乒乓球自动拾球机的制作方法

本发明涉及拾球机技术领域，具体讲是一种乒乓球自动拾球机。

背景技术：

乒乓球运动作为奥运会的运动赛事，既能够锻炼人的身体，又有娱乐的作用。在学习或者训练乒乓球的过程中，大量的乒乓球散落在地，容易被人员踩到造成球的损坏，因此如何将乒乓球高效的捡回来就成了问题。目前，大部分乒乓球场馆内采用人工使用捡拾器捡拾的方式，但是这样的方式大量的消耗了人力和精力，捡球人员的劳动强度大，且工作效率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种乒乓球自动拾球机，使用此种拾球机可以自动将散落的乒乓球捡拾收集起来，大大降低捡球人员的劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明提出一种乒乓球自动拾球机，包括底板、吸球管道、储球箱、储球盒、挡板、视觉摄像头、超声波距离传感器、风扇、控制板和动力机构，所述底板上贯穿设置有一吸球孔，吸球孔的上端通过吸球管道连接有储球箱，储球箱固定连接在所述底板的上表面，在所述储球箱内设有能够为所述吸球管道提供吸力的风扇，所述风扇的下方设有储球盒，所述动力机构设置在底板的下表面，用于带动所述乒乓球自动拾球机移动，所述视觉摄像头安装于底板的侧边缘，位于所述吸球孔的前方，底板的下表面在吸球孔的后方固定有挡板，挡板上安装有能够探测乒乓球与所述乒乓球自动拾球机之间距离的超声波距离传感器，所述视觉摄像头和超声波距离传感器的探测方向均朝向吸球孔的前方，所述控制板安装在底板的内部，所述视觉摄像头、超声波距离传感器、风扇和动力机构分别与控制板通过缆线电连接。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在使用过程中首先通过视觉摄像头对自动拾球机周围的物品进行检测，当检测到有乒乓球时，控制器向超声波距离传感器发出信号，开始工作，检测自动拾球机与乒乓球之间的距离，同时向动力机构发出启动信号，通过动力机构将自动拾球机移动到乒乓球处，最终使吸球孔停留在乒乓球上方的位置，然后控制器控制风扇启动，风扇的排风使得储球箱和吸球管道内产生吸力，将乒乓球从吸球孔下方吸上去，经吸球管道最终进入到储球箱内，而后控制板控制风扇停止，乒乓球在重力的作用下落入到风扇下方的储球盒内，从而完成乒乓球的收集步骤，随后视觉摄像头再次开始工作，从而开始开始对下一个乒乓球的收集步骤，以此循环；在本技术方案中，通过视觉摄像头和超声波距离传感器的配合能够准确的对乒乓球的位置进行定位，并使自动拾球机能够准确的移动到乒乓球的上方，然后风扇产生的吸力将乒乓球进行收集，结构简单，实现自动将散落的乒乓球捡进行收集，大大降低捡球人员的劳动强度。

作为改进，底板的外边缘还设置有碰撞传感器，所述碰撞传感器与控制板电连接，这样，当自动拾球机在移动过程中碰到障碍物时，障碍物就会触发碰撞传感器，控制板会控制动力机构往反方向移动，从而防止自动拾球机被障碍物卡住，。

作为改进，储球盒与所述储球箱为抽屉式连接，所述储球盒的外侧设有拉手，这样，便于人们将储球盒内收集的乒乓球取出。

作为改进，储球箱包括箱体和上盖，所述箱体的两个侧面上分别开设有风扇的排风口和与所述吸球管道连接的连接口，所述风扇安装在连接口的后方，且在风扇与连接口之间设置有挡块，挡块的上端与上盖的下表面固定连接，挡块的数量为两块，呈八字形倾斜设置在风扇和连接口之间，所述风扇位于八字形的大端，八字形的小端朝向所述连接口，这样，当乒乓球在被吸入到储球箱内时，挡块能够阻挡乒乓球，使其弹回并落入到储球盒内，避免乒乓球与风扇的扇叶发生碰撞。

作为改进，还包括计数机构，所述计数机构包括红外线计数传感器、计数显示器和报警器，红外线计数传感器安装在所述连接口处，用于对乒乓球数量进行统计，计数显示器和报警器均安装在底板的上表面，所述红外线计数传感器、计数显示器和报警器分别与控制板电连接，这样，当乒乓球吸入到储球箱内时，乒乓球会触发红外线计数传感器，此时红外线计数传感器就会给控制板发出信号，控制板会将计数显示器上的数字加一，这样人们就可以直观的看到拾球机内部储存乒乓球的数量，而且，当储球箱内乒乓球储存的乒乓球数量到达设定的极限时，控制板会控制报警器报警，提醒人们。

作为改进，动力机构包括设置在底板下表面前侧的从动轮和两个设置在底板下表面外侧的主动轮，两个主动轮分别通过电机驱动转动，所述电机分别与控制板电连接，这样，通过电机分别控制两个主动轮转动，这样自动拾球机的移动更加灵活，转向更加方便。

作为改进，挡板的形状为圆弧形，圆弧形挡板的两边分别与底板的边缘平齐，挡板的中部开设有用于安装超声波距离传感器的安装孔，挡板的上端与底板通过螺栓固定连接，这样，挡板的存在不仅是为了安装超声波距离传感器，而且，圆弧形的挡板能够兜住乒乓球，从而防止动力机构在驱动自动拾球机移动时超过乒乓球而导致乒乓球无法及时被收集，使拾球机使用更加可靠。

附图说明

图1为本发明乒乓球自动拾球机的结构示意图。

图2为本发明乒乓球自动拾球机的侧面半剖视图。

图3为本发明乒乓球自动拾球机的仰视图。

图4为本发明中储球箱的主视图。

图5为本发明中控制板的控制结构示意图。

图中所示，1、底板，2、吸球管道，3、储球箱，4、储球盒，5、挡板，6、视觉摄像头，7、超声波距离传感器，8、风扇，9、吸球孔，10、碰撞传感器，11、上盖，12、排风口，13、连接口，14、挡块，15、红外线计数传感器，16、计数显示器，17、从动轮，18、主动轮，19、电机。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细的说明：

本发明乒乓球自动拾球机，包括底板1、吸球管道2、储球箱3、储球盒4、挡板5、视觉摄像头6、超声波距离传感器7、风扇8、控制板和动力机构，所述底板1上贯穿设置有一吸球孔9，吸球孔9的上端通过吸球管道2连接有储球箱3，储球箱3固定连接在所述底板1的上表面，在所述储球箱3内设有能够为所述吸球管道2提供吸力的风扇8，所述风扇8的下方设有储球盒4，所述动力机构设置在底板1的下表面，用于带动所述乒乓球自动拾球机移动，所述视觉摄像头6安装于底板1的侧边缘，位于所述吸球孔9的前方，底板1的下表面在吸球孔9的后方固定有挡板5，挡板5上安装有能够探测乒乓球与所述乒乓球自动拾球机之间距离的超声波距离传感器7，所述视觉摄像头6和超声波距离传感器7的探测方向均朝向吸球孔9的前方，所述控制板安装在底板1的内部，所述视觉摄像头6、超声波距离传感器7、风扇8和动力机构分别与控制板通过缆线电连接。本发明在使用过程中首先通过视觉摄像头6对自动拾球机周围的物品进行检测，当检测到有乒乓球时，控制器向超声波距离传感器7发出信号，开始工作，检测自动拾球机与乒乓球之间的距离，同时向动力机构发出启动信号，通过动力机构将自动拾球机移动到乒乓球处，最终使吸球孔9停留在乒乓球上方的位置，然后控制器控制风扇8启动，风扇8的排风使得储球箱3和吸球管道2内产生吸力，将乒乓球从吸球孔9下方吸上去，经吸球管道2最终进入到储球箱3内，而后控制板控制风扇8停止，乒乓球在重力的作用下落入到风扇8下方的储球盒4内，从而完成乒乓球的收集步骤，随后视觉摄像头6再次开始工作，从而开始开始对下一个乒乓球的收集步骤，以此循环；在本技术方案中，通过视觉摄像头6和超声波距离传感器7的配合能够准确的对乒乓球的位置进行定位，并使自动拾球机能够准确的移动到乒乓球的上方，然后风扇8产生的吸力将乒乓球进行收集，结构简单，实现自动将散落的乒乓球捡进行收集，大大降低捡球人员的劳动强度。

本实施例中，底板1的外边缘还设置有碰撞传感器10，所述碰撞传感器10与控制板电连接，这样，当自动拾球机在移动过程中碰到障碍物时，障碍物就会触发碰撞传感器10，控制板会控制动力机构往反方向移动，从而防止自动拾球机被障碍物卡住，。

本实施例中，储球盒4与所述储球箱3为抽屉式连接，所述储球盒4的外侧设有拉手，这样，便于人们将储球盒4内收集的乒乓球取出。

本实施例中，储球箱3包括箱体和上盖11，所述箱体的两个侧面上分别开设有风扇8的排风口12和与所述吸球管道2连接的连接口13，所述风扇8安装在连接口13的后方，且在风扇8与连接口13之间设置有挡块14，挡块14的上端与上盖11的下表面固定连接，挡块14的数量为两块，呈八字形倾斜设置在风扇8和连接口13之间，所述风扇8位于八字形的大端，八字形的小端朝向所述连接口13，这样，当乒乓球在被吸入到储球箱3内时，挡块14能够阻挡乒乓球，使其弹回并落入到储球盒4内，避免乒乓球与风扇8的扇叶发生碰撞。

本实施例中，还包括计数机构，所述计数机构包括红外线计数传感器15、计数显示器16和报警器，红外线计数传感器15安装在所述连接口13处，用于对乒乓球数量进行统计，计数显示器16和报警器均安装在底板1的上表面，所述红外线计数传感器15、计数显示器16和报警器分别与控制板电连接，这样，当乒乓球吸入到储球箱3内时，乒乓球会触发红外线计数传感器15，此时红外线计数传感器15就会给控制板发出信号，控制板会将计数显示器16上的数字加一，这样人们就可以直观的看到拾球机内部储存乒乓球的数量，而且，当储球箱3内乒乓球储存的乒乓球数量到达设定的极限时，控制板会控制报警器报警，提醒人们。

本实施例中，动力机构包括设置在底板1下表面前侧的从动轮17和两个设置在底板1下表面外侧的主动轮18，两个主动轮18分别通过电机19驱动转动，所述电机19分别与控制板电连接，这样，通过电机19分别控制两个主动轮18转动，这样自动拾球机的移动更加灵活，转向更加方便。

本实施例中，挡板5的形状为圆弧形，圆弧形挡板5的两边分别与底板1的边缘平齐，挡板5的中部开设有用于安装超声波距离传感器7的安装孔，挡板5的上端与底板1通过螺栓固定连接，这样，挡板5的存在不仅是为了安装超声波距离传感器7，而且，圆弧形的挡板5能够兜住乒乓球，从而防止动力机构在驱动自动拾球机移动时超过乒乓球而导致乒乓球无法及时被收集，使拾球机使用更加可靠。

本实施例中，风扇8采用pfr0612xhe大功率风扇，尺寸为60*60*38mm，电压为dc12v，电流3.3a，转速8000rpm。

本实施例中，在实际使用时，风扇8启动的时间为3秒。

本实施例中，视觉摄像头6采用openmv3m7摄像头，openmv是一个非常易用的机器视觉开发组件，在色块追踪上，帧率可以达到85-90帧，速度非常快，感光元件是ov7725，并且内置micropython解释器，可直接通过python进行编程。本技术方案中的摄像头利用findblobs函数寻找符合乒乓球颜色色块，并判断形状是否为圆形来对乒乓球进行判断。

本实施例中，在实际使用时，还可以在控制板上增加红外遥控模块，通过红外遥控模块后可使用各大智能家居厂商的万能遥控器对拾球机进行控制，例如小米万能遥控器。

本实施例中，采用独立蓄电池进行供电，并且具有电量显示屏。

本实施例中，控制板采用arduinomega2560r3开发板。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。