羽毛球训练服务机器人制造技术

本发明专利技术属于羽毛球训练服务机器人。本机器人采用全向轮的底盘实现自由移动，包括:捡球区、整理调用区、传球区、存球区。羽毛球在机器人内部均为顺羽毛方向的单向运输，使羽毛损伤最小。捡球区：由视觉传感器和连杆机械臂组成。整理调用区：主要由弹簧复位机构、动滑轮行程倍增机构、机械计数机构、换筒机构和联动这些机构的齿轮组组成。传球区：由带有死点夹具的传送链和上部的出球口组成。存球区：由空球箱和满球箱组成。从空球箱调用空球筒至存球区的同时，之前装满球的球筒进入满球箱完成存储。使用时分为存球模式和调用模式。机器人可以高效地将地上散乱的羽毛球进行收集，对羽毛球在内部进行灵活的存储调用，为人们传球，以机换人。

Badminton training service robot

The invention belongs to a badminton training service robot. The robot uses the chassis of omni-directional wheels to realize free movement, including: picking up the ball area, finishing the transfer area, passing area, ball storage area. Badminton is a one-way transportation along feather direction inside the robot, so that the feather damage is minimal. Picking area: composed of vision sensor and link manipulator. Finishing transfer area: It is mainly composed of spring reset mechanism, dynamic pulley stroke multiplier mechanism, mechanical counting mechanism, barrel changing mechanism and gears of these mechanisms. Passing area: consisting of a conveyor chain with a dead point fixture and an upper outlet. Storage area: consisting of empty boxes and full boxes. At the same time of transferring the empty cylinder from the empty ball box to the ball storage area, the cylinder filled with the ball before entering the full ball box to complete the storage. Use time division as storage mode and call mode. Robots can efficiently collect the scattered badminton on the ground, flexibly store and transfer the badminton inside, pass the ball for people and exchange the machine for people.

【技术实现步骤摘要】
羽毛球训练服务机器人
本专利技术是一种应用于羽毛球训练场的羽毛球训练服务机器人，属于机器人结构设计领域。
技术介绍
随着时代进步，人们越来越重视体育运动，羽毛球因其简单易学、适合所有年龄段而备受人们青睐。但是不管在羽毛球训练还是休闲锻炼的过程中，对羽毛球的回收整理都是令人耗费精力的事情。又由于羽毛球形状的特殊和羽毛的脆弱，在收集整理的过程中减小羽毛的损伤程度就成为羽毛球服务类机器人的一系列设计难点。至今，收集整理羽毛球大多使用人力或结构简单的半自动化机械。若能将快速高效的对羽毛球进行回收整理和灵活调用功能集成在一台机器人身上，再配以储物功能，就让使用者更好的享受单纯愉悦的运动时光。这种球童机器人将会成为羽毛球训练场或者家庭的新宠。
技术实现思路
本专利技术可以高效地将地上散乱的羽毛球进行收集，对羽毛球在内部进行灵活的存储调用，为人们传球，以机换人，让人们免去整理羽毛球的烦恼，享受单纯愉悦的运动时光。羽毛球训练服务机器人采用全向轮的底盘实现自由移动。根据功能，机构主要分为五个区:捡球区、整理调用区、传球区、存球区和储物区。羽毛球在机器人内部均为顺羽毛方向的单向运输，使羽毛损伤最小。捡球区：位于底盘下方，包括视觉传感器和连杆机械臂。整理调用区：位于底盘上方，包括位于连杆机械臂上方的弹簧复位机构、动滑轮行程倍增机构、与弹簧复位机构和动滑轮行程倍增机构相对的换筒机构、与换筒机构中转盘相对的机械计数机构和位于弹簧复位机构和动滑轮行程倍增机构之间，联动弹簧复位机构、动滑轮行程倍增机构和机械计数机构的齿轮箱。存球区：位于换筒机构中转盘两侧，包括与转盘中空球筒位置相对的空球箱和与转盘中满球筒位置相对的满球箱。传球区：与整理调用区相对，包括与换筒机构相对，带有死点夹具的传送链和位于存球区上方的出球口。储物区：是位于机器人侧门内的独立的储物空间，滑开机器人侧门，人们即可拿取所需物品。其中，换筒机构中的转盘上包括互成120°的三个功能球筒位置：存球筒位置、空球筒位置和满球筒位置。三个功能筒位置在转盘转动时相互转换。功能筒位置是根据相对机构位置关系命名：正对弹簧复位机构为存球筒位置、正对空球箱的为空球筒位置、正对满球箱的为满球筒位置。其中，存球筒位置上的球筒为存球筒，空球筒位置上的球筒为空球筒、满球筒位置上的球筒为满球筒。存球筒、空球筒和满球筒在工作过程中由于转盘转动、弹簧复位机构存储羽毛球和动滑轮行程倍增机构将羽毛球推出调用而相互转换。每个功能筒位置均包括一个剪叉机构实现当需要存储空球筒或满球筒时，剪叉机构伸长，将空球筒或满球筒推入空球箱或满球箱，当需要调用空球筒或满球筒时，剪叉机构收缩，空球箱或满球箱中的一个空球筒或满球筒落入空球筒位置或满球筒位置。使用时，分为两个模式：存球模式和调用模式。存球模式：视觉传感器与连杆机械臂相互配合实现夹紧羽毛球球头位置捡至弹簧复位机构前方。弹簧复位机构重复将羽毛球推至存球筒内部，前一个羽毛球会由于后一个羽毛球的推入而被动前进。同时会通过齿轮箱联动机械计数机构计数带动换筒机构换筒，实现每当推入一定数量的羽毛球，触发换筒机构上的转盘转120°，使存满的存球筒从存球筒位置转至满球筒位置，同时从空球箱中一个空球筒落入空球筒位置后转至存球筒位置继续存球工作。若又存满一筒球，满球筒位置上的剪叉机构将满球筒推至满球箱(堆栈)进行存储，如此循环。调用模式：动滑轮行程倍增机构将满球筒中的羽毛球推出至死点夹具夹紧球头位置，随传送链运动至出球口，死点夹具松开，羽毛球掉入出球口后传给用户。推球过程中，动滑轮行程倍增机构联动机械计数机构带动换筒机构换筒，实现当球筒中球被推完后，换筒机构上的转盘转120°，使推空的满球筒从满球筒位置转至空球筒位置，同时满球箱中一个满球筒落入至满球筒位置继续调用工作。若又推空一筒球，空球筒位置的剪叉机构会将空球筒推至空球箱进行存储，如此循环。羽毛球训练服务机器人的设计有如下几个特点：1.羽毛球训练服务机器人在整个工作过程中保证羽毛球单向运输，减小了羽毛的损伤程度；2.羽毛球训练服务机器人采用堆栈的设计思想，即羽毛球筒在存储球时作为容器，调用时作为传送通道，实现了羽毛球在机器人内部能进行灵活的存储及调用的功能；3.夹取羽毛球的机械臂为连杆机构，利用设计死点位置，即当连杆与曲柄的平面连杆机构共线时，机械爪夹紧羽毛球；4.羽毛球的整理过程中，多为被动，工作更可靠；5.整理过程所用球筒均使用市面上羽毛球的去掉两端盖子的自带球筒，方便快捷。附图说明图1为羽毛球训练服务机器人整体外形示意图图2为羽毛球训练服务机器人内部结构正面示意图(隐去圆柱外壳)图3为羽毛球训练服务机器人内部结构背面示意图(隐去圆柱外壳和顶盖)图4为机械臂、弹簧复位机构、动滑轮行程倍增机构、机械计数机构和换筒机构示意图图5为存球、调用(堆栈)功能示意图图6为传送链死点夹具示意图具体实施方式本机器人采用全向轮(2)的底盘(4)实现自由移动。根据功能，机构主要分为五个区:捡球区、整理调用区、传球区、存球区和储物区(5)。羽毛球在机器人内部均为顺羽毛方向的单向运输，使羽毛损伤最小。捡球区：位于底盘(4)下方，包括视觉传感器(3)和连杆机械臂(12)。整理调用区：位于底盘(4)上方，包括位于连杆机械臂(12)上方的弹簧复位机构(13)、动滑轮行程倍增机构(14)、与弹簧复位机构(13)和动滑轮行程倍增机构(14)相对的换筒机构(10)、与换筒机构(10)中转盘(11)相对的机械计数机构(15)和位于弹簧复位机构(13)和动滑轮行程倍增机构(14)之间，联动弹簧复位机构(13)、动滑轮行程倍增机构(14)和机械计数机构(15)的齿轮箱(6)。存球区：位于换筒机构(10)中转盘(11)两侧，包括与转盘(11)中空球筒位置(21)相对的空球箱(23)和与转盘(11)中满球筒位置(18)相对的满球箱(16)。传球区：与整理调用区相对，包括与换筒机构(10)相对，带有死点夹具(24)的传送链(8)和位于存球区上方的出球口(7)。储物区(5)：是位于机器人侧门(1)内的独立的储物空间，滑开机器人侧门(1)，人们即可拿取所需物品。其中，换筒机构(10)中的转盘(11)上包括互成120°的三个功能球筒位置：存球筒位置(19)、空球筒位置(21)和满球筒位置(18)。三个功能筒位置在转盘(11)转动时相互转换。功能筒位置是根据相对机构位置关系命名：正对弹簧复位机构(13)为存球筒位置(19)、正对空球箱(23)的为空球筒位置(21)、正对满球箱(16)的为满球筒位置(18)。其中，存球筒位置(19)上的球筒为存球筒(20)，空球筒位置(21)上的球筒为空球筒(22)、满球筒位置(18)上的球筒为满球筒(17)。存球筒(20)、空球筒(22)和满球筒(17)在工作过程中由于转盘(11)转动、弹簧复位机构(13)存储羽毛球和动滑轮行程倍增机构(14)将羽毛球推出调用而相互转换。每个功能筒位置均包括一个剪叉机构(9)实现当需要存储空球筒(22)或满球筒(17)时，剪叉机构(9)伸长，将空球筒(22)或满球筒(17)推入空球箱(23)或满球箱(16)，当需要调用空球筒(22)或满球筒(17)时，剪叉机构(9)收缩，空球箱(23)或满球箱(16)中的一个空球筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.羽毛球训练服务机器人，其特征在于：包括捡球区、整理调用区、传球区和存球区；羽毛球在机器人内部均为顺羽毛方向的单向运输，使羽毛损伤最小；捡球区：位于底盘(4)下方，包括视觉传感器(3)和连杆机械臂(12)；整理调用区：位于底盘(4)上方，包括位于连杆机械臂(12)上方的弹簧复位机构(13)、动滑轮行程倍增机构(14)、与弹簧复位机构(13)和动滑轮行程倍增机构(14)相对的换筒机构(10)、与换筒机构(10)中转盘(11)相对的机械计数机构(15)和位于弹簧复位机构(13)和动滑轮行程倍增机构(14)之间，联动弹簧复位机构(13)、动滑轮行程倍增机构(14)和机械计数机构(15)的齿轮箱(6)；存球区：位于换筒机构(10)中转盘(11)两侧，包括与转盘(11)中空球筒位置(21)相对的空球箱(23)和与转盘(11)中满球筒位置(18)相对的满球箱(16)；传球区：与整理调用区相对，包括与换筒机构(10)相对，带有死点夹具(24)的传送链(8)和位于存球区上方的出球口(7)；利用堆栈来实现存球和调用两种模式的灵活转换；换筒机构(10)中的转盘(11)上包括互成120°的三个功能球筒位置：存球筒位置(19)、空球筒位置(21)和满球筒位置(18)；三个功能筒位置在转盘(11)转动时相互转换；功能筒位置是根据相对机构位置关系命名：正对弹簧复位机构(13)为存球筒位置(19)、正对空球箱(23)的为空球筒位置(21)、正对满球箱(16)的为满球筒位置(18)；其中，存球筒位置(19)上的球筒为存球筒(20)，空球筒位置(21)上的球筒为空球筒(22)、满球筒位置(18)上的球筒为满球筒(17)；存球筒(20)、空球筒(22)和满球筒(17)在工作过程中由于转盘(11)转动、弹簧复位机构(13)存储羽毛球和动滑轮行程倍增机构(14)将羽毛球推出调用而相互转换；每个功能筒位置均包括一个剪叉机构(9)实现当需要存储空球筒(22)或满球筒(17)时，剪叉机构(9)伸长，将空球筒(22)推入空球箱(23)，或满球筒(17)推入满球箱(16)，当需要调用空球筒(22)或满球筒(17)时，剪叉机构(9)收缩，空球箱(23)或满球箱(16)中的一个空球筒(22)落入空球筒位置(21)，或满球筒(17)落入满球筒位置(18)；使用时，分为两个模式：存球模式和调用模式；存球模式：视觉传感器(3)与连杆机械臂(12)相互配合实现夹紧羽毛球球头位置捡至弹簧复位机构(13)前方；弹簧复位机构(13)重复将羽毛球推至存球筒(20)内部，前一个羽毛球会由于后一个羽毛球的推入而被动前进；同时会通过齿轮箱(6)联动机械计数机构(15)计数带动换筒机构(10)换筒，实现每当推入设定数量的羽毛球，触发换筒机构(10)上的转盘(11)转120°，使存满的存球筒(20)从存球筒位置(19)转至满球筒位置(18)，同时从空球箱(23)中一个空球筒(22)落入空球筒位置(21)后转至存球筒位置(19)继续存球工作；若又存满一筒球，满球筒位置(18)上的剪叉机构(9)将满球筒(17)推至满球箱(16)进行存储，如此循环；调用模式：动滑轮行程倍增机构(14)将满球筒(17)中的羽毛球推出至死点夹具(24)夹紧球头位置，随传送链(8)运动至出球口(7)，死点夹具(24)松开，羽毛球掉入出球口(7)后传给用户；推球过程中，动滑轮行程倍增机构(14)联动机械计数机构(15)带动换筒机构(10)换筒，实现当球筒中球被推完后，换筒机构(10)上的转盘(11)转120°，使推空的满球筒(17)从满球筒位置(18)转至空球筒位置(21)，同时满球箱(16)中一个满球筒(17)落入至满球筒位置(18)继续调用工作；若又推空一筒球，空球筒位置(21)的剪叉机构(9)会将空球筒(22)推至空球箱进行存储，如此循环。...

【技术特征摘要】
1.羽毛球训练服务机器人，其特征在于：包括捡球区、整理调用区、传球区和存球区；羽毛球在机器人内部均为顺羽毛方向的单向运输，使羽毛损伤最小；捡球区：位于底盘(4)下方，包括视觉传感器(3)和连杆机械臂(12)；整理调用区：位于底盘(4)上方，包括位于连杆机械臂(12)上方的弹簧复位机构(13)、动滑轮行程倍增机构(14)、与弹簧复位机构(13)和动滑轮行程倍增机构(14)相对的换筒机构(10)、与换筒机构(10)中转盘(11)相对的机械计数机构(15)和位于弹簧复位机构(13)和动滑轮行程倍增机构(14)之间，联动弹簧复位机构(13)、动滑轮行程倍增机构(14)和机械计数机构(15)的齿轮箱(6)；存球区：位于换筒机构(10)中转盘(11)两侧，包括与转盘(11)中空球筒位置(21)相对的空球箱(23)和与转盘(11)中满球筒位置(18)相对的满球箱(16)；传球区：与整理调用区相对，包括与换筒机构(10)相对，带有死点夹具(24)的传送链(8)和位于存球区上方的出球口(7)；利用堆栈来实现存球和调用两种模式的灵活转换；换筒机构(10)中的转盘(11)上包括互成120°的三个功能球筒位置：存球筒位置(19)、空球筒位置(21)和满球筒位置(18)；三个功能筒位置在转盘(11)转动时相互转换；功能筒位置是根据相对机构位置关系命名：正对弹簧复位机构(13)为存球筒位置(19)、正对空球箱(23)的为空球筒位置(21)、正对满球箱(16)的为满球筒位置(18)；其中，存球筒位置(19)上的球筒为存球筒(20)，空球筒位置(21)上的球筒为空球筒(22)、满球筒位置(18)上的球筒为满球筒(17)；存球筒(20)、空球筒(22)和满球筒(17)在工作过程中由于转盘(11)转动、弹簧复位机构(13)存储羽毛球和动滑轮行程倍增机构(14)将羽毛球推出调用而相互转换；每个功能筒位置均包括一个剪叉机构(9)实现当需要存储空球筒(22)或满球筒(17)时，剪叉机构(9)伸长，将空球筒(22)推入空球箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，徐婷，张巍，王志举，刘志峰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11