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1、一種智能程控撿球傳球機的設計陶來華【摘要】目前國內市場智能程控撿球傳球機零使用。因此設計了一款新型的智能程控撿球傳球機。主要為了方便于籃球運發(fā)動的使用。撿球傳球機由收集裝置、發(fā)球裝置和中央處理器組成,并用活塞連桿裝置作為籃球彈射機構。智能程控撿球傳球機能夠完成籃球的收集和發(fā)球,可以防止產(chǎn)生球場上滿是散落的籃球的狀況。自動化程度高,能實現(xiàn)自動收集和發(fā)球,節(jié)省大量人力資源?!娟P鍵詞】智能;撿球;傳球;設計1設計背景近年來,隨著運動產(chǎn)業(yè)的不斷開展,各國運發(fā)動的水平都在不斷提高,這也必須將訓練設備進行不斷改進,不斷完善,促使運發(fā)動更加有效、快捷地進步,特別是籃球運開工程。目前我國的籃球運動開展受到了一
2、定的阻礙,一定程度上與我們人體的體質特征有關,但也與訓練裝置有一定的關系。目前我國籃球訓練根本仍采用傳統(tǒng)的訓練方式,利用人工進行撿球和傳球。此訓練方式不但需要雇傭人工,而且因個體的差異,每次傳出的球力度和方向都不同,無法到達訓練的標準化和科學性。所以要設計出價位比較合理,同時擁有收集球、發(fā)球、計算命中率等技能的智能程控撿球傳球機。2設計方案2.1撿球裝置投籃已進籃筐的球將通過管1收集,沒有進籃筐的球通過外側的網(wǎng)兜收集。網(wǎng)兜的上沿與下沿都是通過三根圓柱形鐵棒與管1連接。運用三根圓柱形鐵棒首先是為了讓網(wǎng)兜更為穩(wěn)定,同時也盡量不占據(jù)整個平面的面積,使得沒有進框的球都可以被網(wǎng)兜收集。其次運用圓柱形是因
3、為防止棱角將球劃破。管1制作成上大下小是因為投進的球會有一定的偏移,因此口徑采用上大下小利于籃球被收集。撿球裝置如下圖1所示。2.2計數(shù)控制裝置管1末端處安裝的計數(shù)器所計的數(shù)目是指進球的個數(shù),記為a,直管2處安裝的計數(shù)器所計的數(shù)目是指總共投球的個數(shù),記為s,命中率m=a/s。計數(shù)控制裝置結構框架如圖2所示。2.3發(fā)球裝備發(fā)球裝置采用了活塞連桿裝置,并且使用渦輪蝸桿減速器匹配使用。通過直管2處安裝的感應器,利用PLC控制技術,將籃球有序地發(fā)射。我們采用的活塞頂部是凹形的,尺寸與籃球的球面相吻合,目的是使得球面與活塞頂部接觸面盡可能的大,使得彈射力更大。發(fā)球裝置如圖3所示。2.4程控系統(tǒng)微處理器芯
4、片IC1內部的振蕩器通過2、3腳與外部的振蕩晶體X組成一個高頻振蕩器,產(chǎn)生高頻振蕩信號。此信號送入定時信號發(fā)生器后產(chǎn)生40KHz的正弦信號和定時脈沖信號。正弦信號送入編碼調制器作為載波信號;定時脈沖信號送制掃信號發(fā)生器、鍵控輸入編碼器和指令編碼器作為這些電路的時間標準信號。3數(shù)據(jù)分析3.1活塞連桿彈射力式中,T為彈射力;V1為籃球加速到x1處時的速度,x1為活塞從一個極限位置到另一個極限位置的距離;為空氣密度;f為籃球與管壁之間的滾動摩擦系數(shù);為直管3與斜管之間的夾角。3.2籃球的運動軌跡根據(jù)計算和試驗,通過matlab建立傳球的運動方程為Y=-0.38X2+2.487X,仿真軌跡如圖4所示。
5、4創(chuàng)新點及應用1投籃撿球機中的兩個地方安裝有計數(shù)器,因此可以計算投籃命中率。2出球口的上下角度可以調節(jié),可以適應不同身高的人群使用。3出球口的水平角度可以調節(jié),可以在球場上任意角度接收球。4發(fā)球裝置運用了活塞欄桿機構,使得發(fā)球更加穩(wěn)定。5動力電池作為助力動力源,無需拉線通電,使投籃撿球機在使用過程中更加便捷。【參考文獻】【1】濮良玉,紀名剛.機械設計M.北京:高等教育出版社,2021:271-398.【2】鄭文維,吳克堅.機械原理M.第七版.北京:高等教育出版社,2021:108-121.【3】王永軍,常產(chǎn)偉,張國忠.對帶傳動設計過程中離心力的剖析J.煤礦機械,2021,12.【4】徐春濤,廉
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