一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置

摘要

本发明公开了一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置，包括羽毛球飞行图像采集装置、羽毛球收集装置和底部的羽毛球分拣装置，处理器；羽毛球飞行图像采集装置用于记录羽毛球飞行的轨迹与姿态，处理器将羽毛球进行分类，控制羽毛球分拣装置的工作；羽毛球收集装置用于收集飞行过来的羽毛球；羽毛球分拣装置包括羽毛球分拣阀门分拣管转动装置、多个羽毛球收集箱；羽毛球分拣阀门固定在羽毛球收集装置底部，分拣管转动装置设置在羽毛球分拣阀门下端，且与羽毛球收集装置固定，用于出料口落下的羽毛球，转动至对应的羽毛球收集箱；所羽毛球收集箱位于分拣管转动装置底部，用于承接分拣后的羽毛球。本发明可实现不同等级羽毛球的分拣工作。

权利要求

1.一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置，其特征在于，包括顶部的羽毛球飞行图像采集装置、中间的羽毛球收集装置和底部的羽毛球分拣装置，处理器；所述羽毛球飞行图像采集装置用于记录羽毛球飞行的轨迹与姿态，所述处理器根据轨迹姿态将羽毛球进行分类，根据分类结果控制羽毛球分拣装置的工作，进行分类收集；所述羽毛球收集装置用于收集飞行过来的羽毛球；所述羽毛球分拣装置包括羽毛球分拣阀门(4)、分拣管转动装置(5)、多个羽毛球收集箱(10)；所述羽毛球分拣阀门(4)固定在羽毛球收集装置底部，用于打开和关闭羽毛球收集装置底部出料口；所述分拣管转动装置(5)设置在羽毛球分拣阀门(4)下端，且与羽毛球收集装置固定，用于承接羽毛球收集装置出料口落下的羽毛球，并分拣转动至对应的羽毛球收集箱(10)；所述羽毛球收集箱(10)位于分拣管转动装置底部，用于承接分拣后的羽毛球。

2.根据权利要求1所述的分拣收集装置，其特征在于，所述羽毛球收集装置包括收集漏斗(1)、水平支撑桁架(2)和竖直支撑桁架(3)；所述收集漏斗(1)固定在水平支撑桁架(2)上；所述水平支撑桁架(2)固定在四个竖直支撑桁架(3)上；所述竖直支撑桁架(3)中间固定有分拣装置支撑桁架(8)，用于固定羽毛球分拣阀门(4)和分拣管转动装置(5)。

3.根据权利要求1所述的分拣收集装置，其特征在于，所述羽毛球分拣阀门(4)包括滚珠丝杠电机(401)、丝杠导轨底座(402)、丝杠电机支撑座(403)、滚珠丝杠联轴器(405)、滚珠丝杠螺母(409)、漏斗挡板(410)、丝杠螺母座(411)、丝杠(412)、轴承支撑座(413)；

所述滚珠丝杠电机(401)固定在丝杠电机支撑座(403)上，所述丝杠电机支撑座(403)和轴承支撑座(413)固定在丝杠导轨底座(402)上，所述丝杠导轨底座(402)固定在分拣装置支撑桁架(8)上；所述滚珠丝杠电机(401)的输出轴通过滚珠丝杠联轴器(405)与丝杠(412)连接；所述丝杠电机支撑座(403)和轴承支撑座(413)上均设有轴承(407)，用于支撑丝杠(412)的两端；所述滚珠丝杠螺母(409)与丝杠(412)配合；所述丝杠螺母座(411)与滚珠丝杠螺母(409)固定；所述漏斗挡板(410)与两组丝杠螺母座(411)固连。

4.根据权利要求1所述的分拣收集装置，其特征在于，所述分拣管转动装置(5)包括羽毛球分拣管(501)、上端盖(502)、深沟球轴承(503)、大带轮(504)、第一推力球轴承(505)、第一轴承底座(506)、驱动装置(9)；

所述羽毛球分拣管(501)与大带轮(504)固连；所述上端盖(502)与分拣装置支撑桁架(8)上端面固连；所述上端盖(502)下接深沟球轴承(503)，所述深沟球轴承(503)下接大带轮(504)，大带轮(504)下端设有推力球轴承(505)，深沟球轴承(503)推力球轴承(505)实现对大带轮(504)的轴向限位；推力球轴承(505)放置在轴承底座(506)内，轴承底座(506)与分拣装置支撑桁架(8)下端面固连；所述驱动装置(9)用于驱动大带轮(504)转动。

5.根据权利要求4所述的分拣收集装置，其特征在于，所述驱动装置(9)包括小带轮电机(901)、第二推力球轴承(902)、小带轮(903)、支撑底座(904)；

所述小带轮电机(901)与小带轮(903)固连；所述小带轮(903)、第二推力球轴承(902)、支撑底座(904)沿小带轮电机(901)输出轴从上到下依次布置；小带轮电机(901)与支撑底座(904)固连，支撑底座(904)与分拣装置支撑桁架(8)固连。

6.根据权利要求1所述的分拣收集装置，其特征在于，所述羽毛球收集箱(9)底部还设有直线滑轨副。

7.根据权利要求1所述的分拣收集装置，其特征在于，所述羽毛球飞行图像采集装置包括摄像头(6)和摄像头支撑架(7)，摄像头(6)固定在摄像头支撑架(7)上。

说明书

一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置

技术领域

[0001] 本发明属于体育用品自动化生产领域，特别是一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置。

背景技术

[0002] 现有的羽毛球收集装置大多是在收集羽毛球球场散落的羽毛球，对于羽毛球生产中飞行稳定性检测的分拣收集装置研究较少，目前在羽毛球生产行业中主要是通过人工方
式进行羽毛球的分拣工作。随着羽毛球自动化生产水平的提高，不同类型的羽毛球发球机
不断被研制，针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置的需求也不断增长。

[0003] 传统羽毛球收集装置主要是应用于羽毛球场地散落羽毛球的收集，能够通过机器视觉等技术在羽毛球球场中识别羽毛球所在位置，收集散落的羽毛球。具有较强的机动性，
但在羽毛球生产检测过程中：羽毛球落点区域较为集中，传统羽毛球收集装置较为复杂，反
应速度较慢难以适应羽毛球生产检测出厂工序的要求，并且难以实现不同等级羽毛球的分
拣工作。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置，以实现不同等级羽毛球的分拣工作。

[0005] 实现本发明目的的技术解决方案为：

[0006] 一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置，包括顶部的羽毛球飞行图像采集装置、中间的羽毛球收集装置和底部的羽毛球分拣装置，处理器；所述羽毛球飞行图像采
集装置用于记录羽毛球飞行的轨迹与姿态，所述处理器根据轨迹姿态将羽毛球进行分类，
根据分类结果控制羽毛球分拣装置的工作，进行分类收集；所述羽毛球收集装置用于收集
飞行过来的羽毛球；所述羽毛球分拣装置包括羽毛球分拣阀门分拣管转动装置、多个羽毛
球收集箱；所述羽毛球分拣阀门固定在羽毛球收集装置底部，用于打开和关闭羽毛球收集
装置底部出料口；所述分拣管转动装置设置在羽毛球分拣阀门下端，且与羽毛球收集装置
固定，用于承接羽毛球收集装置出料口落下的羽毛球，并分拣转动至对应的羽毛球收集箱；
所述羽毛球收集箱位于分拣管转动装置底部，用于承接分拣后的羽毛球。

[0007] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：

[0008] (1)本发明通过将机器视觉技术应用于羽毛球飞行稳定性的质量检测中，解决了传统人眼检测中存在效率低，误差大等问题，能够实现羽毛球飞行稳定性检测收集的自动
化和标准化。

[0009] (2)本发明通过摄像头采集羽毛球飞行图像，并采用自适应阈值等算法对采集图像进行预处理，能够过滤所采集羽毛球飞行图像的噪音和毛刺，增强羽毛球特征点的辨识
度，能够有效提高后续羽毛球飞行特征提取的速度和图像检测的效率。

[0010] (3)本发明将工控机识别检测羽毛球等级用CAN通信技术发送给电机驱动器，并能够驱动电机实现对应分拣、收集动作，最终实现羽毛球飞行稳定性检测的分拣工作。

附图说明

[0011] 图1是本发明一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置结构图。

[0012] 图2是本发明分拣收集装置工作流程图

[0013] 图3是本发明分拣阀门分解图。

[0014] 图4是本发明羽毛球分拣装置结构图。

[0015] 图5是本发明大带轮转动装置分解图。

[0016] 图6是本发明小带轮转动装置分解图。

[0017] 图7是本发明羽毛球收集箱分解图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

[0019] 结合图1，本发明的一种针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置，包括顶部的羽毛球飞行图像采集装置、中间的羽毛球收集装置和底部的羽毛球分拣装置，处理器。所述
羽毛球飞行图像采集装置用于记录羽毛球飞行的轨迹与姿态，所述处理器根据轨迹姿态将
羽毛球进行分类，根据分类结果控制羽毛球分拣装置的工作，进行分类收集；所述羽毛球收
集装置用于收集飞行过来的羽毛球；所述羽毛球分拣装置包括羽毛球分拣阀门4、分拣管转
动装置5、四个羽毛球收集箱10；所述羽毛球分拣阀门4固定在羽毛球收集装置底部，用于打
开和关闭羽毛球收集装置底部出料口；所述分拣管转动装置5设置在羽毛球分拣阀门4下
端，且与羽毛球收集装置固定，用于承接羽毛球收集装置出料口落下的羽毛球，并分拣转动
至对应的羽毛球收集箱10；所述羽毛球收集箱10位于分拣管转动装置底部，用于承接分拣
后的羽毛球。

[0020] 进一步的，所述羽毛球飞行图像采集装置包括摄像头6和摄像头支撑架7，摄像头6通过螺钉固定在摄像头支撑架7上，用于采集羽毛球飞行轨迹和姿态等图像信息，摄像头支
撑架7另一端与水平支撑桁架2固连。

[0021] 进一步的，所述羽毛球收集装置包括收集漏斗1、水平支撑桁架2和竖直支撑桁架3；所述收集漏斗1固定在水平支撑桁架2上，底部出料口略大于羽毛球的最大尺寸，保证羽
毛球可以从收集漏斗1底部出料口下落。所述水平支撑桁架2固定在四个竖直支撑桁架3上。
所述竖直支撑桁架3中间固定有分拣装置支撑桁架8，用于固定羽毛球分拣阀门4和分拣管
转动装置5。

[0022] 进一步的，所述羽毛球分拣阀门4包括滚珠丝杠电机401、丝杠导轨底座402、丝杠电机支撑座403、滚珠丝杠联轴器垫圈404、滚珠丝杠联轴器405、丝杠轴环406、轴承407、轴
承挡盖408、滚珠丝杠螺母409、漏斗挡板410、丝杠螺母座411、丝杠412、轴承支撑座413；

[0023] 所述滚珠丝杠电机401、丝杠412均为两套；所述滚珠丝杠电机401固定在丝杠电机支撑座403上，所述丝杠电机支撑座403和轴承支撑座413固定在丝杠导轨底座402上，所述
丝杠导轨底座402固定在分拣装置支撑桁架8上；所述滚珠丝杠电机401的输出轴通过滚珠
丝杠联轴器405与丝杠412连接，丝杠联轴器405中间放置联轴器垫圈404保证丝杠412的平
稳转动；所述轴环406两侧分别接联轴器405与丝杠电机支撑座403，用于限制联轴器的轴向
位置；所述丝杠轴承挡盖408与丝杠电机支撑座403固连，限制丝杠轴承407的轴向位置；所
述丝杠电机支撑座403和轴承支撑座413上均设有轴承407，用于支撑丝杠412的两端；所述
滚珠丝杠螺母409与丝杠412配合；所述丝杠螺母座411与珠丝杠螺母409固定；所述漏斗挡
板410通过螺钉与两组丝杠螺母座411固连。通过两个滚珠丝杠电机401同步驱动两个丝杠
412转动，带动漏斗挡板410往复运动，用于打开和关闭羽毛球收集装置的收集漏斗1底部出
料口。

[0024] 进一步的，所述分拣管转动装置5包括羽毛球分拣管501、上端盖502、深沟球轴承503、大带轮504、第一推力球轴承505、第一轴承底座506、法兰面螺栓507、滑块螺母508、驱
动装置9；

[0025] 所述羽毛球分拣管501与大带轮504固连；所述上端盖502通过法兰面螺栓507、滑块螺母508与分拣装置支撑桁架8上端面固连；所述上端盖502下接深沟球轴承503，以便保
持羽毛球分拣管501转动的稳定性。所述深沟球轴承503下接大带轮504，大带轮504下端设
有推力球轴承505，深沟球轴承503推力球轴承505实现对大带轮504的轴向限位；推力球轴
承505放置在轴承底座506内，轴承底座506限定推力球轴承505的位置，并消除大带轮504转
动时与大带轮轴承底座506摩擦影响，轴承底座506通过法兰面螺栓507、滑块螺母508与分
拣装置支撑桁架8下端面固连。所述驱动装置9用于驱动大带轮504转动。

[0026] 进一步的，所述驱动装置9包括小带轮电机901、第二推力球轴承902、小带轮903、支撑底座904、法兰面螺栓905和滑块螺母906；所述小带轮电机901与小带轮903用轴键和螺
钉固连；所述小带轮903、第二推力球轴902、支撑底座904沿小带轮电机901输出轴从上到下
依次布置；所述第二推力球轴承902能消除小带轮903转动时由于小带轮903和支撑底座904
之间的摩擦影响，支撑底座904对小带轮转动装置6整体结构提供支撑，并实现对第二推力
球轴承902的限位，小带轮电机901通过螺钉与支撑底座904固连，支撑底座904通过法兰面
螺栓905和滑块螺母906与分拣装置支撑桁架8固连。

[0027] 进一步的，所述羽毛球收集箱10底部还设有直线滑轨副；所述羽毛球收集箱10底部连接有滑块1003，所述滑块1003与导轨1002配合，导轨1002通过地脚螺栓固定与地面固
定，当羽毛球收集箱10存满后可以通过收集箱导轨1003，对分拣后羽毛球进行转移和存储。

[0028] 本发明的针对羽毛球飞行稳定性检测的分拣收集装置工作时，首先由羽毛球图像采集装置6捕捉羽毛球的飞行轨迹与姿态等信息，在本发明分拣算法中选取羽毛球飞行到
最高点前后各十帧的图像，通过自适应阈值等算法对羽毛球飞行图像进行预处理，并提取
羽毛球飞行轮廓最左侧边缘点和顶部边缘点坐标信息；根据羽毛球边缘点的坐标信息可以
得到羽毛球的飞行轨迹和边缘点波动情况，根据羽毛球飞行轨迹对羽毛球飞行稳定性的初
步筛选，即羽毛球飞行轨迹出现明显的S形变化的为D类球(可设定阈值，大于设定阈值的判
定为D类)；对其余羽毛球根据羽毛球边缘点抖动情况从小到大依次分为A、B、C三类(对前后
二十组羽毛球边缘点进行拟合，并求得其方差，即对应羽毛球边缘点的抖动大小变化情况：
方差s<0.8为A类球，方差s>1.2为C类球，方差s在0.8‑1.2之间为B类球)。工控机(处理器)将
分拣结果通过CAN通信发送至电机驱动器，羽毛球分拣管5转向对应等级羽毛球收集箱10，
然后羽毛球分拣阀门4移动，羽毛球从羽毛球收集漏斗1底部出料口落入羽毛球分拣管5最
终到达羽毛球收集箱10，完成羽毛球飞行稳定性检测的自动分拣收集。