專利名稱：智能撿球機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，尤其涉及一種智能撿球機(jī)器人。
背景技術(shù)：
機(jī)器人獨(dú)立完成一項(xiàng)任務(wù)，其必要性正日益在人們的生活生產(chǎn)過程中凸現(xiàn)。而機(jī)器人能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行定位，并且在一定的范圍內(nèi)快速的鎖定目標(biāo)，也成為機(jī)器人發(fā)展中一 個(gè)急需解決的問題。為了更好的完成任務(wù)，也離不開精確的控制。同時(shí)，在目前各種小球類 的體育比賽中，例如乒乓球、網(wǎng)球等，人們可以經(jīng)?？吹角驁雠缘墓ぷ魅藛T以快速的步伐跑 入場內(nèi)，將打落的球撿走，其不僅影響比賽的進(jìn)程，也消耗了部分的人力。如何將機(jī)器人運(yùn) 用在賽場上，已變得越來越值得探索研究的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種智能撿球機(jī)器人，通過控制該機(jī)器人，可以將球場內(nèi) 打落在地的球進(jìn)行收集，并可根據(jù)球的不同顏色進(jìn)行分類。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種智能撿球機(jī)器人，包括吸球裝 置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置和遙控器，其中，所述的遙控器發(fā)出無線信號并通過無 線信號控制所述的吸球裝置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，所述的吸球裝置包括齒輪、履帶、扎帶、馬達(dá)和支撐 桿，所述的齒輪分別安裝在支撐桿的兩端，所述的履帶安裝在齒輪上，履帶的大小與齒輪的 大小相匹配，履帶上安裝有若干的扎帶，所述的馬達(dá)安裝在機(jī)器人前端的支撐桿上，該馬達(dá) 通過電線與齒輪相連接，馬達(dá)帶動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，所述的扎帶為尼龍材質(zhì)。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，所述的履帶上有若干的小孔，兩個(gè)小孔之間的間隔 為2厘米，扎帶置于小孔中。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，所述的吸球裝置與地面形成的一定的傾斜角，該角 度在45度至80度之間。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，所述的升降及存球裝置包括升降支架、托板、若干 根金屬桿和升降控制處理器，所述的升降控制處理器安裝在機(jī)器人的底板上，通過電線與 升降支架連接，所述的若干根金屬桿位于托板上。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，所述的托板的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，機(jī)械抓手裝置包括機(jī)械爪、控制處理器和伸縮桿， 所述的控制處理器安裝在伸縮桿的前端，所述的機(jī)械爪安裝在控制處理器下方，由控制處 理器控制伸縮桿的長度及機(jī)械爪的抓放時(shí)間。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，進(jìn)一步包括機(jī)器人移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，所述的機(jī)器人 移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器安裝在小車的底部，控制小車的移動(dòng)。上述的智能撿球機(jī)器人，其中，進(jìn)一步包括一攝像頭，所述的攝像頭安裝在機(jī)械爪的上方，與控制處理器連接，所述的控制處理器采用HSV色彩空間模型來比對顏色。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于該智能撿球機(jī)器人，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，制作成本低，節(jié)約人力，吸球的速度快，效率高。


圖1是本發(fā)明智能撿球機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明智能撿球機(jī)器人的吸球裝置和升降及存球裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明如圖1所示，智能撿球機(jī)器人包括吸球裝置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置和遙 控器，遙控器通過無線信號控制吸球裝置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置。吸球裝置包括 齒輪1、履帶2、扎帶3、馬達(dá)4和支撐桿，齒輪1分別安裝在支撐桿的兩端，履帶2安裝在齒 輪1上，履帶2的大小與齒輪1的大小相匹配，履帶2上安裝有若干的扎帶3，所述的馬達(dá) 4安裝在機(jī)器人前端的支撐桿上，馬達(dá)4通過電線與齒輪1相連接，馬達(dá)4帶動(dòng)齒輪1的轉(zhuǎn) 動(dòng)，扎帶3為尼龍材質(zhì)。履帶2上有若干的小孔，兩個(gè)小孔之間的間隔為2厘米，扎帶3置 于小孔中。吸球裝置與地面形成的一定的傾斜角，該角度在45度至80度之間。升降及存 球裝置包括升降支架7、托板8、若干根金屬桿9和升降控制處理器5，升降控制處理器5安 裝在機(jī)器人的底板上，通過電線與升降支架7連接，所述的若干根金屬桿9位于托板8上， 托板8的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。機(jī)械抓手裝置包括機(jī)械爪6、控制處理器10和伸縮桿11，控制 處理器10安裝在伸縮桿11的前端，機(jī)械爪6安裝在控制處理器10下方，由控制處理器10 控制伸縮桿11的長度及機(jī)械爪6的抓放時(shí)間。智能機(jī)器人進(jìn)一步包括機(jī)器人移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控 制器10，機(jī)器人移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器10安裝在小車的底部，控制小車的移動(dòng)。在機(jī)械爪6的上 方安裝攝像頭12，與控制處理器10連接，控制處理器10采用HSV色彩空間模型來比對顏 色。吸球裝置與升降及存球裝置間有一定的空隙，此空隙大小由吸球裝置與地面形成的傾 斜角度和升降及存球裝置的高度所決定，最大不能超過所吸球的直徑大小。升降及存球裝 置的高度要低于吸球裝置的高度。同時(shí)，履帶的轉(zhuǎn)送方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。遙控器通過無線 信號將不同的指令分別發(fā)送給馬達(dá)4、升降控制器5和控制處理器10，當(dāng)馬達(dá)4接收到指令 信號后，根據(jù)指令控制履帶2的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，及吸球裝置與地面形成的傾斜角度。當(dāng)升降控制 器5接收到指令信號后，根據(jù)指令控制升降支架7的高度，當(dāng)控制處理器10接收到指令信 號后，根據(jù)指令控制伸縮桿11的長度及方位，并控制機(jī)械爪6的抓放時(shí)間，同時(shí)給攝像頭12 指令，讓攝像頭12攝取到的物體(本實(shí)施例指球)的顏色，并將顏色由光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號，與控制處理器10里的HSV色彩空間模型進(jìn)行顏色的比對，以此來給機(jī)械爪6發(fā)送信 號。如圖2所示，本發(fā)明自動(dòng)吸球裝置中的的吸附裝置和升降裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖，在圖中，履帶2上均勻的分布著若干小孔，小孔與小孔之間的間隔距離為2厘米，扎帶3 置于小孔中，并可根據(jù)實(shí)際的需求，調(diào)整扎帶3在履帶2上的密度。若該自動(dòng)吸球裝置用于 網(wǎng)球比賽時(shí)，考慮到網(wǎng)球的直徑一般在6. 5厘米，我們就間隔一個(gè)小孔安裝一個(gè)扎帶3，這 樣每兩個(gè)扎帶3當(dāng)中的間隔就為4厘米。若該自動(dòng)吸球裝置用于乒乓球比賽時(shí)，考慮到乒乓球的直徑一般在3-4厘米之間，我們可以在每個(gè)小孔上安裝扎帶3。在托板8上，有3條邊上均勻間隔的分布若干小孔，在每個(gè)小孔上安裝金屬桿9，托板8朝向吸附裝置的那條邊 上未設(shè)有小孔，并且不用安裝金屬桿9，安裝金屬桿9的目的是讓托板8和其上的金屬桿9 形成一個(gè)框，用于收納吸附好的球，托板9的寬度要比履帶2的寬度要寬。本發(fā)明智能撿球機(jī)器人的工作原理是，遙控器通過無線信號將不同的指令分別發(fā) 送給馬達(dá)4、升降控制器5和控制處理器10，機(jī)器人移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器10控制機(jī)器人移動(dòng)，馬 達(dá)4的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)履帶2轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)碰到地面上的球時(shí)，由于球的直徑比相鄰兩個(gè)扎帶3的寬度 要大，扎帶3將球嵌入其中，由履帶2帶送，逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到托板8上方時(shí)，由于 托板8與履帶2之間的間隔小于球的直徑，因而球被托板8擋住，此時(shí)由于履帶2繼續(xù)轉(zhuǎn)送 中，扎帶3的軟度，正好將球放落置托板8上，由于托板8上有金屬桿9所圍，故球置于托板 8上不易滑落，該自動(dòng)吸球裝置就完成了一次吸球的動(dòng)作，可由機(jī)器人移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器10 控制前往下一個(gè)球點(diǎn)繼續(xù)吸球。機(jī)器人對于已拾起的球的顏色通過攝像頭分析和對比，將 托板8上的不同顏色的球通過機(jī)械爪6放入相應(yīng)顏色的筐內(nèi)。在完成上述任務(wù)后，機(jī)器人 會自動(dòng)檢查每個(gè)筐內(nèi)是否有放錯(cuò)的球，如有放錯(cuò)則加以更正。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有在通過視覺技術(shù)區(qū)分開不同顏色的球，將其放入不同的筐內(nèi)，從 而達(dá)到及時(shí)控制的目的。而且本機(jī)器對于散落在地上的球的拾取效率也非常之高。還采用 了 HSV色彩空間模型，提高識別的準(zhǔn)確率；對圖像進(jìn)行向量化的處理，可以便于今后的遠(yuǎn)程 傳輸；改進(jìn)顏色標(biāo)識算法。而且機(jī)器人撿球效率高。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，吸球速度快，效率高，易推廣，節(jié)省人力，可直 接用于賽場清理、教學(xué)、娛樂、機(jī)器人演示等用途。
權(quán)利要求
一種智能撿球機(jī)器人，包括吸球裝置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置和遙控器，其特征在于，所述的遙控器發(fā)出無線信號并通過無線信號控制所述的吸球裝置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，所述的吸球裝置包括齒輪(1)、 履帶(2)、扎帶(3)、馬達(dá)(4)和支撐桿，所述的齒輪⑴分別安裝在支撐桿的兩端，所述的 履帶(2)安裝在齒輪(1)上，履帶(2)的大小與齒輪(1)的大小相匹配，履帶(2)上安裝有 若干的扎帶(3)，所述的馬達(dá)(4)安裝在機(jī)器人前端的支撐桿上，所述的馬達(dá)(4)通過電線 與齒輪(1)相連接，馬達(dá)(4)帶動(dòng)齒輪(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，所述的扎帶(3)為尼龍材質(zhì)。
4.如權(quán)利要求2所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，所述的履帶(2)上有若干的小 孔，兩個(gè)小孔之間的間隔為2厘米，扎帶(3)置于小孔中。
5.如權(quán)利要求1所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，所述的吸球裝置與地面形成的 一定的傾斜角，該角度在45度至80度之間。
6.如權(quán)利要求1所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，所述的升降及存球裝置包括升 降支架(7)、托板(8)、若干根金屬桿(9)和升降控制處理器(5)，所述的升降控制處理器 (5)安裝在機(jī)器人的底板上，通過電線與升降支架(7)連接，所述的若干根金屬桿(9)位于 托板⑶上。
7.如權(quán)利要求6所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，所述的托板(8)的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。
8.如權(quán)利要求1所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，機(jī)械抓手裝置包括機(jī)械爪(6)、 控制處理器(10)和伸縮桿(11)，所述的控制處理器(10)安裝在伸縮桿(11)的前端，所述 的機(jī)械爪(6)安裝在控制處理器(10)下方，由控制處理器(10)控制伸縮桿(11)的長度及 機(jī)械爪(6)的抓放時(shí)間。
9.如權(quán)利要求1所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，進(jìn)一步包括機(jī)器人移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控 制器(10)，所述的機(jī)器人移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器(10)安裝在小車的底部，控制小車的移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1所述的智能撿球機(jī)器人，其特征在于，進(jìn)一步包括一攝像頭(12)，所 述的攝像頭(12)安裝在機(jī)械爪(6)的上方，與控制處理器(10)連接，所述的控制處理器 (10)采用HSV色彩空間模型來比對顏色。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能撿球機(jī)器人，包括吸球裝置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置和遙控器，其中，所述的遙控器發(fā)出無線信號并通過無線信號控制所述的吸球裝置、升降及存球裝置、機(jī)械抓手裝置。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，吸球速度快，效率高，易推廣，節(jié)省人力，可直接用于賽場清理、教學(xué)、娛樂、機(jī)器人演示等用途。
文檔編號B07C5/342GK101837588SQ20091004781
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者樂曉辰, 李哲人, 沈仕杰, 沈騫 申請人:上海市向明中學(xué)