遥控自动网球拾球机的研制

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1、遥控自动网球拾球机的研制卢飞跃，刘志锋{广州番禺职业技术学院，广东广州511483}匸-摘要：设计訝型的网球拾球机，介绍了拾球机的机械结构设计、控制碾件电路和控制程序设计，该新型网球拾球机的两个后轮分别由一个矍流电动机驱动，两个后轮带动前轮转动，前轮与一个拾球滚筒通过单向推力轴承联接，实现拾球机在行走的同时进行自动拾球，并将网球蓉时储集在一个容器内，当网球装满时又会及时捉示・直流电动机则是由单片机根据无线电遥控指令來进行驱动，列外在拾球机上安装了红外反射式传感器，可实现自动避障功能，该新型的网球拾球机具有结构简单，自动化程度高和速度快等特点，并且大大降低了

2、拾球的劳动强度，关键词：抬球机；无线电逼控；红外传感器：避障中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1009-9492(2010)06-0086-04收稿日期：2010-04-071引言冃前的网球拾球器主要以手推式人工操作为主，虽然可使拾球人员快速、方便地从地上拾起网球，一定程度上提高了拾球人员的工作效率和降低了拾球人员的劳动强度但拾球时，还需沿网球场走动，劳动强度较大，费时、效率低。较先进的拾球器是全自动拾球机，釆用机械臂和图象识别等高科技，不需人工操作，可以完全自动拾球，但效率低,每次只能拾起一个球、且结构非常复杂，成本相当高，不容易推广。本研究

3、设计的遥控自动网球拾球机，借用电动机驱动拾球机前进过程中实现自动拾球，采用无线电遥控操作和红外口动避障控制，无需沿球场走动人工拾球，可人人降低拾球的劳动强度・拾球机每次能拾起名个网球，与全自动拾球机相比结构简单，成木低H速度快，该拾球机可以快速方便地收拾散落的网球、尤其适合网球训练场使川，还可用于艮他圆形小球如乒乓球的拾球，2系统工作原理2•1机械结构设计遥控自动网球拾球机主要组成包扌舌车体'拾球滚筒，储球箱'驱动轮'万向轮'传动齿轮组'传感器'电路板、电池和拉杆式推把等部件，其结构示意图如图1所示，拾球机釆用后轮驱动，左、右驱动轮由两个电动机分别带动，前

4、轮是万向轮，起支撐的作用，共同实现拾球机前进'转弯及后退等动作・万向轮转动吋通过传动齿轮组带动拾球滚筒儿传动齿轮组与万向轮之.间是采川单向推力轴承联接，保证了拾球滚简在前进时转动而自动拾球，而在后退时停转以防止滚筒反转将网球带出箱外3，拾到的网球暂时存放在储球箱中•储球箱设计为抽屉式结构•可随吋安放和取出。拉杆式推把可根据拾球人员身高的变化而相应地调节长度，推把长度的范围在70〜120cm，该结构非常灵活，结构设计考虑到传感器的安装，用于避障检测用的两对红外反射式传感器分别安装在前面左、右两端，三对红外对射式传感器安装在储球箱的上部内侧，电路板和电池是拾球

5、机的控制系统，控制着其他部件的动作，1•拾球滚筒2・储球箱3・红外対対式传感器4•电路板和电池拉杆式推把6-驱动轮7-车体万向轮9・红外反射式传感器10-传动齿轮组11•网球图2控制系统组成与结构示意图K1K2K3K4K5高频振荡器TJ1放大器无线发射电路•5V：b无纟戈接收电路波放大器检图3无线遥控拾球控制电路TX05DV+OUTV-2•2控制系统设计拾球机以AT89S52单片机作为控制的核心，控制系统包括单片机'无线遥控拾球控制电路'红外自动避障检测电路、电机驱动电路和箱满检测与指示电路等，其组成与结构示意图如图2所示。遥控自动网球拾球机的工作过程为：

6、通过无线接收电路接收遥控器发射的指令，单片机根据无线指令的要求向电机驱动电路输出相应的控制信号，可控制左'右两个驱动电机的正、反转和停止，而驱动电机驱动左'右后轮，从而带动前轮一起运动；同吋，红外反射式传感器随时监测前方的障碍物，通过红外自动避障检测电路将相应的状态信号输送给单片机，由单片机进行判断并发出相应的控制信号，控制两个驱动电动机动作而实现门动绕过障碍物；当储球箱中装网球时，可及时由箱满检测与指示电路检测出并点亮箱满指示灯，当取出网球或不满时指示灯会自动熄灭。3控制系统硬件设计3・1无线遥控拾球控制电路无线遥控拾球控制电路包括无线发射屯路和无线接收

7、电路两部分，如图3所示，采用一对采用CMOS工艺制造并配套遥控专用集成电路TX2RX2为核心器件来实现・图3(a)是由TX-2构成的五通道无线遥控发射电路原理图。电路中TX-2使用了五个输人控制端K1〜K5，分别对应拾球机的前进、后退、左转、右转和停止五种控制功能。经过編码的信号经TX-2的SO端输出，调制為频振荡器的载波，经过调制的高频信号放大后，再经天线发射出去，常用发射频率为27•145MHz。图3(b)是是用RX-2为核心所构成的五通道无线遥控接收及驱动电路原理图，发射电路发送的信号经接收电路中的超再生接收检波器解调出编码信号，rh放大器对编码信号

8、放大后，经过RX-2对编码信号译码后从RX-2的OUT1〜OUT5