网球场捡球机器人系统设计

针对网球场捡球的需要,采用VEX的组件设计了网球场捡球机器人.该捡球机器人通过遥控运动或自主运动,完成捡球、储球、运球、放球的操作.通过在网球场的实际运行,验证了捡球机器人的可行性和实用性.     

一种网球自动发球装置的设计

网球比赛通常在两名单打球员或两对组合之间开展,因此某些情况下缺少陪练人员将直接导致网球球员的训练无法进行。为了实现网球练习者在无人陪练状态下的自主训练,设计了一款网球自动发球装置。该装置采用单片机控制,具有收球、送球、储球、发球、行走五个功能,并且实现了发球频率、角度和球速的自动调节。实验结果表明:与同类产品相比,该自动发球装置更为符合人机工程学的基本原理,收球和发球效果更好,对于帮助网球练习者提高训练水平具有重要意义。     

网球挥拍机械手设计与实验研究

综述了国内外网球运动的发展和研究现状,分析了费德勒的挥拍动作与网球挥拍机械手所需的自由度,研制出一种结构紧凑,功能齐全,集网球击球动作研究、击球动作示教功能和网球练习于一体的网球挥拍机械手试验平台。该试验平台由抛球机构,击球机构,夹持机构,机架及控制电路组成,采用ARM9系列控制芯片对其进行集中高效的控制。它既能够用于研究网球击球动作,还可为初学者提供示范教学,又能帮助练习者进行接发球练习,同时还具备机器人示教功能,并可用于举办机器人击球比赛,对网球运动研究、普及网球运动和机器人相关知识有重要意义。     

全方位移动式网球机器人的研究与设计

针对普通网球发球机只能发球而不能将球击回模拟与网球运动员完成对练的问题,初步设计了一种全方位移动式的网球机器人。机器人底盘采用了三轮式全向轮系结构,可实现在场地上任意方向的移动以及零半径转弯;设计了击球机构、收球机构与发球机构,击球机构由一个三自由度的机械手组成,每个自由度用一个单独的伺服电机驱动,以实现不同角度与不同力度的发球与击球,从而达到模拟人的发球与击球动作的设计目标;采用了DSP为主控芯片,以双摄像机组建网球跟踪系统,将底盘运动控制与击球动作控制作为一个整体的六轴系统进行控制,从而适应网球运动中场上方位与球拍姿位的协调性要求。采用三维软件Solidworks对机器人的击球动作进行了仿真分析。仿真结果表明,该机器人能够实现对来自不同角度的网球进行回击。     

全自动羽毛球收集一体机的研制

为节约羽毛球练习者捡球的时间,在分析机构传动原理和模块协同工作的基础上,提出了全自动羽毛球收集一体机,该一体机包括收集模块、传送模块和储存模块三部分。在程序控制下,全自动羽毛球收集一体机可自动收集场地内的羽毛球、躲避场内障碍物和自动充电。全自动羽毛球收集一体机自动化程度高,简单方便,可有效地节省羽毛球练习者的时间。     

乒乓球捡球机电气控制线路设计

为解决乒乓球训练场所乒乓球的捡拾问题,设计了一种基于PLC和触摸屏的电气控制线路。该电气控制线路应用于乒乓球捡球机,利用PLC和触摸屏程序控制捡球机中的离心风机,离心风机产生的吸力吸取散落于地的乒乓球而实现自动捡球。捡球机实物模型性能测试表明,该捡球机捡球效果良好,平均每分钟捡球可达86个,此为更多捡球机的开发提供了借鉴和参考。     

乒乓球发球装置的结构设计

乒乓球发球机可以解决由于缺少陪练人员或者陪练的发球力度、角度、远近距离及球的旋转等技术发挥不稳定而导致训练效果欠佳的问题。目前国内对乒乓球发球装置的控制系统方面的研究较多,而对发球装置的结构研究较少。利用Pro/E对乒乓球发球装置进行设计和仿真,设计的乒乓球发球机由螺旋送球机构、纵摆机构、横摆机构、机头旋转机构、摩擦发球轮五部分组成,由伺服电动机控制,可发出多种带有不同旋转性质的球。     

智能捡球机的设计

针对乒乓球运动人群运动时存在捡球费时费力的问题,设计并完成了以STM32F103单片机(嵌入式单片机)为控制核心的智能捡球机。它利用红外线模块检测的方式确定乒乓球的具体位置,通过机械抓取装置实现抓球操作,能在一定的时间将乒乓球放入指定的位置,最终实现自动捡球的功能。同时,使用超声波元件进行避障处理,有效避免机器与运动员、墙壁、桌子发生碰撞,有效节省运动人员的时间和精力。     

一种独立工作的智能网球捡球机器人

为满足网球场的网球拾捡需求,提升捡球机器人的智能程度,扩大机器人的适用场景,节约人工成本,开发了一种独立工作的智能网球捡球机器人。文章对该机器人的整体结构设计、运动装置设计、抓取装置设计、吸尘装置设计加以阐述,并在硬件设计和软件设计两个方面对机器人的控制系统进行介绍。机器人利用一种灵活式机械手用作抓取装置,同时加入了图像识别和避障导航技术,以适应实际场地中的各类复杂情况。经过基本YOLO模型的清捡效率测试,本设计中机器人的识别清捡准确率在95%左右,工作较为稳定可靠,达到了网球场的清捡标准。     

基于STM32单片机的自动网球送球车设计

针对网球训练时运动员需耗费一定的时间和体力收集和拾取球场散落的网球的问题,设计了一种基于STM32单片机的自动网球送球车。该送球车可实现直接向运动员送递网球供其发球,或将网球卸载到发球机内供训练使用。实际应用表明,该网球运送车具有运送速度快,球储存容量大,送球定位准确等特点,可帮助运动员提高网球训练效率,有良好的应用前景。     

羽毛球训练机发球性能分析及优化设计

为了解决陪练员发球不精准、陪练员工作量大所导致的羽毛球运动员训练效率低等问题,提出了一种羽毛球训练机,分析了其发球原理。利用多体动力学仿真软件Adams,进行了运动学仿真,并建立了羽毛球训练机发球机构的参数化模型,分析了特征点在发球过程中行程的变化,并以发球机构中滑块行程最大为优化目标,对影响羽毛球发球机发球性能的关键参数进行了优化设计。优化结果表明,发球机构的发球性能得到了大幅的提升,并满足专业运动员和羽毛球爱好者的训练要求,为羽毛球训练机的总体结构设计与研究奠定了基础。     

基于单片机的乒乓球发球机设计

研究设计了一种由红外遥控器控制的智能型乒乓球发球机,并对该发球机装置进行了软、硬件设计.该装置以C8051单片机作为其控制核心,可实现由遥控器控制供球的快慢、发球的力度、发球的高度及角度,也可模拟人工发球原理,实现随机发球.研究结果表明,该发球机设计结构简单,使用方便,可满足不同的用户需求.     

乒乓球智能捡球机触摸屏人机界面设计

针对人工捡拾乒乓球耗费大量人力问题,设计研发出捡拾乒乓球的捡球机。为了更加智能化地捡拾乒乓球,先在捡球机中设置了触摸屏,分析了捡球工作要求,然后结合PLC程序,设计了触摸按钮、指示灯、球数设置和文字等,最后将设计好的触摸屏人机界面与PLC程序通信试验,试验效果较好。     

滚筒式自动车牌压字机的设计与分析

以某车牌生产厂家使用的车牌冲压设备为研究对象,针对传统半自动化车牌冲压设备劳动强度大、效率低下、存在人为差错等缺点,提出了一种滚筒式自动车牌压字机。该压字机由四柱式液压机构、滚筒转动机构、铝板输送落料机构组成,实现了铝板的送料、冲压和落料的自动化加工过程。对压字机的工作流程进行了描述,并详细介绍了各个组成机构的设计思路和机械结构。对铝板字所需的冲压力进行了分析和计算,并利用ANSYS进行了滚筒的形变和强度校核,验证了压字机的可靠性。     

矫平机的结构分析及工作原理

以九辊矫平机为例,介绍了矫平机的结构特点和工作原理。九辊矫平机主要由机架部分、辊子部分、活动横梁、压下转角机构、主传动系统、干油集中润滑部分、电气控制系统和进出料辊道组成。重点介绍了矫平机各组成部分的结构特点及其在钢板矫平方面的应用。     

遮蓬连杆机构的设计及其运动控制

根据平面组成原理的变异叠加理论,利用连杆或连架杆的运动特点,设计了遮蓬连杆机构.该机构是由单自由度平面六杆机构组成,以滑块为主动件,电动推杆作为往复运动的电力驱动装置.提出了运动控制采用"PC 运动控制器"模式,编制了固高GT-400-SV运动控制器作为下位机的双CPU的硬件结构和基于VC语言、Windows操作系统的软件程序,PC机为上位机,从而实现特定的运动控制要求,达到窗扇的自动开闭.     

自动禽蛋保鲜涂膜机的设计与应用

自动禽蛋保鲜涂膜机由支架、进蛋输送机构、保鲜剂喷涂机构、干燥装置、上下料机构等功能机构组成,可实现对清洁鸡蛋的涂膜保鲜干燥处理。支架由方钢管加工制作,表面包装不锈钢。进蛋输送机构能实现鸡蛋以滚动的方式向前运动,主要由鸡蛋托架、输送链条和摩擦带组成。鸡蛋托架由托架轴和蛋托组成,由双节距链条带动向前运动,鸡蛋托架下方安装摩擦带,实现鸡蛋在前进的同时能够滚动。保鲜剂喷涂机构选用DN15的喷头,实现将保鲜剂均匀喷涂至鸡蛋表面。干燥装置选用2台轴流式通风机,并在风机下方安装电热丝,利用空气流动除去鸡蛋表面多余保鲜剂,使涂膜后的蛋壳表面干燥。     

遥控自动网球拾球机的研制

设计了一种新型的网球拾球机,介绍了拾球机的机械结构设计、控制硬件电路和控制程序设计。该新型网球拾球机的两个后轮分别由一个直流电动机驱动,两个后轮带动前轮转动,前轮与一个拾球滚筒通过单向推力轴承联接,实现拾球机在行走的同时进行自动拾球,并将网球暂时储集在一个容器内,当网球装满时又会及时提示。直流电动机则是由单片机根据无线电遥控指令来进行驱动,另外在拾球机上安装了红外反射式传感器,可实现自动避障功能。该新型的网球拾球机具有结构简单、自动化程度高和速度快等特点,并且大大降低了拾球的劳动强度。     

基于PLC的微型CT自动扫描系统

为了实现微型CT扫描成像的自动化,提高生物实验的效率,采用了X射线扫描技术作为成像方法,以射线源和探测器建立透视成像系统,机械控制系统则采用四轴数控机构,主要由载物台位置调整机构、纵向进给滑台和主运动装置组成,使用以可编程控制器为控制核心、以伺服电机为执行机构的数控系统,并以计算机为上位机,协调控制透视成像系统与机械系统的动作,实现了微型CT扫描成像的自动化。将本系统应用于生物实验的结果表明,该系统能大大提高生物实验的效率和质量。     

自动砌墙机的结构设计

设计了一种自动砌墙机的机械结构。这种自动砌墙机有行走机构、升降机构、送料机构、机械手移动机构、抓取机构共五部分组成,可由单片机或数控系统进行控制,可实现自动取砖、摆放、压实和整体移动等动作。