阅读说明：本技术 一种中式台球自动收纳摆放装置及其工作方法 (Automatic storage and placement device for Chinese billiards and working method of automatic storage and placement device ) 是由 丁希文 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了一种中式台球自动收纳摆放装置及其工作方法,包括：纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置、台球识别装置和控制装置,所述纵向行进装置包括纵向行进车和纵向轨道,纵向行进车在纵向轨道上移动实现收纳摆球装置的纵向移动；所述旋转摆球器将台球传送至球巢指定位置；高度行进装置安装在纵向行进车的一端,收纳摆球装置安装在剪力架顶部；所述台球颜色识别传感器识别台球的颜色,磁力顶杆将台球从旋转托内顶出,从台球滑道上的下球口落入旋转摆球器；控制装置分别与纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置和台球识别装置进行电连接。本发明解决了现有台球不能自动收纳摆放的问题。(The embodiment of the invention discloses an automatic storage and placement device for Chinese billiards and a working method thereof, wherein the automatic storage and placement device comprises: the billiard ball recognition device comprises a longitudinal advancing device, a rotary ball placing device, a height advancing device, a ball containing and placing device, a billiard ball recognition device and a control device, wherein the longitudinal advancing device comprises a longitudinal advancing vehicle and a longitudinal rail, and the longitudinal advancing vehicle moves on the longitudinal rail to realize longitudinal movement of the ball containing and placing device; the rotary ball placing device conveys billiards to a designated position of a ball nest; the height advancing device is arranged at one end of the longitudinal advancing vehicle, and the storage pendulum ball device is arranged at the top of the shear frame; the billiard color identification sensor identifies the color of the billiard, the magnetic ejector rod ejects the billiard out of the rotary support, and the billiard falls into the rotary ball placing device from a ball outlet on the billiard slide way; the control device is electrically connected with the longitudinal advancing device, the rotary ball placing device, the height advancing device, the storage ball placing device and the billiard ball identification device respectively. The invention solves the problem that the existing billiards cannot be automatically stored and placed.)

一种中式台球自动收纳摆放装置及其工作方法

技术领域

本发明实施例涉及台球装置领域，具体涉及一种中式台球自动收纳摆放装置及其工作方法。

背景技术

台球是一项在国际上广泛流行的高雅室内体育运动，是一种用球杆在台上击球进洞确定比赛胜负的室内娱乐体育项目。也是目前年轻人比较喜爱的一种运动。台球运动在每局比赛结束后，都需要将球按照规则进行摆放。虽已发展多年，但是台球桌的结构并未产生显著的变革，台球的进袋、球的收集、摆球等过程一般都由人工来完成。

台球运动在具备娱乐性的同时，球的收集、摆球等过程也同时给人们带来不便费时费力，为了节省摆球的时间，目前，人们也研究了一些自动摆球的装置，但是，这些自动摆球的装置有占用台球桌底部空间大，台球不具备自动识别颜色系统，不能根据台球颜色将台球摆放至指定的位置，摆球速度慢。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种中式台球自动收纳摆放装置及其工作方法，以解决现有台球不能自动收纳摆放的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，公开了一种中式台球自动收纳摆放装置，所述中式台球自动收纳摆放装置包括：纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置、台球识别装置和控制装置；

所述纵向行进装置包括纵向行进车和纵向轨道，纵向行进车设置在纵向轨道内，在纵向电机的驱动下，纵向行进车在纵向轨道上移动；

所述旋转摆球器包括第一旋转电机和送球轨道，所述旋转摆球器通过支架固定安装，第一旋转电机转动送球轨道，将台球送至指定落球位置；

所述高度行进装置安装在纵向行进车的一端，高度行进装置包括剪力架和高度电机，高度电机通过驱动升降同步带带动剪力架做升降运动；

所述收纳摆球装置安装在剪力架顶部，收纳摆球装置在旋转摆球器底部接住旋转摆球器漏下的台球，收纳摆球装置在台球收纳完毕后，在纵向行进车和高度行进装置的配合下将台球推送至台球桌面上；

所述台球识别装置通过支撑杆与支架连接，台球识别装置包括台球滑道、颜色识别传感器和磁力顶杆，台球进入台球滑道内的旋转托，所述颜色识别传感器识别台球的颜色，磁力顶杆将台球从旋转托内顶出，从台球滑道上的下球口落入旋转摆球器；

所述控制装置分别与纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置和台球识别装置进行电连接，控制纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置和台球识别装置的工作状态。

进一步地，所述纵向行进装置的纵向行进车上安装有多个滚轮，纵向行进车在纵向轨道上往复移动，所述纵向电机安装在纵向行进车上远离剪力架的一端，纵向电机通过纵向同步带与纵向行进车连接，纵向电机上方安装有配重块，所述纵向电机为伺服电机或步进电机。

进一步地，所述旋转摆球器底部连接支架，支架顶部安装有支撑板，第一旋转电机安装在支撑板底面，送球轨道通过转轴安装在支撑板顶面，第一旋转电机的输出端穿过支撑板与送球轨道的转轴连接，所述送球轨道整体呈倾斜状态，送球轨道远离第一旋转电机的一端开设有漏球孔。

进一步地，所述收纳摆球装置包括：送球框、二级轨道、球巢、推球框和送球簸箕，所述送球框滑动卡设在二级轨道内，二级轨道上安装有推球电机，所述推球电机推动送球框在二级轨道内移动，所述球巢吊装在送球框内，球巢上开设有多个落球孔。

进一步地，所述送球簸箕与二级轨道固定连接，送球簸箕表面铺设有橡胶垫，在收集台球的状态下，台球落入球巢，送球簸箕对台球进行支撑，推球框对落入球巢的台球进行限位，所述送球簸箕的两侧边安装有限位钩，送球框的后侧通过转轴安装有推球板，送球框将台球推出后，推球板底部被限位钩勾住，推球板倾斜转动，推球板挤压台球，使台球之间紧密贴合，推球板的顶部安装有扭簧，推球完成，扭簧拉动推球板进行复位。

进一步地，所述球巢的四角连接有牵引绳，送球框的两侧边内侧均安装有滑轮，送球框的后侧设置有钩拉件，所述牵引绳绕过滑轮与钩拉件连接，所述二级轨道两侧边设置有限位凸起，送球框在送球滑动过程中，钩拉件被限位凸起阻拦，通过牵引绳将球巢拉起。

进一步地，所述台球识别装置的台球滑道一端设置有旋转托，旋转托内设置台球放置槽，旋转托底部安装有第二旋转电机，旋转托相邻的台球滑道侧壁上开设有两个圆孔，圆孔内安装颜色识别传感器，旋转托的斜下方相邻安装有磁力顶杆，磁力顶杆的一端穿过台球滑道，磁力顶杆弹出与旋转托内的台球接触，推动台球后，磁力顶杆收回，所述台球滑道远离旋转托的一端开设有下球口。

进一步地，所述控制装置包括单片机、物联网服务器和外部控制开关，所述单片机与颜色识别传感器进行串口通信连接，所述单片机与物联网服务器进行串口通信连接，所述物联网服务器通过IO总线与外部控制开关连接，物联网服务器通过WIFI网络与无线路由器连接，无线路由器连接控制终端，物联网服务器通过IO总线连接第一旋转电机驱动器、纵向电机驱动器和高度电机驱动器。

进一步地，所述中式台球自动收纳摆放装置上方设置有台球轨道组件，所述台球轨道组件包括球轨和台球收集槽，所述球轨与中袋、底袋位置的球筒相连，所述台球收集槽上设置有捡球器，台球收集槽的出口与台球识别装置的台球滑道连接，送球框外侧安装有白球专用轨道。

根据本发明实施例的第二方面公开了一种中式台球自动收纳摆放装置的工作方法，所述方法为：

台球落袋通过球轨和台球收集槽进入台球识别装置，所述台球识别装置识别台球的颜色；

单片机根据台球的颜色判断台球应落入球巢的位置，磁力顶杆将台球从旋转托上顶出，使台球从下球口落入旋转摆球器；

单片机控制旋转摆球器的第一旋转电机转动带动送球轨道转动，使送球轨道的漏球孔对准球巢上的指定位置；

台球收集完成后，纵向电机驱动纵向行进车移动至台球桌面外侧，高度电机驱动剪力架上升，使收纳摆球装置位于台球桌面上方；

调整纵向行进车的位置和剪力架的高度，使收纳摆球装置落在台球桌面上的指定摆球位置；

推球电机推动推球框将台球推至台球桌面，高度电机驱动剪力架上升，使台球落在台球桌面上；

单片机控制高度电机和纵向电机复位，完成摆球。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例公开了一种中式台球自动收纳摆放装置及其工作方法，通过台球识别装置内不同位置设置的颜色识别传感器可以自动设别球的颜色，并判断球的编号，旋转摆球装置将送球轨道的漏球孔旋转至球巢指定位置的上方，磁力顶杆伸出，将台球推出至旋转摆球器中，台球从送球轨道的漏球孔落入推球框中某一特定位置的球巢中，完成一个球的自动识别并摆球；进而通过纵向行进装置、高度行进装置、收纳摆球装置对摆好的球进行送球。实现了对球的颜色识别，位置确定并最终实现摆球过程，实现了自动摆球送球，提高了台球游戏的自动化程度，摆球准确快速，使用方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种中式台球自动收纳装置结构图；

图2为本发明实施例提供的图1中Ⅰ部分的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的图1中Ⅱ部分的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的一种台球自动收纳装置与台球轨道组件连接示意图；

图5为本发明实施例提供的收纳摆球装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的台球识别装置俯视图；

图7为本发明实施例提供的图6中台球识别装置俯视图B-B向剖视图；

图8为本发明实施例提供的台球放置槽的剖视图；

图9为本发明实施例提供的一种台球自动收纳装置控制连接示意图。

图中：1纵向行进车、2送球轨道、3第一旋转电机、4支架、5配重块、6纵向轨道、7高度电机、8纵向电机、9磁力顶杆、10第二旋转电机、11台球识别装置、101颜色识别传感器、102下球口、103旋转托、 104台球放置槽、12推球框、13球巢、14送球簸箕、15钩拉件、16限位凸起、17剪力架、18推球电机、19收纳摆球装置、20推球同步带、201捡球器、21纵向同步带、22升降同步带、23球轨、24球筒、25台球收集槽、26白球专用轨道、27二级轨道、28滚轮、29单片机、30物联网服务器、31外部控制开关、32无线路由器、33控制终端、34第一旋转电机驱动器、35纵向电机驱动器、36高度电机驱动器、37送球框、 38牵引绳、39限位钩、40推球板、41支撑板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。

实施例1

本实施例公开了一种中式台球自动收纳摆放装置，包括：纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置19、台球识别装置11 和控制装置；

所述纵向行进装置包括纵向行进车1和纵向轨道6，纵向行进车1设置在纵向轨道6内，在纵向电机8的驱动下，纵向行进车1在纵向轨道6 上移动；

所述旋转摆球器包括第一旋转电机3和送球轨道2，所述旋转摆球器通过支架4固定安装，第一旋转电机3转动送球轨道2，将台球送至指定落球位置；

所述高度行进装置安装在纵向行进车1的一端，高度行进装置包括剪力架17和高度电机7，高度电机7通过驱动升降同步带22带动剪力架 17做升降运动；

所述收纳摆球装置19安装在剪力架17顶部，收纳摆球装置19在旋转摆球器底部接住旋转摆球器漏下的台球，收纳摆球装置19在台球收纳完毕后，在纵向行进车1和高度行进装置的配合下将台球推送至台球桌面上；

所述台球识别装置11通过支撑杆与支架4连接，台球识别装置11 包括台球滑道、颜色识别传感器101和磁力顶杆9，台球进入台球滑道内的旋转托103，旋转托内设置台球放置槽104，所述颜色识别传感器101 识别台球的颜色，磁力顶杆9将台球从旋转托103内顶出，从台球滑道上的下球口102落入旋转摆球器；

所述控制装置分别与纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置19和台球识别装置11进行电连接，控制纵向行进装置、旋转摆球器、高度行进装置、收纳摆球装置19和台球识别装置11的工作状态。

本实施例还包括与中式台球自动收纳摆放装置相配合的台球轨23道组件，所述台球轨23道组件包括球轨23和台球收集槽25，所述球轨23与中袋、底袋位置的球筒24相连，使得台球统一收集到台球收集槽25内；所述台球收集槽25中心位置的前端设有一捡球器201，该捡球器201用于将台球依次送入模块识别台中；所述捡球器201为一对旋转爪，每个所述旋转爪的端部呈与台球相对应的弧形状，使得每个旋转爪每次铲起一个台球送入台球识别装置11，分别进行颜色识别。

台球识别装置11的台球滑道一端设置有旋转托103，所述旋转托103 呈凹槽装，旋转托103底部安装有第二旋转电机10，旋转托103相邻的台球滑道侧壁上开设有两个圆孔，圆孔内安装颜色识别传感器101，旋转托 103的斜下方相邻安装有磁力顶杆9，磁力顶杆9的一端穿过台球滑道，在颜色识别传感器101识别出台球颜色后，磁力顶杆9弹出与旋转托103内的台球接触，推动台球后，使台球滚出旋转托103，磁力顶杆9收回，不影响下一颗台球进入旋转托，所述台球滑道远离旋转托103的一端开设有下球口102。

台球进入旋转托103后，第二旋转电机10带动台球两秒钟旋转一圈，颜色识别传感器101识别台球的颜色，颜色识别传感器101其响应频率为10/S。其工作原理：通过自身LED灯照射物体表面，对反射回来的光进行处理，经电路输出该物体的RGB的数字量信息。台球共有16颗球，一颗白球，一颗黑球，7颗不同颜色的全色球和它颜色相对应的7颗花色球。以1号黄色和9号花色一对球为例：当1号球任意进入台球识别装置11时，旋转托103托举着台球以2秒旋转一周的速度旋转一周，两个颜色识别传感器101就会传出34至40帧RGB的数字量信息。2号全色球至7号全色球进入颜色识别传感器101，两个颜色识别传感器101就会传出34至40帧2号球至7号球对应颜色的RGB的数字量信息。当9号球任意进入台球识别装置 11时，旋转托103球体带动台球以两秒旋转一周的速度进行旋转，两个颜色识别传感器101就会传出12至32帧9号球黄色RGB的数字量信息。10号花色球至15号花色球进入颜色识别传感器101，两个颜色识别传感器101 就会传出12至32帧10号球至15号球对应颜色的RGB的数字量信息。白球进入台球旋转装置时就会传出白球的40帧RGB数字量信息，黑球进入颜色识别传感器101时就会传出黑球34至40帧RGB数字量信息。

颜色识别传感器101为二只，单片机29为328P单片机29，其内部根据两只颜色识别传感器101判断球的颜色代码，再根据设定代码响应坐标生成G代码；物联网服务器30为ESP-32开发板，根据坐标代码G代码控制第一旋转电机驱动器34、纵向电机8驱动器和高度电机7驱动器，驱动器驱动电机实现台球位置精确移动。

根据台球的颜色确定台球的位置后，通过旋转摆球器控制台球的落球点，旋转摆球器底部连接支架4，支架4顶部安装有支撑板41，第一旋转电机3安装在支撑板41底面，送球轨道2通过转轴安装在支撑板41顶面，第一旋转电机3的输出端穿过支撑板41与送球轨道2的转轴连接，所述送球轨道2整体呈倾斜状态，送球轨道2远离第一旋转电机3的一端开设有漏球孔，使漏球孔对准台球将要落入球巢13的位置。

旋转托103的斜下方相邻安装有磁力顶杆9，磁力顶杆9的一端能够穿过台球滑道顶出台球，所述台球滑道远离旋转托103的一端开设有下球口 102，单片机29控制磁力顶杆推动台球，使台球滚动进入旋转摆球器，台球从漏球孔中落下，落入球巢13内的指定球洞，完成单个球的自动识别与摆球。

当颜色识别传感器101识别出白球后，旋转摆球器的第一旋转电机3 转动送球轨道2，使送球轨道2的落球孔对准白球专用轨道26上方，使白球落入白球专用轨道26，方便打球者快速取出白球。

所有台球落入指定的位置后，纵向电机8驱动纵向行进车1移动，纵向行进车1两侧可以设有用于在纵向轨道6上行进的滚轮28。纵向电机8可通过纵向同步带21使得纵向行进车1行进，纵向同步带21可固定不动，纵向电机8安装于纵向行进车1上，纵向电机8转动，纵向同步带21对纵向电机8的反作用力使纵向电机8与纵向行进车1在纵向轨道6行进，纵向电机8 上方安装有配重块5。高度电机7连接有剪力升降架，可通过皮带轮、齿轮等常规方式与动力轴相连，所述剪力升降架是通过两对剪力机构开合来连接带动，完成对收纳摆球装置19的升降。

剪力架17升起收纳摆球装置19，送球簸箕14托举所有台球，收纳摆球装置19在纵向行进车1的驱动下做纵向移动，使收纳摆球装置19位于球桌边缘外，高度电机7驱动剪力架17上升，使收纳摆球装置19升至台球桌上方。纵向电机8和高度电机7再次动作，纵向行进车1做纵向移动返回台球桌台面范围，收纳摆球装置19垂直下降，使收纳摆球装置19与台球桌面相贴合并位于预定摆球位置。

收纳摆球装置19包括：送球框37、二级轨道27、球巢13、推球框12 和送球簸箕14，所述送球框37滑动卡设在二级轨道27内，二级轨道27上安装有推球电机18，所述推球电机18通过推球同步带20推动送球框37在二级轨道27内移动，所述球巢13吊装在送球框37内，球巢13上开设有多个落球孔，所述推球框12设置在球巢13下方，所述送球簸箕14设置在推球框12下方。送球簸箕14与二级轨道27固定连接，送球簸箕14表面铺设有橡胶垫，在收集台球的状态下，台球落入球巢13，送球簸箕14对台球进行支撑，推球框12对落入球巢13的台球进行限位，所述送球簸箕14的两侧边安装有限位钩39，送球框37的后侧通过转轴安装有推球板40，推球电机18转动，驱动推球框12在二级轨道27上纵向移动，送球框37将台球推出。球巢13的四角连接有牵引绳38，送球框37的两侧边内侧均安装有滑轮，送球框37的后侧设置有钩拉件15，所述牵引绳38绕过滑轮与钩拉件15连接，所述二级轨道27两侧边设置有限位凸起16，送球框37在送球滑动过程中，钩拉件15被限位凸起16阻拦，通过牵引绳38将球巢13拉起，球巢13拉起后，台球从球巢13的球洞中露出，推球板顶部的扭簧拉动推球板复位，保持竖直状态。

在球巢被四根牵引绳38从推球框12内拉起至与台球脱离的同时，推球板40底部被限位钩39勾住，推球板40倾斜转动，推球板40挤压台球，使台球之间紧密贴合，推球板的顶部安装有扭簧，扭簧的另一端与推球框的边框连接，为推球时使推球板保持竖直的状态，接推球完成，扭簧通过扭力使推球板自动复位，高度电机7驱动剪力架17上升，纵向电机8 驱动纵向行进车1将收纳摆球装置19收回，进行复位，完成摆球。

本实施例中公开的第一旋转电机3、纵向电机8、高度电机7、第二旋转电机10和推球电机18均为可控转速的电机，实现相对位移的精确控制，采用现有技术中的多种方案，例如均采用步进电机，或者均为伺服电机。

控制装置包括单片机29、物联网服务器30和外部控制开关31，所述单片机29与颜色识别传感器101进行串口通信连接，磁力顶杆与单片机29 连接，所述单片机29与物联网服务器30进行串口通信连接，所述物联网服务器30通过IO总线与外部控制开关31连接，物联网服务器30通过WIFI 网络与无线路由器32连接，物联网服务器30通过IO总线连接第一旋转电机驱动器34、纵向电机驱动器35和高度电机驱动器36，第一旋转电机驱动器34连接第一旋转电机3、纵向电机驱动器35连接纵向电机8、高度电机驱动器36连接高度电机7。无线路由器32与控制终端33连接，控制终端 33为手机端或PC端，实现在线控制自动收纳摆放装置。

实施例2

本实施例公开了一种中式台球自动收纳摆放装置的工作方法，所述方法为：

台球落袋通过球轨23和台球收集槽25进入台球识别装置11，所述台球识别装置11识别台球的颜色；

单片机29根据台球的颜色判断台球应落入球巢13的位置，磁力顶杆9将台球从旋转托103上顶出，使台球从下球口落入旋转摆球器；

单片机29控制旋转摆球器的第一旋转电机3转动带动送球轨道2转动，使送球轨道2的漏球孔对准球巢13上的指定位置；

台球收集完成后，纵向电机8驱动纵向行进车1移动至台球桌面外侧，高度电机7驱动剪力架17上升，使收纳摆球装置19位于台球桌面上方；

调整纵向行进车1的位置和剪力架17的高度，使收纳摆球装置19 落在台球桌面上的指定摆球位置；

推球电机18推动推球框12将台球推至台球桌面，高度电机7驱动剪力架17上升，使台球落在台球桌面上；

单片机29控制高度电机7和纵向电机8复位，完成摆球。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。