关键词:乒乓球发射器;结构设计
1.引言:
乒乓球运动在我国谓之曰“国球”,它像一个社会符号一样在国人心中占有重要的地位。国人对训练用乒乓球发射器的要求亦越来越高。国内市场上的乒乓球发射器大多体积庞大、造价昂贵、精确度不高、功能不全等诸多不足之处,显然不符合大多数个人乒乓球爱好者的需求。本文设计的乒乓球发射器小巧灵活、造价低廉、出球精确度高,可进行远近球、旋转球等多种发球,还有多种发球模式可供选择,仅需使用手机便可进行控制,拥有更强的便携性,更高的性价比。
2.机械结构设计
乒乓球自动发射器主要由进球机构、发球机构、位置角度调节机构组成。其中进球机构使用步进电机控制无轴螺旋杆旋转,从而控制进球,无轴螺旋杆每旋转一周即乒乓球向前推进一个球位,使用步进电机控制,以达到精准控球的目的。发球机构使用对转双轮机构,通过控制两摩擦轮相对旋转的转速,控制发球的力度,调整两摩擦轮的转速差,控制乒乓球的旋转程度。位置角度调节机构由大扭矩机器人舵机控制,轴承辅助,以达到左右角与俯仰角的调整。
图1 机械结构图
3.控制部分硬件设计
本设计采用Arduino uno控制板(7—12v)进行主控,它的性能稳定和便于调试。有TB6600步进电机驱动(9-42v)驱动42步进电机57HS22(3A)通过主控板可以达到精确送球。通过L298N电机驱动模块(5—35v)驱动控制395直流电机(12v,300MA)组成的对转双轮从而控制射速。通过HC-06蓝牙模块(3.0-3.6v)来实现手机与主控板联机,从而远程操控乒乓球发射器。此外还有直流降压模块(输入电压3.2—35v),直流降压模块(输入电压3.2—35v)。
控制流程图如下图
图2控制流程图
此外,本系统电源供电采用220v供电;通过电源盒降压,可以随地取电。
电控原理图如图 3 所示。
图3电控原理图
4.软件设计
本设计采用蓝牙通信,实现了多模式无线控制,便于使用本
设计的部分 MAIN 程序如下:
4.结束语
本乒乓球自动发射器,体积小巧,方便携带,使用者可在家中、室外球场、体育馆等多种场地使用。发射器可用手机无线蓝牙控制,操作简单方便易上手;该乒乓球发射器解决了延迟出球的问题,同时增加了多种发球模式,丰富了发球种类的多样性,用户可根据自身需求进行选择。
参考文献
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[4] 卢耀祖. 机械结构设计[M]. 同济大学出版社, 2004.
论文作者:李明 韦德林 刘昭 周雨 冯阳
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第21期
论文发表时间:2020/5/8