本發(fā)明涉及保齡球設(shè)備領(lǐng)域,具體是運(yùn)用智能機(jī)械的方法和設(shè)備實(shí)現(xiàn)并擴(kuò)展現(xiàn)有保齡球設(shè)備的各種功能。

背景技術(shù)：

目前保齡球的設(shè)備主要采用機(jī)械方法來(lái)實(shí)現(xiàn)保齡球和球瓶的收集、整理、擺放。其設(shè)備的體積龐大且故障率高,設(shè)備的成本和維護(hù)費(fèi)用也非常高,回球設(shè)備在球道下方,安裝維護(hù)困難,不利于保齡球運(yùn)動(dòng)的普及。此外,保齡球瓶的數(shù)量和擺放位置固定,對(duì)抗性和趣味性不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有保齡球設(shè)備的不足,減少設(shè)備的后臺(tái)體積,顯著縮減現(xiàn)有保齡球設(shè)備的后臺(tái)機(jī)械部分和回球設(shè)備,降低保齡球設(shè)備的成本和維護(hù)費(fèi)用。

此外,本發(fā)明可以自由改變保齡球瓶的數(shù)量和擺放位置,改變了現(xiàn)有10個(gè)球瓶、三角形排列、位置固定的單一模式，提高了保齡球運(yùn)動(dòng)的對(duì)抗性和趣味性。

為實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明采取圖像識(shí)別、智能定位、機(jī)械手抓取擺放的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)有的保齡球設(shè)備主要完成了以下幾個(gè)任務(wù):1、把擊倒的球瓶進(jìn)行整理;2、把整理好的球瓶按位置擺放到球道上;3、把保齡球分離開(kāi),并回傳至擲球位置。

為完成上述任務(wù)，本發(fā)明的具體實(shí)施方法為:由二臺(tái)或二臺(tái)以上的攝像設(shè)備對(duì)保齡球和球瓶的狀態(tài)、位置進(jìn)行成像采集,圖像由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)進(jìn)行分析處理,得到球瓶和保齡球的三維空間位置參數(shù)。再根據(jù)球瓶和保齡球的位置信息由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手對(duì)球瓶和保齡球進(jìn)行抓取。然后依據(jù)比賽者設(shè)定的位置參數(shù)，由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手把球瓶擺放在球道上。同時(shí)把保齡球送入回球軌道，傳回投擲球區(qū)。上述方法的軟硬件都是現(xiàn)有技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的,已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械自動(dòng)化、機(jī)器人等領(lǐng)域。

二臺(tái)以上的攝像設(shè)備對(duì)保齡球和球瓶的狀態(tài)、位置實(shí)時(shí)采集。圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后,可還原整個(gè)保齡球和球瓶的運(yùn)動(dòng)軌跡,形成3d影像,包括聲音的采集與還原。展現(xiàn)給游戲者,可提高比賽或游戲的趣味性,也可幫助比賽則研究提高成績(jī)。

附圖說(shuō)明：

圖1是整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是球瓶抓取裝置示意圖；

圖3是對(duì)球的抓取和回球球道示意圖；

圖4是現(xiàn)有保齡球設(shè)備擺放球瓶的位置示意圖；

圖5是本發(fā)明裝置擺放的“圓形“球瓶圖案；

圖6是本發(fā)明裝置擺放的“t形“球瓶圖案；

圖7是本發(fā)明裝置擺放的“n形“球瓶圖案；

圖8是添加“輔助”球瓶示意圖。

實(shí)施方案一:

如圖1:a裝置載有四個(gè)可移動(dòng)模塊b,a裝置可沿a1軌道（x軸方向）往復(fù)移動(dòng)。a裝置上設(shè)有軌道，b模塊可在a的軌道上移動(dòng),可沿著y軸方向往復(fù)移動(dòng)，每一個(gè)b模塊相互獨(dú)立。c是b模塊上的一個(gè)導(dǎo)桿式的抓取裝置,可上下（沿著z軸方向）往復(fù)移動(dòng)。

當(dāng)比賽者擲球擊中球瓶后，兩臺(tái)攝像機(jī)（圖中未標(biāo)明攝像機(jī)位置）對(duì)無(wú)規(guī)則放置的保齡球和球瓶進(jìn)行圖像采集。計(jì)算機(jī)對(duì)獲取的圖像進(jìn)行處理，并計(jì)算出球和球瓶的空間位置參數(shù)。

再由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)a、b、c裝置，分別沿著x、y、z方向往復(fù)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)抓取不同狀態(tài)和位置的保齡球和球瓶。

如圖2,本實(shí)施例中抓取球瓶的裝置e可是一個(gè)電磁鐵,對(duì)應(yīng)的保齡球瓶的頭部f可安裝鐵片(可鑲嵌在內(nèi)部)。當(dāng)抓取頭e接觸到某一球瓶的頭部f時(shí),由計(jì)算機(jī)控制加電，產(chǎn)生電磁吸力,實(shí)現(xiàn)對(duì)球瓶的抓取提升,結(jié)合球瓶重力作用,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)球瓶的直立。電磁裝置e要與球瓶頭部f的球面相匹配,以實(shí)現(xiàn)一定的“垂直和穩(wěn)定”。進(jìn)一步,由計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)比賽者所設(shè)定的位置參數(shù)，把球瓶移動(dòng)到擺放區(qū)，抓取頭“去電”，把球瓶放好。

d裝置是用來(lái)抓取保齡球的模塊,與b模塊原理一樣,只是抓取頭不一樣，用來(lái)抓取保齡球用,本實(shí)施例中d裝置不能抓取球瓶。

如圖3,當(dāng)d裝置抓取到保齡球時(shí),將保齡球運(yùn)送到球道外側(cè)的“回傳”管道g,由于管道g具有一定的斜度,可使保齡球自動(dòng)回傳至投球位置。也可以改造現(xiàn)有保齡球球道兩側(cè)的邊溝,使其反向傾斜(可適當(dāng)提高傾斜角度),當(dāng)抓取裝置d捕捉到保齡球時(shí),放入邊溝,保齡球自動(dòng)滾回投擲區(qū)。同時(shí)當(dāng)游戲者直接將保齡球擲出球道(保齡球跑到邊溝中),由于邊溝的傾斜作用,球會(huì)自動(dòng)滾回投擲區(qū),減少了不必要的機(jī)械操作。

上述保齡球回傳的方式,取消了現(xiàn)有保齡球設(shè)備的地下回球設(shè)備,降低了設(shè)備的成本和維護(hù)費(fèi)用。

以上是本發(fā)明的實(shí)施方案之一，具體的機(jī)械手可以用其它的智能自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)，例如帶有可轉(zhuǎn)動(dòng)“關(guān)節(jié)”的機(jī)械手，以減少實(shí)施例中a、b、c移動(dòng)模塊。

現(xiàn)有保齡球的打法中,球道上按三角形擺放10個(gè)球瓶(如圖4),擺放形式固定單一,使得保齡球某種程度上是一種人機(jī)形式的對(duì)抗比賽。

本發(fā)明采取了智能抓取擺放球瓶的方法,可實(shí)現(xiàn)保齡球的更多玩兒法。

本實(shí)施例中采用了四組抓取球瓶裝置a,和16組b模塊。相應(yīng)地增加a、b、c模塊可實(shí)現(xiàn)更多球瓶擺放。游戲中，比賽者通過(guò)終端設(shè)備輸入每個(gè)球瓶擺放的位置參數(shù)，由計(jì)算機(jī)控制a、b、c模塊做相應(yīng)的移動(dòng)，機(jī)械手把球瓶擺出相應(yīng)的圖案，如圖5、圖6、圖7、圖8。這樣就克服了現(xiàn)有保齡球瓶擺放位置單一固定的缺陷,可真正實(shí)現(xiàn)人與人的對(duì)抗,提高了保齡球運(yùn)動(dòng)的趣味性。進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)連接，在設(shè)備匹配的情況下，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離游戲。比賽雙方或游戲參與者可分別在不同的地點(diǎn)利用本設(shè)備聯(lián)網(wǎng)對(duì)抗。具體玩兒法舉例如下:

方案一:

甲方按自己的方案擺放球瓶的位置,由乙方投擲全部擊倒。

方案二:

甲方按自己的方案擺放設(shè)置球瓶，如圖7,乙方發(fā)現(xiàn)很難一次擊倒全部球瓶，這時(shí)乙方可增加輔助球瓶2個(gè)，如圖8中的h,以實(shí)現(xiàn)全部擊倒甲方所設(shè)置球瓶的目的。

方案三:

兩種顏色的球瓶,由比賽雙方設(shè)置在不同的球瓶位置,以擊倒對(duì)方球瓶數(shù)量多少判定勝負(fù)。

方案四:

甲方按自己的方案擺放球瓶的位置,并確定每個(gè)球瓶的不同分值,乙方投擲后按照擊倒球瓶的分值計(jì)算成績(jī)。

方案五:

三人以上參與游戲時(shí),甲先設(shè)置一種擺放圖案,乙方可根據(jù)甲方圖案的難易程度確定增加輔助球瓶,以達(dá)到擊倒更多球瓶的目的。乙方擲球后,丙方再根據(jù)情況增加輔助球瓶,如此循環(huán),直到全部球瓶被擊倒。最后以擊倒別人設(shè)置球瓶的多少計(jì)算分?jǐn)?shù)。

由于本發(fā)明可增減保齡球瓶的個(gè)數(shù),也可自由設(shè)置球瓶的擺放位置,使得保齡球的游戲和比賽方案大為增加,限于篇幅以上僅僅是列舉了5種玩兒法。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
由攝像設(shè)備對(duì)保齡球和球瓶的狀態(tài)、位置進(jìn)行成像采集,圖像由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)進(jìn)行分析處理,得到球瓶和保齡球的三維空間位置參數(shù)。再根據(jù)球瓶和保齡球的位置信息由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手對(duì)球瓶和保齡球進(jìn)行抓取。然后依據(jù)比賽者設(shè)定的位置參數(shù)，由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手把球瓶擺放在球道上。同時(shí)把保齡球送入回球軌道，傳回投擲球區(qū)。

技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人
受保護(hù)的技術(shù)使用者：溫志剛
技術(shù)研發(fā)日：2016.02.19
技術(shù)公布日：2017.08.29