本發明屬于機器人領域，具體涉及一種智能網球機器人。

背景技術：

目前尚無全自動撿球機器人，現有輔助撿球器械只能一定程度上輔助用戶撿球；現有發球機器人用戶操控體驗性差，缺乏智能性，且無法與撿球機器人配合運作；目前缺乏一個能夠全自動同時完成網球場撿球、發球動作的機器人。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種智能網球機器人，能夠通過預先設定好的規劃實現自主撿球、發球，且其可靠性強、效率高。

實施本發明的具體方案如下：

一種智能網球機器人，該機器人包括運動底盤機構、支架、撿球機構、發球機構、攝像頭以及儲球筐；運動底盤模塊包括運動底盤、車輪、驅動機構和控制器；撿球機構包括傳送帶、減速電機和傳送機架；發球機構包括發球電機、摩擦輪和發球管道；其中，傳送機架的頂端設有出球槽，傳送機架的底端設有進球槽，攝像頭固定在運動底盤上，驅動機構和控制器均布置在運動底盤上，驅動機構與車輪連接，運動底盤的支撐架均與撿球機構的傳送機架、發球機構的發球管道和儲球筐固聯；傳送帶和減速電機均固定在傳送機架上，減速電機與傳送帶連接；摩擦輪內置在發球管道上，并由固定在發球管道上的發球電機驅動，儲球筐的出球口與發球管道的進球口固聯，儲球筐的進球口與傳送機架的出球槽對接；其中，發球電機、減速電機、驅動機構、攝像頭均與控制器連接，攝像頭將捕獲到的圖像傳輸到控制器，當需要撿球時，控制器接收圖像并對其處理后發送運動指令控制驅動機構驅動車輪運動到球的位置，控制器依據球的位置發送對準指令控制減速電機驅動傳送機架的進球槽對準球，并同時發送撿球指令驅動機構驅動車輪繼續運動直到球完全進入進球槽，控制器發送控制指令控制減速電機驅動傳送帶運動，傳送帶將位于傳送機架的進球槽的球傳送到頂端并通過傳送機架的出球槽送入儲球筐；攝像頭將捕獲的圖像傳輸到控制器，控制器通過圖像判斷球場球的數量，當需要發球時，控制器發送發射指令控制發球電機驅動摩擦輪旋轉并將儲球筐的球發射出去。

進一步地，所述球為網球、乒乓球或羽毛球。

進一步地，運動底盤采用鋁合金或碳纖維材料制造。

進一步地，車輪為麥克納姆輪或萬向輪。

進一步地，減速電機為步進電機、直流有刷減速電機或交流無刷減速電機。

進一步地，傳送機架采用亞克力材料。

有益效果：

1、本發明智能化使得用戶操控體驗性好，智能性高，且發球與撿球合成一體化機器人，使得給人們生活帶來了極大的便利。

2、本發明通過預先設定好的規劃實現了自主撿球、發球，且其可靠性強、效率高。

3、本發明研制的機器人能夠準確、穩定、全自動地撿起、發射網球供練習者擊打，且該機器人提供遠程控制功能，使用者可以通過網頁監視網球識別狀況并手動介入控制，對使用者帶了全新一體化智能全方位體驗。

附圖說明

圖1為本發明的外觀立體圖；

圖2為本發明的傳送機架三視圖；

圖3為本發明的球筐及發球管道三視圖。

圖4為本發明的45度正視圖。

其中，1-運動底盤機構,2-撿球機構,3-發球機構,4-儲球筐。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

本發明提供了一種本發明提供了一種智能網球機器人，該機器人包括運動底盤機構1、支架、撿球機構2、發球機構3、攝像頭以及儲球筐4；運動底盤模塊1包括運動底盤、車輪、驅動機構和控制器；撿球機構2包括傳送帶、減速電機和傳送機架；發球機構3包括發球電機、摩擦輪和發球管道；其中，傳送機架的頂端設有出球槽，傳送機架的底端設有進球槽，攝像頭固定在運動底盤上，驅動機構和控制器均布置在運動底盤上，驅動機構與車輪連接，運動底盤的支撐架均與撿球機構2的傳送機架、發球機構3的發球管道和儲球筐4固聯；傳送帶和減速電機均固定在傳送機架上，減速電機與傳送帶連接；摩擦輪內置在發球管道上，并由固定在發球管道上的發球電機驅動，儲球筐4的出球口與發球管道的進球口固聯，儲球筐4的進球口與傳送機架的出球槽對接；其中，發球電機、減速電機、驅動機構、攝像頭均與控制器連接，攝像頭將捕獲到的圖像傳輸到控制器，當需要撿球時，控制器接收圖像并對其處理后發送運動指令控制驅動機構驅動車輪運動到球的位置，控制器依據球的位置發送對準指令控制減速電機驅動傳送機架的進球槽對準球，并同時發送撿球指令驅動機構驅動車輪繼續運動直到球完全進入進球槽，控制器發送控制指令控制減速電機驅動傳送帶運動，傳送帶將位于傳送機架的進球槽的球傳送到頂端并通過傳送機架的出球槽送入儲球筐4；攝像頭將捕獲的圖像傳輸到控制器，控制器通過圖像判斷球場球的數量，當需要發球時，控制器發送發射指令控制發球電機驅動摩擦輪旋轉并將儲球筐4的球發射出去。

應用于網球擊球訓練時自動撿起網球并發出網球。該機器人能夠準確、穩定、全自動地撿起、發射網球供練習者擊打。該機器人提供遠程控制功能，使用者可以通過網頁監視網球識別狀況并手動介入控制。

運動底盤由鋁合金相互固定組合而成，具有穩定、堅固耐用的特點。底盤使用四個麥克納姆輪。通過控制四個麥克納姆輪的旋轉方向，可以實現底盤在所有方向的平移以及旋轉。左前右后和右前左后分別順時針和逆時針旋轉時，可實現左右平移。所有輪同一方向旋轉可前后移動。左側右側分別順時針和逆時針旋轉可向左或向右原地旋轉。三種運動方式組合起來可實現所有方向上的運動，具有較高靈活性。

撿球機構為橡膠材質的傳送帶，由兩個直流有刷減速電機驅動。該傳送帶傾斜著安裝在機器人左側(前視)。傳送帶安裝在傳送機架上，傳送機架作為球的上升通道。傳送帶一端貼近地面，一段貼近儲球筐4。在撿球時，機器人移動至網球附近，使得傳送機架貼近地面的一端靠近網球。傳送帶開始旋轉，將網球撥進傳送機架，并使網球上升至傳送機架另一端。網球隨即從傳送機架上端滑入儲球筐4，完成一次撿球。

發球機構安裝在儲球筐4下部。一個截面為正方形的彎曲的發球管道與儲球筐4下部連接。發球管的出射管呈45度向上彎曲。在發球管道前部兩側的側板上有長方形孔，嵌有摩擦輪，摩擦輪與兩個高速電機向連，高速電機固定在發球管道外側。網球從球筐進入發球管道，經過高速旋轉的摩擦輪，獲得動能，從發球管道開口射出。通過調節兩摩擦輪的轉速實現發球力度、角度、方向以及旋轉的控制。

儲球筐4為一漏斗形的亞克力材質筐，由兩根連接在底盤上的鋁材支撐，保證其可容納大量網球而不搖晃或傾倒。儲球筐4后部與撿球機構的傳送機架連接，下部與發球管道連接。

工作時，機器人通過控制器處理攝像頭捕獲的圖像自動找到網球位置，并控制驅動機構驅動車輪運動到網球附近，將傳送機架的進球槽對準網球，然后機器人繼續前進，使得網球進入傳送機架，同時傳送帶開始運轉，網球被傳送帶上的擋板撥進傳送機架。由于傳送機架下部及兩側封閉，網球不會從傳送機架出去。網球經由傳送機架上升至傳送帶上端，沿傳送機架末端的坡道進入儲球筐4。

當需要發球時，網球從儲球筐4進入發球管道。網球進入發球管道后，沿管道行進至發球摩擦輪附近。由于向前滾動的慣性，網球與高速旋轉的摩擦輪上下輪發生接觸。在摩擦力的作用下，網球被吸入上下摩擦輪中間的空隙中。由于空隙的寬度略小于網球的直徑，被擠壓變形的網球與摩擦輪之間的摩擦力大大增加。在摩擦輪的高速轉動下，網球獲得較大的速度，從摩擦輪中間飛出。通過控制摩擦輪的轉動與停止可以控制網球發射的頻率；控制兩摩擦輪的轉動速度可實現控制網球的發球距離、旋轉和方向。兩摩擦輪一同高速旋轉，可增大發球距離；一同低速旋轉，可減小發球距離。兩摩擦輪差速旋轉，可控制發球方向

綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。