智能捡球车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能捡球车。本实用新型专利技术采用的技术方案是：包括车体和捡球器，所述捡球器设置在车体的前部，所述车体设有四组驱动轮，每组驱动轮设有单独的行走电机，所述车体的内部设有为行走电机提供电能的蓄电池，所述车体的前部还设有舵机，舵机的动力输出杆连接于所述的捡球器，捡球器为下部开口的透明容器，捡球器的开口对称边缘设有等距的槽，对称边缘的对应位置槽设有多根橡皮筋。本实用新型专利技术的优点在于：结构简单，造价成本低，利用成熟的零部件搭建，除了实用，还可以用于学习设计；改进已有的立方体捡球器为圆扇形，捡拾的面积大，避免捡拾中车体多次掉头浪费时间；由于整体车体的驱动采用四驱，其运动灵活，行走速度快。

【技术实现步骤摘要】
智能捡球车
本技术涉及一种智能捡球车，属于智能体育设施。
技术介绍
这三段整合为两段，改为：乒乓球的训练需要大量的练习，由于拍球的速度快，短时间就需要使用较多的球，在打球的过程中，捡球会消耗人们大量的体力和精力。如何快速的捡拾地面的训练球是训练员和教练员十分头疼的事情。已有的捡球装置，需要人为操控，不符合现场的实用环境，因此专利技术智能捡球车用来自主捡球。
技术实现思路
本专利技术提供一种智能捡球车，解决人工捡球慢或现有无人捡球器成本高、效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：智能捡球车，包括车体和捡球器，所述捡球器设置在车体的前部，所述车体设有四组驱动轮，每组驱动轮设有单独的行走电机，所述车体的内部设有为行走电机提供电能的蓄电池，所述车体的前部还设有舵机，舵机的动力输出杆连接于所述的捡球器，捡球器为下部开口的透明容器，捡球器的开口对称边缘设有等距的槽，对称边缘的对应位置槽设有多根橡皮筋，相邻橡皮筋(8)间的最大距离小于乒乓球的直径，捡球器为环扇形，材质为聚丙烯。拾球器的下部开口边缘向下延伸出挡球沿。作为优选，还包括主板电路和传感装置，主板电路上设有微控制器和显示屏，所述传感装置包括设置在车体上的摄像头、红外传感器和超声波传感器，摄像头、红外传感器和超声波传感器接入主板电路上。进一步的优选，包括蓄电池的输出接口设有电源稳压电路，电源稳压电路的输出端并联舵机稳压电路和主板稳压电路，舵机稳压电路的输出端接入舵机的电源接口，主板稳压电路的输出端接入主板的电源输入端。作为优选，电源稳压电路的输出端还并联接入两行走电机驱动电路，每个行走电机驱动电路的输出端接入同轴的两驱动轮的行走电机，行走电机驱动电路的信号输入端接入主板电路对应的信号引脚。作为优选，红外传感器、超声波传感器和摄像头接入主板电路的传感信号引脚（，所述红外传感器包括四组（，超声波传感器包括两组。进一步的优选，电源稳压电路、舵机稳压电路和主板稳压电路为LM2596S稳压模块，行走电机驱动电路为L298N电机驱动模块，主板电路为单片机。作为优选，摄像头型号为OV5640，超声波传感器为US-100超声波模块。所述作为优选，车体为框架结构，舵机设置在车体的前部，舵机的输出轴伸出车体外固定于所属的捡球器，捡球器的一侧面设有开口及对应的盖门，盖门盖住开口并能开启或关闭。所述车体的中部竖直设一固定杆，固定杆的顶部设有所述的摄像头。本技术的优点在于：结构简单，造价成本低，利用成熟的零部件搭建，除了实用，还可以用于学习设计；改进已有的立方体捡球器为圆扇形，捡拾的面积大，避免捡拾中车体多次掉头浪费时间；由于整体车体的驱动采用四驱，其运动灵活，行走速度快。附图说明图1是本技术的小车的主视图，图2是本技术的小车的后视图，图3是本技术的小车的左视图，图4是本技术的小车的电路连接图，图5是本使用新型的捡球器的结构图。附图标记1车体2捡球器3驱动轮4行走电机5蓄电池6舵机7动力输出杆8橡皮筋9主板电路10摄像头11红外传感器12超声波传感器13电源稳压电路14舵机稳压电路15主板稳压电路16行走电机驱动电路17开口18盖门。具体实施方式智能捡球车，包括车体1和捡球器2，车体1为框架结构，所述捡球器2设置在车体1的前部，所述车体1设有四组驱动轮3，每组驱动轮3设有单独的行走电机4，所述车体1的内部设有为行走电机4提供电能的蓄电池5，所述车体1的前部还设有舵机6，舵机的输出轴伸出车体外固定于所属的捡球器，捡球器2为下部开口的透明容器，捡球器2的开口对称边缘设有等距的槽，对称边缘的对应位置槽内设有橡皮筋8，相邻橡皮筋8间的最大距离小于乒乓球的直径，捡球器2为环扇形，材质为聚丙烯，捡球器2的一侧面设有开口17及对应的盖门18，盖门18盖住开口17并能开启或关闭,拾球器的下部开口边缘向下延伸出挡球沿19。还包括主板电路9，蓄电池5的输出接口设有电源稳压电路13，电源稳压电路13的输出端并联舵机稳压电路14和主板稳压电路15，舵机稳压电路14的输出端接入舵机6的电源接口，主板稳压电路15的输出端接入主板电路9的电源输入端。电源稳压电路13的输出端还并联接入两行走电机驱动电路16，每个行走电机驱动电路16的输出端接入同轴的两驱动轮的行走电机4，行走电机驱动电路16的信号输入端接入主板电路9对应的信号引脚。还包括传感装置，主板电路9上设有微控制器和显示屏，所述传感装置包括设置在车体上的摄像头10、红外传感器11和超声波传感器12，摄像头10、红外传感器11和超声波传感器12接入主板电路9上。红外传感器11、超声波传感器12和摄像头10接入主板电路1的传感信号引脚，所述红外传感器11包括四组，设置在车体1的前方和后方，超声波传感器12包括两组，设置在车体1的两侧。电源稳压电路13、舵机稳压电路14和主板稳压电路15为LM2596S稳压模块，行走电机驱动电路为L298N电机驱动模块，主板电路9为单片机。摄像头10型号为OV5640，超声波传感器12为US-100超声波模块。车体1的中部竖直设一固定杆，固定杆的顶部设有所述的摄像头10。实施例车体的框架为双层板结构，上层主要放置主板电路及相应的驱动电路模块，下层主要放置舵机并固定有行走电机，车体前方安放捡球器。主板电路搭载STM32F429IGT6微控制器，微控制器内烧录控制程序，微控制器负责处理摄像头采集的图像、控制行进方向与速度以及捡球动作，捡球器借助四驱直流电机车体行进，借助摄像头采集图像进行捡球器捡球。摄像头型号为OV5640，放置在固定杆顶端，可以观测到更广阔的范围并采集到更多数据。当摄像头采集到乒乓球图像后，该图像的每个像素点是RGB565（红、绿、蓝）色彩模式，微控制器将该色彩模式转换成HSL（色相、饱和度、明度）色彩模式以方便处理，然后根据乒乓球成像的HSL色彩模式的阈值范围使用腐蚀算法和噪点消除算法从图像中计算出球心的位置坐标。腐蚀算法是指消除边界点，使边界向内部收缩，用来确定腐蚀中心从而确定乒乓球球心的位置坐标。当图像中有多个乒乓球时，把距车体最近的乒乓球球心确定为腐蚀中心。当图像中有与乒乓球颜色相近的物体时，由于其成像不是圆形，经腐蚀算法处理，从而排除这个物体。噪点消除算法是指对腐蚀中心坐标多次计数，若每次的坐标值相差在允许范围内，则认为是真正的腐蚀中心；否则认为是噪点予以消除，然后继续遍历寻找乒乓球。位置坐标是指以地面为坐标平面，以摄像头竖直投影点为坐标原点，车体右方为X轴正方向、前方为Y轴正方向，乒乓球与车体的偏移量即为位置坐标。得到乒乓球的位置坐标后，微控制器使用PWM方式对行走电机调速，驱动车体靠近乒乓球，并在行进途中根据乒乓球与车体中轴线的的偏离程度使用PID算法闭环控制车体转向，使车体最终正对乒乓球方向行进。该偏离程度用乒乓球球心的位置坐标描述。当乒乓球球心Y坐标值小于预设值时，即表示车体已靠近乒乓球，此时舵机打角抬起捡球器，然后车体继续前进一小段距离后将捡球器调整为水平状态，乒乓球受力进入捡球器。捡球器是空心盒体下部开口，开口的侧边设设槽并固定橡皮筋，橡皮筋间尺寸略小于乒乓球直径，在捡球器扣下时乒乓球可通过橡皮筋的间隙进入盒中，又可依靠橡皮筋的弹力勒紧不至于掉出捡球器。捡球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能捡球车，其特征是，包括车体(1)和捡球器(2)，车体(1)为框架结构，所述捡球器(2)设置在车体(1)的前部，所述车体(1)设有四组驱动轮(3)，每组驱动轮(3)设有单独的行走电机(4)，所述车体(1)的内部设有为行走电机(4)提供电能的蓄电池(5)，所述车体(1)的前部还设有舵机(6)，舵机的输出轴伸出车体外固定于所属的捡球器，捡球器(2)为下部开口的透明容器，捡球器(2)的开口对称边缘设有等距的槽，对称边缘的对应位置槽内设有橡皮筋(8)，相邻橡皮筋(8)间的最大距离小于乒乓球的直径，捡球器(2)为环扇形，材质为聚丙烯，捡球器(2)的一侧面设有开口(17)及对应的盖门(18)，盖门(18)盖住开口(17)并能开启或关闭,拾球器的下部开口边缘向下延伸出挡球沿（19）。

【技术特征摘要】
1.一种智能捡球车，其特征是，包括车体(1)和捡球器(2)，车体(1)为框架结构，所述捡球器(2)设置在车体(1)的前部，所述车体(1)设有四组驱动轮(3)，每组驱动轮(3)设有单独的行走电机(4)，所述车体(1)的内部设有为行走电机(4)提供电能的蓄电池(5)，所述车体(1)的前部还设有舵机(6)，舵机的输出轴伸出车体外固定于所属的捡球器，捡球器(2)为下部开口的透明容器，捡球器(2)的开口对称边缘设有等距的槽，对称边缘的对应位置槽内设有橡皮筋(8)，相邻橡皮筋(8)间的最大距离小于乒乓球的直径，捡球器(2)为环扇形，材质为聚丙烯，捡球器(2)的一侧面设有开口(17)及对应的盖门(18)，盖门(18)盖住开口(17)并能开启或关闭,拾球器的下部开口边缘向下延伸出挡球沿（19）。2.根据权利要求1所述的智能捡球车，其特征是，还包括主板电路(9)，蓄电池(5)的输出接口设有电源稳压电路(13)，电源稳压电路(13)的输出端并联舵机稳压电路(14)和主板稳压电路(15)，舵机稳压电路(14)的输出端接入舵机(6)的电源接口，主板稳压电路(15)的输出端接入主板电路(9)的电源输入端。3.根据权利要求2所述的智能捡球车，其特征是，电源稳压电路(13)的输出端还并联接入两行走电机驱动电路(16)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金涵，
申请(专利权)人：张金涵，
类型：新型
国别省市：山东,37