CN108043006A - 一种基于人工智能的乒乓球发球机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的乒乓球发球机，本发明包括若干压力传感器、成像装置、控制系统和发球装置，所述的压力传感器均布置在乒乓球台的台面上，所述的成像装置设置在乒乓球两侧，所述的所有压力传感器、成像装置和发球装置均与控制系统连接，还包括自动捡球机。本发明乒乓球台的台面上的压力传感器可以检测乒乓球的打击球面的力度，乒乓球台两侧的成像装置能够追踪乒乓球的运动轨迹，根据这些参数来对运动员进行综合的评价和指导训练，所述的自动捡球机能够在捡球区域内自动进行捡球，在发球装置的储球筒内的乒乓球剩余量不足时或者自动捡球机内的储球仓内的数量达到设定值时，自动捡球机就会将储球仓内的乒乓球转移到储球筒中。

Description

一种基于人工智能的乒乓球发球机

技术领域

本发明涉及一种基于人工智能的乒乓球发球机。

背景技术

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

而在体育行业中，如何利用人工智能进行体育训练成为人们考虑和研究的方向，而在乒乓球训练中，影响接球的要素主要为球的发球方向、球速和球的转动，而运动员在训练过程中主要针对单一影响因素和组合影响因素下的运动员的肌肉应激反应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于人工智能的乒乓球发球机。

为了解决上述问题，本发明包括若干压力传感器、成像装置、控制系统和发球装置，所述的压力传感器均布置在乒乓球台的台面上，所述的成像装置设置在乒乓球两侧，所述的所有压力传感器、成像装置和发球装置均与控制系统连接，还包括自动捡球机，所述的自动捡球机通过无线与控制系统连接，所述的发球装置的中部设置有储球筒，当自动捡球机内的乒乓球量达到设定量时或储球筒内的乒乓球小于设定量时，自动捡球机将球转运到发球装置的储球筒内。

为了便于设置自动捡球机，本发明所述的自动捡球机包括无线连接装置、识别传感器、控制元件和捡球装置，所述的捡球装置包括壳体、设置在壳体内的储球仓、设置在壳体下侧的捡球筒和连接在捡球筒与储球仓之间的输送装置，壳体的底端设置有滚轮和驱动滚轮转动的第一驱动装置，所述的捡球筒与壳体转动连接，所述的捡球筒包括两个圆形的侧板和连接在两个侧板之间的连杆，所述的两个侧板的边缘之间设置有若干弹性连接绳，所述的弹性连接绳沿侧板的周向方向均匀布置，相邻弹性连接绳之间的间隙小于乒乓球的直径，所述的连杆上固定设置有螺旋板，所述的连杆与侧板转动连接，且连杆连接有驱动连杆转动的第二驱动装置，侧板连接有驱动侧板转动的第三驱动装置，所述的靠近输送装置的侧板上间隔设置有容纳乒乓球穿过的空隙；所述的输送装置包括U型的输送腔和设置在输送腔内的输送链，所述的输送链上间隔设置有输送板，所述的输送板与输送腔的横截面相匹配，所述的输送腔靠近侧板的一侧设置有进球口，当侧板在转动的过程中，所述的空隙存在正对输送腔的进球口的状态，U型的输送腔的上侧设置有链轮和驱动链轮转动的第四驱动机构，所述的输送链连接在链轮上，输送腔的上部设置有输出口，U型的输送腔的上部通过输出口与储球仓连通，所述的储球仓上还设置有转移装置，所述的转移装置包括设置在储球仓底端的转移口和转移通道，所述的转移通道为中间低两侧高的弧形板，所述的弧形板与储球仓的外表面相匹配，所述的弧形板的一端铰接在转移口的下部，储球仓的上部设置有绕线轮和驱动绕线轮转动的第五驱动机构，所述的绕线轮上设置有绕线，绕线的另一端连接在弧形板的另一端。

为了便于乒乓球在到达输出口时，从输出口滚落到储球仓中，本发明所述的输送板处于倾斜状态，输送板靠近输出口的一端低于输送板远离输出口的一端。

为了便于识别乒乓球，本发明所述的自动捡球机的识别传感器为红外扫描传感器，所述的自动捡球机的外侧上设置有碰撞传感器。

为了便于输送板在输送腔内移动，本发明所述的输送板包括上下两块夹板和位于两块夹板之间的环形橡胶垫，所述的环形橡胶垫固定在两块夹板之间，所述的两块夹板的直径小于输送腔的内腔直径，所述的环形橡胶垫的直径大于输送腔的内腔直径2-3mm。

为了便于监控储球筒内的乒乓球的数量，本发明所述的储球筒的下部设置有光感传感器，所述的光感传感器包括发射器和接收器，所述的发射器和接收器设置在储球筒的内侧壁上，且发射器与接收器位置相对。

为了便于监控储球仓内的乒乓球的数量，本发明所述的储球仓的上部设置有光杆传感器，所述的光感传感器包括发射器和接收器，所述的发射器和接收器设置在储球仓的内侧壁上，且发射器与接收器位置相对。

本发明的有益效果是：本发明可以在控制系统内设置不同训练模式来强化运动员各个技能的训练，乒乓球台的台面上的压力传感器可以检测乒乓球的打击球面的力度，乒乓球台两侧的成像装置能够追踪乒乓球的运动轨迹，根据这些参数来对运动员进行综合的评价和指导训练，所述的自动捡球机能够在捡球区域内自动进行捡球，在发球装置的储球筒内的乒乓球剩余量不足时或者自动捡球机内的储球仓内的数量达到设定值时，自动捡球机就会将储球仓内的乒乓球转移到储球筒中。

附图说明

图1为本发明的结构示意图（未包含自动捡球机）；

图2为自动捡球机的结构示意图；

图3为侧板的结构示意图；

图4为螺旋板的结构示意图；

图5为输送装置的侧视示意图；

图6为输送装置的剖视示意图；

图7为本发明的侧视示意图；

图8为转移装置的弧形板展开的状态示意图。

其中： 1、乒乓球台，2、成像装置，3、发球装置，4、储球筒，5、自动捡球机，501、滚轮，502、侧板，503、弹性连接绳，504、螺旋板，505、进球口，506、输出口，507、输送腔，508、输送链，509、输送板，510、链轮，511、储球仓，512、绕线轮，513、转移通道。

具体实施方式

如图1所示，本实施例所述的基于人工智能的乒乓球发球机，包括若干压力传感器、控制系统、发球装置3、成像装置2和自动捡球机5，所述的压力传感器均布置在乒乓球台1的台面上，所述的成像装置设置在乒乓球台1两侧，所述的所有压力传感器、成像装置2、发球装置3和自动捡球机5均与控制系统连接，所述的发球装置3的中部设置有储球筒4，当自动捡球机5中的乒乓球达到设定量或储球筒中小于设定量时，自动捡球机5将球转运到发球装置3的储球筒4内。所述的储球筒4的下部设置有光感传感器，所述的光感传感器包括发射器和接收器，所述的发射器和接收器设置在储球筒4的内侧壁上，且发射器与接收器位置相对，当储球筒4内的乒乓球量高于设置光感传感器的水平位置时，接收器不能接受发射器的光信号，当储球筒4内的乒乓球量低于设置光感传感器的水平位置时，接受器能够接收到发射器的信号，代表储球筒4中的乒乓球数量到了设定量。自动捡球机5内设置有储球仓511，所述的储球仓511的上部设置有光感传感器，所述的光感传感器包括发射器和接收器，所述的发射器和接收器设置在储球仓511的内侧壁上，且发射器与接收器位置相对，当储球仓511内的乒乓球量低于设置光感传感器的水平位置时，接收器能接受到发射器的光信号，当储球仓511内的乒乓球量高于设置光感传感器的水平位置时，接受器不能接收到发射器的信号，代表储球仓511中的乒乓球数量到了设定量

如图2所示，本实施例所述的自动捡球机5包括无线连接装置、识别传感器、控制元件和捡球装置，所述的自动捡球机5的识别传感器为红外扫描传感器，所述的自动捡球机5的外侧上设置有碰撞传感器，所述的捡球装置包括壳体、设置在壳体内的储球仓511、设置在壳体下侧的捡球筒和连接在捡球筒与储球仓511之间的输送装置，壳体的下端设置有滚轮501，所述的捡球筒与壳体转动连接，所述的捡球筒包括两个圆形的侧板502和连接在两个侧板502之间的连杆，所述的两个侧板502的边缘之间连接有若干弹性连接绳503，所述的弹性连接绳503沿侧板的周向方向均匀布置，所述的相邻之间的弹性连接绳503之间的间隙小于乒乓球的直径，所述的连杆与侧板转动连接，且所述的连杆连接有第一驱动装置，所述的侧板502连接第二驱动装置，如图4所示，所述的连杆上固定设置有螺旋板，如图3所示，所述的靠近输送装置的侧板502上间隔设置有容纳乒乓球穿过的空隙，所述的输送装置包括U型的输送腔507和设置在输送腔507内的输送链508，所述的输送链508上间隔设置有输送板509，所述的输送板509与输送腔507的横截面相匹配，所述的输送腔507的靠近侧板502的一侧设置有进球口505，当侧板502在转动的过程中，所述的侧板502的空隙存在正对输送腔的进球口505的状态，U型的输送腔507的上侧设置有链轮510和驱动链轮510转动的第三驱动机构，所述的输送链508连接在链轮510上，输送腔507的上部设置有输出口506，U型的输送腔507的上部通过输出口506与储球仓511连通，所述的储球仓511上还设置有转移装置，所述的转移装置包括设置在储球仓511底端的转移口和转移通道513，所述的转移通道513为中间低两侧高的弧形板，所述的弧形板与储球仓的外表面相匹配，所述的弧形板的一端铰接在转移口的下部，所述的储球仓511的上部设置有绕线轮512和驱动绕线轮512转动的第四驱动机构，所述的绕线轮512上设置有绕线，所述的绕线的另一端连接在弧形板的另一端。

本实施例所述的输送板包括上下两块夹板和位于两块夹板之间的环形橡胶垫，所述的环形橡胶垫固定在两块夹板之间，所述的两块夹板的直径小于输送腔的内腔直径，所述的环形橡胶垫的直径大于输送腔的内腔直径2-3mm。

工作原理：可以在控制系统内设置不同训练模式来强化运动员各个技能的训练，乒乓球台的台面上的压力传感器可以检测乒乓球的打击球面的力度，乒乓球台两侧的成像装置能够追踪乒乓球的运动轨迹，根据这些参数来对运动员进行综合的评价和指导训练。

自动捡球机捡球区域内活动，当捡拾乒乓球时，自动捡球机向靠近乒乓球的方向移动，捡球筒为逆时针转动，当碰到乒乓球时，捡球筒会推动乒乓球向靠近壳体的方向移动，随着捡球筒的转动的过程中，乒乓球撑开弹性连接绳503被压住到捡球筒内，捡球筒内转动螺旋板504推动乒乓球沿螺旋板504的长度方向向靠近输送装置的方向移动，随后通过进球口505进入输送腔507中，输送腔507内的输送链508循环转动，输送板509推动乒乓球向上移动，达到输出口506时，乒乓球由于滚动掉落在储球仓511内。而储球仓511的下部设置有转移口，在自动捡球机在捡拾乒乓球的过程中，转移通道513是贴在储球仓511的外壁上，当需要将储球仓511内的乒乓球转移到发球装置3的储球筒4中时，通过绕线下放移动通道513，乒乓球经转移口流出通过转移通道513滚动到发球装置3的储球筒4中。

Claims (7)

1.一种基于人工智能的乒乓球发球机，包括若干压力传感器、成像装置、控制系统和发球装置，所述的压力传感器均布置在乒乓球台的台面上，所述的成像装置设置在乒乓球两侧，所述的所有压力传感器、成像装置和发球装置均与控制系统连接，其特征在于：还包括自动捡球机，所述的自动捡球机通过无线与控制系统连接，所述的发球装置的中部设置有储球筒，当自动捡球机内的乒乓球量达到设定量时或储球筒内的乒乓球小于设定量时，自动捡球机将球转运到发球装置的储球筒内。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的乒乓球发球机，其特征在于：所述的自动捡球机包括无线连接装置、识别传感器、控制元件和捡球装置，所述的捡球装置包括壳体、设置在壳体内的储球仓、设置在壳体下侧的捡球筒和连接在捡球筒与储球仓之间的输送装置，壳体的底端设置有滚轮和驱动滚轮转动的第一驱动装置，所述的捡球筒与壳体转动连接，所述的捡球筒包括两个圆形的侧板和连接在两个侧板之间的连杆，所述的两个侧板的边缘之间设置有若干弹性连接绳，所述的弹性连接绳沿侧板的周向方向均匀布置，相邻弹性连接绳之间的间隙小于乒乓球的直径，所述的连杆上固定设置有螺旋板，所述的连杆与侧板转动连接，且连杆连接有驱动连杆转动的第二驱动装置，侧板连接有驱动侧板转动的第三驱动装置，所述的靠近输送装置的侧板上间隔设置有容纳乒乓球穿过的空隙；所述的输送装置包括U型的输送腔和设置在输送腔内的输送链，所述的输送链上间隔设置有输送板，所述的输送板与输送腔的横截面相匹配，所述的输送腔靠近侧板的一侧设置有进球口，当侧板在转动的过程中，所述的空隙存在正对输送腔的进球口的状态，U型的输送腔的上侧设置有链轮和驱动链轮转动的第四驱动机构，所述的输送链连接在链轮上，输送腔的上部设置有输出口，U型的输送腔的上部通过输出口与储球仓连通，所述的储球仓上还设置有转移装置，所述的转移装置包括设置在储球仓底端的转移口和转移通道，所述的转移通道为中间低两侧高的弧形板，所述的弧形板与储球仓的外表面相匹配，所述的弧形板的一端铰接在转移口的下部，储球仓的上部设置有绕线轮和驱动绕线轮转动的第五驱动机构，所述的绕线轮上设置有绕线，绕线的另一端连接在弧形板的另一端。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能的乒乓球发球机，其特征在于：所述的输送板处于倾斜状态，输送板靠近输出口的一端低于输送板远离输出口的一端。

4.根据权利要求2所述的基于人工智能的乒乓球发球机，其特征在于：所述的自动捡球机的识别传感器为红外扫描传感器，所述的自动捡球机的外侧上设置有碰撞传感器。

5.根据权利要求2-4中任何一项所述的基于人工智能的乒乓球发球机，其特征在于：所述的输送板包括上下两块夹板和位于两块夹板之间的环形橡胶垫，所述的环形橡胶垫固定在两块夹板之间，所述的两块夹板的直径小于输送腔的内腔直径，所述的环形橡胶垫的直径大于输送腔的内腔直径2-3mm。

6.根据权利要求1所述的基于人工智能的乒乓球发球机，其特征在于：所述的储球筒的下部设置有光感传感器，所述的光感传感器包括发射器和接收器，所述的发射器和接收器设置在储球筒的内侧壁上，且发射器与接收器位置相对。

7.根据权利要求2所述的基于人工智能的乒乓球发球机，其特征在于：所述的储球仓的上部设置有光杆传感器，所述的光感传感器包括发射器和接收器，所述的发射器和接收器设置在储球仓的内侧壁上，且发射器与接收器位置相对。