[发明专利]基于视觉识别和全向移动的智能网球训练机器人及训练方法

摘要

本发明公开了基于视觉识别和全向移动的智能网球训练机器人及训练方法，属于光机电一体化设备和智能机器人技术领域。由全向移动底盘、发射机构云台、视觉识别系统和球仓机构四部分组成。主控芯片根据训练模式输出对应的命令状态，相应的执行元件发出对应的动作，测量元件把测量的数据反馈给主控芯片，并做出相应的调节动作。训练模式分为定点肌肉记忆模式、体能训练模式、高级技巧模式、随机球模式四种。全向移动可以快速精确的移动到指定位置，采用6字形供弹机构，实现了高频发球和变频发球；加入了Roll轴电机使得机器人具备发射多角度旋球的能力；采用视觉识别系统，从而实现智能化的训练目的。

主权项

1.基于视觉识别和全向移动的智能网球训练机器人，其特征在于，由全向移动底盘(1)、发射机构云台(2)、视觉识别系统(3)和球仓机构(4)四部分组成；全向移动底盘(1)包括麦克纳姆轮(1‑1)、法兰(1‑2)、底盘电机(1‑3)、减震悬挂(1‑4)、底盘机架(1‑5)、Yaw轴电机套(1‑6)、电池盒(1‑7)、红外对管(1‑8)和底盘主控板(1‑9)；发射机构云台(2)包括Yaw轴电机(2‑1)、Pitch轴电机(2‑2)、Roll轴电机(2‑3)、云台支架(2‑4)、拨弹盘(2‑5)、6字形供弹主体(2‑5‑1)、拨弹体(2‑5‑2)、一号摩擦轮电机及电调(2‑5‑3)、二号摩擦轮电机及电调(2‑5‑4)、光电收发器模块(2‑5‑5)、云台主控板(2‑6)、拨弹盘电机(2‑7)；视觉识别系统3包括摄像头(3‑1)、视觉主控板(3‑2)；球仓机构(4)包括球仓机架(4‑1)、立柱(4‑2)、存储仓(4‑3)、开漏机构(4‑4)；减震悬挂(1‑4)由四根减震支架、两根减震弹簧和一块减震底板组成；减震底板为方形，减震支架分布在减震底板四角，将底盘机架与减震底板活性连接，减震底板上表面开孔，连接两根减震弹簧的一端，减震弹簧的另一端与底盘机架活性连接；法兰(1‑2)固连在减震底板中间，将底盘电机(1‑3)与麦克纳姆轮(1‑1)活性连接，分布在减震底板两侧，上述的减震悬挂(1‑4)、底盘电机(1‑3)、法兰(1‑2)、麦克纳姆轮(1‑1)的组合一共有四个，两两一组分布在底盘机架的对立两侧，且满足两前轮、两后轮的旋转轴分别共线，四个轮的旋转轴在同一水平面；6字形供弹主体(2‑5‑1)由一面开口的圆柱形薄壁筒和直立开通孔圆柱体两部分组成；拨弹体(2‑5‑2)由圆柱体圆盘及圆盘侧面均布的6‑18个螺钉组成，螺钉与圆盘中间串联4‑6个滚动轴承；拨弹体(2‑5‑2)与圆柱形薄壁筒、拨弹盘电机(2‑7)同心活性连接，拨弹体(2‑5‑2)整体结构半径小于圆柱形薄壁筒，拨弹盘电机(2‑7)位于圆柱形薄壁筒下方，与拨弹体(2‑5‑2)活性连接；圆柱形薄壁筒内侧壁中部安装有毛刷；直立开通孔圆柱体内侧壁开贯穿键槽和凹孔，键槽两侧安装一号摩擦轮电机及电调(2‑5‑3)、二号摩擦轮电机及电调(2‑5‑4)、，凹孔内安装有光电收发器模块(2‑5‑5)，直立开通孔圆柱体靠近圆柱形薄壁筒的一侧的侧面连接有串接了4‑6个滚动轴承的螺钉；视觉主控板(3‑2)由一些凸起和摄像头支架组成，摄像头(3‑1)通过摄像头支架与视觉主控板(3‑2)活性连接；底盘主控板(1‑9)与四个底盘电机的正负极及与其相连的编码器的信号线及编码器的电源线相连，底盘主控板(1‑9)与云台Yaw轴电机进行信号和电源连接，底盘主控板(1‑9)与无线传输模块进行信号和电源连接，底盘主控板(1‑9)与视觉主控板(3‑2)和云台主控板(2‑6)进行信号连接；云台主控板(2‑6)与Pitch轴电机(2‑2)、Roll轴电机(2‑3)、2‑3个摩擦轮电机的正负极相连，云台主控板(2‑6)与2‑3个摩擦轮电调信号相连，云台主控板(2‑6)与陀螺仪加速度计、开漏机构(4‑4)的舵机、光电收发器模块(2‑5‑5)之间进行信号及电源连接。