[發明專利]一種乒乓球智能撿取機器人及其控制方法

在審

• 申請號: 201910807199.1
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110412992A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 劉秀杰;祝長生;徐瑞銀;王安航;李世鈺;劉志起;徐樂瑤;丁可浩;許崇洋
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 于洪偉

本發明公開了一種乒乓球智能撿取機器人及其控制方法，涉及智能控制功能性機器人領域，結構簡單，可靠耐用，利用雙目視覺識別定位系統，可以準確定位乒乓球在空間中的位置，底座與撿取桶的結合的結構，使機器人能夠達到角落對于乒乓起實現順利撿取，運行中具有自動避障功能，提高了乒乓球的撿取效率、精確率、成功率和靈活性；部分零件損壞，更換方便，維護成本低；另外，本發明識別距離遠，可控性強，內置20000 mAh鋰電池，功耗低，待機時間長。本發明智能化水平高，相較于市場上的以機械臂為撿取裝置的功能機器人，結構更為簡單，成本更加低廉，并且撿取效率高，通過乒乓球識別模型的設計，為后續乒乓球撿取機器人的設計提供了新的思路和創新方向。

技術領域

本發明涉及智能控制功能性機器人領域，具體的說是一種乒乓球智能撿取機器人及其控制方法。

背景技術

目前，市面上功能機器人多種多樣，在乒乓球撿取方面的機器人，都大多以機械臂為撿取裝置，結構比較復雜，成本高，撿取效率低。由于結構復雜，導致整個機器人占用空間大，一些角落的乒乓球也很難撿取成功，還是需要部分人工處理。復雜的機械臂結構，容易出現故障，維修也比較困難，大大增加了加工成本和使用成本。

發明內容

為解決上述存在的技術問題，本發明提供了一種乒乓球智能撿取機器人及其控制方法，采用簡單的拾取結構，實現了乒乓球撿取的完全自動化處理，撿取效率高，設備維修方便，成本低廉。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一種乒乓球智能撿取機器人，包含有撿取裝置、視覺定位裝置、智能控制裝置、避障裝置、電源裝置和底座，所述撿取裝置和視覺定位裝置分別設置于底座的一側及上部，所述智能控制裝置和電源裝置設置于底座內部，

所述底座整體設置為空心圓柱形，其一側垂直方向設置圓弧形凹槽，所述底座左右兩側分別設置行走輪，每個行走輪連接直流電機，左右兩個所述直流電機設置于底座內；

所述撿取裝置包含有底部均勻平行設置若干彈性繩的撿取桶，所述撿取桶部分容置于底座側面的圓弧形凹槽內，所述撿取桶通過定位機構與圓弧形凹槽連接達到橫向位置限定，所述底座上設置有霍爾傳感器，其觸頭設置于撿取桶側面上的對應位置，所述撿取桶與底座接觸的側面上設置有齒條，與設置于底座上的齒輪及電動機形成齒輪-齒條傳動裝置，驅動所述撿取桶在底座內上下運動；

所述視覺定位裝置設置為由交叉擺放的兩個攝像頭形成的雙目立體視覺定位結構通過支架固定于底座上；

所述避障裝置包含有三個超聲波傳感器，分別設置于撿取桶及左右兩個行走輪的正前方；

所述智能控制裝置設置為由主控單片機和電機驅動芯片組成，所述主控單片機通過H型雙極性可逆PWM驅動控制電路與電機驅動芯片連接，所述電機驅動芯片分別與兩個直流電機連接；

所述視覺定位裝置的兩個攝像頭、避障裝置的超聲波傳感器、霍爾傳感器分別通過信號線與主控單片機的輸入端連接，所述底座上的齒輪及電動機通過信號線與主控單片機的輸出端連接；

所述電源裝置設置為采用12V的蓄電池分別連接三個穩壓芯片，分別獲得12V、5V、3.3V電壓，為裝置內用電部件供電。

若干所述彈性繩的間隙略小于乒乓球的直徑。

所述主控單片機31采用STM32F103芯片，所述驅動芯片采用L298N。

所述撿取桶11的定位機構包含有雙平行定位軌道13和底座安裝支架66，所述底座安裝支架66固定設置于底座6的圓弧形凹槽上方，所述雙平行定位軌道13對稱設置于撿取桶11的兩側與圓弧形凹槽邊緣對應的位置，安裝后所述底座安裝支架66的豎直方向邊緣的凸出部分容置于雙平行定位軌道13內。

所述底座6后部設置萬向輪64。