乒乓球作为我国的国球，已成为人们日常生活不可缺少的一部分。打乒乓球正常情况下至少需要两个人才行，如果只有一个人，只能对着墙打，很枯燥又不能提高训练水平。为此如何让一个人也可以打乒乓球既不枯燥又能提高训练水平，成了我们的研究目标。
通过科技查新工作，我们了解到现在市面上的乒乓发球机功能不够完善，还有改进的空间，我们设计的乒乓陪练机器人可以填补这个领域的空白。
乒乓陪练机器人分为两部分：一个是捡球机器人，一个是发球机器人。
发球机器人负责完成发球动作，可实现发上弦球、下弦球等一系列动作，不需要人为干预。同时机器人还可以随机改变发球方向与发球速度，与实战情况基本相同。该装置主要由锂电池电源、舵机、轮胎马达、弹射马达、蜗杆、调速旋钮等部件组成。其工作原理为：将发球机放置位于场地上方的中央方块区域，它的关键部件在于两个橡胶弹射轮，通过高速旋转，以及橡胶轮的摩擦力，可将乒乓球从球桌一端高速弹向球桌另一端，球员接球并将乒乓球打回时，被球网拦住并最终落回到乒乓球桌面上。
捡球机器人可安置在球桌的对方半场或地面，可实现自动捡球功能，将散落在桌面或地面的乒乓球捡起并回收到发球机器人中。该装置主要由锂电池电源、舵机、投掷马达、轮胎马达、轨迹卡、回收装置等部件组成。其工作原理为：负责收集散落在球桌上的乒乓球，在它的机身底部安装有轨迹卡，轨迹卡相当于机器人的眼睛，可以识别桌面上的捡球路线，所以启动电源后捡球机会自动沿着场地中的轨迹扫描整个球桌。当捡球机行进至路线终点时，即桌面扫描完毕，此时捡球机会将收集到的乒乓球全部送回到发球机中，完成乒乓球的回收。
乒乓陪练机器人的额定工作电压为8～10V，最高允许工作电压15V。电池容量为900mAh，工作电流为100mA。具体工作流程为：首先将发球机器人分别摆放到乒乓球桌的指定发球区。其次，打开发球机电源开关，并分别旋转上下轮调速旋钮，调节乒乓球弹射高度。再次，如需提高练球难度，可以打开方向轮电源开关，调节乒乓球弹射角度，使球的落点左右随机改变。最后启动捡球机器人，开始捡球工作。该项目在研发过程中运用了机器人编程、工业产品设计、机械构件组装与调试等专业知识。
乒乓陪练机器人工作的整个过程循环往复，不再需要人为干预，球员只需专注于练球，不需要停下来捡球，也不用担心发球机里的球不够用，既提高了练球的效率，又节约了人力。通过多次实验，我们发现乒乓陪练机器人总体情况良好，能够出色地实现预想效果，该项目中捡球机器人目前可以实现球桌表面的乒乓球回收工作，下一步我们将努力完善回收功能，最终实现能回收散落在地面上的乒乓球。
乒乓陪练机器人获得第十二届青少年机器人创新大赛一等奖。
责编/欧阳雪