机电一体化系统设计课程设计题目：乒乓球自动捡拾机 姓 名：孔维邈()杨坚 (）孔维邈（)学 院：机械与电子工程学院班 级: 机制12３指引教师:完毕时间：.01.13目 录摘要………………………………………………………………………………………1核心词……………………………………………………………………………11 前言………………………………………………………………………………………2 乒乓球自动捡拾机设计摘 要:本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时，会自动的去定位乒乓球,同步检测障碍物并避开执行装置采用皮条与桶相结合的构造,在异步电机转动时,执行机构会将乒乓球压入装球装置在运动员在需要球或装球装置装满球时，运动员会去换下装球的桶本乒乓球捡拾器是一款合用于各地区中、 大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器核心词 :乒乓球；捡拾机;设计1 前言乒乓球是国内的国球,无数的乒乓球运动员在国际赛场上争金夺银,为祖国带来了无数的荣誉,这些都是和乒乓球在国内的普及是息息有关的在全国各地业余乒乓球训练基地和乒乓球学校随处可见,专业的乒乓球训练基地和学校也越来越多。
随着科学技术的发展，乒乓球的训练也越来越系统化、科学化、合理化乒乓球发球机的浮现、运用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等,这一系列的浮现都使乒乓球运动员可以得到更好的锻炼,获得更好的成绩 但是随之而来的问题是大量散落在地上的乒乓球而人工的拾取乒乓球，一次两次之类的还好，但是一旦拾取多了,拾取球的人腰酸背疼不说，并且其效率也不尽如人意于是乎,乒乓球拣拾器的有关设计便成为了一种问题但目前为止，国内外市场上还没有乒乓球拣球机器的浮现没有专门的有关人员去投入到这个项目的研发中但是这个项目的将来前景可以说是一片光明专业乒乓球拣球机可以应用在业余或专业的乒乓球训练基地或训练学校使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间,是运动员可以更好的投入到专业的训练当中,从而获得更好的比赛成绩本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时，会自动的去定位乒乓球执行装置采用皮条与桶相结合的构造,在异步电机转动时，执行机构会将乒乓球压入装球装置本乒乓球捡拾器重要涉及:总体构造和行走机构、收球机构、传送机构、传动系统和控制部分等通过对本乒乓球捡拾器的设计,我们进本上把大学四年所学所有派上用场。
是对我们所学的一次综合测试,特别是机械设计和电机设计方面，例如：机械原理,机械设计，电路设计等以及多种应用软件的使用如ＡUＴOＤESK CAD、PRO/E、PROTＥL、CAXA、Ｍiｃｒosoft Word等毕业设计是我们大学四年的最后一次阅兵,对我们四年所学知识的检测与归纳,只有通过毕业设计，才干发现问题，踢出问题及解决问题,也是我们从学生时代走上社会人们庭的最后一扇门2 乒乓球捡拾机总体设计阐明２.1 设计思想.这里所设计的乒乓球自动捡拾器是由于乒乓球发球机的浮现、运用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等，这一系列的浮现都使乒乓球运动员可以得到更好的锻炼，获得更好的成绩 但是随之而来的问题是大量散落在地上的乒乓球而人工的拾取乒乓球，一次两次之类的还好,但是一旦拾取多了，拾取球的人腰酸背疼不说，并且其效率也不尽如人意于是乎,乒乓自动球拣拾器的有关设计便成为了一种问题但目前为止，国内外市场上还没有乒乓球自动捡球机的浮现没有关门的有关人员去投入到这个项目的研发中但是这个项目的将来前景可以说是一片光明专业乒乓球拣球机可以应用在业 余或专业的乒乓球训练基地或训练学校使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间,是运动员可以更好的投入到专业的训练当中，从而获得更好的比赛成绩。
通过对乒乓球自动拣拾机的电机、电源选择和分析、整体构造设计、收球机构设计、传送机构设计、装球机构设计、检测装置设计、辨认系统设计、定位系统设计,增长和提高了自己对乒乓球捡拾器的理解该仪器重要有辨认系统、定位系统、传送机构、收球机构、装球机构,检测系统构成2.2 乒乓球捡拾器方案选用（1) 用带传动:V带传动构造简朴、传动平稳、造价低廉、不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护但是容易产生滑动损失,滞后损失,空气阻力2） 用链传动:链传动它可以在两轴中心相距较远的状况下传递运动和动力、能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作、和带传动比较,它能保证精确的平均传动比,传递功率较大，且作用在轴和轴承上的力较小、传递效率较高,一般可达0.95~0.９7但是链条的铰链磨损后,使得节距变大导致脱落现象且安装和维修规定较高3) 用电动机驱动：长处是便于实现正反转,功率大，容易控制,转速精确缺陷是电流大４) 用汽油机驱动:长处是环保节能并且功率大、效率高、使用时间长缺陷是噪音大、排放的气体污染严重5) 用空气动力系统收球：长处是速度快、效率高缺陷是容易连灰尘和垃圾一起吸入6) 用机械系统收球：保证收入的只有乒乓球。
缺陷是速度相对来说要慢 因此,通过综合对比,选择（2)(3)（6) 2．3 总体方案设计本乒乓球捡拾器前端采用滚筒毛刷配合弧形挡板的结合机构,采用直流电机驱动其转动，将乒乓球收入机器内然后通过仿传送带式传送机构将乒乓球传送并收入球桶中实现其功能的本乒乓球捡拾器重要涉及:外形框架构造和行走机构、收球机构、输送机构、控制部分等图1 总体外观图Fig．1 Oｖeralｌ exteriｏr picture本乒乓球捡拾器是一款合用于各地区中、 大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器,重要功能:捡拾乒乓球馆运动员训练后场地中散落的乒乓球２.4 重要参数的拟定乒乓球直径:４0ｍm 重量：2.7克机器体积：600mm×600mm×６00mm收球宽度：600mm工作效率:约为10㎡/min（注:机器走过的地面乒乓球即被收起,因此本乒乓球捡拾器以单位时间内机器扫过的面积作为工作效率参数）2．5 各部分简要阐明２．5．1 外形框架构造一般乒乓球馆在放置多张球台的状况下，每张所占的面积应为长12米、宽6米，用0.7５米高的挡板围成，在离地面3.5米以上装电源如果是单张球台，所占的面积应为长１4米、宽7米,用0．75米高的挡板围成，在离地面5米以上装电源。
根据目前国内大部分乒乓球馆的规模和大小,本乒乓球捡拾器的框架尺寸设计为6００mｍ×6０0mm×572．５ｍm．其外形图如图2图２ 外形框架图Fig. 2 Appeａranｃe framｅwｏrk picｔurｅ2.5．２ 行走机构行走机构是由两个直流电机带动车轮滚动，两个电机同步正向或反向转动时,本机器就迈进或后退当两个电机一种正向一种反向转动时,机器进行做左转和右转车轮由两个直轮和两个万向轮构成其安装位置如下图 图３ 车轮安放位置示意图 Fig．3 Wheel plａceｍeｎt of dｒｕm ｐictuｒｅ2.5．3 收球机构收球机构采用滚筒毛刷配合弧形挡板和结合构造,采用直流电机驱动其转动，蒋乒乓球收入机器内其构造图如下： 图4 滚筒外观图 Ｆiｇ． 4 Aｐpearance ｂall rｏlleｒ pictuｒe2.5.4 传动系统综合考虑本机器的工作状况和成本规定,本机器的传动采用链传动。
传动部分是电机通过链传动分别带动收球滚筒和传送滚筒使其完毕收球和传送动作此链传动系统是本乒乓球捡拾器的一种重要构成部分传动系统涉及两个链传动： （1） 主电机与收球滚筒之间的链传动 （2) 主电机与传送滚筒之间的链传动2.5．5 控制系统控制部分重要涉及直流电机的驱动和单片机控制电机的正反转，并有压力控制电路控制球的收满后报警电机有继电器控制正反转，并有单片机控制继电器，从而实现电机的正向和反向转动报警装置涉及一种行程开关和蜂鸣器，以单片机Ｍega３2为核心实现报警功能3 外形框架构造和动力系统３．１ 拾取器整体框架构造 一般乒乓球馆在放置多张球台的状况下,每张所占的面积应为长１2米、宽6米，用0.７5米高的挡板围成,在离地面3.５米以上装电源如果是单张球台,所占的面积应为长14米、宽7米，用0.7５米高的挡板围成,在离地面5米以上装电源根据目前国内大部分乒乓球馆的规模和大小，本乒乓球捡拾器的框架尺寸设计为600mm×６00mm×572.5mm.其具体尺寸见零件图外形框架材料采用25ｍm×２5mｍ的方钢管,其壁厚为4mm，工艺采用焊接链接部分支架杆表面在装配时需要打磨表面和钻孔安装。
３.2 拾取器动力系统为了可以本机器在收球过程中收球完全、不留下死角,本机器规定可以直线行走并能３６０度转向,并且在转向过程中保持一定的稳定性和精确性,为了达到以上规定，综合考虑工作状况规定,车轮的安防位置简图如图３两个电机通过联轴器分别直接驱动直轮直轮及万向轮均安放在各边架的中心位置，装配时需要画线和钻孔安装电机通过弧形铁皮用螺栓固定在底部支架面直轮直径尺寸为:１1０mm直轮中心高为:５5ｍm行走电机尺寸:Φ３６×８0ｍｍ万向轮车轮直径为:56ｍm其行走状况如下:直线迈进：当电机1和电机2同步正向转动时，机器直线迈进直线后退:当电机1和电机２同步反向转动时，机器直线后退左转：当电机１反向转动，电机2正向转动时，机器左转右转:当电机2反向转动，电机１正向转动时,机器右转3.３ 拾取器车轮电机选用在工业公司中，大量应用电动机去拖动多种生产机械如在机械工业、冶金工业、化学工业中，机床、抽水机、鼓风机等大大小小的电动机来拖动;在自动控制技术中，各式各样的小巧敏捷的电机也广泛地作为检测、发大、执行和解算元件应用在多种产品中由于直流电机机械性能优良,过载能力强我们所使用得电机一般为直流电机，重要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。
直流电机的控制简朴，性能杰出，直流电源也容易实现因此综合考虑以上状况,本机器采用永磁式直流电机通过市场调查，发现目前市场上有自带齿轮减速箱的永磁式直流电机,其构造简朴,外形小巧外形尺寸和转速以及功率大小、扭矩均可按照客户的规定定做,并且价格相称经济故打算选用此类型的自带齿轮减速箱的永磁式直流电机根据设计规定，机器速度在1m/s左右，由于值车轮直径D为11０ｍｍ，因此规定电动机转速为 n＝ 估算整个机器的重量（１）估算框架的质量，查铸钢的密度ρ＝７．8×≈7．8× (１)≈7.8××7.3７2×０.00０336≈19.３2kg(２）估算滚筒轴的质量,查合金钢的密度 ρ=７.９×ｋg/≈5kｇ （2)（3)估算滚筒的质量,查铸钢的密度,橡胶的。