網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì)【23張CAD圖紙和畢業(yè)論文】

購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點(diǎn)開預(yù)覽，資料完整，充值下載就能得到?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖，doc,docx為WORD文檔，有不明白之處，可咨詢QQ:1304139763 分類號(hào)密級(jí) UDC 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(附件) 網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 姜杰 學(xué)號(hào) 080242011013 指導(dǎo)教師 謝迎春 院、系、中心 工程學(xué)院機(jī)電工程系 專業(yè)年級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2011級(jí) 論文答辯日期 2015 年 6 月 4 日 中 國 海 洋 大 學(xué)網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì) 完成日期： 指導(dǎo)教師簽字： 答辯小組成員簽字： 目 錄 1、 任務(wù)書2、 開題報(bào)告3、 周次進(jìn)度計(jì)劃及實(shí)際進(jìn)展情況表4、 指導(dǎo)教師工作記錄5、 指導(dǎo)教師評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)閱表6、 答辯記錄及成績?cè)u(píng)定表7、 英文材料8、 英文材料翻譯中國海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì)院（系、中心）工程學(xué)院機(jī)電工程系專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年 級(jí)2011選題來源科研課題縱向課題（ ）選題類型理論研究（ ）橫向課題（ ）教師自擬課題（）應(yīng)用基礎(chǔ)研究（）學(xué)生自擬課題（ ）技術(shù)或工程開發(fā)（）設(shè)計(jì)的基本構(gòu)思和基本任務(wù)：網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)正在全世界范圍內(nèi)得到越來越多的關(guān)注和喜愛，但是網(wǎng)球愛好者，特別是運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行網(wǎng)球訓(xùn)練的時(shí)候，要頻繁撿起散落在很大范圍內(nèi)的網(wǎng)球是一件耗時(shí)耗力的工作。具有高效、全自動(dòng)撿球功能的機(jī)器可廣泛應(yīng)用于各種類型的網(wǎng)球練習(xí)場(chǎng)地，為人們進(jìn)行網(wǎng)球訓(xùn)練提供便利和節(jié)省時(shí)間。本項(xiàng)設(shè)計(jì)主要目的是開發(fā)一種網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)，解決同類產(chǎn)品中可能出現(xiàn)的卡球和傷球現(xiàn)象，并同時(shí)具有高效率和無遺漏的特點(diǎn)?；救蝿?wù)： 查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，搜集、整理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； 完成對(duì)撿球機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)； 完成總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及所有有零部件的選??； 完成裝配圖、主要零部件的CAD圖紙繪制； 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。目前的基礎(chǔ)（包括資料收集情況、前期工作情況等） 學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等相關(guān)專業(yè)課程，掌握機(jī)械的的組成，掌握一般機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法。已收集整理了網(wǎng)球撿球機(jī)的相關(guān)文獻(xiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等參考資料。設(shè)計(jì)進(jìn)度安排3.93.22：查閱相關(guān)資料，撰寫文獻(xiàn)綜述，翻譯外文資料，完成開題報(bào)告的擬寫；3.234.5：完成撿球機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)； 4.64.19撿球機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件選型；4.20-5.15完成撿球機(jī)裝配圖和主要零部件圖的繪制；5.16至月底 撰寫畢業(yè)論文。 論文起止時(shí)間：自 年 月 日起 年 月 日止學(xué)生（簽名）：指導(dǎo)教師（簽名）： 院（系、中心）負(fù)責(zé)人（簽名）：注：表格不夠可另附頁中國海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目 網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì)院、 系 工程學(xué)院機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 (年級(jí))2011學(xué)生姓名 姜杰 學(xué) 號(hào) 080242011013 指導(dǎo)教師 謝迎春 教務(wù)處制表 2015 年 4 月 2 日一、選題依據(jù)課題來源、選題依據(jù)和背景情況；課題研究目的、學(xué)術(shù)價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值1、課題來源、選題依據(jù)和背景情況。本課題為教師自擬課題。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì) (International Federation of Rob otics, IFR)發(fā)布的2014年服務(wù)機(jī)器人研究報(bào)告，2013年個(gè)人和家用服務(wù)機(jī)器人銷量大約為四百萬臺(tái)，比2012年增長28%，市場(chǎng)規(guī)模約為17億美元。據(jù)估計(jì)，將有3100萬臺(tái)個(gè)人服務(wù)機(jī)器人于2014至2017年之間售出，這也就意味著服務(wù)機(jī)器人在這一領(lǐng)域?qū)⒂谐掷m(xù)而強(qiáng)勁的增長?？梢姍C(jī)器人將越來越多的走進(jìn)日常生活當(dāng)中，而網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)正在全世界范圍內(nèi)得到越來越多的關(guān)注和喜愛，但是網(wǎng)球愛好者，特別是運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行網(wǎng)球訓(xùn)練的時(shí)候，要頻繁撿起散落在很大范圍內(nèi)的網(wǎng)球是一件耗時(shí)耗力的工作，每個(gè)人都不可能像專業(yè)運(yùn)動(dòng)員一樣擁有自己的球童，而具有高效、全自動(dòng)撿球功能的機(jī)器可廣泛應(yīng)用于各種類型的網(wǎng)球練習(xí)場(chǎng)地，為人們進(jìn)行網(wǎng)球訓(xùn)練提供便利和節(jié)省時(shí)間。因此網(wǎng)球訓(xùn)練迫切地需求自動(dòng)撿球機(jī)器人來輔助。2、課題研究目的、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值據(jù)中國網(wǎng)球協(xié)會(huì)官方最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2008 年，憑借鄭潔溫網(wǎng)殺入四強(qiáng)和李娜的奧運(yùn)會(huì)四強(qiáng)，國人網(wǎng)球熱情空前高漲。中國網(wǎng)球人口已突破 800 萬。而隨著李娜法網(wǎng)捧杯，WTA官網(wǎng)甚至認(rèn)為，李娜的大滿貫冠軍將為中國增加 3 億網(wǎng)球人口。由此可分析，我國的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)必將蒸蒸日上，市場(chǎng)上對(duì)網(wǎng)球撿球機(jī)的需求也會(huì)直線增加。本課題的主要研究目的是本項(xiàng)設(shè)計(jì)主要目的是開發(fā)一種網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)，解決同類產(chǎn)品中可能出現(xiàn)的卡球和傷球現(xiàn)象，并同時(shí)具有高效率和無遺漏的特點(diǎn)。二、文獻(xiàn)綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)；查閱的主要文獻(xiàn)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)隨著網(wǎng)球這種高強(qiáng)度遠(yuǎn)動(dòng)的普及，越來越多的人參與其中，但對(duì)于普通運(yùn)動(dòng)者來說，不可能有球童負(fù)責(zé)為其撿球，遍布全場(chǎng)的網(wǎng)球揀起來實(shí)在是件累人、費(fèi)時(shí)的事，針對(duì)這一現(xiàn)狀，網(wǎng)球場(chǎng)撿球機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生1。目前網(wǎng)球撿球機(jī)構(gòu)較少，較為經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)球撿球機(jī)多以人工操作為主，又有圓筒式、滾筒網(wǎng)狀式和籃筐式等用彈性條狀材料制作，其間距略小于網(wǎng)球直徑，用力壓下或者滾過球身時(shí)將球壓進(jìn)筒或筐中。網(wǎng)球筐和網(wǎng)球筒是早期提出的方案，有的機(jī)構(gòu)已經(jīng)做出了產(chǎn)品。這類機(jī)構(gòu)一般都十分簡練實(shí)用，但效率一般較低，人工參與的比較多。市場(chǎng)上已經(jīng)存在不同種類的網(wǎng)球撿球籃(如圖1、圖2所示)和撿球筒(如圖3、圖4所示)，都是通過人工操作實(shí)現(xiàn)的。但是這種撿球機(jī)構(gòu)不能適應(yīng)網(wǎng)球的直徑變化；可能出現(xiàn)“卡球”現(xiàn)象；對(duì)網(wǎng)球的傷害較大，減少了網(wǎng)球的使用壽命；不能夠撿拾網(wǎng)球場(chǎng)邊緣的網(wǎng)球，而且對(duì)網(wǎng)球場(chǎng)地有一定的損傷。圖2 網(wǎng)球筐2圖1 網(wǎng)球筐1 圖4 撿球筒2圖3 撿球筒1網(wǎng)球撿球筒的結(jié)構(gòu)更為簡單， 主要由收集筒、手柄和進(jìn)口閥彈簧組成。收集筒用于存儲(chǔ)收集到的網(wǎng)球；手柄便于操作；而進(jìn)口閥彈簧保證了網(wǎng)球的單向通過，使已經(jīng)撿起的網(wǎng)球不會(huì)掉落。這種撿球機(jī)構(gòu)簡單方便，成本低，但存在不少缺點(diǎn)。與網(wǎng)球筐一樣，對(duì)網(wǎng)球傷害較大；撿球時(shí)作用相對(duì)較少，需要人工尋找對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)球，實(shí)際上只是減少一個(gè)彎腰的動(dòng)作；效率極低，一次只能撿一個(gè)球，存儲(chǔ)球的數(shù)量也十分有限；隨著撿球數(shù)量的增加，撿球難度也增大2。目前市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一類手推式網(wǎng)球撿球車。此類撿球車為半自動(dòng)式，需要有人操作。它體積大且重，相對(duì)于智能化撿球機(jī)比較笨拙，既浪費(fèi)空間，又影響訓(xùn)練人員打球，還需要人工操作，相對(duì)于智能化撿球機(jī)浪費(fèi)了不必要的時(shí)間與體力。而且，此類撿球車只適用于地上球較多的情況，它的適用環(huán)境較局限4。圖5 自動(dòng)網(wǎng)球撿球機(jī)圖5是一種自動(dòng)網(wǎng)球撿球機(jī)，該遙控自動(dòng)網(wǎng)球拾球機(jī)主要組成包括車體、拾球滾筒、儲(chǔ)球箱、驅(qū)動(dòng)輪、萬向輪、傳動(dòng)齒輪組、傳感器、電路板、電池和拉桿式推把等部件。其工作原理為：采用后輪驅(qū)動(dòng)，左、右驅(qū)動(dòng)輪由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)，前輪是萬向輪， 起支撐的作用，共同實(shí)現(xiàn)拾球機(jī)前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎及后退等動(dòng)作。萬向輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過傳動(dòng)齒輪組帶動(dòng)拾球滾筒5，傳動(dòng)齒輪組與萬向輪之間是采用單向推力軸承聯(lián)接， 保證了拾球滾筒在前進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)而自動(dòng)拾球, 而在后退時(shí)停轉(zhuǎn)以防止?jié)L 筒反轉(zhuǎn)將網(wǎng)球帶出箱外6。 拾到的網(wǎng)球暫時(shí)存放在儲(chǔ)球箱中，儲(chǔ)球箱設(shè)計(jì)為抽屜式結(jié)構(gòu)，可隨時(shí)安放和取出。拉桿式推把可根據(jù)拾球人員身高的變化而相應(yīng)地調(diào)節(jié)長度，推把長度的范圍在70120cm，該結(jié)構(gòu)非常靈活。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到傳感器的安裝， 用于避障檢測(cè)用的兩對(duì)紅外反射式傳感器分別安裝在前面左、右兩端，三對(duì)紅外對(duì)射式傳感 器安裝在儲(chǔ)球箱的上部內(nèi)側(cè)。電路板和電池是拾球機(jī)的控制系統(tǒng)，控制著其他部件的動(dòng)作4。目前較先進(jìn)的拾球器是全自動(dòng)拾球機(jī)，采用機(jī)械臂和圖象識(shí)別等高科技，不需人工操作，可以完全自動(dòng)拾球，但效率低，每次只能拾起一個(gè)球，且結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜， 成本相當(dāng)高，不容易推廣3。國外的自動(dòng)撿球機(jī)構(gòu)也較少,大部分常見的都是半自動(dòng)人工參與的,如圖6,7均為手動(dòng)式撿球機(jī)7,8，這兩款撿球機(jī)與上述國內(nèi)撿球機(jī)比較類似，純手動(dòng)操控，機(jī)構(gòu)簡單，操作方便，價(jià)格低廉，但人性化不足。 圖7 國外撿球機(jī)2圖6 國外撿球機(jī)1 圖9 國外撿球機(jī)4圖8 國外撿球機(jī)3圖8和圖9為國外的半自動(dòng)撿球機(jī)10,11，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)成本高，體積較大，占空間，操作簡單，撿球效率高，但不能自主完成撿球過程，需要人的輔助，綜合來說需要改進(jìn)的部分較多。除此之外，關(guān)于乒乓球撿球機(jī)的研究也比較多，由于乒乓球與網(wǎng)球結(jié)構(gòu)上比較相似，同時(shí)為了拓展視野，我也對(duì)乒乓球撿球機(jī)進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)研。乒乓球的直徑為40mm，質(zhì)量為2.7g，具有體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，特別適合吸力裝置吸取。風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，抽風(fēng)的一端會(huì)形成負(fù)壓;如果將一個(gè)管道與風(fēng)扇的抽風(fēng)面相連接，則在風(fēng)扇的作用下，管道內(nèi)的氣壓將小于管道外的大氣壓， 管道口附近的物體將在壓力差的作用下被吸進(jìn)管道里11。利用這個(gè)原理制作的撿乒乓球機(jī)如圖10所示。圖10 乒乓球撿球機(jī)器人1再有一種就是“收割式”撿球機(jī)，該方案撿球效果好且設(shè)計(jì)與制造方便，機(jī)械傳動(dòng)鏈少，造價(jià)低。其設(shè)計(jì)圖如圖11所示。其工作原理為：人手握可調(diào)節(jié)的推桿以正常行走速度向有散落乒乓球的區(qū)域走動(dòng)，帶動(dòng)撿球機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪又帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，通過葉輪齒片將乒乓球劃入撿球機(jī)內(nèi)，過擋球板，進(jìn)入可方便拆卸的儲(chǔ)球盒內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了散落滿地乒乓球的撿拾工作12。圖11 乒乓球撿球機(jī)2相對(duì)于體積小，質(zhì)量輕的乒乓球，高爾夫球與網(wǎng)球更為接近，在此，我還查找了有關(guān)高爾夫球撿球機(jī)的相關(guān)資料。由于高爾夫球場(chǎng)面積廣，對(duì)撿球機(jī)器人的需求并不高，因此只有較為簡單的撿球裝置，如圖12所示13：圖12 高爾夫撿球器網(wǎng)球撿球機(jī)的需求量很大，國內(nèi)外相關(guān)設(shè)計(jì)也不少。本設(shè)計(jì)主要工作是通過對(duì)不同撿球機(jī)功能、特點(diǎn)、和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析后，得到設(shè)計(jì)撿球機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)問題，從而對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種更加高效、智能、防卡球現(xiàn)象的自動(dòng)撿球機(jī)。參考文獻(xiàn)1 席澤生. 網(wǎng)球場(chǎng)撿球機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.電氣與自動(dòng)化,2012,41(2):140-1412 韓良，王德彬，龔煥.智能網(wǎng)球車的研制J.機(jī)電技術(shù)，2011，2:49-543 呂騰飛，陸麗等.智能網(wǎng)球撿球機(jī)的研制J.電子世界4 盧飛躍，劉志鋒.遙控自動(dòng)網(wǎng)球拾球機(jī)的研制J.機(jī)電工程技術(shù)，2010,39(06):86-895 王侃，楊秀梅.網(wǎng)球訓(xùn)練場(chǎng)拾球機(jī)的設(shè)計(jì)A.第十二屆全國機(jī)械設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)，20066 胡利永，章磊，鄭堤，等.落葉清掃機(jī)器人的研制J.機(jī)電工程，2009,26(10):96-987 Tennis Ball Pick-up and Storage DeviceP.US:US 20020151390A1,oct.17,20028 Ball-picking DeviceP.US:US006481768B1,Nov.19,20029 Tennis Ball Pick-up CartP.US:US 20140294547A1,Oct.2,201410 Tennis Ball Collection DeviceP.US:US008920101132,Dec.30,201411 許東偉，劉建群，林淦.乒乓球撿球機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.機(jī)床與液壓，2014,42(3):16-1912 朱建，安必勝，朱向楠.乒乓球撿球機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與感悟J.工程技術(shù)與應(yīng)用，2011,8(1):34-3613 Golf Ball Pick-up DeviceP.US:US007165796B1,Jan.23,2007三、研究內(nèi)容1 學(xué)術(shù)構(gòu)想與思路；主要研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題（或技術(shù)）隨著我國網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的不斷普及，越來越多的人開始參與到其中，網(wǎng)球訓(xùn)練中網(wǎng)球的使用數(shù)量會(huì)很多，基本上會(huì)布滿整個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)，這時(shí)撿球便成為一件令人頭疼的事，因此設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格實(shí)惠，能夠快速撿起網(wǎng)球的網(wǎng)球機(jī)器人的需求也日益增長。本課題的主要研究內(nèi)容：設(shè)計(jì)一款高效的網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)，解決同類產(chǎn)品中可能出現(xiàn)的卡球和傷球現(xiàn)象，并具有高效率和無遺漏的特點(diǎn)。擬解決的關(guān)鍵問題有：（1） 撿球方式的選擇；（2） 傳動(dòng)方式的選擇；（3） 行走速度分析；（4） 球道數(shù)選擇。2擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施方案及可行性分析研究方法：利用文獻(xiàn)調(diào)研和市場(chǎng)調(diào)查對(duì)市場(chǎng)上已有產(chǎn)品進(jìn)行分析，比選實(shí)現(xiàn)本課題目標(biāo)的最佳技術(shù)途徑和機(jī)械機(jī)構(gòu)方案，以此為基礎(chǔ)，完成零件和整機(jī)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。技術(shù)路線：確立設(shè)計(jì)背景期刊檢索市場(chǎng)調(diào)研專利檢索修改完善初步設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核結(jié)構(gòu)草圖裝配圖零件圖設(shè)計(jì)說明書實(shí)施方案：（1） 查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，了解相關(guān)設(shè)計(jì)方案及原理；（2） 撿球機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)；（3） 撿球機(jī)零部件參數(shù)計(jì)算，以及選?。唬?） 撿球機(jī)三維圖及二維CAD圖紙繪制；（5） 撰寫畢業(yè)論文?？尚行苑治觯耗壳瓣P(guān)于網(wǎng)球撿球機(jī)的研究也很多，這些研究做出的撿球機(jī)均可以實(shí)現(xiàn)，并可以輕松完成撿球任務(wù)，因此只要參照現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案的原理以及結(jié)構(gòu)形式，并加以計(jì)算、改進(jìn)，一套可行的新的設(shè)計(jì)方案是完全可以實(shí)現(xiàn)的。四、論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排起止時(shí)間主要內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)3.93.223.234.54.64.194.20-5.155.16至月底查閱相關(guān)資料，撰寫文獻(xiàn)綜述，翻譯外文資料，完成開題報(bào)告的撰寫完成撿球機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)撿球機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件選型完成撿球機(jī)裝配圖和主要零部件圖的繪制撰寫畢業(yè)論文了解現(xiàn)有網(wǎng)球撿球機(jī)構(gòu)造，和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀完成初步方案設(shè)計(jì)完成結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)完成裝配圖和零件圖完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)五、審核意見導(dǎo)師意見 導(dǎo)師簽字: 年 月 日審核小組意見審核小組成員簽字： 年 月 日11無線可移動(dòng)機(jī)械臂摘要最近幾年，隨著無線應(yīng)用的廣泛使用，對(duì)一個(gè)能夠輕松連接遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備無需電纜的系統(tǒng)的需求也日益增長。這篇論文講述了無線可移動(dòng)機(jī)械臂的發(fā)展?fàn)顩r。這是一個(gè)能做到撿起、放下運(yùn)算并可以用無線PS2手柄控制的可移動(dòng)機(jī)器人。它可以根據(jù)控制器的指令進(jìn)行一定距離的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。這種機(jī)器人的開發(fā)基于Arduino Mega平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)可以將無線控制器與可移動(dòng)機(jī)械臂連接起來。為了了解機(jī)械臂的表現(xiàn)，我們分析了機(jī)械臂的速度、行程以及承載能力。最終，這個(gè)機(jī)器人的原型有望解決一些像放置或拿起遠(yuǎn)離使用者的物體以及以最快速簡單的方式放置或拿起有危險(xiǎn)的物體的問題。1.引言如今，機(jī)器人取代人類廣泛地被整合到工作任務(wù)中，尤其是在反復(fù)作業(yè)中?？傮w來說機(jī)器人學(xué)可以分為兩類：工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)這樣定義服務(wù)機(jī)器人：服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人，它能完成有益于人類健康的服務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。目前移動(dòng)機(jī)器人被應(yīng)用于許多領(lǐng)域包括辦公，軍事任務(wù)，醫(yī)院手術(shù)，危險(xiǎn)的環(huán)境和農(nóng)業(yè)1。除此之外，工人們?cè)趽炱鸷头胖靡恍┛赡軐?duì)他們有影響的東西時(shí)會(huì)有一些困難。例如，一些人類不能觸摸的化學(xué)藥品，軍事上拆出炸彈時(shí)需要機(jī)器人來取放炸彈，用戶在坐著的時(shí)候需要機(jī)器人來幫忙取放物品等。因此，一些機(jī)器人可以取代人類來做一些工作。無線控制的機(jī)器人可以保證其遠(yuǎn)離用戶工作。例如，過去的無線電自主導(dǎo)航機(jī)器人項(xiàng)目就跟這個(gè)項(xiàng)目類似2。這個(gè)機(jī)器人在物理上適合無線電工作。除了無線電控制之外，藍(lán)牙也是一個(gè)無線傳輸控制機(jī)器人的可用平臺(tái)3。機(jī)器人的動(dòng)作通過藍(lán)牙連接遠(yuǎn)程控制。對(duì)這個(gè)項(xiàng)目來說，這個(gè)機(jī)器人在各個(gè)方向（前，后，左，右）都能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。2.機(jī)械臂的定義機(jī)械臂是通常一種可編程的，跟人的手臂有著相似功能的擬人機(jī)操作手。這樣一個(gè)操縱器的連接部分由一些允許回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（例如在一個(gè)鉸鏈?zhǔn)綑C(jī)器人中）或者平移（線性）運(yùn)動(dòng)的接頭組成4。操縱器的連接部分可以形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈5。操縱器運(yùn)動(dòng)鏈起作用的一端被稱為末端執(zhí)行器，它與人手類似。末端執(zhí)行器被設(shè)計(jì)用來完成想要完成的任務(wù)，例如：焊接，夾緊，旋轉(zhuǎn)等，這取決于應(yīng)用。機(jī)械臂可以自動(dòng)或者被人工控制來高精度的完成一系列任務(wù)。機(jī)械臂可以是固定的，也可以是可以動(dòng)的（例如，帶輪子的），可以應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，也可以家庭服務(wù)。無線可移動(dòng)機(jī)器人也已經(jīng)發(fā)展了好多年6。3.研究方法3.1項(xiàng)目概覽在這個(gè)項(xiàng)目中，軟硬件相結(jié)合會(huì)使系統(tǒng)變得可靠。Arduino Mega會(huì)成為機(jī)器人的接口，無線PS2手柄會(huì)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。項(xiàng)目概覽如圖1所示：3.2系統(tǒng)架構(gòu)表1列出了無線可移動(dòng)機(jī)械手臂的項(xiàng)目規(guī)范。制作這個(gè)規(guī)范的主要目的是列出這個(gè)項(xiàng)目的一些重要部分和確保這個(gè)項(xiàng)目可行并且適合在市場(chǎng)上使用。3.3機(jī)械設(shè)計(jì)圖2列舉了一些機(jī)器人的設(shè)計(jì)，有（a）主體結(jié)構(gòu)手臂機(jī)器人，（b）手臂機(jī)器人設(shè)計(jì)，（c）移動(dòng)搬運(yùn)手臂機(jī)器人。機(jī)械手臂主要有基座、肩膀、肘部、腕部和爪子等五部分組成。對(duì)機(jī)械手來說，像支架、U型架等伺服機(jī)構(gòu)被用來放置馬達(dá)的，都是用鋁來制作的，因?yàn)殇X很輕。爪子部分也是用鋁做的，因?yàn)樗蜋C(jī)械手主體框架結(jié)構(gòu)相似。正如圖2（c）所示，移動(dòng)機(jī)器人的外形尺寸為：長28cm，寬15.5cm，高8.5cm。移動(dòng)機(jī)械手臂的主要材料是亞克力板，因?yàn)樗壮尚?，價(jià)格低，堅(jiān)固并能夠承受馬達(dá)的重量和運(yùn)轉(zhuǎn)。3.4電路設(shè)計(jì)圖3（a）是使用Protens模擬的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人的電路設(shè)計(jì)，圖3（b）表示通過使用PCB巫師軟件，每一個(gè)電子元件都被特定安排來為Arduino Mega創(chuàng)造空間。3.5軟件研發(fā)軟件是一套程序、規(guī)程、算法和與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相關(guān)的文檔。在這個(gè)案例中需要軟件來完成項(xiàng)目的任務(wù)。Arduino集成開發(fā)環(huán)境：Arduino硬件使用一種與C+相似、只有輕微的簡化和修改的線基語言和一種過程基礎(chǔ)的完整開發(fā)環(huán)境為基礎(chǔ)。Proteus 7專業(yè)版：這個(gè)軟件僅僅被用來設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)械臂的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路。因?yàn)闉榱耸箼C(jī)械臂能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，需要像繼電器和晶體管之類的電子元件來實(shí)現(xiàn)。谷歌Sketch Up:整個(gè)項(xiàng)目被分成了兩個(gè)設(shè)計(jì)部分。一部分是機(jī)械臂，另一部分是移動(dòng)機(jī)器人。PCB Wizard:這個(gè)軟件可以用來創(chuàng)造和設(shè)計(jì)接線板里的電子設(shè)備的安放。由于使用的電子元件少，這個(gè)項(xiàng)目會(huì)用單層的接線板。3.6 Arduino Mega 2560正如圖4所示，Arduino Mega 2560是一塊基于ATmega2560單片機(jī)板。它具有54個(gè)輸入輸出接口，包括14個(gè)PWM輸出，16個(gè)模擬輸入，4個(gè)通用異步收發(fā)器（硬件串行端口）1個(gè)16MHz的晶體振蕩器，1個(gè)USB接口，1個(gè)電源插口，1個(gè)ICSP接頭，1個(gè)重置按鈕。它包含了用來支持單片機(jī)所需的所有東西；可以用一條USB連接線輕松的將其連接到電腦上且可以用交流電轉(zhuǎn)直流電的電源適配器或電池來供電。3.7索尼PS2無線手柄這個(gè)項(xiàng)目所使用的PS2無線手柄如圖5所示，使用手柄可以了控制包括爪子和可移動(dòng)機(jī)械臂在內(nèi)的伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。另外，無線手柄相比有線來說有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗梢詿o線地與機(jī)器人交流。手柄的頻率為2.4GHz，并帶有振動(dòng)反饋。它的發(fā)射器和接收器可以分離操作。手柄使用的電源是兩節(jié)3號(hào)電池。4.結(jié)果與討論4.1完成機(jī)器人設(shè)計(jì)圖6展示了無線移動(dòng)機(jī)械臂的完整機(jī)械結(jié)構(gòu)。在不工作時(shí)機(jī)器人的外形尺寸為29X19X25.5cm，重量為1.55Kg。4.2無線移動(dòng)機(jī)械臂的分析圖7展示的是移動(dòng)機(jī)器人的輪子的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人可以前進(jìn)、后退、右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)。當(dāng)按下手柄的按鈕時(shí)，LED燈會(huì)點(diǎn)亮。輸入的電源供應(yīng)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人來說是很重要的，因?yàn)樗梢钥刂扑欧妱?dòng)機(jī)的速度。因此表2展示了機(jī)器人在不同電壓供給下行走一米的分析。正如表格所示，電壓降低，機(jī)器人行走一米的時(shí)間會(huì)延長。但是，當(dāng)供給電壓為6V時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。因此可以得到結(jié)論，移動(dòng)機(jī)器人的電壓供給與運(yùn)行速度成反比。4.3機(jī)械臂的運(yùn)作圖8列舉了移動(dòng)機(jī)器人的工作場(chǎng)所。機(jī)器人的工作場(chǎng)所在一個(gè)旋轉(zhuǎn)控制器中。它包含了代表自由度的軸。對(duì)這個(gè)項(xiàng)目來說，機(jī)器人有4個(gè)自由度機(jī)械手臂的承載能力取決于伺服電動(dòng)機(jī)的力量。如果載荷超過了伺服電機(jī)的力量，會(huì)造成伺服電機(jī)不工作，和更多的電流消耗。表3展示了機(jī)械臂的不同載重量。由于只是原型設(shè)計(jì)，機(jī)械臂的載重量非常小。4.4無線PS2手柄的應(yīng)用無線移動(dòng)機(jī)械臂可以移動(dòng)，并可以用PS2無線手柄來控制。在這個(gè)項(xiàng)目中，機(jī)器人的原型隨著手柄的按鈕同時(shí)動(dòng)作。14個(gè)LED燈對(duì)應(yīng)著手柄的按鈕，按下按鈕燈就會(huì)亮。圖9（a）展示了基于編程代碼的手柄導(dǎo)航，9（b）展示了每一個(gè)按鈕所代表的LED燈。手柄的頻率為2.4GHz無線頻率，最大操作距離為8米，45度。如果手柄的電池電量降低，信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)降低。因此接收器和發(fā)射器之間的連接就會(huì)斷開。表4展示了機(jī)器人的有效工作距離。4.5伺服電動(dòng)機(jī)的分析伺服電機(jī)是三線輸出的。其中兩個(gè)是電源和接地接口，另外一個(gè)是對(duì)馬達(dá)進(jìn)行位置反饋的。PS2無線手柄會(huì)控制伺服電機(jī)的定位。機(jī)器人的首要位置是伺服電機(jī)的90度位置。圖10展示的是不同的脈沖寬度進(jìn)入伺服電機(jī)的信號(hào)線時(shí)的不同位置角度。4.6電路分析正如圖5所示，這個(gè)項(xiàng)目所有的電路將有3種電源供給。對(duì)電源供應(yīng)3來說，LM7806的調(diào)節(jié)電壓為6V12V，因?yàn)檫@是給私服系統(tǒng)供電的最大電壓。相比鋰電池來說，使用可充電且電壓高的鉛酸電池，可以使伺服電動(dòng)機(jī)正常工作。5.總結(jié)總的來說，這個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)：開發(fā)出了無線移動(dòng)機(jī)械臂的軟件和硬件，實(shí)現(xiàn)了取放物體的系統(tǒng)操作，測(cè)試機(jī)器人滿足目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。從已做的分析可以看出，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)是精確的，易操作的且用戶友好的。機(jī)器人的動(dòng)作（包括移動(dòng)和機(jī)械臂部分可以被無線控制）表明了移動(dòng)機(jī)器人的成功研發(fā)。這個(gè)機(jī)器人的原型有望解決一些像放置或拿起遠(yuǎn)離使用者的物體以及以最快速簡單的方式放置或拿起有危險(xiǎn)的物體的問題。6.建議總體來說，機(jī)器人程序運(yùn)作的像計(jì)劃一樣順暢。對(duì)以后的建議是，希望機(jī)器人可以安卓一個(gè)攝像頭來觀察并在顯示屏上顯示。除此之外，機(jī)器人原型的材料也可以升級(jí)一下，這樣機(jī)器人的承載能力就會(huì)加強(qiáng)且可以做多功能操作。7.致謝感謝項(xiàng)目管理員Reza Ezuan Bin Samin工程師和Babul Salam Bin KSM Kader Ibrahim教授對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的鼓勵(lì)和支持，也感謝共事的朋友們?cè)陧?xiàng)目期間提供的幫助以及在遇到問題時(shí)他們的寶貴想法。參考文獻(xiàn)1R.C.Luo, K.L.Su,.A multi agent multi sensor based real-time sensory control system for intelligent security robot. IEEE International Conference on Robotics and Automation, vol. 2, 2003, pp.2394 .2399. 2Tan, Ming Chun (2005). Autonomous Robot Navigation using Radio Frequency. Bachelor Project. Thesis. Universiti Teknologi Malaysia, Skudai. 3Jennifer Bray, Charles F. Sturman (2002). “Bluetooth: connect withuot cables”, Upper Saddle river, New Jersey: Prentice-Hall PTR.4Robot entry, http:/education.yahoo.com/reference/dictionary/entry/robot accessed on 7th April 2012 at 2.00p.m. 5D.L. Pieper. The kinematics of manipulators under computer control. PhD Thesis, Stanford University, Department of Mechanical Engineering, 1968. 6L.Feng, J.Borenstein, D. Wehe, A Completely Wireless Development System for Mobile Robots.ISRAM conferecence, Montpellier, France, May 2730, 1996, pp.571-576.承諾書經(jīng)認(rèn)真檢查，本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫符合中國海洋大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范（試行）的要求。如有三處（含）以上不符合該規(guī)范，自愿放棄本次畢業(yè)答辯。承諾人： 年 月 日網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì) 畢業(yè)答辯 導(dǎo)師 謝迎春答辯人 姜杰專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 目錄 設(shè)計(jì)參數(shù) 方案設(shè)計(jì) 1 2 3 4 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 研究背景和內(nèi)容 5 設(shè)計(jì)計(jì)算 行走方案 6 總結(jié) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 研究背景 世界上第二大球類運(yùn)動(dòng) 網(wǎng)球訓(xùn)練 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 研究內(nèi)容 設(shè)計(jì)一款網(wǎng)球撿球機(jī) 解決同類產(chǎn)品的中可能出現(xiàn)的卡球和傷球現(xiàn)象 并具有高效率和無遺漏的特點(diǎn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 設(shè)計(jì)參數(shù) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 初始方案 方案設(shè)計(jì) 原理示意圖 三維建模 可伸縮手推桿 車身 扇葉 同步帶 存在主要問題1 轉(zhuǎn)彎問題2 撿球數(shù)量問題3 不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 最終方案 3 2 1 4 5 1 網(wǎng)球 2 球道 3 同步帶帶輪 4 撥板 5 同步帶 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 三維建模 撿球機(jī)構(gòu) 直流電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 聯(lián)軸器 萬向輪 收集裝置 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 1 球籃的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) 撿球數(shù)量 100個(gè) 球籃主要參數(shù) 長 寬 高 0 3 0 4 0 3m 設(shè)計(jì)計(jì)算 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 2 同步帶的設(shè)計(jì) 結(jié)合網(wǎng)球的直徑以及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 選定的同步帶及帶輪的主要參數(shù)為 1 選取帶型H 帶型節(jié)距12 7mm 2 帶寬76 2mm 3 帶輪齒數(shù)20 節(jié)徑80 85mm 4 撥板的距離250mm 3 球道的設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 設(shè)計(jì)依據(jù) 場(chǎng)地網(wǎng)球的主要分布情況及網(wǎng)球的直徑 402 18 27 2 3 1 2 52個(gè) 式中 撿球機(jī)在單位時(shí)間里遇到網(wǎng)球的數(shù)量 個(gè) s 區(qū)域內(nèi)網(wǎng)球的數(shù)量 個(gè) A 該區(qū)域的面積 2 v 撿球機(jī)的行走速度 m s d 撿球機(jī)的撿球?qū)挾?m 因此設(shè)定球道數(shù)為3 球道寬77mm 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 球道的三維模型 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 4 同步帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選取 負(fù)載主要包括 網(wǎng)球的重量 同步帶的重量 同步帶輪的質(zhì)量 經(jīng)計(jì)算負(fù)載的總質(zhì)量為10 78kg 所需電機(jī)功率為26 41w 總扭矩為0 171N m 最終選取的電機(jī)為東莞市威邦機(jī)電有限公司生產(chǎn)的直流電機(jī) 所選電機(jī)的型號(hào)為 4D40 24 其主要參數(shù)為 選擇減速比為50的齒輪箱 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 5 同步帶軸的設(shè)計(jì)與校核 03 1 1 112 30 039262 9 61 確定最小直徑 具體計(jì)算過程見論文 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 彎矩 扭矩的主要計(jì)算值 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 載荷分析圖 按照彎扭合成應(yīng)力計(jì)算得 2 2 1033 242 0 6 283 78 2315 94 3 31MPa 滿足要求 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 6 驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)的選擇 經(jīng)計(jì)算 車輪的轉(zhuǎn)速為175r min 摩擦轉(zhuǎn)矩為2N m 因此最終選取的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為常州康達(dá)通用電氣有限公司生產(chǎn)的86精密行星減速步進(jìn)電機(jī) 其主要參數(shù)為 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 主要標(biāo)準(zhǔn)件的選取 1 軸承的選取深溝球軸承61801 2 聯(lián)軸器的選取GY1凸緣聯(lián)軸器 3 主要固定采用螺栓 螺母 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 行走方案 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 總結(jié) 1 撿球機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)2 撿球機(jī)零部件參數(shù)計(jì)算 以及選取3 撿球機(jī)三維圖及二維CAD圖紙繪制4 撰寫畢業(yè)論文 請(qǐng)各位老師批評(píng)指正 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯 謝謝 分類號(hào)密級(jí) UDC 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 姜杰 學(xué)號(hào) 080242011013 指導(dǎo)教師 謝迎春 院、系、中心 工程學(xué)院機(jī)電工程系 專業(yè)年級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2011級(jí) 論文答辯日期 2015 年 6 月 4 日 中 國 海 洋 大 學(xué)7網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)設(shè)計(jì) 完成日期： 指導(dǎo)教師簽字： 答辯小組成員簽字： 摘 要隨著網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的不斷普及，越來越多的網(wǎng)球愛好者開始投身于網(wǎng)球鍛煉中來，而在網(wǎng)球訓(xùn)練時(shí)，網(wǎng)球的使用量非常大，頻繁撿起隨機(jī)散落在很大范圍內(nèi)的網(wǎng)球是一件耗時(shí)耗力的工作，且不是每個(gè)人都能像專業(yè)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員一樣擁有屬于自己的球童，因此高效的自動(dòng)撿球機(jī)會(huì)為訓(xùn)練者們提供便利，節(jié)省時(shí)間。本課題研究目的在于設(shè)計(jì)一款網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)，使其具有高效和不遺漏的特點(diǎn)，并盡可能解決卡球、傷球的問題。本次設(shè)計(jì)完成了撿球機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和分析，以及三維圖和二維圖紙的繪制，最終完成了網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)的整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：撿球機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；控制系統(tǒng)AbstractWith the continuous popularization of tennis，a growing number of tennis enthusiasts begin to come into tennis exercise。And in the tennis training，the usage of tennis ball is very large，its a time-consuming and effort-consuming work to frequently pick up the tennis balls which are scattered in a wide range，but not everyone could have their own caddie just like the professional tennis players，so high-efficiency automatic tennis ball pick-up machine will provide convenience for the trainers，and save time。The main purpose of the topic is to design a kind of automatic tennis ball pick-up machine which has the characteristics of high efficiency and not missing，and solve the problem of ball stuck and damage。This topic deals with kinematic precept design，calculation and analysis of components and parts，and three-dimensional diagram and two-dimensional drawing，finally finish design of the automatic tennis ball pick-up machine。Keys：Agency to pick up the ball；Driving system；Control system目 錄1 緒論11.1課題的研究背景11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3本章小結(jié)42 總體方案設(shè)計(jì)52.1設(shè)計(jì)要求52.2關(guān)鍵問題52.3方案的選擇和確定52.4整體方案三維圖72.5本章小結(jié)83 機(jī)械結(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計(jì)與校核93.1撿球籃的尺寸93.2撿球機(jī)行走速度的計(jì)算103.3同步帶的設(shè)計(jì)113.4球道的設(shè)計(jì)123.5撿球機(jī)同步帶電機(jī)的選擇133.6同步帶軸的設(shè)計(jì)與校核153.6.1求軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1153.6.2初步確定軸的最小直徑163.6.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163.6.4計(jì)算軸上的載荷183.6.5按照彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度193.7車輪的選擇193.8驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)的選擇193.9車輪軸的設(shè)計(jì)與校核213.9.1確定軸的最小直徑213.9.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)213.9.3軸的校核223.10本章小結(jié)234 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)244.1行進(jìn)方案的確定244.2 單片機(jī)的選用244.3本章小結(jié)25總結(jié)與展望26總結(jié)26展望26參考文獻(xiàn)27致謝291 緒論1 緒論1.1課題的研究背景根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（International Federation of Robotics, IFR）2014年發(fā)布的服務(wù)機(jī)器人研究報(bào)告，2013年個(gè)人和家用服務(wù)機(jī)器人的銷量在全球范圍內(nèi)大約為四百萬臺(tái)，相比2012年同比增長28%，粗略統(tǒng)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模約為17億美元，據(jù)估計(jì)，未來2014到2017年之間將會(huì)有3100萬臺(tái)個(gè)人服務(wù)機(jī)器人售出1。這也就意味著在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)?huì)有持續(xù)而強(qiáng)勁的增長，服務(wù)機(jī)器人將越來越多的走進(jìn)人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中。根據(jù)中國網(wǎng)球協(xié)會(huì)官方最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2008 年，憑借著鄭潔溫網(wǎng)殺入四強(qiáng)和李娜的奧運(yùn)會(huì)四強(qiáng)，國人網(wǎng)球熱情空前高漲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國網(wǎng)球人口現(xiàn)已經(jīng)突破900 萬。而隨著李娜在法網(wǎng)和澳網(wǎng)奪冠，國際女子職業(yè)網(wǎng)聯(lián)（WTA，Womens Tennis Association）官網(wǎng)甚至認(rèn)為，李娜的大滿貫冠軍將為中國增加3億網(wǎng)球人口2。網(wǎng)球作為世界第二大球類運(yùn)動(dòng)，正在受到越來越多人的關(guān)注和喜愛，網(wǎng)球愛好者在進(jìn)行網(wǎng)球訓(xùn)練過程中，網(wǎng)球的使用數(shù)量巨大，短時(shí)間內(nèi)需要頻繁撿起散落在很大范圍內(nèi)的網(wǎng)球是一件耗時(shí)耗力的工作，而每個(gè)人不會(huì)像專業(yè)運(yùn)動(dòng)員一樣擁有自己的球童，因此網(wǎng)球訓(xùn)練亟需自動(dòng)撿球機(jī)器人來輔助，為每位網(wǎng)球愛好者提供便利，節(jié)省時(shí)間。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前市場(chǎng)上的網(wǎng)球撿球機(jī)構(gòu)比較少，較為經(jīng)濟(jì)、方便的網(wǎng)球撿球機(jī)構(gòu)大多以人工操作為主。網(wǎng)球筐是目前市場(chǎng)上最為常見的產(chǎn)品方案，如圖1-1，1-2所示，其工作原理很簡單，用力下壓將球擠進(jìn)球籃里，球籃網(wǎng)格的尺寸相比網(wǎng)球略小，保證網(wǎng)球進(jìn)入球籃之后不會(huì)掉落，同時(shí)在不撿球時(shí)，可以將支架倒轉(zhuǎn)使其站立，輔助網(wǎng)球訓(xùn)練，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，價(jià)格便宜。圖1-1 網(wǎng)球籃圖1-2 網(wǎng)球籃另外一種與網(wǎng)球籃的工作原理比較相似的網(wǎng)球撿球機(jī)構(gòu)是網(wǎng)球筒，如圖1-3、1-4所示3，其結(jié)構(gòu)相比網(wǎng)球籃更加簡單，主要由球筒、手柄和收球部分組成。擠壓將球收進(jìn)球筒之后，單向通過的收球裝置，保證網(wǎng)球不會(huì)掉落。圖1-4 網(wǎng)球筒圖1-3 網(wǎng)球筒以上兩種撿球機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，使用方便，但也存在較多的缺點(diǎn)，撿球過程中對(duì)網(wǎng)球的損傷較大，且容易卡球，需要人工尋找并對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)球，效率低，且一次只能撿一個(gè)球，同時(shí)網(wǎng)球筒一次撿球數(shù)量很小，當(dāng)網(wǎng)球數(shù)量較多時(shí)，撿球難度會(huì)大大增加。綜合來看，網(wǎng)球籃和網(wǎng)球筒相對(duì)比較原始，由于成本低，適用于網(wǎng)球較少的訓(xùn)練場(chǎng)景，但是與今后網(wǎng)球撿球機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)不符，具有明顯的局限性。目前市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一類手推式網(wǎng)球撿球車，如圖1-5所示。這種撿球機(jī)的主要特點(diǎn)是：可伸縮球籃架，可循環(huán)換籃，拾球數(shù)量沒有限制；輪子采用高級(jí)耐磨PU材料，不傷網(wǎng)球場(chǎng)；撿球直徑可以達(dá)到100cm4。其主要工作原理是人推動(dòng)小車前進(jìn)，球順著球道進(jìn)入輪子之間，輪子的摩擦力將球夾住，帶入球籃之中，這種撿球車頁存在不少的缺點(diǎn)：需要人工操作，撿球過程容易對(duì)球產(chǎn)生損傷，且價(jià)格偏高，普通人消費(fèi)不起。圖1-5 波力網(wǎng)球撿球機(jī)SS-401國外的與網(wǎng)球撿球機(jī)的研究也并不是很多，可以找到的研究基本都是設(shè)計(jì)專利，如圖1-6，1-7所示5,6。圖1-6 國外網(wǎng)球撿球機(jī)專利圖1-7 國外網(wǎng)球撿球機(jī)專利其中，圖1-6是一款與網(wǎng)球籃相似的網(wǎng)球撿球機(jī)構(gòu)，使用時(shí)操作者握住手柄，推動(dòng)撿球機(jī)前進(jìn)，同時(shí)將球卡進(jìn)中間的球籃，其結(jié)構(gòu)同樣簡單，但是效率低下，且容易漏球。圖1-7是一款自動(dòng)網(wǎng)球撿球機(jī)，這款網(wǎng)球撿球機(jī)基本實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)撿網(wǎng)球，其主要撿球原理是：撿球機(jī)在前進(jìn)過程中，網(wǎng)球累積在擋板上，擋板運(yùn)動(dòng)將球抬升進(jìn)入后面的球筐里。這款網(wǎng)球撿球機(jī)存在著明顯的設(shè)計(jì)缺陷，因?yàn)樵趽烨蜻^程中必然會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)球停在擋板下方的情況，這會(huì)導(dǎo)致?lián)烨驒C(jī)被卡住的情況，進(jìn)而造成電機(jī)燒毀等嚴(yán)重后果。1.3本章小結(jié)本章主要講述了文獻(xiàn)檢索之后的主要成果，對(duì)現(xiàn)有的撿球機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行查閱、分析，對(duì)目前存在的撿球機(jī)主要工作原理有了比較詳細(xì)的了解，有助拓寬視野，發(fā)散思維，同時(shí)比較各種撿球方式的優(yōu)缺點(diǎn)，利于之后的撿球機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。2 總體方案設(shè)計(jì)2 總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求本課題的主要設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)一款高效的網(wǎng)球自動(dòng)撿球機(jī)，盡可能解決同類產(chǎn)品中可能出現(xiàn)的卡球和傷球現(xiàn)象，并使其具有無遺漏的特點(diǎn)。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-1所示表2-1 設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目指標(biāo)1.一次撿球數(shù)量/個(gè)1002.一次撿球周期/min10002.2關(guān)鍵問題（1）撿球方式的選擇；（2）傳動(dòng)方式的選擇；（3）行走速度分析；（4）球道數(shù)選擇。2.3方案的選擇和確定針對(duì)本課題，經(jīng)過一段時(shí)間的查找資料，參考現(xiàn)有的相關(guān)設(shè)計(jì)，首先提出的方案是利用智能機(jī)械手臂實(shí)現(xiàn)撿球動(dòng)作，這種方案雖然原理簡單，但是實(shí)現(xiàn)起來比較困難，對(duì)系統(tǒng)控制的要求高，機(jī)械結(jié)構(gòu)的精度要求更高，且一次只能撿起一個(gè)球，效率很低，高額的成本也導(dǎo)致這種方案不適用于普通的網(wǎng)球訓(xùn)練，因此機(jī)械手臂的方案得到否定。其次提出的撿球機(jī)構(gòu)方案如下圖2-1所示，其主要原理為：撿球機(jī)采用后輪驅(qū)動(dòng)的方式，兩個(gè)后輪分別用步進(jìn)電機(jī)控制，便于控制車速，通過差速實(shí)現(xiàn)拐彎作業(yè)，前輪由輪軸連接，在撿球車前進(jìn)過程中，后輪驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)，前輪軸上的同步帶，可以帶動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)將到達(dá)車前的網(wǎng)球撥入后置的球籃里。圖2-1 扇葉式撿球機(jī)構(gòu)原理圖針對(duì)此方案，進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)與計(jì)算，并繪制了三維圖，如圖2-2所示，手柄設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是手自一體化，首先設(shè)計(jì)的是手動(dòng)式，因此起初設(shè)計(jì)時(shí)并沒有將后輪的步進(jìn)電機(jī)加進(jìn)去。圖2-2 扇葉式撿球機(jī)此設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)過程中，也發(fā)現(xiàn)不少問題：（1）轉(zhuǎn)彎問題。起初在考慮后輪驅(qū)動(dòng)，通過變速轉(zhuǎn)彎時(shí)，沒有考慮前輪的轉(zhuǎn)彎問題，由于兩個(gè)前輪通過一根輪軸連接，因此當(dāng)后輪差速拐彎時(shí)，前輪沒辦法同時(shí)跟著后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，前輪的運(yùn)動(dòng)變成側(cè)向滑動(dòng)，摩擦力大，輕則損傷車輪，重則無法拐彎燒毀電機(jī)。（2）撿球數(shù)量問題。由于撿球機(jī)構(gòu)的限制，撿網(wǎng)球過程中網(wǎng)球的抬升高度無法很高，且為了提升裝球數(shù)量，不得不把球籃做成斜坡形式，導(dǎo)致后面球籃很小，可以裝球的數(shù)量無法達(dá)到預(yù)期的100個(gè)。且網(wǎng)球提升過程中由于斜坡短，提升速度較快，網(wǎng)球可能飛出去。由于各種缺點(diǎn)，此方案也得到了否定。最終，提出的設(shè)計(jì)方案如圖2-3所示，其主要工作原理為：由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過三個(gè)大小相同的同步帶帶輪帶動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)，在撿球機(jī)前進(jìn)過程中，同步帶上的撥板將網(wǎng)球沿斜坡送入后置的球籃之中。43521圖2-3 同步帶加撥板原理圖1網(wǎng)球；2球道；3同步帶帶輪；4撥板；5同步帶本方案的設(shè)計(jì)由方案二演變而來，兩個(gè)同步帶輪被三個(gè)同步帶輪所替換，帶撥板的同步帶替代了扇葉，使用電機(jī)帶動(dòng)同步帶的主要目的是提高球道的高度，提高裝球數(shù)量。相比前兩種方案，本方案的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，制造難度低；不會(huì)出現(xiàn)卡球、傷球的現(xiàn)象；可盛裝網(wǎng)球數(shù)量大，可以滿足撿球要求。2.4整體方案三維圖經(jīng)過不斷地設(shè)計(jì)計(jì)算，選取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)零部件，并進(jìn)行其余零部件的設(shè)計(jì)繪圖，最終得到撿球機(jī)的總體裝配圖如圖2-4所示。從圖中可以看出，車身前面的小車輪加支架為撿球機(jī)的收集裝置，在撿球機(jī)前進(jìn)過程中最大限度的收集網(wǎng)球，并將球引導(dǎo)進(jìn)入球道，同時(shí)很好的避免了球在進(jìn)入球道之前四處亂竄和不進(jìn)入球道的問題，收集裝置前方的車輪主要起導(dǎo)向作用，同時(shí)支撐收集裝置支架，避免其發(fā)生形變。圖2-4 整體方案三維建模2.5本章小結(jié)本章主要講述的是撿球機(jī)撿球方案的確定過程，經(jīng)過不斷地設(shè)計(jì)篩選，最終確定了一套相對(duì)合理，缺點(diǎn)少，易于實(shí)現(xiàn)的方案，為撿球機(jī)整體設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。3 機(jī)械結(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計(jì)與校核3 機(jī)械結(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計(jì)與校核3.1撿球籃的尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)要求：一次撿球數(shù)量100個(gè)。按照標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)球的直徑要求65.41mmd68.58mm進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，理想狀況下，盛放100個(gè)網(wǎng)球所需要的最小容積為Vmin=43(dmin2)3n=43(65.4110-32)3100=0.0146m3 （3-1）而盛放100個(gè)網(wǎng)球所需要的最大容積為Vmax=dmax3n=(68.5810-3)3100=0.0323m3 （3-2）式中，V撿球機(jī)撿球籃的容積，m3； dmax單個(gè)網(wǎng)球的最大直徑，m； dmin單個(gè)網(wǎng)球的最小直徑，m； n撿球籃所裝網(wǎng)球的數(shù)量，個(gè)。因此撿球籃的容積V需要滿足的理論條件為：VminV100個(gè)，因此撿球籃的實(shí)際體積應(yīng)該大于最大容積Vmax，參考球道以及撿球車整體機(jī)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，確定撿球筐的內(nèi)部容積基本尺寸為0.30.40.3m，分別為長，寬，高。驗(yàn)算撿球籃能否滿足一次撿球，可裝球100個(gè)以上，實(shí)際撿球籃的容積為V=abh=0.30.40.3=0.036m30.0323m3 （3-3）式中，V撿球籃的實(shí)際容積，m3； a撿球籃的內(nèi)部長度，m； b撿球籃的內(nèi)部寬度，m； h撿球籃的內(nèi)部高度，m。因此滿足條件，可以使用。創(chuàng)建撿球籃的三維圖如圖3-1，3-2所示，其中圖3-1為撿球籃的整體三維圖，圖3-2為撿球籃頂部掛鉤特寫，考慮到撿球機(jī)撿球之后取球的便利，決定在撿球籃中放置球網(wǎng)，因此掛鉤的作用為固定球網(wǎng)，同時(shí)利于球網(wǎng)的取出。圖3-2 撿球籃特寫圖3-1 撿球籃三維圖圖3-2 撿球籃特寫圖3-1 撿球籃三維圖3.2撿球機(jī)行走速度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)球場(chǎng)地的尺寸如圖3-3所示，由圖中可以看出網(wǎng)球場(chǎng)的賽場(chǎng)尺寸23.77m8.23m，而球場(chǎng)的總體尺寸為36.57m18.27m，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的要求一次撿球所需時(shí)間為10min，考慮到直線行走的速度會(huì)比轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度快，所以可以假定撿球機(jī)覆蓋全場(chǎng)的直線距離行走時(shí)間為5min，按照設(shè)計(jì)參數(shù)要求，撿球機(jī)撿球范圍1000mm，假定其所覆蓋的撿球范圍就是1000mm，則粗略估計(jì)撿球機(jī)的行走速度為：v=btnl=18.2756036.5712.23m/s （3-4）圖3-3 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)球場(chǎng)地（單位：mm）式中，v撿球機(jī)的行走速度，m/s； b網(wǎng)球場(chǎng)地的寬度，m； t撿球機(jī)走完覆蓋全場(chǎng)直線距離所需時(shí)間，s； n網(wǎng)球場(chǎng)地的長度，m； l撿球機(jī)撿球的寬度，m。考慮到實(shí)際情況，將撿球機(jī)的行走速度初步設(shè)定為2.3m/s。3.3同步帶的設(shè)計(jì)考慮到標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)球的最大直徑68.58mm，因此球道的寬度dd68.58mm，根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)表1-897，選取帶寬代號(hào)300，帶寬76.2mm，選取帶型H，查表1-87，得知同步帶的節(jié)距12.7mm，考慮到每秒鐘遇到的球的數(shù)量約為三個(gè)，三個(gè)球在同一個(gè)球道的概率雖然很小但是需要考慮，三個(gè)網(wǎng)球的最大的寬度為368.58mm=205.74mm，因此設(shè)定同步帶上撥板的距離為250mm，設(shè)定同步帶的帶速為250mm/s?？紤]到實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)選取的同步帶是三個(gè)大小相同的同步帶輪，按照要求帶輪齒數(shù)zzmin（帶輪最小齒數(shù)），參照表1-92，假定帶輪轉(zhuǎn)速n1900r/min,得知H型帶的最低齒數(shù)要求為14，而在帶速和安裝尺寸允許的情況下，帶輪齒數(shù)可以盡可能選取較大值，因此參照表1-104，選取帶輪齒z=20，節(jié)徑d=80.85mm，外徑d0=79.48mm。驗(yàn)算帶輪選擇是否合理，按照選定齒數(shù)進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)速n1=vd=2506080.85=59.09r/mind2+l=80.852+100=140.43mm （3-6）式中，h1同步帶帶輪的高度，mm； d同步帶帶輪的節(jié)徑，mm； l同步帶撥板的長度，mm?？紤]到實(shí)際情況，同步帶帶厚等因素，取同步帶最低帶輪的高度為150mm。3.4球道的設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定，一次撿球數(shù)量100個(gè)，假定網(wǎng)球練習(xí)者一次練習(xí)，發(fā)球數(shù)量100個(gè)，考慮到實(shí)際情況，網(wǎng)前和邊線處網(wǎng)球數(shù)量相對(duì)集中，在多數(shù)球過網(wǎng)的情況下，分布在邊線處的網(wǎng)球數(shù)量相對(duì)更高，因此假定邊線附近區(qū)域（2m18.27m范圍內(nèi)）網(wǎng)球的數(shù)量為40個(gè)，網(wǎng)前（4m18.27m）的數(shù)量為20個(gè)，其余40個(gè)網(wǎng)球隨機(jī)分布在網(wǎng)球場(chǎng)地的其他區(qū)域。設(shè)定網(wǎng)球撿球機(jī)的撿球?qū)挾葹?m，則撿球機(jī)在單位時(shí)間里遇到網(wǎng)球的數(shù)量為（按照網(wǎng)球最密集區(qū)域進(jìn)行計(jì)算）vn=nsAvd=40218.272.31=2.52個(gè)/s （3-7）式中，vn撿球機(jī)在單位時(shí)間里遇到網(wǎng)球的數(shù)量，個(gè)/s； ns區(qū)域內(nèi)網(wǎng)球的數(shù)量，個(gè)； A該區(qū)域的面積，m2； v撿球機(jī)的行走速度，m/s； d撿球機(jī)的撿球?qū)挾龋琺。根據(jù)上式計(jì)算的結(jié)果，得到單位時(shí)間里撿球的個(gè)數(shù)，因此設(shè)定撿球機(jī)的球道數(shù)為3?？紤]到撥板的寬度為76.2mm，以及安裝偏差問題，設(shè)定球道的寬度為77mm，球道的高度設(shè)定主要與撿球籃的高度以及撿球機(jī)主體部分與地面高度相關(guān)，其相關(guān)的尺寸在二維圖紙有詳細(xì)表示，在這里不做贅述。其最終的三維建模如圖3-4，3-5所示，其中圖3-4是球道的主體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3-5是球道的固定裝置的特寫，由于球道為懸空狀態(tài)，因此將其固定在撿球籃上，起到固定和支撐的作用。圖3-5 球道特寫圖3-5 球道特寫圖3-4 球道三維圖3.5撿球機(jī)同步帶電機(jī)的選擇首先確定撿球機(jī)同步帶的負(fù)載，其只要負(fù)載特性如下：網(wǎng)球的重量。設(shè)計(jì)所得的球道的長度約為470mm，考慮到單個(gè)網(wǎng)球的最大直徑68.58mm，撥板的厚度5mm，以及撥板之間的距離250mm，因此同時(shí)最多存在兩個(gè)撥板在球道上方，球道上最多存在n1=6個(gè)網(wǎng)球，單個(gè)網(wǎng)球的最大重量m1=58.5g;同步帶的重量。同步帶型號(hào)H，采取最常用材料，其密度為2=0.448kg/m，同步帶的總長l2=1464.64mm，同步帶的數(shù)量為n2=3條。同步帶上的撥板材料與同步帶材料相同，每條同步帶撥板的數(shù)量為n3=6個(gè)，因此撥板的總長度為l3=60.13=1.8m。同步帶輪的質(zhì)量。同步帶輪的材料是尼龍，使用SolidWorks軟件賦予模型尼龍材料，計(jì)算得到帶輪的重量為m4=373g/個(gè)，帶輪的個(gè)數(shù)為n4=9個(gè)。根據(jù)公式計(jì)算同步帶的負(fù)載為m=m1n1+2l2n2+2l3n3+m4n4=10.78Kg （3-8）同步帶的速度為v=0.25m/s,因此可以求得電機(jī)的功率為P=Fv=10.789.80.25=26.41W （3-9）式中，P電動(dòng)機(jī)的有效功率，W； F電動(dòng)機(jī)上作用的力，N； v電動(dòng)機(jī)的線速度。因此，電動(dòng)機(jī)的總功率P0為P0=P （3-10）式中，電機(jī)的機(jī)械效率。根據(jù)角速度和線速度的關(guān)系式v=r，推導(dǎo)得到帶輪的角速度為=vr=0.2580.85210-36.18rad/s （3-11）式中，同步帶帶輪的角速度，rad/s； r同步帶帶輪的節(jié)徑，m。而同步帶帶輪的轉(zhuǎn)速為59.09r/min60r/min，假設(shè)帶輪在0.1s時(shí)間內(nèi)加速到60r/min的角速度，則可以計(jì)算得到軸的角加速度為=t=6.18-00.1-0=61.8rad/s2 （3-12）在這里可以將同步帶帶輪看成圓柱體，則可以計(jì)算得到扭矩為M=J=mr22式中，M帶輪的扭矩，Nm； J帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kgm2； 帶輪的角加速度，rad/s2。由此可以得到每個(gè)帶輪的扭矩為M1=mr22=0.3730.0404252261.8=0.019Nm （3-13）帶輪的總扭矩為M=M133=0.01933=0.171Nm由上述計(jì)算結(jié)果可知，所選電機(jī)的基本參數(shù)需為：轉(zhuǎn)速60r/min，扭矩0.171Nm，經(jīng)過不斷地篩選，最終選定東莞市威邦機(jī)電有限公司生產(chǎn)的直流電機(jī)，所選電機(jī)的型號(hào)為：4D40-24，其主要參數(shù)如表3-1所示8表3-1 直流電機(jī)主要參數(shù)額定電壓/V額定功率/W空載轉(zhuǎn)速/(r/min)空載電流/A額定轉(zhuǎn)速/( r/min)額定轉(zhuǎn)矩/(kgcm)額定電流/A馬達(dá)重量/kg244031000.830001.32.11.8齒輪箱的主要參數(shù)如表3-2所示表3-2 齒輪箱參數(shù)表減速比33.6567.591012.5輸出軸轉(zhuǎn)速r/min1033861620517413344310248允許力矩Nm0.300.360.500.600.750.901.001.25kgfcm3.063.675.096.17.649.1710.212.73減速比1820253036405060輸出軸轉(zhuǎn)速r/min17215512410386786252允許力矩Nm1.802.002.252.703.243.604.504.48kgfcm18.3320.3622.9525.7433.0436.7145.9049.80由上表可知，選擇減速比為50的齒輪箱。電池的選擇，經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查，最終選定瑋孚24V，4Ah鋰電池9，其主要參數(shù)如表3-3所示表3-3 電池主要參數(shù)電壓容量重量/kg電壓范圍24V 4Ah0.720V-29.2V電芯放電接頭充電接頭18650動(dòng)力鋰電芯T型放電母頭DC工業(yè)母頭3.6同步帶軸的設(shè)計(jì)與校核已知電機(jī)的功率為40w，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min，經(jīng)齒輪箱減速后，額定轉(zhuǎn)速為62r/min。3.6.1求軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1同步帶軸與電機(jī)通過聯(lián)軸器連接，其傳動(dòng)效率為=0.98，則P1=P=400.98=39.2W （3-14）已知轉(zhuǎn)速n1=62r/min，于是T3=9550000P1n1=95500000.0392626038.064Nmm （3-15）3.6.2初步確定軸的最小直徑根據(jù)公式，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為T=TWTT0.2d3T （3-16）式中，T扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T軸所受到的扭矩，Nmm； WT軸的抗扭截面系數(shù)，mm3； T許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-310，取A0=112，于是可以得到dmin=A03P1n1=11230.039262=9.61mm （3-17）由于軸與軸承和聯(lián)軸器直接連接，因此軸的最小直徑為軸承與聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸的直徑dI-II與聯(lián)軸器和軸承孔徑大小相適應(yīng)，故需要同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1，查機(jī)械設(shè)計(jì)表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA=1.3，于是Tca=KAT1=1.36038.064=7849.48Nmm （3-18）按照規(guī)定，計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)該小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，根據(jù)所選的電機(jī)輸出軸徑12mm，查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-軸及其連接件設(shè)計(jì)表3-1411，選取GY1凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為25000Nm。聯(lián)軸器的孔徑dI=12mm，故取dI-II=12mm，聯(lián)軸器的外圍直徑為D=80mm，聯(lián)軸器與軸配合的轂孔的長度L1=32mm。3.6.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)工藝性要求，軸的結(jié)構(gòu)越簡單越好，在滿足使用要求的前提下，盡可能地簡化軸的結(jié)構(gòu)。初定軸的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示VIIVIIVIIIVIII圖3-6 軸的結(jié)構(gòu)示意圖（1）軸上零件的裝配方案由于軸上的零件的選取均是根據(jù)實(shí)際情況來定的，同步帶輪的大小相同，考慮到帶輪的安裝問題，主要的軸向定位都是通過套筒實(shí)現(xiàn)。（2）根據(jù)軸向定位的要求來確定軸的各段的直徑和長度1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，故I-II的直徑dI-II=12mm，長度為LI-II=33mm；根據(jù)同步帶軸徑的大小15.9mm，軸承尺寸的限制，故II-III段無法做出軸肩，因此II-III段使用套筒進(jìn)行軸向定位，其直徑大小為dII-III=12mm，其長度為（即套筒的長度）LII-III=21.4mm。3）軸承的選擇。軸承主要受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)dII-III=12mm，查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-軸承表5-212，選取標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的深溝球軸承61801，其尺寸為dDB=12mm21mm5mm，最左側(cè)同樣選取深溝球軸承61801。4）III-IV的長度主要由軸承端蓋，軸承，套筒的長度之和決定，軸承端蓋的厚度為5mm，軸承寬為5mm，套筒長18.1mm，因此LIII-IV=28.1mm，dIII-IV=12mm。5）為了滿足同步帶輪的軸向定位要求，將IV-V段制出一軸肩，由于同步帶輪小徑為15.9mm，因此取dIV-V=20mm。6）V-VI段的尺寸完全由同步帶輪的尺寸決定，根據(jù)同步帶帶輪小徑15.9mm，取dV-VI=15.9mm，由于球道寬度的限制，帶輪之間需要加厚墊片進(jìn)行軸向定位，套筒的寬度為5.8mm，同步帶帶輪的寬度為76.2mm，因此V-VI段的長度為LV-VI=76.23+5.82=240.2mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。（3）軸上零件的周向定位同步帶輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用普通平鍵連接。同步帶帶輪與軸配合的鍵的選取，查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-連接件與緊固件表3-413，查得平鍵截面bh=5mm5mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為36mm，考慮到同步帶帶輪的安裝問題，同步帶輪與軸之間的配合采用間隙配合，配合公差為H7g6；聯(lián)軸器與軸的連接選取方法相同，選取的平鍵的尺寸4mm4mm22mm，鍵槽的長度為22mm，聯(lián)軸器與軸的配合采用過渡配合，配合公差為H7k6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位通過過渡配合來實(shí)現(xiàn)，選取軸的直徑尺寸公差為m6。（4）確定軸上的倒角尺寸參照機(jī)械設(shè)計(jì)表15-2，取軸端倒角0.8mm。3.6.4計(jì)算軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，繪制軸的計(jì)算簡圖，由手冊(cè)查得深溝球軸承61801，a=2.5mm，因此作為簡支梁的軸的支撐跨距為L=342.7mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖繪制出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖3-7所示。GBAEDC扭矩TFNH2FNH1MMTT圖3-7 軸的載荷分析圖從彎矩圖和扭矩圖可以看出截面C為軸的危險(xiǎn)截面，計(jì)算得到截面C的彎矩和扭矩值列入表3-4。表3-4 彎矩、扭矩計(jì)算值載荷數(shù)值支反力FF1=F2=12.06N彎矩MM=1033.24Nmm扭矩TT=283.78Nmm3.6.5按照彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式15-5以及上表的的數(shù)據(jù)，已知軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，因此取=0.6，根據(jù)表15-4，危險(xiǎn)截面是帶鍵槽的截面，因此W=d332-btd-t22d=15.9332-5315.9-32215.9315.94mm3 （3-19）軸的計(jì)算應(yīng)力為ca=M2+(T)2W=1033.242+(0.6283.78)2315.94=3.31MPa （3-20）所選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1,查得-1=60MPa,ca-1，所以安全。3.7車輪的選擇本次設(shè)計(jì)的網(wǎng)球撿球機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為后輪驅(qū)動(dòng)，分別使用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，前輪采用兩只萬向輪進(jìn)行導(dǎo)向。前輪的萬向輪采用市場(chǎng)上最常見的普通萬向輪，經(jīng)過篩選，最終選取的是申牌3寸腳輪14，其主要參數(shù)如下表所示表3-5 萬向輪參數(shù)輪子直徑mm：75（3寸） 輪面寬度mm：30安裝高度mm：108單輪承載 kg：105底板規(guī)格mm：92*64安裝孔距mm：75*45安裝孔徑mm：9輪子軸承：一體軸承后輪的選擇，經(jīng)過一番市場(chǎng)篩選，最終決定選擇的輪子為PU發(fā)泡輪，由青島潤達(dá)專用車輛有限公司生產(chǎn)銷售的10寸PU發(fā)泡輪，型號(hào)10X3.50-4，材質(zhì)為聚氨酯，直徑250mm，質(zhì)量1kg15。3.8驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)的選擇考慮到撿球機(jī)的轉(zhuǎn)彎問題，因此選定的電機(jī)必須是可以進(jìn)行控制的，因此撿球機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選擇的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩主要是車輪與地面的摩擦轉(zhuǎn)矩，摩擦轉(zhuǎn)矩主要與輪胎和地面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)以及整車的重量有關(guān)，查得輪胎與地面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)為=5mm，而整車的質(zhì)量主要包含撿球機(jī)構(gòu)、同步帶電機(jī)、支架（包括收集裝置）、電池、萬向輪、驅(qū)動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及100個(gè)網(wǎng)球等的質(zhì)量，假設(shè)步進(jìn)電機(jī)的重量為2kg，則整車質(zhì)量為m=10.78+1.8+8+0.73+0.1052+12+22+0.057100=34.5940kg （3-21）整車的行進(jìn)速度為v=2.3m/s，根據(jù)公式v=r，可以求得車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為=vr=2.30.125=18.4rad/s （3-22）進(jìn)而求得轉(zhuǎn)速為n=2=18.4602=175r/min （3-23）則摩擦轉(zhuǎn)矩為M=m=0.00540=2Nm （3-24）考慮到其他損失的功率，取機(jī)械效率=0.9，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率為P=M=218.40.9=40.89W （3-25）經(jīng)過篩選，最終選擇常州康達(dá)通用電氣有限公司生產(chǎn)的86精密行星減速步進(jìn)電機(jī)16，其主要工作環(huán)境如下表所示表3-6 步進(jìn)電機(jī)工作環(huán)境表項(xiàng)目規(guī)范溫升80 max環(huán)境溫度-20-+50絕緣強(qiáng)度100min，500V DC介電強(qiáng)度500V AC 1分鐘回轉(zhuǎn)間隙25acrmin主要技術(shù)參數(shù)為表3-7 步進(jìn)電機(jī)工作參數(shù)表電機(jī)型號(hào)步距角/相電流/A保持力矩/kgcm引線數(shù)/條電機(jī)重量/kg85-H250B991.846543.5因此減速比為5。3.9車輪軸的設(shè)計(jì)與校核已知步進(jìn)電機(jī)的保持力矩為6.5Nm。3.9.1確定軸的最小直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新編軟件版，軸的最小直徑計(jì)算公式dmin=35TT （3-26）式中，T軸傳遞的額定轉(zhuǎn)矩，Nmm； 軸的許用剪應(yīng)力。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，選取T=35MPa，于是dmin=35TT=356.5100035=9.76mm （3-27）3.9.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步確定后車輪軸的結(jié)構(gòu)如圖3-8所示。VIVIVIIIIII圖3-8 后車輪軸結(jié)構(gòu)示意圖（1）根據(jù)車輪的尺寸設(shè)計(jì)I-IV的直徑和長度車輪孔徑為24mm，因此dI-III=24mm，車輪的軸向定位采用右側(cè)加螺母的方式，而周向定位采用平鍵連接，根據(jù)車輪的尺寸選取LII-III=84mm，查找現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-連接件與緊固件表2-37，選取六角螺母C級(jí)（GB/T 41-2000）M24，其主要尺寸為mmax=22.3mm，因此選取LI-II=23mm，LI-III=107mm。考慮到車輪的左側(cè)定位，III-IV段制出軸肩，其尺寸為dIII-IV=30mm，LIII-IV=5mm。（2）聯(lián)軸器的選取參照步進(jìn)電機(jī)軸的尺寸，查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-軸及其連接件設(shè)計(jì)表3-14，初步選取GY1凸緣聯(lián)軸器，其軸孔直徑為14mm，公稱轉(zhuǎn)矩為25000Nm，查機(jī)械設(shè)計(jì)表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化小，因此取KA=1.3,聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tca=KAT=1.36500=8450Nmm （3-28）計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于公稱轉(zhuǎn)矩，因此符合條件。（3）設(shè)計(jì)IV-V段并選擇軸承座根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定dIV-V=25mm，進(jìn)而選取軸承座，軸承座的孔徑為25mm。（4）軸上零件的周向定位車輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，根據(jù)dII-III的尺寸，并查現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)-連接件與緊固件表3-4，選取平鍵的尺寸為bhL=8mm7mm36mm，鍵槽的長度為40mm，車輪與軸之間的配合采用間隙配合，配合公差為H7g6；聯(lián)軸器與軸的連接，選取平鍵尺寸為bhL=5mm5mm22mm，鍵槽長度為25mm，二者的配合為過渡配合，配合公差為H7k6；軸承座與軸的配合采用過度配合，其配合公差為H7m6。（5）確定軸上倒角尺寸查機(jī)械設(shè)計(jì)表15-2，取最左端倒角0.845，另一個(gè)倒角145。3.9.3軸的校核由于該軸受力比較簡單，因此采用UG進(jìn)行有限元分析，軸上施加的力和約束如圖3-9所示圖3-9 力和載荷示意圖軸上施加的約束為圖中藍(lán)色線條，分別模擬的是軸承座和車輪的約束對(duì)軸的約束作用，施加的力為圖中的紅線箭頭部分，從左到右分別是6.5Nm的扭矩、200N的壓力（車身重量的一半）和-6.5Nm的反向扭矩。經(jīng)處理后，得到的結(jié)果如下圖所示（變化趨勢(shì)有夸大效果）圖3-10 最大位移圖3-11 最大剪切應(yīng)力圖3-12 最大主應(yīng)力圖3-13 計(jì)算結(jié)果由上圖可以看出，最大主應(yīng)力為23.23MPa，最大剪切應(yīng)力為16.54MPa，最大撓度為0.02019mm，以上三個(gè)數(shù)據(jù)均符合要求。3.10本章小結(jié)本章主要講述了撿球機(jī)各主要零部件的設(shè)計(jì)與校核，最大程度的確保了撿球機(jī)機(jī)械借結(jié)構(gòu)的可靠性，通過本章的計(jì)算，最終制作了撿球機(jī)的三維圖，并根據(jù)三維圖制作了對(duì)應(yīng)的二維圖紙。294 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1行進(jìn)方案的確定考慮到撿球機(jī)撿球效率的問題，如果設(shè)計(jì)成，撿球機(jī)自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)球并進(jìn)行自主撿球操作，勢(shì)必大大降低撿球機(jī)的撿球速度，影響撿球效率。因此，最好的解決方案是使撿球機(jī)定路線進(jìn)行撿球?？紤]到網(wǎng)球的的布局以及網(wǎng)球的分布情況，網(wǎng)球場(chǎng)周邊的網(wǎng)球較多，因此撿球機(jī)首先需要圍繞球場(chǎng)撿球一周，剩下的路段由于網(wǎng)球分布比較稀疏，因此撿球機(jī)按照Z字型順序依次走完場(chǎng)地其余部分。 圖4-1 撿球機(jī)行進(jìn)路線示意圖路線示意圖如圖所4-1示，撿球機(jī)從右上角出發(fā)，沿邊線前進(jìn)，達(dá)到球場(chǎng)另一邊界之后，為了順利轉(zhuǎn)彎并拾取邊界的網(wǎng)球，因此，撿球機(jī)需要后退一段距離，然后利用步進(jìn)電機(jī)差速控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，到達(dá)球場(chǎng)另一邊界，依次循環(huán)，直到快要達(dá)到起點(diǎn)位置，接著，撿球機(jī)轉(zhuǎn)彎，繼續(xù)拾取球場(chǎng)其他位置的網(wǎng)球，沿圖中所示路線，進(jìn)行Z字型路線行進(jìn)，拐彎位置與外圍撿球路線中的后退位置基本一致，直到達(dá)到球場(chǎng)對(duì)面邊界，完成一次撿球過程。4.2 單片機(jī)的選用單片機(jī)（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用17。單片機(jī)主要分為通用型/專用型，總線型/非總線型等。單片機(jī)與我們生活的各個(gè)領(lǐng)域息息相關(guān)，大到導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)中各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)通訊及數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，小到各種智能IC卡，汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)，錄像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及各種遙控玩具等等，都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，并且與步進(jìn)電機(jī)的配合使用十分方便，因此本次設(shè)計(jì)中撿球機(jī)的控制部分主要使用單片機(jī)進(jìn)行控制。4.3本章小結(jié)本章主要講述了撿球機(jī)撿球路線，以及控制系統(tǒng)的選用問題，實(shí)現(xiàn)了撿球機(jī)的智能化。總結(jié)與展望總結(jié)與展望總結(jié)本次設(shè)計(jì)是主要為了幫助網(wǎng)球訓(xùn)練者在進(jìn)行網(wǎng)球訓(xùn)練過程中撿取網(wǎng)球，并能夠解決現(xiàn)有產(chǎn)品中卡球、傷球的問題，經(jīng)過不斷構(gòu)思、設(shè)計(jì)與改進(jìn)，最終形成了一套結(jié)構(gòu)合理，容易實(shí)現(xiàn)的完整撿球機(jī)構(gòu)。并完成了三維模型的建造，相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要零件的二維圖紙繪制等工作。本次設(shè)計(jì)，對(duì)加深了專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力，完善實(shí)踐能力，有著巨大的幫助。尤其在設(shè)計(jì)過程中，需要不斷進(jìn)行鉆研、改進(jìn)，對(duì)耐力和毅力的鍛煉更是有非常大的幫助。展望（1）實(shí)物制作。由于設(shè)計(jì)時(shí)間的限制，以及精力的原因，本次設(shè)計(jì)并沒有完成事物的制作，因此，有許多潛在的需要改進(jìn)的地方無法得到考證，大部分設(shè)計(jì)只是停留在理論部分，希望今后可以有時(shí)間進(jìn)行實(shí)物制作。（2）控制部分的具體設(shè)計(jì)。由于工作量的問題，以及時(shí)間限制，本次設(shè)計(jì)并沒有完成控制部分的具體設(shè)計(jì)，只是具備了理論的撿球機(jī)撿球線路的設(shè)計(jì)，今后需要進(jìn)行單片機(jī)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并編寫相關(guān)程序。（3）工作方式多樣化。本次設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)撿球機(jī)手自動(dòng)一體化的設(shè)計(jì)，目前只完成了自動(dòng)撿球部分的設(shè)計(jì)，考慮到實(shí)際撿球情況，今后還需要加入手動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)撿球機(jī)的更加便捷。（4）自動(dòng)避障功能。本次設(shè)計(jì)只是讓撿球機(jī)沿指定路線進(jìn)行撿球運(yùn)動(dòng)，但實(shí)際情況中必然會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，因此加入自動(dòng)避障系統(tǒng)可以在撿球機(jī)出現(xiàn)問題時(shí)避免其出現(xiàn)較大損傷。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 IFR發(fā)布2014服務(wù)機(jī)器人研究報(bào)告: 市場(chǎng)上升去世明顯 EB/OL. http:/www.roboti cschina.com/ART_8800694440_500001_NT_63833721, 20142 張永剛. 中國網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)與捷克網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)發(fā)展的對(duì)比研究 J. 世界體育, 2015, 5(01): 11-123 韓良, 王德彬, 龔煥. 智能網(wǎng)球車的研制 J. 機(jī)電技術(shù), 2011, 2: 49-544 Bonny波力網(wǎng)球撿球機(jī)SS-401 EB/OL. http:/www.ebest2008.com/wqjqj/2306, 20155 Ball-picking Device P. US:US 006481768B1, Nov.19, 20026 Tennis Ball Pick-up Cart P. US:US 20140294547A1, Oct.2, 20147 秦大同, 謝里陽. 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì) M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2013: 55-678 東莞市威邦機(jī)電有限公司 EB/OL. http:/www.dg-wbjd.com/product/htm l/?110, 20159 瑋孚24V4Ah電動(dòng)車鋰電池 EB/OL. http:/detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.1 4.1.AICHSX&id=18824212360&cm_id=140105335569ed55e27b&abbucket=2, 201510 濮良貴, 紀(jì)名剛, 陳國定等. 機(jī)械設(shè)計(jì) M. 第八版, 北京: 高等教育出版社, 2006: 37011 秦大同, 謝里陽. 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）軸及其連接件 M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2013: 5512 秦大同, 謝里陽. 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）軸承 M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2013: 10913 秦大同, 謝里陽. 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）連接件與緊固件 M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2013: 185-18614 歐太力旗艦店 EB/OL. http:/detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.15.GDpWo L&id=40448749447&cm_id=140105335569ed55e27b&abbucket=2, 201515 青島潤達(dá)專用車輛有限公司 EB/OL. http:/detail.1688.com/offer/44881057458.H tml?spm=a2615.2177701.0.0.SZbwgg, 201516 常州康達(dá)通用電氣有限公司 EB/OL. http:/www.kde-motor.com/content/?137.html, 201517 單片機(jī) EB/OL. http:/baike.baidu.com/link?url=coQkll0zr-w9AU7Dn6dntmAYh1 Y87MZFIor8nXxVkzRIweSLJhdjsdrSpcg8fe0FWtBmKQGjK0BdCzP_6RXKjK, 2015致謝致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠圓滿結(jié)束離不開大家的幫助，在這里感謝指導(dǎo)老師謝老師和劉老師的悉心指導(dǎo)，尤其是在課題初期方案確定時(shí)，老師的幫助彌足珍貴，同時(shí)感謝研究生們對(duì)我的幫助，大部分問題都是在他們的幫助下解決的，感謝他們能在繁忙中抽出時(shí)間對(duì)我提供幫助，另外還要感謝各種文獻(xiàn)資料的編寫者。