一种投篮机器设备的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种投篮机器设备。

背景技术：

随着人工智能的发展，人机交互得到了越来越多人的关注。特别是桌面级的智能服务机械人因其小巧，易于安装等优点，受到大众的广泛喜爱。

目前市面上没有一种用于观众在室内投篮体验的投篮设备，例如放在科技馆、博物馆等公共场合让观众体验和模拟整个投篮过程，不能满足人们多元化的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种投篮机器设备，用于用户投篮体验，满足用户多元化的需求。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种投篮机器设备，其特征在于，包括：

篮筐和球体；

手势识别机构，其用于识别用户的手势；

投篮机器人，其位于所述篮筐的一侧；

控制机构，其分别电连接于所述手势识别机构和所述投篮机器人，所述手势识别机构能将不同手势动作转换为信号并传送至所述控制机构，所述控制机构被配置为根据所述信号控制所述投篮机器人抓取所述球体并投送至篮筐内。

作为优选，所述投篮机器人包括机械手、安装座及用于抓取所述球体的抓取组件，所述安装座的一端转动连接于所述机械手，另一端用于安装所述抓取组件，所述机械手通过所述安装座对抓取组件进行位置调整。

作为优选，所述抓取组件包括相互连通的真空发生器和吸嘴，所述吸嘴用于吸附所述球体。

作为优选，所述机械手包括旋转组件和移动组件，所述移动组件的一端连接于所述旋转组件，另一端转动连接于所述安装座，所述旋转组件能驱动所述移动组件转动。

作为优选，所述移动组件包括分别与所述安装座转动连接的主驱动组件、副驱动组件及从动组件，且所述主驱动组件和副驱动组件分别同轴设置于所述安装座的两侧。

作为优选，主驱动组件包括主驱动源、第一主关节及第二主关节(4123)，所述主驱动源的输出端连接于所述第一主关节的一端，所述第一主关节的另一端、所述第二主关节及所述安装座依次转动连接。

作为优选，所述副驱动组件包括副驱动源、第二副关节、第一连杆及第二连杆，所述第一主关节的一端套设于所述副驱动源上，另一端转动连接于所述第二副关节，所述副驱动源的输出端连接于所述第一连杆的一端，第一连杆的另一端、第二连杆、第二副关节及所述安装座依次转动连接。

作为优选，所述从动组件包括设置于所述旋转组件上的第一从关节、第二从关节、连接件及第三从关节，第一从关节、第二从关节、连接件、第三从关节及所述安装座依次转动连接，且所述连接件转动连接于所述第二主关节。

作为优选，在所述篮筐上设置有传感器，所述传感器用于检测投入所述篮筐内的球体，且所述传感器电连接于所述控制机构。

作为优选，所述控制机构包括相互电连接的控制器和显示屏，所述显示屏用于显示进球数量、手势图像和投篮图像。

本实用新型的有益效果：

本实施例提供的投篮机器设备，通过手势识别机构将采集到的手势数据传递至控制机构，控制机构控制投篮机器人将抓取的球体移投送内篮筐内，使得用户通过手势动作可以实现对投篮机器人的控制，完成用户模拟投篮过程。将控制机构、手势识别机构、投篮机器人、篮筐和球体集成为一体，可供观众在公共场合投篮体验，满足人们多元化的需求，提高用户满意度。

附图说明

图1是本实用新型投篮机器设备的结构示意图；

图2是本实用新型投篮机器设备隐去保护罩的结构示意图；

图3是本实用新型投篮机器设备中投篮机器人的结构示意图；

图4是本实用新型投篮机器设备中机械手隐去旋转组件的结构示意图；

图5是本实用新型投篮机器设备中机械手隐去第一主关节的结构示意图。

图中：

1、篮筐；2、球体；3、手势识别机构；4、投篮机器人；5、控制机构；6、基台；7、保护罩；01、控制区；02、展示区；

41、机械手；42、安装座；43、吸嘴；

411、旋转组件；412、主驱动组件；413、副驱动组件；414、从动组件；

4111、旋转驱动源；4112、旋转平台；

4121、主驱动源；4122、第一主关节；4123、第二主关节；

4131、副驱动源；4133、第二副关节；4134、第一连杆；4135、第二连杆；

4141、第一从关节；4142、第二从关节；4143、连接件；4144、第三从关节；

61、凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种投篮机器设备，用于人机交互的桌面游戏，如图1-2所示，该投篮机器设备包括基台6、控制机构5、手势识别机构3、投篮机器人4、篮筐1和球体2。其中在基台6上可以划分为控制区01和展示区02，控制区01包括均设置于基台6上的控制机构5和手势识别机构3，手势识别机构3用于识别用户的手势；展示区02包括罩设于基台6上的保护罩7，该保护罩7为透明材质制成，用于观众进行观看。对于展示区02，在基台6上设置有凹槽61，篮筐1设置于凹槽61的底壁上，球体2可以在凹槽61内自由滚动，凹槽61起到了对球体2限位的作用，且投篮机器人4位于凹槽61的一侧。

手势识别机构3具体为leapmotion设备，是一种体感控制器，用于识别观众的手势动作，手势动作主要包括张开手掌、握紧手掌以及手的移动。具体地，握紧手掌动作触发手势识别机构3产生让投篮机器人4抓取球体2的信号，移动手掌动作处触发手势识别机构3产生让投篮机器人4移动的信号，张开手掌动作触发手势识别机构3产生让投篮机器人4松开球体2的动作。控制机构5分别电连接于手势识别机构3和投篮机器人4，手势识别机构3能将上述信号传送至控制机构5，控制机构5根据相应信号控制投篮机器人4抓取球体2移动并投送内篮筐1内。操作者首先通过移动手掌，使控制机构4控制投篮机器人4移动到球体2的位置，然后通过握紧手掌动作，使控制机构4控制投篮机器人4将球体2抓取，再通过移动手掌动作，使控制机构4控制投篮机器人4将球体2移动到篮框1的正上方，最后通过张开手掌控制投篮机器人将球体2松开，以使球体2自然下落至篮筐1内，完成投篮动作。需要特别说明的是，这些手势识别机构3的型号、控制机构5的型号、内部电路和两者互相之间的电连接方式是本领域现有技术，不再赘述。

本实施例提供的投篮机器设备，通过手势识别机构3将采集到的手势数据传递至控制机构5，控制机构5控制投篮机器人4将抓取的球体2移投送内篮筐1内，使得用户通过手势动作可以实现对投篮机器人4的控制，完成用户模拟投篮过程。将控制机构5、手势识别机构3、投篮机器人4、篮筐1和球体2集成为一体，可供观众在公共场合投篮体验，满足人们多元化的需求，提高用户满意度。

为了便于对投入篮筐1的球体2数量进行统计，可选地，在篮筐1上设置有传感器，传感器用于检测投入篮筐1内的球体2，且传感器电连接于控制机构5，传感器可以将检测投入篮筐1的球体2信号传递给控制机构5，控制机构5由此进行逻辑计算。

为了便于用户直观查看进球成绩和投篮图像，如图1-2所示，控制机构5包括相互电连接的控制器和显示屏，显示屏为观众用的触摸屏，显示屏用于显示进球数量、进球排行榜、手势图像、投篮图像及投篮交互，使得用户可以根据相关手势图像和投篮图像，更好地体验投篮过程，起到了辅助作用。同时，控制器将逻辑计算的结果，形成进球数量、进球排行榜反馈显示在显示屏上，便于用户成绩追溯和定位，满足用户多种需求。

为了能够更加精确的执行运动指令，如图3所示，投篮机器人4包括机械手41、安装座42及抓取组件，抓取组件用于抓取球体2，安装座42的横截面类似为直角三角形结构，其中安装座42的两个非直角顶点处分别转动连接于机械手41，在安装座42的直角面，也就是顶面位置处用于固定抓取组件，即安装座42的一端转动连接于机械手41，另一端用于安装抓取组件。机械手41通过安装座42对抓取组件进行位置调整，以将球体2移动至篮筐1位置处。

由于在整个投篮过程中，观众通过手势动作控制机械手41移动上下左右前后空间方向的移动，如图3-5所示，机械手41包括旋转组件411和移动组件，移动组件的一端连接于旋转组件411，另一端转动连接于安装座42。具体地，旋转组件411具体包括旋转驱动源4111及连接于旋转驱动源4111的旋转平台4112，旋转驱动源4111具体为旋转电机，旋转平台4112用于固定安装移动组件，旋转驱动源4111通过旋转平台4112驱动移动组件并带动安装座42、抓取组件旋转，即左右方向的移动。特别说明的是，由于左右方向的移动是通过旋转实现的，所以作为球体2活动区域的凹槽61为圆弧形结构(如图2所示)，可以与左右方向的移动轨迹进行适配。

进一步地，为了实现在上下和前后方向的移动，移动组件包括分别与安装座42转动连接的主驱动组件412、副驱动组件413及从动组件414，主驱动组件412和副驱动组件413连接于安装座42的其中一个非直角顶点处，且两者分别同轴设置于安装座42的两侧，从动组件414连接于安装座42的另外一个非直角顶点处，起到从动连接的作用。

具体地，如图3所示，主驱动组件412包括主驱动源4121、第一主关节4122及第二主关节4123，主驱动源4121通过主安装座42固定在旋转平台4112上，主驱动源4121具体为主旋转电机，主驱动源4121的输出端、第一主关节4122、第二主关节4123及安装座42依次连接，即第一主关节4122的一端连接于主驱动源4121的输出端，另一端转动连接于第二主关节4123，第二主关节4123未连接于第一主关节4122的一端转动连接于安装座42。通过这种设置在主驱动源4121的驱动作用下，主要实现了第一主关节4122在上下和前后方向的移动，即相当于“手臂”中“大臂”的动作。

为了能够进一步对上下和前后方向精确控制，采用主驱动组件412、副驱动组件413相互配合的方式，如图3-4所示，副驱动组件413包括副驱动源4131、第二副关节4133、第一连杆4134及第二连杆4135，副驱动源4131通过副安装座42固定在旋转平台4112上，副驱动源4131具体为副旋转电机，副驱动源4131和主驱动源4121平行并列设置，两者分别通过控制机构5对其转动方向和转速进行控制，因此两者的转动方向和转速等可以相同也可以不相同。

其中第二副关节4133和第二主关节4123的结构相同，为了实现对安装座42移动的稳定性，第二副关节4133和第二主关节4123平行设置，且两者之间通过连接板形成一体成型结构。并且第一主关节4122与第二副关节4133、第二主关节4123的结构类似，第一主关节4122包括两个平行设置的侧板及设置于两个侧板之间的固定板，侧板和固定板为一体成型结构。

从副驱动源4131分出两条支路，其中一条为第一主关节4122的一端套设于副驱动源4131上，另一端转动连接于第二副关节4133，另一条为副驱动源4131的输出端连接于第一连杆4134的一端，第一连杆4134的另一端、第二连杆4135、第二副关节4133及安装座42依次转动连接。通过这种采用多个关节的设置方式，通过副驱动源4131能够实现对第二副关节4133的控制，即相当于“手臂”中“小臂”的动作，使得第二副关节4133通过安装座42实现对吸取组件更加精确的移动控制，提高投篮的准确性，模拟体验投篮更加真实可靠。

为了实现安装座42相对机械手41的转动，如图5所示，从动组件414包括第一从关节4141、第二从关节4142、连接件4143及第三从关节4144，第一从关节4141固定设置于旋转平台4112上，第一从关节4141、第二从关节4142、连接件4143、第三从关节4144及安装座42依次转动连接，其中连接件4143的横截面类似为三角形结构，连接件4143的三个顶角位置分别转动连接第一从关节4141、第二从关节4142和第二主关节4123，使得第三从关节4144和安装座42通过连接件4143将第二主关节4123提供的动力进行传送，起到了从动效果。通过设置安装座42分别转动连接于第一从关节4141、第二副关节4133和第二主关节4123，实现了安装座在移动过程中的稳定性和准确性。

安装座42作为中间连接结构，其可以承载抓取组件。可选地，抓取组件包括相互连通的真空发生器和吸嘴43，使得吸嘴43可以通过真空发生器将球体2进行吸附。

本实施例提供的投篮机器设备的工作过程如下：

手势识别机构3识别观众的手势，将采集包括张开手掌和握紧手掌以及手的移动等数据转换为信号并传送至控制机构5，使控制机构5能控制投篮机器人4进行工作；

观众通过手势识别机构3和控制机构5控制投篮机器人4到达球体2位置后，通过握紧拳头，控制吸嘴43开始工作，以将吸住，此时观众移动手掌控制机械手41到篮筐1上，通过松开手掌控制吸嘴43停止工作，球体2自然降落完成投篮动作。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。