球类收集装置及球类机器人的制作方法

本发明涉及球类拾取装置的技术领域，尤其是涉及一种球类收集装置及球类机器人。

背景技术：

体育运动作为锻炼身体的主要运动形式，受到越来越多人们的青睐，尤其是各种球类运动，如：乒乓球、网球、羽毛球和高尔夫球，只需个人或者两个人即可实现完成，对战方式简单，学习方便。

以网球为例：网球是一项通常在两个单打球员或两对双打组合之间进行的体育运动。球员需要用球拍击打空心的橡胶球并使其落入对方场地内。由于这项运动仅需要握住球拍并击球，因此是一项适合各个群体和年龄段的人们进行的体育项目。随着人们对网球的热爱，越来越多的人喜欢网球，越来越多的人开始学习网球，但是对于大多数初学者来说，在训练过程中往往会击打大量的网球，网球散落一地，训练完毕后，需要将网球拾取到收集箱内。

现有的网球回收通常是由人工将散落的球拾取到收集箱内。采用上述的方式，虽可以实现对网球进行的拾取，但是捡球需要人工弯腰进行拾取，消耗体力较大，费时费力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供球类收集装置，以缓解了现有技术中存在的球类的拾取需要人工弯腰完成，消耗体力较大，费时费力的技术问题。

本发明的目的在于提供球类机器人，以缓解了现有技术中存在的球类的拾取需要人工弯腰完成，消耗体力较大，费时费力的技术问题。

本发明提供的球类收集装置，包括收集机构、推动机构和转动机构；

所述收集机构上设有进球口；

所述推动机构的输入端与所述收集机构连接，所述转动机构连接在所述推动机构的输出端，所述转动机构能够由第一状态运动至第二状态，以使球处在转动机构与收集机构之间；所述推动机构能够带动所述转动机构沿远离或靠近所述收集机构的方向运动，以使球在所述转动机构的带动下经进球口移动至所述收集机构内。

进一步的，所述推动机构的数量为两个，两个所述推动机构分别设置在所述进球口的两侧，所述转动机构的两端分别与两个所述推动机构的输出端连接。

进一步的，所述推动机构包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和滑动杆；

所述第一连接杆的一端与所述收集机构转动连接，所述第一连接杆的另一端与所述第二连接杆的一端转动连接，所述第二连接杆的另一端与所述滑动杆转动连接，所述转动机构与所述滑动杆连接；所述第一连接杆上设有滑动槽，所述第三连接杆的一端与所述收集机构转动连接，所述第三连接杆的另一端与所述滑动槽滑动连接，所述第三连接杆能够在外力的作用下沿滑动槽滑动，使第一连接杆及第二连接杆转动，以带动所述滑动杆沿靠近或远离所述收集机构的方向移动。

进一步的，所述收集机构的远离所述转动机构的一侧上连接有两个滑套；

两个所述滑动杆的远离转动机构的一端分别对应穿设在两个滑套内，且所述滑动杆能够沿所述滑套移动。

进一步的，所述推动机构还包括驱动件；

所述驱动件与收集机构连接，且所述驱动件的输出端与所述第三连接杆远离滑槽的一端固定连接，以驱动所述推动机构运动。

进一步的，所述转动机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和推动板；

所述第一连杆与滑动杆固定连接，所述第二连杆与第三连杆交叉设置在第一连杆与第四连杆之间，所述第二连杆与第一连杆之间、第二连杆与第四连杆之间的连接均为转动连接，所述第三连杆与第一连杆之间、第三连杆与第四连杆之间的连接均为转动连接，且所述第二连杆与第三连杆分别与所述第四连杆的铰接点之间的距离，和第二连杆与第三连杆分别与第四连杆的铰接点之间的距离相等，所述第二连杆与第三连杆的长度相等，所述第四连杆与第一连杆平行设置；所述推动板连接在所述第四连杆的远离收集机构的一端。

进一步的，所述转动机构还包括驱动电机；

所述驱动电机与所述滑动杆连接，所述驱动电机的输出端穿过所述第一连杆与所述第三连杆固定连接。

进一步的，所述球类收集装置还包括导向板；

所述导向板的数量为两个，两个所述导向板分别连接在所述进球口的两侧，两个所述滑动杆分别设在两个所述导向板的上方；

所述导向板包括倾斜板和平直板；

所述平直板与收集机构之间通过倾斜板连接，所述倾斜板朝向靠近所述进球口的方向逐渐向进球口倾斜。

进一步的，所述球类收集装置还包括检测单元、移动单元和控制单元；

所述检测单元连接在收集机构的靠近推动板的一侧，所述检测单元与控制单元连接，所述控制单元分别与所述驱动件及驱动电机连接，所述移动单元设在球类收集装置的底部，所述移动单元与控制单元连接；所述检测单元用于检测训练场内球的位置信息，并将检测的球的位置信息发送至控制单元；所述控制单元控制所述移动单元移动至球处停止，并根据接收到的球的位置信息控制所述推动机构及转动机构动作，以实现对球的收集。

本发明提供了一种球类机器人，包括球类传送装置、球类发射装置、输送装置和如上所述的球类收集装置；

所述球类传送装置连接在球类收集装置的收集机构内，所述收集机构上设有出球口，所述球类传送装置用于将球从进球口传送至出球口；所述球类发射装置与出球口通过输送装置连通，所述输送装置用于将球从出球口输送到球类发射装置内；所述球类发射装置用于将球从球类发射装置内射出。

本发明提供的球类收集装置，收集机构上设有进球口；推动机构的输入端与收集机构连接，转动机构连接在推动机构的输出端，转动机构能够由第一状态运动到第二状态，以使得球处在转动机构与收集机构之间，方便推动球到收集机构内；所述推动机构能够带动转动机构沿远离或靠近收集机构的方向运动，一方面可实现将转动机构推动到使得球能够处在转动机构与收集机构之间的位置处，另一方面，当转动机构转动到第二状态后，实现转动机构做靠近收集机构的运动，采用转动机构将球推送到收集机构内部，代替了人工需要弯腰进行捡球的困难性，工作效率高，省时省力。

本发明提供的球类机器人，包括球类传送装置、球类发射装置、输送装置和如上所述的球类收集装置；所述球类传送装置连接在球类收集装置的收集机构内，所述收集机构上设有出球口，所述球类传送装置用于将球从进球口传送至出球口；所述球类发射装置与出球口通过输送装置连通，所述输送装置用于将球从出球口输送到球类发射装置内；所述球类发射装置用于将球从球类发射装置内射出，实现球类从收集到发射的全过程，代替了人工，省时省力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的球类收集装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的球类机器人的侧视图；

图3为本发明实施例提供的球类机器人的结构示意图；

图4为图3中a部分的局部放大图。

图标：100-收集机构；200-推动机构；400-转动机构；500-导向板；600-检测单元；700-控制单元；800-球类传送装置；900-球类发射装置；101-进球口；102-滑套；103-底板；201-第一连接杆；202-第二连接杆；203-滑动杆；204-第三连接杆；205-滑动槽；206-驱动件；401-第一连杆；402-第二连杆；403-第三连杆；404-第四连杆；405-驱动电机；406-推动板；501-倾斜板；502-平直板；601-第一检测件；602-第二检测件；603-第三检测件。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种球类收集装置，如图1所示，所述收集机构100的前侧面的底部的中央位置处设有进球口101，所述推动机构200的上端与收集机构100连接，所述转动机构400连接在推动机构200的下端，所述转动机构400能够由第一状态运动到第二状态，使得球能够处在转动机构400与收集机构100之间，转动机构400能够在推动机构200的带动沿靠近或远离收集机构100的方向运动，转动机构400处于第一状态时，转动机构400能够在推动机构200的作用下沿远离收集机构100的方向运动，使得需要拾取的球能够由转动机构400的外侧到最终处在转动机构400与收集机构100之间，方便后续的对球的收集；当球能够处在转动机构400与收集机构100之间时，转动机构400旋转到第二状态后，转动机构400在推动机构200的作用下做靠近收集机构100的运动，直到将球收集到收集机构100内为止，采用转动机构400代替人工的拿取，采用推动机构200代替人工推动的动作，避免了人工的直接拿取，捡拾方便，省时省力。

本发明中所指出的转动机构400的第一状态为如图1所示的与水平面平行设置的状态，即转动机构400的开启状态；转动机构400的第二状态为转动机构400与水平面呈垂直状态的状态，即转动机构400的闭合状态。具体地，第一状态时转动机构400也可以与水平面呈一定的夹角设置，只要在转动机构400做远离收集机构100的方向运动时，转动机构400不会与球接触即可；第二状态时转动机构400也可以与竖直面呈一定的夹角设置，只要转动机构400在沿靠近收集机构100的方向运动时，能够同时推动球运动即可。

需要说明的是，所述收集机构100可以为如图1所示的收集箱，也可以为现有技术中的收集筐，只要能实现对球的收集即可。

本发明提供的球类收集装置的推动机构200较佳的布置方式为，如图1-图3所示，推动机构200的数量为两个，左侧的推动机构200的上端与收集机构100的左侧面连接，转动机构400的左侧与左侧的推动机构200的下端连接，右侧的推动机构200的上端与收集机构100的右侧面连接，转动机构400的右侧与右侧的推动机构200连接，通过左侧的推动机构200、右侧的推动机构200两者的共同作用，实现对转动机构400的移动，布置方式简单，为球进入到收集机构100内提供了便利。

需要说明的是，所述推动机构200与转动机构400布置方式的另一种实施方式为，推动机构200的上端与收集机构100前侧面的中部连接，转动机构400连接在推动机构200的下端，也可以在推动机构200的作用下实现对转动机构400的运动，设置方式简单。

进一步地，如图2所示，所述推动机构200包括第一连接杆201、第二连接杆202、第三连接杆204和滑动杆203；所述第一连接杆201的上端与收集机构100的侧面转动连接，所述第一连接杆201的下端与第二连接杆202的后端转动连接，所述第二连接杆202的前端与滑动杆203转动连接，所述转动机构400连接在滑动杆203的前端；所述第三连接杆204的后端与收集机构100转动连接，所述第三连接杆204的前端滑动连接在所述第一连接杆201的滑动槽205内；如图1所示，所述滑动杆203水平设置，需要对转动机构400移动时，转动第三连接杆204的后端，能够使得第三连接杆204的前端沿第一连接杆201的滑动槽205移动，在移动的过程中，能够带动第一连接杆201沿第一连接杆201与收集机构100连接的转轴转动，由此使得与第一连接杆201连接的第二连接杆202也发生运动，从而实现对滑动杆203的移动，转动机构400的靠近或远离收集机构100的运动得以实现，使得转动机构400由球处在转动机构400外侧的位置运动到球处在转动机构400与收集机构100之间的位置，方便后续的对球的收集到收集机构100内。

所述推动机构200的可代替的实施方式为，所述推动机构200可以为气缸，一个气缸安装在收集机构100的左侧，另一个气缸安装在收集机构100的右侧，两个气缸同步运动，实现对转动机构400的推动到位。

进一步地，如图1所示，所述收集机构100的后侧面的两侧固定连接有滑套102，左侧的滑动杆203连接在左侧的滑套102内，右侧的滑动杆203连接在右侧的滑套102内，为滑动杆203的移动提供一定的导向作用，使得滑动杆203沿水平方向移动，避免滑动杆203在滑动方向上出现偏移。

需要说明的是，所述滑套102可以包括滑动套和支撑件，支撑件与收集机构100连接；或者，两个滑套102通过支撑件连接在一起，支撑件与收集机构100连接，支撑件的左端连接一个滑套102，支撑件的右端连接另一个滑套102，只要能实现滑套102与收集机构100的连接即可。

还需要说明的是，支撑件与收集机构100可以为焊接连接，或者采用螺钉连接。

进一步地，如图1、图2和图3所示，所述推动机构200还包括驱动件206，所述驱动件206为电机，驱动件206固定在收集机构100上，且驱动件206的输出端与第三连接杆204的后端固定连接；需要推动机构200运动时，启动电机，电机旋转，使得第三连接杆204转动，由此使得第三连接杆204的前端绕第一连接杆201的滑动槽205滑动，由此使得第二连接杆202及第一连接杆201运动，实现对滑动杆203的移动，从而实现对转动机构400的位置的移动；采用电机驱动，控制方便，定位准确。

需要说明的是，所述滑动槽205的长度可根据转动机构400需要移动的位移进行具体的设定，使得转动机构400能够处在贴合在收集机构100的位置或者使得转动机构400能够处在将球放置在转动机构400与收集机构100之间的位置。

进一步地，如图3和图4所示，所述转动机构400包括第一连杆401、第二连杆402、第三连杆403、第四连杆404和推动板406；所述第一连杆401与滑动杆203的外侧固定连接，所述第二连杆402的下端与第一连杆401的前端转动连接，所述第二连杆402的上端与第四连杆404的后端转动连接，所述第三连杆403的下端与第一连杆401的后端转动连接，所述第三连杆403的上端与第四连杆404的中部位置转动连接，所述推动板406连接在第四连杆404的前端上；第一连杆401与第四连杆404的长度相同，第二连杆402与第三连杆403的长度相同，设置第一连杆401、第二连杆402、第三连杆403与第四连杆404之间连接，使得转动机构400为交叉连杆机构，如图4所示，控制交叉连杆机构沿逆时针方向的转动，当交叉连杆机构的转动带动推动板406与水平面位置垂直时，控制交叉连杆机构停止转动，在推动机构200的作用下，实现对球的收集；球收集完毕后，控制交叉连杆机构沿顺时针方向的转动，当交叉连杆机构的转动带动推动板406与水平面平行设置时，控制交叉连杆机构停止转动，方便下次的推球及推动板406后续的运动。

进一步地，所述转动机构400还包括驱动电机405，如图3所示，所述驱动电机405与第三连杆403的前端固定连接；需要转动推动板406时，启动驱动电机405，第三连杆403转动，从而使得第二连杆402与第四连杆404同时转动，实现对推动板406的转动，采用驱动电机405控制，控制结构简单，转动准确。通过控制驱动电机405的正反转，可以实现对推动板406的顺时针与逆时针两个方向的转动。通过控制驱动电机405的正反转的圈数，能够实现对推动板406由水平状态到竖直状态的变化。交叉连杆机构只是起到连接转动的作用。

需要说明的是，所述转动机构400的另一种替代方式可以为，转动机构400包括转动杆和推动板406，转动杆的下端与滑动杆203转动连接，转动杆的上端与推动板406的一侧连接，转动杆的下端连接有电机，通过控制电机的启动，实现转动杆的转动，进而控制推动板406的运动；通过控制电机的正反转，实现对推动板406位置状态的控制。

进一步地，如图1和图3所示，所述进球口101的左侧设有一个导向板500，所述进球口101的右侧设有另一个导向板500，滑动杆203设在导向板500的上端，两个导向板500与进球口101围成一个球容纳空间，将球包裹起来，避免球跑出容纳空间。

需要说明的是，所述收集机构100的前侧还设有底板103，底板103设在进球口101的底部，底板103能够为球进入到进球口101提供一定的缓冲，球在推动板406的推力作用下直接进入到进球口101内。

进一步地，如图3所示，所述导向板500包括平直板502和倾斜板501，所述平直板502与收集机构100之间通过倾斜板501连接，倾斜板501由外侧到内侧的方向向靠近球的内侧倾斜设置，倾斜板501能够对球起到一定的导向作用，使其沿倾斜板501直接进入到进球口101内，球进入进球口101方便。

进一步地，如图1-图3所示，所述球类收集装置还包括检测单元600、移动单元和控制单元700；所述控制单元700连接在球类收集装置上，所述检测单元600与控制单元700连接，移动单元与控制单元700连接，移动单元连接在球类收集装置的底端；所述检测单元600用于检测球在训练场上的位置信息，检测单元600将检测的球的位置信息发送至控制单元700，控制单元700根据接收的球的位置信息控制球类收集装置的移动及停止；首先，用检测单元600检测球在训练场上的位置，之后，发送球的位置信息到控制单元700，控制单元700发送信号到移动单元，控制球类收集装置移动，直到球类收集装置移动到距离球一定距离后停止，之后控制单元700控制电机运动，使得推动板406沿远离收集机构100的方向移动，当运动到推动机构200的最大行程后，控制单元700控制驱动电机405运动，如图1所示，推动板406在转动机构400的带动下沿顺时针旋转90度(通过驱动电机405所转动的圈数实现转动机构400的转动到位)；推动板406转动完毕后，控制单元700控制电机反转，使得推动机构200带动推动板406沿靠近收集机构100的方向移动，实现将球推动到收集机构100内，推球完毕后，控制单元700控制驱动电机405反转，如图1所示的方向，推动板406沿逆时针旋转90度，恢复到与水平面平行的状态。

需要说明的是，驱动电机405转动的圈数可以根据具体的程序及参数进行设定，通过多次的试验确定具体的圈数数值。

具体地，如图1-图3所示，所述检测单元600包括第一检测件601、第二检测件602和第三检测件603，所述第一检测件601设在收集机构100的顶部，第二检测件602设在收集机构100前侧的中央位置，第三检测件603设在收集机构100上，且设在推动机构200的上方，设置第一检测件601、第二检测件602和第三检测件603，实现对球的位置的全方位检测，控制更加准确。

具体地，第一检测件601为摄像机、录像机或者照相机等图形采集装置，所述第二检测件602与第三检测件603也均为图像采集装置；所述控制单元700为单片机。

本发明还提供了一种球类机器人，如图2和图3所示，所述球类传送装置800设在球类收集装置的收集机构100内，实现对球的传输，使得球由进球口101传输到出球口；所述输送装置为输送管，球类传送装置800与球类发射装置900通过输送装置连接，输送装置实现球从球类传送装置800到球类发射装置900的输送，球类发射装置900将球射出，实现对球的发射，设置球类机器人，实现从球的收集到发射的全过程，控制简单，方便对球的收集及发射。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。