本发明涉及体育器材领域，具体讲是一种羽毛球捡发机。
背景技术：
羽毛球是一种体育运动项目，因其简单易学、容易上手且兼具趣味性和对抗性受到越来越多人的喜爱，然而，散落在场地的羽毛球收集工作成为最大的问题。目前，有一种羽毛球捡球机，其由移动车架，以及设置于移动车架上的扫球机构和收球框等几部分组成。工作时，通过移动车架方便的进行转移，并通过扫球机构将球自动捡入收球框内。该机虽然能够从一定程度上提高捡球效率，降低运动员的捡球强度，但是在工作时，需要有一个人对机器进行来回推动，将机器推到有羽毛球的地方，才能够自动捡羽毛球，捡球效率也受到了限制。此外，发球也需要人工控制，智能化程度不高。
为了解决上述问题，本案由此而生。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可实现全自动捡球、理球、发球的羽毛球捡发机。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种羽毛球捡发机，包括移动平台以及安装于移动平台上的捡球装置、理球供球装置、发球装置、探头、控制器；所述捡球装置、理球供球装置、发球装置依次对接；所述探头与控制器相连，控制器分别与捡球装置、理球供球装置、发球装置相连；所述捡球装置包括上端开口的集球斗、传送带、扫球机构；所述扫球机构位于集球斗的前侧，传送带位于扫球机构与集球斗之间；所述扫球机构包括水平支承于移动平台前端的扫球辊；所述扫球辊包括辊轴以及等角度连接于辊轴外周壁上的若干扫球板；所述扫球板由海绵制成，且相邻两块扫球板之间形成的开口大于羽毛球的高度；所述传送带的前端位于扫球辊的下方且紧靠地面，后端与集球斗的开口相连；所述扫球辊与地面的最小距离小于羽毛球的尾部半径。
进一步地，所述理球供球装置包括支架、两块竖向导板、两块挡板、挑球机构、两根旋向相反的挤压辊、输送带；所述集球斗安装于支架的顶部；两块竖向导板相对安装于集球斗的下方，且两块竖向导板之间形成上端入口与集球斗的下端出口对接的落球通道；所述落球通道的宽度介于羽毛球的尾部直径与羽毛球的高度之间；两块挡板挡于落球通道长度方向的两端；两根挤压辊安装于落球通道的下端出口处，且沿着落球通道的长度方向延伸；所述输送带安装于两根挤压辊的下方；所述挑球机构安装于挡板的外侧，其包括挑球电机、挑球杆；所述挑球电机固定于挡板的外侧，挑球杆安装于挑球电机上；所述挡板上对应于挑球杆的位置开设有竖孔；所述挑球杆可在挑球电机的驱动下向上摆动、复位，且向上摆动时可从竖孔伸入至落球通道内挑动卡在落球通道上端入口处的羽毛球。
进一步地，所述挑球机构有两组，两组挑球机构分别对应安装于两块挡板的外侧。
进一步地，所述挑球机构还包括旋转座、滑块、伸缩驱动构件；所述旋转座安装于挑球电机的输出轴上；所述滑块固定于旋转座上；所述挑球杆滑动配合在滑块上，且可在伸缩驱动构件的驱动下相对于滑块作轴向伸缩活动。
进一步地，所述伸缩驱动构件包括伸缩电机、齿轮；所述伸缩电机固定于旋转座上；所述挑球杆由位于一侧的齿条和位于另一侧的滑轨背靠背相连而成；所述滑轨滑动配合在滑块上；所述齿轮安装于伸缩电机的输出轴上，且与齿条啮合。
进一步地，所述发球装置包括底座、发球斗、翻转输送系统、发球平台、两个发球轮、两个发球电机；所述发球平台安装于底座的顶部；两个发球轮并排枢接于发球平台上，两个发球电机分别连接并驱动两个发球轮；所述发球斗安装于发球平台上，其位于两个发球轮中间的一侧；所述翻转输送系统安装于发球斗与两个发球轮之间的底部。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明羽毛球捡发机可实现全自动捡球、理球、发球，工作时不需要手动来回推送，操作方便、智能化程度高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明另一角度的结构示意图（移除捡球装置后）。
图3是挑球杆处于常态下的结构示意图。
图4是挑球杆向上摆动挑球时的结构示意图。
图5是挑球杆轴向缩回时的结构示意图。
图6是挑球杆旋转至常态角度时的结构示意图。
图7是羽毛球处于横向状态和竖向状态的示意图。
图8是羽毛球处于纵向状态的示意图。
图9是本发明中挑球机构的结构示意图。
图10是羽毛球的结构示意图。
图中所示：1、移动平台2、捡球装置21、集球斗22、传送带23、扫球辊231、辊轴232、扫球板24、挂板25、电机3、理球供球装置31、支架32、挤压辊33、竖向导板34、挡板35、挑球机构351、挑球电机352、挑球杆3521、齿条3522、滑轨353、竖孔354、旋转座355、滑块356、伸缩电机357、齿轮36、皮带37、落球通道38、输送通道39、传感器4、发球装置41、底座42、发球斗43、翻转输送系统44、发球平台45、发球轮46、发球电机5、羽毛球51、横向状态的羽毛球52、竖向状态的羽毛球53、纵向状态的羽毛球6、探头7、控制器8、行走轮w、落球通道的宽度d1、羽毛球的尾部直径d2、羽毛球的头部直径h、羽毛球的高度。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1和图2所示：一种羽毛球捡发机，包括移动平台1以及安装于移动平台1上的捡球装置2、理球供球装置3、发球装置4、探头6、控制器7。捡球装置2、理球供球装置3、发球装置4依次对接。其中，捡球装置2用于捡球，并将球输送到理球供球装置3，理球供球装置3将球整理好后一颗一颗输送到发球装置4中，最后由发球装置4激发羽毛球。探头6与控制器7相连，用于对地面上的羽毛球进行定位，并将信号传递给控制器7。控制器7分别与捡球装置2、理球供球装置3、发球装置4相连，用于控制这些装置协同工作。移动平台1具有行走轮8，行走轮8的方向受控制器7控制，进而整个移动平台1的走向受控制器7控制，该技术为常规技术，再此不再赘述。控制器7可采用常规的单片机或者plc。
捡球装置2包括上端开口的集球斗21、传送带22、扫球机构。扫球机构位于集球斗21的前侧，传送带22位于扫球机构与集球斗21之间。扫球机构包括扫球辊23。扫球辊23水平支承于移动平台1前端，并通过电机25驱动旋转。扫球辊23包括辊轴231以及等角度连接于辊轴231外周壁上的若干扫球板232，其中辊轴231与电机25相连，并受控制器7控制，由辊轴231带动扫球板232旋转，进而将羽毛球扫到传送带22上。扫球板232由海绵制成。将扫球板232设计成由海绵制成，由于海绵的摩擦力大，与羽毛球接触时所提供的驱动力也大，当扫球板232高速旋转时，一旦与羽毛球接触就能提供一个较大的驱动力，将羽毛球扫到传送带22上，速度快，且由于质地软，不会对羽毛球有任损伤。
相邻两块扫球板232之间形成的开口大于羽毛球的高度，以保证两块扫球板232之间可扫入任何状态的羽毛球。传送带22的前端位于扫球辊23的下方且紧靠地面，后端与集球斗21的开口相连。扫球辊23与地面的最小距离小于羽毛球的尾部半径。如此设计，可确保扫球辊23旋转时其上的扫球板232能够够到地面上的羽毛球，同时又有足够的推力将羽毛球扫到传送带22上。当扫球辊23高速旋转时，扫球板232会与地面上的羽毛球接触，进而将羽毛球扫到传送带22上，再通过传送带22将羽毛球送入至集球斗21内，以此实现自动捡球的动作。
本实施例中，作为优选，扫球板232的数量为四块。于其它实施例中，扫球板232的数量也可为大于两块的任一数量，具体不作限定。具体工作时，捡球的速度由扫球辊23的旋转速度以及扫球辊23上扫球板232的数量共同决定。传送带22的表面沿着长度方向间隔设置有挂板24。通过挂板24可将羽毛球挂于传送带22上，以提高传送带22传送羽毛球的稳定性。
捡球装置2工作原理：捡球时，由控制器7控制扫球机构中扫球辊23高速旋转，以将羽毛球扫到传送带22上，再由传送带22送至集球斗21内，完成捡球工作。
理球供球装置3具体包括支架31、两块竖向导板33、两块挡板34、挑球机构35、两根旋向相反的挤压辊32、输送带。支架31固定于移动平台1上，集球斗21安装于支架31的顶部，用于接球。两块竖向导板33相对安装于集球斗21的下方，且两块竖向导板33之间形成落球通道37。落球通道37的上端入口与集球斗21的下端出口对接，集球斗21内的羽毛球可落入落球通道37内。两块挡板34挡于落球通道37长度方向的两端。具体实施时，挡板34向上延伸，同时挡于集球斗21的两端。两根挤压辊32安装于落球通道37的下端出口处，且沿着落球通道37的长度方向延伸。两根挤压辊32之间的距离介于羽毛球的头部直径d2与羽毛球的尾部直径d1之间。当羽毛球落入两根挤压辊32中间时，随着挤压辊32的旋转，羽毛球会被向下挤压出落球通道37。
输送带安装于两根挤压辊32的下方。输送带包括对称设置的两条呈封闭式传动的皮带36，两条皮带36之间形成一可夹持着羽毛球前进的输送通道38。输送通道38沿着挤压辊32的长度方向延伸。输送通道38的前端具有落球口（实际存在，但图中未示出），落球口与发球装置4中的发球斗42上下对应。从落球通道37下落的羽毛球可落到输送通道38上，进而通过输送通道38向前输送，最终从落球口下落至发球装置4的发球斗42内。
如图7和图10所示：落球通道的宽度w，也就是两块竖向导板33之间的间距介于羽毛球的尾部直径d1与羽毛球的高度h之间。作为优选，落球通道的宽度w略大于羽毛球的尾部直径d1，具体可为羽毛球的尾部直径d1的1.1～1.3倍。通过对落球通道宽度w的限定，横向状态的羽毛球51（这种状态为非正常状态，其轴线与竖向导板33的板面垂直，具体参见如图7）会卡在落球通道37的上端入口处，无法进入落球通道37内，只有纵向状态状态的羽毛球53和竖向状态的羽毛球52（这两种状态为正常状态，其轴线与竖向导板33的板面平行，具体参见如图8）能够顺利进入落球通道37，同时限定落球通道37宽度方向每次只能通过一个，如此可确保羽毛球一个一个以正常状态有序地落到两根挤压辊32中间，进而顺利地被挤压辊32从落球通道37的下方一个一个有序地挤出，彻底避免挤压辊32处，也就是落球通道37的下端出口处发生堵塞，影响供球的正常进行。
如图9所示：挑球机构35安装于挡板34的外侧，其包括挑球电机351、挑球杆352。挑球电机351固定于挡板34的外侧，挑球杆352安装于挑球电机351上。挡板34上对应于挑球杆352的位置开设有竖孔353。挑球杆352可在挑球电机351的驱动下向上摆动、复位，其摆动时所留下的轨迹与竖向导板33的板面平行。挑球杆352向上摆动时可从竖孔353伸入至落球通道37内向上挑动卡在落球通道37上端入口处的羽毛球，以此调整羽毛球的状态，使其从横向调整至纵向或者竖向的正常状态而能顺利进入落球通道37。
挑球机构35有两组，两组挑球机构35分别对应安装于两块挡板34的外侧。且为了提高挑球范围，具体实施时，挑球杆352伸入至落球通道37内的最远端接近落球通道37长度方向的中间位置。
此外，挑球机构35还包括旋转座354、滑块355、伸缩驱动构件。旋转座354安装于挑球电机351的输出轴上，可随着输出轴同步旋转。滑块355固定于旋转座354上。挑球杆352滑动配合在滑块355上，且可在伸缩驱动构件的驱动下相对于滑块355作轴向伸缩活动。本实施例中，伸缩驱动构件包括伸缩电机356、齿轮357。伸缩电机356固定于旋转座354上。具体实施时，为了节省空间，同时也为了保护伸缩电机356，可将伸缩电机356直接嵌入至旋转座354内。挑球杆352由位于一侧的齿条3521和位于另一侧的滑轨3522背靠背相连而成。滑轨3522滑动配合在滑块355上。齿轮357安装于伸缩电机356的输出轴上，且与齿条3521啮合。齿轮357可在伸缩电机356的带动下正反转，齿轮357正反转可带动与之啮合的齿条3521轴向伸缩，进而使整条挑球杆352作轴向伸缩活动。常态下，挑球杆352处于竖直向下状态，且上端配合于滑块355上。
挑球杆352的挑球动作具体可分为以下四个步骤：
步骤一：挑球杆352在挑球电机351的作用下向上摆动挑球（具体参见如图4）；
步骤二：挑球杆352在伸缩电机356的作用下轴向缩回（具体参见如图5）；
步骤三：挑球杆352在挑球电机351的作用下旋转至常态下的角度（竖直向下，具体参见如图6）；
步骤四：挑球杆352在伸缩电机356的作用下轴向伸出复位（具体参见如图3）。
通过以上四个步骤，挑球杆352在挑球完成后并非向下摆动原路复位，而是经过轴向缩回、角度复位、轴向伸出三个动作曲线复位，如此可彻底克服挑球杆352直接向下摆动复位容易卡在羽毛球堆上的弊端，确保装置稳定可靠的运行。
此外，理球供球装置3还包括若干传感器39，传感器39安装于支架31上或向下延伸的挡板34内侧，对应于落球通道37与输送带之间的区域，用于检测是否有羽毛球下落。传感器39与控制器7相连，控制器7与挑球电机351、伸缩电机356相连，用于控制这些电机25的启停。当传感器39在一定时间内（例如设定3秒）没有检查到羽毛球下落，说明落球通道37的上端入口处有可能卡住了。此时由控制器7控制挑球电机351和伸缩电机356启动，控制挑球杆352挑球若干次，以解除羽毛球堵塞问题。具体实施时，控制器7可采用常规单片机或者plc。
以上结构设计的理球供球装置3，通过两块竖向导板33再配合以挑球机构35，能够将批量杂乱无序的羽毛球一个一个有序地整理出来，并以头部朝下的状态供给发球装置4，理球效率高，且不会卡住，整机运行稳定可靠，能耗低。
发球装置4包括底座41、发球斗42、翻转输送系统43、发球平台44、两个发球轮45、两个发球电机46。发球平台44安装于底座41的顶部。两个发球轮45并排枢接于发球平台44上，两个发球电机46分别连接并驱动两个发球轮45。发球斗42安装于发球平台44上，其位于两个发球轮45中间的一侧。翻转输送系统43安装于发球斗42与两个发球轮45之间的底部，其能使羽毛球翻倒，从而使发球轮45的发球力量损失最小，增强羽毛球发球距离。具体实施时，翻转输送系统43采用封闭式传动的皮带36，皮带36由电机25驱动。当羽毛球落入发球装置4的发球斗42后，通过翻转输送系统43将羽毛球输送至两个发球轮45之间，然后通过两个发球轮45的反向旋转来激发羽毛球。
本发明羽毛球捡发机工作时，先由探头6对羽毛球5的位置进行定位，并将羽毛球5的位置信号传递到控制器。接着控制器接收到信号后对信号进行处理，并控制移动平台1行走至羽毛球5所处的位置。最后控制捡球装置2、理球供球装置3、发球装置4协同工作，实现自动捡球、理球、发球的目的。本发明工作时可直接奔着地上的羽毛球走，不需要手动来回推送，操作方便、捡球效率高。
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书中记载的内容。