CN215609198U - 一种用于乒乓球的捡拾机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于乒乓球的捡拾机器人，包括硬件系统、软件系统，其特征在于：所述硬件系统由微型电脑、超声波传感器、电机驱动板、直流电机、电池、电源开关、舵机、摄像头、捡球装置和储存装置组成，软件系统由相机图片采集模块和乒乓球识别模块组成，所述超声波传感器通过发射和接收超声波判断前方是否有障碍物。本实用新型，该用于乒乓球的捡拾机器人，减少了乒乓球训练过程中因捡球造成的体力浪费问题，节省人力，由机器人自动回收场地内的乒乓球，可有效提高场地清理效率，可使用云计算辅助识别计算，提高整体速度及效率更加智能化，也可以在无网络环境下独立单机捡球。

Description

一种用于乒乓球的捡拾机器人

技术领域

本实用新型涉及机器视觉与机器人领域，尤其涉及一种用于乒乓球的捡拾机器人。

背景技术

在如今青少年进行乒乓球相关训练时，需要使用大量乒乓球。而训练结束后，乒乓球散落在场地各个角落，需要进行捡拾回收。而传统人工捡拾有耗费时间长，球易遗漏，效率低下等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于乒乓球的捡拾机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于乒乓球的捡拾机器人，包括硬件系统、软件系统，所述硬件系统由微型电脑、超声波传感器、电机驱动板、直流电机、电池、电源开关、舵机、摄像头、捡球装置和储存装置组成，软件系统由相机图片采集模块和乒乓球识别模块组成。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述超声波传感器通过发射和接收超声波判断前方是否有障碍物，所述摄像头用于摄取周围环境的画面结合乒乓球识别模块，判断障碍物是否为乒乓球。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述电机驱动板控制直流电机运行，所述直流电机的输出端固定连接有车轮，所述直流电机的数量为四个。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述舵机的输出端与捡球装置是固定连接在一起的，所述舵机的数量为两个。

作为上述技术方案的进一步描述：

捡球装置是利用无盖盒子和弹力绳制成，将弹力绳裁剪为相同长度并按照固定间隔距离绑扎在纸盒无盖一面，捡球时只需很小的下压力即可将乒乓球压入盒中。

作为上述技术方案的进一步描述：

捡球装置是利用无盖盒子和弹力绳制成，将弹力绳裁剪为相同长度并按照固定间隔距离绑扎在纸盒无盖一面，捡球时只需很小的下压力即可将乒乓球压入盒中。

本实用新型具有如下有益效果：

1、与现有技术相比，该用于乒乓球的捡拾机器人，减少了乒乓球训练过程中因捡球造成的体力浪费问题，节省人力。

2、与现有技术相比，该用于乒乓球的捡拾机器人，由机器人自动回收场地内的乒乓球，可有效提高场地清理效率。

3、与现有技术相比，该用于乒乓球的捡拾机器人，可使用云计算辅助识别计算，提高整体速度及效率更加智能化，也可以在无网络环境下独立单机捡球。

4、与现有技术相比，该用于乒乓球的捡拾机器人，可指定捡球范围区域。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种用于乒乓球的捡拾机器人的工作流程示意图；

图2为本实用新型提出的一种用于乒乓球的捡拾机器人的硬件系统、软件系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-2，本实用新型提供的一种用于乒乓球的捡拾机器人：包括硬件系统、软件系统，所述硬件系统由微型电脑、超声波传感器、电机驱动板、直流电机、电池、电源开关、舵机、摄像头、捡球装置和储存装置组成，软件系统由相机图片采集模块和乒乓球识别模块组成，结合路线规划以及小车自身位置对左右两侧电机分别进行计算，并控制左右电机输出不同的速度来对方向进行调整，使捡球车能够更加平稳地接近乒乓球，捡球装置在完成乒乓球自动识别后，根据坐标的位置，电机会采取相应的运动，当到达乒乓球附近一定范围时，舵机会收到指令采取相应的捡球及回收动作，在线模式下小车将按照云端智能规划的路线行进捡球，离线模式下小车将依靠自身的微型电脑进行简易路线规划并前往目标捡球。

所述超声波传感器通过发射和接收超声波判断前方是否有障碍物，所述摄像头用于摄取周围环境的画面结合乒乓球识别模块，判断障碍物是否为乒乓球，通过发射超声信号并接收返回信号，利用信号发出和返回接收的时间差和声速来获取距离信息，结合视觉传感器对小车周围环境进行感知。

所述电机驱动板控制直流电机运行，所述直流电机的输出端固定连接有车轮，所述直流电机的数量为四个，所述舵机的输出端与捡球装置是固定连接在一起的，所述舵机的数量为两个，在确定乒乓球进入捡拾范围后控制舵机上下摆动完成捡球动作，同时捡球后短暂启动电机，利用惯性使小球顺利滑入收集装置中。

捡球装置是利用无盖盒子和弹力绳制成，将弹力绳裁剪为相同长度并按照固定间隔距离绑扎在纸盒无盖一面，捡球时只需很小的下压力即可将乒乓球压入盒中。

捡球装置是利用无盖盒子和弹力绳制成，将弹力绳裁剪为相同长度并按照固定间隔距离绑扎在纸盒无盖一面，捡球时只需很小的下压力即可将乒乓球压入盒中。

工作原理：在训练过程中，机器人利用彩色摄像头自动识别散落在场地中的乒乓球，同时结合超声波距离传感器与视觉传感器进行路线规划，使其以较优路线进行乒乓球捡拾。系统通过图像识别目标后智能规划路线，并驱动电机向目标靠近并使用舵机进行抓取，使乒乓球依靠自身重力通过导槽落入后方收纳箱内，以达到替代人工实现乒乓球的自动拾取，本项目基于OpenCV框架设计，使用彩色摄像头结合超声波传感器辅助采集场地环境信息并通过本地和云端进行识别，实时处理小车周围环境信息同时获取乒乓球位置信息，供系统使用，之后通过微型电脑和驱动板对驱动电机实现闭环控制，利用本地或云端智能规划路线，向目标前进，在行进到相应位置后，系统控制两台舵机下压双杆进行捡球操作，随后抬起双杆，让乒乓球自由滚入后方预设的储存装置中，在网络良好的条件下可以利用云端加速图像识别、智能规划路线，提高识别乒乓球的准确程度以及整体捡球效率。此外在无网络条件下也可以通过自身离线计算识别控制完成捡球任务。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于乒乓球的捡拾机器人，包括硬件系统、软件系统，其特征在于：所述硬件系统由微型电脑、超声波传感器、电机驱动板、直流电机、电池、电源开关、舵机、摄像头、捡球装置和储存装置组成，软件系统由相机图片采集模块和乒乓球识别模块组成。

2.根据权利要求1所述的一种用于乒乓球的捡拾机器人，其特征在于：所述超声波传感器通过发射和接收超声波判断前方是否有障碍物，所述摄像头用于摄取周围环境的画面结合乒乓球识别模块，判断障碍物是否为乒乓球。

3.根据权利要求1所述的一种用于乒乓球的捡拾机器人，其特征在于：所述电机驱动板控制直流电机运行，所述直流电机的输出端固定连接有车轮，所述直流电机的数量为四个。

4.根据权利要求1所述的一种用于乒乓球的捡拾机器人，其特征在于：所述舵机的输出端与捡球装置是固定连接在一起的，所述舵机的数量为两个。

5.根据权利要求1所述的一种用于乒乓球的捡拾机器人，其特征在于：捡球装置是利用无盖盒子和弹力绳制成，将弹力绳裁剪为相同长度并按照固定间隔距离绑扎在纸盒无盖一面，捡球时只需很小的下压力即可将乒乓球压入盒中。

6.根据权利要求1所述的一种用于乒乓球的捡拾机器人，其特征在于：捡球装置是利用无盖盒子和弹力绳制成，将弹力绳裁剪为相同长度并按照固定间隔距离绑扎在纸盒无盖一面，捡球时只需很小的下压力即可将乒乓球压入盒中。

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