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項目名稱：智能球場服務(wù)機器人
團隊成員：王曉斌 袁銘 張佳斌
學 院：計算機與控制工程學院
項目簡介：本作品是為乒乓球場、高爾夫球場、網(wǎng)球場等練習場館設(shè)計的一款服務(wù)型機器人。作品的功能主要有撿球、送球、送飲料、清掃場地等，還具備避障、自動回充、手自動模式切換、遠程監(jiān)控等輔助功能。本作品的機械系統(tǒng)由作為移動載體的履帶車和撿球機械結(jié)構(gòu)組成；控制系統(tǒng)由PLC控制器、繼電器、直流電機、減速電機組成；檢測系統(tǒng)由紅外線傳感器、超聲波傳感器、電量監(jiān)測傳感器等構(gòu)成；通訊模式為遙控和上位機監(jiān)控。

一．設(shè)計、發(fā)明的目的
隨著我國全民健身和體育運動的發(fā)展，國內(nèi)諸如乒乓球練習場、網(wǎng)球練習場，高爾夫球練習場等體育場館越來越多，參加體育運動的人數(shù)也越來越多。伴隨而來的，是管理方需要投入大量的人力與財力去維護場館的整潔與秩序。其中，練習場上大量的落球需要工作人員收集撿回，一方面，人工撿球需要增加人力成本、撿球員工作量繁重，屬于簡單重復性勞動；另一方面，撿球效率低下，在運營旺季的時候，往往供不應(yīng)求，更是降低了場館的運營成本。
為此，開發(fā)一種可以高效自動識別并撿球的裝置，可以實現(xiàn)自動識別、撿球、送球。閑暇時還可兼做場館清掃工作，從而有效地節(jié)省人力成本與運營成本。
二．基本思路
為實現(xiàn)自動撿球，撿球裝置設(shè)計為可自主移動也可遙控的小車。該車能夠自動規(guī)劃路徑，在有效范圍內(nèi)自動識別小球并執(zhí)行撿球動作，接受客戶遙控指令，自動送球。為安全可靠運行，該車設(shè)置滿球報警、電量不足報警及回充等功能，并采用PLC作為控制器，客戶可進行簡單設(shè)置與編程，以滿足不同功能的需求。
三．設(shè)計、發(fā)明的創(chuàng)新點
1、機械結(jié)構(gòu)精巧、實用。撿球裝置采用下壓式設(shè)計，工作高效；小車采用履帶式傳動裝置，適應(yīng)能力強。
2、自動化水平高，能在無人干預下高效作業(yè)。能夠自主路徑規(guī)劃、自行障礙規(guī)避，并且自動返回充電。
3、多功能設(shè)計，方便用戶選擇與使用。
4、采用PLC控制技術(shù)，具有可靠性和可擴展性。PLC控制器不但使系統(tǒng)運行更加可靠。而且可以培訓用戶進行簡單編程，以適應(yīng)不同運動場合的需求。
5、功耗低，且產(chǎn)品零件普通常見，維護成本低。
四. 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
1、運動避障技術(shù)——采用雙電機協(xié)調(diào)驅(qū)動技術(shù)，通過兩個直流電機驅(qū)動小車，實現(xiàn)小車前進、后退及左右轉(zhuǎn)彎；采用紅外傳感技術(shù)，通過紅外對管模塊實現(xiàn)小車的避障功能。
技術(shù)指標：
l 驅(qū)動電機（2個）供電電壓：12V
l 紅外線傳感器供電電壓：5V
l 撿球車空載車速（可調(diào)）：0.5m/s~1m/s
l 避障有效感應(yīng)范圍：0~30cm

2、通訊及回充技術(shù)——采用無線通訊技術(shù)，通過無線通訊模塊實現(xiàn)上位機對小車的控制；低電報警技術(shù)采用電量檢測和報警模塊，在低電時自動控制小車返回進行充電。
技術(shù)指標：
l 有效通訊范圍：100m
l 通訊方式：有線/無線

3、撿球技術(shù)——利用普通直流電機、絲杠、光軸和連軸傳動件自制成的兩個絲杠電機分別用于撿球裝置的升降及平移。
技術(shù)指標：
l 平移絲桿電機供電電壓：5V
l 升降絲桿電機供電電壓：12V
l 撿球效率：8s/個
l 左右轉(zhuǎn)動角度：0~360°

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