一种球场棒球捡拾机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种自动捡球、储球以及卸球的体育器材类机器人。

背景技术：

近年来，随着我国国民经济持续快速发展，人们也越来越注重自身身体健康开始体育锻炼，棒球作为一种新兴运动已经走入人们的生活中。在运动过程中，运动员四处跑动去捡球会消耗大量的体力，而捡球机器人作为服务机器人的一大种类，已逐渐成为机器人研究领域的热点。

经过国内外研究现状分析可知，目前针对球类物体捡拾机器人的研究成果不多，市场上的绝大多数设备仍处于人机结合阶段，通过人与机器的协作来实现球类物体回收，而且大部分服务性不强、工作性能一般、花费较为昂贵，这不仅加大技术资源的投入，也增加了人力资源的负担。

目前拾捡机器人主要分为手推式捡球机、远程控制捡球机以及自动控制捡球车三种。手推式捡球机如主要靠人推着车来完成捡球，需要耗费较多的人力资源。远程控制捡球机虽然只需要通过远程控制，但是无法精确进行球类物体的拾捡并且仍需要消耗人力资源。而自动控制捡球车往往只能进行单个球体的拾捡并且没有卸球和避障功能，工作效率不高。

为满足拾球机器人适应不同的工作需求，充分发挥拾球机器人功能多样性的优势，本发明提出了一种棒球拾捡机器人，同时具有自动拾球、储球以及卸球的功能。

技术实现要素：

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种球场棒球捡拾机器人，主要由行走机构、拾球机构、卸球机构和视觉云台构成。

优选的，所述行走机构包括蜗轮蜗杆减速电机10和麦克纳姆轮13。所述的四个麦克纳姆轮13由所述的四个蜗轮蜗杆减速电机10分别驱动，位于机器人下方的四个边角，可以使所述机器人完成前进、后退、左右横移及零半径回转动作，实现全方位移动。

优选的，所述机器人支架6位于所示行走机构蜗轮蜗杆减速电机10的上方。

优选的，所述拾球机构包括集球栏板1、弹簧2、拾球筐3、拾球筐转轴4和拾球筐旋转驱动减速电机5。所述的拾球筐转轴4由拾球筐旋转驱动减速电机5驱动，通过转轴的转动迫使拾球筐3旋转。

优选的，所述拾球机构拾球筐3，其底部由多个弹簧组成，相邻两个弹簧间的空隙略微小于棒球的直径，便于拾捡和装载棒球。

优选的，所述拾球机构前端为集球栏板1，防止收集的棒球滑出。

优选的，所述卸球机构包括卸球电动缸7和储球箱8组成。储球箱形状为上宽下窄的梯形，卸球电动缸7位于储球箱8的下方，拥有内部滑动轴承导轨和可延长的丝杆，利用丝杆的伸缩控制储球箱8倾斜的角度。

优选的，所述拾球筐旋转驱动减速电机5控制拾球筐3向下转动，当拾球筐3转动至最低高度低于棒球的半径高度时，所述散落在地上的棒球14受到压力，通过拾球机构的弹簧2变形进入到拾球筐3内。

优选的，所述弹簧2复原后，拾起状态的棒球15无法掉出拾球筐。

优选的，当所述拾球筐旋转驱动减速电机5控制拾球筐3向上转动时，所述正在从拾球筐向储球箱运动的棒球17受到重力作用进入到储球箱8内。

优选的，所述视觉云台包括视觉云台舵机9、视觉云台支架11和视觉云台摄像头12。所述视觉云台支架11位于储球箱8的上方，与视觉云台摄像头12连接固定，通过视觉云台舵机9来控制摄像头的转动。

优选的，所述视觉云台摄像头12通过图像采集、处理和分析，获得棒球位置信息的。

采用上述方案后，本拾球机器人的有益效果为：结构简单，实用价值高，价格低廉，性能可靠。使用了麦克纳姆轮技术实现全方位运动捡球，转向灵活；集拾捡、储球和卸球为一体，提高了捡球效率；一次可以收集多个网球，储球能力大；不依靠机器人以外的设备，操作方便。

附图说明

图1，图2，图3分别为是拾球，集球，卸球状态下的拾球机器人结构示意图。

图中：集球栏板1，弹簧2，拾球筐3，拾球筐转轴4，拾球筐旋转驱动减速电机5，机器人支架6，卸球电动缸7，储球箱8，视觉云台舵机9，蜗轮蜗杆减速电机10，视觉云台支架11，视觉云台摄像头12，麦克纳姆轮13，散落在地上的棒球14、拾起状态的棒球15、已经收集在储球箱中的棒球16，正在从拾球筐向储球箱运动的棒球17。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1～图3所示提供了一种球场棒球拾捡机器人，按照以下步骤实现棒球自动拾捡、储球和卸球工作：

步骤1：待机状态的拾球机器人通过视觉云台摄像头12进行图像采集、处理和分析，获得棒球位置信息。通过蜗轮蜗杆减速电机10分别驱动对应麦克纳姆轮13控制拾球机器人移动。

步骤2：通过拾球筐旋转驱动减速电机5驱动拾球筐转轴4向下转动，从而带动拾球筐3向下转动，所述散落在地上的棒球14受到压力，通过拾球机构的弹簧2变形进入到拾球筐3内被储存而不掉出来，即完成拾球操作。

步骤3：在集球状态下，所述拾球筐旋转驱动减速电机5控制拾球筐3向上转动，所述拾起状态的棒球15受到重力作用沿拾球筐3尾部和储球箱8头部斜面连接形成的通道滚入卸球机构中，即完成储球操作。

步骤4：当卸球机构中的棒球数量达到卸载要求时，拾球机器人回到球场的球框位置，开始进行卸球操作。所述卸球电动缸7动作，顶起储球箱8，其中已经收集在储球箱中的棒球16沿着储球箱尾部斜面被卸载到球场球框中，即完成卸球操作。

上述技术方案中，使用了麦克纳姆轮技术实现全方位运动捡球，转向灵活；集拾捡、储球和卸球为一体，提高了捡球效率；一次可以收集多个网球，储球能力大；不依靠机器人以外的设备，操作方便；适用场地较多，适用范围广。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案以及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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