专利名称：电动拾球器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子产品，特别是一种能在行走中自动控制转向、防撞、搜寻、拾球、放球等整个过程的电动拾球器。
现有的电动玩具，一般仅具有行走的功能，具有防撞功能的，也只是当其前、后部接触障碍物后通过机械传动实现转向，从而易造成损坏，缩短其使用寿命，且其行走是无目的的、随意的。由于未设置光电检测系统，一般只利用超声波检测有无其它物件，因而无法测出其与物体之间的距离及物体所处的方位。而现有的机械手，是通过接触传感器，利用繁杂的机械结构才能实现抓、紧、放的动作，结构复杂，灵敏度低本实用新型的目的在于提供一种电动拾球器，该拾球器可通过超声改检测球距、探头检测小球的方位，并设有四周防撞信号检测回路、定位检测回路及爪内球检测回路，以达到抗干扰能力强，寻、拾球准确无误，灵敏度高，可靠性强的目的。
本实用新型的解决方案在于由外壳、电机、主、从动轮、曲柄连杆机构、链轮传动机构、齿轮传动机构、电路控制板等组成。其特征是电路控制板包括固定于其上的中央处理器、分别与中央处理器连接的探头检测回路、球距检测回路、防撞信号检测回路、爪内球检测回路、定位检测回路、驱动回路及方位检测回路等。行走电机57及链轮传动机构55、56、58通过链轮55与主动轮15连接，达到驱动的目的。转向电机52输出轴通过连接板8、10与轮架14连接，通过轮架实现转向。在轮架14上设有齿轮50、51及与齿轮51同轴的电位器49，通过方位检测回路控制其转向角度。探头电机19与曲柄连杆机构17、18、齿轮机构20、23连接，以带动设在齿轮23下部的与齿轮23同轴的探头22转动。在齿轮20上部设有与其同轴的电位器21，通过方位检测回路可控制探头22的摆动角度。在齿轮23下部还设置有探头26，通过探头检测回路可检测探头与球之间的距离及球的方位。手臂电机53与链轮传动机构7、48、47连接，其输出轴通过齿轮59、61与电位器60连接，通过方位检测回路控制由支杆43、41构成的手臂的转动角度，而手臂电机53的启动则通过球距检测回路及驱动回路控制。手爪电机36通过曲柄38、连杆37与中心杆34连接，并通过连接板31与手爪29的绕销32连接，在连接板31下部设置探头30，通过定位检测回路、爪内球检测回路及驱动目路控制手爪电机36的启动及手爪29的抓、紧、放过程。
上述探头检测回路包括信号接收电路、射随器、比较器、运算放大器等。
上述球距检测回路包括超声波发射、超声波接收、触发器、低频掁荡、计数器等。
上述防撞信号检测回路包括信号输入、信号放大、整流滤波、比较输出等。
上述爪内球检测回路包括红外线发射、红外线接收、放大电路、选频输出等。
上述驱动回路包括倍压电路、复合管、继电器、前置激励、调速激励、调速输出、电机等。
上述定位检测回路包括霍尔元件及限流电阻。
上述方位检测回路由电位器构成。
本实用新型的优点在于设置有探头检测回路，可随时测出与小球之间的距离及小球所处的方位，从而能够不断地自行修正行进方向。通过球距检测回路及驱动回路，可判定在所处位置，当手臂能够着小球时，则启动手臂及手爪运动。手臂和手爪的转动角度可通过定位检测回路和爪内球检测回路自动控制，从而实现自动完成整个抓、紧、放过程，因而具有准确、灵活的优点。由于设有四周防撞信号检测回路，因而无论哪个方向有障碍物时，都能在未接触时就绕开，避免了与障障物相撞。本实用新型集观赏性、娱乐性于一体，可广泛用于公园、游乐场等。
附
图1是本实用新型主视图。
附图2是附
图1的A-A剖视图。
附图3是附
图1的B向视图。
附图4是附
图1的C向视图。
附图5是附
图1的D向视图。
附图6是附
图1的E-E剖面图。
附图7是本实用新型电路框图。
附图8是本实用新型探头检测回路电路原理图。
附图9是本实用新型球距检测回路电路原子理图。
附
图10是本实用新型防撞信号检测回路电路原理图。
附
图11是本实用新型爪内球检测回路电路原理图。
附
图12是本实用新型定位检测回路电路原理图。
附
图13是本实用新型驱动回路电路原理图。
附
图14是本实用新型方位检测回路电路原理图。
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述。
探头检测回路(图8)中，当光敏接收头收到有球信号时，此信号通过射随器L1:A射随，比较器L1:B取样，并经过运算放大器L1:C运算放大后加到比较器L1:D正端，与负端送来的基准电压进行上边缘比较，同时还送到比较器L2:A负端，与正端送来的基准电压进行下边缘比较，比较后的信号输送到中央处理器，经过中央处理器内部逻辑推理，判断探头与球之间的距离及方位，从而控制探头的运动。
球距检测回路(图9)中，由非门N6、N7，电阻R3、R4构成低频振荡器，其输出的正脉冲作用于触发器T1的S端，T1的Q端输出高电平。此时由非门N3、N4，电容C1，电阻R1、R2构成的超声波信号振荡器起振，其信号一方面作用于非门N1、N2，经过N1、N2缓冲后由超声波头B1发出超声波，另一方面作用于计数器T2的CP端。当T2的Q端输出一个正向窄脉冲，一方面作用于触发器T4的R端，使触发器T4复位，另一方面作用于计数器T1’使T1的Q端为低电平，此时超声波振荡器停振。当接收头B2接收到的超声波信号经过非门N8～N10和电阻R5、R6构成的放大器进行放大后，其信号经电容C3耦合送到由非门N11、N12，电阻R8构成的施密特触发器进行整形，整形后的信号作用于计数器T3的CP端，使T3的Q8端输出高电平，再作用于触发器T4的s端，使T4的Q8端输出高电平，再经过三级管N13倒向后输入到中央处理器。
防撞信号检测回路(
图10)中，通电线圈L1在外界电场(用作界的电源信号线)作用下产生感应电压，经电容C1耦合、比较器L1:A运算放大，整流管D1整流、电容E2滤波后，送到比较器L1:B正端，与负端送来的比较电压相比较，经Z1稳压后输入到中央处理器。
爪内球检测回路(
图11)中，触发器N6振荡，经三极管N1放大后，由红外发射管L1发射红外线，红外接收管P1接收后，经非门N3、N4、N5，电阻R2组成的放大电路放大，由译码器N7选频接收后，经限流电阻R3输入到中央处理器。其中触发器N6、译码器N7的电源均由三端稳压V1提供。
定位检测目路(
图12)中，当电流通过霍尔元件T1时，在T1的输出端输出高电平，此高电平输出到中央处理器，则使电机运转。当磁力线方向与霍尔元件T1垂直时，产生霍尔效应，此时T1输出端为低电平，该低电平输入到中央处理器，则使电机停转，从而使手臂或手爪停止运动(定位)。
驱动回路(
图13)中，中央处理器输出的信号通过由耦合电容E1’整流管D1、D2，滤波电容E2构成的倍压电路后，经过由三极管N1、P1构成的复合管驱动继电器J1线包。同时，信号通过三极管N2前置激励，中频率三极管P2调速激励后，由大功率三极管N3驱动继电器J1触点，此时，继电器J1线包通电，其常开触点闭合，常闭触点断开，此时电机正转，反之电机反转。由此控制前进后退，手臂向上或向下运动，以及手爪抓紧或放松。
方位检测回路(
图14)中，由齿轮传动机构带动电位器转动，从而改变其阻值大小，此值输入到中央处理器，通过内部模数转换，从而确定小球的方位，达到不断修正小车运动方向的目的。
本实用新型壳2、主动轮15、从动轮3、电路控制板6。行走电机57转动，通过链轮55、58、链条56机构中链轮55与主动轮15连成一体，实现主动轮15转动，从而带动从动轮3转动。转向电机52转动，通过连接板8、10(连接板8与10之间通过销9连接)及与之连接的轮架14(轮架与连接板10之间通过螺钉13连接)实现主动轮15的转向，并通过轮架14带动齿轮50、51转动，从而带动电位器49的轴转动，并通过方位检测回路控制主动轮15的转向角度。探头电机19转动，通过曲柄连杆机构17、18、齿转机构20、23带动探头22和电位器21转动，通过方位检测回路可控制探头22的摆动角度，同时，通过探头检测回路，探头26及探头22可检测与小球之间的距离及小球的方位，通过不断的方位检测，将此信号输送到中央处理器。可不断地修正行走方向，从而接近小球。当球距达到所设定值时(即手臂能够着小球的位置时)，通过球距检测回路及驱动回路使手臂电机53转动，并通过链轮传动机构7、47、48实现由支杆43、螺母42、支杆41构成的手臂运动。齿轮传动机构61、59带动电位器60的轴转动，通过方位检测回路可控制手臂的转动角度。同时，通过定位检测回路可控制手臂向上、向下转动的极限位置。当手臂在下限位置时，手爪电机36启动，通过曲柄38、连杆37推动中心杆34移动，从而通过连接板31推动手爪29的绕销32转动，通过定位检测回路及爪内球检测回路控制手爪29的抓、紧、放过程。
本实用新型外形可设计为小车或各种动物形状，十分美观。
权利要求1.一种电动拾球器，包括外壳、电机、主、从动轮、曲柄连杆机构、链轮传动机构、齿轮传动机构、电路控制板等，其特征是电路控制板包括固定于其上的中央处理器、分别与中央处理器连接的探头检测回路、球距检测回路、防撞信号检测回路、爪内球检测回路、定位检测回路、驱动回路及方位检测回路等；行走电机(57)及链轮传动机构(55)、(56)、(58)通过链轮(55)与主动轮(15)连接；转向电机(52)输出轴通过连接板(8)、(10)与轮架(14)连接，在轮架(14)上设有齿轮(50)、(51)及与齿轮(51)同轴的电位器(49)，通过方位检测回路控制转向角度，探头电机(19)与曲柄连杆机构(17)、(18)、齿轮机构(20)、(23)连接，以带动设在齿轮(23)下部的与齿轮(23)同轴的探头(22)转动，在齿轮(20)上部设有与其同轴的电位器(21)，通过方位检测回路控制探头(22)的摆动角度，在齿轮(23)下部还设有探头(26)，通过探头检测回路检测与球之间的距离及球的方位；手臂电机(53)与链轮传动机构(7)、(48)、(47)连接，其输出轴通过齿轮(59)、(61)与电位器(60)连接，通过方位检测回路控制由支杆(43)、(41)构成的手臂的转动角度，且手臂电机(53)的启动更通过球距检测回路及驱动回路控制；手爪电机(36)通过曲柄(38)、连杆(37)与中心杆(34)连接，并通过连接板(31)与手爪(29)的绕销(32)连接，在连接板(31)下部设置探头(30)，通过定位检测回路、爪内球检测回及驱动回路控制手爪电机(36)的启动及手爪(29)的抓、紧、放过程。
2.根据权利要求1所述的电动拾球器，其特征是所述的探头检测回路包括信号接收电路、射随器、比较器、运算放大器等。
3.根据权利要求1所述的电动拾球器，其特征是所述的球距检测回路包括超声波发射、超声波接收、触发器、低频振荡、计数器等。
4.根据权利要求1所述的电动拾球器，其特征是所述的防撞信号检测回路包括信号输入、信号放大、整流滤波、比较输出等。
5.根据权利要求1所述的电动拾球器，其特征是所述的爪内球检测回路包括红外线发射、红外线接收、放大电路、选频输出等。
6.根据权利要求1所述的电动拾球器，其特征是所述的驱动回路包括倍压电路、复合管、继电器、前置激励、调速输出、电机等。
7.根据权利要求1所述的电动拾球器，其特征是所述的定位检测回路包括霍尔元件及限流电阻。
8.根据权利要求1所述的电动拾球器，其特征是所述的方位检测回路由电位器构成。
专利摘要本实用新型提供了一种电动拾球器,包括外壳、电机、主、从动轮、曲柄连杆机构、链轮传动机构、齿轮传动机构、电路控制板、设于电路控制板上的中央处理器、分别与中央处理器连接的探头检测回路、球距检测回路、防撞信号检测回路、爪内球检测回路、定位检测回路、驱动回路及方位检测回路等。能够自动完成对小球的搜寻及抓、紧、放过程、且对障碍物,均能在接触前绕开。因而具有准确、灵活的优点,集观赏性和娱乐性于一体。
文档编号A63B69/00GK2348882SQ9822935
公开日1999年11月17日 申请日期1998年8月21日 优先权日1998年8月21日
发明者孙传伦 申请人:自贡市挚友电器有限公司