[发明专利]一种智能捡球机器人及其机械臂控制方法

说明书

本发明公开一种智能捡球机器人包括检测装置、移动装置、拾取装置和电能储存装置；检测装置、拾取装置和电能储存装置都设置在移动装置上。检测装置包括摄像头，通过支杆设置在移动装置上，摄像头倾斜对准移动装置的正前方；移动装置上设置有直流电机和电机驱动板，通过电机驱动板进行PWM调速控制直流电机转动，控制移动装置前进、后退或者转弯；拾取装置包括机械臂底座7、机械臂和舵机驱动板，舵机驱动板用于驱动机械臂的运动，舵机驱动板设置在距离机械臂底座处，通过运动规划使机械臂末端到达空间中的某个位置。本发明采取自主化智能捡球模式，实现寻物、移动、抓取、装框，装置精简，抓取范围广，并能抓取各个方向的小球。

技术领域

本发明是一种智能捡球机器人及其机械臂控制方法，属于智能机器人技术领域。

背景技术

体育活动渐渐成为我们日常生活不可替代的部分，在篮球、网球、乒乓球、羽毛球的训练场地看到球童或工作人员帮忙捡球，费时费力，现有技术中，一般基于单片机进行捡球，例如基于STM32的智能小型机械臂设计，识别情况易受环境干扰，背光一侧识别到向光一侧可能就识别不到，捡球不准确，识别速度慢。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，公开一种智能捡球机器人及其机械臂控制方法，采用机器视觉技术对目标物体色块进行精准识别与定位，将目标物体色块的位置信息发送给舵机驱动板，从而控制小车与机械臂。识别装置保证了识别目标物体色块的精度与准确度，且速度快。识别装置与控制装置的良好通信确保了小车与机械臂的动作顺利进行。

本发明具体技术方案为：

一种智能捡球机器人，包括检测装置、移动装置、拾取装置和电能储存装置；

检测装置、拾取装置和电能储存装置都设置在移动装置上。

检测装置包括摄像头，通过支杆设置在移动装置上，摄像头倾斜正对移动装置的正前方；

移动装置上设置有直流电机和电机驱动板，通过电机驱动板进行PWM调速控制直流电机转动，控制移动装置移动；

拾取装置包括机械臂底座、机械臂和舵机驱动板，舵机驱动板用于驱动机械臂的运动，舵机驱动板设置在距离机械臂底座处，通过运动规划使机械臂末端到达空间中的某个位置。

机械臂包括舵机和机械手，舵机包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机和第五舵机；所述第一舵机固定设置在机械臂底座上，第一舵机与第二舵机通过第一支架相连接；第二舵机与第三舵机通过第二支架相连接，第三舵机与第四舵机通过第三支架相连接，第四舵机与第五舵机通过第四支架相连接，第五舵机连接机械手。

第一舵机用于控制方向，第五舵机控制机械手的开合，第二舵机、第三舵机和第四舵机用于控制旋转角度。

所述第一支架和第四支架为固定支架，第二支架为两节U形支架，第三支架为U形支架。

一种智能捡球机器人，

进行捡球具体包括以下步骤：S1，采集目标物体色块的阈值；

S2，通过图像处理得到目标物体色块的位置信息，获取目标物体色块的中心点坐标，目标物体色块中心与机械臂底座之间的距离a，判断机械臂是否可达，机械臂不可达，进入步骤S3，机械臂可达，进入步骤S4；

S3，通过舵机驱动板控制电机驱动板，电机驱动板收到舵机驱动板发出的指令进行PWM调速控制电机转动快慢，控制移动装置前进(两个直流电机转速相同且都为正转)、后退(两个直流电机转速相同且都为反转)或者转弯(两个直流电机转速不同)；

S4，驱动移动装置与机械臂的舵机驱动板上接收到了关于物体色块的位置信息，根据所述位置信息，计算机械臂的舵机转动的角度和电机转动时间。

步骤S2具体包括以下步骤：