[发明专利]一种乒乓球智能捡取机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种乒乓球智能捡取机器人及其控制方法，涉及智能控制功能性机器人领域，结构简单，可靠耐用，利用双目视觉识别定位系统，可以准确定位乒乓球在空间中的位置，底座与捡取桶的结合的结构，使机器人能够达到角落对于乒乓起实现顺利捡取，运行中具有自动避障功能，提高了乒乓球的捡取效率、精确率、成功率和灵活性；部分零件损坏，更换方便，维护成本低；另外，本发明识别距离远，可控性强，内置20000 mAh锂电池，功耗低，待机时间长。本发明智能化水平高，相较于市场上的以机械臂为捡取装置的功能机器人，结构更为简单，成本更加低廉，并且捡取效率高，通过乒乓球识别模型的设计，为后续乒乓球捡取机器人的设计提供了新的思路和创新方向。

技术领域

本发明涉及智能控制功能性机器人领域，具体的说是一种乒乓球智能捡取机器人及其控制方法。

背景技术

目前，市面上功能机器人多种多样，在乒乓球捡取方面的机器人，都大多以机械臂为捡取装置，结构比较复杂，成本高，捡取效率低。由于结构复杂，导致整个机器人占用空间大，一些角落的乒乓球也很难捡取成功，还是需要部分人工处理。复杂的机械臂结构，容易出现故障，维修也比较困难，大大增加了加工成本和使用成本。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种乒乓球智能捡取机器人及其控制方法，采用简单的拾取结构，实现了乒乓球捡取的完全自动化处理，捡取效率高，设备维修方便，成本低廉。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种乒乓球智能捡取机器人，包含有捡取装置、视觉定位装置、智能控制装置、避障装置、电源装置和底座，所述捡取装置和视觉定位装置分别设置于底座的一侧及上部，所述智能控制装置和电源装置设置于底座内部，

所述底座整体设置为空心圆柱形，其一侧垂直方向设置圆弧形凹槽，所述底座左右两侧分别设置行走轮，每个行走轮连接直流电机，左右两个所述直流电机设置于底座内；

所述捡取装置包含有底部均匀平行设置若干弹性绳的捡取桶，所述捡取桶部分容置于底座侧面的圆弧形凹槽内，所述捡取桶通过定位机构与圆弧形凹槽连接达到横向位置限定，所述底座上设置有霍尔传感器，其触头设置于捡取桶侧面上的对应位置，所述捡取桶与底座接触的侧面上设置有齿条，与设置于底座上的齿轮及电动机形成齿轮-齿条传动装置，驱动所述捡取桶在底座内上下运动；

所述视觉定位装置设置为由交叉摆放的两个摄像头形成的双目立体视觉定位结构通过支架固定于底座上；

所述避障装置包含有三个超声波传感器，分别设置于捡取桶及左右两个行走轮的正前方；

所述智能控制装置设置为由主控单片机和电机驱动芯片组成，所述主控单片机通过H型双极性可逆PWM驱动控制电路与电机驱动芯片连接，所述电机驱动芯片分别与两个直流电机连接；

所述视觉定位装置的两个摄像头、避障装置的超声波传感器、霍尔传感器分别通过信号线与主控单片机的输入端连接，所述底座上的齿轮及电动机通过信号线与主控单片机的输出端连接；

所述电源装置设置为采用12V的蓄电池分别连接三个稳压芯片，分别获得12V、5V、3.3V电压，为装置内用电部件供电。

若干所述弹性绳的间隙略小于乒乓球的直径。

所述主控单片机31采用STM32F103芯片，所述驱动芯片采用L298N。

所述捡取桶11的定位机构包含有双平行定位轨道13和底座安装支架66，所述底座安装支架66固定设置于底座6的圆弧形凹槽上方，所述双平行定位轨道13对称设置于捡取桶11的两侧与圆弧形凹槽边缘对应的位置，安装后所述底座安装支架66的竖直方向边缘的凸出部分容置于双平行定位轨道13内。

所述底座6后部设置万向轮64。