本发明涉及捡球技术领域，特别涉及一种自动收集乒乓球的装置。
背景技术：
随着体育事业的发展，越来越多的人喜欢打乒乓球。练习者在进行乒乓球训练时，会同时使用很多的乒乓球进行练习，练习的过程中会有很多的球掉落到地面上，当练习的乒乓球全部掉落在地面后，需要练习者将地面上的乒乓球逐一捡起，由于掉落的乒乓球数量较多，且乒乓球掉落的位置比较散乱，因此收集地面的乒乓球的过程比较麻烦，不但使练习者的练习效率变低，而且增加了学习疲劳的感觉。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的人工对散落在地面上的乒乓球进行收集，使得收集地面的平面球的过程比较麻烦，不但使练习者的练习效率变低，而且增加学习疲劳感的问题，本发明实施例提供了一种自动收集乒乓球的装置，所述自动收集乒乓球的装置包括：车体、摄像头、收球机构、平面定位系统、控制器和电源；
所述车体的前端设有第一入球口和第二入球口，第一入球口和第二入球口相邻布置，所述摄像头安装在所述车体的车顶；
所述收球机构安装在所述车体内，收球机构包括第一收球单元和第二收球单元，第一收球单元位于第一入球口处，第二收球单元位于第二入球口处；
所述平面定位系统安装在车体内且位于所述第一收球单元和第二收球单元之间；
所述控制器和所述电源安装在所述车体上，所述摄像头和所述平面定位系统均与所述控制器连接，所述控制器、所述摄像头和所述平面定位系统均与所述电源连接。
所述车体内设有上导球通道、第一下导球通道、第二下导球通道和存球仓，上导球通道、第一下导球通道和第二下导球通道均为弧形通道；
第一下导球通道位于所述第一入球口处，且所述第一收球单元架设在第一下导球通道之上，第一下导球通道的入球端位于第一收球单元的正下方，第二下导球通道位于所述第二入球口处，且所述第二收球单元架设在第二下导球通道之上，第二下导球通道的入球端位于第二收球单元的正下方；
第一下导球通道的出球端和第二下导球通道的出球端正对上导球通道，上导球通道与所述存球仓连通。
所述车体的两侧均设有一个旋转门；
所述存球仓内对称安装有第一导球底板和第二导球底板，第一导球底板的一端与第二导球底板的一端相接触，第一导球底板的另一端正对一个旋转门，第二导球底板的另一端正对另一个旋转门，且第一导球底板的一端高于另一端，第二导球底板的一端高于另一端。
所述车体包括车架，车架的后端安装有两个伺服轮，两个伺服轮均与所述控制器连接，车架的前端安装有脸板、车架的顶端安装有顶板，所述摄像头安装在顶板上，车架的两侧各安装一个侧板，每个侧板上均设有一个所述旋转门。
每个所述旋转门均通过销钉安装在所述侧板上，每个侧板上均安装有两个限位门档。
所述收球机构包括第一辊子、第一无刷电机、第一固定架、第二固定架、第一安装块、第一定位系统固定架、第二定位系统固定架、第二辊子、第二无刷电机、第三固定架、第四固定架和第二安装块；
第一辊子外套有多个o型圈，第一辊子的一端与第一无刷电机的转子连接，另一端安装在第一固定架内，套有多个o型圈的第一辊子为所述第一收球单元；
第一无刷电机的定子安装在第二固定架上，通过螺栓依次旋入第二固定架、第一安装块以及所述车体的车架，位于第二固定架与第一安装块之间的螺栓上设有调节螺母；
第二辊子外套有多个o型圈，第二辊子的一端与第二无刷电机的转子连接，另一端安装在第三固定架内，套有多个o型圈的第二辊子为所述第二收球单元；
第二无刷电机的定子安装在第四固定架上，通过螺栓依次旋入第四固定架、第二安装块以及所述车体的车架，位于第四固定架与第二安装块之间的螺栓上设有调节螺母；
所述平面定位系统依次穿过第一定位系统固定架和第二定位系统固定架，第一固定架和第三固定架均通过螺栓安装在第二定位系统固定架上，位于第一固定架与第二定位系统固定架之间的螺栓上设有调节螺母，位于第三固定架与第二定位系统固定架之间的螺栓上设有调节螺母。
所述第一辊子的一端设有第一安装孔和第一限位槽，第一安装孔内安装有第一电机辊子连接件，第一电机辊子连接件上安装有第一连接键，第一连接键卡在第一限位槽内，且第一电机辊子连接件通过螺钉与所述第一无刷电机的转子连接。
所述第二辊子的一端设有第二安装孔和第二限位槽，第二安装孔内安装有第二电机辊子连接件，第二电机辊子连接件上安装有第二连接键，第二连接键卡在第二限位槽内，且第二电机辊子连接件通过螺钉与所述第二无刷电机的转子连接。
所述收球机构还包括第一编码器、第一磁铁固定套、第一磁铁和第一垫片；
所述第二固定架内设有第一固定套安装孔，第一磁铁固定套安装在第一固定套安装孔内，所述第一无刷电机的电机轴与所述第一磁铁固定套的一端连接，第一磁铁安装在所述第一磁铁固定套的另一端，第一垫片和第一编码器均安装在所述第二固定架远离所述第一无刷电机的一端，且第一垫片位于第二固定架与第一编码器之间，第一编码器与所述控制器连接。
所述收球机构还包括第二编码器、第二磁铁固定套、第二磁铁和第二垫片；
所述第四固定架内设有第二固定套安装孔，第二磁铁固定套安装在第二固定套安装孔内，所述第二无刷电机的电机轴与所述第二磁铁固定套的一端连接，第二磁铁安装在所述第二磁铁固定套的另一端，第二垫片和第二编码器均安装在所述第四固定架远离所述第二无刷电机的一端，且第二垫片位于第四固定架与第二编码器之间，第二编码器与所述控制器连接。
本发明中的自动收集乒乓球的装置能够通过摄像头采集到地面上的乒乓球的位置信息，平面定位系统可以测量出收球机构的位置信息，进而使得该装置的车体运行到乒乓球所在的位置，使得收球机构可以将地面的乒乓球收集起来，当收集了一定数量的乒乓球后，还可以将乒乓球放出以便再利用，本发明的自动收集乒乓球的装置结构简单，操作过程方便，无需人工对散落在地面上的乒乓球进行收集，使得收集地面乒乓球的过程较为简单，降低了人员的劳动强度。
附图说明
图1是本发明提供的自动收集乒乓球的装置的侧视图；
图2是本发明提供的自动收集乒乓球的装置的俯视图；
图3是本发明提供的自动收集乒乓球的装置的内部结构图；
图4是本发明提供的自动收集乒乓球的装置的局部结构示意图；
图5是本发明提供的车架的结构示意图；
图6是本发明提供的自动收集乒乓球的装置的侧面剖视图；
图7是本发明提供的收球机构的主视图；
图8是本发明提供的收球机构的俯视图；
图9是本发明提供的第一定位系统固定架的结构示意图；
图10是本发明提供的第二定位系统固定架的结构示意图；
图11是本发明提供的收球机构的侧视图；
图12是本发明提供的上导球通道的结构示意图；
图13是本发明提供的上导球通道的左侧板的结构示意图；
图14是本发明提供的自动收集乒乓球的装置的内部结构图；
图15是本发明提供的自动收集乒乓球的装置的内部结构图。
其中，
1车体；2摄像头；3第一入球口；4第二入球口；5第一收球单元；6第二收球单元；7平面定位系统；8车架；9伺服轮；10脸板；11顶板；12侧板；13旋转门；14后脑板；15脊板；16后顶板；17轮前板；18填充物；19第一辊子；20第一无刷电机；21第一固定架；22第二固定架；23第一安装块；24第一定位系统固定架；25第二定位系统固定架；26第二辊子；27第二无刷电机；28第三固定架；29第四固定架；30第二安装块；31o型圈；32螺栓；33调节螺母；34上导球通道；35第一下导球通道；36第二下导球通道；37存球仓；38圆弧形弹簧钢；39第一中间支架；40第二中间支架；41第一横条；42第二横条；43第三横条；44左侧板；45右侧板；46第一电机辊子连接件；47第一连接键；48第一导球底板；49第二导球底板；50销钉；51限位门档；52第一编码器；53第一磁铁固定套；54第一磁铁；55第一垫片；56第二编码器；57第二垫片；58摄像头支架；59第二磁铁固定套；60第二磁铁；61螺钉。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的人工对散落在地面上的乒乓球进行收集，使得收集地面的平面球的过程比较麻烦，不但使练习者的练习效率变低，而且增加学习疲劳感的问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种自动收集乒乓球的装置，该自动收集乒乓球的装置包括：车体1、摄像头2、收球机构、平面定位系统、控制器和电源；
如图2所示，车体1的前端设有第一入球口3和第二入球口4，第一入球口3和第二入球口4相邻布置，如图1所示，摄像头2安装在车体1的车顶；
收球机构安装在车体1内，如图2、图3和图4所示，收球机构包括第一收球单元5和第二收球单元6，第一收球单元5位于第一入球口3处，第二收球单元6位于第二入球口4处；
如图3所示，平面定位系统7安装在车体1内且位于第一收球单元5和第二收球单元6之间；
控制器和电源安装在车体1上，摄像头2和平面定位系统7均与控制器连接，控制器、摄像头2和平面定位系统7均与电源连接。
在本发明中，位于车顶的摄像头2能够根据采集的图像信息得到位于地面上的乒乓球的位置坐标并发送给控制器，位于第一收球单元5和第二收球单元6之间的平面定位系统7能够计算出平面定位系统7自身的位置坐标并发送给控制器，控制器根据乒乓球的位置坐标以及平面定位系统7的位置坐标计算出第一收球单元5和第二收球单元6到达乒乓球的路径，车体1按照路径运行到乒乓球所在的位置，第一收球单元5或者第二收球单元6对乒乓球进行收集，其中，控制器可以为中央处理器，控制器和电源可以根据实际情况安装在车体1上，例如，可以安装在车体1外也可以安装在车体1内，本发明不对控制器和电源的具体安装位置进行限定，图中未示出控制器和电源。摄像头2和平面定位系统7均为现有装置，摄像头2可以选择型号ov7725的摄像头，平面定位系统7可以采用艾克申机器人公司生产的平面定位系统。
在本发明中，平面定位系统7主要测量其自身的位置坐标，当收球机构进行收球时，需要准确的知道第一收球单元5和第二收球单元6的位置，因此将平面定位系统7安装在第一收球机构和第二收球机构之间。
如图5所示，车体1包括车架8，如图3所示，车架8的后端安装有两个伺服轮9，伺服轮9可以采用艾克申机器人公司生产的伺服轮，两个伺服轮9均与控制器连接，如图4所示，车架8的前端安装有脸板10、车架8的顶端安装有顶板11，如图1所示，摄像头2可以通过摄像头支架58安装在顶板11上，如图1和图4所示，车架8的两侧各安装一个侧板12，每个侧板12上均设有一个旋转门13，如图6所示，车架8上还安装有后脑板14、脊板15、后顶板16和轮前板17等，以形成一个封闭的车体1，其中，各个板可以通过螺栓与车架8安装在一起，若某块板材破损，便于更换。
如图3所示，由于平面定位系统7位于第一收球单元5和第二收球单元6之间，当乒乓球通过第一入球口3或者第二入球口4进入车体1内时，为了防止乒乓球运行到平面定位系统7的位置而无法将乒乓球收起，可以在第一入球口3与第二入球口4之间的车架8内安装填充物18，如此保证第一收球单元5或者第二收球单元6可以将乒乓球收起，其中，填充物18可以为塑料，也可以在车架8上安装两块倾斜的板材。
如图3、图7和图8所示，收球机构包括第一辊子19、第一无刷电机20、第一固定架21、第二固定架22、第一安装块23、第一定位系统固定架24、第二定位系统固定架25、第二辊子26、第二无刷电机27、第三固定架28、第四固定架29和第二安装块30；
第一辊子19外套有多个o型圈31，第一辊子19的一端与第一无刷电机20的转子连接，另一端通过轴承安装在第一固定架21内，将套有多个o型圈31的第一辊子19做为第一收球单元5；
第一无刷电机20的定子安装在第二固定架22上，通过螺栓32依次旋入第二固定架22、第一安装块23以及车体1的车架8，位于第二固定架22与第一安装块23之间的螺栓32上设有调节螺母33；
第二辊子26外套有多个o型圈31，第二辊子26的一端与第二无刷电机27的转子连接，另一端通过轴承安装在第三固定架28内，将套有多个o型圈31的第二辊子26做为第二收球单元6；
第二无刷电机27的定子安装在第四固定架29上，通过螺栓32依次旋入第四固定架29、第二安装块30以及车体1的车架8，位于第四固定架29与第二安装块30之间的螺栓32上设有调节螺母33；
如图7、图9和图10所示，平面定位系统7依次穿过第一定位系统固定架24和第二定位系统固定架25，第一固定架21和第三固定架28均通过螺栓32安装在第二定位系统固定架25上，位于第一固定架21与第二定位系统固定架25之间的螺栓32上设有调节螺母33，位于第三固定架28与第二定位系统固定架25之间的螺栓32上设有调节螺母33。
如图3、图4、图6、图7、图11和图12所示，车体1内设有上导球通道34、第一下导球通道35、第二下导球通道36和存球仓37，上导球通道34、第一下导球通道35和第二下导球通道36均为弧形通道；
第一下导球通道35位于第一入球口3处，且第一收球单元5架设在第一下导球通道35之上，第一下导球通道35的入球端35a位于第一收球单元5的正下方，第二下导球通道36位于第二入球口4处，且第二收球单元6架设在第二下导球通道36之上，第二下导球通道36的入球端36a位于第二收球单元6的正下方；
第一下导球通道35的出球端35b和第二下导球通道36的出球端36b正对上导球通道34，上导球通道34与存球仓37连通。
当该自动收集乒乓球的装置收集乒乓球时，第一无刷电机20和第二无刷电机27的转子旋转，第一无刷电机20和第二无刷电机27分别带动第一收球单元5和第二收球单元6按照图6中的箭头方向进行旋转，第一收球单元5的o型圈31的最低点距离第一下导球通道35的入球端35a的距离以及第二收球单元6的o型圈31的最低点距离第二下导球通道36的入球端36a的距离略小于乒乓球的直径，由于o型圈31具有一定的弹性，且o型圈31随着两个辊子同时做旋转运动，因此旋转的o型圈31会施加给乒乓球一个力，使得乒乓球从第一下导球通道35的入球端35a进入第一下导球通道35内，或者从第二下导球通道36的入球端36a进入到第二下导球通道36内，由于乒乓球受到较大的力，因此，乒乓球在第一下导球通道35或者第二下导球通道36内会被弹起，如图6所示，由于上导球通道34、第一下导球通道35和第二下导球通道36均为弧形通道，且第一下导球通道35的出球端35b和第二下导球通道36的出球端36b正对上导球通道34，因此，弹起的乒乓球会弹到上导球通道34上，进而弹入存球仓37，其中，o型圈31施加给乒乓球的力可以根据第一无刷电机20和第二无刷电机27的转速而定，转速越快，施加给乒乓球的力越大，在本发明中，第一辊子19和第二辊子26的转速在46～50转/秒的范围内，当第一辊子19和第二辊子26的转速在该范围内时，可以保证o型圈31施加给乒乓球的力能够使乒乓球弹入存球仓37，当乒乓球与第一辊子19和第二辊子26接触时，第一辊子19和第二辊子26的转速在32～36转/秒的范围内，其中，每个辊子一次可以只收一个球，也可以同时一次收多个球，与辊子接触的乒乓球的数量越多，辊子的转速越慢，例如，在本明中，一个辊子一次收一个球时的转速在35～36转/秒的范围内，一次收两个球时的转速在32～34转/秒的范围内。
本发明中，上导球通道34、第一下导球通道35和第二下导球通道36均可以固定在车架8上，如图12和图13所示，在本发明中，上导球通道34包括圆弧形弹簧钢38，为了保证圆弧形弹簧钢38保持一定的圆弧形状来形成导球通道，可以在圆弧形弹簧钢38外固定第一中间支架39、第二中间支架40、第一横条41、第二横条42和第三横条43，并在圆弧形弹簧钢38的两端分别固定左侧板44和右侧板45，第一横条41、第二横条42和第三横条43的两端均分别固定在左侧板44和右侧板45上，第一中间支架39和第二中间支架40的一端均固定在第三横条43上，另一端均固定在第二横条42上，左侧板44和右侧板45可以通过螺钉固定在车架8上，左侧板44和右侧板45的结构相同；
如图7和图8所示，本发明中，第一固定架21、第二固定架22、第三固定架28和第四固定架29均包括两个螺栓孔，每个螺栓孔内均安装一个螺栓32，安装在第二固定架22上的螺栓32还依次穿过第一安装块23和车架8，安装在第一固定架21上的螺栓32还依次穿过第一定位系统固定架24和第二定位系统固定架25，当需要调节第一辊子19与第一下导球通道35之间的距离时，可以同时调整位于第二固定架22与第一安装块23之间的螺栓32上的调节螺母33以及位于第一固定架21与第二定位系统固定架25之间的螺栓32上的调节螺母33，如此可以使第一辊子19上移或者下降，其中，第三固定架28与第二定位系统固定架25的连接方式和第一固定架21与第二定位系统固定架25的连接方式相同，第四固定架29与第二安装块30的连接方式和第二固定架22与第一安装块23的连接方式相同，第二辊子26上移或下降的调节方式与第一辊子19相同，在此不再重复叙述。
如图9所示，第一定位系统固定架24上设有两个凹槽24a，如图7和图8所示，如此，当将平面定位系统7安装在第一定位系统固定架24和第二定位系统固定架25上，并且将第一定位系统固定架24与第二定位系统固定架25通过螺栓安装在一起后，凹槽24a可以将第二定位系统固定架25露出，使得第一固定架21和第三固定架28均可以与第二定位系统固定架25通过螺栓32连接。
如图8所示，第一辊子19与第一无刷电机20的转子可以通过如下方式连接，在第一辊子19的一端设置第一安装孔和第一限位槽，在第一安装孔内安装第一电机辊子连接件46，第一电机辊子连接件46上安装有第一连接键47，第一连接键47卡在第一限位槽内，且第一电机辊子连接件46通过螺钉61与第一无刷电机20的转子连接，如此，当第一无刷电机20的转子旋转时，可以带动第一辊子19进行同步旋转，防止第一辊子19与第一无刷电机20之间产生相对运动；其中，第二辊子26与第二无刷电机27的转子的连接方式和第一辊子19与第一无刷电机20的连接方式是相同的，即在第二辊子26的一端设置第二安装孔和第二限位槽，在第二安装孔内安装第二电机辊子连接件，第二电机辊子连接件上安装有第二连接键，第二连接键卡在第二限位槽内，且第二电机辊子连接件通过螺钉与第二无刷电机27的转子连接。
在本发明中的自动收集乒乓球的装置收集了一定数量的乒乓球后，可以将收集的乒乓球从车体1的存球仓37内放出，如图14、图15所示，可以在存球仓37内对称安装第一导球底板48和第二导球底板49，第一导球底板48的一端与第二导球底板49的一端相接触，如图2所示，第一导球底板48的另一端正对一个旋转门13，第一导球底板48的另一端正对另一个旋转门13，如图15所示，且第一导球底板48的一端高于另一端，第二导球底板49的一端高于另一端。
如此，当存球仓37内存储了一定数量的乒乓球时，可以将两个旋转门13打开，因为第一导球底板48和第二导球底板49均是倾斜布置在存球仓37内，且第一导球底板48和第二导球底板49的较低的一端均对应旋转门13，因此，乒乓球可以从旋转门13滑出，放球过程简单易操作。
如图1所示，每个旋转门13均通过销钉50安装在侧板12上，每个侧板12上均安装有两个限位门档51，当需要打开旋转门13时，可以将旋转门13向上抬起，此时旋转门13会绕着销钉50进行旋转，当需要关闭旋转门13时，则将旋转门13下放，两个限位门档51可以对旋转门13进行限位，防止旋转门13打开而使乒乓球从存球仓37掉落。
在本发明中，可以对第一辊子19以及第二辊子26的转速进行控制，如图7和图8所示，为收球机构设置第一编码器52、第一磁铁固定套53、第一磁铁54和第一垫片55，以及第二编码器56、第二垫片57、第二磁铁固定套59和第二磁铁60；
如图8所示，第二固定架22内设有第一固定套安装孔，第一磁铁固定套53安装在第一固定套安装孔内，第一无刷电机20的电机轴与第一磁铁固定套53的一端连接，第一磁铁54安装在第一磁铁固定套53的另一端，第一垫片55和第一编码器52均安装在第二固定架22远离第一无刷电机20的一端，且第一垫片55位于第二固定架22与第一编码器52之间，第一编码器52与控制器连接。
同理，第四固定架29内设有第二固定套安装孔，第二磁铁固定套59安装在第二固定套安装孔内，第二无刷电机27的电机轴与第二磁铁固定套59的一端连接，第二磁铁60安装在第二磁铁固定套59的另一端，第二垫片57和第二编码器56均安装在第四固定架29远离第二无刷电机27的一端，且第二垫片57位于第四固定架29与第二编码器56之间，第二编码器56与控制器连接。
当第一无刷电机20的转子带动第一辊子19旋转时，第一无刷电机20的电机轴会带动第一磁铁固定套53旋转，第一磁铁固定套53会同时带动第一磁铁54旋转，当第一磁铁54做旋转运动时，会引发第一编码器52的电信号产生变化，控制器根据第一编码器52的电信号的变化能够得出磁铁的转速大小，即得出第一辊子19的转速大小，若第一辊子19的转速异常，则控制器可以控制第一无刷电机20的转速进而调节第一辊子19的转速，同理，也可以通过相同的方法来判断第二辊子26的转速是否正常。
进一步地，当第一收球单元5收集乒乓球时，与第一收球单元5的o型圈接触的乒乓球的数量越多时，第一辊子19的转速越小，与第一收球单元5的o型圈接触的乒乓球的数量越少时，第一辊子19的转速越大，即辊子的转速与收集的乒乓球的数量是成线性关系的，因此，可以根据第一编码器52和第二编码器56检测到的第一辊子19和第二辊子26的转速，以及辊子的转速与收集的乒乓球的数量的线性关系得出该自动收集乒乓球的装置收集的乒乓球的数量；
进一步地，控制器还可以对收球机构收集的乒乓球的数量进行计数，可以为该装置能够收集的乒乓球的数量设定一个预设值，当收球机构收集的乒乓球的数量达到该预设值时，控制器通过控制伺服轮9使该自动收集乒乓球的装置回到人为设定的卸球位置，等待人员将球卸下，或者，当收集的乒乓球的数量达到该预设值时，控制器控制该自动收集乒乓球的装置发出警报，人员可以将该装置停止运行再将乒乓球取出，其中，预设值可以根据生产的自动收集乒乓球的装置的存球仓的大小进行合理设置，例如可以将预设值设定为40。
其中，第一磁铁54需要与第一编码器52之间保持一定的距离，以保证第一编码器52的正常工作，同理，第二磁铁60与第二编码器56之间也需要保持一定的距离，因此可以设置第一垫片55和第二垫片57，本发明中的第一垫片55和第二垫片57的厚度为2～4mm。
第一编码器52和第二编码器56的型号可以为lq-ecm14180305-abi。
本发明中的自动收集乒乓球的装置能够通过摄像头2采集到地面上的乒乓球的位置信息，平面定位系统7可以测量出收球机构的位置信息，进而使得该装置的车体1运行到乒乓球所在的位置，使得收球机构可以将地面的乒乓球收集起来，当收集了一定数量的乒乓球后，还可以将乒乓球放出以便再利用，本发明的自动收集乒乓球的装置结构简单，操作过程方便，无需人工对散落在地面上的乒乓球进行收集，使得收集地面乒乓球的过程较为简单，降低了人员的劳动强度。