乒乓球捡球机器人的设计与实现.pdfVIP

2025年第1期仪表技术·21·

乒乓球捡球机器人的设计与实现

张超奇，李巍岷，罗寅，刘昶

（沈阳理工大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110159）

摘要：设计了一款乒乓球捡球机器人，集成智能车平台与5轴机械臂系统。智能车采用双步进电机驱动，确保稳定灵活的移动

能力；机械臂通过高精度舵机驱动，实现复杂抓取动作。系统核心控制器选用树莓派，负责协调控制机器人的运动规划与抓取操

作。为提升定位精度，结合相机与二维(2D)激光雷达的计算机视觉技术被应用于乒乓球的快速定位。提出了一种基于目标球位置

计算机械臂关节最优转动角度的算法，以实现精准抓取。实验证明，该捡球机器人抓球误差控制在10.0mm以内，有效实现了乒乓

球的精确定位与稳定抓取。

关键词：机器人；计算机视觉；二维激光雷达；标定

中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1006-2394(2025)01-0021-05

DesignandImplementationofaTableTennisPickingRobot

ZHANGChaoqi,LIWeimin,LUOYin,LIUChang

(SchoolofInformationScienceandEngineering,ShenyangLigongUniversity,Shenyang110159,China)

Abstract:Atabletennisballpickingrobotthatintegratesanintelligentvehicleplatformanda5-axisroboticarm

systemisdesigned.Theintelligentcarisdrivenbyadualsteppermotortoensurestableandflexiblemobility.Therobotic

armisdrivenbyahigh-precisionservotoachievecomplexgraspingactions.Thecorecontrollerofthesystemis

RaspberryPi,whichisresponsibleforcoordinatingandcontrollingthemotionplanningandgraspingoperationsofthe

robot.Toimprovepositioningaccuracy,computervisiontechnologycombiningcamerasandtwo-dimensional(2D)

LiDARhasbeenappliedtotherapidpositioningoftabletennis.Analgorithmbasedonthepositionofthetargetballis

proposedtocalculatetheoptimalrotationangleoftheroboticarmjoint,inordertoachieveprecisegrasping.Experimen-

talresultshaveshownthattheballpickingrobothasaballcatchingerrorcontrolledwithin10.0mm,effectivelyachie-

vingprecisepositioningandstablegraspingoftabletennisballs.

Keywords:robot;computervision;2DLiDAR;calibration

法。常用的球拾取方式主要采用机械臂捡球,该方式

0引言