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精彩3D，秀给你看全国3D大赛12周年精英联赛国赛作品：智能羽毛球收球车的设计奖项：一等奖参赛院校：大连民族大学参赛方向：数字工业设计大赛团队名称：山沟沟分队团队成员：海日汗苏龙俊张宁唐秀星向姝芬设计背景
羽毛球是一项简单又能充分锻炼身体的运动，大街小巷我们经常能看到挥洒球拍的身影。在打羽毛球的训练过程中，羽毛球的使用量非常大，需要频繁捡起散落在很大范围内的羽毛球，这是一件费时费力的工作。因此一款高效的自动捡球机会为训练者们提供很大的便利。为此我们设计了一款羽毛球自动收球机。
机器优点
（1）较高的稳定性：中间两轮驱动，前后四轮从动，保证了车身运行的稳定与灵活。
（2）具有长时间续航能力：采用大容量锂电池，模块化设计，更换方便，可长时间连续工作。
（3）小巧灵活：产品长宽高约为X70X90，易于放置，便于搬运。
（4）高度自动化：产品安装有单片机，可预置所需的各种功能，为用户提供便捷的操控。收集摆臂后端安装有摄像头和超声波传感器，两者交错设计，分层布置，用于探测障碍物的距离以实现避障。后上方的光电传感器可检测所在位置是否有球经过，通过一定数目球之后，滑道角度自行改变进行下一组收球。
（5）结构简单，模块化设计，制作成本低，维护方便。
（6）存储空间大,可以收集大量不同种类的羽毛球。
（7）不伤球：独特的软毛刷收集与传送带传送保证了球体尽可能不受挤压伤害。
主要原理
捡球机采用中间轮驱动的方式，前后轮以四个万向轮导向，两个驱动轮分别用直流电机控制，便于控制车速，通过差速实现拐弯作业。随着捡球机的运动，车身前端的收集摆臂把羽毛球归拢到滚刷下部，滚刷通过带轮传动，把球体沿挡板送入斜坡传送带，依靠球体与传送带的之间摩擦力，羽毛球最终举升至球筒上方，最后脱离传送带因重力作用落入滑道滑进球筒与收球框中。
主要构成
1.收球装置
2.动力系统
3.储存装置
4.自动控制与供电系统
收球装置
收集装置上设置有聚拢摆臂，摆臂后上端有超声波传感器和摄像头装置。
超声波传感器用于探测障碍物的距离，实现及时避障。
摄像头可探测羽毛球散落的情况，从而调节张角的大小。聚拢臂的张角分别由两个舵机控制，在羽毛球密度较大时，张角变小，同时适当降低速度；反之，张角变大。在避免羽毛球堆积的同时，最大可能地提高工作效率。
两条传送带之间的间隙为50毫米，大于羽毛球的半球型软橡胶托（30毫米），小于羽毛球尾端开口直径（70毫米）。50毫米的间距能使羽毛球挂在平稳的传送带上，使羽毛球保持开口朝上，依靠摩擦力沿斜坡传送到球筒上方，最终脱离传动带，因重力作用落到滑道上。
滑道的角度由舵机进行控制，使球可以根据控制分别落在第一排球筒，第二排球筒，收球框里。
动力系统
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收球机一共有两个大直流电机，一个小电机，三个舵机。
两个直流电机主要控制收球机的移动。
小电机控制滚刷的转动和传送带的运转。传动过程如左图所示：小电机通过联轴器带动中间轴上的带轮和齿轮，从而带动滚刷和传送带进行转动。
储存装置
球筒座可安放上下两排共6个球筒，每个羽毛球进入球筒位于收球机上部的光电传感器都会得到信号，当一排球筒装满之后，传感器收到信号，滑道便会摆动一定角度，使其落入另一排球筒。若两组球筒都装满后，挡板垂直放置，使球落入底部收纳筐。在有限空间内，最大可能增大了一次性收球的数量。同时球筒座和收球框都是是可移动的，可以根据需要快速的处理所收集的球。
我们所设计的球筒长度为毫米，内径为82毫米，这样的话即使所收集的羽毛球有一定的损伤也可以收进球筒里面，羽毛球的头部长度约为30毫米，这样算来减去末端羽毛不能伸出的长度每个球筒可以装下17个羽毛球，六个球筒总共可以装下个球，后部的收球框也可以装下差不多的羽毛球。
收球车的前端还有一个可放置球筒的球筒框，可以放置5个球筒，后面两侧也设有挂钩，可以挂上球筒或者羽毛球球拍，这样当球筒座装满球之后可以随时进行球筒的更换。
供电系统
市场前景
目前市场上几乎没有自动化的羽毛球捡球机构，有部分简单方便的捡球器是改造的羽毛球筒，需要人工进行捡球操作。此类捡球器结构简单，成本低，但缺点是需要人工寻找并将球筒对准球头部分，然后用加速度把球装入筒中，对球体损伤大，操作不便且工作量较大。同时羽毛球筒一次捡球数量很小，当球数量较多时，捡球难度会大大增加。
人工捡球筒适用于羽毛球较少的使用场景，对于较大的羽毛球训练基地或场馆，一款自动化并且高效的捡球机器将可以给他们带来巨大的便利。
专家评语：创新性强；该设计实用性强，能较好的实现羽毛球的拾取工作，避免了人工操作的繁琐，有较好的市场前景。
作品如何，请在留言区评论~编辑：三叶
审核：汐行
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