随着台球运动的广泛普及,越来越多的台球设备应运而生,但对于普通设备来说,完成一场对局之后需要人工按照摆放规则完成台球的摆放工作,不仅存在着费时、费力、摆球位置不准确等问题,而且还增加了球场人工管理成本、降低了台球设备利用率。因此,设计一种能够代替人工完成摆球功能的自动台球机具有重要的研究意义。本文在自动台球机研究的基础上,综合利用图像处理、单片机控制、机电一体化等多种技术设计并实现了一套基于ATmega64单片机的自动台球机机电系统:首先落袋台球通过分球装置进行逐个分离,并按照前后顺序将台球送至图像采集区域,经过图像处理对球体类型进行识别,然后由摆球装置结合球体特征信息按照摆球规则摆放到置球装置中,摆放完毕后经运球装置将台球准确的摆放到桌面的指定区域,完成整个摆放过程。整个自动台球机机电系统的研究包括了总体设计方案、机械结构设计方案及控制系统设计等,机械结构部分完成了对分球装置、摆球装置和运球装置的结构设计,控制系统设计则包括了硬件设计和软件设计,设计完成之后对系统进行了调试,基本实现了预期目标。设计的自动台球机装置具有结构可靠、摆球准确、性能稳定等优点,能够代替人工完成台球的自动摆放工作,增加了台球的娱乐性,符合现代化工业的设计要求,具有良好的应用前景和市场价值。