一種移動物體回擊平臺及回擊方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人設計制造領域，特別涉及一種移動物體回擊平臺及回擊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]正常羽毛球飛行速度很快，從發(fā)球到球落地不過一兩秒時間，并且羽毛球場地比較大，羽毛球飛行落地點隨機分布，飛行高度、速度、角度都各不相同。因此要在這么短時間內(nèi)讓現(xiàn)有的機器人判斷羽毛球飛行、落地位置并保證其精準的回擊羽毛球，光靠車輪調(diào)節(jié)速度是遠遠不夠的，并且現(xiàn)有的羽毛球擊打機器人，其結(jié)構(gòu)是在機架上只安裝一個球拍，并且只是通過車輪移動到回球位置進行回擊，該機器人的回擊范圍較小，直接導致了其回擊精度也非常低，低于50%，影響了該羽毛球擊打機器人的推廣與使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的現(xiàn)有羽毛球擊打機器人機架上只安裝一個球拍，只是通過車輪調(diào)節(jié)速度來回擊羽毛球的有效范圍較小，直接導致其回擊精度很低的上述不足，提供一種移動物體回擊平臺，并同時提供了該移動物體回擊平臺的回擊方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0005]一種移動物體回擊平臺，包括設于移動平臺上的支架，還包括:
[0006]縱向回球部件，沿豎直方向旋轉(zhuǎn)連接在所述支架上，并且用于從豎直方向回擊移動物體；
[0007]橫向回球部件，沿橫向旋轉(zhuǎn)連接在所述支架上，并且用于從橫向回擊移動物體；
[0008]主控系統(tǒng)，根據(jù)移動物體分別到所述縱向回球部件、橫向回球部件的距離，控制離移動物體距離較近的所述縱向回球部件或橫向回球部件進行回擊。
[0009]該移動物體回擊平臺，通過在支架上分別設置縱向回球部件和橫向回球部件，其中縱向回球部件能夠在豎直平面內(nèi)對移動物體進行回擊，橫向回球部件能夠在橫向的平面內(nèi)對移動物體進行回擊，兩個回球部件增大了對運動物體回擊的空間范圍，提高了回擊的精度，兩個回球部件還可以根據(jù)移動物體的速度和高度選擇不同的回擊速度和擊打角度，以滿足實際需要。
[0010]主控系統(tǒng)能夠根據(jù)移動物體離縱向回球部件和橫向回球部件的距離來選擇其中一個進行回擊，具體是根據(jù)縱向回球部件的回擊空間范圍和橫向回球部件的空間范圍與二者分別相距移動物體的間距來匹配，當移動物體的與二者的間距范圍如果均存在縱向回球部件、橫向回球部件的回擊空間范圍重疊處，則主控系統(tǒng)可以任意選擇其中一個回球部件進行回擊；提高了該移動物體回擊平臺的智能化，提高了移動物體回擊精度。適用于如羽毛球、乒乓球、毽球等之類的移動物體回擊。
[0011]優(yōu)選地，所述縱向回球部件包括旋轉(zhuǎn)連接在所述支架上的揮拍軸，所述揮拍軸上設有在豎直平面用于回擊移動物體的縱向球拍，所述揮拍軸通過縱向電機帶動旋轉(zhuǎn)。
[0012]縱向回球部件包括縱向電機、揮拍軸和縱向球拍，通過縱向電機帶動揮拍軸旋轉(zhuǎn)，縱向球拍繞揮拍軸旋轉(zhuǎn)對移動物體進行回擊。該縱向球拍揮拍速度快，回擊羽毛球力量迅猛，可以針對直線運動的移動物體予以高速回擊，通過調(diào)節(jié)縱向電機的轉(zhuǎn)速可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)縱向球拍的揮拍力度，控制移動物體回擊的運動距離。
[0013]優(yōu)選地，所述支架上設有用于限制所述縱向球拍旋轉(zhuǎn)角度的限位塊。
[0014]限位塊用于控制縱向球拍旋轉(zhuǎn)角度，該限位塊可以包括兩個，其中一個用于縱向球拍位于初始位置時的限位，第二個限位塊用于縱向球拍回擊運動物體后的旋轉(zhuǎn)止停位置。
[0015]優(yōu)選地，所述橫向回球部件包括旋轉(zhuǎn)連接在所述支架上的揮拍軸，所述揮拍軸上設有沿橫向回擊移動物體的橫向球拍，所述揮拍軸通過橫向電機帶動旋轉(zhuǎn)。
[0016]橫向回球部件包括橫向電機、揮拍軸和橫向球拍，通過橫向電機帶動揮拍軸旋轉(zhuǎn)，橫向球拍繞揮拍軸旋轉(zhuǎn)對移動物體進行回擊。該橫向球拍用于對運動物體成一定角度進行回擊，使該運動物體改變飛行角度并處于一定的飛行軌跡，該橫向球拍的旋轉(zhuǎn)面可以是位于水平面，或者與水平面成一定夾角的旋轉(zhuǎn)面，該橫向球拍由于可以360°旋轉(zhuǎn)，因此有效增大了該平臺對移動物體的回擊空間范圍。
[0017]優(yōu)選地，所述橫向球拍與所述揮拍軸之間旋轉(zhuǎn)設有角度調(diào)節(jié)器，使橫向球拍在橫向旋轉(zhuǎn)時，拍面與豎直平面的夾角逐漸增大以將移動物體沿斜向上方回擊出去。
[0018]在橫向球拍和揮拍軸之間設置角度調(diào)節(jié)器，可以調(diào)節(jié)揮拍軸與橫向球拍的連接角度，當橫向球拍垂直連接在揮拍軸上時，橫向球拍的旋轉(zhuǎn)面是一個垂直于揮拍軸的平面；當橫向球拍通過角度調(diào)節(jié)器與揮拍軸傾斜連接時，該橫向球拍的運動軌跡是一個與揮拍軸成一定角度的錐形面。角度調(diào)節(jié)器能夠調(diào)節(jié)橫向球拍旋轉(zhuǎn)形成的錐形面與揮拍軸的夾角，適用于不同回擊空間范圍的需要。
[0019]優(yōu)選地，所述揮拍軸傾斜設于所述支架上，所述揮拍軸端部設有的所述角度調(diào)節(jié)器為楔形塊，所述橫向球拍固定在所述楔形塊上。
[0020]將揮拍軸傾斜設于支架上，揮拍軸相對豎直平面傾斜一定角度旋轉(zhuǎn)，角度調(diào)節(jié)器為楔形塊，套設在揮拍軸上并可繞揮拍軸旋轉(zhuǎn)，橫向球拍固設在楔形塊上。因此，橫向球拍旋轉(zhuǎn)時，由于楔形塊表面與水平面的夾角發(fā)生變化，因此其拍面與豎直平面或水平面的夾角也會發(fā)生變化，變化的拍面與豎直平面或水平面的夾角變化，能夠以不同的回擊角度對移動物體進行回擊，進而能夠改變移動物體飛行角度、速度和方向，可以仿真人對移動物體不同角度、速度和方向的回擊，以靈活適應不同的情況。
[0021]優(yōu)選地，所述橫向回球部件的揮拍軸外側(cè)設有能夠檢測其旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器。
[0022]主控系統(tǒng)發(fā)出信息控制電機進行旋轉(zhuǎn)，該角度傳感器能夠檢測橫向回球部件的揮拍軸旋轉(zhuǎn)角度變化值，將其反饋至主控系統(tǒng)，以靈活控制該揮拍軸上的橫向球拍的旋轉(zhuǎn)角度值和旋轉(zhuǎn)角速度值。
[0023]本發(fā)明還提供了一種移動物體回擊平臺的回擊方法，包括上述的一種移動物體回擊平臺，該平臺的回擊方法包括以下步驟:
[0024]步驟一、所述平臺復位，將所述縱向回球部件、橫向回球部件復位于初始狀態(tài)，SP旋轉(zhuǎn)所述橫向回球部件使回擊方向位于水平方向，旋轉(zhuǎn)所述縱向回球部件至初始位置，使所述橫向回球部件旋轉(zhuǎn)時不會與所述縱向回球部件發(fā)生干涉；
[0025]步驟二、所述主控系統(tǒng)計算移動物體分別到所述縱向回球部件、橫向回球部件的距離，并判斷離移動物體距離較近的所述縱向回球部件或橫向回球部件；
[0026]步驟三、所述主控系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)信號輸入所述步驟二中的離移動物體距離較近的所述縱向回球部件或橫向回球部件，并控制其旋轉(zhuǎn)，將移動物體進行回擊；
[0027]步驟四、主控系統(tǒng)控制所述步驟三種的縱向回球部件或橫向回球部件進行旋轉(zhuǎn)移動，并進行復位。
[0028]該移動物體回擊平臺的回擊方法通過將該回擊平臺安裝在可移動的機器人底盤上，首先機器人底盤移動到移動物體飛行軌跡落點附近，然后主控系統(tǒng)根據(jù)某一時刻移動物體分別到縱向回球部件、橫向回球部件的距離，并判斷離移動物體距離較近的縱向回球部件或橫向回球部件，將旋轉(zhuǎn)信號，即角速度信號輸入該縱向回球部件或橫向回球部件，最終將移動物體進行回擊。該回擊平臺的回擊方法響應迅速、回擊有效范圍較大，方法簡單可靠、精度較高。
[0029]優(yōu)選地，所述步驟一中主控系統(tǒng)獲取的移動物體位置坐標信息是通過場外視覺系統(tǒng)無線捕捉到的移動物體位置坐標，并將其信息傳遞給所述主控系統(tǒng)。
[0030]上述的場外視覺系統(tǒng)，是使用如高清移動攝像頭捕獲到的移動物體飛行位置坐標，控制系統(tǒng)可以將其軌跡與時間的關系進行計算，進而得到移動物體即將到達的位置坐標，將其無線如通過藍牙傳遞給主控系統(tǒng)。
[0031]優(yōu)選地，所述步驟二中的主控系統(tǒng)計算移動物體分別到所述縱向回球部件、橫向回球部件的距離是通過以下方法獲得:所述平臺設于移動平臺如機器人移動底盤上，該底盤上設有碼盤陀螺儀系統(tǒng)，所述主控系統(tǒng)首先根據(jù)所述碼盤陀螺儀系統(tǒng)測量所述平臺的位置坐標與所述移動物體位置坐標差值的到移動物體與所述平臺的間距，再根據(jù)所述縱向回球部件、橫向回球部件與碼盤陀螺儀系統(tǒng)的位置關系，最后計算得到移動物體分別到所述縱向回球部件、橫向回球部件的距離。
[0032]該回擊平臺裝配到現(xiàn)有的移動平臺上，如設于機器人底盤上，利用底盤的快速移動以及碼盤陀螺儀系統(tǒng)的位置檢測，回擊平臺可以有限時間內(nèi)快速運動到移動物體目標位置附近，并作出及時的響應，將移動物體進行回擊。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果: