本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種智能網(wǎng)球機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前尚無(wú)全自動(dòng)撿球機(jī)器人，現(xiàn)有輔助撿球器械只能一定程度上輔助用戶撿球；現(xiàn)有發(fā)球機(jī)器人用戶操控體驗(yàn)性差，缺乏智能性，且無(wú)法與撿球機(jī)器人配合運(yùn)作；目前缺乏一個(gè)能夠全自動(dòng)同時(shí)完成網(wǎng)球場(chǎng)撿球、發(fā)球動(dòng)作的機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種智能網(wǎng)球機(jī)器人，能夠通過(guò)預(yù)先設(shè)定好的規(guī)劃實(shí)現(xiàn)自主撿球、發(fā)球，且其可靠性強(qiáng)、效率高。

實(shí)施本發(fā)明的具體方案如下：

一種智能網(wǎng)球機(jī)器人，該機(jī)器人包括運(yùn)動(dòng)底盤機(jī)構(gòu)、支架、撿球機(jī)構(gòu)、發(fā)球機(jī)構(gòu)、攝像頭以及儲(chǔ)球筐；運(yùn)動(dòng)底盤模塊包括運(yùn)動(dòng)底盤、車輪、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制器；撿球機(jī)構(gòu)包括傳送帶、減速電機(jī)和傳送機(jī)架；發(fā)球機(jī)構(gòu)包括發(fā)球電機(jī)、摩擦輪和發(fā)球管道；其中，傳送機(jī)架的頂端設(shè)有出球槽，傳送機(jī)架的底端設(shè)有進(jìn)球槽，攝像頭固定在運(yùn)動(dòng)底盤上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制器均布置在運(yùn)動(dòng)底盤上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與車輪連接，運(yùn)動(dòng)底盤的支撐架均與撿球機(jī)構(gòu)的傳送機(jī)架、發(fā)球機(jī)構(gòu)的發(fā)球管道和儲(chǔ)球筐固聯(lián)；傳送帶和減速電機(jī)均固定在傳送機(jī)架上，減速電機(jī)與傳送帶連接；摩擦輪內(nèi)置在發(fā)球管道上，并由固定在發(fā)球管道上的發(fā)球電機(jī)驅(qū)動(dòng)，儲(chǔ)球筐的出球口與發(fā)球管道的進(jìn)球口固聯(lián)，儲(chǔ)球筐的進(jìn)球口與傳送機(jī)架的出球槽對(duì)接；其中，發(fā)球電機(jī)、減速電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、攝像頭均與控制器連接，攝像頭將捕獲到的圖像傳輸?shù)娇刂破?，?dāng)需要撿球時(shí)，控制器接收?qǐng)D像并對(duì)其處理后發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)到球的位置，控制器依據(jù)球的位置發(fā)送對(duì)準(zhǔn)指令控制減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送機(jī)架的進(jìn)球槽對(duì)準(zhǔn)球，并同時(shí)發(fā)送撿球指令驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到球完全進(jìn)入進(jìn)球槽，控制器發(fā)送控制指令控制減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，傳送帶將位于傳送機(jī)架的進(jìn)球槽的球傳送到頂端并通過(guò)傳送機(jī)架的出球槽送入儲(chǔ)球筐；攝像頭將捕獲的圖像傳輸?shù)娇刂破?，控制器通過(guò)圖像判斷球場(chǎng)球的數(shù)量，當(dāng)需要發(fā)球時(shí)，控制器發(fā)送發(fā)射指令控制發(fā)球電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)并將儲(chǔ)球筐的球發(fā)射出去。

進(jìn)一步地，所述球?yàn)榫W(wǎng)球、乒乓球或羽毛球。

進(jìn)一步地，運(yùn)動(dòng)底盤采用鋁合金或碳纖維材料制造。

進(jìn)一步地，車輪為麥克納姆輪或萬(wàn)向輪。

進(jìn)一步地，減速電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)、直流有刷減速電機(jī)或交流無(wú)刷減速電機(jī)。

進(jìn)一步地，傳送機(jī)架采用亞克力材料。

有益效果：

1、本發(fā)明智能化使得用戶操控體驗(yàn)性好，智能性高，且發(fā)球與撿球合成一體化機(jī)器人，使得給人們生活帶來(lái)了極大的便利。

2、本發(fā)明通過(guò)預(yù)先設(shè)定好的規(guī)劃實(shí)現(xiàn)了自主撿球、發(fā)球，且其可靠性強(qiáng)、效率高。

3、本發(fā)明研制的機(jī)器人能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定、全自動(dòng)地?fù)炱?、發(fā)射網(wǎng)球供練習(xí)者擊打，且該機(jī)器人提供遠(yuǎn)程控制功能，使用者可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)監(jiān)視網(wǎng)球識(shí)別狀況并手動(dòng)介入控制，對(duì)使用者帶了全新一體化智能全方位體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的外觀立體圖；

圖2為本發(fā)明的傳送機(jī)架三視圖；

圖3為本發(fā)明的球筐及發(fā)球管道三視圖。

圖4為本發(fā)明的45度正視圖。

其中，1-運(yùn)動(dòng)底盤機(jī)構(gòu),2-撿球機(jī)構(gòu),3-發(fā)球機(jī)構(gòu),4-儲(chǔ)球筐。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供了一種本發(fā)明提供了一種智能網(wǎng)球機(jī)器人，該機(jī)器人包括運(yùn)動(dòng)底盤機(jī)構(gòu)1、支架、撿球機(jī)構(gòu)2、發(fā)球機(jī)構(gòu)3、攝像頭以及儲(chǔ)球筐4；運(yùn)動(dòng)底盤模塊1包括運(yùn)動(dòng)底盤、車輪、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制器；撿球機(jī)構(gòu)2包括傳送帶、減速電機(jī)和傳送機(jī)架；發(fā)球機(jī)構(gòu)3包括發(fā)球電機(jī)、摩擦輪和發(fā)球管道；其中，傳送機(jī)架的頂端設(shè)有出球槽，傳送機(jī)架的底端設(shè)有進(jìn)球槽，攝像頭固定在運(yùn)動(dòng)底盤上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制器均布置在運(yùn)動(dòng)底盤上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與車輪連接，運(yùn)動(dòng)底盤的支撐架均與撿球機(jī)構(gòu)2的傳送機(jī)架、發(fā)球機(jī)構(gòu)3的發(fā)球管道和儲(chǔ)球筐4固聯(lián)；傳送帶和減速電機(jī)均固定在傳送機(jī)架上，減速電機(jī)與傳送帶連接；摩擦輪內(nèi)置在發(fā)球管道上，并由固定在發(fā)球管道上的發(fā)球電機(jī)驅(qū)動(dòng)，儲(chǔ)球筐4的出球口與發(fā)球管道的進(jìn)球口固聯(lián)，儲(chǔ)球筐4的進(jìn)球口與傳送機(jī)架的出球槽對(duì)接；其中，發(fā)球電機(jī)、減速電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、攝像頭均與控制器連接，攝像頭將捕獲到的圖像傳輸?shù)娇刂破?，?dāng)需要撿球時(shí)，控制器接收?qǐng)D像并對(duì)其處理后發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)到球的位置，控制器依據(jù)球的位置發(fā)送對(duì)準(zhǔn)指令控制減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送機(jī)架的進(jìn)球槽對(duì)準(zhǔn)球，并同時(shí)發(fā)送撿球指令驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到球完全進(jìn)入進(jìn)球槽，控制器發(fā)送控制指令控制減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，傳送帶將位于傳送機(jī)架的進(jìn)球槽的球傳送到頂端并通過(guò)傳送機(jī)架的出球槽送入儲(chǔ)球筐4；攝像頭將捕獲的圖像傳輸?shù)娇刂破鳎刂破魍ㄟ^(guò)圖像判斷球場(chǎng)球的數(shù)量，當(dāng)需要發(fā)球時(shí)，控制器發(fā)送發(fā)射指令控制發(fā)球電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)并將儲(chǔ)球筐4的球發(fā)射出去。

應(yīng)用于網(wǎng)球擊球訓(xùn)練時(shí)自動(dòng)撿起網(wǎng)球并發(fā)出網(wǎng)球。該機(jī)器人能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定、全自動(dòng)地?fù)炱稹l(fā)射網(wǎng)球供練習(xí)者擊打。該機(jī)器人提供遠(yuǎn)程控制功能，使用者可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)監(jiān)視網(wǎng)球識(shí)別狀況并手動(dòng)介入控制。

運(yùn)動(dòng)底盤由鋁合金相互固定組合而成，具有穩(wěn)定、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)。底盤使用四個(gè)麥克納姆輪。通過(guò)控制四個(gè)麥克納姆輪的旋轉(zhuǎn)方向，可以實(shí)現(xiàn)底盤在所有方向的平移以及旋轉(zhuǎn)。左前右后和右前左后分別順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)左右平移。所有輪同一方向旋轉(zhuǎn)可前后移動(dòng)。左側(cè)右側(cè)分別順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)可向左或向右原地旋轉(zhuǎn)。三種運(yùn)動(dòng)方式組合起來(lái)可實(shí)現(xiàn)所有方向上的運(yùn)動(dòng)，具有較高靈活性。

撿球機(jī)構(gòu)為橡膠材質(zhì)的傳送帶，由兩個(gè)直流有刷減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。該傳送帶傾斜著安裝在機(jī)器人左側(cè)(前視)。傳送帶安裝在傳送機(jī)架上，傳送機(jī)架作為球的上升通道。傳送帶一端貼近地面，一段貼近儲(chǔ)球筐4。在撿球時(shí)，機(jī)器人移動(dòng)至網(wǎng)球附近，使得傳送機(jī)架貼近地面的一端靠近網(wǎng)球。傳送帶開始旋轉(zhuǎn)，將網(wǎng)球撥進(jìn)傳送機(jī)架，并使網(wǎng)球上升至傳送機(jī)架另一端。網(wǎng)球隨即從傳送機(jī)架上端滑入儲(chǔ)球筐4，完成一次撿球。

發(fā)球機(jī)構(gòu)安裝在儲(chǔ)球筐4下部。一個(gè)截面為正方形的彎曲的發(fā)球管道與儲(chǔ)球筐4下部連接。發(fā)球管的出射管呈45度向上彎曲。在發(fā)球管道前部?jī)蓚?cè)的側(cè)板上有長(zhǎng)方形孔，嵌有摩擦輪，摩擦輪與兩個(gè)高速電機(jī)向連，高速電機(jī)固定在發(fā)球管道外側(cè)。網(wǎng)球從球筐進(jìn)入發(fā)球管道，經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的摩擦輪，獲得動(dòng)能，從發(fā)球管道開口射出。通過(guò)調(diào)節(jié)兩摩擦輪的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)發(fā)球力度、角度、方向以及旋轉(zhuǎn)的控制。

儲(chǔ)球筐4為一漏斗形的亞克力材質(zhì)筐，由兩根連接在底盤上的鋁材支撐，保證其可容納大量網(wǎng)球而不搖晃或傾倒。儲(chǔ)球筐4后部與撿球機(jī)構(gòu)的傳送機(jī)架連接，下部與發(fā)球管道連接。

工作時(shí)，機(jī)器人通過(guò)控制器處理攝像頭捕獲的圖像自動(dòng)找到網(wǎng)球位置，并控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)到網(wǎng)球附近，將傳送機(jī)架的進(jìn)球槽對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)球，然后機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)，使得網(wǎng)球進(jìn)入傳送機(jī)架，同時(shí)傳送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)，網(wǎng)球被傳送帶上的擋板撥進(jìn)傳送機(jī)架。由于傳送機(jī)架下部及兩側(cè)封閉，網(wǎng)球不會(huì)從傳送機(jī)架出去。網(wǎng)球經(jīng)由傳送機(jī)架上升至傳送帶上端，沿傳送機(jī)架末端的坡道進(jìn)入儲(chǔ)球筐4。

當(dāng)需要發(fā)球時(shí)，網(wǎng)球從儲(chǔ)球筐4進(jìn)入發(fā)球管道。網(wǎng)球進(jìn)入發(fā)球管道后，沿管道行進(jìn)至發(fā)球摩擦輪附近。由于向前滾動(dòng)的慣性，網(wǎng)球與高速旋轉(zhuǎn)的摩擦輪上下輪發(fā)生接觸。在摩擦力的作用下，網(wǎng)球被吸入上下摩擦輪中間的空隙中。由于空隙的寬度略小于網(wǎng)球的直徑，被擠壓變形的網(wǎng)球與摩擦輪之間的摩擦力大大增加。在摩擦輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)下，網(wǎng)球獲得較大的速度，從摩擦輪中間飛出。通過(guò)控制摩擦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止可以控制網(wǎng)球發(fā)射的頻率；控制兩摩擦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)球的發(fā)球距離、旋轉(zhuǎn)和方向。兩摩擦輪一同高速旋轉(zhuǎn)，可增大發(fā)球距離；一同低速旋轉(zhuǎn)，可減小發(fā)球距離。兩摩擦輪差速旋轉(zhuǎn)，可控制發(fā)球方向

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。