本发明涉及一种自主避障的乒乓球捡球机器人，属于机器人技术领域。
背景技术：
在乒乓球室里，训练或者比赛的时候，地面上会有很多出界或者无效的乒乓球，如果人工来捡球，将会造成效率低、工作量大等弊端。因此，如果能有一种捡球机器人应用在乒乓球馆里，能够使工作人员遥控捡球，将可以使人们摆脱一些繁琐的工作，大大减轻人们的劳动强度。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种自主避障的乒乓球捡球机器人，用于解决当前人工捡地面上的乒乓球时，效率低、工作量大这一问题。
本发明技术方案是：一种自主避障的乒乓球捡球机器人，包括大底板26、转向装置33、捡球装置34、驱动装置35、超声波测距装置36；
所述大底板26包括主底板6、转向电机支撑座1、乒乓球防弹回挡板25、齿轮电机支撑座15、卷板轴支撑座12、驱动电机支撑座24、后车轮轴支撑座18；所述转向电机支撑座1固定在主底板6上面的前端，主底板6的四周设有挡板形成一个槽体，中后部位设有一个长方形孔，乒乓球防弹回挡板25固定在长方形孔的四周；齿轮电机支撑座15固定在主底板6上，位于长方形孔的一侧；卷板轴支撑座12位于长方形孔的两侧，固定在主底板6的下面；驱动电机支撑座24固定在主底板6下面的中后部位，后车轮轴支撑座18固定在主底板6下面的后端；
所述转向装置33包括转向电机2、叉架3、螺栓状轴4、螺母5、前轮7；转向电机2固定安装在转向电机支撑座1里，转向电机2的输出轴与叉架3固定连接；螺栓状轴4末端有螺纹，螺纹和螺母5相配合，螺栓状轴4穿过叉架3，一端通过螺母5拧紧固定在叉架3上，前轮7位于叉架3中间，通过轴承套在螺栓状轴4的中间部位；
所述捡球装置34包括挡板8、卷板9、半圆柱导轨壳10、卷板轴11、小齿轮13、大齿轮14、齿轮电机16；所述挡板8固定安装在半圆柱导轨壳10两侧，卷板9为v型板，固定安装在卷板轴11的中间部位，卷板9位于半圆柱导轨壳10的内部，通过轴承与卷板轴11连接，卷板9和半圆柱导轨壳10位于主底板6的中后部位的长方形孔内，半圆柱导轨壳10的下端与地面之间的距离小于乒乓球半径；小齿轮13固定安装在卷板轴11的一端，卷板轴11的末端通过轴承与卷板轴支撑座12固定；大齿轮14安装在齿轮电机16的输出轴上，大齿轮14与小齿轮13啮合，齿轮电机16安装在齿轮电机支撑座15上，齿轮电机16的底端还固定在大底板26的侧壁上；
所述驱动装置35包括后车轮轴17、主动轮19、从动轮20、大锥齿轮21、小锥齿轮22、驱动电机23；驱动电机23固定安装在驱动电机支撑座24上，小锥齿轮22固定安装在驱动电机23的输出轴上，小锥齿轮22与大锥齿轮21啮合，大锥齿轮21固定安装在后车轮轴17上；后车轮轴17通过轴承固定架在两个对称分布的后车轮轴支撑座18上，主动轮19与后车轮轴17一端固定连接，从动轮20通过轴承与后车轮轴17的另一端固定连接；
所述超声波测距装置36包括小电机支撑座28、小电机29、超声波测距传感器支撑架30、长六角螺母31、超声波测距传感器32；小电机支撑座28固定安装在转向电机支撑座1外侧，小电机29固定安装在小电机支撑座28上，超声波测距传感器支撑架30固定安装在小电机29的输出轴上，超声波测距传感器32通过四个长六角螺母31和螺栓固定安装在超声波测距传感器支撑架30上。
优选的，本发明所述超声波测距传感器支撑架30为“l”形，水平向固定在小电机29的输出轴上，竖直向固定声波测距传感器32。
优选的，本发明所述所述挡板8为柔性材料制成，例如橡胶材料。
优选的，本发明所述卷板9角度的角度为90°~150°。
优选的，本发明所述叉架3为u型结构，转向电机2的输出轴与u型结构的顶端固定连接；螺栓状轴4穿过u型结构的两个侧面，前轮7位于u型结构的中间。
本发明的工作过程是：
驱动电机23的输出轴转动，使得固定在转动端的小锥齿轮22转动，由于小锥齿轮22与大锥齿轮21啮合，使得大锥齿轮21转动；由于大锥齿轮21与后车轮轴17固定安装，使得后车轮轴17转动；由于后车轮轴17与主动轮19紧固配合，使得主动轮19转动；由于后车轮轴17与从动轮20通过轴承安装在一起，使得从动轮20随着运动方向的改变而具有适宜的转速；通过上述过程，实现该机器人的行进的驱动。
转向电机2的输出轴转动，使得固定在转动端的叉架3转动，由于叉架3与前轮7通过螺母5、螺栓状轴4、轴承固定，使得前轮7的方向随着叉架3的转动而改变；通过上述过程，实现该机器人的转向。
小电机29工作，其输出轴不停地左右转动，由于超声波测距传感器支撑架30固定安装在小电机29的输出轴上，带动超声波测距传感器支撑架30不停地左右摆动，进而，固定在超声波测距传感器支撑架30上的超声波测距传感器32不停地左右摆动，不断探测前方有没有障碍物，如果有障碍物，可将信号传输至主控板，主控板控制转向电机2工作，进而转向；通过上述过程，实现该机器人的自主避障。
齿轮电机16转动，使得大齿轮14转动，与大齿轮14啮合的小齿轮13转动，由于小齿轮13与卷板轴11固定安装在一起，从而使得卷板轴11转动，从而带动卷板9转动；机器人在前进过程中，乒乓球27进入卷板9，卷板9顺时针转动，乒乓球27被卷板9推动，由于惯性以及卷板9角度的特殊设定，乒乓球27跨过乒乓球防弹回挡板25，进入到大底板26上，即乒乓球盛放处；通过上述过程，实现该机器人的捡球功能。
本发明的有益效果是：
（1）能够遥控，使得工作人员在不进入乒乓球场地的情况下捡拾乒乓球；
（2）能够代替人类劳动，大大减少了工人的劳动工作量；
（3）效率高，捡球快，且避免了在人工捡球的过程中对运动员造成的不必要的干扰。
（4）可自主避障，极大地降低了机器人本身撞墙的危险或者撞人的危险。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明整体细节结构示意图；
图3是本发明的底面结构示意图；
图4是本发明的前轮处结构示意图；
图5是本发明的捡球部位的机构示意图；
图6是本发明的后车轮处（锥齿轮啮合处放大）的示意图。
图1-6中各标号：1-转向电机支撑座，2-转向电机，3-叉架，4-螺栓状轴，5-螺母，6-主底板，7-前轮，8-挡板，9-卷板，10-半圆柱导轨壳，11-卷板轴，12-卷板轴支撑座，13-小齿轮，14-大齿轮，15-齿轮电机支撑座，16-齿轮电机，17-后车轮轴，18-后车轮轴支撑座，19-主动轮，20-从动轮，21-大锥齿轮，22-小锥齿轮，23-驱动电机，24-驱动电机支撑座，25-乒乓球防弹回挡板，26-大底板，27-乒乓球，28-小电机支撑座，29-小电机，30-超声波测距传感器支撑架，31-长六角螺母，32-超声波测距传感器，33-转向装置，34-捡球装置，35-驱动装置，36-超声波测距装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：如图1-6所示，一种自主避障的乒乓球捡球机器人，包括大底板26、转向装置33、捡球装置34、驱动装置35、超声波测距装置36；
所述大底板26包括主底板6、转向电机支撑座1、乒乓球防弹回挡板25、齿轮电机支撑座15、卷板轴支撑座12、驱动电机支撑座24、后车轮轴支撑座18；所述转向电机支撑座1固定在主底板6上面的前端，主底板6的四周设有挡板形成一个槽体，中后部位设有一个长方形孔，乒乓球防弹回挡板25固定在长方形孔的四周；齿轮电机支撑座15固定在主底板6上，位于长方形孔的一侧；卷板轴支撑座12位于长方形孔的两侧，固定在主底板6的下面；驱动电机支撑座24固定在主底板6下面的中后部位，后车轮轴支撑座18固定在主底板6下面的后端。
所述转向装置33包括转向电机2、叉架3、螺栓状轴4、螺母5、前轮7；转向电机2固定安装在转向电机支撑座1里，转向电机2的输出轴与叉架3固定连接；螺栓状轴4末端有螺纹，螺纹和螺母5相配合，螺栓状轴4穿过叉架3，一端通过螺母5拧紧固定在叉架3上，前轮7位于叉架3中间，通过轴承套在螺栓状轴4的中间部位；所述叉架3为u型结构，转向电机2的输出轴与u型结构的顶端固定连接；螺栓状轴4穿过u型结构的两个侧面，前轮7位于u型结构的中间。
所述捡球装置34包括挡板8、卷板9、半圆柱导轨壳10、卷板轴11、小齿轮13、大齿轮14、齿轮电机16；所述挡板8固定安装在半圆柱导轨壳10两侧，卷板9为v型板，固定安装在卷板轴11的中间部位，卷板9位于半圆柱导轨壳10的内部，通过轴承与卷板轴11连接，卷板9和半圆柱导轨壳10位于主底板6的中后部位的长方形孔内，半圆柱导轨壳10的下端接近地面；小齿轮13固定安装在卷板轴11的一端，卷板轴11的末端通过轴承与卷板轴支撑座12固定；大齿轮14安装在齿轮电机16的输出轴上，同时大齿轮14与小齿轮13啮合，齿轮电机16安装在齿轮电机支撑座15上，同时，齿轮电机16的底端还固定在大底板26的侧壁上。
所述驱动装置35包括后车轮轴17、主动轮19、从动轮20、大锥齿轮21、小锥齿轮22、驱动电机23；驱动电机23固定安装在驱动电机支撑座24上，小锥齿轮22固定安装在驱动电机23的输出轴上，小锥齿轮22与大锥齿轮21啮合，大锥齿轮21固定安装在后车轮轴17上；后车轮轴17通过轴承固定架在两个对称分布的后车轮轴支撑座18上，主动轮19与后车轮轴17一端固定连接，从动轮20通过轴承与后车轮轴17的另一端固定连接。
所述超声波测距装置36包括小电机支撑座28、小电机29、超声波测距传感器支撑架30、长六角螺母31、超声波测距传感器32；小电机支撑座28固定安装在转向电机支撑座1外侧，小电机29固定安装在小电机支撑座28上，超声波测距传感器支撑架30固定安装在小电机29的输出轴上，超声波测距传感器32通过四个长六角螺母31和螺栓固定安装在超声波测距传感器支撑架30上；所述挡板8为橡胶材料制成，所述卷板9角度的角度约为150度。
作为本发明的另一个优选实施例，所述超声波测距传感器支撑架30为“l”形，水平向固定在小电机29的输出轴上，竖直向固定声波测距传感器32；所述卷板9角度的角度为约为130度。
下面结合具体工作过程对本发明进一步详细说明：
本实施例的工作过程是：驱动电机23的输出轴转动，使得固定在转动端的小锥齿轮22转动，由于小锥齿轮22与大锥齿轮21啮合，使得大锥齿轮21转动；由于大锥齿轮21与后车轮轴17固定安装，使得后车轮轴17转动；由于后车轮轴17与主动轮19紧固配合，使得主动轮19转动；由于后车轮轴17与从动轮20通过轴承安装在一起，使得从动轮20随着运动的方向的改变而具有适宜的转速。通过上述过程，实现该机器人的行进的驱动；转向电机2的输出轴转动，使得固定在转动端的叉架3转动，由于叉架3与前轮7通过螺母5、螺栓状轴4、轴承固定，使得前轮7的方向随着叉架3的转动而改变。通过上述过程，实现该机器人的转向；小电机29工作，其输出轴不停地左右转动，由于超声波测距传感器支撑架30固定安装在小电机29的输出轴上，带动超声波测距传感器支撑架30不停地左右摆动，进而，固定在超声波测距传感器支撑架30上的超声波测距传感器32不停地左右摆动，不断探测前方有没有障碍物，如果有障碍物，可将信号传输至主控板，主控板控制转向电机2工作，进而转向；通过上述过程，实现该机器人的自主避障；齿轮电机16转动，使得大齿轮14转动，与大齿轮14啮合的小齿轮13转动，由于小齿轮13与卷板轴11固定安装在一起，从而使得卷板轴11转动，从而带动卷板9转动。机器人在前进过程中，乒乓球27进入卷板9，卷板9顺时针转动，乒乓球27被卷板9推动，由于惯性以及卷板9角度的特殊设定，乒乓球27跨过乒乓球防弹回挡板25，进入到大底板26上，即乒乓球盛放处。通过上述过程，实现该机器人的捡球功能。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，比如可以捡其他形状的物体。