專利名稱：智能網(wǎng)球撿球機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種網(wǎng)球撿球機(jī)，特別是一種自動(dòng)控制的智能網(wǎng)球撿球機(jī)。
背景技術(shù)：
在平時(shí)的網(wǎng)球訓(xùn)練中或在大型網(wǎng)球比賽中，網(wǎng)球的撿球工作都要配備專門的球童來完成。為了使球童的撿球方便，目前市場上出現(xiàn)了一類手推式網(wǎng)球撿球車。此類撿球車為半自動(dòng)式，需要操作人員把網(wǎng)球撿球車推到網(wǎng)球附近，然后由撿球車的撿球機(jī)構(gòu)完成撿
球動(dòng)作。此類撿球機(jī)相對(duì)純粹的人工撿球在效率上有一定的提高。但是，還是要配備專門的人員來完成，而且手推式網(wǎng)球撿球車有諸多不足a.體積大且重，既浪費(fèi)空間，又影響訓(xùn)練人員打球(在它撿球的過程中運(yùn)動(dòng)員不方便打球);b.需要人工操作，要配置專門的撿球人員，浪費(fèi)了人力資源；c.適用環(huán)境較局限，只適用于地上球較多的情況，但是地上球多會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員打球；地上球少時(shí)則沒有必要用上述撿球車。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種智能網(wǎng)球撿球機(jī)，以期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的撿球功能。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種智能網(wǎng)球撿球機(jī)，包括小車，其特征是，在所述小車上安裝視覺系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、撿球裝置和中央處理器，所述視覺系統(tǒng)搜尋在球場上的網(wǎng)球，所述中央處理器根據(jù)搜尋到的網(wǎng)球信息控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)小車至撿球位置，驅(qū)動(dòng)撿球裝置撿起網(wǎng)球放入小車的儲(chǔ)球空間。進(jìn)一步，在所述小車上設(shè)置控制箱，所述中央處理器設(shè)置在所述控制箱內(nèi)，所述視覺系統(tǒng)包括攝像頭和攝像頭支架，所述攝像頭支架安裝在所述控制箱上，所述攝像頭安裝在所述攝像頭支架上。進(jìn)一步，所述撿球裝置包括機(jī)械手，所述中央處理器控制所述機(jī)械手完成伸臂、抓球、收臂、放球的動(dòng)作。進(jìn)一步，所述中央處理器包括圖像處理系統(tǒng)、路徑計(jì)算系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和撿球控制系統(tǒng)，所述圖像處理系統(tǒng)根據(jù)所述視覺系統(tǒng)的信息分析出網(wǎng)球的位置，所述路徑計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算出小車至網(wǎng)球的路徑，所述驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動(dòng)裝置使小車根據(jù)所述路徑行至網(wǎng)球位置，所述撿球控制系統(tǒng)控制所述撿球裝置將網(wǎng)球撿入儲(chǔ)球空間。進(jìn)一步，所述攝像頭在所述攝像頭支架上能夠進(jìn)行180度的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，所述儲(chǔ)球空間為小車底板上的一個(gè)容球框，所述容球框在所述撿球裝置的位置設(shè)置裝球口，在所述容球框的底部或后側(cè)設(shè)置卸球口。進(jìn)一步，所述容球框的底部傾斜設(shè)置，容球框底部位于裝球口一端高于位于卸球ロ的一端。本實(shí)用新型的有益效果是a.通過可旋轉(zhuǎn)的攝像頭能夠識(shí)別掉落的且不在運(yùn)動(dòng)的球的準(zhǔn)確位置；b.能夠設(shè)定最佳路線,節(jié)省撿球時(shí)間；c.自動(dòng)智能撿球,節(jié)省人力資源。

附圖I是本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)號(hào)分別為I.小車；2.車輪；3.容球框；4.裝球ロ；5.機(jī)械手；6.卸球ロ；7.控制箱；8.攝像頭支架；9.攝像頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型智能網(wǎng)球撿球機(jī)的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。參見附圖1，智能網(wǎng)球撿球機(jī)包括小車1，在小車I上安裝視覺系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、撿球裝置和中央處理器。中央處理器是撿球機(jī)的大腦，控制撿球機(jī)的動(dòng)作完成撿球任務(wù)。在小車I上設(shè)置控制箱7，中央處理器安裝在控制箱7中，另外，還在控制箱7中安裝電源、控制開關(guān)等零部件。視覺系統(tǒng)包括攝像頭9，攝像頭9安裝在攝像頭支架8上，攝像頭支架8安裝在控制箱7上，攝像頭支架8可選用兩根弧形中空金屬管焊接在控制箱7上，攝像頭支架8可兼做撿球機(jī)的提手，攝像頭9可以在180度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以便搜尋場地上的網(wǎng)球，攝像頭9的高度合適，使攝像頭9所述拍攝的范圍大而清晰。驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電路板、電機(jī)以及小車的車輪2驅(qū)動(dòng)電路板可安裝在小車的底座下或控制箱7內(nèi)，電機(jī)安裝在小車的底座下方，用于驅(qū)動(dòng)小車車輪2。撿球裝置包括機(jī)械手5，機(jī)械手5能通過機(jī)械臂作出伸出、縮回、抬起、放下以及抓球、放球等動(dòng)作，機(jī)械手5通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由中央處理器進(jìn)行控制。繼續(xù)參見附圖1，小車I的底座上方設(shè)有儲(chǔ)球空間，設(shè)置ー個(gè)容球框3，在上方靠近機(jī)械手的位置開有裝球ロ 4，當(dāng)機(jī)械手5抓到球后，縮回到裝球ロ 4的上方，放球后使網(wǎng)球落入裝球ロ 4。在容球框3的后方或底部設(shè)置卸球ロ 6，卸球ロ 6用于清空容球框3中的網(wǎng)球，便于再次撿球。容球框3的底部設(shè)為斜坡狀，即容球框3的底部的裝球ロ端高于卸球ロ端，以便打開卸球ロ后球在自身重力作用下自動(dòng)滾出。本實(shí)用新型的工作過程是，驅(qū)動(dòng)撿球機(jī)至球場，視覺系統(tǒng)中的攝像頭進(jìn)行全場掃描，然后通過中央處理器中的圖像處理系統(tǒng)分析出網(wǎng)球場上掉落的網(wǎng)球的個(gè)數(shù)，以及各個(gè)球的全局坐標(biāo)。中央處理器中預(yù)存有場地障礙區(qū)域(運(yùn)動(dòng)員頻繁運(yùn)動(dòng)的區(qū)域)的邊緣坐標(biāo)，中央處理器根據(jù)撿球機(jī)的全局坐標(biāo)、障礙物的邊緣坐標(biāo)和掉落球的全局坐標(biāo)，通過路徑計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算出最佳撿球路徑，路徑計(jì)算系統(tǒng)可選用可視圖法或柵格法制定出撿球路徑。中央處理器的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)采用路標(biāo)法確定撿球機(jī)的初始姿態(tài)(全局坐標(biāo)與行走方向)，然后驅(qū)動(dòng)撿球機(jī)根據(jù)計(jì)算的路線路徑行走。在行走過程中，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)用光電編碼器不斷讀出撿球機(jī)的行走距離與撿球機(jī)旋轉(zhuǎn)的度數(shù)以此確定它的實(shí)時(shí)位置，并把實(shí)時(shí)位置反饋回中央處理器，中央處理器通過驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)整行走路線來調(diào)整偏差。當(dāng)撿球機(jī)距離網(wǎng)球一定范圍時(shí)撿球控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手把球夾到容球裝置。當(dāng)撿球機(jī)撿球數(shù)量達(dá)到額定值或場地上無球時(shí)，驅(qū)動(dòng) 控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)裝置使撿球機(jī)到指定位置卸下球，然后回到起始位置待命。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種智能網(wǎng)球撿球機(jī)，包括小車，其特征在于在所述小車上安裝視覺系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、撿球裝置和中央處理器，所述視覺系統(tǒng)搜尋在球場上的網(wǎng)球，所述中央處理器根據(jù)搜尋到的網(wǎng)球信息控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)小車至撿球位置，驅(qū)動(dòng)撿球裝置撿起網(wǎng)球放入小車的儲(chǔ)球空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能網(wǎng)球撿球機(jī)，其特征在于在所述小車上設(shè)置控制箱，所述中央處理器設(shè)置在所述控制箱內(nèi)，所述視覺系統(tǒng)包括攝像頭和攝像頭支架，所述攝像頭支架安裝在所述控制箱上，所述攝像頭安裝在所述攝像頭支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能網(wǎng)球撿球機(jī)，其特征在于所述撿球裝置包括機(jī)械手，所述中央處理器控制所述機(jī)械手完成伸臂、抓球、收臂、放球的動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能網(wǎng)球撿球機(jī)，其特征在于所述中央處理器包括圖像處理系統(tǒng)、路徑計(jì)算系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和撿球控制系統(tǒng)，所述圖像處理系統(tǒng)根據(jù)所述視覺系統(tǒng)的信息分析出網(wǎng)球的位置，所述路徑計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算出小車至網(wǎng)球的路徑，所述驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動(dòng)裝置使小車根據(jù)所述路徑行至網(wǎng)球位置，所述撿球控制系統(tǒng)控制所述撿球裝置將網(wǎng)球撿入儲(chǔ)球空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能網(wǎng)球撿球機(jī)，其特征在于所述攝像頭在所述攝像頭支架上能夠進(jìn)行180度的旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的智能網(wǎng)球撿球機(jī)，其特征在于所述儲(chǔ)球空間為小車底板上的一個(gè)容球框，所述容球框在所述撿球裝置的位置設(shè)置裝球口，在所述容球框的底部或后側(cè)設(shè)置卸球口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能網(wǎng)球撿球機(jī)，其特征在于所述容球框的底部傾斜設(shè)置，容球框底部位于裝球口一端高于位于卸球口的一端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能網(wǎng)球撿球機(jī)，在撿球機(jī)小車上安裝視覺系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、撿球裝置和中央處理器，視覺系統(tǒng)搜尋在球場上的網(wǎng)球，中央處理器根據(jù)搜尋到的網(wǎng)球信息控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)小車至撿球位置，驅(qū)動(dòng)撿球裝置撿起網(wǎng)球放入小車的儲(chǔ)球空間。本實(shí)用新型體積小，自動(dòng)化程度高，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能撿球，節(jié)省人力資源。
文檔編號(hào)A63B47/02GK202637866SQ20122015577
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者呂騰飛, 何炳林, 韓洋, 陸麗, 朱曉璇, 陳濤, 陳慶, 樂嘉瑋 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院