CN108992872A - 一种智能乒乓球拾取设备及其控制方法 - Google Patents

一种智能乒乓球拾取设备及其控制方法 Download PDF

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张大伟
康祎
丁晓东
杨海马
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    • A63B47/02—Devices for handling or treating balls, e.g. for holding or carrying balls for picking-up or collecting
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Abstract

本发明提出了一种智能乒乓球拾取设备，包括移动本体，还包括成像单元、多个连接装置、一收集容器、一控制杆组件和微处理器；其中，成像单元设置在移动本体的外壁上；控制杆组件包括支撑杆、连接杆、垂直杆和多个液压杆；支撑杆的下端固定在移动本体上；支撑杆、连接杆、垂直杆依次通过连接装置连接；垂直杆的上端穿过其中一个连接装置，垂直杆的下端连接收集容器；所述连接杆通过所述液压杆的控制绕所述支撑杆进行转动；所述垂直杆通过所述液压杆的控制进行垂直移动。微处理器分别与成像单元、连接装置和液压杆信号连接。本发明能够实现智能捡球，节约大量人力，为训练带来便利。本发明还提出了一种智能乒乓球拾取设备的控制方法。

Description

一种智能乒乓球拾取设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及智能技术领域，具体涉及一种智能乒乓球拾取设备及其控制方法。
背景技术
随着时代的进步，人们的生活质量大大提高，对于体育运动往往更加重视，特别是乒乓球的运动。
在现代的乒乓球训练馆中，由于训练打球的人数多，乒乓球打落在地的数目极多，训练这本身经过大量且长时间的练习，体力已经严重下降，对于散落在地面上的乒乓球，拾取不仅需要消耗大量气力，也是一件枯燥乏味的事情。虽然现在市场上已经有一些乒乓球拾取装置，但是往往结构复杂，使用价值不高，需要人为控制，不能实现智能捡球，不符合训练场所需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种智能乒乓球拾取设备及其控制方法，结构简单，使用价值高，能够实现智能捡球，拥有高智能功能，节约大量人力，为训练带来便利。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
本发明提出了一种智能乒乓球拾取设备，包括移动本体，成像单元、多个连接装置、一收集容器、一控制杆组件和微处理器；
其中，所述成像单元设置在所述移动本体上；
所述控制杆组件包括支撑杆、连接杆、垂直杆和多个液压杆；
所述支撑杆的下端固定在所述移动本体上；
所述支撑杆、连接杆、垂直杆依次通过所述连接装置连接；
所述垂直杆的上端穿过所述连接装置，下端连接所述收集容器；
所述连接杆通过所述液压杆的控制绕所述支撑杆进行转动；所述垂直杆通过所述液压杆的控制进行垂直移动；
所述微处理器位于所述移动本体内并分别与所述成像单元、连接装置和液压杆信号连接。
优选地，所述成像单元包括镜头和机器视觉识别模块；所述镜头捕获场景并将场景信息传输至所述机器视觉识别模块，所述机器视觉识别模块将场景信息转化为数字信号，对场景内物体进行识别，并将识别后的信息传输至所述微处理器。
优选地，所述控制杆将所述收集容器伸出所述移动本体外；所述垂直杆的长度大于所述移动本体和支撑杆的长度之和。
优选地，所述连接装置为转轴。
优选地，所述收集容器为开口向下的容器；所述开口处设置多条平行的弹性带；相邻弹性带之间的最大距离小于乒乓球的直径。
优选地，所述收集容器的上部设置一出球口；所述出球口处设有挡盖；所述挡盖通过转轴与所述收集容器连接。
优选地，所述移动本体的底部设有万向轮；所述移动本体的内部设置驱动装置；所述驱动装置与所述微处理器信号连接，并且驱动控制所述万向轮。
优选地，进一步包括计数器；所述计数器设置在所述收集容器的内部并与所述微处理器信号连接。
本发明还提出了一种智能乒乓球拾取设备的控制方法，包括以下步骤：
所述微处理器控制移动本体移动，成像单元摄取图像并根据成像结果判断是否前方有乒乓球需要拾取；若含有，则将信号传输给微处理器，通过控制杆组件和连接装置实现对球体的拾取；若没有符合拾取的物体，成像单元将信号传递给微处理器，微处理器控制移动本体移动。
优选地，当所述收集容器内的数量达到预设值时，所述计数器发出信号至所述微处理器，所述微处理器控制移动本体返回设定的位置。
与现有技术相比，本发明的优点为：本发明仅通过连接装置、控制杆组件和收集容器之间的相互配合，在微处理器和移动本体的控制下，实现智能拾取乒乓球的目的。由此，本发明结构简单，使用价值高，能够实现智能捡球，拥有高智能功能，节约大量人力，为训练带来便利。
附图说明
图1为本发明一实施例的智能乒乓球拾取设备的结构图；
图2为图1中收集容器转动的工作状态图；
图3为图1中收集容器上下移动的工作状态图；
图4为图1中收集容器的结构图.
其中，1-移动本体1，2-支撑杆，3-连接装置，4-连接杆，5-垂直杆，6-收集容器，7-弹性带，8-成像单元，9-液压杆，10-万向轮，11-挡盖。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的智能乒乓球拾取设备进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
如图1所示，一种智能乒乓球拾取设备，包括移动本体1，还包括成像单元8、2个连接装置3、收集容器6、控制杆组件和微处理器；微处理器分别与成像单元8、连接装置3和液压杆9信号连接。具体的，成像单元8设置在移动本体1的外壁的前侧；控制杆组件包括支撑杆2、连接杆4、垂直杆5和2个液压杆9；支撑杆2的下端垂直固定在移动本体1上；支撑杆2、连接杆4、垂直杆5依次通过连接装置3连接；垂直杆5的上端穿过其中一个连接装置3，垂直杆5的下端设置收集容器6；连接杆4通过其中一个液压杆9的控制绕支撑杆2进行转动；垂直杆5通过另一个液压杆9的控制进行垂直移动；具体见图2和图3。
在本实施例中，成像单元8包括镜头和机器视觉识别模块；镜头捕获场景，利用机器视觉识别模块将场景信息转化为数字信号，并实现对场景内物体的识别，如判断是否含有直径在40-50mm的球体；若含有，则将信号传输给微处理器，通过控制杆组件和连接装置3实现对球体的拾取；若没有符合拾取的物体或者前方路有障碍，根据机器视觉识别模块信号传递给微处理器，微处理器控制移动本体1，实现该设备的移动。
在本实施例，为保证收集容器6可方便拾取乒乓球，对控制杆的高度和连接杆4的长度均有要求。具体的，由于成像单元位于移动本体的前侧，收集容器在支撑杆的右侧区域即成像本体的扫描范围附近活动，当连接杆处于水平位置时，此时收集容器的拾球半径最大，为保证正常拾取球体，需要使得此时的收集容器伸出移动本体1，即保证收集容器不与移动本体发生碰撞；同理，为保证收集容器的下端面可正常拾取球体，即可以把球体进入收集容器内，垂直杆5的长度大于移动本体1和支撑杆2的长度之和。在本实施例以外的其他实施例中，控制杆可与移动本体1的外侧平齐或者垂直杆5的长度等于移动本体1和支撑杆2的长度之和。
在本实施例，固定在连接杆4上的液压杆9位于其中一个连接装置3的上方。即控制垂直杆5移动的液压杆9，与收集容器6位于此连接装置3的两侧，以方便操作，避免收集容器6在移动过程中与液压杆9发生碰撞。
在本实施例，固定在支撑杆2上的液压杆9，位于靠近收集容器6的一侧。即控制连接杆4转动的液压杆9，允许连接杆4的转动角度范围0°～-90°，由于成像单元位于移动本体的前侧，收集容器只能拾取移动本体前侧范围内的球体，相应的，连接杆的转动角度范围设置为这个转动范围0°～-90°。当连接杆4为-90°时，连接杆4处于水平位置，此时连接杆4与地面的平行。与支撑杆2连接的液压杆9发出信号给微处理器，与连接杆4连接的液压缸根据微处理器的传输指令，控制垂直杆5，实现垂直杆5的上下移动。在本实施例，连接装置3为一转轴。
在本实施例，收集容器6为圆台形；收集容器6的下端口设置平行布置的弹性带7；弹性带7之间的最大距离小于乒乓球的直径，保证乒乓球受收集容器6的挤压后，乒乓球能够穿过弹性带7，进入收集容器6。
如图4所示，收集容器6的上部设置出球口；出球口处设置挡盖11；挡盖11通过转轴与收集容器6连接。本发明在工作时，通过挡盖11封住出球口，防止乒乓球洒落出收集容器6。
在本实施例，移动本体1的底部设置万向轮10；移动本体1的内部设置驱动装置；驱动装置与微处理器信号连接。
在本实施例，进一步包括计数器；计数器设置在收集容器6的内部并与微处理器信号连接。当收集容器6内的乒乓球达到一定数量，计数器发出信号给微处理器，微处理器控制移动本体1回归到起始位置。
本发明还提出了一种智能乒乓球拾取设备的控制方法，具体为：微处理器控制移动本体1移动，成像单元8摄取图像并根据成像结果判断是否前方有乒乓球需要拾取；若含有，则将信号传输给微处理器，通过控制杆组件和连接装置3实现对球体的拾取；若没有符合拾取的物体，成像单元将信号传递给微处理器，微处理器控制移动本体移动。当收集容器6内的数量达到预设值时，计数器发出信号至微处理器，微处理器控制移动本体1返回设定的位置。
本发明在工作时，启动该设备，微处理器控制移动本体1移动，成像单元8并根据摄取图像并根据成像结果判断是否前方有乒乓球需要拾取，如果有，则控制连接装置3和控制杆组件，通过收集容器6的下端面去拾取乒乓球，如果没有则仅需前进。当储球容器达到一定数量，回归起始位置。本发明在工作期间无需人工操作。
综上，本发明仅通过连接装置3、控制杆组件和收集容器6之间的相互配合，在微处理器和移动本体1的控制下，实现智能拾取乒乓球的目的。由此，本发明结构简单，使用价值高，能够实现智能捡球，拥有高智能功能，节约大量人力，为训练带来便利。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能乒乓球拾取设备，包括移动本体，其特征在于，还包括成像单元、多个连接装置、一收集容器、一控制杆组件和微处理器；
其中，所述成像单元设置在所述移动本体上；
所述控制杆组件包括支撑杆、连接杆、垂直杆和多个液压杆；
所述支撑杆的下端固定在所述移动本体上；
所述支撑杆、连接杆、垂直杆依次通过所述连接装置连接；
所述垂直杆的上端穿过所述连接装置，下端连接所述收集容器；
所述连接杆通过所述液压杆的控制绕所述支撑杆进行转动；所述垂直杆通过所述液压杆的控制进行垂直移动；
所述微处理器位于所述移动本体内并分别与所述成像单元、连接装置和液压杆信号连接。
2.根据权利要求1所述的智能乒乓球拾取设备，其特征在于，所述成像单元包括镜头和机器视觉识别模块；所述镜头捕获场景并将场景信息传输至所述机器视觉识别模块，所述机器视觉识别模块将场景信息转化为数字信号，对场景内物体进行识别，并将识别后的信息传输至所述微处理器。
3.根据权利要求1所述的智能乒乓球拾取设备，其特征在于，所述控制杆将所述收集容器伸出所述移动本体外；所述垂直杆的长度大于所述移动本体和支撑杆的长度之和。
4.根据权利要求1所述的智能乒乓球拾取设备，其特征在于，所述连接装置为转轴。
5.根据权利要求1所述的智能乒乓球拾取设备，其特征在于，所述收集容器为开口向下的容器；所述开口处设置多条平行的弹性带；相邻弹性带之间的最大距离小于乒乓球的直径。
6.根据权利要求1所述的智能乒乓球拾取设备，其特征在于，所述收集容器的上部设置一出球口；所述出球口处设有挡盖；所述挡盖通过转轴与所述收集容器连接。
7.根据权利要求1所述的智能乒乓球拾取设备，其特征在于，所述移动本体的底部设有万向轮；所述移动本体的内部设置驱动装置；所述驱动装置与所述微处理器信号连接，并且驱动控制所述万向轮。
8.根据权利要求1所述的智能乒乓球拾取设备，其特征在于，进一步包括计数器；所述计数器设置在所述收集容器的内部并与所述微处理器信号连接。
9.一种如权利要求1～8之任一项所述的智能乒乓球拾取设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述微处理器控制移动本体移动，成像单元摄取图像并根据成像结果判断是否前方有乒乓球需要拾取；若含有，则将信号传输给微处理器，通过控制杆组件和连接装置实现对球体的拾取；若没有符合拾取的物体，成像单元将信号传递给微处理器，微处理器控制移动本体移动。
10.根据权利要求9所述的智能乒乓球拾取设备的控制方法，其特征在于，当所述收集容器内的数量达到预设值时，所述计数器发出信号至所述微处理器，所述微处理器控制移动本体返回设定的位置。
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