[發(fā)明專利]自動撿網(wǎng)球裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310416069.8
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103736260A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 莫錦秋;徐凱;司索;劉文紅;陳偉聰;陳斌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A63B47/02
• 分類號: A63B47/02;G05D1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發(fā)明涉及一種自動撿網(wǎng)球裝置，具體是一種能識別并避開障礙物和探測并撿取儲存網(wǎng)球的自動撿網(wǎng)球裝置及其控制方法。

背景技術

越來越多的人開始喜歡上網(wǎng)球這一運動，但是對于新手來說，要花很多時間撿球，而且撿球的過程會消耗人們大量的體力精力，沒有人希望有趣的網(wǎng)球游戲變成枯燥無聊的撿球。因此研制一臺智能撿網(wǎng)球機器人具有很重要的意義。

目前，傳統(tǒng)的撿網(wǎng)球車體因為涉及到視覺識別系統(tǒng)需要的成本比較往往比較高，為了克服成本的限制，讓更多的自動撿網(wǎng)球裝置能被使用，一種低廉簡單的自動撿網(wǎng)球裝置是需要的。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供了一種自動撿網(wǎng)球裝置及其控制方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種自動撿網(wǎng)球裝置，包括車體、撿球機構、儲球機構、紅外避障系統(tǒng)以及控制機構；所述撿球機構設置于車體的前半部，所述儲球機構設置于撿球機構的后方，所述控制機構設置于儲球機構上，所述紅外避障系統(tǒng)設置于車體的前端；其中，所述撿球機構設有相對于車體做豎直方向和水平方向上運動的部件。

優(yōu)選地，所述撿球機構包括撿球裝置以及一組對稱設置于撿球裝置兩側的豎直驅動裝置，其中每一組豎直驅動裝置均包括步進電機、彈性聯(lián)軸器和絲杠，所述步進電機通過彈性聯(lián)軸器與絲杠相連接；所述絲杠與車體相連接；所述撿球裝置通過絲杠螺母與絲杠相連接，并通過步進電機的驅動，沿絲杠在豎直方向上運動，從而構成撿球機構豎直方向運動部件；

所述撿球裝置包括撿球框以及設置于撿球框上的水平驅動裝置，所述撿球框包括框體以及多根按固定間距縱向布置且兩端固定在框體上的彈性繩；所述水平驅動裝置包括導軌和滑桿，所述導軌為兩根，兩根導軌平行設置于彈性繩的上方，且固定于框體的左右兩側邊上，所述滑桿的兩端部分別設置于兩根導軌的滑槽上；所述滑桿通過橡皮筋與框架的前側邊相連接，所述滑桿通過細繩與車體相連接，從而構成撿球機構水平方向運動部件。

優(yōu)選地，所述車體包括底盤、支撐銅柱、兩組支撐架、前擋球板、伸出柱以及驅動車輪；所述儲球機構包括上底盤；其中：

優(yōu)選地，所述驅動車輪設置于底盤的下方，所述底盤通過支撐銅柱與上底盤固定連接；

所述每一組支撐架均包括橫梁、立柱以及支撐梁，所述立柱為若干根，若干根立柱垂直連接于橫梁的下方，所述支撐梁呈一定角度與橫梁和立柱固定連接；

所述前擋球板設置于撿球機構和儲球機構之間，所述伸出柱為兩根，兩根伸出柱平行固定于前擋球板左右兩側邊的底端上；

所述撿球機構的步進電機與橫梁相連接；所述立柱的底端與上底盤固定連接；所述紅外避障系統(tǒng)設置于伸出柱的前端；

所述撿球機構的細繩固定于前擋球板上。

優(yōu)選地，所述儲球機構還包括側擋板和后擋板，所述側擋板為兩塊，分別設置于上底盤的左右兩側邊上，所述后擋板設置于上底盤的后側邊上，所述上底盤、前擋球板、兩塊側擋板和一塊后擋板形成用于儲球的封閉構架；所述控制機構設置于后擋板上。

優(yōu)選地，所述驅動車輪包括兩組左右對稱設置的車輪組，其中，每一組車輪組均包括前后設置的萬向輪和驅動輪。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)包括相互連接的控制模塊和驅動模塊，所述控制模塊還與紅外避障系統(tǒng)相連接，所述驅動模塊還與撿球裝置的步進電機以及車體的驅動車輪相連接。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)還包括如下任一個或任多個部件：

-電源，用于與外部電源相連接；

-電池，用于斷開外部電源時供電；

-轉彎標志位，與控制模塊相連接。

優(yōu)選地，所述紅外避障系統(tǒng)包括轉彎傳感器和測球傳感器。

優(yōu)選地，所述轉彎傳感器和/或測球傳感器通過紅外支撐座與伸出柱固定連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種上述自動撿網(wǎng)球裝置的控制方法，包括以下步驟：

步驟1，車體上電，系統(tǒng)初始化，轉彎標志位賦零值，進入撿球循環(huán)程序；

步驟2，當測球傳感器檢測到有球，裝置則執(zhí)行步驟3；當轉彎傳感器檢測到轉彎信號，裝置則執(zhí)行步驟4；

步驟3，執(zhí)行撿球動作，控制模塊控制撿球機構的步進電機，使其下降，小球撿起后，步進電機驅動撿球裝置上升，網(wǎng)球落入儲球機構，撿球動作完成，車體繼續(xù)前行；

步驟4，控制模塊控制車體執(zhí)行轉彎動作；

步驟5，裝置重復步驟3和步驟4，直到完成撿球程序。

優(yōu)選地，步驟4包括如下步驟：