乒乓球捡拾器设计
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乒乓球捡球器的设计原理一、引言乒乓球捡球器是一种自动化设备,用于在乒乓球比赛中捡取球。
它能够提高比赛效率,减少人工捡球的时间和精力。
本文将详细介绍乒乓球捡球器的设计原理,包括机械结构、电力驱动、控制系统、传感器技术和人工智能技术等方面。
二、机械结构乒乓球捡球器的机械结构主要由捡球机构和移动机构组成。
捡球机构采用旋转式设计,通过电机驱动旋转,将乒乓球捡起并放入收集箱。
移动机构采用轮式设计,通过电机驱动轮子,实现捡球器的移动和定位。
同时,机械结构还需要考虑球的大小和形状等因素,以确保捡球器的准确性和稳定性。
三、电力驱动乒乓球捡球器的电力驱动主要采用直流电机驱动。
直流电机具有调速性能好、控制精度高等优点,能够满足捡球器对速度和精度的要求。
同时,直流电机还具有体积小、重量轻等优点,能够降低捡球器的整体重量和体积。
四、控制系统乒乓球捡球器的控制系统主要采用单片机或PLC等控制芯片实现。
控制系统需要实现以下功能:1.电机控制:通过控制电机的速度和方向,实现捡球器的移动和旋转。
2.传感器信号处理:通过传感器检测乒乓球的位置和数量等信息,并将信息传递给控制系统进行处理。
3.人工智能算法实现:通过人工智能算法实现对乒乓球的识别和预测,提高捡球的准确性和效率。
五、传感器技术乒乓球捡球器采用传感器技术进行检测和识别。
主要包括以下几种传感器:1.超声波传感器:通过发射超声波并接收反射波来判断乒乓球的位置和距离等信息。
2.红外线传感器:通过检测乒乓球的红外辐射来判断其位置和存在等信息。
3.摄像头传感器:通过拍摄图片或视频等方式来识别乒乓球的数量和颜色等信息。
六、人工智能技术乒乓球捡球器采用人工智能技术进行识别和预测。
主要包括以下几种技术:1.图像识别技术:通过训练神经网络等算法实现对乒乓球的识别和分类。
2.机器学习技术:通过训练数据模型来提高对乒乓球的识别和预测能力。
3.深度学习技术:通过建立深度神经网络模型来实现对乒乓球的更准确识别和预测。
自制乒乓球捡球器——六年级下册综合实践活动教学设计教学目标知识与技能1. 学生能够理解乒乓球捡球器的功能与结构。
2. 学生能够运用创新思维,设计并制作一个简易的乒乓球捡球器。
3. 学生能够掌握基本的手工工具使用技巧。
过程与方法1. 学生通过小组合作,培养团队协作能力。
2. 学生通过观察、分析、设计、制作的过程,提高问题解决能力。
3. 学生通过实践活动,增强动手操作能力。
情感态度与价值观1. 学生培养对体育用品制作的兴趣,增强动手实践的热情。
2. 学生在制作过程中,增强环保意识,学会废物利用。
3. 学生在团队活动中,培养合作精神,增强集体荣誉感。
教学内容本课的教学内容主要包括乒乓球捡球器的作用、结构及制作方法。
学生通过实践活动,了解并掌握乒乓球捡球器的制作过程,培养动手操作能力。
教学重点与难点重点1. 学生理解乒乓球捡球器的作用与结构。
2. 学生掌握乒乓球捡球器的制作方法。
3. 学生能够在制作过程中,培养团队协作能力。
难点1. 学生如何设计并制作一个结构合理、使用方便的乒乓球捡球器。
2. 学生如何在制作过程中,充分发挥创新思维。
教具与学具准备教具1. 乒乓球捡球器样品。
2. 制作工具(如剪刀、胶水、尺子等)。
3. 材料展示台。
学具1. 学生分组,每组准备一份制作材料包(包括废旧物品、工具等)。
2. 学生个人准备笔记本、画笔等记录工具。
教学过程引入新课(5分钟)1. 教师出示乒乓球捡球器样品,引导学生观察其功能与结构。
2. 学生分享生活中对乒乓球捡球器的使用体验,引出制作需求。
讲解与示范(10分钟)1. 教师讲解乒乓球捡球器的作用与结构。
2. 教师示范制作方法,强调制作过程中的注意事项。
学生制作(10分钟)1. 学生分组讨论,设计并确定制作方案。
2. 学生动手制作,教师巡回指导。
展示与评价(5分钟)1. 各组展示制作成果,分享制作心得。
2. 学生提出改进意见,为下一课做准备。
板书设计自制乒乓球捡球器1. 功能与结构2. 制作方法3. 注意事项作业设计1. 学生绘制制作过程的思维导图。
创造性思维与创新方法大作业乒乓球拾取器乒乓球拾取器是一种使用创新方法和创造性思维设计的设备,能够自动将散落在地面上的乒乓球收集起来。
这个设备的设计灵感来自于乒乓球比赛中的一个常见问题,即乒乓球容易散落在地面上,给清理工作带来了不便。
通过设计一个智能乒乓球拾取器,可以大大提高清理乒乓球的效率,减少人工操作的工作量。
首先,为了实现这一设备的功能,我们需要采用创造性思维来设计一个具有自动识别和收集乒乓球能力的机械臂。
该机械臂应具有足够的精确度和灵活性,能够准确地捡起乒乓球并将其放入一个容器中。
为了实现这一目标,我们可以采用图像识别技术来识别乒乓球的位置,并使用机器学习算法来训练机械臂执行捡球的动作。
其次,我们还需要考虑机械臂的移动方式。
一种创新的方法是使用轨道系统来控制机械臂的移动,并确保其能够覆盖整个乒乓球场地。
通过使用传感器来检测乒乓球的位置,机械臂可以自动调整其位置和姿态,以便更好地捡起散落的乒乓球。
此外,为了使乒乓球拾取器更加智能化和高效,我们还可以引入自主导航和路径规划技术。
通过在设备中集成微型摄像头和激光传感器,可以实时监测乒乓球场地的情况,为机械臂提供准确的位置和环境信息。
基于这些信息,机械臂可以自主规划最优路径,快速移动并执行拾取任务。
另外,为了提高乒乓球拾取器的实用性和多功能性,我们还可以考虑在其设计中加入其他功能。
例如,可以添加一个储物箱来存放已经收集到的乒乓球,方便管理和清理。
同时,还可以设计一个自动统计功能,通过识别乒乓球数量和颜色,自动记录比赛数据,并生成相关报告。
在设计乒乓球拾取器的过程中,我们还可以考虑采用一些创新的材料和技术,以提高设备的性能和耐用性。
例如,可以使用碳纤维等轻量化材料来制造机械臂和轨道系统,以实现更快的反应速度和更高的精确度。
此外,还可以采用3D打印技术来制造特定部件,提高制造效率和定制性。
总之,通过创造性思维和创新方法,我们可以设计出一个智能乒乓球拾取器,并利用图像识别、机器学习、自主导航和路径规划等技术来实现其功能。
自动拾取乒乓球机器人的机械结构设计刘仕文(东莞理工学院城市学院,广东东莞523419)在乒乓球场上训练或比赛的时候,地面上肯定会有很多出界和无效的乒乓球。
目前,主要还是通过人工的方式来捡球和送球,这明显降低了工作的效率和提高了工作人员的劳动强度。
虽然已经有很多智能机器人被应用到我们的日常生活中,但是并没有被专门应用于乒乓球场上的机器人。
因此,如果能将智能机器人应用于乒乓球场上,实现捡球和送球的自动化,其必将大大提高该工作的效率和降低工作人员的劳动强度。
本自动拾取乒乓球机器人主要应用于乒乓球训练场或比赛场上,其主要功能是自动拾取乒乓球。
该自动拾取乒乓球机器人的工作流程如下:当自动拾取乒乓球机器人通过声控装置自动识别并接收到运动员发出的捡球命令后,首先采用图像识别技术自动识别乒乓球的方位,接着对乒乓球的位置分布作一个最优的行程判断,然后再走到乒乓球所在的地方,最后将乒乓球捡起并放进存放腔中;当机器人接收到由运动员发出的送球指令后,再自动把乒乓球送给运动员。
为便于读者更好地理解机械结构的设计思路,本文从一开始就引入总体设计方案,然后对各主要机构进行详细的设计和分析,最后介绍设计的总体效果。
1总体设计方案1.1行走方式机器人行走机构的分类和特点如表1所示[1]。
由于乒乓球场一般都比较宽敞,且地面比较平整,所以选择轮式行走方式比较合理。
而且,轮式机器人的设计和制作过程相对其它类型机器人较为简单,其自动控制系统的设计也相对容易。
1.2捡球方式捡球方式有两种可供选择的方案。
一种方案是设计一个机械手,直接将乒乓球抓取起来,再将乒乓球放到存放腔中;另一种方案是仿照吸尘器的原理,将乒乓球吸起来,再存放到存放腔中。
如果设计一个机械手直接抓取乒乓球,则需要设计的活动关节较多,所设计的机构将较为复杂,而且在自动控制方面也较难处理。
由于自动拾取乒乓球机器人作用的对象是乒乓球,其重量较轻、体积较小,因而比较容易吸取。
因此,本设计采用第二种方案。
技术平台乒乓球智能捡取机器设计构想翟伟东(西北工业大学计算机学院,陕西 西安 710072)摘 要:本设计构想旨在设计一种捡取乒乓球的智能机器,它能够在各种乒乓球场馆进行运作。
该机器可依靠四驱车底盘在场地间移动,它携带有红外探测器,能够利用红外感知进行障碍检测,从而自动躲避障碍物。
在移动中,该机器能够通过携带的图像传感器,检测视野中是否出现乒乓球,确定存在后能够主动捡取。
该机器在四驱车底盘上搭载了独特的乒乓球吸取装置,它能够利用风扇转动产生的气压差,使乒乓球吸入到携带的收纳盒中。
总之,该捡取机器能够克服传统人力捡球费力费时的缺点,大大提高人们的训练质量。
关键词:红外感知;图像传感器;压力差0 引言“乒乓球”是我国最引以为豪的体育运动之一,常年获得各种奖项的冠军,也长期引领了国民的“乒乓热”。
我国乒乓球场馆众多,学习人数也是居高不下。
在训练和比赛的过程中,经常会用到大量的乒乓球,从而会产生很多掉落在地上的球。
为处理这些球,通常大家都会在用完所有球之后手动进行捡球,这必然会浪费大量人力,也会导致训练时间的浪费。
目前,我国大多数场馆还是采用着人工捡球的方式去进行乒乓球的捡取,费时费力。
市面上也有一些捡球机,主要是通过搭载在传统小车(如四驱车)上的机械手臂来拾取,这些机器因为自身物理机械结构的限制性,对于墙角和一些障碍物之间的乒乓球不能有效捡取,即效率较低且适用的局限性太大。
为了减轻运动员的负担,使大家能够纯粹享受乒乓球运动的乐趣,因而提出一种乒乓球智能捡取机器的设计构想。
1 设计方案这种乒乓球智能捡取机器由以下5个部分组成:机器控制模块、红外传感器、乒乓球识别模块、吸取装置、核心处理模块。
1.1 机器控制模块机器控制模块用来控制整个机器的运作状态,实现机器的启动、停止及自主运行,并能够接受核心处理模块发来的转向或停止信号进行转向。
它采用单片机作为检测和控制核心,并使用12V的锂电池进行供电,以及通过LM7805芯片进行调压。
自制乒乓球捡球器昆山市城北中心小学校金燕【活动目标】1《自制乒乓球捡球器》劳技课题下的综合实践课,让学生学会自己发现问题,然后通过大家的研讨,自己解决问题的一个活动过程。
2整个活动以学生自主研究为主,尝试试做“乒乓球捡球器”达到最后的成功。
3在实践活动中,主要培养学生的研究问题、解决问题的能力,学会合作,体验成功的乐趣。
【活动重、难点】重点:探究乒乓球捡球器的制作方法。
难点:动手实践制作乒乓球捡球器。
【活动准备】教师:教学课件、制作乒乓球捡球器(范作3个)。
学生:4人一大组,2人一小组。
材料和工具:每大组6个乒乓球、每小组1个薯片罐子、1个透明胶布、每、1捆皮筋、1根竹片、1把剪刀。
文具用品。
教师提前分组,选取小组长分发材料。
【活动设计】我们的小约定:当老师说开始的时候才能动手。
当老师喊123的时候就停止活动。
一、情境导入,揭示课题(5分钟)1.同学们看过乒乓球训练吗?老师带来了一段视频,我们一起来看一看。
在训练后,乒乓球会滚得到处都是,而且在训练过程中要反复弯腰去捡球,费时又费力。
你有什么办法来解决这一难题?今天,我们就来设计一款乒乓球捡球器。
(板书:兵乓球捡球器)2.我们来想一想,如何让乒乓球运动员既不弯腰又能轻松地把乒乓球捡起来。
给你们5分钟时间,两人一小组,讨论一下,把你们设计的捡球器画下来或者写下来?开始!(计时5分钟)二、实践探究,交流方案(分钟)活动一:设计一个乒乓球捡球器1哪个小组愿意来说一说你们设计的捡球器是怎么样的。
(还有哪组有不同的设计?)预设点评:①他们小组为我们展示了一款夹取式的捡球器,不错。
②哦,这是一款吸取式的捡球器,真棒。
③这款扫入式的也很不错。
④还有不同款式的吗?这是一款卡扣式的捡球器。
⑤滚筒式的捡球器,真棒。
(智能式)小结:同学们,都开动了脑筋,设计出了不同款式、不同功能的乒乓球捡球器,都非常的棒!活动二:利用废旧材料设计一个乒乓球捡球器1从刚才同学们的设计草图中,都设计了一个可以存放乒乓球的容器。
乒乓球捡球机器人的设计与实现乒乓球是一项广受欢迎的体育运动,对于提高反应速度和手眼协调能力有很大帮助。
然而,乒乓球比赛中会产生大量的乒乓球,这些球的捡拾和整理是一项耗时耗力的任务。
为了解决这个问题,我们可以设计一款乒乓球捡球机器人,以实现快速、准确的捡球目标。
机械结构乒乓球捡球机器人应具备一个可以容纳多个乒乓球的容器,通常可以设计成一个可旋转的圆盘或是一个可以伸缩的抽屉。
圆盘的表面可以有一些特殊的纹理或结构,以帮助固定乒乓球。
在圆盘的下方,可以设置一个或多个小型旋转电机,以帮助圆盘快速旋转。
当电机接收到捡球指令时,电机带动圆盘旋转,将乒乓球送入圆盘的中心孔洞中。
控制系统捡球机器人的控制系统应该包括一个主控制器和多个传感器。
主控制器负责接收用户的指令并控制捡球机器人的动作。
传感器则负责检测乒乓球的位置和数量。
控制系统应当能够根据传感器检测到的信息,自动调整机器人的捡球策略。
例如,当圆盘内的乒乓球数量达到一定阈值时,控制系统应当能够自动暂停圆盘的旋转,以防止乒乓球掉出圆盘。
视觉系统为了实现准确的捡球,捡球机器人还应该配备一个视觉系统。
视觉系统包括一个高分辨率摄像头和一个图像处理器。
摄像头负责拍摄乒乓球场的全景图像,并将图像数据传输给图像处理器。
图像处理器则负责分析图像数据,识别并定位乒乓球的位置。
通过视觉系统的帮助,捡球机器人可以更加准确地找到乒乓球,从而提高捡球效率。
机械设计首先需要设计机器人的机械结构。
考虑到乒乓球的尺寸和重量,我们需要为机器人设计一个能够容纳足够多乒乓球的容器。
乒乓球是一项广受欢迎的体育运动,对于提高反应速度和手眼协调能力有很大帮助。
然而,乒乓球比赛中,捡球是一项耗时且耗费体力的任务。
为了解决这个问题,本文介绍了一种智能乒乓球自动捡球机器人的设计与实现。
该机器人主要由红外传感器、微型处理器、机械手臂、球仓等组成。
机器人通过红外传感器检测乒乓球的位置,将信息传递给微型处理器进行分析。
科技创意:乒乓球收集器
八(7)班袁豪文指导教师:宋梅
一、创意灵感
我参加了乒乓球培训课,老师安排我们上一个打完了,就捡下一个人打的掉在地上的乒乓球。
因为,每个人练习时的乒乓球有一脸盆,好几十个,要弯下腰把这些乒乓球一个个捡完,可累死人了,大家都不愿意捡球,我当时想,要是有个很方便的捡球方法该多好啊。
二、工作原理
乒乓球球往往会滚得到处都是,弯腰去捡,费时费力,今天我们就来制作一个简易、实用的乒乓球捡球工具。
首先我们要准备材料:一根塑料空心管、皮筋。
然后将皮筋固定在塑料空心管的一头绑好就行了。
三、设计意义
乒乓球捡球器这个小发明道理很简单,而且做起来也很容易,但是确很实用,解决了我们捡乒乓球的难度,人站着,不用弯腰,一只手握住把手,把捡球器的底面往乒乓球上轻轻一按,乒乓球就进入铁皮框里了,只要框罩住的都可以进入铁皮框,很快就能把乒乓球捡完。
捡球方便多了,而且还不用弯腰,轻松极了,大家都觉得很好玩,也喜欢捡球了,地上的乒乓球也少了。
这样,我们就有精力去练习乒乓球了,我很喜欢这个小发明。
四、设计图。
机电一体化系统设计课程设计题目:乒乓球自动捡拾机姓名:孔维邈()杨坚()孔维邈()学院:机械与电子工程学院班级: 机制123指导老师:完成时间:2016.01.13目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)乒乓球自动捡拾机设计摘要:本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时,会自动的去定位乒乓球,同时检测障碍物并避开。
执行装置采用皮条与桶相结合的结构,在异步电机转动时,执行机构会将乒乓球压入装球装置。
在运动员在需要球或装球装置装满球时,运动员会去换下装球的桶。
本乒乓球捡拾器是一款适用于各地区中、大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器。
关键词:乒乓球;捡拾机;设计1 前言乒乓球是我国的国球,无数的乒乓球运动员在国际赛场上争金夺银,为祖国带来了无数的荣誉,这些都是和乒乓球在我国的普及是息息相关的。
在全国各地业余乒乓球训练基地和乒乓球学校随处可见,专业的乒乓球训练基地和学校也越来越多。
随着科学技术的发展,乒乓球的训练也越来越系统化、科学化、合理化。
乒乓球发球机的出现、利用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等,这一系列的出现都使乒乓球运动员能够得到更好的锻炼,取得更好的成绩。
但是随之而来的问题是大量散落在地上的乒乓球。
而人工的拾取乒乓球,一次两次之类的还好,但是一旦拾取多了,拾取球的人腰酸背疼不说,而且其效率也不尽如人意。
于是乎,乒乓球拣拾器的相关设计便成为了一个问题。
但目前为止,国内外市场上还没有乒乓球拣球机器的出现。
没有专门的相关人员去投入到这个项目的研发中。
但是这个项目的未来前景可以说是一片光明。
专业乒乓球拣球机可以应用在业余或专业的乒乓球训练基地或训练学校。
使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间,是运动员可以更好的投入到专业的训练当中,从而取得更好的比赛成绩。
本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时,会自动的去定位乒乓球。
执行装置采用皮条与桶相结合的结构,在异步电机转动时,执行机构会将乒乓球压入装球装置。
本乒乓球捡拾器主要包括:总体结构和行走机构、收球机构、传送机构、传动系统和控制部分等。
通过对本乒乓球捡拾器的设计,我们进本上把大学四年所学全部派上用场。
是对我们所学的一次综合测试,特别是机械设计和电机设计方面,例如:机械原理,机械设计,电路设计等。
以及各种应用软件的使用。
如AUTODESK CAD、PRO/E、PROTEL、CAXA、Microsoft Word等。
毕业设计是我们大学四年的最后一次阅兵,对我们四年所学知识的检测与归纳,只有通过毕业设计,才能发现问题,踢出问题及解决问题,也是我们从学生时代走上社会大家庭的最后一扇门。
2 乒乓球捡拾机总体设计说明2.1 设计思想.这里所设计的乒乓球自动捡拾器是由于乒乓球发球机的出现、利用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等,这一系列的出现都使乒乓球运动员能够得到更好的锻炼,取得更好的成绩。
但是随之而来的问题是大量散落在地上的乒乓球。
而人工的拾取乒乓球,一次两次之类的还好,但是一旦拾取多了,拾取球的人腰酸背疼不说,而且其效率也不尽如人意。
于是乎,乒乓自动球拣拾器的相关设计便成为了一个问题。
但目前为止,国内外市场上还没有乒乓球自动捡球机的出现。
没有关门的相关人员去投入到这个项目的研发中。
但是这个项目的未来前景可以说是一片光明。
专业乒乓球拣球机可以应用在业余或专业的乒乓球训练基地或训练学校。
使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间,是运动员可以更好的投入到专业的训练当中,从而取得更好的比赛成绩。
通过对乒乓球自动拣拾机的电机、电源选择和分析、整体结构设计、收球机构设计、传送机构设计、装球机构设计、检测装置设计、识别系统设计、定位系统设计,增加和提高了自己对乒乓球捡拾器的了解。
该仪器主要有识别系统、定位系统、传送机构、收球机构、装球机构,检测系统组成。
2.2 乒乓球捡拾器方案选取(1)用带传动:V带传动结构简单、传动平稳、造价低廉、不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护。
但是容易产生滑动损失,滞后损失,空气阻力。
(2)用链传动:链传动它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力、能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作、和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小、传递效率较高,一般可达0.95~0.97。
但是链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象且安装和维修要求较高。
(3)用电动机驱动:优点是便于实现正反转,功率大,容易控制,转速精准。
缺点是电流大。
(4)用汽油机驱动:优点是环保节能而且功率大、效率高、使用时间长。
缺点是噪音大、排放的气体污染严重。
(5)用空气动力系统收球:优点是速度快、效率高。
缺点是容易连灰尘和垃圾一起吸入。
(6)用机械系统收球:保证收入的只有乒乓球。
缺点是速度相对来说要慢。
因此,经过综合对比,选择(2)(3)(6)。
2.3 总体方案设计本乒乓球捡拾器前端采用滚筒毛刷配合弧形挡板的结合机构,采用直流电机驱动其转动,将乒乓球收入机器内。
然后通过仿传送带式传送机构将乒乓球传送并收入球桶中实现其功能的。
本乒乓球捡拾器主要包括:外形框架结构和行走机构、收球机构、输送机构、控制部分等。
图1 总体外观图Fig.1 Overall exterior picture本乒乓球捡拾器是一款适用于各地区中、大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器,主要功能:捡拾乒乓球馆运动员训练后场地中散落的乒乓球。
2.4 主要参数的确定乒乓球直径:40mm 重量:2.7克机器体积:600mm×600mm×600mm收球宽度:600mm工作效率:约为10㎡/min(注:机器走过的地面乒乓球即被收起,所以本乒乓球捡拾器以单位时间内机器扫过的面积作为工作效率参数)。
2.5 各部分简要说明2.5.1 外形框架结构一般乒乓球馆在放置多张球台的情况下,每张所占的面积应为长12米、宽6米,用0.75米高的挡板围成,在离地面3.5米以上装电源。
如果是单张球台,所占的面积应为长14米、宽7米,用0.75米高的挡板围成,在离地面5米以上装电源。
根据目前国内大部分乒乓球馆的规模和大小,本乒乓球捡拾器的框架尺寸设计为600mm×600mm×572.5mm.其外形图如图2。
图2 外形框架图Fig. 2 Appearance framework picture2.5.2 行走机构行走机构是由两个直流电机带动车轮滚动,两个电机同时正向或反向转动时,本机器就前进或后退。
当两个电机一个正向一个反向转动时,机器进行做左转和右转。
车轮由两个直轮和两个万向轮组成。
其安装位置如下图。
图3 车轮安放位置示意图Fig.3 Wheel placement of drum picture2.5.3 收球机构收球机构采用滚筒毛刷配合弧形挡板和结合结构,采用直流电机驱动其转动,蒋乒乓球收入机器内。
其结构图如下:图4 滚筒外观图Fig. 4 Appearance ball roller picture2.5.4 传动系统综合考虑本机器的工作情况和成本要求,本机器的传动采用链传动。
传动部分是电机通过链传动分别带动收球滚筒和传送滚筒使其完成收球和传送动作。
此链传动系统是本乒乓球捡拾器的一个重要组成部分。
传动系统包括两个链传动:(1)主电机与收球滚筒之间的链传动。
(2)主电机与传送滚筒之间的链传动。
2.5.5 控制系统控制部分主要包括直流电机的驱动和单片机控制电机的正反转,并有压力控制电路控制球的收满后报警。
电机有继电器控制正反转,并有单片机控制继电器,从而实现电机的正向和反向转动。
报警装置包括一个行程开关和蜂鸣器,以单片机Mega32为核心实现报警功能。
3 外形框架结构和动力系统3.1 拾取器整体框架结构一般乒乓球馆在放置多张球台的情况下,每张所占的面积应为长12米、宽6米,用0.75米高的挡板围成,在离地面3.5米以上装电源。
如果是单张球台,所占的面积应为长14米、宽7米,用0.75米高的挡板围成,在离地面5米以上装电源。
根据目前国内大部分乒乓球馆的规模和大小,本乒乓球捡拾器的框架尺寸设计为600mm×600mm×572.5mm.其详细尺寸见零件图。
外形框架材料采用25mm×25mm的方钢管,其壁厚为4mm,工艺采用焊接链接。
部分支架杆表面在装配时需要打磨表面和钻孔安装。
3.2 拾取器动力系统为了能够本机器在收球过程中收球完全、不留下死角,本机器要求能够直线行走并能360度转向,而且在转向过程中保持一定的稳定性和准确性,为了达到以上要求,综合考虑工作情况要求,车轮的安防位置简图如图3。
两个电机通过联轴器分别直接驱动直轮。
直轮及万向轮均安放在各边架的中心位置,装配时需要画线和钻孔安装。
电机通过弧形铁皮用螺栓固定在底部支架面。
直轮直径尺寸为:110mm直轮中心高为:55mm行走电机尺寸:Φ36×80mm万向轮车轮直径为:56mm其行走情况如下:直线前进:当电机1和电机2同时正向转动时,机器直线前进。
直线后退:当电机1和电机2同时反向转动时,机器直线后退。
左转:当电机1反向转动,电机2正向转动时,机器左转。
右转:当电机2反向转动,电机1正向转动时,机器右转。
3.3拾取器车轮电机选取在工业企业中,大量应用电动机去拖动各种生产机械。
如在机械工业、冶金工业、化学工业中,机床、抽水机、鼓风机等大大小小的电动机来拖动;在自动控制技术中,各式各样的小巧灵敏的电机也广泛地作为检测、发大、执行和解算元件应用在各种产品中。
由于直流电机机械性能优良,过载能力强。
我们所使用得电机一般为直流电机,主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。
直流电机的控制简单,性能出众,直流电源也容易实现。
所以综合考虑以上情况,本机器采用永磁式直流电机。
经过市场调查,发现现在市场上有自带齿轮减速箱的永磁式直流电机,其结构简单,外形小巧。
外形尺寸和转速以及功率大小、扭矩均可按照客户的要求定做,而且价格相当经济。
故打算选用此类型的自带齿轮减速箱的永磁式直流电机。
根据设计要求,机器速度在1m/s左右,因为值车轮直径D为110mm,所以要求电动机转速为n=估算整个机器的重量(1)估算框架的质量,查铸钢的密度ρ=7.8×≈7.8×(1)≈7.8××7.372×0.000336≈19.32kg(2)估算滚筒轴的质量,查合金钢的密度ρ=7.9×kg/≈5kg (2)(3)估算滚筒的质量,查铸钢的密度,橡胶的密度分别为:=7.8×=1.3×≈ 1.3××10×0.01×0.05+7.8×[π×(3)(≈6.24kg同理估算上升机构总质量约为15.5kg考虑其他外设装置,所以总重约为40kg左右。