CN108295442A - 一种传送带式网球智能拾取机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种传送带式网球智能拾取机器人，包括主体，所述主体包括支撑底盘和传送模块，所述传送模块包括呈倾斜状设置的传送带装置和倾斜板；所述主体还包括网球置放篮、摄像头、行进模块、避障模块、电机模块以及主控模块和通信模块；所述倾斜板设置于支撑底盘上且与网球置放篮的入口端连接，所述摄像头、行进模块、超声波模块、电机模块和通信模块均与主控模块连接。本发明可以替代人工拾取网球，实现智能自动拾取网球，使拾取更加方便且拾取效率更高。

Description

一种传送带式网球智能拾取机器人
技术领域
本发明涉及网球拾取领域，尤其是一种传送带式网球智能拾取机器人。
背景技术
网球作为一种经典球类运动，得到了许多人的喜爱，在网球击打过程中，无论是运动员还是普通球手都要面临捡球的问题，这给人们带来了很大的麻烦。目前市面上已经出现一类捡球机，可以通过下端对网球进行吸附，从而达到捡球目的，但是由于网球是散落在不同地点的，因此实际使用时就需要由人来推动该捡球机，虽然相比于手动捡球方便了一些，但需要人工推动仍然会给人带来不便，比如在推动过程中会碰见一些障碍物等，并且由于人的视野是有限的，一般不能观察到球场的所有散落着球的地点，因此可能出现捡球不全的状况，整体上的捡球效率不高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种传送带式网球智能拾取机器人，可以替代人工捡球，实现智能自动拾取网球，更加方便且捡球效率更高。
为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：
一种传送带式网球智能拾取机器人，包括主体，所述主体包括支撑底盘和用于拾取网球的传送模块，所述传送模块包括呈倾斜状设置的传送带装置和设置于传送带装置下方的倾斜板；所述主体还包括网球置放篮、用于获取网球图像的摄像头、用于驱动主体进行移动的行进模块、用于检测行进时的障碍以实现避障的避障模块、用于驱动传送模块的电机模块以及用于统筹控制的主控模块和用于同主控模块进行通讯的通信模块；所述倾斜板设置于支撑底盘上且与网球置放篮的入口端连接，所述摄像头、行进模块、超声波模块、电机模块和通信模块均与主控模块连接。
所述传送带装置包括主动轮、从动轮、张紧轮、滚筒、同步带和输送带；所述同步带垂直于支撑底盘，所述滚筒和主动轮分别设置在同步带的两端；所述主动轮设置在输送带的上端，所述张紧轮与从动轮平行并排设置于输送带的下端；
所述行进模块包括麦克纳姆轮、法兰盘和行进电机，所述法兰盘与麦克纳姆轮的中心以轴连接的方式连接，所述行进电机设置在支撑底盘的侧边上并与法兰盘相连接。
进一步，所述输送带下端距离地面的高度以及输送带与倾斜板之间的垂直距离均小于网球直径。
进一步，所述输送带的宽度不小于三个网球的直径，所述网球置放篮的高度小于倾斜板的高度。
进一步，所述电机模块包括驱动电机、用于反馈驱动电机转速的光电编码器和用于调节驱动电机转速的PWM输出器，所述的光电编码器和PWM输出器均连接到主控模块，所述驱动电机设置于支撑底盘之上且位于倾斜板的下方。
进一步，所述主体还包括用于引导网球进入传送模块的导球板，所述导球板设置有两块且分别设置在传送带装置与倾斜板之间的缝隙入口处的两端。
进一步，所述主体还包括用于检测网球置放篮中的网球是否已达到额定容量的红外检测模块，所述红外检测模块与主控模块连接。
进一步，所述主体还包括用于辅助行进模块进行定位移动的定位模块，所述定位模块与主控模块相连接。
优选地，所述通信模块利用WIFI、4G或总线通讯实现与主控模块的通信。
本发明的有益效果是：本发明利用电机模块驱动传送模块，利用传送模块进行网球拾取，具体地，首先将散落的网球移送至传送带装置和倾斜板之间的入口缝隙处，然后利用传送带装置的运行使得网球、传送带装置和倾斜板三者之间产生相互较大的摩擦力，从而将网球逆向向上运输，直至其掉入网球置放篮中；在此之前，通过摄像头确认网球的具体位置，然后利用行进模块和避障模块使机器人稳定运动至待拾取网球处；在上述过程中，利用主控模块统筹各个模块，同时利用通信模块实现与主控模块的通讯，以便将各种数据及时传送或者应对可能的突发情况。因此，本发明可以替代人工拾取网球，实现智能自动拾取网球，使拾取更加方便且拾取效率更高。
附图说明
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。
图1是本发明的系统结构框图；
图2是本发明的机器人的侧面视图；
图3是本发明的机器人的左视图；
图4是本发明的机器人的俯视图；
图5是本发明的机器人的后视图；
图6是本发明的传送模块的立体图。
具体实施方式
参照图1-图6，本发明的一种传送带式网球智能拾取机器人，包括主体，所述主体包括支撑底盘9和用于拾取网球的传送模块10，所述传送模块10包括呈倾斜状设置的传送带装置101和设置于传送带装置101下方的倾斜板102；所述主体还包括网球置放篮11、用于获取网球图像的摄像头2、用于驱动主体进行移动的行进模块3、用于检测行进时的障碍以实现避障的避障模块4、用于驱动传送模块10的电机模块6以及用于统筹控制的主控模块1和用于同主控模块1进行通讯的通信模块5；所述倾斜板102设置于支撑底盘9上且与网球置放篮11的入口端连接，所述摄像头2、行进模块3、超声波模块、电机模块6和通信模块5均与主控模块1连接。
所述传送带装置101包括主动轮1011、从动轮1013、张紧轮1012、滚筒1015、同步带1016和输送带1014；所述同步带1016垂直于支撑底盘9，所述滚筒1015和主动轮1011分别设置在同步带1016的两端；所述主动轮1011设置在输送带1014的上端，所述张紧轮1012与从动轮1013平行并排设置于输送带1014的下端。设置张紧轮1012可以使输送带1014固定得更加紧凑，使网球运输过程更加平稳，同时设置滚筒1015和同步带1016保证了可为主动轮1011提供驱动力，而同步带1016是基于电机装置来实行控制的；主动轮1011进一步带动从动轮1013，从而使输送带1014进行运动；
所述行进模块3包括麦克纳姆轮31、法兰盘33和行进电机32，所述法兰盘33与麦克纳姆轮31的中心以轴连接的方式连接，所述行进电机32设置在支撑底盘9的侧边上并与法兰盘33相连接；法兰盘33与麦克纳姆轮31的设置保证了主体具有良好的运动性能，麦克纳姆轮31由行进电机32进行控制。
具体地，利用电机模块6驱动传送模块10，利用传送模块10进行网球拾取，具体地，首先将散落的网球移送至传送带装置101和倾斜板102之间的入口缝隙处，然后利用传送带装置101的运行使得网球、传送带装置101和倾斜板102三者之间产生相互较大的摩擦力，从而将网球逆向向上运输，直至其掉入网球置放篮11中；在此之前，通过摄像头2确认网球的具体位置，然后利用行进模块3和避障模块4使机器人稳定运动至待拾取网球处；在上述过程中，利用主控模块1统筹各个模块，同时利用通信模块5实现与主控模块1的通讯，以便将各种数据及时传送或者应对可能的突发情况。因此，本发明可以替代人工拾取网球，实现智能自动拾取网球，使拾取更加方便且拾取效率更高。
优选地，所述通信模块5利用WIFI、4G或总线通讯实现与主控模块1的通信；通信模块5的设置更有利于各模块的数据及时传输，以便于主控模块1及时进行控制，上述的几种通信方式不应被局限，可以有其它通信方式的替换；避障模块4可以采用超声波测距器，也可采用其它的路面检测系统，并不限定。
其中，参照图2、图3和图6，所述输送带1014下端距离地面的高度以及输送带1014与倾斜板102之间的垂直距离均小于网球直径，这样设置的好处是方便网球进入输送带1014与倾斜板102之间的缝隙处，同时保证两者之间对网球产生一个较大的摩擦力，从而推动其反向上升。
同时，将张紧轮1012与从动轮1013平行设置，使得输送带1014下部为水平状，这样设置的好处是提供了一个水平缓冲区域，防止网球在进入输送带1014与倾斜板102之间的缝隙处时由于冲力被弹飞。
优选地，所述输送带1014的宽度不小于三个网球的直径，所述网球置放篮11的高度小于倾斜板102的高度；这样设置是基于输送带1014的合理宽度来考虑的，使得至少能同时拾取运送三个网球，有利于提升拾取效率，而将网球置放篮11的高度设置为小于倾斜板102的高度，保证了网球置放篮11处于一个较低的位置，这样运送上去的网球就可以轻松地落入网球置放篮11中。
其中，参照图1-图2，所述电机模块6包括驱动电机61、用于反馈驱动电机61转速的光电编码器和用于调节驱动电机61转速的PWM输出器，所述的光电编码器和PWM输出器均连接到主控模块1，所述驱动电机61设置于支撑底盘9之上且位于倾斜板102的下方；光电编码器可以上传反馈驱动电机61的转速，PWM输出器可以调节驱动电机61的转速，两者都是基于主控模块1控制的。
其中，参照图2和图4，所述主体还包括用于引导网球进入传送模块10的导球板12，所述导球板12设置有两块且分别设置在传送带装置101与倾斜板102之间的缝隙入口处的两端；导球板12可以扩大机器人捡球的范围，并且帮助机器人将地上的网球引导进入传送模块10的入口处。
其中，参照图1，所述主体还包括用于检测网球置放篮11中的网球是否已达到额定容量的红外检测模块8，所述红外检测模块8与主控模块1连接；设置该模块可以及时了解到网球置放篮11中的网球存放状况，一旦检测到快满时，可以由外部设备，如运球车等将篮内的球收走，从而可一直使用下去。
其中，参照图1，所述主体还包括用于辅助行进模块3进行定位移动的定位模块7，所述定位模块7与主控模块1相连接；在某些时候，比如明确预知网球散落点时，可以直接采用定位模块7定位，从而可为机器人选定预定地点。
以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种传送带式网球智能拾取机器人，包括主体，其特征在于：所述主体包括支撑底盘(9)和用于拾取网球的传送模块(10)，所述传送模块(10)包括呈倾斜状设置的传送带装置(101)和设置于传送带装置(101)下方的倾斜板(102)；所述主体还包括网球置放篮(11)、用于获取网球图像的摄像头(2)、用于驱动主体进行移动的行进模块(3)、用于检测行进时的障碍以实现避障的避障模块(4)、用于驱动传送模块(10)的电机模块(6)以及用于统筹控制的主控模块(1)和用于同主控模块(1)进行通讯的通信模块(5)；所述倾斜板(102)设置于支撑底盘(9)上且与网球置放篮(11)的入口端连接，所述摄像头(2)、行进模块(3)、超声波模块、电机模块(6)和通信模块(5)均与主控模块(1)连接；
所述传送带装置(101)包括主动轮(1011)、从动轮(1013)、张紧轮(1012)、滚筒(1015)、同步带(1016)和输送带(1014)；所述同步带(1016)垂直于支撑底盘(9)，所述滚筒(1015)和主动轮(1011)分别设置在同步带(1016)的两端；所述主动轮(1011)设置在输送带(1014)的上端，所述张紧轮(1012)与从动轮(1013)平行并排设置于输送带(1014)的下端；
所述行进模块(3)包括麦克纳姆轮(31)、法兰盘(33)和行进电机(32)，所述法兰盘(33)与麦克纳姆轮(31)的中心以轴连接的方式连接，所述行进电机(32)设置在支撑底盘(9)的侧边上并与法兰盘(33)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种传送带式网球智能拾取机器人，其特征在于：所述输送带(1014)下端距离地面的高度以及输送带(1014)与倾斜板(102)之间的垂直距离均小于网球直径。
3.根据权利要求1所述的一种传送带式网球智能拾取机器人，其特征在于：所述输送带(1014)的宽度不小于三个网球的直径，所述网球置放篮(11)的高度小于倾斜板(102)的高度。
4.根据权利要求1所述的一种传送带式网球智能拾取机器人，其特征在于：所述电机模块(6)包括驱动电机(61)、用于反馈驱动电机(61)转速的光电编码器和用于调节驱动电机(61)转速的PWM输出器，所述的光电编码器和PWM输出器均连接到主控模块(1)，所述驱动电机(61)设置于支撑底盘(9)之上且位于倾斜板(102)的下方。
5.根据权利要求1所述的一种传送带式网球智能拾取机器人，其特征在于：所述主体还包括用于引导网球进入传送模块(10)的导球板(12)，所述导球板(12)设置有两块且分别设置在传送带装置(101)与倾斜板(102)之间的缝隙入口处的两端。
6.根据权利要求1所述的一种传送带式网球智能拾取机器人，其特征在于：所述主体还包括用于检测网球置放篮(11)中的网球是否已达到额定容量的红外检测模块(8)，所述红外检测模块(8)与主控模块(1)连接。
7.根据权利要求1所述的一种传送带式网球智能拾取机器人，其特征在于：所述主体还包括用于辅助行进模块(3)进行定位移动的定位模块(7)，所述定位模块(7)与主控模块(1)相连接。
8.根据权利要求1所述的一种传送带式网球智能拾取机器人，其特征在于：所述通信模块(5)利用WIFI、4G或总线通讯实现与主控模块(1)的通信。
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GR01 Patent grant
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