一种全自动桌球摆球机的制作方法

本发明涉及桌球摆放装置的技术领域，尤其是涉及到一种全自动桌球摆球机。

背景技术：

桌球是一项很多人都热爱的一种娱乐活动，但是桌球爱好者都已经深刻体会到摆球是一件很麻烦的事情，而且作为桌球的娱乐场所的工作人员因为每天的摆球次数较大，身体十分劳累；还有，要想快速标准的把桌球摆放好仅仅靠人工是很难做到的，尤其是桌球俱乐部或者桌球比赛中，对桌球的摆放有着比较严格的要求，因此还会因为这种摆球不精准的问题引发不少争吵和矛盾，会直接影响人们打球的体验和桌球俱乐部的服务性问题。

再者，人工摆球需要使用三角架或者其他形状的用于摆球的工具，由于在摆球过程中会经常性的对球桌台面上的台布进行摩擦，很容易损坏台布，大大缩短了台布的使用寿命，间接的提高了经营成本，人工白球成本也很高，而且两场球之间的等待时间也比较长，还会人工摆球还极易出现服务质量的问题，所以需要一种自动摆球机，本发明涉及的一种全自动摆球机可以实现精准的实现自动摆球和有效缩短两场球之间的等待时间。

技术实现要素：

为解决以上现有难题，本发明公开了一种全自动桌球摆球机。

一种全自动桌球摆球机，包括集球轨道、子球收集装置、反转装置和控制装置，所述集球轨道包括子球主轨道、子球分轨道和白球分离轨道，所述子球主轨道一端和中部向两侧分流连通有若干子球分轨道，所述子球主轨道另一端端部设有主挡板，且该端伸入子球收集装置并与子球收集装置搭接，所述子球分轨道分别与各个袋口连通，且在紧靠所述子球分轨道下方设有白球分离轨道，所述白球分离轨道上方设有十字拨球板，所述十字拨球板构成的十字形区域分别与子球分轨道入口和白球分离轨道入口对接，所述十字拨球板上方还设有颜色识别器，在与子球主轨道中部相连通的子球分轨道内设有第一挡球板和第二挡球板，所述第一挡球板和第二挡球板向内的子球分轨道上分别设有第一计数器和第二计数器，在所述子球主轨道与子球分轨道连通的子球主轨道端部设有第三挡球板，所述第三挡球板向内的子球主轨道上设有第三计数器。

所述子球收集装置包括子球抓取器、子球托盘、子球托架和子球固定滑板，所述子球抓取器位于子球托盘上方，所述子球托盘连接在子球托架上方，所述子球固定滑板位于子球托盘一侧，所述子球抓取器上设有多个均匀间距布置的用于检测颜色的传感器，所述子球抓取器通过横向丝杆、纵向丝杆和垂直丝杆控制抓取爪的移动，所述横向丝杆、纵向丝杆、垂直丝杆和抓取爪分别配有相应的横向丝杆电机、纵向丝杆电机、垂直丝杆电机和抓取爪电机；所述子球托架与子球托架滑动臂连接；所述子球托盘下方设有托盘起落电机。

所述反转装置包括反转臂和反转电机，所述反转臂旋转固定端通过旋转轴承固定在球桌本体上，自由端置于子球托架下方并与子球托架固定连接。

所述控制装置分别与十字拨球板、颜色识别器、传感器、主挡板、第一挡球板、第二挡球板、第三挡球板、第一计数器、第二计数器、第三计数器、子球固定滑板、横向丝杆电机、纵向丝杆电机、垂直丝杆电机、抓取爪电机、反转电机信号连接，并在接收到颜色识别器识别球体的颜色后按照设计程序控制所述十字拨球板的转动，实现白球与子球的分离；并且在接收到颜色识别器识别球体的颜色后按照程序控制所述第一挡球板、第二挡球板、第三挡球板，从而实现第一计数器、第二计数器、第三计数器的计数进而按照程序控制反转电机的运作；还有在接收到所述反转电机的反转信号后按照程序控制所述主挡板、横向丝杆电机、纵向丝杆电机、垂直丝杆电机、抓取爪电机的运作同时按照程序实现对第一挡球板、第二挡球板、第三挡球板的动作控制，从而形成一个闭合控制系统。

进一步地，所述子球主轨道低于子球分轨道，且所述子球主轨道与子球分轨道均为倾斜轨道。

进一步地，所述十字拨球板为十字形，十字形中心连接在分离电机上。

进一步地，所述子球收集托盘上带有若干凹坑，所述凹坑数目与子球数目相同且若干凹坑排列的图形和桌球摆放完成之后的图形一致。

进一步地，所述横向丝杆、纵向丝杆和垂直丝杆一端分别具有与横向丝杆电机、纵向丝杆电机和垂直丝杆电机上的齿轮相配合的丝杆齿轮。

进一步地，所述抓球爪为底部开口的圆柱形空腔结构，所述底部开口两侧对称设有挡片，所述挡片上方紧靠在顶杆一端，所述顶杆另一端连接顶杆坡道转轮，所述顶杆坡道转轮上方连接抓球爪控制电机。

进一步地，所述子球固定滑板一侧连接在滑板移动丝杆一端，所述滑板移动丝杆通过固定在其另一端的丝杆齿轮与子球固定滑板往复电机上的齿轮啮合，从而实现传动。

进一步地，所述反转臂截面为C形，所述反转臂由两个相互平行的水平摆臂和连接在水平摆臂之间的竖直摆臂，所述水平摆臂一个在上一个在下，所述水平摆臂之间的距离大于下方的水平反转臂到台面和桌球直径的累加合。

进一步地，所述子球收集装置外部设有外箱体，所述外箱体设计可以为悬挂式设计或者落地式设计。

有益效果：

1.本发明根据同时使用两套桌球的思想：桌面上正在使用一套球，子球收集装置里的子球托盘上完整摆好一套球，再与多个挡板的配合，实现一套球打完之后另一套球可以直接通过反转臂反转到桌面上接着进行下一场球赛，大大节约了两场球赛之间的时间间隔，节省时间。

2.本发明将集球轨道分为三个部分，在桌球袋口分离处还设有受分离电机控制的十字拨球板，可以通过十字拨球板上方的颜色识别器的识别有效实现白球进袋后的白球分离，以备击球者取出；在进行中式桌球的比赛中，还可以有效识别黑球的进袋情况，判别一场比赛的结束，以此为信号由程序控制后续的其他相应部件的运动，有效地为下一场比赛的集球做好了准备。

3.本发明应用了横向丝杆、纵向丝杆和垂直丝杆实现三维运动，抓球爪上设有的传感器可以有效判断子球的花色并通过抓球爪依次抓起并按照设定好的程序对应不重复放置在托盘上所对应的凹坑内，实现了自动摆球下的子球位置的准确性。

4.本发明的子球固定滑板可以将收集完成的子球完整的覆盖在子球托盘中，再配合反转臂的反转效果，将摆放好的子球完好的反扣在桌面上，保证了子球位置的稳定性，提高了比赛公平性。

附图说明

图1为球桌、子球收集装置外箱体和主轨道位置关系示意图；

图2为轨道分布示意图图；

图3为桌球袋口分离处示意图；

图4为子球收集装置结构示意图一；

图5为子球收集装置结构示意图二；

图6为子球抓取器结构示意图；

图7为子球托架、托盘结构位置关系示意图；

图8为子球托架、托盘侧面结构及子球托架滑动臂示意图；

图9为子球收集完毕摆上桌面过程图一；

图10为子球收集完毕摆上桌面过程图二；

图11为子球收集完毕摆上桌面过程图三；

图12为悬挂式外箱体结构示意图；

图13为落地式外箱体结构示意图；

图14为美式九球托盘内摆球情况示意图。

其中，1为子球主轨道，2为子球分轨道，3为白球分离轨道，4为主挡板，5为十字拨球板，6为颜色识别器，7为子球抓取器，8为子球托盘，9为子球托架，10为子球固定滑板，11为传感器，12为子球托架滑动臂，13为反转臂，14为外箱体，101为第一挡板，102为第二挡板，103为第三挡板，104为第一计数器，105为第二计数器，106为第三计数器，107为分离电机，201为横向丝杆，202为纵向丝杆，203为垂直丝杆，204为抓取爪，205为横向丝杆电机，206为纵向丝杆电机，207为垂直丝杆电机，208为抓取爪电机，209为固定滑板移动丝杆，210为丝杆齿轮，211为挡片，212为顶杆，213为顶杆坡道转轮，214为子球固定滑板电机，801为凹坑，802为托盘起落电机，901为托架往复电机，301为反转臂电机，131为水平摆臂，132为竖直摆臂。

具体实施方式

结合附图，对本发明做进一步详细说明。

如附图所示，一种全自动桌球摆球机，包括集球轨道、子球收集装置、反转装置和控制装置，所述集球轨道包括子球主轨道1、子球分轨道2和白球分离轨道3，所述子球主轨道1一端和中部向两侧分流连通有若干子球分轨道2，所述子球主轨道1另一端端部设有主挡板4，且该端伸入子球收集装置并与子球收集装置搭接，所述子球分轨道2分别与各个袋口连通，且在紧靠所述子球分轨道2下方设有白球分离轨道3，所述白球分离轨道3上方设有十字拨球板5，所述十字拨球板5构成的十字形区域分别与子球分轨道2入口和白球分离轨道3入口对接，所述十字拨球板5上方还设有颜色识别器6，在与子球主轨道1中部相连通的子球分轨道2内设有第一挡球板101和第一挡球板102，所述第一挡球板101和第一挡球板102向内的子球分轨道2上分别设有第一计数器104和第二计数器105，在所述子球主轨道1与子球分轨道2连通的子球主轨道端部设有第三挡球板103，所述第三挡球板103向内的子球主轨道1上设有第三计数器106。

所述子球收集装置包括子球抓取器7、子球托盘8、子球托架9和子球固定滑板10，所述子球抓取器7位于子球托盘8上方，所述子球托盘8连接在子球托架9上方，所述子球固定滑板10位于子球托盘8一侧，所述子球抓取器7上设有多个均匀间距布置的用于检测颜色的传感器11，所述子球抓取器7通过横向丝杆201、纵向丝杆202和垂直丝杆203控制抓取爪204的移动，所述横向丝杆201、纵向丝杆202、垂直丝杆203和抓取爪204分别配有相应的横向丝杆电机205、纵向丝杆电机206、垂直丝杆电机207和抓取爪204电机；所述子球托架9与子球托架滑动臂12连接；所述子球托盘8下方设有托盘起落电机802。

所述反转装置包括反转臂13和反转电机，所述反转臂13旋转固定端通过旋转轴承固定在球桌本体上，自由端置于子球托架9下方并与子球托架9固定连接。

所述控制装置分别与十字拨球板5、颜色识别器6、传感器11、主挡板4、第一挡球板101、第一挡球板102、第三挡球板103、第一计数器104、第二计数器105、第三计数器106、子球固定滑板10、横向丝杆电机205、纵向丝杆电机206、垂直丝杆电机207、抓取爪204电机、反转电机信号连接，并在接收到颜色识别器6识别球体的颜色后按照设计程序控制所述十字拨球板5的转动，实现白球与子球的分离；并且在接收到颜色识别器6识别球体的颜色后按照程序控制所述第一挡球板101、第一挡球板102、第三挡球板103，从而实现第一计数器104、第二计数器105、第三计数器106的计数进而按照程序控制反转电机的运作；还有在接收到所述反转电机的反转信号后按照程序控制所述主挡板4、横向丝杆电机205、纵向丝杆电机206、垂直丝杆电机207、抓取爪204电机的运作同时按照程序实现对第一挡球板101、第一挡球板102、第三挡球板103的动作控制，从而形成一个闭合控制系统。

所述子球主轨道1低于子球分轨道2，且所述子球主轨道1与子球分轨道2均为倾斜轨道。

所述十字拨球板5为十字形，十字形中心连接在分离电机107上。

所述子球收集托盘上带有若干凹坑801，所述凹坑801数目与子球数目相同且若干凹坑801排列的图形和桌球摆放完成之后的图形一致。

所述横向丝杆201、纵向丝杆202和垂直丝杆203一端分别具有与横向丝杆电机205、纵向丝杆电机206和垂直丝杆电机207上的齿轮相配合的丝杆齿轮210。

所述抓球爪为底部开口的圆柱形空腔结构，所述底部开口两侧对称设有挡片211，所述挡片211上方紧靠在顶杆212一端，所述顶杆212另一端连接顶杆坡道转轮213，所述顶杆坡道转轮213上方连接抓球爪控制电机。

所述子球固定滑板10一侧连接在滑板移动丝杆一端，所述滑板移动丝杆通过固定在其另一端的丝杆齿轮210与子球固定滑板10往复电机上的齿轮啮合，从而实现传动。

所述反转臂13截面为C形，所述反转臂13由两个相互平行的水平摆臂131和连接在水平摆臂131之间的竖直摆臂132，所述水平摆臂131一个在上一个在下，所述水平摆臂131之间的距离大于下方的水平反转臂13到台面和桌球直径的累加合。

所述子球收集装置外部设有外箱体14，所述外箱体14设计可以为悬挂式设计或者落地式设计。

下面结合实施例进一步说明本发明的控制过程和控制原理：

本发明使用的两套球的思想：桌面上正在使用一套球，子球收集装置里的子球托盘8上完整摆好一套球，在桌面上的一套球在进行击球的时候，桌球袋口分离处的颜色识别器6假如识别到进袋球颜色为白色时，十字拨球板5则会逆时针旋转90度，使白球落入白球分离轨道3，以供击球者方便取出，若桌球袋口分离处的颜色识别器6假如识别到进袋球颜色不为白色也非黑色时，十字拨球板5顺时针旋转90度，子球落入子球分轨道2中，这样大量球落入子球分轨道2中，此时第一挡球板101和第一挡球板102，第三挡球板103均处于闭合状态，大量球集中在子球轨道中，等到桌球袋口分离处的颜色识别器6识别出黑球落袋后，即代表整场球赛结束，此时十字拨球板5顺时针旋转90度使黑球落入子球分轨道2，此时第一挡球板101、第一挡球板102和第三挡球板103打开，因为子球分轨道2和子球主轨道1的斜坡设计，使得子球从各个子球分轨道2滑进子球主轨道1中并在子球主轨道1中一字排开，最前面的子球与主挡板4接触，在各个子球经过具有第一挡球板101和第一挡球板102的子球分轨道2和具有第三挡球板103的子球主轨道1上的挡板后，第一挡球板101、第一挡球板102和第三挡球板103即关闭，然后所有子球还会经过对应的第一计数器104、第二计数器105和第三计数器106，第一计数器104、第二计数器105和第三计数器106会对子球的总数进行统计，三个计数器之间只计算总数，在子球总数不全的情况下，即三个计数器所统计到的子球数目小于子球总数时，主挡板4不会打开，这样是为了在出现黑球提前进袋而桌面上还要其他球时，反转臂13提前反转带来的不良效果，在黑球提前进袋后，只需将剩余子球一次从任意袋口放入即可，这样计数器统计的子球总数就和实际落袋子球总数一致了，此时子球托盘8中具有排列完整的全部子球，而且子球固定滑板10处于将所有子球覆盖的位置上，随后子球托架9会在托架往复电机901的带动下向外移动至反转臂13的最前端，然后反转臂13反转将子球托盘8中全部子球反扣在桌面上，在反扣稳定后，子球固定滑板10会在子球固定滑板10电机的带动下将子球固定滑板10缓缓抽出使全部子球落在桌面上，托盘起落电机802带动子球托盘8缓缓上升一小段距离，反转臂13回转使子球托架9、子球托盘8和子球固定滑板10回到反转之前的位置，随后再在托架往复电机901和托盘起落电机802的带动下将子球托架9和子球托盘8回位，此时主挡板4打开，所有处于子球主轨道1的子球依次进入子球收集装置，子球抓取器7上的传感器11设置有6个点，通过此6个点对所要判断子球的花色进行判定，若有小于或者等于3个点接收到的颜色一致的话则判定此球为花色球，若大于3个点判定所要判断子球的颜色一致的话则判定此球为全色球，随后垂直丝杆203在垂直丝杆电机207的带动下向下运动，抓球爪电机带动顶杆坡道转轮213旋转，从而推动顶杆212竖直运动，顶杆212活动控制挡片211向内旋转运动，从而将子球抓住，横向丝杆201和纵向丝杆202分别在横向丝杆电机205和纵向丝杆电机206的带动下将子球放置在相应的程序设定好的花色球和全色球对应的凹坑801内，在所有子球均被抓取放入到子球托盘8内的凹坑801内时，整个抓取放置过程结束，然后子球固定滑板电机214带动子球固定滑板10将所有放置好的子球覆盖，等待下一轮的反转以将整理好的子球反扣在桌面上。

上述子球托盘8上的凹坑801形状和凹坑801数量可以根据具体球种进行适当调整，比如美式九球的话就可相应将子球托盘8改成如图14所述的托盘内装球情况；还有对应的计数器的计时总数也可以根据具体的球种进行程序上的修改，以适应不同球种的使用需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。