[发明专利]智能网球收集机器人和网球收集方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，尤其是一种自主寻球、自动收集网球的智能网球收集机器人和网球收集方法。

背景技术

网球运动是一项深受人们喜爱的运动，有着广泛的参与群体，随着人们生活水平的不断提高，网球运动的参与者也越来越多。但是在网球运动过程中，需要人工收集散落在场地内不同地方的网球，由于网球场地很大，人工捡球不仅浪费了大量的时间，而且也消耗了人们大量的体力，降低人们打球时的精力。因此，需要制造一款可以自动收集网球的机器，能够在网球运动或者训练时轻松的将散落在场地不同地方的网球自动收集并放置到指定位置，节省人们的体力和精力，提高网球运动的乐趣。为提高网球收集效率，目前有不同的网球收集方式，其中一种是通过人工手推捡球机的方式收集，例如专利号CN200820208298.5，此类捡球机减少人们捡球时的弯腰动作，可以节省体力，但是仍然需要人工推着车去捡，浪费人力，工作效率低；另外一种是一辆像清扫路面的扫地车一样的机器人，利用拨轮将网球扫进机器内部，但在收集过程中网球容易将拨轮的叶片打断，导致损坏，而且该捡球机是按照预先设定的路线将整个球场或者区域全部清扫一遍，工作效率低。这两种捡球机体积很大，不容易搬运，而且这两种捡球机都是利用四个车轮移动，转弯过程中会有收集死角无法收集网球，如果遇到地面不平整，四轮结构也容易导致捡球机翻倒。

发明内容

本申请人针对上述现有网球捡球机工作效率低、易损坏，以及体积大导致不容易搬运、收集死角、容易翻倒等问题，设计一种结构合理的智能网球收集机器人以及网球收集方法，体积小、重心低，自动化程度高，能实现自主寻球捡球并自动返回指定地点，将网球从机器人内部释放出来，有效节省人力，提高捡球效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种智能网球收集机器人，包括底盘，底盘上部安装有摄像头、舵机、工业控制机、单片机和继电器，摄像头安装在舵机上部，工业控制机分别与摄像头、舵机、单片机和继电器电气连接；底盘下部安装支架、三个车轮和三个电机，三个车轮呈等边三角形布置，车轮中间区域是网球存储区，相邻两车轮之间设置有门或者挡板，其中门与底盘之间通过可翻折的合页连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述门包括至少一个入口门和一个出口门，入口门和出口门下方的支架上安装电磁铁，电磁铁与继电器连接。

还包括电机驱动模块，电机驱动模块连接单片机和电机。

所述车轮通过联轴器与电机连接。

所述支架由中间的等边三角形框架和三角形每一边外侧的矩形框架构成，三角形框架和矩形框架在同一平面内，所述车轮安装在三角形框架的三个顶点的位置。

所述入口门方向的支架下方安装至少一个单向门，单向门通过合页与支架活动连接，单向门外侧安装限位块，限位块与支架固定连接。

所述入口门和出口门分别由水平和竖直的两块平板构成，水平平板与竖直平板之间相互垂直并固定连接，水平平板通过两个合页与底盘连接，可以绕合页转轴翻转。

所述挡板为安装在底盘或者支架的边缘，且位于两车轮之间的不能翻转的固定门。

一种使用上述智能网球收集机器人的网球收集方法，包含以下步骤：

第一步，自主寻球：舵机带动摄像头旋转对场地拍摄，工业控制机对图像进行分析处理，识别图像中的网球并选择目标网球，并发送信息给单片机，单片机控制三个车轮运动，机器人向目标网球移动；

第二步，收集网球：当机器人运动至距目标网球设定距离时，工业控制机发出开门指令，打开入口门；机器人继续向前运动，目标网球进入网球存放区；

第三步，停止收集和返回：当所收集的网球数量达到机器人设定的收纳容量时，或者球场上散落的网球已经被全部收集时，机器人停止收集；工业控制机将机器人坐标信息发送给单片机，单片机控制三个车轮运动，自动返回到初始点；

第四步，分离网球：机器人到达指定位置后，工业控制机发出开门指令，打开出口门；然后机器人沿出口门开口的反方向运动，网球存放区内的网球留在原地，从机器人内部分离出来。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一步中工业控制机发送给单片机的信息包括方向信息和距离信息，工业控制机分析舵机与初始方向之间的角度来确定网球的方向，并发送方向信息给单片机，单片机控制车轮转动，使入口门正对目标网球；工业控制机分析目标网球的大小计算网球与机器人的距离，向单片机发送距离信息，单片机控制三个车轮运动，机器人向目标网球移动。

本发明的有益效果如下：