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大赛作品详情

作品名称:双打羽毛球移动机器人
学校名称:厦门大学嘉庚学院
参赛队伍:啊对对队
参赛学生:张涵 刘嘉颖 陈文  
指导老师:曹进华  

详细说明

近年来,智能科技在各行各业中的应用越来越广泛,羽毛球训练场也不例外。羽毛球机器人的出现为羽毛球运动带来了许多便利和创新。双打羽毛球移动机器人在训练场上的应用价值提现在很多方面,不仅提高了训练效率,还为球员提供了更舒适、高效的训练环境。

首先,双打羽毛球移动机器人的应用使得训练效率大幅提高。以往,在训练过程中,需要专人进行对打训练,不仅费时费力,还可能因个人的疲劳或偏差造成训练效果的层差。而双打羽毛球移动机器人的出现改变了这种情况。机器人能够准确地与训练人员进行对打,让他们更加专注于训练技巧和策略的提升。训练时间的合理利用也带来了更高效的训练效果。其次,双打羽毛球移动机器人的运用使得训练环境更加舒适和安全。在传统的训练过程中,需要专人与球员进行训练。而有了双打羽毛球移动机器人,就不需要安排专人训练,大大提高了训练效率。此外,双打羽毛球移动机器人的应用也拓宽了训练方法和训练内容的范围。由于机器人的准确性和速度,球员和教练现在可以不再局限于单打、双打等有限的训练方式,而是可以进行更多的精细化训练,如高质量的快速连续击球、跨网训练等。通过与机器人的协同训练,球员可以更好地适应各种比赛场景,提高技术水平和战术应对能力。训练场上的自机器人,扩大了训练的可能性和创新性。

总之,双打羽毛球移动机器人在训练场上的应用价值是不言而喻的。它提高了训练效率,为球员和教练节省了时间和精力。同时,它也使训练环境更加舒适和安全,并且拓宽了训练范围和方法。随着科技的不断发展和智能机器人技术的进步,羽毛球机器人将会在羽毛球训练场上发挥更加重要的作用

羽毛球陪练机器人主要功能是在球场的指定位置对羽毛球进行拍击,通过控制气缸力使羽毛球落入到指定区域。羽毛球陪练机器人运动控制较为复杂,为了确保控制的稳定性,采用对称结构对机器人进行设计羽毛球陪练机器人主要机构包括全向平移底座机构、支撑连接机构击球机构落球机构与驱动机构。

羽毛球陪练机器人主要功能是在球场的指定位置对羽毛球进行拍击,通过控制气缸力使羽毛球落入到指定区域羽毛球陪练机器人运动控制较为复杂,为了确保控制的稳定性,采用对称结构对机器人进行设计羽毛球陪练机器人主要机构包括全向平移底座机构支撑连接机构击球机构落球机构与驱动机构

1.1基于全向轮的平移底座机构设计

全向平移底座机构能够完成羽毛球陪练机器人的迅速启动停止转弯滑动等动作,是机器人运动系统的主要组成部分。

羽毛球陪练机器人主要依靠底盘进行运动,底盘即为全向平移底座机构底座材料主要采用三角铝型材料,具有质量轻强度大的优势,在减轻机器人整体质量的同时,还提升了机器人的承重能力为了保障行走机构的连接稳定性刚度与强度,采用三角形铝片与螺栓对接口进行连接。全向平移底座机构中轮子采用全向轮,全向轮具有动作灵活快速的优势,可以满足机器人的运动需求全向轮主要由轮毂和从动轮组成,其中轮毂的外圆周围开设3个以上均匀的轮毂齿,轮毂齿之间安装从动轮,径向与轮毂外圆切线垂直。径为 25mm,轴向宽度为 40mm,主要由伺服电机驱动伺服电机能够将电压信号进行转换,以得到的转速与转矩对全向轮进行驱动控制伺服电机具有控制精准度高的特性,为羽毛球陪练机器人接球的准确性提供支持

1.2支撑连接机构设计

支撑连接功能主要由连接架实现,连接架也是支撑连接机构的主要组成部分

连接架材料为铝合金,规格为20mm*20mm,具有高塑性合金特性。连接架采用的铝合金材料具有多种优势,包括冲击韧性高缺口敏感度低耐腐蚀性能强连接架形状可以利用空隙进行布线填充,便于连接架的管理

1.3击球机构设计 

羽毛球陪练机器人首要任务就是精准发球,因而重点设计机器人的击球机构击球机构主要利用气缸作为动力元件,以此为羽毛球连杆提供动力气压不同,击球的力度也是不同的,因此可采用调节气压的方式控制击球力度。击球机构的核心部分为气缸气缸的推进收缩动能够带动羽毛球拍,使球拍绕轴做往复运动,从而完成击球运动。击球过程中,机器人控制系统会向电磁阀发送信号,气缸接收到信号后开始工作,完成击球动作,在完成了一整套击球动作后,电磁缸收缩,羽毛球拍返回起始位置,准备进行下一次动作羽毛球机器人主要采用单级气缸推动完成击球动作

1.4落球机构设计 

羽毛球陪练机器人落球机构的主要材料为铝合金薄片,将铝合金薄片做成方桶状,内部装有卡环,主要功能是对羽毛球进行卡位,在不需要落球的时候保障羽毛球稳定放置于球筒内;当需要发球时,落球装置开始运行,控制系统打开卡位的开关,落下羽毛球,接着卡位关闭

1.5驱动机构设计 

驱动机构是羽毛球陪练机器人运动实现的基础保障,驱动机构中的电机直接决定羽毛球陪练机器人的运动性能直流无刷电机主要采用PWM(脉冲宽度调制)控制机器人运动,实现无极调速,满足机器人运动的灵活性根据羽毛球陪练机器人的运动需求,选择带有减速功能的电机,将电机输出系统直接连接到机器人驱动轴上,提升羽毛球陪练机器人驱动机构的紧密性

主要创新点

1.1自主避障技术

双打羽毛球移动机器人具有自主避障技术、定位导航技术、快速运动控制的能力。

1.2自主选择灵活多变

通过机器人的帮助,初学者可以在时间没有限制的情况下进行集中训练,并且可以将训练的强度和难度逐步提高,以达到更好的训练效果。羽毛球机器人的操作面板通常具有多种操作模式,可以自由选择运动轨迹、速度和射程等等选项。许多机器人还提供了具有专业水平的多项训练模式,比如欺骗式发球、多点回球等等。

1.3自定义训练方式

双打羽毛球移动机器人可以根据学员的个人特点调整球的速度和难度。对于初学者而言,机器人会调整球的速度和力度,使其更易接触和回击。而对于高水平的选手来说,机器人会提供更高速度、更高质量的球,以增强其应对真实比赛场景的能力。其次,双打羽毛球移动机器人能够通过计算机视觉技术来分析学员的动作和技术状态。传统训练中,教练需要亲自观察学员的动作并给予及时的指导。而通过机器人的反馈,学员可以更直观地了解自己的动作是否规范、是否存在问题,并及时做出调整。此外,机器人还可以根据学员的训练历史和数据情况,制定更加科学合理的训练方案。通过记录学员的训练时间、强度、成绩等数据,机器人可以根据学员的表现进行智能分析和预测,指导学员制定更加合理有效的训练计划。

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