一种移动物体回击平台及回击方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机器人设计制造领域，特别涉及一种移动物体回击平台及回击方法。
【背景技术】
[0002]正常羽毛球飞行速度很快，从发球到球落地不过一两秒时间，并且羽毛球场地比较大，羽毛球飞行落地点随机分布，飞行高度、速度、角度都各不相同。因此要在这么短时间内让现有的机器人判断羽毛球飞行、落地位置并保证其精准的回击羽毛球，光靠车轮调节速度是远远不够的，并且现有的羽毛球击打机器人，其结构是在机架上只安装一个球拍，并且只是通过车轮移动到回球位置进行回击，该机器人的回击范围较小，直接导致了其回击精度也非常低，低于50%，影响了该羽毛球击打机器人的推广与使用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有羽毛球击打机器人机架上只安装一个球拍，只是通过车轮调节速度来回击羽毛球的有效范围较小，直接导致其回击精度很低的上述不足，提供一种移动物体回击平台，并同时提供了该移动物体回击平台的回击方法。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案:
[0005]一种移动物体回击平台，包括设于移动平台上的支架，还包括:
[0006]纵向回球部件，沿竖直方向旋转连接在所述支架上，并且用于从竖直方向回击移动物体；
[0007]横向回球部件，沿横向旋转连接在所述支架上，并且用于从横向回击移动物体；
[0008]主控系统，根据移动物体分别到所述纵向回球部件、横向回球部件的距离，控制离移动物体距离较近的所述纵向回球部件或横向回球部件进行回击。
[0009]该移动物体回击平台，通过在支架上分别设置纵向回球部件和横向回球部件，其中纵向回球部件能够在竖直平面内对移动物体进行回击，横向回球部件能够在横向的平面内对移动物体进行回击，两个回球部件增大了对运动物体回击的空间范围，提高了回击的精度，两个回球部件还可以根据移动物体的速度和高度选择不同的回击速度和击打角度，以满足实际需要。
[0010]主控系统能够根据移动物体离纵向回球部件和横向回球部件的距离来选择其中一个进行回击，具体是根据纵向回球部件的回击空间范围和横向回球部件的空间范围与二者分别相距移动物体的间距来匹配，当移动物体的与二者的间距范围如果均存在纵向回球部件、横向回球部件的回击空间范围重叠处，则主控系统可以任意选择其中一个回球部件进行回击；提高了该移动物体回击平台的智能化，提高了移动物体回击精度。适用于如羽毛球、乒乓球、毽球等之类的移动物体回击。
[0011]优选地，所述纵向回球部件包括旋转连接在所述支架上的挥拍轴，所述挥拍轴上设有在竖直平面用于回击移动物体的纵向球拍，所述挥拍轴通过纵向电机带动旋转。
[0012]纵向回球部件包括纵向电机、挥拍轴和纵向球拍，通过纵向电机带动挥拍轴旋转，纵向球拍绕挥拍轴旋转对移动物体进行回击。该纵向球拍挥拍速度快，回击羽毛球力量迅猛，可以针对直线运动的移动物体予以高速回击，通过调节纵向电机的转速可以实现调节纵向球拍的挥拍力度，控制移动物体回击的运动距离。
[0013]优选地，所述支架上设有用于限制所述纵向球拍旋转角度的限位块。
[0014]限位块用于控制纵向球拍旋转角度，该限位块可以包括两个，其中一个用于纵向球拍位于初始位置时的限位，第二个限位块用于纵向球拍回击运动物体后的旋转止停位置。
[0015]优选地，所述横向回球部件包括旋转连接在所述支架上的挥拍轴，所述挥拍轴上设有沿横向回击移动物体的横向球拍，所述挥拍轴通过横向电机带动旋转。
[0016]横向回球部件包括横向电机、挥拍轴和横向球拍，通过横向电机带动挥拍轴旋转，横向球拍绕挥拍轴旋转对移动物体进行回击。该横向球拍用于对运动物体成一定角度进行回击，使该运动物体改变飞行角度并处于一定的飞行轨迹，该横向球拍的旋转面可以是位于水平面，或者与水平面成一定夹角的旋转面，该横向球拍由于可以360°旋转，因此有效增大了该平台对移动物体的回击空间范围。
[0017]优选地，所述横向球拍与所述挥拍轴之间旋转设有角度调节器，使横向球拍在横向旋转时，拍面与竖直平面的夹角逐渐增大以将移动物体沿斜向上方回击出去。
[0018]在横向球拍和挥拍轴之间设置角度调节器，可以调节挥拍轴与横向球拍的连接角度，当横向球拍垂直连接在挥拍轴上时，横向球拍的旋转面是一个垂直于挥拍轴的平面；当横向球拍通过角度调节器与挥拍轴倾斜连接时，该横向球拍的运动轨迹是一个与挥拍轴成一定角度的锥形面。角度调节器能够调节横向球拍旋转形成的锥形面与挥拍轴的夹角，适用于不同回击空间范围的需要。
[0019]优选地，所述挥拍轴倾斜设于所述支架上，所述挥拍轴端部设有的所述角度调节器为楔形块，所述横向球拍固定在所述楔形块上。
[0020]将挥拍轴倾斜设于支架上，挥拍轴相对竖直平面倾斜一定角度旋转，角度调节器为楔形块，套设在挥拍轴上并可绕挥拍轴旋转，横向球拍固设在楔形块上。因此，横向球拍旋转时，由于楔形块表面与水平面的夹角发生变化，因此其拍面与竖直平面或水平面的夹角也会发生变化，变化的拍面与竖直平面或水平面的夹角变化，能够以不同的回击角度对移动物体进行回击，进而能够改变移动物体飞行角度、速度和方向，可以仿真人对移动物体不同角度、速度和方向的回击，以灵活适应不同的情况。
[0021]优选地，所述横向回球部件的挥拍轴外侧设有能够检测其旋转角度的角度传感器。
[0022]主控系统发出信息控制电机进行旋转，该角度传感器能够检测横向回球部件的挥拍轴旋转角度变化值，将其反馈至主控系统，以灵活控制该挥拍轴上的横向球拍的旋转角度值和旋转角速度值。
[0023]本发明还提供了一种移动物体回击平台的回击方法，包括上述的一种移动物体回击平台，该平台的回击方法包括以下步骤:
[0024]步骤一、所述平台复位，将所述纵向回球部件、横向回球部件复位于初始状态，SP旋转所述横向回球部件使回击方向位于水平方向，旋转所述纵向回球部件至初始位置，使所述横向回球部件旋转时不会与所述纵向回球部件发生干涉；
[0025]步骤二、所述主控系统计算移动物体分别到所述纵向回球部件、横向回球部件的距离，并判断离移动物体距离较近的所述纵向回球部件或横向回球部件；
[0026]步骤三、所述主控系统将旋转信号输入所述步骤二中的离移动物体距离较近的所述纵向回球部件或横向回球部件，并控制其旋转，将移动物体进行回击；
[0027]步骤四、主控系统控制所述步骤三种的纵向回球部件或横向回球部件进行旋转移动，并进行复位。
[0028]该移动物体回击平台的回击方法通过将该回击平台安装在可移动的机器人底盘上，首先机器人底盘移动到移动物体飞行轨迹落点附近，然后主控系统根据某一时刻移动物体分别到纵向回球部件、横向回球部件的距离，并判断离移动物体距离较近的纵向回球部件或横向回球部件，将旋转信号，即角速度信号输入该纵向回球部件或横向回球部件，最终将移动物体进行回击。该回击平台的回击方法响应迅速、回击有效范围较大，方法简单可靠、精度较高。
[0029]优选地，所述步骤一中主控系统获取的移动物体位置坐标信息是通过场外视觉系统无线捕捉到的移动物体位置坐标，并将其信息传递给所述主控系统。
[0030]上述的场外视觉系统，是使用如高清移动摄像头捕获到的移动物体飞行位置坐标，控制系统可以将其轨迹与时间的关系进行计算，进而得到移动物体即将到达的位置坐标，将其无线如通过蓝牙传递给主控系统。
[0031]优选地，所述步骤二中的主控系统计算移动物体分别到所述纵向回球部件、横向回球部件的距离是通过以下方法获得:所述平台设于移动平台如机器人移动底盘上，该底盘上设有码盘陀螺仪系统，所述主控系统首先根据所述码盘陀螺仪系统测量所述平台的位置坐标与所述移动物体位置坐标差值的到移动物体与所述平台的间距，再根据所述纵向回球部件、横向回球部件与码盘陀螺仪系统的位置关系，最后计算得到移动物体分别到所述纵向回球部件、横向回球部件的距离。
[0032]该回击平台装配到现有的移动平台上，如设于机器人底盘上，利用底盘的快速移动以及码盘陀螺仪系统的位置检测，回击平台可以有限时间内快速运动到移动物体目标位置附近，并作出及时的响应，将移动物体进行回击。
[0033]与现有技术相比，本发明的有益效果: