[发明专利]智能一体化捡网球机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能机器人，尤其涉及一种能帮助人们捡网球的智能型机器人。

背景技术

近年来随着我国国民经济的不断发展，我们身边有了越来越多的网球场，也有越来越多的人爱好上了网球这项运动，网球作为一种时尚的运动已经走入大家的生活当中。但是捡网球的过程会消耗运动员大量的体力和精力，因此设计这样一台智能一体化捡网球机器人具有非常重要的意义。

目前已有一些技术方案，归纳一下主要分为以下四类：

第一类为手推式的捡球机。如专利号为CN200520059678.3，CN200820208298.5，CN200920151753.7，CN201010128641.7，CN200920090792.0。此类作品需要靠人推着车去捡球，无智能装置。

第二类为电动控制的捡球机。如专利号CN2000910047811.6，CN200910304958.9，CN200820042478.0，CN201010193232.5。此类作品需要靠人操控完成捡球，无智能装置。

第三类为自动控制的捡球车。如专利号CN200710190398.X。此类作品每次只能捡一个球，效率较低。而且没有避人避障等一些基本的控制，仅限用于实验，智能性较差。

第四类为基于使用上位机和场地摄像头总体控制下的机器人。如专利号CN200810188136.4，CN200810183233.4。此类作品的控制方式仅适用于大规模的网球场，系统控制方式较为复杂，成本较高，且机器人必须依靠外部通讯，更换场地就无法顺利工作，自主性较差。

发明内容

本发明是要提出一种无需依靠外部通讯和场地摄像头，通过自身摄像头即可自主识别并收集场地网球的智能一体化捡网球机器人，该机器人运行方式可以是单机运行的方式也可以是多机协同的方式，并且一次能捡多个球，能储存几十个球，具有很高的效率，以及能有效的识别和躲避包括墙壁和人在内的种种障碍物。

本发明的技术方案是：一种智能一体化捡网球机器人，由信息获取系统，控制系统，执行系统，移动载体和拾取装置组成，其特点是：信息获取系统包括摄像头、红外探测器、超声波测距器，其中：摄像头用来连续拍摄场地图片，红外探测器用来感应球在移动载体内部的位置；超声波测距器用来感应移动载体前的障碍物；控制系统包括图像处理模块和总体控制模块，执行系统包括调速调节模块、电机驱动模块、车轮电机、拾球电机、拨球电机和无线收发模块；摄像头通过图像处理模块与总体控制模块连接，将连续拍摄的场地图片数据信号传输到控制系统，红外探测器和超声波测距器分别与总体控制模块连接，将球在移动载体内部的位置和移动载体前的障碍物信息数据信号传输到控制系统，控制系统对数据进行处理和分析后，分别输出控制信号给执行系统中的电机驱动模块，电机驱动模块分别连接车轮电机，拾球电机和拨球电机，用于分别驱动车轮电机，拾球电机和拨球电机，使移动载体和拾取装置动作。

移动载体由捡球机构壳体、储球器、控制系统安放平台、车轮电机、驱动轮以及导向轮组成；捡球机构壳体前部设有储球器，后部装有拾取装置，中部装有拨球系统，拾取装置上面设有控制系统安放平台，捡球机构壳体底部前端两侧分别装有一个导向轮，后端两侧分别装有一个车轮电机及驱动轮，捡球机构壳体前端面上装有超声波测距器，上面装有摄像头，控制系统安放平台上装有速度调节模块和电机驱动模块。  

捡球机构壳体包括壳体前壁、壳体侧壁、壳体后壁、壳体顶盖、中央支撑壁以及中央支撑板；其中，壳体前壁竖直安装，壳体侧壁竖直安装并垂直于壳体前壁，并使壳体侧壁最低处比壳体前壁最低处低一个球的间隔，壳体后壁安装于捡球机构壳体尾端，中央支撑壁安装于整个捡球机构壳体后端五分之一处，中央支撑板水平安置从中央支撑壁连接到壳体后壁，壳体顶盖沿壳体侧壁最后最高点向前沿侧壁边缘线安装直至挡住整个捡球机构壳体的后半部分。

储球器包括储球底板和储球后壁；储球底板、储球后壁、机体前壁同机体侧壁在整个捡球机构壳体前侧组成一个储球器。

拾取装置由拾球系统和拨球系统组成，拾球系统包括拾球电机、链轮、链条、连接用紧固件、拾球框以及拾球橡皮筋；拨球系统包括拨球电机，连接法兰以及拨球扳；拾球电机安装于中央支撑板下方的中央并且在竖直方向安装链轮，并且在主动链轮正上方安装一导向链轮，链条安装于两链轮之间，拾球框位于中央支撑壁的前侧，通过紧固件将拾球框与链条连接，拾球橡皮筋距离安装于拾球框中，拨球电机安装于中央支撑壁上部并通过法兰同拨球板相连接。

总体控制模块与电机驱动模块之间连接有速度调节模块。