槍球設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、槍球設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)者：艾玉洪，沈兵，袁武，雷銳，徐玲，楊清蓉 指導(dǎo)老師：景璐璐 所在單位：上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院一 設(shè)計(jì)背景：臺(tái)球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)在國(guó)際上廣泛流行的高雅室內(nèi)體育運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，臺(tái)球也和其他運(yùn)動(dòng)一樣得到普到普及發(fā)展，大中城市許多體育場(chǎng)館、俱樂(lè)部、娛樂(lè)中心、大賓館、飯店都設(shè)有臺(tái)球廳、室。但普通家庭無(wú)太大空間放置球桌，而經(jīng)營(yíng)性場(chǎng)所不能滿(mǎn)足低消費(fèi)需要。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)小巧，使用靈活，占地空間小，適合家庭游戲室、野外娛樂(lè)的微型臺(tái)球。 且不同于以往臺(tái)球玩法，帶來(lái)全新體驗(yàn)。二 設(shè)計(jì)方案及選擇：本作品利用簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)擊球與收桿。以下是我們關(guān)于槍體的兩個(gè)方案：方案一：

2、圖一其中，1為擊球桿桿頭，2為槍管，3為彈性擋墊，4為擊球桿，5為齒條，6為發(fā)力彈簧，7為扳機(jī)，8為上膛滑塊與上膛棘爪，9為回力彈簧（備注：槍管尾部自行車(chē)龍頭未畫(huà)出，帶動(dòng)8與9的是兩段鋼絲繩；上膛棘爪與上膛滑塊之間是有回復(fù)彈簧，初始上膛棘爪斜放）圖二原理：1.當(dāng)手捏剎車(chē)閘的時(shí)候，剎車(chē)閘拉動(dòng)鋼絲繩，如圖，鋼絲繩將8中的上膛棘爪從傾斜位置克服回復(fù)彈簧作用，拉至豎直位置，與齒條5底部咬合，通過(guò)鋼絲繩拉動(dòng)，帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)。2.扳機(jī)：扳機(jī)與結(jié)構(gòu)尺寸如上圖，其中扳機(jī)有一回復(fù)彈簧，當(dāng)滑塊帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒條會(huì)將扳機(jī)壓下，繼而扳機(jī)會(huì)通過(guò)回復(fù)彈簧扣住齒條。方案缺陷：1）.上膛滑塊與上膛棘爪部分，鋼絲繩在拉動(dòng)上膛棘

3、爪的時(shí)候，上膛滑塊有著豎起的過(guò)程，這樣鋼絲繩不是水平直線(xiàn)拉動(dòng)滑塊，而是在豎直方向上產(chǎn)生了位移，不利于滑塊的運(yùn)動(dòng)。2）.扳機(jī)部分，此扳機(jī)為適合槍體結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)，但是為一費(fèi)力杠桿，且易產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，導(dǎo)致不能釋放齒條。3）.彈性擋墊部分，因?yàn)榍驐U是圓柱形，彈性擋墊雖然可以阻止擊球桿彈出槍管，但不能阻止擊球桿的旋轉(zhuǎn)，擊球桿的旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動(dòng)齒條的旋轉(zhuǎn)使得擊球槍無(wú)法正常擊球。方案二：（槍體最終版）1098713654312 1.球桿 2.槍體外殼 3.準(zhǔn)心 4.齒條 5.擊球桿彈簧（發(fā)力彈簧） 6.導(dǎo)槽 7.回力彈簧 8.掛檔栓滑塊 9.扳機(jī) 10.上膛彈簧 13.運(yùn)動(dòng)滑塊導(dǎo)軌111211.回復(fù)彈簧 12.上

4、膛棘爪（備注：槍管尾部自行車(chē)龍頭未畫(huà)出，帶動(dòng)8與9的是兩段鋼絲繩；上膛棘爪與上膛滑塊之間是有回復(fù)彈簧，初始上膛棘爪被槍管壓下）原理：槍體外殼底部開(kāi)有槽，上膛棘爪被槍體外殼壓下，當(dāng)鋼絲繩拉動(dòng)掛檔栓滑塊時(shí)，上膛棘爪被回復(fù)彈簧彈起，與齒條咬合，帶動(dòng)齒條移動(dòng)，齒條進(jìn)而與扳機(jī)扣合。裝在扳機(jī)上的鋼絲繩拉動(dòng)扳機(jī)，釋放齒條，從而將球擊出。對(duì)比方案一的優(yōu)點(diǎn)：鋼絲繩直接裝在掛檔栓滑塊上，避免了鋼絲繩的豎直方向位移，更加平穩(wěn)；扳機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，新的扳機(jī)是一省力杠桿，且不會(huì)產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象；在槍體外殼上方開(kāi)了一個(gè)槽，安裝了一個(gè)準(zhǔn)心在齒條上，即防止了齒條相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以用來(lái)瞄準(zhǔn)，一舉兩得。關(guān)于球桌及連接機(jī)構(gòu)的兩個(gè)方案：方案一：

5、 球桌 連接機(jī)構(gòu)整體效果圖方案一的連接機(jī)構(gòu)為一簡(jiǎn)單的滑塊，通過(guò)在桌子四周導(dǎo)槽中移動(dòng)帶動(dòng)槍體移動(dòng)。但是有很多缺陷：1.滑塊不易過(guò)轉(zhuǎn)角；2.在平行位置，滑塊易搖擺。為此，我們重新設(shè)計(jì)了連接機(jī)構(gòu)與球桌，如圖所示：槍管底部有一滑塊導(dǎo)槽，供一滑塊運(yùn)動(dòng)，從而槍管與滑塊間可相對(duì)移動(dòng)；滑塊與連接機(jī)構(gòu)上部鉸鏈連接，可實(shí)現(xiàn)槍體高自由度轉(zhuǎn)動(dòng)。連接機(jī)構(gòu)底部安裝有滾輪，與桌子上表面邊緣成型導(dǎo)軌相配合，滾輪沿導(dǎo)軌內(nèi)部滑動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)槍體沿球桌邊緣移動(dòng)。利用上述機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)桌面方向二維移動(dòng)及三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)全方位擊球。326541三 整體工作原理：1. 臺(tái)球桌 的導(dǎo)軌2.槍體 3.剎車(chē)閘 4.龍頭 5. 運(yùn)動(dòng)滑塊導(dǎo)軌

6、 6.連接機(jī)構(gòu)解析：運(yùn)動(dòng)時(shí)，槍體2上的運(yùn)動(dòng)滑塊導(dǎo)軌5可與連接機(jī)構(gòu)6相對(duì)滑動(dòng)，且通過(guò)鉸鏈方式連接，墻體有可以高自由度轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，桌子上有導(dǎo)軌，連接機(jī)構(gòu)可沿導(dǎo)軌將槍體帶到桌子四周，從而可以全方位擊球。四 設(shè)計(jì)計(jì)算：1.進(jìn)給量及彈簧彈力要求：根據(jù)實(shí)際操作，剎車(chē)閘每動(dòng)一下，滑塊進(jìn)給量為0.6cm1.2cm，而齒條齒距為0.7cm，故每動(dòng)一次剎車(chē)閘，可移動(dòng)一齒，我們所用臺(tái)球?yàn)橹睆?.75cm，重量約為0.2kg，實(shí)際上膛，根據(jù)齒條長(zhǎng)度，最多可移動(dòng)4齒，一齒即為一個(gè)擊球檔位，從而，整個(gè)桌球槍有四個(gè)檔位變換。發(fā)力彈簧選用了勁度系數(shù)為500N/m的彈簧，當(dāng)4齒全部上膛，可有最大力度，此時(shí)x=2.8cm約合3c

7、m,擊球槍可以提供的最大動(dòng)能為Ek=1/2k*x*x=0.5*500*0.03*0.03=0.225J，設(shè)球與桿完全接觸，且球彈出速度為v，則Ek=1/2m*v*v，則v約為2.5m/s，則球速會(huì)在02.5m/s之間（球桿與球有一段距離時(shí)球速會(huì)降低）。而回力彈簧與回復(fù)彈簧也選用了一定勁度系數(shù)，其中回力彈簧所需力很大，為將掛檔栓滑塊順利拉回，我們選用了300N/m的回力彈簧，而另外兩個(gè)回復(fù)彈簧僅需50N/m的彈簧即可。2.扳機(jī)/上膛棘爪與齒條咬合：上膛棘爪和扳機(jī)與齒條咬合部分夾角為35度，因?yàn)榧υ诨厥盏臅r(shí)候須向下壓，占用一定的空間，棘爪夾角務(wù)必小于齒條夾角55度，而扳機(jī)也是同樣道理。五 創(chuàng)新點(diǎn)：1. 不同于傳統(tǒng)桌球玩法，本產(chǎn)品為槍桌一體化結(jié)構(gòu)，由球桌和新型發(fā)射槍組成，球桌是由普通木材組成，球桌表面用綠色氈毯代替昂貴的青石板，不易壞，無(wú)脫皮，使用舒適。槍體采用了鋁合金材料，此材料輕便，耐磨，不易生銹。2. 整體采用全新的槍擊式移動(dòng)擊球，通過(guò)槍體尾部左邊自行車(chē)車(chē)閘帶動(dòng)鋼絲繩拉動(dòng)掛檔栓滑塊實(shí)現(xiàn)上膛，上膛可以有四級(jí)力，可以根據(jù)情況調(diào)節(jié)擊球力度。另一車(chē)閘帶動(dòng)鋼絲繩拉動(dòng)扳機(jī)，釋放球桿，