棒球发球机之设计及研制.doc

327棒球發球機之設計及研製組員：李子威、劉育誠、吳柏宏、陳宜豊、王延晏德霖技術學院機械工程系日四技 094A指導老師：李志良 老師摘 要棒球是一種靠球棒揮擊的一種運動，這運動範圍包括了全身手腳並用，經常練習更可訓練人的反應力，集中力與敏捷度當一個人找不到伴練習或是剛接觸棒球打擊的新手，這棒球發球機是相當方便的運動器材，而且目前市面上的發球機，都還要一個人來送球，我們所做的是不需要另一人送球，一個人也可以操作使用的棒球發球機一、前言由於資訊爆炸的時代, 工商業蓬勃發展，科技的日新月異使人們的生活步調變的越來越快四處高樓林力使人們可以利用的空間越來越少，生活在都市裡的人們長時間過在緊張忙碌的生活品質下，也逐漸的缺乏運動、體能的訓練所以不需要太大的空間、攜帶方便、操作簡易，收納不佔空間的運動器材，逐漸的被大眾接受大多的運動器材都侷限在小範圍的空間裡，因考量在室外的運動器材，所以組員討論結果就決定，設計棒球發球機發球機一般分為兩種不同的型態.一種是揮臂式 .一種是滾輪式 .揮臂式的原理是利用揮臂時離心力將球投擲出去.類似人類投球的動作. 由一個馬達驅動經鐵鍊帶動投出.但只能投直球 .投擲方向固定不過球速較快可達 160 公里.速度由彈簧控制.投擲間隔時間固定.發球機本身較危險. 因為使用位置需固定所以打擊場使用的多半是這種機型(外國有不需固定有輪子可供移動的機種但基座要很重). 滾輪式的發球機又分單輪及雙輪. 亦是利用離心概念將球投出. 像是車子輪胎上的水分被甩出去.雙輪由兩個馬達各別裝在輪子上. 可投擲直球.曲球但球速較慢最快達 140 公里.速度由馬達轉速控制. 像曲球就是利用兩個輪子不同轉速形成.因移動方便另可隨時改變投擲方向及投擲間隔時間由操作員控制.除練習打擊外亦可做內.外野 .捕手等訓練一般用於球隊訓練較多。

二、研究目的會想要做發球機是因為有時候想要打棒球時卻找不人或者找到人了但他不會投球這時有一台發球機的話，就算朋友不打球也可以來幫忙發球，或一起來嘗試打擊的樂趣那你想打球時就能打球，藉此也能促進朋友之間的感情某一方面也可以替一些想買發球機的人省下一大筆的金錢，因為我們都是靠一些簡單而且容易取得的零件，就連組裝也非常容易，這種自己 DIY 的發球機實用，操作也容易，打起球來的心情也不一樣三、研究方法本發球機基本架構，分四個部分：1.本體：利用鋼板裁減所需的尺寸，作為本體的底座和外殼，利用塑膠製成外殼為了保護內部機構、而且夠堅固底座我們使用類似大雨傘的三腳架這樣能夠更穩固2.馬達: 此發球機使用 2 個馬達，馬達作用於帶動摩擦輪將球射出，此馬達馬力為 1/4 匹馬力，但因轉速過快，因此搭配速度控制器使轉速達到所需求之量以下是有關馬達相關資料：請參考圖 2-1圖 2-1 直流馬達 15V)3.摩擦輪:摩擦輪之傳動係以摩擦力來傳達，理論上，摩擦輪為滾動接觸所謂滾動接觸即為兩機件接觸時在接觸點無法相對運動發生，接觸點的線速度相等328兩機件之接觸點恆在連心線上接觸點之切線速度必相等傳動弧長必相等摩擦輪為利用摩擦力來帶動球的滾動。

摩擦力是經典力學的一個名詞，指兩個表面接觸的物體作相對運動時互相施加的一種物理力廣地，物體在液體和氣體中運動時也受到摩擦力摩擦力與相互摩擦的物體有關，因此物理學中對摩擦力所做出的描述不一般化，也不像對其它力那樣精確事實上，只有在忽略摩擦力的情況下人們才能引出力學中的基本定律摩擦力內最大的區分是靜摩擦力與其它摩擦力之間的區別有人認為靜摩擦力實際上不應該算作摩擦力固體表面之間的摩擦力分滑動摩擦、滾動摩擦、滾壓摩擦和轉動摩擦有時一個物體同時受到阻力和摩擦力，比如一輛汽車在運動時既受到空氣的阻力也受到其輪胎的滾動摩擦假如滾動運動和滑動運動同時存在，那麼這種混合摩擦也被稱為滾壓摩擦請參考圖 3-1圖 3-1 摩擦輪）四、製作流程本專題我們分五個部分來說明a 餵球器（請參考圖 4-2）我們餵球器底部接一顆直流馬達,再外接齒輪,讓餵球器 48 秒轉 360 度,八秒掉一顆球傳至摩擦輪讓球滾出我們使用配合廠商利用合模方式,以射出成形製作餵球器, 完成後底部擺上底盤, 在使馬達與齒輪配合, 讓位球器轉動圖 4-2）b 馬達(請參考圖 4-3)我們使用直流 15V 馬達兩顆,上面接控制晶片,可以利用旋鈕來控制轉速, 未來完成後我們可以利用兩馬達轉速的不同，來投出不同的球路。

圖 4-3）c 摩擦輪（請參考圖 3-1）我們使用配合廠商利用合模的方式,射出成形製作出摩擦輪,之後我們在請工廠在外層包覆橡膠,可以讓棒球擠壓射出圖 4-4)我們利用 3mm 厚的光板(SPCC)請廠商利用雷射切割機切成適當大小及外觀,再由 NCT 板金折彎後烤漆（請參考圖 4-7）鐵管外徑 3cm 長度 105cm 裁切後烤漆接著大型風扇之腳墊（請參考圖 4-8） 圖 4-7）329棒 球 發 球 機 爆 炸 圖五、結果與討論本專題研究的是雙輪式棒球發球機,因為現在市面上的機器都必須從國外進口,並且價格昂貴,所以我們一開始所訂定的目標就是用最便宜的價格來製作最完美的成品,我們在製作過程中遇上了許多問題, 尤其是摩擦倫的選購以及直流馬達的配置, 因為目前台灣大部分的機台都是由國外進口, 而且要零售內部零件更是難上加難, 不只是要海運 ,還要用上龐大的金費,目前國內對發球機製作的廠商又是少之又少,不過我們也找到 ㄧ家位於台南縣的廠商,仲連企業,給予我們技術支援與指導 ,可以讓我們在製作過程中減輕很多的困擾及負擔.本專題所製作的是自動餵球及雙輪雙旋鈕發球機,自動餵球的目的就是一個人也可以輕鬆的打擊,為什麼要用到雙輪雙旋鈕呢?雙輪的目的是可以使棒球穩定的擊發也比單輪擊發的球速快和準,雙旋鈕的目的為分別用旋鈕來控制兩個摩擦輪讓兩輪轉速不同, 來達到不同的球路,例.兩輪轉速一樣為直球 ,左輪轉速快右輪轉速慢可擊發左曲球, 反之, 右倫轉速快左輪轉速慢可擊發出右曲球, 還可以利用發球機的橫向, 縱向擺置,來讓球路達到上曲球 ,下墬球。

歷經兩個月組員們一起努力, 也順利的把發球機給完成,經過測試後 (圖 5-1),也達到了我們所預期的目標,現今國人越來越重視假日的休閒活動,何不嘗試花小錢自己動手做做看, 不只可以動腦筋,又可以達到寓教娛樂的功能呢!(圖 5-1)六、文獻【1】 宋揚曙1990電機機械全華科技圖書股份有限公司2】 劉蘊陶1996文京圖書有限公司3】 蕭進松、謝承達1996電機機械全華科技圖書股份有限公司4】 陳祺銘1990小型電動機的基礎與微電腦控制復文書局5】 許正道1989機電整合入門復文書局 【6】 李適中1991直流馬達速度控制．伺服系統(基礎篇)全華科技圖書股份有限公司7】 陳熹棣1989步進馬達應用技術全華科技圖書股份有限公司8】 李清元2002伺服馬達的類別與應用電機月刊第 12 卷第 8 期9】 盧明智、陳政傳2002感測與轉換—感測器原理與應用實習台科大圖書股份有限公司10 】 江正雍譯1993伺服控制系列(10)—無人搬運車之位置控制技術機械月刊第 19 卷 第 1 期11】 江正雍譯1993伺服控制系列(13)—AC 伺服控制應用實務(上)12】 機械月刊第 19 卷第 6。