CN104260098A - 一种投球对战机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种投球对战机器人，包括：信息采集模块，所述信息采集模块与控制模块电连接，对目标物或障碍物进行识别、定位；捕获模块，所述捕获模块与控制模块电连接，用于将目标物拾取；弹射模块，所述弹射模块与控制模块电连接，用于将目标物发射。本发明提供的投球对战机器人不需要精确位置即可捕获目标，使用超声波测距模块对地面目标位置进行识别，并且还能识别出墙体障碍物，集拾取弹射一体化，功能更加完善，使得本发明机器人使用范围更广。

Description

一种投球对战机器人

技术领域

本发明涉及一种投球对战机器人。

背景技术

现有技术中提供了一种通过CMOS图像传感器对地面上的目标进行识别以及通过风扇抽风来捕获乒乓球并配以红外避障的机器人，如图1所示，该机器人使用了CMOS图像传感器对地面的目标进行识别，锁定目标方向后前进，机器人接近目标后，风扇电动机启动，通过抽风产生吸力吸取地面上的目标乒乓球，机器人行进过程中，通过红外避障模块来避免撞到障碍物。上述机器人通过CMOS传感器获取图像信息，处理后可以获得地面上目标的位置，但是价格较高，且对软件算法要求较高，需要针对不同的拾取物体以及场地环境对识别程序进行修改。此外该技术通过风扇转动产生吸力以拾取地面上的目标球体，该方法的缺点是风扇电机转动产生噪声，并且电机保持高速转动消耗较多的电能。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种通过模糊识别即可拾取地面随机摆放的球体，并达到目标识别与避障一体化，又具有弹射功能的投球对战机器人，本发明的具体方案如下：

一种投球对战机器人，包括：

信息采集模块，所述信息采集模块与控制模块电连接，对目标物或障碍物进行识别、定位；

捕获模块，所述捕获模块与控制模块电连接，用于将目标物拾取；

弹射模块，所述弹射模块与控制模块电连接，用于将目标物发射。

优选的，所述信息采集模块包括高度不同的两个超声波传感器，用于返回前方不同高度的距离值，从而对目标物或障碍物进行识别、定位。

优选的，所述捕获模块包括运动小车以及设于所述运动小车上用于铲起目标物的球铲，所述球铲上方设有与控制模块电连接用于拨动目标物的扇叶，所述球铲上方还设有用于防止被拾取的目标物掉落的挡板。

优选的，所述运动小车包括直流电机，控制模块通过电机驱动器与所述直流电机电连接，所述直流电机还设有测速编码器，所述测速编码器与控制模块电连接。

优选的，所述捕获模块还包括用于检测目标物落入球铲的红外对管，所述红外对管与控制模块电连接。

优选的，所述弹射模块包括连接的弹射筒及弹射器，所述弹射筒通过抬升舵机控制仰角，所述抬升舵机与控制模块电连接。

优选的，所述控制模块为Arduino Mega2560。

本发明提供的投球对战机器人具有以下优点：对目标物体的识别仅需要知道其大概位置即可，不需要精确位置即可捕获目标，一来节省了精确识别目标位置的时间，二来简单的距离判断相比图像识别处理系统准确性更高；

使用超声波测距模块对地面目标位置进行识别，并且还能识别出墙体障碍物，能拾取地面球体目标物的同时，防止机器人撞到围墙；

集拾取弹射一体化，功能更加完善，本发明可用于制作投球对战机器人娱乐产品，使得本发明机器人使用范围更广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为现有技术系统结构示意图；

图2为本发明实施例系统结构示意图；

图3～图5分别为本发明实施例机器人识别、拾取、弹射状态示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例

如图2所示，一种投球对战机器人，包括：

信息采集模块，所述信息采集模块与控制模块电连接，对目标物或障碍物进行识别、定位；

捕获模块，所述捕获模块与控制模块电连接，用于将目标物拾取；

弹射模块，所述弹射模块与控制模块电连接，用于将目标物发射。

作为上述实施例方案的优选方案，所述信息采集模块包括高度不同的两个超声波传感器，用于返回前方不同高度的距离值，从而对目标物或障碍物进行识别、定位，本功能使用了两个HC-SR04超声波传传感器，通过超声波传感器返回前方不同高度的距离值来判断前方是否有球。一个超声波测距模块在上方，几乎平行于地面，另一个超声波测距模块在中部。当前方为墙壁时，两个测距模块的差值固定，当前方地面有目标球体时，距离差值大于固定值，信息采集模块还包括用于检测场地边界的红外接近开关。

作为上述实施例方案的优选方案，所述捕获模块包括运动小车1以及设于所述运动小车1上用于铲起目标物的球铲2，所述球铲2上方设有与控制模块电连接用于拨动目标物的扇叶3，所述球铲2上方还设有用于防止被拾取的球在滚动过程中掉落的挡板4，判断为墙壁障碍时，机器人旋转一定角度，对的别的方向进行识别；判断为目标物体时，扇叶3张开，机器人前行，球铲2将球形的目标物体铲起，扇叶3落下并向内扫起，将目标拾取，过程如图3、4所示。本功能使用了舵机控制扇叶3转动，配合底部的球铲2以及前方的红外对管，捕获地面上的目标球体，使用了13KG舵机，在6V电压无负载情况下达到了0.13秒/60度的响应速度，能够轻易抬起如乒乓球的目标物体，球铲2上方还有两片挡板4，防止球在滚动进入弹射筒的过程中掉出机器人外。

作为上述实施例方案的优选方案，所述运动小车包括直流电机，控制模块通过电机驱动器与所述直流电机电连接，所述直流电机还设有测速编码器，所述测速编码器与控制模块电连接，通过测速编码器获得运动小车的速度，进而实现精确控制。

作为上述实施例方案的改进，所述捕获模块还包括用于检测目标物落入球铲的红外对管，所述红外对管与控制模块电连接，红外对管检测到目标物体进入了球铲后，扇叶落下并向内扫起，将目标拾取。

作为上述实施例方案的优选方案，所述弹射模块包括连接的弹射筒5及弹射器6，弹射器6包括继电器、电磁铁以及撞针，所述弹射筒5通过抬升舵机控制仰角，所述抬升舵机与控制模块电连接，弹射时，与弹射器6连接的弹射筒5抬起一定的角度，用于控制弹射距离，然后贯通式继电器短暂通电后断电，电磁铁激发撞针将弹射筒5内的球体弹出，如图5所示，至此，整个识别、拾取、弹射的过程完成。本功能使用了50厘米贯通式电磁铁，通电时，电磁铁工作，吸引撞针，撞击弹射筒5中的目标球体，将其射出，配合弹射筒5不同的抬升角度，可以做到控制弹射距离，本模块中，弹射筒5的抬升同样适用了舵机进行控制。

作为上述实施例方案的优选方案，所述控制模块为Arduino Mega2560，Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板，它最大的特点就是具有多达54路数字输入输出，特别适合需要大量IO接口的设计。Mega2560的处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口(其中16路可作为PWM输出)，16路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种投球对战机器人，其特征在于包括：

信息采集模块，所述信息采集模块与控制模块电连接，对目标物或障碍物进行识别、定位；

捕获模块，所述捕获模块与控制模块电连接，用于将目标物拾取；

弹射模块，所述弹射模块与控制模块电连接，用于将目标物发射。

2.如权利要求1所述的一种投球对战机器人，其特征在于：

所述信息采集模块包括高度不同的两个超声波传感器，用于返回前方不同高度的距离值，从而对目标物或障碍物进行识别、定位。

3.如权利要求1所述的一种投球对战机器人，其特征在于：

所述捕获模块包括运动小车以及设于所述运动小车上用于铲起目标物的球铲，所述球铲上方设有与控制模块电连接用于拨动目标物的扇叶，所述球铲上方还设有用于防止被拾取的目标物掉落的挡板。

4.如权利要求3所述的一种投球对战机器人，其特征在于：

所述运动小车包括直流电机，控制模块通过电机驱动器与所述直流电机电连接，所述直流电机还设有测速编码器，所述测速编码器与控制模块电连接。

5.如权利要求3所述的一种投球对战机器人，其特征在于：

所述捕获模块还包括用于检测目标物落入球铲的红外对管，所述红外对管与控制模块电连接。

6.如权利要求1所述的一种投球对战机器人，其特征在于：

所述弹射模块包括连接的弹射筒及弹射器，所述弹射筒通过抬升舵机控制仰角，所述抬升舵机与控制模块电连接。

7.如权利要求1所述的一种投球对战机器人，其特征在于：

所述控制模块为Arduino Mega2560。