[發(fā)明專利]一種基于視覺的高爾夫撿球機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710345421.1
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107115637A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙成強(qiáng);劉明哲;蔣鑫;庹先國;楊劍波;成毅;王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號: A63B47/02
• 分類號: A63B47/02;B25J5/00;B25J11/00;B25J19/02
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙)51239
• 代理人: 王育信

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種基于視覺的高爾夫撿球機(jī)器人。

背景技術(shù)

高爾夫運動是一種能夠把享受大自然樂趣和體育鍛煉融為一體的陽光運動，在西方國家已經(jīng)實現(xiàn)平民化，在2016年的約熱內(nèi)盧奧林匹克運動會中，高爾夫球又再次回到了奧林匹克運動場，所以發(fā)展高爾夫運動大勢所趨。但想要打好高爾夫球則需要很長的練習(xí)經(jīng)驗，特別是練好揮桿，所以需要在專門的高爾夫練習(xí)場進(jìn)行練習(xí)。當(dāng)高爾夫練習(xí)場許多人長時間進(jìn)行高爾夫運動練習(xí)時，將會打出較多的高爾夫球，而高爾夫球是可以回收再利用的，那么撿球就成了一個較為麻煩的問題。高爾夫球不同乒乓球、排球等質(zhì)輕球，它具有表面光滑，質(zhì)量較重的特點，所以對撿拾工具要求較高，要克服撿拾時的防滑和較大動力去撿球等困難。在當(dāng)前情況下，許多高爾夫球撿球方式采用的是人工球童進(jìn)行撿球并運用如專利申請?zhí)枮?01610709008.4、專利名稱為一種高爾夫球撿球車，及專利申請?zhí)枮?01510187438.X、專利名稱為高爾夫球撿球車等撿球輔助工具來實現(xiàn)撿球操作，此類撿球方式是通過人駕駛撿球車進(jìn)行撿球，這種方式只適用于超大型球場，不僅會對球場草萍造成破壞，還都需要有人工參與，大大增加了人力成本，并具有撿球效率低的缺點。國外對高爾夫球撿球方式進(jìn)行研究開發(fā)中，由大型自動化維修服務(wù)廠商TrueBots制造的“The Ball Picker”撿球機(jī)器人最為先進(jìn)，其采用的模式是家用的掃地機(jī)器人工作模式，通過對高爾夫球場進(jìn)行“盲掃”的方式進(jìn)行撿球雖自動化程度較高，漏撿率也比較高，但對場地要求也極高，只適應(yīng)于十分平整的高爾夫球場。因此，研制一種不僅能適用于各種高爾夫場地、智能化程度高、撿球效率高，又節(jié)約成本的高爾夫撿球機(jī)器人具有最好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種基于視覺的高爾夫撿球機(jī)器人，該撿球機(jī)器人能夠?qū)Χ喾N不同條件下的高爾夫運動場內(nèi)散落的高爾夫球進(jìn)行高效快速回收。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于視覺的高爾夫撿球機(jī)器人，包括依次設(shè)置的撿球裝置和裝球箱體，以及設(shè)置在裝球箱體內(nèi)的主控MCU、供電單元和牽引單元；所述撿球裝置頂部還設(shè)有打球裝置，打球裝置頂部設(shè)有視覺檢測裝置；所述裝球箱體上設(shè)有撿球機(jī)械手臂，裝球箱體上還設(shè)有用于撿球機(jī)械手臂撿球后將球投入裝球箱體的開口，裝球箱體底部、與撿球機(jī)械手臂相近的一端還設(shè)有放球裝置；所述打球裝置、視覺檢測裝置、撿球機(jī)械手臂、放球裝置、供電單元和牽引單元均與主控 MCU相連。

具體的說，所述撿球裝置包括撿球輥，以及設(shè)置在撿球輥外部并與裝球箱體相接的機(jī)械殼；所述撿球棍包括兩端與機(jī)械殼連接的固定軸，以及均勻套接在固定軸上的多個撿球棍鼓片；所述每個撿球棍鼓片上還以中部為中心均勻?qū)ΨQ設(shè)有四個圓形通孔，且所有撿球棍鼓片采用四根連桿分別貫穿撿球棍鼓片上的通孔而串聯(lián)連接，每相鄰兩撿球棍鼓片之間形成一個撿球道；所述機(jī)械殼底部設(shè)有進(jìn)球口，機(jī)械殼側(cè)面、與裝球箱體相接處設(shè)有出球口。

具體的說，所述打球裝置安裝在機(jī)械殼頂部，包括與機(jī)械殼相切且與固定軸平行設(shè)置的轉(zhuǎn)動軸，設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸上且截面呈十字交叉形的四組打球組，分別與轉(zhuǎn)動軸兩端相連并帶動轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的兩臺連軸同步電機(jī)，以及罩在打球組外側(cè)且與機(jī)械殼固定相接的打球殼體；所述每組打球組均包含與撿球道數(shù)量匹配的打球片，且每片打球片到固定軸的最小距離大于連桿到固定軸的距離，以打落撿球道上的高爾夫球；所述兩臺連軸同步電機(jī)均與主控MCU相連。

具體的說，所述視覺檢測裝置包括設(shè)置在打球殼體上方的殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)且均可進(jìn)行360°自由轉(zhuǎn)動的兩個雙目攝像頭，所述每個雙目攝像頭均與主控MCU相連。

更具體的說，所述供電單元包括電壓轉(zhuǎn)換器，與電壓轉(zhuǎn)換器相連的充放電保護(hù)電路，與充放電保護(hù)電路模塊相連的蓄電池；所述電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端接有直流電源和太陽能電池板；所述電壓轉(zhuǎn)換器和蓄電池還均與主控MCU相連，用于給整個機(jī)器人提供電源。

進(jìn)一步的，所述牽引單元包括設(shè)置在裝球箱體底部、用于帶動整個撿球機(jī)器人移動的兩個前車輪和兩個后車輪，設(shè)置在裝球箱體內(nèi)底部并與兩個前車輪和固定軸相連牽引電機(jī)；所述牽引電機(jī)與主控MCU相連。

進(jìn)一步的，所述撿球機(jī)械手臂包括一端設(shè)置在裝球箱體上的連接臂，以及連接臂另一端上依次連接的至少一節(jié)活動臂，設(shè)置在連接臂與撿球裝置連接處、可實現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動270°的第一舵機(jī)，以及設(shè)置在連接臂與活動臂連接處和/或相鄰活動臂連接處、可實現(xiàn)720°轉(zhuǎn)動的第二舵機(jī)；所述第一舵機(jī)和每個第二舵機(jī)均與主控MCU相連。