自动机器人投篮机构设计

第十九届河南省青少年机器人竞赛精准投篮比赛规则1．项目介绍机器人精准投篮比赛是河南省青少年机器人竞赛项目之一，其目的是检验青少年对机器人基础知识的理解和掌握程度，激发青少年对机器人技术的兴趣，培养动手、动脑的能力。

其活动对象为中小学生，要求参加比赛的代表队在现场自行拼装、调试和操作机器人。

参赛队员可以在赛前公布的竞赛场地上，按照本规则进行训练比赛。

2.比赛主题本次竞赛主题是智能运动会。

NBA比赛是影响力最强的篮球比赛，在这几年中，最突出球员之一库里，是一名超级3分队员，他的3分球让人印象深刻，库里3分球的命中率是队伍取胜的关键。

本届比赛就是让队员们在自动化设计方面更进一步，要求制作的机器人必须能够自动投篮，不能人工手动放球。

更增加了投球数量限制，并且需要你制作的机器人有更高的投篮准确度。

3.比赛场地：3.1．比赛场地图为标准篮球场地的半场，按照10:1的比列缩小为长150CM，宽1400mm的喷绘图（绿色区）。

3.2．篮球框离地面约300mm处，篮球框的内直径大于100mm球筐下安装篮球收集箱，确保投进篮筐内的球不会跑出来。

3.3．比赛所使用的球为乒乓球。

4．比赛规则4.1．机器人在比赛时不能用手触碰机器人，可以利用重物来增加机器人稳定性。

如果用手扶或压的方式来稳定机器人，则比赛直接结束。

4.2．场地上设置3个投篮点，编号为1-3，比赛进行2轮，参赛队随机抽取1个编号位置进行投篮，但两轮位置不重复比赛时队员上场将机器人摆放到相应位置，调试时间40秒。

听到口令后开始计时，投篮时间30秒，投球数量最多30个球。

分数按照3分线内每球2分，3分线外每球3分。

4.3．机器人投篮时与场地接触点必须在指定的直径350mm圆形位置内，不能超出，超出后投进球无效，如果超出，需要关闭机器人，调整位置，重新开机投球，计时不停。

4.4．比赛开始后机器人可以任意变形，机器人的变形动作须是自主的，机器人架空的延伸部分，投影不能超出圆形投篮点外100mm范围。

定点投篮机器⼈机构设计⽬录摘要 (1)绪论 (2)1取球机构的设计与制作 (7)1.1取球⽅案分析 (8)1.2取球⽅案的确定 (14)1.3机器⼈车⾝的设计 (16)1.4关键零部件的设计及制作 (19)1.4.1电机的确定 (19)1.4.2摩擦带的设计及制作 (24)1.4.3取球轮的设计及制作 (25)1.4.4驱动轴的设计及制作 (27)1.4.5导轨的设计及制作 (28)1.5取球机构的安装与调试 (28)2定点投篮机器⼈其他机构的安装与调试 (28)3毕业设计结束语 (34)4参考⽂献 (35)摘要本⽂针对2016CCTV全国⼤学⽣机器⼈电视⼤赛的规则，讨论分析了机器⼈取球⽅案及机器⼈车⾝造型的设计，⽤Solidworks 和AutoCad进⾏模拟和制图。

分析了机器⼈球的提取⽅案和机器⼈体的造型设计，并利⽤SolidWorks和AutoCAD软件对⼈体进⾏了仿真和绘制。

在总质量极限不⼤于17kg/dC24V电源限制的情况下，讨论了关键部件材料的选择和确定，特别是直流电机参数的确定。

重点介绍了直流电动机的组成和⼯作原理。

最后，⽤图⽚和图⽚对机器⼈进⾏处理和调试。

关键词：定点投篮机器⼈；取球；直流电机Abstract：The extraction scheme of robot ball and the modeling design of human body are analyzed, and the simulation and drawing of human body are carried out by using SolidWorks and AutoCAD software. When the total mass limit is not greater than the limit of 17kg/dC24V power supply, the material selection and determination of key components, especially the determination of DC motor parameters, are discussed. The composition and working principle of DC motor are introduced emphatically. Finally, the robot is processed and debugged with pictures and pictures. Keywords: Fixed-point shooting robot; fetching ball; DC motorKeywords :; Fixed-point shooting；robotFetching ball; DC electromotor绪论机器⼈是⼀个⾼度交叉的前沿学科。

第三届东莞市科协青少年机器人竞赛机器人投篮竞赛规则一、竞赛目标:通过信息技术创新手段,以智能机器人为载体实现一定程度的模拟篮球比赛的过程。

旨在考核参赛选手对操控智能机器人相关知识的综合运用能力,同时又有助于提高青少年的科技体育知识。

二、参赛范围:小学组、初中组、高中组。

三、竞赛规则:(一机器人投篮比赛简介机器人投篮比赛是中小学生,按照比赛的规则要求自行制作机器人并进行编程,使机器人分别在程序控制和手动控制下在赛前公布的特定竞赛场地上进行的比赛活动。

(二竞赛主题机器人投篮比赛的每场比赛中,由红、蓝两方各出两个机器人分别进行自动和手动两部分比赛,各队的机器人分别从各自的红色、蓝色启动区出发,在尽可能短的时间内,在各自的投蓝区投入更多球,以获得尽可能高的得分。

(三比赛场地与环境1、场地比赛场地尺寸:外部尺寸为长2200mm、宽2000mm,周围有高为100 mm的围边。

图1是比赛场地的示意图。

图1 比赛场地示意图(平面图中兰色园为白色球位置2、赛场规格与要求(1机器人比赛场地的地面为哑光场地纸,二边分别有高为600 mm的篮板,正中间各有高为400 mm的内径为300mm的篮框。

(2在哑光场地上有黑色引导线,线宽度为20mm。

以下凡是涉及黑线的尺寸,均指其中心线。

(3场上有一块长600mm、宽300mm的蓝色方形区和一块长600mm、宽300mm的红色方形区,分别是红方和蓝方的机器人启动区。

(4场地上有六块直径为200mm的投篮点区,外圈颜色分别是红色和蓝色,分别是红方和蓝方的机器人投球区。

红方投球区所要投的球蓝为红方球蓝,蓝方投球区所要投的球蓝为蓝方球蓝。

(5比赛所使用的球是国际标准的乒乓球,其直径为40mm,重量为2.7克的橙色乒乓球和白色乒乓球各46个(共计92个。

红方要投的是橙色球,蓝方要投的是白色球。

3.2.6球的摆放位置如场地平面示意图中橙、白色球的摆放位置,场地上共计有80个乒乓球(红、黄各40个,另橙、白色各有6个用于自动时由选手确定是否手动装载到机器人中。

基于项目的学习模式在机器人投篮赛中的运用摘要:本文从基于项目的学习模式的六个实施步骤入手,尝试在机器人投篮赛中运用此学习模式,探索模式运用的流程方式,改变学生被动接受知识的局面,激励学生对科学探索的兴趣。

关键词:基于项目的学习机器人投篮赛基于项目的学习是研究性学习的一种具体的实施模式,它注重培养学生的信息素养、社会责任感和创新能力。

它是以学科的概念和原理为中心,在真实世界中借助多种资源开展探究活动,提出问题、分析问题、解决问题是项目学习的核心。

基于项目的学习模式的实施可分为以下几个步骤:项目选定、制定计划、活动研究、作品制作、成果交流和活动评价六步。

一、激发兴趣,选择开放的综合项目在基于项目的学习中,项目的选择很重要,直接关系到整个学习的过程是否能取得预期的成果。

其中机器人投篮赛是一个真实的、开放的项目。

它与学生的实际生活联系密切,具有一定的趣味性和竞争性,能激发学生的学习动机与好奇心,鼓励他们去探索、去学习。

我们学生在平时肯定都看过篮球比赛,有些还参加过。

看似简单的投篮,如果让机器人来做怎么样,让机器人自动完成投篮和我们的投篮有什么共同之处,有哪些地方要特别考虑?怎样才能使机器人投得又快又准?机器人投篮赛中对于积木部件的选择、机器人的搭建、程序的编制具有一定的综合开放性,选择合理的算法流程,从而使自己所创造出来的机器人的软件和硬件能够协调工作,表现出色。

二、小组协作,制订项目的流程计划基于项目的学习是以学生为中心,以体验为中心,以项目为中心的教学模式。

在活动中提倡小组合作的组织形式。

小组组员以3~5人为宜。

分组时,遵循“组间同质、组内异质”的原则,充分考虑学生的动手能力、思维习惯、兴趣爱好的不同。

在自愿与协调相结合原则基础上建立活动小组,打破时空限制,使小组成员能在各自的小组中发挥自己的资源优势。

小组成立后,各小组在老师的引导和组长的组织下,小组成员共同分析项目需求的基础上,讨论、协商确定项目的实施计划。

全向移动功能的篮球机器人的机械系统设计毕业论文目录绪论 (1)0.1 移动机器人现状与技术水平 (1)0.2 移动机器人机构研究概况 (1)0.3毕业设计来源及参赛意义 (2)0.4毕业设计的设计方法、主要任务及目标 (2)1 全维轮移动篮球机器人机械系统设计整体方案 (4)1.1机器人整体结构方案 (4)2 移动平台设计 (7)2.1移动机器人的运动方式 (7)2.1.1差动运动方式 (7)2.1.2全运动方式 (8)2.1.3选择全向运动方式 (8)2.2 全向轮的选择 (9)2.2.1 全向轮的介绍： (9)2.2.2全向轮的选型 (10)2.3电动机的选择 (12)2.3.1 直流电机的选取与计算 (13)2.4其他部件的选择校核 (17)2.4.1电机支撑架的选择 (17)2.4.2轴承的选择及校核 (17)2.4.3底盘设计 (18)2.4.4阶梯轴的设计 (18)2.5电机与轮的装配 (19)3 捡球机构的设计 (20)3.1电机的选择及计算 (20)3.1.1所需转矩计算 (20)3.2 齿轮的选择及校核 (22)3.3 插架的设计 (23)3.4 传动轴的设计 (24)3.5捡球机构装配 (25)4 弹射机构设计 (26)4.1 投篮速度的选取与计算 (26)4.2气缸的选择 (27)4.3 导行架的设计 (28)4.3弹射机构的装配 (29)5 全维轮移动篮球机器人机械结构装配及总结 (30)5.1 全维轮移动篮球机器人机械结构 (30)5.2设计总结 (31)参考文献 (33)致谢 (34)绪论0.1 移动机器人现状与技术水平机器人的最初形式是工业机器人，它能有效的提高产品的质量和改善人们的劳动条件，在焊接装配、浇铸、喷漆等方面得到了广泛应用。

工业机器人通常为多关节的机械手臂，本体不具有可移动性，因而工作环境相对来说是固定的，其灵活性只表现在可以按照人们的要求反复编程实现不同的运动。

投篮机器人设计第一章绪论1.1机器人概述.............................. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11.2...................................... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 21.3.................................. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .41.4............................................ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. (5)第二章系统架构与相关技术基础2.1 硬件设计.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. .. ..2.1.1 处理器.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . ..2.1.2CCD.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2.1.3 超声波.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. .. .. .. ..2.2图像的基本知识.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2.3多传感器信息融合.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2.4 路径规划.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..第三章投篮机器人总体结构设计............................................... 3.1 题目分析.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3.2 总体设计.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..第四章算法设计.. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4.1 路径识别.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4.2SIA.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..第五章软件实现与仿真 (7)3 致谢...................................................................... .. (72)参考文献...................................................................... (73)附录...................................................................... .. (73)1.1机器人概述机器人综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，其在人类生活应用领域的不断扩大引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。

面向网球运动的捡球机器人控制系统设计摘要：随着人工智能和机器人技术的不断发展，自动化捡球机器人在各种球类运动中的应用变得越来越普遍。

本文以面向网球运动的捡球机器人为研究对象，针对其控制系统设计展开讨论。

通过对机器人的感知、决策和控制模块进行详细的分析和设计，旨在提高机器人的准确性和效率，实现对网球捡球任务的自动化执行。

1. 系统概述面向网球运动的捡球机器人控制系统主要由感知模块、决策模块和控制执行模块组成。

感知模块负责获取环境信息，包括球的位置、速度和方向等；决策模块利用感知信息进行路径规划和动作决策；控制执行模块根据决策结果控制机器人执行相应的动作。

2. 感知模块设计为了准确获取球的信息，感知模块使用摄像头进行实时图像采集，并通过图像处理算法对图像进行分析。

首先，利用机器学习算法训练模型，实现球的目标检测和跟踪；然后，通过计算球的位置和速度，进行球的预测，并将信息传递给决策模块进行下一步决策。

3. 决策模块设计决策模块根据感知模块提供的信息进行路径规划和动作决策。

路径规划算法应考虑球的位置和速度，以及机器人的当前位置和速度，通过优化算法确定最优的移动路径。

动作决策算法根据路径规划结果，决定机器人的具体动作，如移动、旋转等，以实现捡球任务。

4. 控制执行模块设计控制执行模块负责控制机器人执行决策模块生成的指令。

通过调用机器人的动作控制接口，控制机器人进行相应的动作。

例如，当决策模块决定机器人需要向左移动时，控制执行模块发送相应指令给机器人的驱动器，使机器人按照指定路径和速度移动。

5. 系统集成与测试在设计完成后，进行系统集成和测试是必要的。

首先，将感知、决策和控制执行模块整合为一个完整的系统，确保各模块之间的数据交换和通信正常。

然后，通过实验验证系统设计的准确性和性能。

例如，通过在真实网球场景中进行测试，评估机器人的捡球准确率和响应速度。

结论：本文针对面向网球运动的捡球机器人进行了控制系统设计，包括感知模块、决策模块和控制执行模块。

本科毕业设计题目基于51单片机的语音投篮玩具设计英文题目Design of backetball shooting toysbased on 51 MCU学生姓名院（系）专业学号指导教师职称二O一四年五月摘要本论文的目的在于设计一种基于51单片机和ISD1760语音模块的投篮玩具，具有清零键，根据进球方式判断得分2分或3分，其中空心投中篮为3分，砸板投中篮为2分，数码管显示进球得分，并可语音报分。

论文详细论述了投篮玩具的设计方案和软硬件实现过程，其中硬件电路设计包括单片机最小系统、ISD1760语音模块、红外对管传感器电路和振动传感器电路设计，软件设计基于Keil软件平台，采用C语言编程。

论文经过方案论证、查找文献、电路焊接和软件调试等设计过程，实现了设定的任务要求，硬件实物测试验证了所设计的投篮玩具工作稳定，具备进球计分、语音报分、分数显示和清零等功能。

关键词：51单片机；语音模块；投篮玩具ABSTRACTThe purpose of this paper is to design a kind of backetball shooting toys based on 51 MCU and ISD1760 voice module, it has a reset button, able to judge goal scoring 2 or 3 points, the hollow made basket to 3 points, hit a made basket to 2 points, scored digital tube display, and voice points.Paper detailed discusses the design scheme of shooting toys and hardware and software implementation process, which includes the single chip microcomputer minimum system hardware circuit design, ISD1760 voice module, the infrared sensor circuit and the pipe vibration sensor circuit design, software design based on the Keil software platform, using C language programming. Paper designs, through the literature, circuit welding and software debugging, such as the design process, to achieve the set task requirement, the design is verified by physical hardware test shooting toys work stability, has the goal scoring, speech at points, scores show and reset, and other functions.Key words: 51 MCU; V oice module; Shooting toys目录1 绪论 (1)1.1设计目的及意义 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计内容 (1)2.1设计方案分析 (2)2.2电路设计与调试 (2)2.2.1电路整体设计 (2)2.2.2单片机电路设计 (2)2.2.3语音模块电路设计 (3)2.2.4传感器电路设计 (4)2.2.5四位数码管电路设计 (6)2.2.6电源电路设计 (6)2.2.7电路焊接与调试 (7)3.1软件程序功能需求分析 (8)3.2软件设计流程 (8)3.2.1开发平台介绍 (8)3.2.2主程序流程图 (8)3.2.3初始化配置 (9)3.2.3语音模块程序设计 (9)4 联合调试 (10)4.1调试前准备 (10)4.2联合调试 (10)4.3功能验证 (10)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (13)附录 (14)1绪论1.1 设计目的及意义随着单片机应用的广泛普及，以51单片机为平台并结合语音模块和传感器模块的应用越来越广泛。