专利名称：智能捡球机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种智能捡球机器人。
背景技术：
机器人独立完成一项任务，其必要性正日益在人们的生活生产过程中凸现。而机器人能够准确的进行定位，并且在一定的范围内快速的锁定目标，也成为机器人发展中一 个急需解决的问题。为了更好的完成任务，也离不开精确的控制。同时，在目前各种小球类 的体育比赛中，例如乒乓球、网球等，人们可以经常看到球场旁的工作人员以快速的步伐跑 入场内，将打落的球捡走，其不仅影响比赛的进程，也消耗了部分的人力。如何将机器人运 用在赛场上，已变得越来越值得探索研究的内容。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能捡球机器人，通过控制该机器人，可以将球场内 打落在地的球进行收集，并可根据球的不同颜色进行分类。本发明的上述目的是通过以下技术方案实现一种智能捡球机器人，包括吸球装 置、升降及存球装置、机械抓手装置和遥控器，其中，所述的遥控器发出无线信号并通过无 线信号控制所述的吸球装置、升降及存球装置、机械抓手装置。上述的智能捡球机器人，其中，所述的吸球装置包括齿轮、履带、扎带、马达和支撑 杆，所述的齿轮分别安装在支撑杆的两端，所述的履带安装在齿轮上，履带的大小与齿轮的 大小相匹配，履带上安装有若干的扎带，所述的马达安装在机器人前端的支撑杆上，该马达 通过电线与齿轮相连接，马达带动齿轮的转动。上述的智能捡球机器人，其中，所述的扎带为尼龙材质。上述的智能捡球机器人，其中，所述的履带上有若干的小孔，两个小孔之间的间隔 为2厘米，扎带置于小孔中。上述的智能捡球机器人，其中，所述的吸球装置与地面形成的一定的倾斜角，该角 度在45度至80度之间。上述的智能捡球机器人，其中，所述的升降及存球装置包括升降支架、托板、若干 根金属杆和升降控制处理器，所述的升降控制处理器安装在机器人的底板上，通过电线与 升降支架连接，所述的若干根金属杆位于托板上。上述的智能捡球机器人，其中，所述的托板的材质为有机玻璃。上述的智能捡球机器人，其中，机械抓手装置包括机械爪、控制处理器和伸缩杆， 所述的控制处理器安装在伸缩杆的前端，所述的机械爪安装在控制处理器下方，由控制处 理器控制伸缩杆的长度及机械爪的抓放时间。上述的智能捡球机器人，其中，进一步包括机器人移动驱动控制器，所述的机器人 移动驱动控制器安装在小车的底部，控制小车的移动。上述的智能捡球机器人，其中，进一步包括一摄像头，所述的摄像头安装在机械爪的上方，与控制处理器连接，所述的控制处理器采用HSV色彩空间模型来比对颜色。由于采用了上述结构，本发明相比现有技术的优点在于该智能捡球机器人，结构简单，操作简便，制作成本低，节约人力，吸球的速度快，效率高。
图1是本发明智能捡球机器人的结构示意图。图2是本发明智能捡球机器人的吸球装置和升降及存球装置的俯视结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行更详细的说明如图1所示，智能捡球机器人包括吸球装置、升降及存球装置、机械抓手装置和遥 控器，遥控器通过无线信号控制吸球装置、升降及存球装置、机械抓手装置。吸球装置包括 齿轮1、履带2、扎带3、马达4和支撑杆，齿轮1分别安装在支撑杆的两端，履带2安装在齿 轮1上，履带2的大小与齿轮1的大小相匹配，履带2上安装有若干的扎带3，所述的马达 4安装在机器人前端的支撑杆上，马达4通过电线与齿轮1相连接，马达4带动齿轮1的转 动，扎带3为尼龙材质。履带2上有若干的小孔，两个小孔之间的间隔为2厘米，扎带3置 于小孔中。吸球装置与地面形成的一定的倾斜角，该角度在45度至80度之间。升降及存 球装置包括升降支架7、托板8、若干根金属杆9和升降控制处理器5，升降控制处理器5安 装在机器人的底板上，通过电线与升降支架7连接，所述的若干根金属杆9位于托板8上， 托板8的材质为有机玻璃。机械抓手装置包括机械爪6、控制处理器10和伸缩杆11，控制 处理器10安装在伸缩杆11的前端，机械爪6安装在控制处理器10下方，由控制处理器10 控制伸缩杆11的长度及机械爪6的抓放时间。智能机器人进一步包括机器人移动驱动控 制器10，机器人移动驱动控制器10安装在小车的底部，控制小车的移动。在机械爪6的上 方安装摄像头12，与控制处理器10连接，控制处理器10采用HSV色彩空间模型来比对颜 色。吸球装置与升降及存球装置间有一定的空隙，此空隙大小由吸球装置与地面形成的倾 斜角度和升降及存球装置的高度所决定，最大不能超过所吸球的直径大小。升降及存球装 置的高度要低于吸球装置的高度。同时，履带的转送方向为逆时针转动。遥控器通过无线 信号将不同的指令分别发送给马达4、升降控制器5和控制处理器10，当马达4接收到指令 信号后，根据指令控制履带2的转动速度，及吸球装置与地面形成的倾斜角度。当升降控制 器5接收到指令信号后，根据指令控制升降支架7的高度，当控制处理器10接收到指令信 号后，根据指令控制伸缩杆11的长度及方位，并控制机械爪6的抓放时间，同时给摄像头12 指令，让摄像头12摄取到的物体(本实施例指球)的颜色，并将颜色由光信号转换成数字 信号，与控制处理器10里的HSV色彩空间模型进行颜色的比对，以此来给机械爪6发送信 号。如图2所示，本发明自动吸球装置中的的吸附装置和升降装置的俯视结构示意 图，在图中，履带2上均勻的分布着若干小孔，小孔与小孔之间的间隔距离为2厘米，扎带3 置于小孔中，并可根据实际的需求，调整扎带3在履带2上的密度。若该自动吸球装置用于 网球比赛时，考虑到网球的直径一般在6. 5厘米，我们就间隔一个小孔安装一个扎带3，这 样每两个扎带3当中的间隔就为4厘米。若该自动吸球装置用于乒乓球比赛时，考虑到乒乓球的直径一般在3-4厘米之间，我们可以在每个小孔上安装扎带3。在托板8上，有3条边上均勻间隔的分布若干小孔，在每个小孔上安装金属杆9，托板8朝向吸附装置的那条边 上未设有小孔，并且不用安装金属杆9，安装金属杆9的目的是让托板8和其上的金属杆9 形成一个框，用于收纳吸附好的球，托板9的宽度要比履带2的宽度要宽。本发明智能捡球机器人的工作原理是，遥控器通过无线信号将不同的指令分别发 送给马达4、升降控制器5和控制处理器10，机器人移动驱动控制器10控制机器人移动，马 达4的转动带动履带2转动，当碰到地面上的球时，由于球的直径比相邻两个扎带3的宽度 要大，扎带3将球嵌入其中，由履带2带送，逆时针方向运动，当运动到托板8上方时，由于 托板8与履带2之间的间隔小于球的直径，因而球被托板8挡住，此时由于履带2继续转送 中，扎带3的软度，正好将球放落置托板8上，由于托板8上有金属杆9所围，故球置于托板 8上不易滑落，该自动吸球装置就完成了一次吸球的动作，可由机器人移动驱动控制器10 控制前往下一个球点继续吸球。机器人对于已拾起的球的颜色通过摄像头分析和对比，将 托板8上的不同颜色的球通过机械爪6放入相应颜色的筐内。在完成上述任务后，机器人 会自动检查每个筐内是否有放错的球，如有放错则加以更正。本发明的优点有在通过视觉技术区分开不同颜色的球，将其放入不同的筐内，从 而达到及时控制的目的。而且本机器对于散落在地上的球的拾取效率也非常之高。还采用 了 HSV色彩空间模型，提高识别的准确率；对图像进行向量化的处理，可以便于今后的远程 传输；改进颜色标识算法。而且机器人捡球效率高。本发明的装置结构简单，操作简便，吸球速度快，效率高，易推广，节省人力，可直 接用于赛场清理、教学、娱乐、机器人演示等用途。
权利要求
一种智能捡球机器人，包括吸球装置、升降及存球装置、机械抓手装置和遥控器，其特征在于，所述的遥控器发出无线信号并通过无线信号控制所述的吸球装置、升降及存球装置、机械抓手装置。
2.如权利要求1所述的智能捡球机器人，其特征在于，所述的吸球装置包括齿轮(1)、 履带(2)、扎带(3)、马达(4)和支撑杆，所述的齿轮⑴分别安装在支撑杆的两端，所述的 履带(2)安装在齿轮(1)上，履带(2)的大小与齿轮(1)的大小相匹配，履带(2)上安装有 若干的扎带(3)，所述的马达(4)安装在机器人前端的支撑杆上，所述的马达(4)通过电线 与齿轮(1)相连接，马达(4)带动齿轮(1)的转动。
3.如权利要求2所述的智能捡球机器人，其特征在于，所述的扎带(3)为尼龙材质。
4.如权利要求2所述的智能捡球机器人，其特征在于，所述的履带(2)上有若干的小 孔，两个小孔之间的间隔为2厘米，扎带(3)置于小孔中。
5.如权利要求1所述的智能捡球机器人，其特征在于，所述的吸球装置与地面形成的 一定的倾斜角，该角度在45度至80度之间。
6.如权利要求1所述的智能捡球机器人，其特征在于，所述的升降及存球装置包括升 降支架(7)、托板(8)、若干根金属杆(9)和升降控制处理器(5)，所述的升降控制处理器 (5)安装在机器人的底板上，通过电线与升降支架(7)连接，所述的若干根金属杆(9)位于 托板⑶上。
7.如权利要求6所述的智能捡球机器人，其特征在于，所述的托板(8)的材质为有机玻璃。
8.如权利要求1所述的智能捡球机器人，其特征在于，机械抓手装置包括机械爪(6)、 控制处理器(10)和伸缩杆(11)，所述的控制处理器(10)安装在伸缩杆(11)的前端，所述 的机械爪(6)安装在控制处理器(10)下方，由控制处理器(10)控制伸缩杆(11)的长度及 机械爪(6)的抓放时间。
9.如权利要求1所述的智能捡球机器人，其特征在于，进一步包括机器人移动驱动控 制器(10)，所述的机器人移动驱动控制器(10)安装在小车的底部，控制小车的移动。
10.如权利要求1所述的智能捡球机器人，其特征在于，进一步包括一摄像头(12)，所 述的摄像头(12)安装在机械爪(6)的上方，与控制处理器(10)连接，所述的控制处理器 (10)采用HSV色彩空间模型来比对颜色。
全文摘要
本发明公开了一种智能捡球机器人，包括吸球装置、升降及存球装置、机械抓手装置和遥控器，其中，所述的遥控器发出无线信号并通过无线信号控制所述的吸球装置、升降及存球装置、机械抓手装置。本发明的装置结构简单，操作简便，吸球速度快，效率高，易推广，节省人力，可直接用于赛场清理、教学、娱乐、机器人演示等用途。
文档编号B07C5/342GK101837588SQ20091004781
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者乐晓辰, 李哲人, 沈仕杰, 沈骞 申请人:上海市向明中学