一種投球?qū)?zhàn)機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種投球?qū)?zhàn)機器人，包括：信息采集模塊，所述信息采集模塊與控制模塊電連接，對目標(biāo)物或障礙物進行識別、定位；捕獲模塊，所述捕獲模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物拾??；彈射模塊，所述彈射模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物發(fā)射。本發(fā)明提供的投球?qū)?zhàn)機器人不需要精確位置即可捕獲目標(biāo)，使用超聲波測距模塊對地面目標(biāo)位置進行識別，并且還能識別出墻體障礙物，集拾取彈射一體化，功能更加完善，使得本發(fā)明機器人使用范圍更廣。
【專利說明】一種投球?qū)?zhàn)機器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種投球?qū)?zhàn)機器人。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種通過CMOS圖像傳感器對地面上的目標(biāo)進行識別以及通過風(fēng)扇抽風(fēng)來捕獲乒乓球并配以紅外避障的機器人，如圖1所示，該機器人使用了 CMOS圖像傳感器對地面的目標(biāo)進行識別，鎖定目標(biāo)方向后前進，機器人接近目標(biāo)后，風(fēng)扇電動機啟動，通過抽風(fēng)產(chǎn)生吸力吸取地面上的目標(biāo)乒乓球，機器人行進過程中，通過紅外避障模塊來避免撞到障礙物。上述機器人通過CMOS傳感器獲取圖像信息，處理后可以獲得地面上目標(biāo)的位置，但是價格較高，且對軟件算法要求較高，需要針對不同的拾取物體以及場地環(huán)境對識別程序進行修改。此外該技術(shù)通過風(fēng)扇轉(zhuǎn)動產(chǎn)生吸力以拾取地面上的目標(biāo)球體，該方法的缺點是風(fēng)扇電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生噪聲，并且電機保持高速轉(zhuǎn)動消耗較多的電能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的首要目的在于提供一種通過模糊識別即可拾取地面隨機擺放的球體，并達到目標(biāo)識別與避障一體化，又具有彈射功能的投球?qū)?zhàn)機器人，本發(fā)明的具體方案如下:
[0004]一種投球?qū)?zhàn)機器人，包括:
[0005]信息采集模塊，所述信息采集模塊與控制模塊電連接，對目標(biāo)物或障礙物進行識另|J、定位；
[0006]捕獲模塊，所述捕獲模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物拾取；
[0007]彈射模塊，所述彈射模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物發(fā)射。
[0008]優(yōu)選的，所述信息采集模塊包括高度不同的兩個超聲波傳感器，用于返回前方不同高度的距離值，從而對目標(biāo)物或障礙物進行識別、定位。
[0009]優(yōu)選的，所述捕獲模塊包括運動小車以及設(shè)于所述運動小車上用于鏟起目標(biāo)物的球鏟，所述球鏟上方設(shè)有與控制模塊電連接用于撥動目標(biāo)物的扇葉，所述球鏟上方還設(shè)有用于防止被拾取的目標(biāo)物掉落的擋板。
[0010]優(yōu)選的，所述運動小車包括直流電機，控制模塊通過電機驅(qū)動器與所述直流電機電連接，所述直流電機還設(shè)有測速編碼器，所述測速編碼器與控制模塊電連接。
[0011]優(yōu)選的，所述捕獲模塊還包括用于檢測目標(biāo)物落入球鏟的紅外對管，所述紅外對管與控制模塊電連接。
[0012]優(yōu)選的，所述彈射模塊包括連接的彈射筒及彈射器，所述彈射筒通過抬升舵機控制仰角，所述抬升舵機與控制模塊電連接。
[0013]優(yōu)選的，所述控制模塊為Arduino Mega2560。
[0014]本發(fā)明提供的投球?qū)?zhàn)機器人具有以下優(yōu)點:對目標(biāo)物體的識別僅需要知道其大概位置即可，不需要精確位置即可捕獲目標(biāo)，一來節(jié)省了精確識別目標(biāo)位置的時間，二來簡單的距離判斷相比圖像識別處理系統(tǒng)準(zhǔn)確性更高；
[0015]使用超聲波測距模塊對地面目標(biāo)位置進行識別，并且還能識別出墻體障礙物，能拾取地面球體目標(biāo)物的同時，防止機器人撞到圍墻；
[0016]集拾取彈射一體化，功能更加完善，本發(fā)明可用于制作投球?qū)?zhàn)機器人娛樂產(chǎn)品，使得本發(fā)明機器人使用范圍更廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3?圖5分別為本發(fā)明實施例機器人識別、拾取、彈射狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0022]實施例
[0023]如圖2所示，一種投球?qū)?zhàn)機器人，包括:
[0024]信息采集模塊，所述信息采集模塊與控制模塊電連接，對目標(biāo)物或障礙物進行識另IJ、定位；
[0025]捕獲模塊，所述捕獲模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物拾??；
[0026]彈射模塊，所述彈射模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物發(fā)射。
[0027]作為上述實施例方案的優(yōu)選方案，所述信息采集模塊包括高度不同的兩個超聲波傳感器，用于返回前方不同高度的距離值，從而對目標(biāo)物或障礙物進行識別、定位，本功能使用了兩個HC-SR04超聲波傳傳感器，通過超聲波傳感器返回前方不同高度的距離值來判斷前方是否有球。一個超聲波測距模塊在上方，幾乎平行于地面，另一個超聲波測距模塊在中部。當(dāng)前方為墻壁時，兩個測距模塊的差值固定，當(dāng)前方地面有目標(biāo)球體時，距離差值大于固定值，信息采集模塊還包括用于檢測場地邊界的紅外接近開關(guān)。
[0028]作為上述實施例方案的優(yōu)選方案，所述捕獲模塊包括運動小車1以及設(shè)于所述運動小車1上用于鏟起目標(biāo)物的球鏟2，所述球鏟2上方設(shè)有與控制模塊電連接用于撥動目標(biāo)物的扇葉3，所述球鏟2上方還設(shè)有用于防止被拾取的球在滾動過程中掉落的擋板4，判斷為墻壁障礙時，機器人旋轉(zhuǎn)一定角度，對的別的方向進行識別；判斷為目標(biāo)物體時，扇葉3張開，機器人前行，球鏟2將球形的目標(biāo)物體鏟起，扇葉3落下并向內(nèi)掃起，將目標(biāo)拾取，過程如圖3、4所示。本功能使用了舵機控制扇葉3轉(zhuǎn)動，配合底部的球鏟2以及前方的紅外對管，捕獲地面上的目標(biāo)球體，使用了 13KG舵機，在6V電壓無負(fù)載情況下達到了 0.13秒/60度的響應(yīng)速度，能夠輕易抬起如乒乓球的目標(biāo)物體，球鏟2上方還有兩片擋板4，防止球在滾動進入彈射筒的過程中掉出機器人外。
[0029]作為上述實施例方案的優(yōu)選方案，所述運動小車包括直流電機，控制模塊通過電機驅(qū)動器與所述直流電機電連接，所述直流電機還設(shè)有測速編碼器，所述測速編碼器與控制模塊電連接，通過測速編碼器獲得運動小車的速度，進而實現(xiàn)精確控制。
[0030]作為上述實施例方案的改進，所述捕獲模塊還包括用于檢測目標(biāo)物落入球鏟的紅外對管，所述紅外對管與控制模塊電連接，紅外對管檢測到目標(biāo)物體進入了球鏟后，扇葉落下并向內(nèi)掃起，將目標(biāo)拾取。
[0031]作為上述實施例方案的優(yōu)選方案，所述彈射模塊包括連接的彈射筒5及彈射器6，彈射器6包括繼電器、電磁鐵以及撞針，所述彈射筒5通過抬升舵機控制仰角，所述抬升舵機與控制模塊電連接，彈射時，與彈射器6連接的彈射筒5抬起一定的角度，用于控制彈射距離，然后貫通式繼電器短暫通電后斷電，電磁鐵激發(fā)撞針將彈射筒5內(nèi)的球體彈出，如圖5所示，至此，整個識別、拾取、彈射的過程完成。本功能使用了 50厘米貫通式電磁鐵，通電時，電磁鐵工作，吸引撞針，撞擊彈射筒5中的目標(biāo)球體,將其射出，配合彈射筒5不同的抬升角度，可以做到控制彈射距離，本模塊中，彈射筒5的抬升同樣適用了舵機進行控制。
[0032]作為上述實施例方案的優(yōu)選方案，所述控制模塊為Arduino Mega2560, ArduinoMega2560是采用USB接口的核心電路板，它最大的特點就是具有多達54路數(shù)字輸入輸出，特別適合需要大量10接口的設(shè)計。Mega2560的處理器核心是ATmega2560，同時具有54路數(shù)字輸入/輸出口(其中16路可作為PWM輸出)，16路模擬輸入，4路UART接口，一個16MHz晶體振蕩器，一個USB 口，一個電源插座，一個ICSP header和一個復(fù)位按鈕。
[0033]以上對本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在【具體實施方式】以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種投球?qū)?zhàn)機器人，其特征在于包括: 信息采集模塊，所述信息采集模塊與控制模塊電連接，對目標(biāo)物或障礙物進行識別、定位； 捕獲模塊，所述捕獲模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物拾??； 彈射模塊，所述彈射模塊與控制模塊電連接，用于將目標(biāo)物發(fā)射。
2.如權(quán)利要求1所述的一種投球?qū)?zhàn)機器人，其特征在于: 所述信息采集模塊包括高度不同的兩個超聲波傳感器，用于返回前方不同高度的距離值，從而對目標(biāo)物或障礙物進行識別、定位。
3.如權(quán)利要求1所述的一種投球?qū)?zhàn)機器人，其特征在于: 所述捕獲模塊包括運動小車以及設(shè)于所述運動小車上用于鏟起目標(biāo)物的球鏟，所述球鏟上方設(shè)有與控制模塊電連接用于撥動目標(biāo)物的扇葉，所述球鏟上方還設(shè)有用于防止被拾取的目標(biāo)物掉落的擋板。
4.如權(quán)利要求3所述的一種投球?qū)?zhàn)機器人，其特征在于: 所述運動小車包括直流電機，控制模塊通過電機驅(qū)動器與所述直流電機電連接，所述直流電機還設(shè)有測速編碼器，所述測速編碼器與控制模塊電連接。
5.如權(quán)利要求3所述的一種投球?qū)?zhàn)機器人，其特征在于: 所述捕獲模塊還包括用于檢測目標(biāo)物落入球鏟的紅外對管，所述紅外對管與控制模塊電連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種投球?qū)?zhàn)機器人，其特征在于: 所述彈射模塊包括連接的彈射筒及彈射器，所述彈射筒通過抬升舵機控制仰角，所述抬升舵機與控制模塊電連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種投球?qū)?zhàn)機器人，其特征在于: 所述控制模塊為Arduino Mega2560。
【文檔編號】B25J11/00GK104260098SQ201410336767
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】黃文愷, 陳啟潤, 黎展鵬, 丘佳榮, 鐘偉, 陳海兵, 李陽, 陳虹, 伍馮潔, 姚佳岷, 朱靜, 韓曉英 申請人:廣州大學(xué)