投篮机器人气动式抛射机构的设计与分析

高压气动抛投器的设计与制造过程优化摘要：高压气动抛投器是一种广泛应用于工业领域的装置，用于将物体抛射到远距离。

本文针对高压气动抛投器的设计和制造过程进行优化，旨在提高装置的性能和效率。

首先，我们介绍了高压气动抛投器的基本原理和工作原理。

然后，我们详细描述了设计和制造过程中的关键步骤，并提出了一些优化策略。

最后，我们总结了优化结果和展望了未来的研究方向。

1. 引言高压气动抛投器是一种利用高压气体产生动力，将物体快速抛射出去的装置。

它广泛应用于建筑、矿山、冶金等行业，可以用于抛射石料、杂物、空心砖等。

设计和制造高压气动抛投器是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，如气源选择、结构设计、控制系统等。

本文旨在优化高压气动抛投器的设计和制造过程，提高装置的性能和效率。

2. 高压气动抛投器的基本原理高压气动抛投器的工作原理是将压缩气体储存在气体储存罐中，通过控制阀门释放气体，产生高压气流。

这种高压气流作用于装置内的活塞或活塞式驱动装置，将物体抛射出去。

高压气动抛投器通常包括气源系统、控制系统和抛投装置三个主要部分。

气源系统负责提供高压气体，控制系统负责控制气体释放和物体抛射过程，抛投装置负责将物体抛射出去。

3. 设计过程优化3.1 气源系统设计气源系统是高压气动抛投器的核心组成部分。

气体产生和储存的方式直接影响了抛投器的性能。

优化气源系统设计可以提高气体的储存效率和稳定性。

首先，选择合适的压缩气体，如空气、氮气等。

其次，合理设计储气罐的容量和压力，并采用高效的气体储存技术，如气缸式储气罐、高压钢瓶等。

最后，配置合适的储气罐与输气管路，确保气体供应的稳定性和可靠性。

3.2 结构设计优化高压气动抛投器的结构设计直接影响着装置的性能。

通过优化结构设计可以提高装置的强度、重量和稳定性。

优化设计时需要考虑以下因素：首先，选择适当的材料来增强装置的强度；其次，优化活塞和活塞杆的设计，以减轻装置的重量；最后，考虑装置的抗震性和稳定性，采用合适的固定和支撑装置。

四自由度多用途气动机器人结构设计及控制实现首先，四自由度多用途气动机器人的结构设计包括机器人的机械结构和气动元件的选择。

机械结构应尽量简单、紧凑，以减少机器人的体积和重量。

同时，机械结构应该能够实现机器人的各种运动，如平移、旋转和弯曲等。

为了实现这些运动，可以采用链式结构或并联结构。

链式结构由多个连接件组成，通过连接件的运动实现机器人的运动。

并联结构由多个执行器和驱动器组成，每个执行器驱动机器人的一个运动自由度。

气动元件的选择应根据机器人的需求和工作环境来确定，常用的气动元件有气缸和气动执行器等。

气动元件具有体积小、重量轻、响应快等优点，适合用于多自由度机器人的驱动。

其次，四自由度多用途气动机器人的控制实现包括机器人的运动规划和运动控制。

机器人的运动规划是指确定机器人在工作空间中的轨迹和姿态。

一般可以通过运动学模型和逆运动学模型来实现机器人的运动规划。

运动学模型描述了机器人的姿态和轨迹之间的关系，逆运动学模型则反过来计算机器人的关节角度和末端姿态。

运动控制是指控制机器人按照规划的轨迹和姿态进行运动。

控制方法可以采用开环控制或闭环控制。

开环控制是通过预先设定的轨迹和姿态来控制机器人的运动，闭环控制则通过传感器反馈来调整机器人的运动。

根据机器人的需求和控制精度要求，可以选择适合的控制方法。

综上所述，四自由度多用途气动机器人的结构设计和控制实现是一个相互关联的过程。

机械结构应能够实现机器人的各种运动，气动元件的选择应根据机器人的需求和工作环境来确定。

机器人的运动规划和运动控制则是必不可少的，可以通过运动学模型和逆运动学模型来实现机器人的运动规划，通过开环控制或闭环控制来实现机器人的运动控制。

通过合理的结构设计和控制实现，四自由度多用途气动机器人可以完成各种任务，具有广泛的应用前景。

全向移动功能的篮球机器人的机械系统设计毕业论文目录绪论 (1)0.1 移动机器人现状与技术水平 (1)0.2 移动机器人机构研究概况 (1)0.3毕业设计来源及参赛意义 (2)0.4毕业设计的设计方法、主要任务及目标 (2)1 全维轮移动篮球机器人机械系统设计整体方案 (4)1.1机器人整体结构方案 (4)2 移动平台设计 (7)2.1移动机器人的运动方式 (7)2.1.1差动运动方式 (7)2.1.2全运动方式 (8)2.1.3选择全向运动方式 (8)2.2 全向轮的选择 (9)2.2.1 全向轮的介绍： (9)2.2.2全向轮的选型 (10)2.3电动机的选择 (12)2.3.1 直流电机的选取与计算 (13)2.4其他部件的选择校核 (17)2.4.1电机支撑架的选择 (17)2.4.2轴承的选择及校核 (17)2.4.3底盘设计 (18)2.4.4阶梯轴的设计 (18)2.5电机与轮的装配 (19)3 捡球机构的设计 (20)3.1电机的选择及计算 (20)3.1.1所需转矩计算 (20)3.2 齿轮的选择及校核 (22)3.3 插架的设计 (23)3.4 传动轴的设计 (24)3.5捡球机构装配 (25)4 弹射机构设计 (26)4.1 投篮速度的选取与计算 (26)4.2气缸的选择 (27)4.3 导行架的设计 (28)4.3弹射机构的装配 (29)5 全维轮移动篮球机器人机械结构装配及总结 (30)5.1 全维轮移动篮球机器人机械结构 (30)5.2设计总结 (31)参考文献 (33)致谢 (34)绪论0.1 移动机器人现状与技术水平机器人的最初形式是工业机器人，它能有效的提高产品的质量和改善人们的劳动条件，在焊接装配、浇铸、喷漆等方面得到了广泛应用。

工业机器人通常为多关节的机械手臂，本体不具有可移动性，因而工作环境相对来说是固定的，其灵活性只表现在可以按照人们的要求反复编程实现不同的运动。

投篮机器人拣球及弹射机构的设计摘要本文包括投篮机器人从拣球到弹射整个过程的设计。

当电机驱动涵道转动后，由于气流的的反向作用，使得下部气压减小上部气压增大。

从而使弹力球进入桶内当捡球装置内装入弹力球后底座上的电机驱动机械臂发生转向，机械臂上的电机则转动，使得捡球桶口与装球口相对应，此时，涵道反转弹力球即进入装球装置内。

当装球装置内装入球后，驱动凸轮的电机转动。

从而使装球装置与凸轮相脱离。

在弹簧拉力的作用下，使小球弹出去。

关键词：捡球装置，驱动电机，机器人机构设计，弹射机构Robot shooting the ball and pick the design of the ejectionmechanismAbstractsThis article includes shooting robots from picking the ball to catapult the entire process of design. Picking device consists of a bucket fitted with ducted fan configuration, when the motor-driven ducted rotation, due to the reverse flow of the action, so that the lower the air pressure decreases, the upper pressure increases. So that the elastic ball into the barrel. Picking the completion of the action. When the motor-driven robotic device into the stretch and then picking the ball inside the base of the shift occurred when turned pre-designed angle, then turn the motor on the arm, making picking bung opening corresponds with the ball, At this point, ducted reverse, elastic ball into the ball that means. When the ball device built to score, driven cam motor rotation. So that the ball device with cam phase out. Under the action of a spring, so that the pop-up to the ball.Keywords:picking device, drive motor, the robot mechanical design目录1绪论 ........................................... 错误!未定义书签。

基于Inventor的一种投篮机器人机械结构设计
潘浩铭;蒋东霖
【期刊名称】《南方农机》
【年(卷),期】2018(049)014
【摘要】目前,人体运动拟真机器人作为复杂机电一体化系统的代表,结合工程学科和科学学科,已然成为学界备受关注的研究领域之一.投篮机器人便是人体运动拟真机器人的一种,可以用于对篮球运动员实战模拟与训练使用,也可以作为高仿真篮球投射机器人玩具供篮球爱好者使用.在工业4.0的号召下,仿真运动机器人的研发可对未来制造业产品商业化进程有一定启示意义.其中,投篮机械臂是投篮机器人中关键部件,投篮机械臂在进行具体设计之前需要设计概念装置,概念装置能直接地展示设计原理、表达设计理念、演示设计效果,方便采集相关施力数据,对于启示实际产品的设计具有一定的教育意义.因此需要设计一种带有模拟投篮时手掌与手臂的施力状态、能够实现自动化指令操作的投篮机械臂的投篮机器人,能够灵活改变投篮角度、高度和力度.
【总页数】2页(P189-190)
【作者】潘浩铭;蒋东霖
【作者单位】长春师范大学工程学院,吉林长春 130032;长春师范大学工程学院,吉林长春 130032
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
【相关文献】
1.一种喷浆机器人机械结构设计 [J], 李云江;樊炳辉
2.一种仿人机器人头部的机械结构设计与动态仿真 [J], 严绪东;关浩
3.一种基于SCARA机器人机械结构设计 [J], 许果;王峻峰;何岭松
4.基于Inventor的机械结构设计 [J], 吕雅琳;王丽明
5.一种巡线机器人的机械结构设计及运动学分析 [J], 杨恺;高宏力;施景皓;鲁彩江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

目录摘要 (2)绪论 (3)一取球机构的设计与制作 (8)１．１取球方案分析 (9)１．２取球方案的确定 (15)１．３机器人车身的设计 (17)１．４关键零部件的设计及制作 (19)（１）电机的确定 (19)（２）摩擦带的设计及制作 (24)（３）取球轮的设计及制作 (25)（４）驱动轴的设计及制作 (27)（５）导轨的设计及制作 (28)１．５取球机构的安装与调试 (28)二手动机器人其他机构的安装与调试 (28)三毕业设计结束语 (33)四参考文献 (34)摘要本文针对2003CCTV全国大学生机器人电视大赛的规则，讨论分析了机器人取球方案及机器人车身造型的设计，用Solidworks和AutoCad进行模拟和制图。

在有总质量限制不能超过17kg和DC24V电源限制的条件下，对关键零部件材料的选用及确定进行了讨论，特别是直流电机的各参数的确定,着重介绍了直流电机的组成和工作原理。

最后加工制作出机器人实物，对机器人进行调试，附效果图及照片。

关键词：机器人；取球；直流电机AbstractIn this paper, we discuss and analyse the project of robot fetching the ball and the figure of the robot, according to the 2003 CCTV China university robocon. The robot’s simulation and the drawing is done by the Solidworks and the AutoCad.In the limit of the 17kg weight and the condition of the DC24V power supply, we discuss the material of the important part, especially the parameter of the DC electromotor. We also discuss the part of the DC electromotor and its working elements. Finally, we produce the robot, and debug the robot. There are some photo and picture of the robot in the last of this paper.Keywords : Robot; Fetching ball; DC electromotor绪论机器人学是一门高度交叉的前沿学科。

附件B：毕业设计（论文）开题报告1课题的目的及意义1.1课题意义无人机是飞行器中的一种，目前已经被各个国家广泛应用。

随着社会的发展，无人机在军事、民用和科研三个方面都得到广泛应用。

在军事上，可用于电子对抗、侦查监视等，在民用上可用于环境保护、灾害救援等。

在刚刚过去的几年里，地震救援、洪涝灾害中，无人机就凭借其优点大显身手[1]。

无人机之所以能得到如此重用，主要有以下几个优点：1）隐蔽性好。

无人机比起有人驾驶飞机来，无论是体积、质量，还是反射面积都比后者要小得多。

2）造价低廉，不惧伤亡。

通常，无人机的造价只是有人驾驶飞机的10%甚至百分之几。

无人机的飞行控制目前主要有两种形式：第一种是采用预先编制的控制程序来自动控制飞行；第二种是由设置在地面、空中或舰船上的遥控指挥站来指挥。

实际上，无人机的最大好处就是不存在人员伤亡或被俘的危险，这也是极力推崇零伤亡的美英等国格外关注和重视的原因。

3）起降简单，操作灵活。

其发射方式多种多样，适合于各种环境[2]。

1.2国内外的研究现状目前无人机的发射方式可分为：滑跑起飞、弹射起飞、火箭助推发射、手抛发射和空中发射。

（1）滑跑起飞滑跑起飞是指无人机装备有滑跑装置，在启动无人机后，无人机通过滑跑装置在跑道上起飞升空的过程。

滑跑起飞具有的优点为这种方式的成本相对较低，所需的保障设备比较少，加速过程中的过载比较小；它的缺点是对跑道地面环境要求高，起落架在机载上。

目前，使用滑跑起飞的无人机主要有美国捕食者、澳大利亚的金迪维克无人机等等。

（2）弹射起飞弹射起飞是指无人机安装在滑轨上以后，依靠外界能量给以加速度，然后升空的过程。

弹射起飞它的优点是隐蔽性比较好，它的缺点为无人机起飞的滑轨不能够太长，而且无人机发射时的质量不能太大[3]。

（3）火箭助推发射火箭助推发射过程中，无人机起飞的动能来自于火箭助推器中燃料的燃烧所产生的能量。

火箭助推发射方式具有的优点为整个发射装置占用的地方比较小，成本较低，受到外界的影响比较小，能够以较快的速度部署等[4]；它的缺点为所用的火工品并不安全，发射过程中会产生声、光、烟，这样就容易暴露发射的地方。

高压气动抛投器的气动特性分析与优化方法摘要：高压气动抛投器是一种常用于飞机救生系统的装备，其性能直接关系到救生行动的有效性和成功率。

本文旨在分析高压气动抛投器在空气动力学方面的特性，并提出相应的优化方法，以提高其抛投效果和安全性。

通过对气动特性进行分析和优化，可以为高压气动抛投器的设计和工程应用提供指导。

1. 引言高压气动抛投器是一种常见的救生装备，被广泛应用于飞机救生系统。

它通过压缩空气的力量将救生装置快速抛射出飞机，以确保乘客和机组人员的安全。

然而，由于飞机的速度、空气流动和其他因素的影响，高压气动抛投器的性能存在一定的问题，如抛投距离、飞行轨迹和稳定性等。

2. 气动特性分析2.1. 抛投距离抛投距离是评估高压气动抛投器性能的重要指标。

影响抛投距离的因素包括抛投器的设计参数、空气动力学效应和抛射速度等。

通过数值模拟和试验验证的方法，可以获得不同参数下的抛投距离数据，并分析其变化规律。

2.2. 飞行轨迹高压气动抛投器的飞行轨迹直接影响着抛投的准确性和效果。

在设计过程中，需考虑抛投器的稳定性和飞行控制手段。

通过对气动力特性的分析和优化，可以实现飞行轨迹的合理控制，提高抛投的精确性和一致性。

2.3. 稳定性高压气动抛投器在飞行过程中的稳定性是关键问题之一。

通过分析空气动力学效应，优化抛投器的结构和控制方式，可以提高其在飞行过程中的稳定性，减少不受控的姿态变化，确保抛投结果的可靠性。

3. 优化方法3.1. 数值模拟数值模拟在高压气动抛投器气动特性分析中起着重要作用。

通过建立相应的数学模型和计算流体力学方法，可以模拟抛投器在不同条件下的动态响应，并预测其抛投效果。

数值模拟可以用于定量评估设计方案的优劣，为优化提供参考。

3.2. 实验验证除数值模拟外，实验验证也是分析气动特性的重要手段。

通过搭建实验平台和仪器设备，可以对高压气动抛投器进行真实环境下的测试，获取实验数据，并与数值模拟结果进行对比分析。

实验验证可以验证数值模拟的准确性，并为优化方法提供实际验证的依据。

投篮机器人气动式抛射机构的设计与分析摘要：介绍了一种以气缸为主要动力装置的气动式抛射机构，以及用于投篮机器人抛射篮球的最优抛射参数。

抛射篮球常用的电磁抛射方式存在充电时间长、抛射误差大等缺点，不利于实现投篮机器人的灵活性和竞技性。

为了实现快速、精准地抛射篮球，设计了一种新型气动式抛射机构，从理论上对抛射篮球过程进行了数学建模，对抛射机构的相关设计进行优化，并设计了重复性抛射试验验证了抛射机构的可行性，得到了用于投篮机器人竞技活动中的最优抛射参数，提高了投篮机器人的命中率。

关键词：投篮机器人；气动技术；抛射机构；投篮命中率1引言目前，移动机器人作为复杂机电一体化系统的代表，结合工程学科和科学学科，已然成为学界受关注的研究领域之一。

投篮机器人既是移动机器人，也是类人机器人的一种。

通过对它的研究，可以推动移动机器人技术和类人机器人技术的发展。

机器人进行篮球比赛，和足球比赛相比，情况更加复杂，由平面控制发展到空间控制。

投篮机器人需要在真实的篮球场中自主完成三个功能：走位、传球、投篮。

因此，投篮机器人主要包括移动机构、取球机构、抛射机构。

其中，抛射机构的稳定性与投篮命中率和传球精确度密切相关。

所以，抛射机构的设计与分析是投篮机器人设计过程中的重点和难点。

目前，最常见的抛射篮球的方式是电磁抛射方式。

但是，电磁式抛射机构存在充电时间长、抛射误差大等缺点，而气缸简单、快速、稳定，可作为抛射机构中的动力装置。

通过对投篮机器人气动式抛射机构的机械结构、数学模型、仿真及试验分析、投篮稳定性等进行阐述，总结得到气动式抛射机构的最优设计参数，用于提高投篮机器人的效率和命中率。

2抛射机构的结构设计及工作原理2.1 机械连接抛射机构主要由铝型材搭建而成，包括抛射架和支撑架两部分。

抛射架在气缸的推动下可沿着图1所示的 B 轴旋转，通过调节限位杆的锁紧位置，改变抛射角大小。

多组气缸配合完成抛射篮球全过程，提供抛射机构的动力以及对篮球做功。