本發(fā)明屬于回收裝置，具體涉及一種象鼻式的全自動(dòng)夜間回收高爾夫球機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的用途越來(lái)越廣，開(kāi)始從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向軍事、醫(yī)療、服務(wù)等領(lǐng)域滲透。人們?cè)诖蚯蚝髸?huì)有大量的高爾夫球散落在場(chǎng)地上，靠人撿球既累又耗時(shí)，與此同時(shí)，由于人們懶惰性帶來(lái)的一系列身體問(wèn)題逐漸引起人們對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的重視，如果能將體育運(yùn)動(dòng)中一些服務(wù)性的工作交給機(jī)器人來(lái)完成，那么體育運(yùn)動(dòng)就達(dá)到了一種自動(dòng)化加娛樂(lè)性雙重效果了。此外，高爾夫運(yùn)動(dòng)大都在白天，因此，研制出一種能夠在夜間自動(dòng)的回收高爾夫球的機(jī)器人具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種象鼻式的全自動(dòng)夜間回收高爾夫球機(jī)器人。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性廣，造價(jià)便宜，因此能夠大量制作，并廣泛使用，回收過(guò)程完全自動(dòng)化，不需要人手操控，能夠節(jié)省人力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:

一種象鼻式的全自動(dòng)夜間回收高爾夫球機(jī)器人，包括移動(dòng)平臺(tái)和與移動(dòng)平臺(tái)連接的雙目視覺(jué)系統(tǒng)、上、下車箱和回收箱，其中雙目視覺(jué)系統(tǒng)位于移動(dòng)平臺(tái)上的前部，雙目視覺(jué)系統(tǒng)由兩個(gè)圖像采集裝置組成，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡與智能控制系統(tǒng)連接，上下車箱緊鄰雙目視覺(jué)系統(tǒng)，位于移動(dòng)平臺(tái)的前部，回收箱設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)的后部，通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸與移動(dòng)平臺(tái)連接，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是：還設(shè)有：

拾取機(jī)構(gòu)，位于上車箱上，主要由微型真空泵、堵氣機(jī)構(gòu)、吸氣嘴、通道機(jī)構(gòu)和支柱組成，微型真空泵的吸氣口與通道機(jī)構(gòu)相連，排氣口延伸向車箱外，吸氣嘴一端與通道機(jī)構(gòu)連接，另一端通過(guò)吸管延伸出車箱外，堵氣機(jī)構(gòu)設(shè)置在通道機(jī)構(gòu)中部，支柱位于通道機(jī)構(gòu)正下方，并與其連接；

照明系統(tǒng)，設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)正前方。

所述堵氣機(jī)構(gòu)主要由電磁鐵、彈簧、連桿、堵氣蓋和微動(dòng)開(kāi)關(guān)組成，電磁鐵通過(guò)連桿與通道機(jī)構(gòu)連接，彈簧一端與連桿連接，另一端固定在支柱上，微動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置在堵氣蓋上，堵氣蓋位于通道機(jī)構(gòu)中部，并與連桿連接。

所述通道機(jī)構(gòu)由管道、毛刷、篩網(wǎng)和紅外傳感器組成，其中：管道分為第一管道與第二管道，第一管道平行于地面，其一端通過(guò)吸管與吸氣嘴連通，另一端與第二管道連通；第二管道出口處向下傾斜，毛刷位于第二管道的入口處、篩網(wǎng)位于第二管道的中間位置，紅外傳感器位于第二管道的出口處，并通過(guò)連桿與電磁鐵連接，紅外傳感器的左側(cè)為發(fā)射端，右側(cè)為接收端。

所述第二管道的傾斜度為30°。

所述照明系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連，通過(guò)雙目視覺(jué)系統(tǒng)采集到的信息控制照明燈的開(kāi)關(guān)及亮度。

所述的雙目視覺(jué)系統(tǒng)位于移動(dòng)平臺(tái)上的前部，圖像采集裝置距地面50cm，兩個(gè)裝置相距50cm，面向移動(dòng)平臺(tái)的前方，聚焦于移動(dòng)平臺(tái)100cm處。

本發(fā)明的工作過(guò)程如下：

當(dāng)整個(gè)裝置初始化完成后，雙目視覺(jué)系統(tǒng)首先采集圖像，對(duì)所述的圖像進(jìn)行分析，當(dāng)天色暗沉而無(wú)法成像時(shí)控制系統(tǒng)控制照明燈使其轉(zhuǎn)換為“開(kāi)”狀態(tài)并根據(jù)成像效果自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度，再次采集圖像進(jìn)行分析，檢索出機(jī)械手前方是否存在高爾夫球，如果沒(méi)有，移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)差速逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)60°，視覺(jué)系統(tǒng)再次采集圖像并分析，如果移動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)一周后，視覺(jué)系統(tǒng)仍沒(méi)發(fā)現(xiàn)可拾取的球，則裝置返回卸載處；如果所述的視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)高爾夫球，則將計(jì)算出球所處的空間位置，判斷是否為拾取點(diǎn)，若是則將拾取的命令傳遞到控制系統(tǒng)，若不是則控制系統(tǒng)控制機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置的左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人直走或轉(zhuǎn)彎，使機(jī)器人移動(dòng)到高爾夫球相應(yīng)的位置；控制系統(tǒng)控制機(jī)器人啟動(dòng)微型真空泵，使真空泵吸氣，將球吸入管道內(nèi)，當(dāng)球碰撞到堵氣蓋上的微動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，真空泵停止工作，電磁鐵開(kāi)始通電并且工作，在磁鐵拉力和連桿的作用下，堵氣蓋被拉開(kāi)，球落到移動(dòng)平臺(tái)后方回收箱內(nèi)，當(dāng)高爾夫球滑過(guò)管道末端處時(shí)，出口兩側(cè)的紅外傳感器計(jì)數(shù)，電磁鐵同時(shí)斷電停止工作，在固定在支柱上的彈簧和電磁鐵內(nèi)部彈簧的作用下堵氣蓋復(fù)位，繼續(xù)去回收下一個(gè)球，當(dāng)回收箱中的高爾夫球越來(lái)越多達(dá)到設(shè)定值時(shí)，機(jī)器人接受到控制系統(tǒng)發(fā)出的命令則停止拾取動(dòng)作，回到指定的位置自行卸載，然后再次回到球場(chǎng)繼續(xù)工作。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明利用控制系統(tǒng)控制照明燈的開(kāi)啟與閉合狀態(tài)以及光照強(qiáng)度，這里通過(guò)雙目視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)到的信息判斷環(huán)境，從而控制照明燈，使其能夠在黑暗中完成回收高爾夫球的工作，管道內(nèi)的毛刷能除去球上的灰塵，篩網(wǎng)可以過(guò)濾同球一起被吸進(jìn)來(lái)的碎石，起到自動(dòng)清潔的作用，同時(shí)也可使紅外傳感器避免因碎石而產(chǎn)生的計(jì)數(shù)差錯(cuò)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性廣，造價(jià)便宜，因此能夠大量制作，并廣泛使用，回收過(guò)程完全自動(dòng)化，不需要人手操控，能夠節(jié)省人力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體系統(tǒng)圖；

圖2為本發(fā)明拾取機(jī)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明電腦端控制照明燈程序流程圖。

圖中：1.上車箱 2.雙目視覺(jué)系統(tǒng) 3.照明燈 4.下車箱 5.移動(dòng)平臺(tái) 6.吸管 7.吸氣嘴 8.輪子 9.回收箱 10.微型真空泵 11.第一管道 12.堵氣蓋 13.微動(dòng)開(kāi)關(guān) 14.毛刷 15.第二管道 16.篩網(wǎng) 17.紅外傳感器 18.彈簧 19.垃圾箱 20.連桿 21.電磁鐵 22.支柱 23.蓄電池 24.吸氣口 25.排氣口。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施過(guò)程對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

實(shí)施例：

如圖1所示，一種象鼻式的全自動(dòng)夜間回收高爾夫球機(jī)器人，由移動(dòng)平臺(tái)5和與移動(dòng)平臺(tái)5連接的雙目視覺(jué)系統(tǒng)2、上車箱1、下車箱4、拾取機(jī)構(gòu)、回收箱9、照明燈3構(gòu)成。移動(dòng)平臺(tái)5為四輪驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，每一個(gè)輪子8均配有單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，當(dāng)控制器接到運(yùn)動(dòng)指令是時(shí)，每個(gè)電機(jī)自主根據(jù)控制器局域網(wǎng)總線協(xié)議的指令調(diào)整其轉(zhuǎn)速、加速度及工作時(shí)間，如所述移動(dòng)平臺(tái)5要左轉(zhuǎn)時(shí)，則右邊兩個(gè)輪子8的運(yùn)動(dòng)速度大于左邊兩個(gè)輪子8，實(shí)現(xiàn)差速左轉(zhuǎn)。

吸氣嘴7由軟膠管道做成，位于機(jī)器人正前方，頂部為漏斗狀，方便吸入高爾夫球，后部穿過(guò)上車箱1與吸管6相連。照明燈3與智能控制系統(tǒng)相連，電腦端通過(guò)雙目視覺(jué)系統(tǒng)2采集到的信息來(lái)判斷外界環(huán)境，從而決定照明燈3的開(kāi)啟與閉合狀態(tài)，并根據(jù)成像效果自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度。上車箱1、下車箱4緊鄰雙目視覺(jué)系統(tǒng)2，位于移動(dòng)平臺(tái)5的前部?；厥障?設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)5的后部，通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸與移動(dòng)平臺(tái)5連接。

如圖2所示，該部分為整體系統(tǒng)的拾取機(jī)構(gòu)部分，整個(gè)拾取機(jī)構(gòu)設(shè)置在圖1中的上車箱1內(nèi)，從左到右為微型真空泵10、蓄電池23、通道機(jī)構(gòu)、支柱22、堵氣機(jī)構(gòu)和垃圾箱19。通道機(jī)構(gòu)由第一管道11、第二管道15、微動(dòng)開(kāi)關(guān)13、毛刷14、篩網(wǎng)16和紅外傳感器17組成；堵氣機(jī)構(gòu)由電磁鐵21、連桿20、彈簧18和堵氣蓋12組成。蓄電池23與微型真空泵10連接，微型真空泵10通過(guò)吸氣口24與第一管道11相連，排氣口10延伸向上車箱1外。支柱22位于第一管道11和第二管道15交接處的正下方，并與其相連，起支撐作用。第一管道11平行于地面，并通過(guò)吸管6與吸氣嘴7連通，起運(yùn)輸作用；第二管道15出口處向下傾斜，傾角為30°，毛刷14和篩網(wǎng)16均設(shè)置在第二管道15內(nèi)，毛刷14位于第二管道15的入口處，篩網(wǎng)16位于第二管道15的中間位置，起清潔和運(yùn)輸作用，紅外傳感器17位于第二管道15的出口處，通過(guò)連桿20與電磁鐵21連接，紅外傳感器17的左側(cè)為發(fā)射端，右側(cè)為接收端，起計(jì)數(shù)作用。堵氣機(jī)構(gòu)位于通道機(jī)構(gòu)中部，堵氣蓋12銜接第一管道11與第二管道15，電磁鐵21、彈簧18及堵氣蓋12均與連桿20連接，彈簧18的另一端固定在支柱22上，微動(dòng)開(kāi)關(guān)13設(shè)置在堵氣蓋12上，垃圾箱19設(shè)置在篩網(wǎng)16的正下方。

如圖3所示，電腦端通過(guò)雙目視覺(jué)系統(tǒng)采集到的信息控制照明燈，其工作流程是：

步驟201：初始化攝像機(jī)和開(kāi)啟電腦端；

步驟202：攝像機(jī)同時(shí)獲取圖像，并傳至電腦端；

步驟203：對(duì)獲取的兩幅圖像的亮度做直方圖均衡化處理，使圖像更加清晰；

步驟204：對(duì)白色像素做二值化處理，去除非白色區(qū)域；

步驟205：對(duì)二值圖像做腐蝕處理，腐蝕掉白色細(xì)微小塊，去除干擾；

步驟206：膨脹處理，對(duì)大的白色區(qū)適度還原；

步驟207：判斷是否成像，若是則跳至209步，若不是則跳至208步；

步驟208：將照明燈狀態(tài)改為“開(kāi)”，返回至202步；

步驟209：判斷燈光強(qiáng)度，偏強(qiáng)則跳至210步，偏弱則跳至211步，適中則跳至212步；

步驟210：降低檔位，返回至202步；

步驟211：上升檔位，返回至202步；

步驟212：外形校對(duì)。