[發明專利]智能撿球機器人球體自動計數系統

有效

• 申請號: 201310294242.1
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103400187B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 曹潔;馬飛;耿振節;侯亮;吳迪;陳牧;牛麗波;李立;李軍;朱小琴;宣亮
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G06M1/272
• 分類號: G06M1/272;G06M3/06;A63B47/02
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及智能撿球機器人的專用裝置。

背景技術

目前，已提出專利申請的雙模智能撿球機器人控制系統（申請號：CN201310155091.1）利用兩種工作模式相互結合的特點有效的解決了智能撿取乒乓球、網球的問題。但是，該發明并不具備對所撿取的球體數量信息進行本地顯示和遠程顯示的功能，當機器人所撿取的球體數量達到所能存儲的上限時，操控人員并不能及時的得知這一信息并收集所撿取的球體。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能撿球機器人球體自動計數系統。

本發明是智能撿球機器人球體自動計數系統，該系統由單片機1、紅外傳感器2、撿球機構3、LCD顯示單元4、電源模塊5、串口通信模塊6、無線通信發送模塊7、無線通信接收模塊8和上位機顯示界面9組成；撿球機構3中的撿球葉片3-2將球體3-4卷入儲球盒3-3中，在球體3-4落入儲球盒3-3中的瞬間，儲球盒3-3一側的紅外傳感器2探測到有球體3-4經過，紅外傳感器2發生電平轉換產生電信號，并將電信號發送給單片機1，電信號經單片機1處理后轉換為球體3-4數量信息，單片機1將球體3-4數量信息在LCD顯示單元4顯示，同時單片機1將球體3-4數量信息經串口通信模塊6發送到無線通信發送模塊7，無線通信接收模塊8將球體數量信息傳送至上位機顯示界面9實時顯示。

本發明的有益之處在于：采用光電開關技術，能夠靈敏地探測到撿球機器人所撿到的球體，同時單片機1能快速并準確地對紅外傳感器2所采集的球體信息進行數據處理，得到球體數量；單片機1通過無線通信網絡將球體數量實時發送到上位機以供工作人員監測，不僅節省了大量勞動力，也大大提高了工作效率，而且本裝置機械結構簡單，計數準確，實用性強。

附圖說明

圖1是自動計數系統的拓撲結構示意圖，圖2是自動計數系統的硬件結構鏈接框圖，圖3是紅外模塊電氣連接圖，圖4是電源模塊電氣連接圖，圖5是無線通信模塊電氣連接圖，圖6是主程序流程圖，圖7是串口初始化子函數流程圖，圖8是串口發送子函數流程圖，圖9是延時子函數流程圖，圖10是LCD顯示子函數流程圖，圖11是Zigbee中斷節點流程圖，圖12是協調器中斷節點流程圖，附圖標記及對應名稱：1、單片機，2、紅外傳感器，3、撿球機構，4、LCD顯示單元，5、電源模塊，6、串口通信模塊，7、無線通信發送模塊，8、無線通信接收模塊，9、上位機顯示界面，10、7805降壓芯片，11、外接電源，3-1葉片輔助板，3-2撿球葉片，3-3儲球盒，3-4球體，3-5葉輪轉軸，3-6擋板。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發明是智能撿球機器人球體自動計數系統，由單片機1、紅外傳感器2、撿球機構3、LCD顯示單元4、電源模塊5、串口通信模塊6、無線通信發送模塊7、無線通信接收模塊8和上位機顯示界面9組成。如圖1、圖2、圖6、圖11及圖12所示，在自動計數裝置工作過程中，撿球機構3中的撿球葉片3-2將球體3-4卷入儲球盒3-3中，在球體3-4落入儲球盒3-3中的瞬間，儲球盒3-3一側的紅外傳感器2探測到有球體3-4經過，紅外傳感器2發生電平轉換產生電信號，電信號經單片機1處理后轉換為球體3-4數量信息，單片機1將球體3-4數量信息在LCD顯示單元4顯示，同時單片機1將球體3-4數量信息經串口通信模塊6發送到無線通信發送模塊7，無線通信接收模塊8將球體數量信息傳送至上位機顯示界面9將其實時顯示。

如圖3所示，本裝置的紅外傳感器2有三個引腳，其中一端接地，一端接電源正，另一端接單片機1的某一I/O口，并接上10K上拉電阻以避免紅外探測器被燒壞；如圖2、圖3及圖6所示，紅外傳感器2位于儲球盒3-3的一側，在其探測到有球體3-4經過時，將發生電平轉換產生電信號，并將電信號發送給單片機1進行處理；在撿球機器人撿球過程中，如果沒有球體經過紅外傳感器2，則紅外傳感器2一直向單片機1輸出高電平，當有球體3-4到達紅外傳感器2的探測范圍時，紅外傳感器2發生電平轉換，將高電平轉換為低電平，當球體3-4離開紅外傳感器2的探測范圍時，紅外傳感器2再次發生電平轉換，將低電平恢復至高電平；在此過程中，只有當電平發生轉換且為上升沿時，單片機1才對球體3-4數量進行一次加一處理，然后得到新的球體3-4數量信息。

如圖4所示，其中K1為電源開關，外接電源電壓范圍為9V到15V；當按下電源開關K1后，外接電源11經過降壓芯片降壓后將電壓穩定為+5V，此電壓值為單片機正常工作所需要的電壓。