一种用于捡乒乓球的机器人.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 203724719 U (45)授权公告日 2014.07.23 CN 203724719 U (21)申请号 201320799777.X (22)申请日 2013.12.06 A63B 47/02(2006.01) A63B 67/04(2006.01) (73)专利权人 王京 地址 100176 北京市朝阳区小关东里八号院 5 楼 4 门 102 号 (72)发明人 王京 (54) 实用新型名称 一种用于捡乒乓球的机器人 (57) 摘要 本实用新型提供一种用于捡乒乓球的机器 人， 包括单目视觉部分、 机器人部分、 上位控制部 分， 所述单目视觉部分、 机器人部分。

2、、 上位控制部 分之间通过无限信号进行通讯， 所述机器人部分 包括移动平台、 机械手、 电机箱， 所述电机箱固定 于所述移动平台上， 所述机械手固定于所述电机 箱上， 所述移动平台、 机械手均由所遇电机箱提供 动力， 所述移动平台上还固定有控制器、 无线信号 接收器， 所述无线信号接收器、 控制器、 机械手依 次相连。其有益效果是 ： 降低人工劳动强度， 方便 实现场馆内乒乓球的定位， 保证机器人能够有效 自主捡起乒乓球。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型。

3、专利 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)授权公告号 CN 203724719 U CN 203724719 U 1/1 页 2 1. 一种用于捡乒乓球的机器人， 包括单目视觉部分 （1） 、 机器人部分 （2） 、 上位控制部 分 （3） ， 其特征在于， 所述单目视觉部分 （1） 、 机器人部分 （2） 、 上位控制部分 （3） 之间通过无 限信号进行通讯， 所述机器人部分 （2） 包括移动平台 （21） 、 机械手 （22） 、 电机箱 （23） ， 所述 电机箱 （23） 固定于所述移动平台 （21） 上， 所述机械手 （22） 固定于所述电机箱 （23） 上， 所 述移动平。

4、台 （21） 、 机械手 （22） 均由所遇电机箱 （23） 提供动力， 所述移动平台 （21） 上还固定 有控制器 （24） 、 无线信号接收器 （25） ， 所述无线信号接收器 （25） 、 控制器 （24） 、 机械手 （22） 依次相连。 2. 根据权利要求 1 中所述的一种用于捡乒乓球的机器人， 其特征在于， 所述单目视觉 部分 （1） 包括图像采集模块 （11） 、 图像发送模块 （12） ， 所述图像发送模块 （12） 可以向所述 上位控制部分 （3） 发送图像信号。 3. 根据权利要求 1 中所述的一种用于捡乒乓球的机器人， 其特征在于， 所述上位控制 部分 （3） 包括图像接。

5、收模块、 图像处理模块、 标定模块、 跟踪控制模块、 控制信号输出模块， 所述图像接收模块、 图像处理模块、 标定模块、 控制吸纳后输出模块依次相连， 所述跟踪控 制模块与所述控制信号输出模块相连。 4. 根据权利要求 1 中所述的一种用于捡乒乓球的机器人， 其特征在于， 所述机械手 （22） 为六自由度机械手。 5. 根据权利要求 2 中所述的一种用于捡乒乓球的机器人， 其特征在于， 所述图像采集 模块 （11） 为彩色 CD 摄像机。 权 利 要 求 书 CN 203724719 U 2 1/3 页 3 一种用于捡乒乓球的机器人 技术领域 0001 本实用新型涉及一种机器人， 特别是在乒乓。

6、球训练场地或者比赛场地的一种用于 捡乒乓球的机器人。 背景技术 0002 在乒乓球场馆， 特别是训练场地， 在打球过程中或打完球后， 会有大量乒乓球散落 在场地上。如果有一种机器人能自动将球捡起并放到指定的位置， 可以有效减少人的劳动 强度 ； 同时， 乒乓球是一种供人欣赏的竞技比赛项目， 如果在乒乓球比赛场地有一个捡乒乓 球机器人， 不仅可以帮运动员捡乒乓球， 同时也可以增加竞技比赛的趣味性及可观赏性。 实用新型内容 0003 针对上述需求， 本实用新型的目的在于提供一种用于捡乒乓球的机器人。 0004 为实现上述目的， 本实用新型采取以下技术方案 ： 一种用于捡乒乓球的机器人， 包 括单目。

7、视觉部分、 机器人部分、 上位控制部分， 所述单目视觉部分、 机器人部分、 上位控制部 分之间通过无限信号进行通讯， 所述机器人部分包括移动平台、 机械手、 电机箱， 所述电机 箱固定于所述移动平台上， 所述机械手固定于所述电机箱上， 所述移动平台、 机械手均由所 遇电机箱提供动力， 所述移动平台上还固定有控制器、 无线信号接收器， 所述无线信号接收 器、 控制器、 机械手依次相连。 0005 所述单目视觉部分包括图像采集模块、 图像发送模块， 所述图像发送模块可以向 所述上位控制部分发送图像信号。 0006 所述上位控制部分包括图像接收模块、 图像处理模块、 标定模块、 跟踪控制模块、 控制。

8、信号输出模块， 所述图像接收模块、 图像处理模块、 标定模块、 控制吸纳后输出模块依 次相连， 所述跟踪控制模块与所述控制信号输出模块相连。 0007 所述机械手为六自由度机械手。 0008 所述图像采集模块为彩色 CD 摄像机。 0009 本实用新型由于采取以上技术方案， 其有益效果为 ： 1、 本实用新型的机器人本体 由一轮式移动平台和安置在其上的一个 6 自由度机械手组成， 这种结构不仅可以有效保障 在场馆内捡起乒乓球， 而且具有很好的可观赏性 ； 2、 本实用新型的机器人配置多种传感器， 可以自主完成相应任务， 降低人工劳动强度 ； 3、 本实用新型的机器人由一单目视觉系统及 放置在移。

9、 动平台上的辅助定位标识组成， 可以很方便实现场馆内乒乓球的定位， 保证机器 人能够有效自主捡起乒乓球 ； 4、 本实用新型的机器人单目视觉系统采用彩色 CCD 并基于图 像的 RGB 信息很简单地从复杂背景中提取出乒乓球的特征信息。本实用新型的机器人也可 以应用到具有同样特征的其它物体的拾取。 附图说明 0010 图 1 是本实用新型结构示意图 ； 说 明 书 CN 203724719 U 3 2/3 页 4 0011 图 2 是本实用新型的机器人部分结构示意图 ； 0012 图 3 是本实用新型用于捡乒乓球的步骤流程图 ； 0013 图 4 是本实用新型上位控制部分的原理框图 ； 0014。

10、 图中， 1、 单目视觉部分 ； 11、 图像采集模块 ； 12、 图像发送模块 ； 2、 机器人部分 ； 21、 移动平台 ； 22、 机械手 ； 23、 电机箱 ； 24、 控制器 ； 25、 无线信号接收器 ； 3、 上位控制部分。 具体实施方式 0015 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。 0016 如图 1、 图 2、 图 4 所示， 一种用于捡乒乓球的机器人， 包括单目视觉部分 1、 机器人 部分 2、 上位控制部分 3， 所述单目视觉部分 1、 机器人部分 2、 上位控制部分 3 之间通过无限 信号进行通讯， 所述机器人部分2包括移动平台21、 机械手22、 电机箱。

11、23， 所述电机箱23固 定于所述移动平台21上， 所述机械手22固定于所述电机箱23上， 所述移动平台21、 机械手 22 均由所遇电机箱 23 提供动力， 所述移动平台 21 上还固定有控制器 24、 无线信号接收器 25， 所述无线信号接收器 25、 控制器 24、 机械手 22 依次相连。 0017 所述单目视觉部分 1 包括图像采集模块 11、 图像发送模块 12， 所述图像发送模块 12 可以向所述上位控制部分 3 发送图像信号。 0018 所述上位控制部分 3 包括图像接收模块、 图像处理模块、 标定模块、 跟踪控制模 块、 控制信号输出模块， 所述图像接收模块、 图像处理模块、。

12、 标定模块、 控制吸纳后输出模块 依次相连， 所述跟踪控制模块与所述控制信号输出模块相连。 0019 所述机械手 22 为六自由度机械手。 0020 所述图像采集模块 11 为彩色 CD 摄像机。 0021 单目视觉部分 1 主要用来实时采集其视觉范围内的图像信息并将信息通过无线 方式发送给上位控制部分3。 其中， 图像采集模块11为一彩色CCD摄像机， 用来采集其视觉 范围内的图像信息 ； 图像发送模块 12 用来将采集到的图像信息通过无线方式发送给上位 控制部分 3。 0022 机器人部分 2 用来执行上位控制部分 3 命令， 负责捡起乒乓球并将其送到指定地 方。其中， 移动平台 21 为。

13、一轮式移动平台， 携带机械手 22， 并负责将机械手运送到能够正 确抓取乒乓球及放置乒乓球的位置， 当移动平台21达到指定位置后， 机械手22执行相应动 作， 实现抓取及放置乒乓球 ； 电机箱 23 用来驱动移动平台 21 和机械手 22 ； 控制器 24 执行 无线信号接收器 25 接收的上位控制部分 3 的控制命令， 通过电机箱 23 控制机器人部分 2 运动 ； 无线信号接收器 25 通过无线方式接收上位控制部分 3 的命令并传给控制器 24。 0023 上位控制部分 3 通过无线方式接收单目视觉部分 1 采集的图像信息， 对图像信息 进行处理并根据任务要求转换成相应的控制命令， 然后通。

14、过无线方式将控制命令发送给机 器人部分 2， 控制机器人完成给定的任务。其中， 图像接受模块通过无线方式接收单目视觉 部分 1 采集的图像信息并将其传给上位控制部分 3。 0024 如图 3 所示， 本实用新型的工作流程如下 ： 0025 步骤 201 ： 启动系统开始按钮， 系统开始工作 ； 0026 步骤 211 ： 图像接收模块采集单目视觉系统视野中的图像信息， 获得当前彩色图 像 ； 说 明 书 CN 203724719 U 4 3/3 页 5 0027 步骤 212 ： 图像处理模块基于彩色图像的 RGB 信息对图像进行处理， 从复杂背景中 提取出当前乒乓球及定位靶标的特征信息 ； 。

15、0028 步骤 214 ： 系统标定即当乒乓球与机器人处于最佳抓取的位置时， 通过图像接收 模块及图像处理模块获得理想乒乓球及定位靶标的特征信息 ； 0029 步骤 213 ： 跟踪控制模块根据当前乒乓球及定位靶标的特征信息及理想的乒乓球 及定位靶标的特征信息并根据规定的控制策略， 生成机器人的控制命令 ； 0030 步骤 221 ： 判断移动平台 21 是否需要转向 ； 0031 步骤 2151 ： 控制信号输出模块给移动平台 21 发送转向命令 ； 0032 步骤 216 ： 移动平台 21 根据转向命令， 进行转向 ； 0033 步骤 222 ： 判断移动平台 21 是否需要移动 ； 0。

16、034 步骤 2151 ： 控制信号输出模块给移动平台 21 发送移动命令 ； 0035 步骤 217 ： 移动平台 21 根据移动命令， 进行移动 ； 0036 步骤 2153 ： 当移动平台 21 的位置和方向调整好后， 上位机的控制信号输出模块给 机械手 22 发送乒乓球抓取命令 ； 0037 步骤 218 ： 机械手 22 按预先设好的动作进行运动， 直到抓取乒乓球并放置到预定 位置 ； 0038 步骤 223 ： 判断捡乒乓球任务是否结束 ； 0039 步骤 202 ： 按任务结束按钮， 结束任务。 0040 上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案， 本技术领域的技术 人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理， 属于本实用新型 的保护范围之内。 说 明 书 CN 203724719 U 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 203724719 U 6 2/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 203724719 U 7 3/3 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 203724719 U 8 。