面向学科竞赛的发球机器人设计与控制  

Design and control of ball serving robot for competition

作　　者：张日红[1] 黄泽军 朱政 黄宇铖 肖鸿旭 ZHANG Rihong;HUANG Zejun;ZHU Zheng;HUANG Yucheng;XIAO Hongxu

机构地区：[1]仲恺农业工程学院机电工程学院,广东广州510225 [2]仲恺农业工程学院自动化学院,广东广州510225

出　　处：《现代机械》2024年第5期20-26,共7页Modern Machinery

基　　金：2020年广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目(项目编号:粤教高函〔2020〕19号);2022年仲恺农业工程学院研究生教育创新计划项目(KA220160238)。

摘　　要：以发球机器人的设计和控制为案例,涵盖机械结构设计、电子电路设计、单片机控制、机器视觉、运动学建模和控制调试等多个领域的知识综合。该机器人的机械结构主要包括捡球机构、传球机构、发球机构和底盘机构。底盘机构为机器人的移动提供动力,捡球机构用于捡取放置的待发球,结合视觉定位单元可实现待发球的准确定位和自动抓取,传球机构负责将待发传送到发球机构,由发球机构将待发球发射到目标区域。电气控制系统的主控芯片为STM32单片机,实现对各执行机构的协调控制。经制作样机测试,该发球机器人的发球方向和速度可控。The design and control of a ball serving robot involve multiple fields of knowledge,including mechanical structure design,electronic circuit design,single chip microcomputer control,machine vision,kinematic modeling,control and debugging,etc.The mechanical structure of the robot mainly consists of a ball-picking mechanism,a ball-passing mechanism,a ball-serving mechanism,and a chassis mechanism.The chassis mechanism provides mobility for the robot.The ball-picking mechanism is used to pick up and place the balls.Combined with the visual positioning unit,it achieves accurate positioning and automatic grasping of the balls.The ball-passing mechanism is responsible for transferring the balls to the serving mechanism,which launches the balls to the target area.The main control chip of the electrical control system is the STM32 microcontroller,which coordinates the control of various actuators.A prototype is constructed and tested,and the results show that the ball serving direction and speed of the robot can be controlled.

关 键 词：发球机器人 机械臂正逆解 底盘控制 单片机控制 以赛促学 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]