多功能智能网球捡球机设计（全套含CAD图纸）
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下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985本 科 毕 业 论 文（设 计）题目： 多功能智能网球捡球机 学 院：姓 名：学 号：专 业：班 级：指导教师下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709852目录摘要 .3Abstract.4引言 .51 多功能智能捡球机概论 .61.1 多功能智能捡球机外形简介 .61.1.1 捡球机底盘 .61.1.3 锁存机构 .71.2 智能捡球机的材料简介 .81.2.1 底盘材料 .81.2.2 车轮材料 .81.2.3 捡球机构材料 .81.2.4 固定材料 .81.2.5 其他材料 .82 多功能网球捡球机工作原理 .82.1 多功能网球捡球机设计原理 .92.1.1 捡球机底盘 .92.1.2 捡球机构 .92.1.3 球桶的设计 .102.2 控制中心的设计 .112.2.1 捡球机的控制中央处理器 AVR 系列中 ATmega16.112.2.5 红外线传感器模块 .133 数据理论计算 .143.1 电机功率的计算 .143.1.1 驱动电动机输出功率 .144 实验结果 .14参考文献 .15附录 .16致谢 .21下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709853摘要目前市面上已经存在的各种网球发球机，忽视了把球捡回来的问题，很多训练网球的场所还是原始的采用人工捡球的方法，这样做不仅仅浪费了大量的时间，也消耗了人的体力。因此研究网球捡球设备同样具有重要意义。人们希望制造一款简单的网球捡球机，能够在网球训练时轻松捡起，有效提高网球运动乐趣。根据目前国内外市面上主要网球捡球机的原理与特点，同时针对现有捡球机的不足之处设计了一款新型的多功能智能网球捡球机。多功能智能网球捡球机由驱动装置、捡球装置和中央处理器组成，以蓄电池供电，并用高性能的单片机作为控制核心对遥控装置、寻球机构、捡球装置进行高效集中的控制。多功能智能网球捡球机能够通过遥控器甚至智能手机遥控完成网球捡取、人推动捡球机运动完成网球捡取、技术成熟时可以通过无人操作智能识别全自动网球捡取，可以方便捡拾网球场上散落的网球，并可以通过遥控捡球机捡球给运动过疲劳的人们一点娱乐。它体积小，自动化程度高，能实现人工手推、遥控和未来的智能自主捡球，节省人力资源。关键词：网球捡球机; 控制系统; 捡球; 遥控捡球；多功能捡球机。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709854AbstractThere are already a variety of existing tennis ball machine , to some extent neglected to retrieve the ball and then issue a problem , a lot of tennis training places or artificial picking methods do not just spend a lot of time , also consume a persons strength. Therefore research Tennis picking device equally important . People want to manufacture a simple tennis picking machines , tennis training can be easy when it picked up , effectively improve tennis fun. According to the current domestic market principles and main characteristics of tennis picking machines , while for the deficiencies of existing picking machines designed a new type of multi-function smart tennis picking machines . Multifunctional smart tennis picking machines by the drive unit , consisting of a central processing unit and picking to battery -powered and high-performance microcontroller as the core of the remote control device , look for the ball institutions , picking device for efficient centralized control . Multifunctional smart tennis picking machines through remote control and even remote smartphones completed tennis seizure , people picking machine movement to promote the completion of tennis seizure , when the technology is mature intelligent recognition by unmanned automatic seizure of tennis , you can easily pick up scattered tennis on the tennis court , and picking through the remote machine picking people to exercise too tired little entertainment. Its small size , high degree of automation can be achieved manually push , remote and future intelligent picking , saving human resources.Keywords: Mobile ball machine; control system; ball; remote control下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709855下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709856引言 就目前来说，网球运动在我国开展的还不够广泛。网球初学者在刚学习网球时需要人来配合练习，没有合适的陪练人员使他们更加缺乏合适的练习机会。在这种情况下，如果网球场能够配有网球发球机和捡球机，将解决初学者不能独自练习和捡球疲劳的问题。 为了方便捡球，目前市场上出现了一些一类手推式网球捡球车。此类捡球车为纯机械式，需要有人操作。人把捡球车推到需要捡起的球前，然后捡球车把球拨入车中。但是，这种半自动的网球捡球工具仍有许多不足之处。它体积大且质量重，相对于智能化捡球机比较笨拙。既浪费了大量的空间，又影响训练人员打球，因为在它捡球的过程中运动员影响打球。还完全需要人工操作，相对于智能化捡球机浪费了不必要的时间与体力。而且，它只适用于地上球较多的情况，但是地上球也会影响运动员打球。地上球少时则没有必要用上述捡球车。因此，它的适用环境较局限，未实现捡球过程的自动化、智能化。 为了克服以上半自动网球捡球机的不足之处，作者研制了能够实现网球捡球过程的智能化、高效化的多功能智能网球捡球机。多功能智能网球捡球机由遥控系统、运动系统，捡球系统和中央处理器组成，他能够实现遥控捡球、高效率人推动捡球机捡球、未来实现全自动无人寻球和捡球。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098571 多功能智能捡球机概论1.1 多功能智能捡球机外形简介智能捡球机主体由小车底盘、控制中心、捡球机构、锁存机构等四大部分组成并相互协调工作。从而达到快速智能捡球的目的。1.1.1 捡球机底盘小车底盘是由直径 350mm2 的圆形硬质塑料材料做成。两块以间隔 60mm 的距离叠放在一起，中间通过上底盘支架和螺柱固定，在下底盘上有安装四个直流减速电机驱动轮。在两块底盘之间有两个上底盘支架支持上底盘支架形成的 V 形通道的收纳口。收纳口形成通道的底部与储球管相连，储球管是大小略大于网球直径两头 90 度弯曲的一个空心管，90 度的弯管和直径略大于网球的作用是便于网球在进入储球管时运动不受限制。其中一个上底盘支架的中间有一个红外检测传感器，用于检测是否有球进来。上底盘上有储球管安装座和 U 型曹，用于安装储球筒和拨球杆的运动。 1.1.2 捡球机构捡球机构由马达驱动一根硬质塑料拨杆。拨杆与电机输出主轴连接在一起，电机转动带动拨杆旋转，拨杆推动网球运动，拨杆和球在储球筒的弧形几何外形下产生竖直向上的一个分力，使网球竖直向上运动。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709858图1.1.2 （捡球机构图）图 1.1.2 (捡球机构实物图)1.1.3 锁存机构锁存器是由安装在直径略大于网球直径的塑料储球管左右两端上的一个只能够让球单向运动的机构。锁存器的作用是拨球杆把球拨进储球管中让网球只能竖直向上运动而不会依靠重力竖直向下运动的一个机构，他能有效地把网球储存在进球管中而不让网球因为重力掉下去。锁存器的原理是一个可以旋转 60 度的 L 形的机构，他可以通过 L 形状的 L 直角处的轴转动，轴的中间有扭簧用来复原旋转后 L 形的锁存器。 下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709859图 1.1.3 （锁存器）1.2 智能捡球机的材料简介1.2.1 底盘材料底座材料选择为硬质塑料板。对于网球而言，其质量不大，网球质量为 180-200g，直径为 65mm。并且网球场比较平坦。捡球机在运动时的运动速度为 0.5-0.7m/s。在这种低速的运动下，捡球机运行平稳，捡球机受到的力并不大。对材料的力学性能要求并不高。普通的硬质塑料的许用力学参数远远超过实际使用时的力学要求。硬质塑料的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能都能满足使用条件。在满足使用要求的条件下，硬质塑料具有易加工、易成型、易获取、密度小、价格便宜的众多优点。1.2.2 车轮材料车轮是捡球机与地面接触的重要部分。承担着所有地面与捡球机的力，材料对其影响极大。但因为捡球本身的质量轻，运动速率小，受力小。所以选择硬质塑料。其直径为 60mm。外边为后约 2mm 的橡胶轮，选用橡胶为了增加运动时与地面的摩擦因数并且可以缓冲在地面不平时的冲击。从而达到高效稳定的工作效率。1.2.3 捡球机构材料 捡球机构为一根直径为 5mm 的塑料曲杆。曲率半径为 70mm。两端略小于中间，利用的是塑料有极好的韧性，在受力较大时不会折断。质量较小，减小了输出力矩，节省了电能。1.2.4 固定材料固定材料：硬质角铝、 、螺钉、螺杆、螺柱等各类紧固件。1.2.5 其他材料万用板、各类线接头、各类电子元器件（单片机、电阻、二极管、发光二极管、电动机、数码管）2 多功能网球捡球机工作原理多功能网球捡球机是将散落于球场的各个地方的网球收集捡起。根据其工作目的，可将工作原理分为三部分：1 移动部分，2 捡球部分，3 控制部分。 1）移动部分：因为网球散落于球场各个地方，捡球机需要运动到各个地方，才能进行捡起散落的网球。2）捡球部分：当捡球机运动到网球所在地时。则需要通过捡球机构将网球捡入存球筒中，将网球集中捡起，重复利用。3）控制部分：控制部分由 AVR 高性能单片机 ATmega16 作为主控芯片、L298N 电下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098510机驱动模块、NRF24L01 无线模块、红外传感器模块、电压检测模块、降压模块、数码管显示以及高性能的继电器组成。2.1 多功能网球捡球机设计原理2.1.1 捡球机底盘捡球机底盘作为该部分保证机器人在场地内自由运动的主要框架结构，保证结构强度，在框架的两侧分别安装由直流电动机驱动的运动轮，运动轮分别通过角铝和螺钉固定，四台减速电机同时驱动，可以通过左右两边的轮胎旋转方向相反实现转弯，能够在网球场地中灵活的自由运动。每台电动机驱动一个轮子，保证了足够的动力和运动速度。从而实现高速稳定的工作效率。小车底盘充分考虑了捡球机的美观、体积大小、收纳口的收球效果和美观、四个电机的安装空间、以及蓄电池和控制电路的安装空间等综合因素而设计的。图 2.1.1 (下底盘)2.1.2 捡球机构捡球机构的拨杆外圆直径位 10mm，内孔直
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