一种网球捡球机及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种网球捡球机及其控制系统，网球捡球机包括车体、安装在车体上的网球收集框以及安装在车体前端的捡球装置；控制系统包括用于发送并接收运动信号的遥控系统、可自行探测离目标点距离并自主规划导航路线的红外导航系统、以及控制器。本发明的网球捡球机结构简单，克服了网球捡球的难题，解决了以前人力捡球的困难，并且做到了高效率，低消耗，填补了市面上没有捡球网球捡球机的空白，且该网球捡球机绿色环保，电动零排放。其控制系统简洁智能，可实现人工控制以及自主导航。
【专利说明】
一种网球捡球机及其控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及捡球器械及配套控制系统，特别是涉及网球捡球机及其控制系统。【背景技术】
[0002]在网球训练中，经常会用到多球训练方式，训练结束后，球场会凌乱散布很多网球，人工捡球不仅会消耗运动者的体力，还会占用太多的训练时间，为此，我们开发了网球捡球网球捡球机，该网球捡球机实现对网球的捡拾和收集。并且克服了网球场角落空间的狭窄，捡拾困难的情况，很好的节省了人力，提高了效率。网球捡球机有两种控制方式，分为手动遥控和自动跟踪。
[0003]现在市面上并没有专门用于网球捡球的网球捡球机，仅有一些简单的捡球装置， 这些捡球装置需要人工操作，一般为筒状或者筐形，手持逐个捡球，耗费人力，效率也低。我们的网球捡球机，不需要耗费太多人力，并且可以实现批量捡球，工作效率高，捡球快。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构简单、控制智能且效率高的网球捡球机及其控制系统。
[0005]技术方案:为实现上述目的，本发明的网球捡球机包括车体、安装在车体上的网球收集框以及安装在车体前端的捡球装置;所述捡球装置包括至少两个矩形的主收集板，所有的主收集板可绕同一水平转动轴转动，且所有的主收集板围绕其公共的水平转动轴圆周阵列分布;沿所述主收集板的转动上升侧设置有弧形挡板，主收集板转动上升时其远离水平转动轴的边缘贴着弧形挡板;所述弧形挡板下边缘贴近地面，上边缘设置在所述网球收集框的入球口处。
[0006]进一步地，所述捡球装置还包括用于阻止网球沿所述主收集板的转动轴轴向运动的辅助收集板，所述辅助收集板安装在所述主收集板转动轴轴向的两侧。
[0007]进一步地，所述辅助收集板整体为楔形，其远离所述车体的部分较尖，且辅助收集板远离车体的一端向外弯折，使得两个辅助收集板之间形成一个宽于所述主收集板的入□ 〇
[0008]进一步地，所述车体包括车本体以及四个车轮，且所有的的车轮均为麦克纳姆轮。
[0009]进一步地，所述车体上至少有两个车轮上安装有减震结构。
[0010]进一步地，所述车轮安装在所述车轮电机的输出轴上，车轮电机与车本体之间为转动连接，且车轮电机与车本体之间连接有减震器，减震器的两端分别铰接在车本体与车轮电机上。
[0011]进一步地，所述捡球装置包括四片主收集板。
[0012]网球捡球机控制系统，包括用于发送并接收运动信号的遥控系统、可自行探测离目标点距离并自主规划导航路线的红外导航系统、以及控制器，所述遥控系统包括遥控器以及用于接收所述遥控信号的遥控接收器，所述红外导航系统包括红外探测器以及以及用于控制转向角度的陀螺仪;所述遥控系统、红外导航系统、捡球装置以及所述车体的运动均由所述控制器控制。
[0013]进一步地，还包括重量感知系统，所述重量感知系统包括安装在所述网球收集框中的重量感知传感器以及设置在所述遥控器上的用于提醒网球收集框满载的满载指示灯； 所述重量感知系统由所述控制器控制。
[0014]进一步地，所述控制器为STMF单片机。
[0015]有益效果:本发明的网球捡球机结构简单，克服了网球捡球的难题，解决了以前人力捡球的困难，并且做到了高效率，低消耗，填补了市面上没有捡球网球捡球机的空白，且该网球捡球机绿色环保，网球捡球机全部实现了电动，零排放。其控制系统简洁智能，可实现人工控制以及自主导航。【附图说明】
[0016]附图1为网球捡球机的结构图；
[0017]附图2为减震结构的结构图。【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0019]如附图1所示的网球捡球机，包括车体1、安装在车体1上的网球收集框2以及安装在车体1前端的捡球装置3;所述捡球装置3包括四个矩形的主收集板31，所有的主收集板31 可绕同一水平转动轴转动，且所有的主收集板31围绕其公共的水平转动轴圆周阵列分布； 沿所述主收集板31的转动上升侧设置有弧形挡板32,主收集板31转动上升时其远离水平转动轴的边缘贴着弧形挡板32;所述弧形挡板32下边缘贴近地面，上边缘设置在所述网球收集框2的入球口处。这样在网球捡球机执行捡球任务时，4个主收集板31循环拨动网球沿着弧形挡板32进入网球收集框2。
[0020]在主收集板31拨动网球的时候，网球会沿产生横向运动逃离主收集板31的捡球区域，为了防止该现象的发生，所述捡球装置3还包括用于阻止网球沿所述主收集板31的转动轴轴向运动的辅助收集板33,所述辅助收集板33安装在所述主收集板31转动轴轴向的两侧，所述辅助收集板33整体为楔形，其远离所述车体1的部分较尖，且辅助收集板33远离车体1的一端向外弯折，使得两个辅助收集板33之间形成一个宽于所述主收集板31的入口。这样的设计可以让网球捡球机的收集板伸到网球场围栏的下方，收集到角落处的网球。
[0021]所述车体1包括四个车轮11，且所有的的车轮11均为麦克纳姆轮。通过4个车轮11 的不同旋转方向，可以实现网球捡球机的全方向水平移动。麦克纳姆轮的特殊构造，可以在不同差速设计下，使网球捡球机实现前进、后退、左平移、右平移，还可以进行任何角度的水平移动，使得网球捡球机的灵活程度大大提高。麦克纳姆轮还可以实现网球捡球机的原地转向，使网球捡球机到位后迅速旋转，正面朝向网球。
[0022]网球捡球机的所述车体1上至少有两个车轮11上安装有减震结构，其减震实现方式为:如附图2所示，所述车轮11安装在所述车轮电机12的输出轴上，车轮电机12与车本体之间为转动连接，且车轮电机12与车本体之间连接有减震器13,减震器13的两端分别铰接在车本体与车轮电机12上。这样的结构使网球捡球机在运动时，保证四轮都着地，增加了网球捡球机的运动平稳度，提高了应对复杂地形的能力。
[0023]基于上述网球捡球机的控制系统包括用于发送并接收运动信号的遥控系统、可自行探测离目标点距离并自主规划导航路线的红外导航系统、以及控制器，所述遥控系统包括遥控器以及用于接收所述遥控信号的遥控接收器，所述红外导航系统包括红外探测器以及以及用于控制转向角度的陀螺仪;所述遥控系统、红外导航系统以及所述车体1的运动均由所述控制器控制。优选的，所述控制器为STM32F4单片机。
[0024]在单片机中写入用于控制驱动车轮11的电机的程序，接受遥控信号程序，判断自身旋转角度程序，控制捡球电机程序，判断红外指示路线程序等等，实现对于网球捡球机的控制。遥控状态下，网球捡球机可以按照遥控的指示，移动到捡球地点，打开或者关闭驱动捡球装置11的电机;红外引导状态下，红外探测器可以自动识别红外光源，自动设计移动路线，移动到红外指示地点，并自动打开驱动捡球装置11的电机。
[0025]在使用红外自动控制引导时，采用了闭环控制方式，在自动追寻红外指示信号时， 红外探测器会实时感应自己距离红外指示点的距离，并且重新计算路线，修正误差，可以实现最短距离达到捡球地点。陀螺仪可感知网球捡球机转动角度，确保朝向目标运动，运动路程中还会实时调整角度，修正路线，陀螺仪的作用就是感知自己的旋转角度，将控制系统的预定路线旋转角度转换为实际运动方向的改变。[〇〇26]方向的控制不仅保证了移动时的方向正确，同时可以使网球捡球机在捡球时可以让收集板朝向网球，加快了收集效率。
[0027]还包括重量感知系统，所述重量感知系统包括安装在所述网球收集框2中的重量感知传感器以及设置在所述遥控器上的用于提醒网球收集框2满载的满载指示灯;所述重量感知系统由所述控制器控制。当网球收集筐2装满网球时，就可以发出满容信号，手中的遥控器对应的满载指示灯会闪烁提示，此刻驱动捡球装置11的电机将不会接受捡球开始的信号，并且自行保持断电状态，防止主收集板31主，导致电机烧毁。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种网球捡球机，其特征在于:包括车体(1)、安装在车体(1)上的网球收集框(2)以 及安装在车体(1)前端的捡球装置(3);所述捡球装置(3)包括至少两个矩形的主收集板 (31 )，所有的主收集板(31)可绕同一水平转动轴转动，且所有的主收集板(31)围绕其公共 的水平转动轴圆周阵列分布;沿所述主收集板(31)的转动上升侧设置有弧形挡板(32)，主 收集板(31)转动上升时其远离水平转动轴的边缘贴着弧形挡板(32);所述弧形挡板(32)下 边缘贴近地面，上边缘设置在所述网球收集框(2)的入球口处。2.根据权利要求1所述的网球捡球机，其特征在于:所述捡球装置(3)还包括用于阻止 网球沿所述主收集板(31)的转动轴轴向运动的辅助收集板(33)，所述辅助收集板(33)安装 在所述主收集板(31)转动轴轴向的两侧。3.根据权利要求2所述的网球捡球机，其特征在于:所述辅助收集板(33)整体为楔形， 其远离所述车体(1)的部分较尖，且辅助收集板(33)远离车体(1)的一端向外弯折，使得两 个辅助收集板(33)之间形成一个宽于所述主收集板(31)的入口。4.根据权利要求1-3任一项所述的网球捡球机，其特征在于:所述车体(1)包括车本体 与四个车轮(11 )，且所有的的车轮(11)均为麦克纳姆轮，车轮(11)由车轮电机(12)驱动转 动。5.根据权利要求4所述的网球捡球机，其特征在于:所述车体(1)上至少有两个车轮(11)上安装有减震结构。6.根据权利要求5所述的网球捡球机，其特征在于:所述车轮(11)安装在所述车轮电机(12)的输出轴上，车轮电机(12)与车本体之间为转动连接，且车轮电机(12)与车本体之间 连接有减震器(13 )，减震器(13)的两端分别铰接在车本体与车轮电机(12)上。7.根据权利要求1-3任一项所述的网球捡球机，其特征在于:所述捡球装置(3)包括四 片主收集板(31)。8.网球捡球机控制系统，其特征在于:包括用于发送并接收运动信号的遥控系统、可自 行探测离目标点距离并自主规划导航路线的红外导航系统、以及控制器，所述遥控系统包 括遥控器以及用于接收所述遥控信号的遥控接收器，所述红外导航系统包括红外探测器以 及以及用于控制转向角度的陀螺仪;所述遥控系统、红外导航系统、捡球装置(3)以及所述 车体(1)的运动均由所述控制器控制。9.根据权利要求8所述的网球捡球机控制系统，其特征在于:还包括重量感知系统，所 述重量感知系统包括安装在所述网球收集框(2)中的重量感知传感器以及设置在所述遥控 器上的用于提醒网球收集框(2)满载的满载指示灯;所述重量感知系统由所述控制器控制。10.根据权利要求8或9所述的网球捡球机控制系统，其特征在于:所述控制器为 STM32F4单片机。
【文档编号】A63B47/02GK105963936SQ201610524611
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】冯嘉伟, 赵子乾
【申请人】东南大学