一種網球撿球機及其控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種網球撿球機及其控制系統，網球撿球機包括車體、安裝在車體上的網球收集框以及安裝在車體前端的撿球裝置；控制系統包括用于發送并接收運動信號的遙控系統、可自行探測離目標點距離并自主規劃導航路線的紅外導航系統、以及控制器。本發明的網球撿球機結構簡單，克服了網球撿球的難題，解決了以前人力撿球的困難，并且做到了高效率，低消耗，填補了市面上沒有撿球網球撿球機的空白，且該網球撿球機綠色環保，電動零排放。其控制系統簡潔智能，可實現人工控制以及自主導航。
【專利說明】
一種網球撿球機及其控制系統
技術領域
[0001]本發明涉及撿球器械及配套控制系統，特別是涉及網球撿球機及其控制系統。【背景技術】
[0002]在網球訓練中，經常會用到多球訓練方式，訓練結束后，球場會凌亂散布很多網球，人工撿球不僅會消耗運動者的體力，還會占用太多的訓練時間，為此，我們開發了網球撿球網球撿球機，該網球撿球機實現對網球的撿拾和收集。并且克服了網球場角落空間的狹窄，撿拾困難的情況，很好的節省了人力，提高了效率。網球撿球機有兩種控制方式，分為手動遙控和自動跟蹤。
[0003]現在市面上并沒有專門用于網球撿球的網球撿球機，僅有一些簡單的撿球裝置， 這些撿球裝置需要人工操作，一般為筒狀或者筐形，手持逐個撿球，耗費人力，效率也低。我們的網球撿球機，不需要耗費太多人力，并且可以實現批量撿球，工作效率高，撿球快。
【發明內容】
[0004]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種結構簡單、控制智能且效率高的網球撿球機及其控制系統。
[0005]技術方案:為實現上述目的，本發明的網球撿球機包括車體、安裝在車體上的網球收集框以及安裝在車體前端的撿球裝置;所述撿球裝置包括至少兩個矩形的主收集板，所有的主收集板可繞同一水平轉動軸轉動，且所有的主收集板圍繞其公共的水平轉動軸圓周陣列分布;沿所述主收集板的轉動上升側設置有弧形擋板，主收集板轉動上升時其遠離水平轉動軸的邊緣貼著弧形擋板;所述弧形擋板下邊緣貼近地面，上邊緣設置在所述網球收集框的入球口處。
[0006]進一步地，所述撿球裝置還包括用于阻止網球沿所述主收集板的轉動軸軸向運動的輔助收集板，所述輔助收集板安裝在所述主收集板轉動軸軸向的兩側。
[0007]進一步地，所述輔助收集板整體為楔形，其遠離所述車體的部分較尖，且輔助收集板遠離車體的一端向外彎折，使得兩個輔助收集板之間形成一個寬于所述主收集板的入□ 〇
[0008]進一步地，所述車體包括車本體以及四個車輪，且所有的的車輪均為麥克納姆輪。
[0009]進一步地，所述車體上至少有兩個車輪上安裝有減震結構。
[0010]進一步地，所述車輪安裝在所述車輪電機的輸出軸上，車輪電機與車本體之間為轉動連接，且車輪電機與車本體之間連接有減震器，減震器的兩端分別鉸接在車本體與車輪電機上。
[0011]進一步地，所述撿球裝置包括四片主收集板。
[0012]網球撿球機控制系統，包括用于發送并接收運動信號的遙控系統、可自行探測離目標點距離并自主規劃導航路線的紅外導航系統、以及控制器，所述遙控系統包括遙控器以及用于接收所述遙控信號的遙控接收器，所述紅外導航系統包括紅外探測器以及以及用于控制轉向角度的陀螺儀;所述遙控系統、紅外導航系統、撿球裝置以及所述車體的運動均由所述控制器控制。
[0013]進一步地，還包括重量感知系統，所述重量感知系統包括安裝在所述網球收集框中的重量感知傳感器以及設置在所述遙控器上的用于提醒網球收集框滿載的滿載指示燈； 所述重量感知系統由所述控制器控制。
[0014]進一步地，所述控制器為STMF單片機。
[0015]有益效果:本發明的網球撿球機結構簡單，克服了網球撿球的難題，解決了以前人力撿球的困難，并且做到了高效率，低消耗，填補了市面上沒有撿球網球撿球機的空白，且該網球撿球機綠色環保，網球撿球機全部實現了電動，零排放。其控制系統簡潔智能，可實現人工控制以及自主導航。【附圖說明】
[0016]附圖1為網球撿球機的結構圖；
[0017]附圖2為減震結構的結構圖。【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0019]如附圖1所示的網球撿球機，包括車體1、安裝在車體1上的網球收集框2以及安裝在車體1前端的撿球裝置3;所述撿球裝置3包括四個矩形的主收集板31，所有的主收集板31 可繞同一水平轉動軸轉動，且所有的主收集板31圍繞其公共的水平轉動軸圓周陣列分布； 沿所述主收集板31的轉動上升側設置有弧形擋板32,主收集板31轉動上升時其遠離水平轉動軸的邊緣貼著弧形擋板32;所述弧形擋板32下邊緣貼近地面，上邊緣設置在所述網球收集框2的入球口處。這樣在網球撿球機執行撿球任務時，4個主收集板31循環撥動網球沿著弧形擋板32進入網球收集框2。
[0020]在主收集板31撥動網球的時候，網球會沿產生橫向運動逃離主收集板31的撿球區域，為了防止該現象的發生，所述撿球裝置3還包括用于阻止網球沿所述主收集板31的轉動軸軸向運動的輔助收集板33,所述輔助收集板33安裝在所述主收集板31轉動軸軸向的兩側，所述輔助收集板33整體為楔形，其遠離所述車體1的部分較尖，且輔助收集板33遠離車體1的一端向外彎折，使得兩個輔助收集板33之間形成一個寬于所述主收集板31的入口。這樣的設計可以讓網球撿球機的收集板伸到網球場圍欄的下方，收集到角落處的網球。
[0021]所述車體1包括四個車輪11，且所有的的車輪11均為麥克納姆輪。通過4個車輪11 的不同旋轉方向，可以實現網球撿球機的全方向水平移動。麥克納姆輪的特殊構造，可以在不同差速設計下，使網球撿球機實現前進、后退、左平移、右平移，還可以進行任何角度的水平移動，使得網球撿球機的靈活程度大大提高。麥克納姆輪還可以實現網球撿球機的原地轉向，使網球撿球機到位后迅速旋轉，正面朝向網球。
[0022]網球撿球機的所述車體1上至少有兩個車輪11上安裝有減震結構，其減震實現方式為:如附圖2所示，所述車輪11安裝在所述車輪電機12的輸出軸上，車輪電機12與車本體之間為轉動連接，且車輪電機12與車本體之間連接有減震器13,減震器13的兩端分別鉸接在車本體與車輪電機12上。這樣的結構使網球撿球機在運動時，保證四輪都著地，增加了網球撿球機的運動平穩度，提高了應對復雜地形的能力。
[0023]基于上述網球撿球機的控制系統包括用于發送并接收運動信號的遙控系統、可自行探測離目標點距離并自主規劃導航路線的紅外導航系統、以及控制器，所述遙控系統包括遙控器以及用于接收所述遙控信號的遙控接收器，所述紅外導航系統包括紅外探測器以及以及用于控制轉向角度的陀螺儀;所述遙控系統、紅外導航系統以及所述車體1的運動均由所述控制器控制。優選的，所述控制器為STM32F4單片機。
[0024]在單片機中寫入用于控制驅動車輪11的電機的程序，接受遙控信號程序，判斷自身旋轉角度程序，控制撿球電機程序，判斷紅外指示路線程序等等，實現對于網球撿球機的控制。遙控狀態下，網球撿球機可以按照遙控的指示，移動到撿球地點，打開或者關閉驅動撿球裝置11的電機;紅外引導狀態下，紅外探測器可以自動識別紅外光源，自動設計移動路線，移動到紅外指示地點，并自動打開驅動撿球裝置11的電機。
[0025]在使用紅外自動控制引導時，采用了閉環控制方式，在自動追尋紅外指示信號時， 紅外探測器會實時感應自己距離紅外指示點的距離，并且重新計算路線，修正誤差，可以實現最短距離達到撿球地點。陀螺儀可感知網球撿球機轉動角度，確保朝向目標運動，運動路程中還會實時調整角度，修正路線，陀螺儀的作用就是感知自己的旋轉角度，將控制系統的預定路線旋轉角度轉換為實際運動方向的改變。[〇〇26]方向的控制不僅保證了移動時的方向正確，同時可以使網球撿球機在撿球時可以讓收集板朝向網球，加快了收集效率。
[0027]還包括重量感知系統，所述重量感知系統包括安裝在所述網球收集框2中的重量感知傳感器以及設置在所述遙控器上的用于提醒網球收集框2滿載的滿載指示燈;所述重量感知系統由所述控制器控制。當網球收集筐2裝滿網球時，就可以發出滿容信號，手中的遙控器對應的滿載指示燈會閃爍提示，此刻驅動撿球裝置11的電機將不會接受撿球開始的信號，并且自行保持斷電狀態，防止主收集板31主，導致電機燒毀。
[0028]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種網球撿球機，其特征在于:包括車體(1)、安裝在車體(1)上的網球收集框(2)以 及安裝在車體(1)前端的撿球裝置(3);所述撿球裝置(3)包括至少兩個矩形的主收集板 (31 )，所有的主收集板(31)可繞同一水平轉動軸轉動，且所有的主收集板(31)圍繞其公共 的水平轉動軸圓周陣列分布;沿所述主收集板(31)的轉動上升側設置有弧形擋板(32)，主 收集板(31)轉動上升時其遠離水平轉動軸的邊緣貼著弧形擋板(32);所述弧形擋板(32)下 邊緣貼近地面，上邊緣設置在所述網球收集框(2)的入球口處。2.根據權利要求1所述的網球撿球機，其特征在于:所述撿球裝置(3)還包括用于阻止 網球沿所述主收集板(31)的轉動軸軸向運動的輔助收集板(33)，所述輔助收集板(33)安裝 在所述主收集板(31)轉動軸軸向的兩側。3.根據權利要求2所述的網球撿球機，其特征在于:所述輔助收集板(33)整體為楔形， 其遠離所述車體(1)的部分較尖，且輔助收集板(33)遠離車體(1)的一端向外彎折，使得兩 個輔助收集板(33)之間形成一個寬于所述主收集板(31)的入口。4.根據權利要求1-3任一項所述的網球撿球機，其特征在于:所述車體(1)包括車本體 與四個車輪(11 )，且所有的的車輪(11)均為麥克納姆輪，車輪(11)由車輪電機(12)驅動轉 動。5.根據權利要求4所述的網球撿球機，其特征在于:所述車體(1)上至少有兩個車輪(11)上安裝有減震結構。6.根據權利要求5所述的網球撿球機，其特征在于:所述車輪(11)安裝在所述車輪電機(12)的輸出軸上，車輪電機(12)與車本體之間為轉動連接，且車輪電機(12)與車本體之間 連接有減震器(13 )，減震器(13)的兩端分別鉸接在車本體與車輪電機(12)上。7.根據權利要求1-3任一項所述的網球撿球機，其特征在于:所述撿球裝置(3)包括四 片主收集板(31)。8.網球撿球機控制系統，其特征在于:包括用于發送并接收運動信號的遙控系統、可自 行探測離目標點距離并自主規劃導航路線的紅外導航系統、以及控制器，所述遙控系統包 括遙控器以及用于接收所述遙控信號的遙控接收器，所述紅外導航系統包括紅外探測器以 及以及用于控制轉向角度的陀螺儀;所述遙控系統、紅外導航系統、撿球裝置(3)以及所述 車體(1)的運動均由所述控制器控制。9.根據權利要求8所述的網球撿球機控制系統，其特征在于:還包括重量感知系統，所 述重量感知系統包括安裝在所述網球收集框(2)中的重量感知傳感器以及設置在所述遙控 器上的用于提醒網球收集框(2)滿載的滿載指示燈;所述重量感知系統由所述控制器控制。10.根據權利要求8或9所述的網球撿球機控制系統，其特征在于:所述控制器為 STM32F4單片機。
【文檔編號】A63B47/02GK105963936SQ201610524611
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月5日
【發明人】馮嘉偉, 趙子乾
【申請人】東南大學