一种羽毛球自动收集机器人

1.本发明涉及体育器材技术领域，特别涉及一种羽毛球自动收集机器人。


背景技术：

2.羽毛球是一项室内室外兼顾的运动，深受人们喜爱，目前，越来越多的人参与到羽毛球运动中来，推动着大众羽毛球运动的快速发展。
3.在打羽毛球的过程中，产生了大量的羽毛球，需要通过快速回收的方式便于再次使用，而采用人工回收的方式费时费力，因此迫切需要通过羽毛球的自动收集机器人进行收集。羽毛球由于具有不规则性和易折损性，采用通用型的机器人难以准确进行羽毛球全自动的回收。另外，传统的羽毛球机器人收集时，难以准确检测、分类出合格与不合格的羽毛球。
4.现有技术中存在风洞测试仪检测羽毛球的方式，通过观察羽毛球旋转时的状态来检测羽毛球的稳定性等，以此判断羽毛球是否合格，是否能够在场内继续使用。然而风洞测试仪大都是单独的设备，需要人工不断放入等，效率相对较低，并未设置在羽毛球自动收集机器人上，能够进一步改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种能够自动完成场地内羽毛球收集、以及合格品检测分类的机器人。
6.为了达到上述目的，本发明提供了一种羽毛球自动收集机器人，包括清扫收集组件、传送组件、分散输送组件以及风洞筛选组件；
7.所述清扫收集组件设置在机器人的第一端底部，用于将地面上的羽毛球聚拢并收集；所述传送组件用于将所述清扫收集组件内的羽毛球传送至机器人的第二端上部；所述分散输送组件用于将羽毛球分散并有序输送至所述风洞筛选组件；
8.所述风洞筛选组件包括风洞筛选槽、风洞机以及分料机构，所述风洞筛选槽用于羽毛球的下落，所述风洞机用于向所述风洞筛选槽鼓风，以使羽毛球的良品悬浮于所述风洞筛选槽内，所述分料机构设置在所述风洞筛选槽的底部，用于收集无法悬浮于所述风洞筛选槽内的羽毛球的次品，同时用于切断所述风洞机的出风，以使羽毛球的良品落料并收集。
9.进一步地，所述风洞筛选槽包括自由落体槽、风洞槽、良品落料槽以及次品落料槽，所述自由落体槽、所述风洞槽以及所述次品落料槽均竖直设置，所述良品落料槽倾斜设置，所述自由落体槽位于上层，所述风洞槽位于中层，且所述风洞槽的顶端与所述自由落体槽的底端连通，所述良品落料槽、所述次品落料槽位于下层，且所述次品落料槽的顶端与所述风洞槽的底端连通，所述风洞机从所述次品落料槽向上鼓风，所述分料机构包括伸缩驱动部以及伸缩槽，所述伸缩槽与所述伸缩驱动部连接，所述伸缩槽的第一端能够伸入所述风洞槽的底端，将所述次品落料槽的顶端堵塞，且衔接所述良品落料槽的顶端均与所述风
洞槽的底端。
10.进一步地，所述风洞筛选槽还包括排风槽，所述排风槽与所述风洞槽的顶端连通。
11.进一步地，所述良品落料槽的底端设置有良品收集箱，所述次品落料槽的底端设置有次品收集箱。
12.进一步地，所述分散输送组件包括第一分散输送组件和第二分散输送组件；
13.所述第一分散组件包括第一分散槽，所述第一分散槽为倾斜设置，所述第一分散槽与振动机构连接，所述振动机构用于驱动所述第一分散槽振动出料，所述第一分散槽的末端设置有挡板，所述挡板具有半圆形开口，以与所述第一分散槽组成圆形出口；
14.所述第二分散组件包括第二分散槽，所述第二分散槽为水平设置，与所述第一分散槽一一对应，所述第二分散槽与所述振动机构连接，所述第二分散槽的末端设置有夹料机构，所述夹料机构用于将输送至所述第二分散槽末端的羽毛球夹取并移动至所述风洞筛选槽的正上方放料。
15.进一步地，所述夹料机构包括夹爪安装杆、设置在所述夹爪安装杆上的多个夹爪、连接扭簧、连接轴以及驱动电机，所述第二分散槽开设有滑动槽口，所述夹爪安装杆的端部滑动设置在所述滑动槽口内，所述夹爪与所述第二分散槽一一对应设置，所述连接轴与所述驱动电机转动连接，所述连接扭簧套设在所述连接轴上，所述连接扭簧的末端与所述夹爪安装杆连接。
16.进一步地，所述传送组件包括传送安装架、分别设置在所述传送安装架两端的主动辊与从动辊、以及连接于所述主动辊与所述从动辊之间的传送带，所述主动辊与传送电机传动连接，所述传送带的第一端位于低处、第二端位于高处，所述传送带上设置有多排挡料齿条，每排所述挡料齿条随所述传送带循环输送，以使所述传送带上的羽毛球向上输送。
17.进一步地，所述清扫收集组件包括相对设置的一对堆积铲斗，所述堆积铲斗的末端通过第一铰接座铰接设置，所述堆积铲斗与开闭驱动机构连接，所述开闭驱动机构用于驱动所述堆积铲斗绕所述第一铰接座旋转，以使一对所述堆积铲斗张开或合拢，所述第一铰接座与第二铰接座连接，同时所述第一铰接座与倾斜驱动机构连接，所述倾斜驱动机构用于驱动所述第一铰接座绕所述第二铰接座旋转，以使所述堆积铲斗倾斜。
18.进一步地，还包括吸尘器，所述吸尘器布置在机器人的底部。
19.本发明的上述方案有如下的有益效果：
20.本发明提供的羽毛球自动收集机器人，通过清扫收集组件、传送组件、分散输送组件、风洞筛选组件的设置，能够自动将场地内的羽毛球进行收集、有序排列、以及良次品的筛选，并分拣至不同的位置，方便后续用户使用良品羽毛球继续训练，而次品羽毛球则回收处理等，避免了场地内人工收集羽毛球的费时费力，提升了用户的使用体验；
21.本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的风洞筛选组件示意图；
24.图3为本发明的风洞槽检测示意图；
25.图4为本发明的分散输送组件示意图；
26.图5为本发明的传送组件示意图；
27.图6为本发明的清扫收集组件倾斜示意图。
28.【附图标记说明】
29.100-清扫收集组件；101-堆积铲斗；200-传送组件；201-传送安装架；202-传送带；203-挡料齿条；300-分散输送组件；301-第一分散槽；302-挡板；303-第二分散槽；304-夹爪安装杆；305-夹爪；306-连接扭簧；307-连接轴；308-驱动电机；309-滑动槽口；400-风洞筛选组件；401-风洞机；402-自由落体槽；403-风洞槽；404-良品落料槽；405-次品落料槽；406-伸缩槽；407-排风槽；408-良品收集箱；409-次品收集箱；500-吸尘器。
具体实施方式
30.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，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，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。
32.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，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，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。
33.如图1所示，本发明的实施例提供了一种羽毛球自动收集机器人，包括清扫收集组件100、传送组件200、分散输送组件300以及风洞筛选组件400。其中，机器人具有一个车身结构，以及行走轮，以在场地内行走并对散落的羽毛球进行收集。清扫收集组件100设置在机器人车身结构的第一端底部，用于将地面上的羽毛球聚拢并收集。传送组件200用于将清扫收集组件100内收集的羽毛球传送至机器人的第二端上部，以使羽毛球被搬运至高处位置，方便后续落料筛选等。分散输送组件300用于将散落无序的羽毛球分散，并有序输送至风洞筛选组件400。风洞筛选组件400用于对羽毛球进行检测，以筛选出良品与次品，并分拣至不同的位置，方便后续用户使用良品羽毛球继续训练，而次品羽毛球则回收处理等。因此，通过羽毛球自动收集机器人的使用，避免了场地内人工收集羽毛球的费时费力，同时能够对羽毛球进行筛选，提升了用户的使用体验。
34.同时如图2所示，在本实施例中，风洞筛选组件400包括风洞筛选槽、风洞机401以及分料机构。具体地，风洞筛选槽包括自由落体槽402、风洞槽403、良品落料槽404以及次品落料槽405。其中，自由落体槽402、风洞槽403以及次品落料槽405均竖直设置，良品落料槽404为倾斜设置，自由落体槽402位于上层，风洞槽403位于中层，且风洞槽403的顶端与自由
落体槽402的底端连通，良品落料槽404、次品落料槽405位于下层，且次品落料槽405的顶端与风洞槽403的底端连通。
35.在本实施例中，自由落体槽402的顶端设置为孔径扩大的喇叭形，以保证羽毛球从上方落料时不会跑偏，而准确落入自由落体槽402内。羽毛球在自由落体槽402内落料时，基于羽毛球自身空气动力学特性，当羽毛球头部朝下时直接落料，当羽毛球尾部朝下时，由于自由落体槽402具有一定的行程，羽毛球能够自动调整姿态至头部朝下，再进一步落料至风洞槽403中，便于对羽毛球进行风洞筛选。
36.在本实施例中，风洞机401设置在次品落料槽405中，或通过风管连接次品落料槽405，从而由次品落料槽405向上鼓风，使向上的气流进入风洞槽403中并继续向上。筛选时利用羽毛球飞行过程中的空气动力学特性，进入风洞的良品羽毛球能够悬浮在风洞槽403中，如图3所示，而次品羽毛球因无法悬浮会掉落至次品落料槽405中，并被进一步收集，以此实现羽毛球的良次筛选，方便用户对是否能用于使用的羽毛球的挑选。
37.当羽毛球能够悬浮在风洞槽403中时，通过分料机构使羽毛球进一步进入良品落料槽404中，而与次品筛分开来。在本实施例中，分料机构包括伸缩驱动部以及伸缩槽406，其中，伸缩槽406的形状与良品落料槽404保持一致，也可以视为良品落料槽404的一部分。伸缩槽406与伸缩驱动部连接，伸缩驱动部用于驱动伸缩槽406相对于良品落料槽404进行伸缩，以使伸缩槽406的第一端能够伸入风洞槽403的底端。一方面，伸缩槽406的第一端能够将次品落料槽405的顶端堵塞，使风洞槽403内不再形成向上的气流，良品羽毛球得以沿风洞槽403继续落料；另一方面，伸缩槽406能够衔接良品落料槽404的顶端与风洞槽403的底端，且自身同样是与良品落料槽404一致倾斜的，因此良品羽毛球能够沿风洞槽403落料至伸缩槽406上，并沿伸缩槽406进一步滑落至良品落料槽404中，而与次品羽毛球区分开来。
38.需要说明的是，风洞槽403内还设置有检测传感器，当检测传感器检测到风洞槽403内的羽毛球悬浮超过预设时长、例如10s后，才会反馈信号使伸缩驱动部驱动伸缩槽406位移，将风路切断。因此，设置控制步骤时只需保证分料机构与分散输送组件300的羽毛球落料节拍一致即可，风洞机401可以保持鼓风状态，简化了控制步骤。
39.由于风洞机401是保持鼓风状态的，为使羽毛球在自由落体槽402内能够顺利落料，直至风洞槽403后才形成受力平衡，本实施例中风洞筛选槽还包括排风槽407，其中，排风槽407也为倾斜设置，与风洞槽403的顶端连通。因此，风洞槽403内的上升气流可以通过排风槽407直接排出，降低了进入自由落体槽402内的风量，使自由落体槽402内的羽毛球能够顺利落料。
40.在本实施例中，良品落料槽404的底端设置有良品收集箱408，次品落料槽405的底端设置有次品收集箱409。其中，次品收集箱409采用抽屉形式设置在机器人车身结构的底部，平时使用时无需抽出，当次品收集箱409收集满后可以取出次品收集箱409将次品羽毛球回收。良品收集箱408采用倾斜槽体形式，当良品羽毛球滑入良品收集箱408后是倾斜摆放的，方便用户直接拿取并使用。
41.同时如图4所示，在本实施例中，分散输送组件300包括第一分散输送组件和第二分散输送组件。其中，第一分散组件包括第一分散槽301，第一分散槽301为倾斜设置，以接料从传送组件200传送来的羽毛球。第一分散槽301与振动机构连接，振动机构用于驱动第
一分散槽301振动出料。同时，第一分散槽301的末端设置有挡板302，挡板302具有半圆形开口，第一分散槽301自身也为半圆形，因此与挡板302组成圆形出口。由于落入第一分散槽301上的羽毛球为散乱无序状态，且倾斜下会堆积在挡板302下部，在振动机构作用下羽毛球会从圆形出口逐个出料。
42.第二分散组件包括第二分散槽303，第二分散槽303为水平设置，自身摩擦力较大，也采用半圆形结构，且与第一分散槽301一一对应。第二分散槽303也与振动机构连接，在振动机构作用下，第二分散槽303上的羽毛球是成串排列的，且依次有序地移动至第二分散槽303的末端，以有序进行自由落体。
43.同时，第二分散槽303的末端还设置有夹料机构，夹料机构用于将输送至第二分散槽303末端的羽毛球夹取并移动至自由落体槽402的正上方放料，进一步保证羽毛球能够依次有序地进行筛选等。
44.具体到本实施例中，夹料机构包括夹爪安装杆304、设置在夹爪安装杆304上的多个夹爪305、连接扭簧306、连接轴307以及驱动电机308。其中，夹爪305与第二分散槽303一一对应设置，可以采用手指气缸的形式，其固定在夹爪安装杆304上，通过气动统一控制。第二分散槽303开设有滑动槽口309，夹爪安装杆304的两端端部滑动设置在滑动槽口309内，能够相对于第二分散槽303滑动，使夹爪移动至第二分散槽303的末端夹取羽毛球后，再移动至自由落体槽402的正上方。连接轴307与驱动电机308转动连接，连接扭簧306套设在连接轴307上，同时连接扭簧306的末端与夹爪安装杆304连接，以通过驱动电机308驱动连接轴307旋转，使连接扭簧306带动夹爪安装杆304滑动，或依靠自身弹性力复位。当然在其它实施例中，该部分也可以采用摆臂机构驱动，此处不作具体限制。
45.需要说明的是，本实施例中第一分散槽301、第二分散槽303、风洞筛选槽、良品收集箱408的倾斜槽体等均设置有多排，且都是一一对应的，因此，能够同时完成多个羽毛球的有序出料、筛选收集等，充分利用了机器人车身结构的宽度，提升了机器人处理的效率。
46.同时如图5所示，在本实施例中，传送组件200包括传送安装架201、分别设置在传送安装架201两端的主动辊与从动辊、以及连接于主动辊与从动辊之间的传送带202，主动辊与传送电机传动连接，通过传送电机驱动主动辊旋转，从而带动传送电机持续输送。其中，传送带202的第一端位于低处、第二端位于高处，以将羽毛球从低点位置输送至高点位置。同时，传送带202上还设置有多排挡料齿条203，每排挡料齿条203随传送带202循环输送，其在倾斜向上输送的过程中能够对羽毛球进行挡料，使羽毛球堆积在挡料齿条203与传送带202所形成的夹角位置，确保传送带202上的羽毛球能够倾斜向上输送。而当羽毛球输送并绕过传送带202的最高点后，挡料齿条203不再对羽毛球进行阻挡，羽毛球可以顺利落料至第一分散槽301上。
47.同时如图6所示，在本实施例中，清扫收集组件100包括相对设置的一对堆积铲斗101，堆积铲斗101的末端通过第一铰接座与机器人的车身结构铰接，堆积铲斗101同时与开闭驱动机构连接，开闭驱动机构用于驱动堆积铲斗101绕第一铰接座旋转，以使堆积铲斗101张开或合拢。堆积铲斗101合拢时能够将中间位置的羽毛球铲入其上，从而完成地面上散落的羽毛球的初步收集。
48.同时，第一铰接座与第二铰接座连接，第一铰接座还与倾斜驱动机构连接，倾斜驱动机构用于驱动第一铰接座绕第二铰接座旋转，以使堆积铲斗101倾斜。由于堆积铲斗101
的末端与传送带202的第一端是平齐的，因此当堆积铲斗101倾斜时，能够让羽毛球堆积在传送带202的第一端，在传送带202上挡料齿条203输送的过程中将羽毛球带至传送带202上并随传送带202倾斜向上输送。
49.其中，堆积铲斗101的内边缘设置有一个微小的斜面，且与地面贴合，以方便地完成羽毛球的收集，不会对羽毛球造成破坏。为进一步提升稳定性，本实施例中在堆积铲斗101的底部还设置有滚轮，通过滚轮使堆积铲斗101张开后收拢时更加平稳，且提升第一铰接座的连接可靠性。
50.作为进一步改进，本实施例中机器人还包括吸尘器500，其布置在机器人的车身结构的底部，通过吸尘器500能够同步将场地内的灰尘吸除，使场地内尽可能保持清洁，进一步提升了用户的体验。
51.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，包括清扫收集组件、传送组件、分散输送组件以及风洞筛选组件；所述清扫收集组件设置在机器人的第一端底部，用于将地面上的羽毛球聚拢并收集；所述传送组件用于将所述清扫收集组件内的羽毛球传送至机器人的第二端上部；所述分散输送组件用于将羽毛球分散并有序输送至所述风洞筛选组件；所述风洞筛选组件包括风洞筛选槽、风洞机以及分料机构，所述风洞筛选槽用于羽毛球的下落，所述风洞机用于向所述风洞筛选槽鼓风，以使羽毛球的良品悬浮于所述风洞筛选槽内，所述分料机构设置在所述风洞筛选槽的底部，用于收集无法悬浮于所述风洞筛选槽内的羽毛球的次品，同时用于切断所述风洞机的出风，以使羽毛球的良品落料并收集。2.根据权利要求1所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，所述风洞筛选槽包括自由落体槽、风洞槽、良品落料槽以及次品落料槽，所述自由落体槽、所述风洞槽以及所述次品落料槽均竖直设置，所述良品落料槽倾斜设置，所述自由落体槽位于上层，所述风洞槽位于中层，且所述风洞槽的顶端与所述自由落体槽的底端连通，所述良品落料槽、所述次品落料槽位于下层，且所述次品落料槽的顶端与所述风洞槽的底端连通，所述风洞机从所述次品落料槽向上鼓风，所述分料机构包括伸缩驱动部以及伸缩槽，所述伸缩槽与所述伸缩驱动部连接，所述伸缩槽的第一端能够伸入所述风洞槽的底端，将所述次品落料槽的顶端堵塞，且衔接所述良品落料槽的顶端均与所述风洞槽的底端。3.根据权利要求2所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，所述风洞筛选槽还包括排风槽，所述排风槽与所述风洞槽的顶端连通。4.根据权利要求1所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，所述良品落料槽的底端设置有良品收集箱，所述次品落料槽的底端设置有次品收集箱。5.根据权利要求1所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，所述分散输送组件包括第一分散输送组件和第二分散输送组件；所述第一分散组件包括第一分散槽，所述第一分散槽为倾斜设置，所述第一分散槽与振动机构连接，所述振动机构用于驱动所述第一分散槽振动出料，所述第一分散槽的末端设置有挡板，所述挡板具有半圆形开口，以与所述第一分散槽组成圆形出口；所述第二分散组件包括第二分散槽，所述第二分散槽为水平设置，与所述第一分散槽一一对应，所述第二分散槽与所述振动机构连接，所述第二分散槽的末端设置有夹料机构，所述夹料机构用于将输送至所述第二分散槽末端的羽毛球夹取并移动至所述风洞筛选槽的正上方放料。6.根据权利要求5所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，所述夹料机构包括夹爪安装杆、设置在所述夹爪安装杆上的多个夹爪、连接扭簧、连接轴以及驱动电机，所述第二分散槽开设有滑动槽口，所述夹爪安装杆的端部滑动设置在所述滑动槽口内，所述夹爪与所述第二分散槽一一对应设置，所述连接轴与所述驱动电机转动连接，所述连接扭簧套设在所述连接轴上，所述连接扭簧的末端与所述夹爪安装杆连接。7.根据权利要求1所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，所述传送组件包括传送安装架、分别设置在所述传送安装架两端的主动辊与从动辊、以及连接于所述主动辊与所述从动辊之间的传送带，所述主动辊与传送电机传动连接，所述传送带的第一端位于低处、第二端位于高处，所述传送带上设置有多排挡料齿条，每排所述挡料齿条随所述传送
带循环输送，以使所述传送带上的羽毛球向上输送。8.根据权利要求1所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，所述清扫收集组件包括相对设置的一对堆积铲斗，所述堆积铲斗的末端通过第一铰接座铰接设置，所述堆积铲斗与开闭驱动机构连接，所述开闭驱动机构用于驱动所述堆积铲斗绕所述第一铰接座旋转，以使一对所述堆积铲斗张开或合拢，所述第一铰接座与第二铰接座连接，同时所述第一铰接座与倾斜驱动机构连接，所述倾斜驱动机构用于驱动所述第一铰接座绕所述第二铰接座旋转，以使所述堆积铲斗倾斜。9.根据权利要求1所述的一种羽毛球自动收集机器人，其特征在于，还包括吸尘器，所述吸尘器布置在机器人的底部。

技术总结
本发明提供了一种羽毛球自动收集机器人，包括清扫收集组件、传送组件、分散输送组件以及风洞筛选组件；清扫收集组件用于将地面上的羽毛球聚拢并收集；传送组件用于将清扫收集组件内的羽毛球传送至机器人的第二端上部；分散输送组件用于将羽毛球分散并有序输送至风洞筛选组件；风洞筛选组件包括风洞筛选槽、风洞机以及分料机构，风洞筛选槽用于羽毛球的下落，风洞机用于向风洞筛选槽鼓风，以筛选出良次羽毛球，通过分料机构分料。本发明能够自动将场地内的羽毛球进行收集、有序排列、以及良次品的筛选分拣，方便后续用户使用良品羽毛球继续训练，而次品羽毛球则回收处理等，避免了场地内人工收集羽毛球的费时费力，提升了用户的使用体验。的使用体验。的使用体验。


技术研发人员：刘海斌 邓钟金 张旭辉 胡习全 王蓉湘 张睦晨 王思柯
受保护的技术使用者：湖南师范大学
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/30