引言 1

1  绪论 2

1.1 课题背景 2

1.2 课题研究的目的及意义 3

1.3 系统设计主要任务 3

2  机械部分的设计 4

2.1 拾取机构的设计 4

2.1.1方案的分析与论证 4

2.1.2拾取机构的设计与计算 7

2.1.3传动机构的设计 23

2.2 主体机构的设计 29

3 控制部分的设计 30

3.1 电路部分设计 30

3.1.1电源电路的设计 30

3.1.1.1主系统的电源设计 30

3.1.2 光电隔离电路 31

3.1.2.1光电耦合器概述 31

3.1.2.2光电藕荷电路的设计 34

3.1.3 光码盘 35

3.1.4 电机驱动电路 35

3.1.6主控制电路设计 39

3.2.2 控制程序 40

4 系统的制作和调试 40

4.1硬件系统的制作 41

4.1.1确定PCB的大小 41

4.1.2元器件布局应注意的问题 41

4.1.3PCB板布线应注意的问题 41

4.2硬件调试 43

4.2.1检测元器件 43

4.2.2检测各个引脚信号 43

谢辞 45

参考文献 46

引言

随着人们生活水平的提高以及体育事业的发展，各种球类运动开始受到人们的青睐，各种体育场馆的建设在各地建起，而在大型体育场馆中有很多的场地，拾取球、给场地提供球以及给场地人员提供用品都需要大量的人力，同时也消耗大量的财力。

本设计是为了尽可能大限度的解决这个问题，可以设想，如果一个大型场馆中配置几台相互独立工作的拣球设备，那么管理人员只要遥控各台机器就可以完成拾取球、给场地提供球以及提供服务等工作。大大提高了场馆管理的自动化、科学化、经济化，大大的节约了人力、物力、财力。而本套设备是远距离操作的自动化设备，它涉及到机械设计理论、电子技术、控制论、电视技术、无线电控制、图像传输技术、图像采集、处理技术等，体现了当代自动控制技术水平，是现在机电高度结合的实际应用。

本设计分为机械设计部分、控制设计部分和球的识别部分。而拾取部分是机械设计部分的关键，经过查阅多方面的资料与各种实验情况并且结合实际情况，本设计中决定采用卷筒的方式拾取网球，采用这种方式的优势在于可以大批量的拾取各种大小不一的球，并且对于球的识别与定位要求并不是很高；控制设计部分采用单片机控制，实现自动化功能，而基于场馆的实际情况以及设备的实用性的考虑，设计中决定采用无线控制的方式，这样大大提高了设备的灵活性和实用性；识别球的部分根据球场与球的实际情况，在颜色上有很大的差别，所以决定采用颜色识别的方式，通过图像的处理得出球的方位，调整机器的移动方向，采用逐步接近的方式到达球所在的位置，完成拾取球的任务，在球的识别方面根据实际情况，决定图像采用直接输入单片机中处理。整个设计中就是要解决这几个问题。对于动力源的选择，结合灵活与环保的要求采用直流电机驱动，

本设计是一套完备的系统，在设计中详细的阐述了机械设计的过程和理论论证手段，对电路设计和控制软件的设计作了一定的分析，并列出了其他的一些方法，对各种方案进行了比较，在设计此系统时，我查阅了大量的国门外相关资料，并且对各种方案进行了充分的论证与实验，从中找出了最佳的方案，对于采用的方案进行了详细的论述。同时我吸取了很多国内外的机器人专家的意见，也得到了学校相关老师的指导，最后成功的做出了样机，达到了本设计的要求，完成了本设计的任务。在整个过程中能够完成当初的设计要求，锻炼了自己的动手能力、工程设计能力和机械加工设计能力。