一種基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人的製作方法

2023-10-22 23:43:22

本發明涉及機器人領域，特別涉及一種基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人。

背景技術：

大型的運動產地可以集中多項球類運動，在運動過程中，常常有球掉落到其他地方，這樣對於場地工作人員來說，頻繁的撿球工作十分辛苦。

雖然目前也有一些用於撿球的機器人，但是這些機器人還是存在很多問題，比如，現在的很多機器人都是機械爪一個個的撿球，這樣撿球效率低下，而且這種撿球機器人只能針對一種球形進行撿球，直徑過大或者過小的球，這種機器人就無法將其撿起來，並且這種機器人不具備多類球分類收集的功能，這些都大大降低了機器人的實用性。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術的不足，提供一種基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人，包括主體、搬運機構、移動機構、收集機構、分類機構、分類盒、中控機構和攝像頭，所述移動機構設置在主體的下方，所述分類盒設置在主體的一側，所述中控機構和攝像頭均設置在主體的上方，所述搬運機構、收集機構和分類機構均設置在主體的內部，所述收集機構設置在搬運機構的一側，所述分類機構設置在搬運機構的另一側且與分類盒連通，所述搬運機構、收集機構和分類機構均與中控機構電連接；

所述收集機構包括移動組件和閉合組件，所述移動組件與閉合組件傳動連接，所述移動組件包括第一驅動單元和移動杆，所述第一驅動單元設置在主體的內部，所述第一驅動單元包括第一電機、第一驅動軸和第一齒輪，所述第一電機設置在主體的內部，所述第一電機通過第一驅動軸與第一齒輪傳動連接，所述移動杆水平設置在第一齒輪的下方，所述移動杆的上方設有若干個與第一齒輪嚙合的從動齒；

所述閉合組件包括固定板和兩個閉合單元，所述固定板豎向設置在主體的內部，所述固定板的內部設有凹槽，所述移動杆和固定板的一側相連，兩個閉合單元關於固定板的水平中心軸線對稱，所述閉合單元包括閉合板、滑動輪和電磁鐵，所述閉合板水平設置，所述閉合板的一端與滑動輪相連，所述滑動輪在凹槽內滑動，所述電磁鐵豎向設置在對應的閉合板的一端上且靠近另一個閉合板，所述電磁鐵設置在固定板的內部；

當需要對球體進行收集時，此時機器人向球的方向移動，到達目的後，此時第一電機反轉啟動，第一齒輪隨之逆時針轉動，因為移動杆水平設置在第一齒輪的下方，移動杆的上方設有若干個與第一齒輪嚙合的從動齒，故移動杆從主體的內部帶著閉合組件伸出，因為固定板的內部設有凹槽，閉合板的一端與滑動輪相連，滑動輪在凹槽內滑動，電磁鐵豎向設置在對應的閉合板的一端上且靠近另一個閉合板，電磁鐵設置在固定板的內部，故通過改變電磁鐵的極性可以控制滑動輪的移動，通過滑動輪帶動閉合板進行張開或者閉合，當閉合板伸出主體內部後，進行張開，將球體籠罩在兩塊閉合板內部後，閉合板閉合，此時第一電機正轉，移動杆帶動閉合板向主體內部移動，閉合板帶著球滾動到收集箱的內部。通過這種收取方式，可以快速的對球進行各類球進行混合收集，而且當遇到大堆散落的球也可以一次性收集，比起其他撿球機器人一對一的抓取進行收集，收集效率更高，為後期分類做準備。

所述搬運機構包括殼體、收集箱、角度調節組件和升降組件，所述殼體設置在主體的內部且殼體的一端與主體的內壁鉸接，所述收集箱設置在殼體的下方，所述殼體通過升降組件與收集箱傳動連接，所述收集箱的一側設有出球管道，所述升降組件設置在角度調節組件的下方，所述升降組件與角度調節組件傳動連接；

所述升降組件包括第二驅動單元和升降單元，所述第二驅動單元設置在殼體的內部，所述第二驅動單元包括第二電機、第二驅動軸和第二齒輪，所述第二電機設置在殼體的內部，所述第二驅動軸豎向設置，所述第二電機通過第二驅動軸與第二齒輪傳動連接；

所述升降單元包括條形齒輪、移動塊和伸縮架，所述條形齒輪水平設置在第二齒輪的一側，所述條形齒輪與第二齒輪嚙合，所述伸縮架豎向設置，所述伸縮架上側的兩端均設置在殼體的內部，所述伸縮架上側的一端與移動塊鉸接，所述移動塊與條形齒輪相連，所述伸縮架上側的另一端鉸接於殼體的內部，所述伸縮架下側的兩端與收集箱相連且在收集箱上方的滑動；

所述角度調節組件包括氣缸、輸出軸、滑動塊和固定框，所述固定框設置在殼體的一側且位於鉸接處的上方，所述氣缸設置在主體的內部，所述滑動塊在固定框的內部滑動，所述輸出軸水平設置，所述氣缸通過輸出軸與滑動塊傳動連接；

當需要將收集箱內的各類球搬運到分類箱時，此時第二電機啟動，第二齒輪隨之轉動，因為條形齒輪水平設置在第二齒輪的一側，條形齒輪與第二齒輪嚙合，故條形齒輪向左移動，因為伸縮架豎向設置，伸縮架上側的一端與移動塊鉸接，移動塊與條形齒輪相連，伸縮架上側的另一端鉸接於殼體的內部，伸縮架下側的兩端與收集箱相連且在收集箱上方的滑動，當條形齒輪向左移動伸縮架豎直向上移動，帶動收集箱從下方移動到主體的內部，到到達適合的位置時，此時氣缸啟動，因為氣缸通過輸出軸與滑動塊傳動連接，殼體設置在主體的內部且殼體的一端與主體的內壁鉸接，固定框設置在殼體的一側且位於鉸接處的上方，滑動塊在固定框的內部滑動，故氣缸通過控制輸出軸的移動，來改變殼體的角度，殼體帶動收集箱角度改變，收集箱傾斜，出球管道位置較低，此時出球管道打開，各類球從收集箱中滑落到分類箱中。

所述分類機構包括控制組件和晃動組件，所述控制組件與晃動組件傳動連接；

所述控制組件包括第三電機、第三驅動軸和滾筒，所述第三電機設置在主體的內部，所述第三驅動軸豎向設置，所述滾筒豎向設置，所述滾筒的周身設有導槽，所述導槽收尾相連，所述導槽在滾筒的圓周面上傾斜設置，所述第三電機通過第三驅動軸與滾筒傳動連接；

所述晃動組件包括固定塊、第一連杆、第二連杆、分類箱和若干個分類層，所述固定塊設置在主體的內部且位於滾筒的一側，所述第一連杆水平設置，所述第一連杆的一端與固定塊鉸接，所述第一連杆的另一端在滾筒的導槽內滑動，所述第二連杆豎向設置，所述分類箱通過第二連杆與第一連杆相連，各分類層從上往下依次均勻的設置在分類箱的內部，所述分類箱與分類盒連通。

當需要對各類球進行分類時，此時第三電機啟動，滾筒隨之轉動，因為固定塊設置在主體的內部且位於滾筒的一側，第一連杆水平設置，第一連杆的一端與固定塊鉸接，第一連杆的另一端在滾筒的導槽內滑動，故第一連杆繞著固定塊上下擺動，又因為第二連杆豎向設置，分類箱通過第二連杆與第一連杆相連，故分類箱也開始上下擺動，因為分類層上設有若干個開孔，各分類層上的開孔直徑從上往下依次減小，故各類球在分類箱晃動時，直徑小的球最先掉落，最中能夠實現不同大小的球進行分類，避免人為檢查識別歸類，使得各類的球分類時更加的便捷高效。

作為優選，為了使閉合門在進球後能夠自動關閉，當球進入時，球與閉合門接觸，給閉合門一個作用力，因為閉合門的上端與收集箱內壁的上方鉸接，故閉合門轉動打開，同時第二彈簧受到擠壓收縮，當球進入到收集箱後，第二彈簧不再受力，從收縮狀態恢復變長，同時帶動閉合門轉動到原位。所述收集箱的另一側設有閉合組件，所述閉合組件包括定位塊、第二彈簧和閉合門，所述閉合門的上端與收集箱內壁的上方鉸接，所述定位塊設置在收集箱內壁的上方，所述第二彈簧水平設置，所述定位塊通過彈簧與閉合門傳動連接。

作為優選，為了使機器人能夠自動移動去收集球，所述移動機構包括第四電機、第四驅動軸和移動輪，所述第四電機設置在主體的內部，所述移動輪設置在主體的下方，所述第四電機通過第四驅動軸與移動輪傳動連接。

作為優選，為了分類不同的球，分類箱晃動，故分類箱內部的各類球也在晃動，因為分類層上設有若干個開孔，各分類層上的開孔直徑從上往下依次減小，故各類大小不同的球分別留在與之對應的分類層中，等待被收集。所述分類層上設有若干個開孔，各分類層上的開孔直徑從上往下依次減小。

作為優選，為了調節兩塊閉合板之間的距離，防止移動碰撞損壞，兩塊電磁鐵之間設有第一彈簧，所述第一彈簧的伸縮方向與電磁鐵的移動方向一致。

作為優選，所述中控機構包括顯示界面、控制按鍵、狀態指示燈和plc，所述顯示界面、控制按鍵和狀態指示燈均與plc電連接。

作為優選，為了在顯示界面操作更加方便，所述顯示界面為觸摸顯示屏。

作為優選，為了能夠遙控機器人工作，所述主體的內部設有天線，所述天線與plc電連接。

作為優選，為了防止閉合門轉動過多，使得閉合門被打開，球掉落出來，所述閉合門的下端設有凸起，所述凸起與閉合門牴觸，所述凸起設置在收集箱的開口的下方。

作為優選，為了檢測各類球所處位置，方便為後續工作做準備，所述主體的內部設有紅外線探測器，所述紅外線探測器與中控機構電連接。

本發明的有益效果是，該基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人中，通過收集機構，可以將地上的各種不同種類的球迅速的合併集中，通過搬運機構將多種球類輸送到指定位置，通過分類機構，可以將不同的球進行快速分類歸集，與其他撿球機器人相比，撿球效率更高，並且具有了不同球類分類的功能，通過這些機構，大大提高了機器人的實用性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人的結構示意圖；

圖2是本發明的基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人的收集機構的結構示意圖；

圖3是本發明的基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人的搬運機構的結構示意圖；

圖4是本發明的基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人的分類機構的結構示意圖；

圖5是本發明的基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人的中控機構的結構示意圖；

圖中：1.主體，2.搬運機構，3.移動機構，4.收集機構，5.分類盒，6.中控機構，7.攝像頭，8.第一電機，9.第一齒輪，10.移動杆，11.固定板，12.閉合板，13.滑動輪，14.電磁鐵，15.第一彈簧，16.收集箱，17.出球管道，18.閉合門，19.第二彈簧，20.定位塊，21.伸縮架，22.殼體，23.第二電機，24.第二齒輪，25.條形齒輪，26.移動塊，27.氣缸，28.輸出軸，29.固定框，30.滑動塊，31.第三電機，32.滾筒，33.固定塊，34.第一連杆，35.第二連杆，36.分類箱，37.分類層，38.顯示界面，39.控制按鍵，40.狀態指示燈。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1-圖5所示，一種基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人，包括主體1、搬運機構2、移動機構3、收集機構4、分類機構、分類盒5、中控機構6和攝像頭7，所述移動機構3設置在主體1的下方，所述分類盒5設置在主體1的一側，所述中控機構6和攝像頭7均設置在主體1的上方，所述搬運機構2、收集機構4和分類機構均設置在主體1的內部，所述收集機構4設置在搬運機構2的一側，所述分類機構設置在搬運機構2的另一側且與分類盒5連通，所述搬運機構2、收集機構4和分類機構均與中控機構6電連接；

所述收集機構4包括移動組件和閉合組件，所述移動組件與閉合組件傳動連接，所述移動組件包括第一驅動單元和移動杆10，所述第一驅動單元設置在主體1的內部，所述第一驅動單元包括第一電機8、第一驅動軸和第一齒輪9，所述第一電機8設置在主體1的內部，所述第一電機8通過第一驅動軸與第一齒輪9傳動連接，所述移動杆10水平設置在第一齒輪9的下方，所述移動杆10的上方設有若干個與第一齒輪9嚙合的從動齒；

所述閉合組件包括固定板11和兩個閉合單元，所述固定板11豎向設置在主體1的內部，所述固定板11的內部設有凹槽，所述移動杆10和固定板11的一側相連，兩個閉合單元關於固定板11的水平中心軸線對稱，所述閉合單元包括閉合板12、滑動輪13和電磁鐵14，所述閉合板12水平設置，所述閉合板12的一端與滑動輪13相連，所述滑動輪13在凹槽內滑動，所述電磁鐵14豎向設置在對應的閉合板12的一端上且靠近另一個閉合板12，所述電磁鐵14設置在固定板11的內部；

當需要對球體進行收集時，此時機器人向球的方向移動，到達目的後，此時第一電機8反轉啟動，第一齒輪9隨之逆時針轉動，因為移動杆10水平設置在第一齒輪9的下方，移動杆10的上方設有若干個與第一齒輪9嚙合的從動齒，故移動杆10從主體1的內部帶著閉合組件伸出，因為固定板11的內部設有凹槽，閉合板12的一端與滑動輪13相連，滑動輪13在凹槽內滑動，電磁鐵14豎向設置在對應的閉合板12的一端上且靠近另一個閉合板12，電磁鐵14設置在固定板11的內部，故通過改變電磁鐵14的極性可以控制滑動輪13的移動，通過滑動輪13帶動閉合板12進行張開或者閉合，當閉合板12伸出主體1內部後，進行張開，將球體籠罩在兩塊閉合板12內部後，閉合板12閉合，此時第一電機8正轉，移動杆10帶動閉合板12向主體1內部移動，閉合板12帶著球滾動到收集箱16的內部。通過這種收取方式，可以快速的對球進行各類球進行混合收集，而且當遇到大堆散落的球也可以一次性收集，比起其他撿球機器人一對一的抓取進行收集，收集效率更高，為後期分類做準備。

所述搬運機構2包括殼體22、收集箱16、角度調節組件和升降組件，所述殼體22設置在主體1的內部且殼體22的一端與主體1的內壁鉸接，所述收集箱16設置在殼體22的下方，所述殼體22通過升降組件與收集箱16傳動連接，所述收集箱16的一側設有出球管道17，所述升降組件設置在角度調節組件的下方，所述升降組件與角度調節組件傳動連接；

所述升降組件包括第二驅動單元和升降單元，所述第二驅動單元設置在殼體22的內部，所述第二驅動單元包括第二電機23、第二驅動軸和第二齒輪24，所述第二電機23設置在殼體22的內部，所述第二驅動軸豎向設置，所述第二電機23通過第二驅動軸與第二齒輪24傳動連接；

所述升降單元包括條形齒輪25、移動塊26和伸縮架21，所述條形齒輪25水平設置在第二齒輪24的一側，所述條形齒輪25與第二齒輪24嚙合，所述伸縮架21豎向設置，所述伸縮架21上側的兩端均設置在殼體22的內部，所述伸縮架21上側的一端與移動塊26鉸接，所述移動塊26與條形齒輪25相連，所述伸縮架21上側的另一端鉸接於殼體22的內部，所述伸縮架21下側的兩端與收集箱16相連且在收集箱16上方的滑動；

所述角度調節組件包括氣缸27、輸出軸28、滑動塊30和固定框29，所述固定框29設置在殼體22的一側且位於鉸接處的上方，所述氣缸27設置在主體1的內部，所述滑動塊30在固定框29的內部滑動，所述輸出軸28水平設置，所述氣缸27通過輸出軸28與滑動塊30傳動連接；

當需要將收集箱16內的各類球搬運到分類箱36時，此時第二電機23啟動，第二齒輪23隨之轉動，因為條形齒輪25水平設置在第二齒輪24的一側，條形齒輪25與第二齒輪24嚙合，故條形齒輪24向左移動，因為伸縮架21豎向設置，伸縮架21上側的一端與移動塊26鉸接，移動塊26與條形齒輪25相連，伸縮架21上側的另一端鉸接於殼體22的內部，伸縮架21下側的兩端與收集箱16相連且在收集箱16上方的滑動，當條形齒輪24向左移動伸縮架21豎直向上移動，帶動收集箱16從下方移動到主體1的內部，到到達適合的位置時，此時氣缸27啟動，因為氣缸27通過輸出軸28與滑動塊30傳動連接，殼體22設置在主體1的內部且殼體22的一端與主體1的內壁鉸接，固定框29設置在殼體22的一側且位於鉸接處的上方，滑動塊30在固定框29的內部滑動，故氣缸27通過控制輸出軸28的移動，來改變殼體22的角度，殼體22帶動收集箱16角度改變，收集箱16傾斜，出球管道17位置較低，此時出球管道17打開，各類球從收集箱16中滑落到分類箱36中。

所述分類機構包括控制組件和晃動組件，所述控制組件與晃動組件傳動連接；

所述控制組件包括第三電機31、第三驅動軸和滾筒32，所述第三電機31設置在主體1的內部，所述第三驅動軸豎向設置，所述滾筒32豎向設置，所述滾筒32的周身設有導槽，所述導槽收尾相連，所述導槽在滾筒32的圓周面上傾斜設置，所述第三電機31通過第三驅動軸與滾筒32傳動連接；

所述晃動組件包括固定塊33、第一連杆34、第二連杆35、分類箱36和若干個分類層37，所述固定塊33設置在主體1的內部且位於滾筒32的一側，所述第一連杆34水平設置，所述第一連杆34的一端與固定塊33鉸接，所述第一連杆34的另一端在滾筒32的導槽內滑動，所述第二連杆35豎向設置，所述分類箱36通過第二連杆35與第一連杆34相連，各分類層37從上往下依次均勻的設置在分類箱36的內部，所述分類箱36與分類盒5連通。

當需要對各類球進行分類時，此時第三電機31啟動，滾筒32隨之轉動，因為固定塊33設置在主體1的內部且位於滾筒32的一側，第一連杆34水平設置，第一連杆34的一端與固定塊33鉸接，第一連杆34的另一端在滾筒32的導槽內滑動，故第一連杆34繞著固定塊33上下擺動，又因為第二連杆35豎向設置，分類箱36通過第二連杆35與第一連杆34相連，故分類箱36也開始上下擺動，因為分類層37上設有若干個開孔，各分類層37上的開孔直徑從上往下依次減小，故各類球在分類箱36晃動時，直徑小的球最先掉落，最中能夠實現不同大小的球進行分類，避免人為檢查識別歸類，使得各類的球分類時更加的便捷高效。

作為優選，為了使閉合門18在進球後能夠自動關閉，當球進入時，球與閉合門18接觸，給閉合門18一個作用力，因為閉合門18的上端與收集箱16內壁的上方鉸接，故閉合門18轉動打開，同時第二彈簧19受到擠壓收縮，當球進入到收集箱16後，第二彈簧19不再受力，從收縮狀態恢復變長，同時帶動閉合門18轉動到原位。所述收集箱16的另一側設有閉合組件，所述閉合組件包括定位塊20、第二彈簧19和閉合門18，所述閉合門18的上端與收集箱16內壁的上方鉸接，所述定位塊20設置在收集箱16內壁的上方，所述第二彈簧19水平設置，所述定位塊20通過彈簧與閉合門18傳動連接。

作為優選，為了使機器人能夠自動移動去收集球，所述移動機構3包括第四電機、第四驅動軸和移動輪，所述第四電機設置在主體1的內部，所述移動輪設置在主體1的下方，所述第四電機通過第四驅動軸與移動輪傳動連接。

作為優選，為了分類不同的球，分類箱36晃動，故分類箱36內部的各類球也在晃動，因為分類層37上設有若干個開孔，各分類層37上的開孔直徑從上往下依次減小，故各類大小不同的球分別留在與之對應的分類層中，等待被收集。所述分類層37上設有若干個開孔，各分類層37上的開孔直徑從上往下依次減小。

作為優選，為了調節兩塊閉合板12之間的距離，防止移動碰撞損壞，兩塊電磁鐵14之間設有第一彈簧15，所述第一彈簧15的伸縮方向與電磁鐵14的移動方向一致。

作為優選，所述中控機構6包括顯示界面38、控制按鍵39、狀態指示燈40和plc，所述顯示界面38、控制按鍵39和狀態指示燈40均與plc電連接。

作為優選，為了在顯示界面操作更加方便，所述顯示界面38為觸摸顯示屏。

作為優選，為了能夠遙控機器人工作，所述主體1的內部設有天線，所述天線與plc電連接。

作為優選，為了防止閉合門18轉動過多，使得閉合門18被打開，球掉落出來，所述閉合門18的下端設有凸起，所述凸起與閉合門18牴觸，所述凸起設置在收集箱16的開口的下方。

作為優選，為了檢測各類球所處位置，方便為後續工作做準備，所述主體1的內部設有紅外線探測器，所述紅外線探測器與中控機構6電連接。

與現有技術相比，該基於物聯網的具有不同球類分類功能的撿球機器人中，通過收集機構4，可以將地上的各種不同種類的球迅速的合併集中，通過搬運機構2將多種球類輸送到指定位置，通過分類機構，可以將不同的球進行快速分類歸集，與其他撿球機器人相比，撿球效率更高，並且具有了不同球類分類的功能，通過這些機構，大大提高了機器人的實用性。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。