共享籃球機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

韓德強(qiáng)，巨勇智，白 羽，付振勇，趙華宇，劉慶宇

（齊齊哈爾大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

共享籃球機(jī)的主要實(shí)現(xiàn)功能是對(duì)籃球進(jìn)行暫存和租用。目前我國(guó)還沒(méi)有高智能化的籃球租賃設(shè)備。市場(chǎng)上出現(xiàn)過(guò)的籃球租賃設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單技術(shù)含量低，并且存在較多的設(shè)計(jì)缺。特別是機(jī)器對(duì)籃球的監(jiān)督與回收的能力偏差。不能夠?qū)@球進(jìn)行有效的監(jiān)管，極容易發(fā)生籃球的丟失和被更換的情況。目前，需要解決的問(wèn)題不止有提升機(jī)器的智能化，還要加大對(duì)籃球的監(jiān)管和回收力度。

一個(gè)合格的籃球的構(gòu)成有內(nèi)膽、纏絲、中膽和表皮。其中中膽和纏絲處質(zhì)地較為柔軟，將小型的智能標(biāo)簽放置于中膽和纏絲處。在籃球的正常使用中，中膽和纏絲均不會(huì)對(duì)智能標(biāo)簽產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，小型智能標(biāo)簽本身就可以抵抗一定程度的撞擊。小型智能標(biāo)簽是加大共享籃球機(jī)監(jiān)管和回收的關(guān)鍵。

在提升機(jī)器智能化方面，通過(guò)智能控制系統(tǒng)，控制出球口的三葉扇旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)而控制籃球的進(jìn)出。同時(shí)控制籃球回收口的直角扇的旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)行籃球的回收并恢復(fù)原位。另一個(gè)功能就是將用戶信息進(jìn)行處理和儲(chǔ)存。并將識(shí)別裝置安裝在籃球回收口處，在籃球回收時(shí)可識(shí)別籃球內(nèi)部的智能標(biāo)簽，通過(guò)識(shí)別結(jié)果決定直角扇的旋轉(zhuǎn)方向。

太陽(yáng)能板連接著儲(chǔ)電電池，在連接處設(shè)置有驗(yàn)電器，若出現(xiàn)異常斷電的情況，機(jī)器會(huì)自主報(bào)警。

腳踏式打氣裝置的設(shè)置要優(yōu)越于自動(dòng)打氣。因?yàn)榛@球愛(ài)好者對(duì)籃球內(nèi)部氣體的容量需求是不同的，所以腳踏式的打氣裝置可以更智能的提供服務(wù)。

1 共享籃球機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

共享籃球機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。擋板的折疊設(shè)計(jì)可以大大的增加籃球機(jī)的儲(chǔ)球數(shù)量。腳踏式打氣裝置的位置充分的利用了箱體的空間，并且便于打氣。智能控制裝置放置于籃球機(jī)的中間偏下的位置，適用于人類普遍身高的使用。弧形滑板既可以輸出用戶使用的籃球，還可將回收口處檢測(cè)非共享籃球機(jī)內(nèi)的籃球輸出。三葉扇的設(shè)計(jì)可以在每一次旋轉(zhuǎn)輸出籃球后阻擋下一個(gè)籃球的下落。智能控制裝置具有控制精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可視化操作方便且占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 共享籃球機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

2 三葉扇與直角扇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在籃球輸出處的設(shè)計(jì)方面，需要利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)完成對(duì)籃球的輸出與其他籃球的隔離。三葉扇的結(jié)構(gòu)通過(guò)智能控制系統(tǒng)對(duì)進(jìn)步電機(jī)的控制，完成對(duì)三葉扇的有角度旋轉(zhuǎn)控制。在箱體的夾層中利用皮帶鏈條的傳動(dòng)，完成進(jìn)步電機(jī)對(duì)三葉扇的傳動(dòng)。三葉扇如圖2所示。

圖2 三葉扇的結(jié)構(gòu)

直角扇的結(jié)構(gòu)如圖3所示。放置于回收口處的直角扇可以完成雙向的旋轉(zhuǎn)，將識(shí)別只能標(biāo)簽后的籃球進(jìn)行分類，選擇回收或是輸出籃球。命令執(zhí)行完成后就會(huì)恢復(fù)原來(lái)的初始位置，便于重復(fù)使用。同樣利用進(jìn)步電機(jī)通過(guò)皮帶鏈條的傳動(dòng)控制直角扇的先轉(zhuǎn)方向和角度。

圖3 直角扇的結(jié)構(gòu)

3 智能控制系統(tǒng)的電路

智能控制系統(tǒng)利用了5V電源電路（如圖4）；IC刷卡電路（如圖5）；USB轉(zhuǎn)串口通信——可以與上位機(jī)通訊電路（如圖6）；主控CPU電路（如圖7）所示。

圖4 5V電源電路

圖5 IC刷卡電路

圖6USB轉(zhuǎn)串口通信——可以與上位機(jī)通訊電路

圖7 主控CPU電路

4 結(jié)語(yǔ)

共享籃球機(jī)是一種社會(huì)服務(wù)類的實(shí)用新型機(jī)器，其主要價(jià)值就是為人類的生活帶來(lái)便利。折疊的擋板結(jié)構(gòu)增大了儲(chǔ)球數(shù)量。太陽(yáng)能板結(jié)合蓄電池的設(shè)計(jì)可以省去外置電源的繁瑣，便于機(jī)器的轉(zhuǎn)移。同時(shí)，在太陽(yáng)能板與儲(chǔ)電電池連接處的驗(yàn)電器報(bào)警裝置可以避免長(zhǎng)期的機(jī)器無(wú)法運(yùn)作的問(wèn)題。智能控制系統(tǒng)可以結(jié)合人們常用的智能設(shè)備進(jìn)行使用，易于操作。出球口與籃球回收口的分布設(shè)置更人性化。在籃球內(nèi)部的只能標(biāo)簽不僅可以對(duì)籃球進(jìn)行識(shí)別，預(yù)防了籃球的丟失和被更換的問(wèn)題，同時(shí)可以對(duì)籃球進(jìn)行追蹤，在丟失后可以便于找回。在籃球磨損嚴(yán)重?zé)o法正常使用時(shí)，籃球內(nèi)部的智能標(biāo)簽還可以取出，進(jìn)行二次使用。