CN208003377U - 智能网球拾取机器人及其控制系统 - Google Patents

Abstract

智能网球拾取机器人，包括有机体，机体上设置有用于机体行驶的驱动装置、控制机体行驶的控制装置以及用于收集网球的收集装置，收集装置包括有滚动设置在机体上的滚筒，滚筒的轴线方向水平设置且所述滚筒的侧面与地面抵接；滚筒呈中空设置有用于存放网球的容纳腔，滚筒的侧壁设置有若干沿滚筒周向均匀分布的支撑杆，相邻支撑杆之间形成有与容纳腔相连通的拾取通道；设置在滚筒侧壁上的支撑杆与网球接触使网球从两相邻支撑杆之间的拾取通道进入容纳腔内，通过滚动设置在机体上的滚筒实现机体行驶轨迹上网球的快速拾取，使智能网球拾取机器人在行进间完成网球的拾取，大大提高网球的拾取速度，以满足运动员的用球需求。

Description

智能网球拾取机器人及其控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种自动拾取装置，具体涉及智能网球拾取机器人及其控制系统。

背景技术

网球是一项优美而激烈的体育运动，网球运动的由来和发展可以用四句话来概括:孕育在法国，诞生在英国，开始普及和形成高潮在美国，现在盛行全世界，被称为世界第二大球类运动；网球通常在两个单打球员或两对双打组合之间进行，球员在网球场上隔着球网用网球拍击打网球。

申请号为201520165269.5的中国专利公开了一种可自动拾取网球的装置，包括机体，所述机体包括驱动机构、收集室、取球口、滚轮、送球斜坡、电机、拾球机构、转轴、感应器和接收器，滚轮安装在机体的下端，驱动机构、收集室电机和接收器安装在机体的下端，驱动机构、收集室、电机和接收器安装在机体内，送球斜坡安装在机体的底部，收集室安装在送球斜坡上并位于机体内，送球斜坡的顶端设置有电机，电机通过转动轴连接有拾球机构，送球斜坡的底端设有取球口，机体的外壁上设有感应器。

上述技术方案中，通过自动化的装置实现对网球场上网球的自动拾取，但是在网球运动中，尤其是练习时，运动员会准备大量的网球以减少拾取网球的时间，上述技术方案中的可自动拾取网球的装置只能通过拾球机构一个一个将网球拾取并防止收集室内，拾取网球的速度小于运动员使用网球的速度，不能满足运动员用球需求，现有技术存在改进之处。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了智能网球拾取机器人，通过滚动设置在机体上的滚筒实现对机器人行驶轨迹上的网球进行拾取，提高机器人拾取网球的效率，以满足运动员的用球需求。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：智能网球拾取机器人，包括有机体，所述机体上设置有用于机体行驶的驱动装置、控制机体行驶的控制装置以及用于收集网球的收集装置，所述收集装置包括有滚动设置在机体上的滚筒，所述滚筒的轴线方向水平设置且所述滚筒的侧面与地面抵接；所述滚筒呈中空设置有用于存放网球的容纳腔，所述滚筒的侧壁设置有若干沿滚筒周向均匀分布的支撑杆，相邻支撑杆之间形成有与容纳腔相连通的拾取通道，相邻所述支撑杆之间的距离小于网球的直径在0.1mm～1mm之间。

通过采用上述技术方案，滚动设置在机体上的滚筒在机体行驶过程中发生滚动，当机体的行驶轨迹上落有网球，机体朝网球处运动，设置在滚筒侧壁上的支撑杆与网球接触使网球从两相邻支撑杆之间的拾取通道进入容纳腔内，相邻支撑杆之间的距离小于网球的直径在0.1mm～1mm之间，在网球进入拾取通道时支撑杆向地面一侧挤压网球使网球变形以进入容纳腔内，网球在进入容纳腔后在重力的作用下位于滚筒的靠近地面的一侧，网球没有支撑面使网球发生形变，因此不会通过拾取通道离开容纳腔；通过滚动设置在机体上的滚筒实现机体行驶轨迹上网球的快速拾取，使智能网球拾取机器人在行进间完成网球的拾取，尤其是场地内网球数量较多时，大大提高网球的拾取速度，以满足运动员的用球需求。

本实用新型进一步设置为：所述支撑杆为表面光滑的金属杆。

通过采用上述技术方案，表面光滑的金属杆能够减少与网球之间的摩擦力，从而减少对网球表面绒毛的破坏，金属材质的支撑杆具有一定的韧性和强度，保证滚筒的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述滚筒沿自身轴线方向的两端设置有圆盘，所述圆盘上开设有与容纳腔连通的取球通道，所述圆盘上还设置有用于闭合取球通道闭合件。

通过采用上述技术方案，设置在滚筒轴线方向两端的圆盘能够避免容纳腔内的网球脱离，圆盘上开设与容纳腔连通的取球通道便于运动员将滚筒内的网球取出，闭合取球通道的闭合件保证容纳腔内的网球不会被转动的滚筒甩出。

本实用新型进一步设置为：所述闭合件包括有若干分布在取球通道周侧的挂钩以及钩挂于相对挂钩上的弹性绳。

通过采用上述技术方案，通过挂钩和弹性绳闭合取球通道，便于运动员打开和闭合取球通道。

本实用新型进一步设置为：所述弹性绳为橡皮筋，所述橡皮筋钩挂在两相对挂钩上时呈紧绷状态。

通过采用上述技术方案，橡皮筋具有结实耐用的特点，其成本低廉，损耗后更换的成本低。

本实用新型还提供一种用于智能网球拾取机器人的控制系统，通过图像感应器识别网球的位置，通过arduino集成板处理图像信息并通过电机驱动模块控制电机转动朝向网球处行驶，以实现自动拾取网球的目的。

用于智能网球拾取机器人的控制系统，所述驱动装置包括有设置在机体上4个的轮体以及驱动轮体转动的电机；所述轮体两两相对分布于滚筒的轴线方向上，所述电机与轮体一一对应设置；

所述控制装置包括有用于控制电机的arduino集成板以及设置在机体上用于识别网球的图像传感器，所述图像传感器与arduino集成板连接，所述arduino集成板与电机之间设置有电机驱动模块。

通过采用上述技术方案，图像传感器采集图像信息并在采集的图像信息中识别：“绿色且轮廓为圆形”的物体，然后向arduino集成板输出信号，arduino集成板根据图像传感器识别的图像信息控制电机朝向“绿色且轮廓为圆形”的物体运动，实现在特定环境中识别“绿色且轮廓为圆形”的网球，通过机体的行驶带动滚筒转动，从而实现网球的拾取。

本实用新型进一步设置为：所述arduino集成板为arduino uno集成板，所述arduino uno集成板上设置有arduino uno处理器。

本实用新型进一步设置为：所述图像传感器为openmv图像传感器。

综上所述，本实用新型具有以下效果：

1、通过机体的行驶带动滚筒转动，通过滚筒的滚动实现机体行驶轨迹内网球的拾取，大大提高了网球的拾取效率；

2、四驱设置的轮体大大提高了机体行驶的灵活性；

3、openmv图像传感器、arduino uno集成板使得安装、维护简单，结构更加紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为智能网球拾取机器人的整体结构示意图；

图2为滚筒的结构示意图；

图3为智能网球拾取机器人控制系统的流程框图。

图中：1、机体；2、轮体；3、openmv图像传感器；4、收集装置；41、滚筒；42、架体；43、减震装置；5、圆盘；6、支撑杆；7、拾取通道；8、取球通道；9、闭合件；91、挂钩；92、橡皮筋；10、容纳腔；11、arduino uno集成板；12、电机驱动模块；13、电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，智能网球拾取机器人，包括有机体1，机体1上设置有用于机体1行驶的驱动装置、控制机体1行驶的控制装置以及用于拾取网球的收集装置4；驱动装置包括有设置在机体1上用于机体1行驶的轮体2，控制装置包括有设置在机体1上用于采集机体1行驶方向的图像信息；结合图2所示，收集装置4包括有转动设置在机体1上的滚筒41，滚筒41的轴线沿方向水平设置且滚筒41的侧面与地面抵接，在机体1行驶方向上设置有架体42，架体42呈直角三角形结构分别设置在滚筒41轴线的两端，架体42的直角边与机体1固定连接，滚筒41设置在架体42远离机体1的一侧，为了提高滚筒41滚动时的稳定性，在架体42的斜边上设置有弹簧结构的减震装置43，减震装置43一端与机体1固定连接，另一端与滚筒41轴线连接；

如图2所示，滚筒41呈中空设置有用于存放网球的容纳腔10，滚筒41的侧壁设置有若干沿滚筒41周向均匀分布的支撑杆6，相邻支撑杆6之间形成有与容纳腔10相连通的拾取通道7，相邻支撑杆6之间的距离小于网球的直径在0.1mm～1mm之间；滚筒41沿自身轴线方向的两端设置有圆盘5，圆盘5上开设有与容纳腔10连通的取球通道8，所述圆盘5上还设置有用于闭合取球通道8闭合件9，闭合件9包括有若干分布在取球通道8周侧的挂钩91以及钩挂于相对挂钩91上的弹性绳，为了降低使用成本，本方案中弹性绳为橡皮筋92制成，当橡皮筋92钩挂在两相对挂钩91上时呈紧绷状态。

为了避免支撑杆6与网球频繁摩擦导致网球绒毛脱落，本方案中支撑杆6为表面光滑的金属杆。

如图1和图3所示，一种智能网球拾取机器人的控制系统，驱动装置包括有设置在机体1上4个的轮体2以及驱动轮体2转动的电机13；轮体2两两相对分布于滚筒41的轴线方向上，电机13与轮体2一一对应设置；控制装置包括有用于控制电机13的arduino集成板以及设置在机体1上用于识别网球的图像传感器，图像传感器与arduino集成板连接，arduino集成板与电机13之间设置有电机13驱动模块12。

为了降低智能网球拾取机器人的制造成本，本方案中的arduino集成板为arduinouno集成板11，arduino uno集成板11上设置有arduino uno处理器。

为了提高对网球的识别，本方案中的图像传感器为openmv图像传感器3。

具体实施过程：

openmv图像传感器采集机体1前方的图像信息并在图像信息里识别“绿色且轮廓为圆形”的物体，openmv图像传感器输出物体坐标，并通过中心逼近(PID算法)计算机体1与物体左右两边的距离，最后将数字信号(高低电平)输出到arduino uno处理器上，(5)arduino uno处理器接收输入信号，分析并输出输出信号通过电机13驱动模块12驱动四个电机13配合运动，机体1朝向“绿色且轮廓为圆形”的物体一侧运动，使网球通过拾取通道7并进入容纳腔10内；完成拾取后运动员将挂钩91上的橡皮筋92取下，通过取球通道8将容纳腔10内的网球取出。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.智能网球拾取机器人，包括有机体(1)，其特征在于，所述机体(1)上设置有用于机体(1)行驶的驱动装置、控制机体(1)行驶的控制装置以及用于收集网球的收集装置(4)，所述收集装置(4)包括有滚动设置在机体(1)上的滚筒(41)，所述滚筒(41)的轴线方向水平设置且所述滚筒(41)的侧面与地面抵接；所述滚筒(41)呈中空设置有用于存放网球的容纳腔(10)，所述滚筒(41)的侧壁设置有若干沿滚筒(41)周向均匀分布的支撑杆(6)，相邻支撑杆(6)之间形成有与容纳腔(10)相连通的拾取通道(7)，相邻所述支撑杆(6)之间的距离小于网球的直径在0.1mm～1mm之间。

2.根据权利要求1所述的智能网球拾取机器人，其特征在于，所述支撑杆(6)为表面光滑的金属杆。

3.根据权利要求2所述的智能网球拾取机器人，其特征在于，所述滚筒(41)沿自身轴线方向的两端设置有圆盘(5)，所述圆盘(5)上开设有与容纳腔(10)连通的取球通道(8)，所述圆盘(5)上还设置有用于闭合取球通道(8)闭合件(9)。

4.根据权利要求3所述的智能网球拾取机器人，其特征在于，所述闭合件(9)包括有若干分布在取球通道(8)周侧的挂钩(91)以及钩挂于相对挂钩(91)上的弹性绳。

5.根据权利要求4所述的智能网球拾取机器人，其特征在于，所述弹性绳为橡皮筋(92)，所述橡皮筋(92)钩挂在两相对挂钩(91)上时呈紧绷状态。

6.用于权利要求1至5中任一所述的智能网球拾取机器人的控制系统，其特征在于，所述驱动装置包括有设置在机体(1)上4个的轮体(2)以及驱动轮体(2)转动的电机(13)；所述轮体(2)两两相对分布于滚筒(41)的轴线方向上，所述电机(13)与轮体(2)一一对应设置；

所述控制装置包括有用于控制电机(13)的arduino集成板以及设置在机体(1)上用于识别网球的图像传感器，所述图像传感器与arduino集成板连接，所述arduino集成板与电机(13)之间设置有电机(13)驱动模块(12)。

7.根据权利要求6所述的智能网球拾取机器人的控制系统，其特征在于，所述arduino集成板为arduino uno集成板(11)，所述arduino uno集成板(11)上设置有arduino uno处理器。

8.根据权利要求6所述的智能网球拾取机器人的控制系统，其特征在于，所述图像传感器为openmv图像传感器(3)。