[发明专利]网球捡球机的捡球系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网球捡球机，特别是涉及一种智能网球捡球机的捡球系统及方法。

背景技术

过去，在大型网球比赛中或平时的网球训练中捡球工作大多有人力完成。为了方便捡球，目前市场上出现了一类手推式网球捡球车。此类捡球车为半自动式，需要操作人员把网球捡球车推到网球附近，然后由捡球车的捡球机构完成捡球动作。此类捡球机相对纯粹的人工捡球在效率上有一定的提高。

目前，手推式网球捡球车的不足之处如下：

a.体积大且重，相对于智能化捡球机比较笨拙。既浪费空间，又影响训练人员打球(在它捡球的过程中运动员不方便打球)。

b.需要人工操作，相对于智能化捡球机浪费了不必要的时间与体力。如若配置专门的捡球人员则浪费了人力资源。

c.只适用于地上球较多的情况，但是地上球多会影响运动员打球。地上球少时则没有必要用上述捡球车。因此，它的适用环境较局限。

d.未实现捡球过程的完全自动化、智能化。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种网球捡球机的捡球系统及方法，其通过提供一个智能、完全自动化的网球捡球机，节省网球训练中捡球的时间与体力，实现捡球过程的高效、智能化，给网球运动爱好者提供更多便捷，提高网球训练的效率。

为达上述及其它目的，本发明提出一种网球捡球机的捡球系统，包括：

中央处理器，用来接收红外测距传感器的测量数据，并根据相关数据向驱动系统发出运动指令；

视觉系统，至少包括三个红外线测距传感器和AD转换电路，用于测量网球的位置与距离；

驱动系统，在中央处理单元的驱动下实现捡球机的行走过程的变速与转弯；

捡球装置，由二自由度机械臂和舵机驱动电路组成，采用二自由度机械臂完成夹球、运球和放球动作。

进一步地，所述视觉系统至少包括三个红外线测距传感器和AD转换电路，其中一个红外线测距传感器安装在捡球机正前方的中间位置，另两个红外线测距传感器安装在捡球机正前方的两侧。

进一步地，中间的红外线测距传感器的安装高度低于网球直径，左右两路的红外线测距传感器与中间红外线测距传感器的高度相同，左右两路的红外线测距传感器之间的间距大于网球直径。

进一步地，所述中央处理器通过控制该舵机驱动电路来控制所述机械臂的舵机。

为达到上述目的，本发明还提供一种网球捡球机的捡球方法，包括如下步骤：

步骤一，当网球在捡球机的捡球范围时，中间红外线测距传感器测量出与网球的距离，并将其进行A/D转换后送至中央处理器；

步骤二，中央处理器获得该红外线测距传感器的信号，并将其与设定值进行比较，根据比较结果向驱动系统发出相关指令；

步骤三，左右两路红外线测距传感器开始工作，并将检测结果进行A/D转换后送至中央处理器；

步骤四，中央处理器判断网球是否在捡球机前方偏左或偏右的位置，并根据判断结果对捡球机进行位置调整，使网球位于捡球机正前方；

步骤五，当网球在设定范围内，驱动捡球装置进行捡球动作。

进一步地，在步骤五之前，还包括如下步骤：

中间红外线测距传感器再次测量捡球机与网球的距离，通过微前进或微后退来调整与网球的距离，直到二者距离在设定的范围内。

进一步地，于步骤五中，当网球在设定范围内，机械臂伸到设定距离，闭合机械爪抓到网球；抓取网球之后，机械臂缩回到设定位置，并张开机械爪，网球掉落到容球器中。

进一步地，于步骤二中，若测得的距离大于设定上限值，则驱动捡球机向前行走，若此距离小于设定下限值，则捡球机驱动向后行走，直到此距离在设定的范围之内。

进一步地，于步骤四中，若左/右红外线测距传感器检测到网球，则驱动捡球机向右/左转，直到左右红外线测距传感器都检测不到网球。

进一步地，所述机械臂由两个机械臂舵机的控制。其中一个舵机控制机械臂的伸缩，另一个控制机械爪的开合，通过控制舵机的旋转角度，控制机械臂的伸缩距离和机械爪的开合程度。

与现有技术相比，本发明一种网球捡球机的捡球系统及方法采用红外线测距技术实现了智能捡球机的视觉功能，用单片机等微处理器实现了捡球机的行走路线控制，用四个直流电机组成的驱动系统实现了捡球机的行走及实时位置反馈，用机械手臂实现了捡球机的捡球动作，能够完成网球的自动捡取工作，可以方便捡拾网球场上散落的网球，节省人力资源。

附图说明