捡球车设计制作.doc

捡球车 摘要：我们制作的遥控捡球小车操作简单，整车摒弃了复杂结构的同时能够灵活的前进、后退、转向、定位以及捡球。是我们本组成员自行设计并在老师的带领下制作完成的，我们老师和本组成员在此次制作中都投入了大量的精力，在实习中心进行制作我们的作摘要：我们制作的遥控捡球小车操作简单，整车摒弃了复杂结构的同时能够灵活的前品。定位准确、捡球快速、应用前景广泛是我们制作的小车的主要特点。 关键词：创新；正反转；齿轮齿条；高效率 一．设计目的 在我们的生活和生产过程，经常会面对要捡起大量散落物品的难题。为了解决这个难题，我们设计了一辆模拟捡起大量散落物品的遥控自动捡球车，以此来提高在生活和生产过程中捡起散落物品或清理垃圾的效率。 本方案设计的遥控自动捡球车可以自动转向、自动捡放球、结构简单、准确定位、效率高。 此捡球车的基础是根据生活中的不同问题的需要，做出相应的动作，可以高效的完成捡放物品的过程，节省了大量的人力物力，提高了生产效率。如果此方案能够应用到实际生产生活中去，可以为企业和人民生活带来很好的效益和便利。 二、工作原理 小车由捡球装置和行走装置两部分组成，其工作原理也分为两部分：行走原理和捡球原理。 （1）行走原理 小车的捡球装置是安装在底盘上的。前轮为驱动轮，驱动电机与前轴齿轮啮合实现驱动。由于捡球车是要求车子能够灵活的对球定位和捡球，所以捡球车设计有转向系统。在综合各种转向机构的设计思路后，我们采用了利用正反转装置控制转向的方案。此方案制作简单，并且转向灵活。 正反转装置是由正反转电路控制左右电机同时实现正转和反转，利用图1所示的装置分别与前左轮和前右轮连接，并分别用电机控制两轴的转动，进而分别带动左前轮和右前轮正转和反转，以此实现小车灵活转向，而且便于控制。两轴同时正转和反转可以控制小车的前进与后退，这样就极大的提高了小车的灵活性，使小车能够灵活自如地前进、后退和转向，这样在赛场上就极大的提高了捡球的效率。 图1 左前轴 后轮固定在后轴上，后轴两端装与底板是轴承连接，以减小摩擦。 图2 后轴 （2）捡球原理 在设计时考虑到乒乓球是球形的，并散放在地面上。所以捡球时要首先对乒乓球进行准确的定位，刚开始时采用的方案是三爪定位捡球，后来通过试验发现这种方案不理想，因为乒乓球有质量轻和弹性强等特点，三爪捡球很难捡起运动中的球。 经过全组成员在一块多次讨论，最后决定采用如图3所示的方案以实现捡球功能。 图3中结构是由两个半片的矩形盒（盒前边设计成圆形）构成，其上方安装一根齿条，与盒两边相连。捡球时通过控制电机控制齿条的运动，从而带动捡球装置的开合已达到捡球的目的。小车前进时，通过齿轮齿条结构控制使捡球装置处于张开状态，可以把球挤到装置内，再使捡球装置闭合，这样就把球见到捡球装置中了。 图3 捡球装置 图4 齿轮齿条结构 三、设计计算 （1）小车结构 捡球车可分为三部分：底盘、捡球装置、遥控装置。 底盘上装有三台电机。两台低速转动带动固定在前轮轴上的齿轮实现正反转控制小车转弯，另一台通过齿轮与齿条结构控制兜的开合。 捡球装置主要由外壳、齿轮与齿条结构组成。齿轮固定在底板上，通过电机带动齿轮带动齿条滚动控制兜的开合。 遥控装置为一台四通道无线电接收器。 （2） 主要数据 根据小球的尺寸半径是20mm,我们设计以下尺寸。 底盘长：300mm 底盘宽:200mm 底盘离地高度：31 mm 前后轮的直径：60mm 转向齿轮：齿数45和15 ，模数1.2 捡球装置长：200mm，宽：180mm 捡球装置最大张角：90度，齿条长：180mm （3） 数据计算 电源电压U=12V，流经电机得电流I约为0.416A，得电机输出功率约为5W P=U*I P—电机输出功率/W U—电源电压/U I—电机工作电流/A 电机转速为200r/min 齿轮啮合比例1：3 计算得小车每分钟行进距离约为12.6米。 四、功能及特点 “战神”号捡球车的主要功能：针对比赛的环境适应性较强，能有效地在比赛的场地上应用自如的通过控制电机的正反转控制小车的行进与转向；抓球方便快捷，直观明显，效率高，遥控电机的转动方便快速地捡取小球，节省大量的时间。 主要特点：此小车的捡球效率高，它可以一次捡球量达到十几个之多，这在多车定时抢险球的比赛中占有很大的优势，此项目比的就是时间和效率的较量，我们的“战神”号捡球车一次十几个的进球量，可以在节省来回行程时间的优势上，易于操作地战胜竞争对手。 五、主要创新点 （1）转向系统采用正反转进行定点转动，提高转弯能力，同时也减少了转向中复杂的连杆机构。 （2）针对课题，捡球方便高效、实现一次大量捡球。 （3）易于加工，操控简单灵活。 六、应用前景 该小车可以