时拟定的路径开始拾取工作，若检测无拟定路径，则负压风机不转动，拾取装置行进中扫描外部环境，规划清扫路线。路线规划完毕后返回充电桩，重新开始拾取工作。

s2、拾取装置运动过程中，驱动电机带动主动轮向前运动，通过改变两个主动轮的相对旋转速度来实现方向调节，从动万向轮起到支承及辅助旋转的作用，运动过程中主动轮前置、从动万向轮后置，前置主动轮之间拾取通道下端的进风口拾取球体，障碍探测由视觉传感器配合激光测距传感器、沿墙传感器以及碰撞传感器来实现，当出现移动障碍或难以通过的陌生障碍时，拾取装置会自动调整行进路线；

s3、拾取装置拾取时负压风机运转，乒乓球经过拾取通道来到拾取装置顶部，经倾斜网格挡板反弹至承载中转盒，负压风机在拾取时采用间歇运转，每拾取120秒，停止运转10秒，此时拾取装置同步停止行进原地等待，承载中转盒下端弹性挡板承受乒乓球挤压，且负压风机带来的负压消失，弹性挡板向下翻转，乒乓球下落至收集箱后，弹性挡板回弹至原位；

s4、收集箱上方的距离传感器检测信号，反馈至微电脑，若收集箱中乒乓球累积高度超过设定值则后续拾取步骤停止，返回至充电桩，发出提示灯光提示清空收集箱中的乒乓球，反之则负压风机在5秒内启动并达到拾取风速，之后拾取装置开始行进。若既定路线行驶完成后拾取数量未达设定值或运行时间超过90分钟，拾取装置同样会返回充电桩，在设定的时间间隔到达后，重复上述拾取行为，直至收集箱中球体累积高度超过设定值。

采用上述技术方案后，本实用新型提供的一种乒乓球拾取装置，具有以下有益效果：

1)本实用新型实现了长时间的无人化运作，装置的行进，探测，拾取，充电全部实现了自动化，减少了人工支出；

2)本实用新型通过拾取通道的结构设计减少了碰撞几率，提高了装置自动行进时的运转效率，利用负压拾取球体的成功率远高于各类机械手且会降低对球体表面的损伤；

3)本实用新型通过在风机与收集箱之间设置承载中转盒，在实现风机运转时风道密闭的同时，能有效防止已收集乒乓球的回流；

4)本实用新型具有便捷的收集箱，该收集箱采用abs透明塑料制成，一体化结构设计，卡槽限位，在保持一定结构强度与美观性的同时，方便已收集乒乓球的取出，收集箱下方镂空且与底座保持一定间隙使得吸入的灰尘杂物得以与乒乓球分离；

5)本实用新型具有较低的投入和维护成本。

附图说明

图1为本实用新型一种乒乓球拾取装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种乒乓球拾取装置的部分结构示意图；

图3为本实用新型一种乒乓球拾取装置的底部结构示意图；

图4为本实用新型一种乒乓球拾取装置中承载中转盒的结构示意图；

图5为本实用新型一种乒乓球拾取装置的控制流程图。

其中：行走机构1、底座11、锂电池111、电源接口112、行走部件12、主动轮121、从动万向轮122、驱动电机123、拾取机构2、拾取通道21、负压风机22、网格挡板23、支撑座24、收集机构3、承载中转盒31、收集箱32、弹性挡板33、橡胶缓冲密封条34、卡槽35、把手36。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-4所示，本实用新型提供的一种乒乓球拾取装置，包括行走机构1、拾取机构2和收集机构3，所述行走机构1包括底座11和能够驱动底座11实现行走功能的行走部件12，所述行走部件12包括设置在底座11下方的两个主动轮121和一个从动万向轮122，两个所述主动轮121均连接有驱动电机123，所述主动轮121外径设有梯形凸起，用于加强与地面的摩擦力，提高通过性，从动万向轮122外径材料为pvc，所述底座11距离地面的高度大于乒乓球的高度，用于防止乒乓球碰撞拾取装置的底盘。

所述拾取机构2包括设置在底座11上的拾取通道21，所述拾取通道21连接有负压风机22，所述拾取通道21为弧形通道，且拾取通道21两端口的中心延长线相互垂直，即拾取通道21的横截面呈“l”型，弧形设计能够减少碰撞机率，所述弧形通道内壁设有橡胶缓冲层，能够防止吸取时产生碰撞噪音过大，所述拾取通道21的一端口为拾取口，拾取口的直径大于乒乓球的直径，拾取口的高度大于乒乓球的高度，另一端口连接负压风机22，且与负压风机22之间设有网格挡板23，所述网格挡板23倾斜设置在承载中转盒31的上方，所述网格挡板23采用轻质低回弹材料，能够吸收乒乓球的冲击力，一定的安装角度使得所有球能成功进入承载中转盒31。

所述收集机构3包括设置在底座11上的承载中转盒31和收集箱32，所述承载中转盒31的上下两端分别连通拾取通道21和收集箱32，所述负压风机22通过支撑座24固定在底座11上，支撑座24一体成型的中空结构，及能够提高结构强度，又能够提供出风口及电机走线位置，且负压风机22设置在承载中转盒31的上方，用于将乒乓球由拾取通道21送入承载中转盒31，所述承载中转盒31与收集箱32之间设有弹性挡板33，所述收集箱32可拆卸的连接在底座11上，具体的，所述承载中转盒31内壁为圆弧曲面，用于确保球体能够滚落至收集箱32，所述承载中转盒31下端出口处设有限位挡板，防止弹性挡板33上翻，所述弹性挡板33一侧边转动连接在承载中转盒31上，其余侧边均设有橡胶缓冲密封条34，用于初始状态下，弹性挡板33与承载中转盒31出口之间保持密封，所述弹性挡板33远离承载中转盒31的一面设有卡槽35，便于手动打开弹性挡板清理承载中转盒。所述收集箱32材质为abs透明塑料，收集箱32上一体成型有便于其抽拉的把手36，且收集箱32的两侧与拾取通道21以及负压风机22的支撑座24之间均通过卡槽与卡块的配合实现限位及可拆卸连接，所述收集箱32顶部设有距离传感器，用于探测收集箱32中乒乓球收集数量，防止过量收集，所述收集箱32远离承载中转盒31的一端为镂空设计，且该端与底座11之间留有间隙，能够使得吸入的灰尘杂物与球体分离。

还包括感应及控制系统，所述感应及控制系统包括视觉传感器，激光测距传感器、沿墙传感器，碰撞传感器、控制面板以及微电脑，视觉传感器配合激光测距传感器、沿墙传感器以及碰撞传感器能够实现拾取装置的障碍探测，所述微电脑集成在底座11上，所述底座11上还设有红外滤光片、锂电池111和电源接口112，具体的，锂电池111为80瓦时锂电池，锂电池容量能够保持两小时以上不间断运行，所述底座11内部设有主动轮121、从动万向轮122、电池仓、微电脑、传感器等的隔离区，防止电干扰的同时加强结构强度。

如图5所示，本实用新型提供的一种乒乓球拾取装置的工作过程如下：

s1、初始状态下，拾取装置位于充电桩保持待机，在提前设定的启动时间到达后，拾取装置启动，初始化各模块，采集各传感器信号，判断锂电池111容量，续航时间小于设定值120分钟则继续充电，反之离开充电桩，以提前扫描时拟定的路径开始拾取工作，若检测无拟定路径，则负压风机22不转动，拾取装置行进中扫描外部环境，规划清扫路线。路线规划完毕后返回充电桩，重新开始拾取工作；

s2、拾取装置运动过程中，驱动电机123带动主动轮121向前运动，通过改变两个主动轮121的相对旋转速度来实现方向调节，从动万向轮122起到支承及辅助旋转的作用，运动过程中主动轮121前置、从动万向轮122后置，前置主动轮121之间拾取通道21下端的进风口拾取球体，障碍探测由视觉传感器配合激光测距传感器、沿墙传感器以及碰撞传感器来实现，当出现移动障碍或难以通过的陌生障碍时，拾取装置会自动调整行进路线；

s3、拾取装置拾取时负压风机22运转，乒乓球经过拾取通道21来到拾取装置顶部，经倾斜网格挡板23反弹至承载中转盒31，负压风机22在拾取时采用间歇运转，每拾取120秒，停止运转10秒，此时拾取装置同步停止行进原地等待，承载中转盒31下端弹性挡板33承受乒乓球挤压，且负压风机22带来的负压消失，弹性挡板33向下翻转，乒乓球下落至收集箱32后，弹性挡板33回弹至原位；

s4、收集箱32上方的距离传感器检测信号，反馈至微电脑，若收集箱32中乒乓球累积高度超过设定值则后续拾取步骤停止，返回至充电桩，发出提示灯光提示清空收集箱32中的乒乓球，反之则负压风机22在5秒内启动并达到拾取风速，之后拾取装置开始行进。若既定路线行驶完成后拾取数量未达设定值或运行时间超过90分钟，拾取装置同样会返回充电桩，在设定的时间间隔到达后，重复上述拾取行为，直至收集箱32中球体累积高度超过设定值。

本实用新型提供的一种乒乓球拾取装置，解决了复杂环境下大数量持续性的乒乓球拾取难题，具体适用场景为乒乓球训练中心等长期大量拾取乒乓球的场景，本拾取装置实现了全方位的自动化，除置换装满乒乓球的收集箱外，无需其他人为操作，具有投入成本低，维护简单等优点。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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