一种自发射乒乓球机器人的操作方法技术

本发明专利技术请求保护一种自发射乒乓球机器人的操作方法，包括步骤：安装好自发射乒乓球机器人，还设置送球装置，所述送球装置包括输送软管，所述输送软管设有一大于90度的弯折部，在所述弯折部外侧设有加强头；将乒乓球通过输送软管装入乒乓球容器中，并通过摇杆对发射角度进行调节，是通过视频处理模块获取地面障碍物视频信息，并通过视频处理控制器进行分析，得到当前距离信息、角度信息，测算出距离乒乓球台的距离，具体包括：所述视频处理模块通过视频流中采集一帧图像对障碍物进行识别，通过坐标转换计算，实现单目视觉测距，本发明专利技术方法可以灵活方便、准确发射乒乓球。

【技术实现步骤摘要】
一种自发射乒乓球机器人的操作方法
本专利技术属于机器人控制
，特别涉及一种自发射乒乓球机器人的操作方法。
技术介绍
随着科技的发展，智能小型机器人发展迅速，但是具有新颖性功能的不多，不能较好提起青少年的兴趣，所以特设计一款能自动发射乒乓球的智能机器人，希望能够引起青少年学习机器人的兴趣。然而，目前乒乓球发射装置主要运用于体育用品领域，其工作原理是利用转轮摩擦球原理，大多是利用大型步进电机控制的，具有笨重、成本高等缺点，因此不适用于小型的机器人上。麦克纳姆轮是瑞典麦克纳姆公司的专利。这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种灵活方便、准确发射乒乓球的自发射乒乓球机器人的操作方法。本专利技术的技术方案如下：一种自发射乒乓球机器人的操作方法，其包括以下步骤：首先安装好所述自发射乒乓球机器人，所述自发射乒乓球机器人包括电机(1)、第一活动铰链(2)、麦克纳姆轮(3)、支撑型材(4)、视频处理模块(5)、乒乓球发射机构及升降机构，所述麦克纳姆轮(3)通过第一活动铰链(2)与四根支撑柱(4)相连，所述电机(1)的输出轴与麦克纳姆轮(3)连接，所述控制器分别与电机(1)和视频处理模块(5)相连接，所述飞盘发射机构设置于铝型材(4)上，所述电机(1)用于给麦克纳姆轮(3)提供动力，麦克纳姆轮(3)用于支撑型材(4)并进行全方位移动，支撑型材(4)用于给飞盘发射机构提供支撑，视频处理模块(5)用于获取地面障碍物视频信息，并进行视频处理控制器进行分析，飞盘发射机构用于对飞盘通过摇杆进行进行发射，升降机构用于对飞盘发射机构进行升降操作；所述升降机构包括直线丝杆电机(7)及第二活动铰链，所述直线丝杆电机(7)与第二活动铰链相连，第二活动铰链与发射机构底板(8)连接，直线丝杆电机(7)用于给第二活动铰链提供升降动力，第二活动铰链通过铰链带动发射机构底板(8)运动；所述乒乓球包括乒乓球容器(9)、发射机机构底板(8)、摩擦轮驱动电机(6)、摩擦轮(10)、摇杆(11)及乒乓球(12)，所述乒乓球(12)设置于乒乓球容器(9)中，所述乒乓球(12)与摩擦轮(10)齿轮连接，所述乒乓球(12)的发射角度通过摇杆(11)进行拨动，所述摩擦轮(10)与摩擦轮驱动电机(6)相连接，所述发射机机构底板(8)与摩擦轮驱动电机(6)相连接，所述发射机机构底板(8)还通过连接机构与支撑型材(4)相连接；还设置送球装置，所述送球装置包括输送软管，所述输送软管设有一大于90度的弯折部，在所述弯折部外侧设有加强头；将乒乓球通过输送软管装入乒乓球容器(9)中，并通过摇杆(11)对发射角度进行调节，是通过视频处理模块(5)获取地面障碍物视频信息，并通过视频处理控制器进行分析，得到当前距离信息、角度信息，测算出距离乒乓球台的距离，具体包括：所述视频处理模块(5)通过视频流中采集一帧图像对障碍物进行识别，通过坐标转换计算，实现单目视觉测距，具体有以下步骤：S1，将采集的图像从RGB空间颜色模型转换到HSI空间颜色模型，得到HSI空间分量，转换公式为：R、G、B分别表示红、绿、蓝，H表示颜色的波长，称为色调；S表示颜色的深浅程度，称为饱和度；I表示强度或亮度；S2，对HSI空间分量进行滤波、边缘检测、阈值处理、区域生长分割、坐标转换，获取摄像头所采集的图像的障碍物在世界坐标系中的坐标；并采用模糊控制算法来实现路径规划，当机器人路径规划采用采用模糊逻辑控制算法进行避障路径规划时，包括以下步骤：机器人以正前方垂直中线上选取一个种子点，左右遍历扫描分界线，定义输入与输出关系的隶属度函数，采用P,Q两种隶属度函数模糊化，根据实际要求定义模糊规则库；采用加权平均法得到机器最终运动速度与角度；当发射机器人到达目标位置后，设定发射距离与发射角度，机器调整位姿，设计摩擦轮转速与升降机构的高度发射乒乓球，并通过改变转盘的转速以及改变转盘与轨道之间摩擦力的大小来改变乒乓球的发射距离。进一步的，所述支撑型材(4)为铝型材。本专利技术的有益效果本专利技术采用了麦克纳姆轮(3)来带动乒乓球发射机构，是利用了麦克纳姆轮(3)的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。又通过模糊控制理论，来进行机器人路径规划，模糊控制不需要精确数学模型，适用于非线性、滞后、时变等系统，提高了实用性。附图说明图1是本专利技术提供优选实施例自发射乒乓球机器人结构示意图；图2是自发射乒乓球机器人结构的左视图示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：如图1所示为一种自发射乒乓球机器人的操作方法，其包括以下步骤：首先安装好所述自发射乒乓球机器人，所述自发射乒乓球机器人包括电机1、第一活动铰链2、麦克纳姆轮3、支撑型材4、视频处理模块5、乒乓球发射机构及升降机构，所述麦克纳姆轮3通过第一活动铰链2与四根支撑柱4相连，所述电机1的输出轴与麦克纳姆轮3连接，所述控制器分别与电机1和视频处理模块5相连接，所述飞盘发射机构设置于铝型材4上，所述电机1用于给麦克纳姆轮3提供动力，麦克纳姆轮3用于支撑型材4并进行全方位移动，支撑型材4用于给飞盘发射机构提供支撑，视频处理模块5用于获取地面障碍物视频信息，并进行视频处理控制器进行分析，飞盘发射机构用于对飞盘通过摇杆进行进行发射，升降机构用于对飞盘发射机构进行升降操作；所述升降机构包括直线丝杆电机7及第二活动铰链，所述直线丝杆电机7与第二活动铰链相连，第二活动铰链与发射机构底板8连接，直线丝杆电机7用于给第二活动铰链提供升降动力，第二活动铰链通过铰链带动发射机构底板8运动；所述乒乓球包括乒乓球容器9、发射机机构底板8、摩擦轮驱动电机6、摩擦轮10、摇杆11及乒乓球12，所述乒乓球12设置于乒乓球容器9中，所述乒乓球12与摩擦轮10齿轮连接，所述乒乓球12的发射角度通过摇杆11进行拨动，所述摩擦轮10与摩擦轮驱动电机6相连接，所述发射机机构底板8与摩擦轮驱动电机6相连接，所述发射机机构底板8还通过连接机构与支撑型材4相连接；还设置送球装置，所述送球装置包括输送软管，所述输送软管设有一大于90度的弯折部，在所述弯折部外侧设有加强头；将乒乓球通过输送软管装入乒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自发射乒乓球机器人的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：首先安装好所述自发射乒乓球机器人，所述自发射乒乓球机器人包括电机(1)、第一活动铰链(2)、麦克纳姆轮(3)、支撑型材(4)、视频处理模块(5)、乒乓球发射机构及升降机构，所述麦克纳姆轮(3)通过第一活动铰链(2)与四根支撑柱(4)相连，所述电机(1)的输出轴与麦克纳姆轮(3)连接，所述控制器分别与电机(1)和视频处理模块(5)相连接，所述飞盘发射机构设置于铝型材(4)上，所述电机(1)用于给麦克纳姆轮(3)提供动力，麦克纳姆轮(3)用于支撑型材(4)并进行全方位移动，支撑型材(4)用于给飞盘发射机构提供支撑，视频处理模块(5)用于获取地面障碍物视频信息，并进行视频处理控制器进行分析，飞盘发射机构用于对飞盘通过摇杆进行进行发射，升降机构用于对飞盘发射机构进行升降操作；所述升降机构包括直线丝杆电机(7)及第二活动铰链，所述直线丝杆电机(7)与第二活动铰链相连，第二活动铰链与发射机构底板(8)连接，直线丝杆电机(7)用于给第二活动铰链提供升降动力，第二活动铰链通过铰链带动发射机构底板(8)运动；所述乒乓球包括乒乓球容器(9)、发射机机构底板(8)、摩擦轮驱动电机(6)、摩擦轮(10)、摇杆(11)及乒乓球(12)，所述乒乓球(12)设置于乒乓球容器(9)中，所述乒乓球(12)与摩擦轮(10)齿轮连接，所述乒乓球(12)的发射角度通过摇杆(11)进行拨动，所述摩擦轮(10)与摩擦轮驱动电机(6)相连接，所述发射机机构底板(8)与摩擦轮驱动电机(6)相连接，所述发射机机构底板(8)还通过连接机构与支撑型材(4)相连接；还设置送球装置，所述送球装置包括输送软管，所述输送软管设有一大于90度的弯折部，在所述弯折部外侧设有加强头；将乒乓球通过输送软管装入乒乓球容器(9)中，并通过摇杆(11)对发射角度进行调节，是通过视频处理模块(5)获取地面障碍物视频信息，并通过视频处理控制器进行分析，得到当前距离信息、角度信息，测算出距离乒乓球台的距离，具体包括：所述视频处理模块(5)通过视频流中采集一帧图像对障碍物进行识别，通过坐标转换计算，实现单目视觉测距，具体有以下步骤：S1，将采集的图像从RGB空间颜色模型转换到HSI空间颜色模型，得到HSI空间分量，转换公式为：...

【技术特征摘要】
1.一种自发射乒乓球机器人的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：首先安装好所述自发射乒乓球机器人，所述自发射乒乓球机器人包括电机(1)、第一活动铰链(2)、麦克纳姆轮(3)、支撑型材(4)、视频处理模块(5)、乒乓球发射机构及升降机构，所述麦克纳姆轮(3)通过第一活动铰链(2)与四根支撑柱(4)相连，所述电机(1)的输出轴与麦克纳姆轮(3)连接，所述控制器分别与电机(1)和视频处理模块(5)相连接，所述飞盘发射机构设置于铝型材(4)上，所述电机(1)用于给麦克纳姆轮(3)提供动力，麦克纳姆轮(3)用于支撑型材(4)并进行全方位移动，支撑型材(4)用于给飞盘发射机构提供支撑，视频处理模块(5)用于获取地面障碍物视频信息，并进行视频处理控制器进行分析，飞盘发射机构用于对飞盘通过摇杆进行进行发射，升降机构用于对飞盘发射机构进行升降操作；所述升降机构包括直线丝杆电机(7)及第二活动铰链，所述直线丝杆电机(7)与第二活动铰链相连，第二活动铰链与发射机构底板(8)连接，直线丝杆电机(7)用于给第二活动铰链提供升降动力，第二活动铰链通过铰链带动发射机构底板(8)运动；所述乒乓球包括乒乓球容器(9)、发射机机构底板(8)、摩擦轮驱动电机(6)、摩擦轮(10)、摇杆(11)及乒乓球(12)，所述乒乓球(12)设置于乒乓球容器(9)中，所述乒乓球(12)与摩擦轮(10)齿轮连接，所述乒乓球(12)的发射角度通过摇杆(11)进行拨动，所述摩擦轮(10)与摩擦轮驱动电机(6)相连接，所述发射机机构底板(8)与摩擦轮驱动电机(6)相连接，所述发射机机构底板(8)还通过连接机构与支撑型材...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛述春，
申请(专利权)人：张晓瑜，
类型：发明
国别省市：重庆,50