一種智能程控?fù)烨騻髑驒C(jī)的設(shè)計(jì)

一種智能程控?fù)烨騻髑驒C(jī)的設(shè)計(jì)陶來(lái)華【摘要】目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)智能程控?fù)烨騻髑驒C(jī)零使用。因此設(shè)計(jì)了一款新型的智能程控?fù)烨騻髑驒C(jī)。主要為了方便于籃球運(yùn)發(fā)動(dòng)的使用。撿球傳球機(jī)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(jī)構(gòu)。智能程控?fù)烨騻髑驒C(jī)能夠完成籃球的收集和發(fā)球，可以防止產(chǎn)生球場(chǎng)上滿是散落的籃球的狀況。自動(dòng)化程度高，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收集和發(fā)球，節(jié)省大量人力資源?！娟P(guān)鍵詞】智能；撿球；傳球；設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)背景近年來(lái)，隨著運(yùn)動(dòng)產(chǎn)業(yè)的不斷開(kāi)展，各國(guó)運(yùn)發(fā)動(dòng)的水平都在不斷提高，這也必須將訓(xùn)練設(shè)備進(jìn)行不斷改進(jìn)，不斷完善，促使運(yùn)發(fā)動(dòng)更加有效、快捷地進(jìn)步，特別是籃球運(yùn)開(kāi)工程。目前我國(guó)的籃球運(yùn)動(dòng)開(kāi)展受到了一定的阻礙，一定程度上與我們?nèi)梭w的體質(zhì)特征有關(guān)，但也與訓(xùn)練裝置有一定的關(guān)系。目前我國(guó)籃球訓(xùn)練根本仍采用傳統(tǒng)的訓(xùn)練方式，利用人工進(jìn)行撿球和傳球。此訓(xùn)練方式不但需要雇傭人工，而且因個(gè)體的差異，每次傳出的球力度和方向都不同，無(wú)法到達(dá)訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)化和科學(xué)性。所以要設(shè)計(jì)出價(jià)位比較合理，同時(shí)擁有收集球、發(fā)球、計(jì)算命中率等技能的智能程控?fù)烨騻髑驒C(jī)。2設(shè)計(jì)方案2.1撿球裝置投籃已進(jìn)籃筐的球?qū)⑼ㄟ^(guò)管1收集，沒(méi)有進(jìn)籃筐的球通過(guò)外側(cè)的網(wǎng)兜收集。網(wǎng)兜的上沿與下沿都是通過(guò)三根圓柱形鐵棒與管1連接。運(yùn)用三根圓柱形鐵棒首先是為了讓網(wǎng)兜更為穩(wěn)定，同時(shí)也盡量不占據(jù)整個(gè)平面的面積，使得沒(méi)有進(jìn)框的球都可以被網(wǎng)兜收集。其次運(yùn)用圓柱形是因?yàn)榉乐估饨菍⑶騽澠?。?制作成上大下小是因?yàn)橥哆M(jìn)的球會(huì)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(jì)數(shù)控制裝置管1末端處安裝的計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)目是指進(jìn)球的個(gè)數(shù)，記為a，直管2處安裝的計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)目是指總共投球的個(gè)數(shù)，記為s，命中率m=a/s。計(jì)數(shù)控制裝置結(jié)構(gòu)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(guò)直管2處安裝的感應(yīng)器，利用PLC控制技術(shù)，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)微處理器芯片IC1內(nèi)部的振蕩器通過(guò)2、3腳與外部的振蕩晶體X組成一個(gè)高頻振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)。此信號(hào)送入定時(shí)信號(hào)發(fā)生器后產(chǎn)生40KHz的正弦信號(hào)和定時(shí)脈沖信號(hào)。正弦信號(hào)送入編碼調(diào)制器作為載波信號(hào)；定時(shí)脈沖信號(hào)送制掃信號(hào)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(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。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(shí)的速度，x1為活塞從一個(gè)極限位置到另一個(gè)極限位置的距離；為空氣密度；f為籃球與管壁之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)；為直管3與斜管之間的夾角。3.2籃球的運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)計(jì)算和試驗(yàn)，通過(guò)matlab建立傳球的運(yùn)動(dòng)方程為Y=-0.38X2+2.487X，仿真軌跡如圖4所示。4創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用1投籃撿球機(jī)中的兩個(gè)地方安裝有計(jì)數(shù)器，因此可以計(jì)算投籃命中率。2出球口的上下角度可以調(diào)節(jié)，可以適應(yīng)不同身高的人群使用。3出球口的水平角度可以調(diào)節(jié)，可以在球場(chǎng)上任意角度接收球。4發(fā)球裝置運(yùn)用了活塞欄桿機(jī)構(gòu)，使得發(fā)球更加穩(wěn)定。5動(dòng)力電池作為助力動(dòng)力源，無(wú)需拉線通電，使投籃撿球機(jī)在使用過(guò)程中更加便捷。【參考文獻(xiàn)】【1】濮良玉，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2021：271-398.【2】鄭文維，吳克堅(jiān).機(jī)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(guó)忠.對(duì)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中離心力的剖析J.煤礦機(jī)械，2021，12.【4】徐春濤，廉哲滿.基于矯正解的經(jīng)過(guò)預(yù)定三位置的四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)J.延邊大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，20211.【5】李見(jiàn)山.求解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)未知桿件長(zhǎng)度J.科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，20213.【6】趙竹青.平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)靜態(tài)分析方法J.科技信息，20215.【7】武麗梅.面向制造的四桿機(jī)構(gòu)軌跡綜合的精度研究J.制造技術(shù)與機(jī)床，20214.8閆思江，李凡國(guó).變桿長(zhǎng)參數(shù)化四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真J.機(jī)械傳動(dòng)，202112.9王筱華.四桿機(jī)構(gòu)位移分析及連桿曲線繪制J.大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，19994.10王曉光，武永強(qiáng).考慮人因工程學(xué)的橢圓機(jī)設(shè)計(jì)J.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，20211.11劉友成.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)J.科技信息科學(xué)教研，202137.12馬天文，周建軍，張亞平.基于伺服電機(jī)的齒輪箱傳動(dòng)精度檢測(cè)系統(tǒng)J.機(jī)電工程，20213.責(zé)任編輯：田吉捷endprint