一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人

本技术涉及机器人技术和机械设计领域，具体涉及一种捡乒乓球机器人。

背景技术：

1、近年来，乒乓球一直是最受关注的夺冠项目之一，而这份关注也不断为我国的运动器材生产产业的高速发展提供支持。

2、目前主流的捡球方式多是利用辅助工具，包括网兜式捡球器、滚筒式捡球器等。网兜式捡球工具可以利用底部的弹簧或皮筋，通过叩击的方式，使乒乓球可以通过两弹簧间的空隙，将在地面上的乒乓球收纳到网兜内。滚筒式捡球器在圆筒的母线方向上有很多根皮筋与两端相连接，其工作原理与网兜式类似，都是通过使乒乓球通沿母线方向的空隙完成对乒乓球的收集。但乒乓球训练时，乒乓球使用量巨大，以往的捡球方式都无法将人从枯燥无味的机械式行动中解放出来，频繁捡起随机散落在场馆内的乒乓球依旧是一件耗时、耗力的工作。

技术实现思路

1、为了解决现有捡乒乓球工具不够智能方便、效率低下的问题，本实用新型提供了一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人，通过多个滚轴联动挤压乒乓球进入球筐内部，能够一次性大量收集一定范围内的乒乓球，达到高效精准的自动捡拾乒乓球的效果。其特征在于，所述机器人包括捡球机构、存放机构、运动机构、探测机构以及机身结构。

2、所述运动机构包括底盘、两对麦克纳姆轮、四个编码器电机、四个连接件。底盘是小车整体结构的承载体，起着连接外壳和捡球机构的其他硬件结构、安装动力系统的巨大作用。矩形的底盘四角各安置一个麦克纳姆轮，可以在原地进行旋转动作和全方向平移运动，每个麦克纳姆轮与一个相应的编码器电机相连，并通过连接件安装在底盘上。

3、所述捡球机构包括摩擦滚轴、轴承、无刷电机、联轴器、同步带、同步带放置轮、结构件，其位于机器人前侧，整体与底盘上表面平齐，三个摩擦滚轴以一前两后、两高一低的方式水平放置，通过轴承固定在两个对称的结构件中间。所述无刷电机位于机器人的右侧结构件外侧，通过联轴器与两个高位摩擦滚轴连接，实现动力输出。所述同步带放置轮位于机器人的左侧结构件外侧，分别固定在两个偏后位置的摩擦滚轴的轴承上，同步带固定在同步带放置轮上，连接两个摩擦滚轴。摩擦滚轴由无刷电机提供动力，其上覆盖有胶面，负责提供捡球所需摩擦力，直接与乒乓球接触，前侧摩擦滚轮逆时针旋转，后侧两个摩擦滚轮顺时针旋转，当乒乓球处于低位两个摩擦滚轴之间时，会因摩擦力被向上抛入，经过三个摩擦滚轴传递后，使乒乓球进入球筐内。

4、所述机身结构包括车架、机顶板、左侧板、右侧板、连接块、后侧板。其中所述车架固定在底盘上，位于麦克纳姆轮与捡球机构的四周，呈包围结构，将所述运动机构和所述捡球机构固定在一起，前侧留有供乒乓球进入的开口。左侧板和右侧板通过连接块固定在底盘上方左右两侧，机顶板通过连接块固定在左侧板和右侧板的上方，后侧板下方左右两侧设计两个凸起，嵌合固定在左侧板和右侧板预留出的孔位中，上方设计一个凸起，嵌合在机顶板预留的凹槽中。

5、所述存放机构包括球筐、挡板、滑块、卡扣、滑动结构、电池放置板，球筐和电池放置板位于机器人左侧板、右侧板、后侧板和机顶板中间形成的空间。所述球筐位于空间前侧，呈抽屉式，通过上方固定在机顶板上的两个滑块与左右两侧固定在左侧板和右侧板上的卡扣实现装卸。球筐底部有一个挡板，可通过连接块固定两侧的滑动结构控制开合，挡板开口正对捡球机构上方，便于乒乓球进入球筐内部。其中滑动结构呈三角形，第一角固定于球筐，第二角与挡板相连，第三角与左侧板、右侧板设计的曲边相接触，三角行中心螺丝通过弹力绳与球筐上的定位孔相连。两者相互配合，当装上球筐时，第三角随曲线下压至底端，挡板打开，便于乒乓球进入球筐；当拿下球筐时，弹力绳拖拽中心螺丝，挡板闭合，将乒乓球锁入球筐内。两个电池放置板位于空间后侧，平行于左侧板和右侧板对称地固定在底盘上，两个电池放置板中间用于放置电路板，两侧用于放置电池。

6、所述探测机构包括摄像头、底座、雷达，底座固定在机顶板的前侧，摄像头固定在底座上，整体伸出机顶板前沿，能以乒乓球为目标进行目标检测，同时对乒乓球进行测距。雷达位于机顶板的上方，通过铜柱固定在机顶板的中央，用于获取精确位置信息。

7、本实用新型在实现机器人自动捡球的同时，极大提高了机器人的捡球效率，有利于降低人力、物力成本，使机器人替代工作人员完成这类机械式的重复任务，发挥机器人的特性，利用人工智能的技术来给固有捡拾乒乓球方式带来改变。

技术特征：

1.一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人，其特征在于，所述机器人包括捡球机构、存放机构、运动机构、探测机构以及机身结构；

2.根据权利要求1所述的一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人，其特征在于，后侧板（17）下方左右两侧设计两个凸起，嵌合固定在左侧板（14）和右侧板（15）预留出的孔位中，上方设计一个凸起，嵌合在机顶板（13）预留的凹槽中。

3.根据权利要求1所述的一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人，其特征在于，两个电池放置板（23）位于空间后侧，平行于左侧板（14）和右侧板（15）对称地固定在底盘（1）上。

4.根据权利要求1所述的一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人，其特征在于，其中滑动结构（22）呈三角形，第一角（24）固定于球筐（18），第二角（25）与挡板（19）相连，第三角（26）与左侧板（14）、右侧板（15）相接触。

5.根据权利要求1所述的一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人，其特征在于，其中所述车架（12）位于麦克纳姆轮（2）与捡球机构的四周，呈包围结构。

技术总结本技术公开了一种滚轴联动挤压式高效捡乒乓球机器人，包括：捡球机构、存放机构、运动机构、探测机构以及机身结构，捡球机构包括摩擦滚轴、轴承、无刷电机、联轴器、同步带、同步带放置轮、结构件，三个摩擦滚轴以一前两后、两高一低的方式水平放置，通过轴承固定在两个对称的结构件中间；无刷电机位于机器人的右侧结构件外侧，通过联轴器与两个高位摩擦滚轴连接；同步带放置轮位于机器人的左侧结构件外侧，分别固定在两个偏后位置的摩擦滚轴的轴承上，同步带连接两个摩擦滚轴。存放机构包括球筐、挡板、滑块、卡扣、滑动结构、电池放置板。本技术可同时收集多个乒乓球，避免了由于定位识别不准而产生的捡球效率低下问题。技术研发人员：范青武,宋昕原,介文洋,王思锐受保护的技术使用者：北京工业大学技术研发日：20230726技术公布日：2024/5/29