网球自动捡球机设计（全套CAD图纸+设计说明书+翻译）
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网球
自动
捡球机
设计
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摘 要
随着网球运动的不断普及，越来越多的网球爱好者开始投身于网球锻炼中来，而在网球训练时，网球的使用量非常大，频繁捡起随机散落在很大范围内的网球是一件耗时耗力的工作，且不是每个人都能像专业网球运动员一样拥有属于自己的球童，因此高效的自动捡球机会为训练者们提供便利，节省时间。本课题研究目的在于设计一款网球自动捡球机，使其具有高效和不遗漏的特点，并尽可能解决卡球、伤球的问题。本次设计完成了捡球机机械系统运动方案设计，零部件的设计计算和分析，以及三维图和二维图纸的绘制，最终完成了网球自动捡球机的整体机构的设计。
关键词：捡球机构；驱动系统；控制系统
- 内容简介：
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无线可移动机械臂 摘要 最近几年，随着无线应用的广泛使用，对一个能够轻松连接远距离数据传输设备无需电缆的系统的需求也日益增长。这篇论文讲述了无线可移动机械臂的发展状况。 这是一个能做到捡起、放下运算并可以用无线 柄控制的可移动机器人。它可以根据控制器的指令进行一定距离的前进、后退、左转和右转。 这种机器人的开发 基于 台 ， 这个平台可以将无线控制器与可移动机械臂连接起来 。 为了了解机械臂的表现，我们分析了机械臂的速度、行程以及承载能力。 最终，这个机器人的原型有望解决一些像放置或拿起远离使用者的物体以及以最快速简单的方式放置或拿起有危险的物体的问题。 如今，机器人取代人类广泛地被整合到工作任务中，尤其是在反复作业中。总体来说机器人学可以分为两类：工业机器人和服务机器人。国际机器人联合会这样定义服务机器人：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作，但不包括从事生产的设备。目前移动机器人被 应用于许多领域包括办公，军事任务，医院手术，危险的环境和农业 1。 除此之外 ， 工人们在捡起和放置一些可能对他们有影响的东西时会有一些困难 。例如，一些人类不能触摸的化学药品，军事上拆出炸弹时需要机器人来取放炸弹，用户在坐着的时候需要机器人来帮忙取放物品等。因此，一些机器人可以取代人类来做一些工作。 无线控制的机器人可以保证其 远离用户工作。例如，过去的无线电自主导航机器人项目就跟这个项目类似 2。这个机器人在物理上适合无线电工作。 除了无线电控制之外，蓝牙也是一个无线传输控制机器人的可用平台 3。机器人的动作通过蓝牙连接远程控制。对这个项目来说，这个机器人在各个方向（前，后，左，右）都能实现运动。 机械臂是通常一种可编程的，跟人的手臂有着相似功能的拟人机操作手。 这样一个操纵器的连接部分由一些允许回转运动（例如在一个铰链式机器人中）或者平移（线性）运动的接头组成 4。 操纵器的连接部分可以形成一个运动链 5。操纵器运动链起作用的一端被称为末端执行器，它与人手类似。 末端执行器被设计用来完成想要完成的任务，例如：焊接，夹紧，旋转等，这取决于应用。 机械臂可以自动或者被人工控制来高精 度的完成一系列任务。 机械臂可以是固定的，也可以是可以动的（例如，带轮子的），可以应用在工业领域，也可以家庭服务。无线可移动机器人也已经发展了好多年 6。 目概览 在这个项目中， 软硬件相结合会使系统变得可靠。 成为机器人的接口 ，无线 柄会控制机器人的运动。项目概览如图 1 所示： 统架构 表 1 列出了无线可移动机械手臂的项目规范。 制作这个规范的主要目的是列出这个项目的一些重要部分和确保这个项目可行并且适合在市场上使用。 械设计 图 2 列举了一些机器人的设计，有（ a）主体结构手臂机器人，（ b）手臂机器人设计，（ c）移动搬运手臂机器人。机械手臂主要有基座、肩膀、肘部、腕部和爪子等五部分组成。 对机械手来说 ，像支架、 U 型架等伺服机构被用来放置马达的，都是用铝来制作的，因为铝很轻。爪子部分也是用铝做的，因为它和机械手主体框架结构相似。 正如图 2（ c）所示，移动机器人的外形尺寸为：长 28 动机械手臂的主要材料是 亚克力板，因为它易成型，价格低，坚固并能够承受马达的重量和运转。 路设计 图 3（ a）是使用 拟的马达驱动移动机器人的电路设计，图 3（ b）表示通过使用 师软件，每一个电子元件都被特定安排来为 造空间 。 件研发 软件是一套程序 、 规程 、 算法和与数据处理系统相关的文档 。在这个案例中需要软件来完成项目的任务。 成开发环境 ： 件 使用一种与 C+相似、只有轻微的简化和修改的线基语言和一种过程基础的完整开发环境为基础。 专业版 ： 这 个软件仅仅被用来设计移动机械臂的马达驱动电路。因为为了使机械臂能够实现前进、后退、左转和右转，需要像继电器和晶体管之类的电子元件来实现。 谷歌 p:整个 项目被分成了两个设计部分 。一部分是机械臂，另一部分是移动机器人。 个 软件可以用来创造和设计接线板里的电子设备的安放 。由于使用的电子元件少，这个项目会用单层的接线板。 560 正如图 4 所示， 560 是一块基于 片机板 。它具有 54 个输入输出接口，包括 14 个 出， 16 个模拟输入， 4 个 通用异步收发器（硬件串行端口）1 个 16晶体振荡器， 1 个 口， 1 个电源插口， 1 个 头， 1 个重置按钮。它包含了用来支持单片机所需的所有东西；可以用一条 接线轻松的将其连接到电脑上且可以用交流电转直流电的电源适配器或电池来供电。 尼 线手柄 这个项目所使用的 线手柄如图 5 所示，使用手柄可以了控制包括爪子和可移动机械臂在内的伺服系统运动。另外，无线手柄相比有线来说有一个优势，因为它可以无线地与机器人交流。手 柄的频率为 带有振动反馈。它的发射器和接收器可以分离操作。手柄使用的电源是两节 3 号电池。 成机器人设计 图 6 展示了无线移动机械臂的完整机械结构。量为 线移动机械臂的分析 图 7 展示的是移动机器人的轮子的运动。机器人可以前进、后退、右转和左转。当按下手柄的按钮时， 会点亮。 输入的电源供应对移动机器人来说是很重要的，因为它可以控制伺服电动机的速度。因此表 2 展示了机器人在不同电压供给下 行走一米的分析。 正如表格所示，电压降低，机器人行走一米的时间会延长。但是，当供给电压为 6V 时，移动机器人会停止运动。因此可以得到结论，移动机器人的电压供给与运行速度成反比。 械臂的运作 图 8 列举了移动机器人的工作场所。机器人的工作场所在一个旋转控制器中。 它包含了代表自由度的轴。对这个项目来说，机器人有 4 个自由度 机械手臂的承载能力取决于伺服电动机的力量。如果载荷超过了伺服电机的力量，会造成伺服电机不工作，和更多的电流消耗。表 3 展示了机械臂的不同载重量。由于只是原型设计，机械臂的载重量非常小。 线 柄的应用 无线移动机械臂可以移动，并可以用 线手柄来控制。在这个项目中，机器人的原型随着手柄的按钮同时动作。 14 个 对应着手柄的按钮，按下按钮灯就会亮。图 9（ a）展示了基于编程代码的手柄导航， 9（ b）展示了每一个按钮所代表的 。 手柄的频率为 线频率，最大操作距离为 8 米， 45 度。如果手柄的电池电量降低，信号强度也会降低。因此接收器和发射器之间的连接就会断开。表 4 展示了机器人的有效工 作距离。 服电动机的分析 伺服电机是三线输出的。其中两个是电源和接地接口，另外一个是对马达进行位置反馈的。 线手柄会控制伺服电机的定位。机器人的首要位置是伺服电机的 90 度位置。图 10 展示的是不同的脉冲宽度进入伺服电机的信号线时的不同位置角度。 路分析 正如图 5 所示，这个项目所有的电路将有 3 种电源供给。 对电源供应 3 来说， 调节电压为 6V12V，因为这是给私服系统供电的最大电压。相比锂电池来说，使用可充电且电压高的铅酸电池，可以使伺服电动机正常工作。 总的来说， 这个项目的目标都已经实现：开发出了无线移动机械臂的软件和硬件，实现了取放物体的系统操作，测试机器人满足目标标准。从已做的分析可以看出，机器人的运动是精确的，易操作的且用户友好的。 机器人的动作（包括移动和机械臂部分可以被无线控制）表明了移动机器人的成功研发。 这个机器人的原型有望解决一些像放置或拿起远离使用者的物体以及以最快速简单的方式放置或拿起有危险的物体的问题。 总体来说，机器人程序运作的像计划一样顺畅。对以后的建议是，希望机器人可以安卓一个摄像头来观察并在显示屏上显
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