自动翻书机毕业设计说明书

目录TOC\o"1-5"\h\z目录 1\o"CurrentDocument"第一章前言 1\o"CurrentDocument"1.1课题研究的意义 1\o"CurrentDocument"1.2国内外研究概况 1\o"CurrentDocument"1.2.1国外技术研究概况 1\o"CurrentDocument"1.2.2国内技术研究概况 2\o"CurrentDocument"1.3本课题研究的内容 4\o"CurrentDocument"第二章自动翻书机结构设计 5\o"CurrentDocument"2.1翻书动作方案确定 5\o"CurrentDocument"2.2搓纸机构 5\o"CurrentDocument"2.2.1机构选择 5\o"CurrentDocument"2.2.2机构各部件设计及尺寸计算 7\o"CurrentDocument"2.3压页机构 9\o"CurrentDocument"2.4机体设计 10\o"CurrentDocument"第三章自动翻书机电气控制设计 11\o"CurrentDocument"3.1电气控制电路设计 11\o"CurrentDocument"3.1.1电机选择 11\o"CurrentDocument"3.1.2电气控制系统设计应注意的问题 11\o"CurrentDocument"3.1.3电气控制线路设计 13\o"CurrentDocument"3.2供电方式设计 15\o"CurrentDocument"3.2.1插电工作方式 15\o"CurrentDocument"3.2.2电池供电 16\o"CurrentDocument"3.3遥控控制 16\o"CurrentDocument"3.3.1红外遥控系统 17\o"CurrentDocument"3.3.2频分制多路红外遥控开关电路设计方案 17\o"CurrentDocument"3.3.3红外发射电路设计 18\o"CurrentDocument"3.3.4红外接收电路设计 19\o"CurrentDocument"第四章总结 21致谢 22\o"CurrentDocument"参考文献 23第一章前言1.1课题研究的意义电子读物大行其道的今天，仍有许多人偏爱纸质书籍，习惯是很难改变的，尤其是在你不想改变的时候。随着时代的进步和科技的发展，人们对弱势群体的关注不仅仅在于丰富他们的物质生活，而且深入到怎么满足他们的精神需求。对于双手残疾的朋友们来说，想要看书相对比较困难。这是因为他们无法像正常人一样用手翻书。虽然报刊杂志报道曾有残疾朋友历尽千辛万苦学会用脚翻书，但是书离眼睛的距离太远，不利于阅读。虽然他们也可以选择用电脑和特质的鼠标阅读电子书，但是长时间面对电脑会对眼睛造成一定的伤害，而且不太经济，同样，对于双手被束缚的伤员来说翻书这样简单的动作也成为一个很不方便的事情。于是，自动翻书机应需而生。查阅现有的国内外自动翻书装置，发现有的是通过机械操纵实现翻书功能，有的是通过机电控制实现，但是控制电路比较复杂。所以如果能在已有技术基础上设计一款结构简单紧凑、自动控制电路简单、可折叠易携带、价格低的翻书机，一定很有市场发展前景。1.2国内外研究概况1.2.1国外技术研究概况目前正式走进市场的自动翻书机为数不多，最具代表是BOOKTIME5000自动翻书机。BOOKTIME5000自动翻书机（如图1-1所示）是国外最具代表性的一款翻书机。这台自动翻书机大小和21寸电视机相仿，适用于大部分规格的书籍，按钮控制翻页。同时也具备自动模式，翻页间隔时间可随意调整。价格高达3000美金。此翻书机过于庞大，不够简便，而且价格过于昂贵，对于大部分人不能接受他的价格。

图1-1BOOKTIME5000自动翻书机图1-2远程控制的turner远程控制的turner（见图1-2）的特点：（1） 根据纸质，薄厚自动调节（2） 可以选择直接操作，如果用户能操作远程控制器的按钮（或其他辅助装置），否则，自动扫描操作。（3） 选择灯的明暗程度（4） 交流装置和环境控制单元同样可连接上（5） 此装置如果安装在架子上则可移动并且可以调节角度。1.2.2国内技术研究概况国内对自动翻页机的研究较多，大体可分为以下三类⑴：（1）阅读架自动翻页机一种阅读架自动翻页装置，它包括一架板及其周边上的若干夹具，一在架板上角的弹片，一在架板上方中央的旋转头及其中间的一凹槽，两摆臂则以其后段活动轴接在凹槽中，其中第一和第二摆臂尾端各藉一拉持件分别固定在旋转头右、左侧的架板上，第一摆臂前端有一吸纸构件。当吸纸构件吸纸时，即由旋转头使两摆臂同时转至架板另一侧，吸纸构件即松开纸，同时在拉持件作用下，使第一、二摆臂分别上、下移，以卡持已被翻之纸。（2） 脚踏式自动翻页谱架在已有谱架的基础上，支脚上设踏板和滑轮组，斜置板的支撑面上设转轴，该轴上有摆杆和重锤，穿经滑轮组，一端与踏板连接，另一端与转轴固定。下踩踏板，传动绳带动转轴，使摆杆由一侧翻转到谱板另一侧，松开踏板，重锤作用，摆杆回转，随即带动乐谱纸张翻页。本实用新型实现脚动式自动翻页，可保证演奏者或指挥者的双手自始至终可用于演奏或指挥，结构简单，使用方便。（3）自动翻页器本实用新型提供一种自动翻页器，它是一个盒体。书刊展放在盒面上，用真空吸盘吸附书页，靠旋臂带动书页偏转，旋臂是装在传动轴上，传动轴上还带有三只凸轮，其中一只凸轮与电磁铁连使轴偏转，一只凸轮带动真空泵使吸盘产生负压，另一只凸轮控制活动夹的张开和压紧。电磁铁的控制，根据使用情况选配，供无手指功能的人和演奏、打字专业人员自动翻页。此外还出现了很多专利和新型设计。如王侃设计的自动翻书机［2］，采用自动控制电路控制前翻页、后翻页、复位等功能，对书页的幅面具有很好的适应性，调节方便。吴永立、吴毓湘设计的自动翻页器［3］（专利申请号94227732），是一个盒体。书刊展放在盒面上，用真空吸盘吸附书页，靠旋臂带动书页偏转，旋臂是装在传动轴上，传动轴上还带有三只凸轮，其中一只凸轮与电磁铁连接使轴偏转，一只凸轮带动真空泵使吸盘产生负压，另一只凸轮控制活动夹的张开和压紧。电磁铁的控制，根据使用情况选配，供无手指功能的人和演奏、打字专业人员自动翻页。李俊儒设计的自动翻页器［4］（专利号200520063162）包括书档、托书板和翻压臂，所述书档内设有齿轮机构、主电机，以及供齿轮机构作往返运动的引导机构；所述翻压臂的一端通过枢轴与齿轮机构活动枢接，另一端装有翻页轮，该翻页轮通过蜗杆与书档内的齿轮机构联动。另外，翻压臂上还设有用于压书页的磁铁和用于检测页边的屋顶型反射镜，可以有效防止翻页过程中出现的重复翻页动作。苏杰、闫洪波等设计的自动翻书器［5］（申请号200620102963.0）由载书台、控制箱组成。载书台由电磁式书夹和载书板构成。控制箱由吸纸装置、翻页装置（同步带、同步带轮、翻书棒）、电动机和控制电路构成。本课题研究的内容通过分析和借鉴现有的自动翻书机设计，本课题设计一种能够满足使用要求的结构简单、线路控制简单、体积较小易携带、可折叠、成本低廉的自动翻书机该翻书机应满足的技术要求为：（1）模拟人手翻书方式，提取一页。（2）书页进行180°翻转。（3）复位，并夹紧书。（4）可携带，可折叠；（5）自动完成翻书工作；（6）使用电路控制；（7）可使用电池工作，也可用插电方式工作；（8）可遥控控制。第二章自动翻书机结构设计翻书动作方案确定自动翻书机的功能就是代替人手完成书页的翻转动作。在翻书的过程中，人们主要完成的动作是把书页从一侧翻动到另一侧，即相当于在书页的移动过程中伴随着书页绕其装订边翻转180度。本翻书机设计的动作过程为：左侧向右侧翻转书页时，用左侧搓纸机构搓左侧书页，当书页一半脱离原位置时，左侧的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。当书页接触右侧书页一半时，右侧侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使左侧搓纸机构顺利的空回到原位置，准备下一次的翻页动作。右侧向左侧翻书页，当书页一半脱离原位置时，右侧的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。当书页接触左侧书页一半时，左侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使右侧搓纸机构顺利的空回到原位置，准备下一次的翻页动作。本翻书机基本方案设计是使用搓纸机构和压页机构两个部分来完成以上动作过程，并用控制电路实现。考虑到翻书机能够折叠，故每个机构都分为左右两个机构，以完成各侧的功能。2.2搓纸机构搓纸机构主要是完成书页从一侧翻转到另一侧。现有的许多翻书机在实现书页翻转功能时采用两种机构：捏纸机构和翻页机构。我经过多次试验，发现只要搓纸块与书页之间的摩擦力达到一定范围，增加搓纸距离就可以将书页翻转过去。这样就可以只用搓纸机构即可实现单张书页的移动、翻转。2.2.1机构选择本翻书机翻书采用直线式推进方式。能够实现往复直线运动的机构有很多，但是最常见的机构［6］［7］是凸轮机构、曲柄滑块机构、螺旋机构、齿轮-齿条机构、链传动［8］，此外，现在市场上出现的工业直线执行器［9］也能实现直线运动。六种机构的比较如下：

表2-1六种机构比较机构名称优点缺点凸轮机构几乎可以实现从动件的无限多种运动规律。可以将凸轮的转动，变换为从动件的连续或间隙的往复运动或摆动。凸轮从动件是高副接触，压强较大，易磨损，凸轮轮廓线的制造精度对动力影响很敏感。凸轮副对材料的选用和加工以及热处理要求较高。曲柄滑块机构连杆机构构件之间是转动低副连接，传动可靠，承载能力大，耐磨性好。能实现多种运动形式的变换和多种运动规律的输出。连杆机构中运动副元素多为圆柱面或平面，无需特殊机床加工，且加工精度容易得到保证。机械效率低，有惯性力螺旋机构能将回转运动变换为直线运动。运动准确性高，且有很大的减速比；工作平稳、无噪声，可以传递很大的轴向力。结构简单，制造方便。由于螺旋副为面接触，且接触面间的相对滑动速度较大，故运动副表面摩擦、磨损较大，传动效率较低。齿轮-齿条机构承载大；移动速度中等制造、安装精度要求较咼，因而成本也较咼。链传动链传动平均传动比准确,传动效率高，轴间距离适应范围较大传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。工业直线执行器易于接线；设计紧凑，适合在较小空间内使用；免维护；双向，可推动和拉动；坚固可靠；容易安装，运行仅需2条导线。成本高本设计主要是结构简单紧凑、易操作、经济性好。且考虑电气控制设计之后选择曲柄滑块机构作为搓纸机构的动作机构。曲柄滑块机构分为对心滑块机构和偏置曲柄滑块机构。对心滑块机构中影响运动特性的尺寸参数是曲柄长度L和连杆长度L。该机构的主要特征是：滑块行

12程H等于2倍曲柄长度2L；当LL较小时，在连杆与曲柄重合成一直线区域1 2"1附近，滑块运动缓慢，有一段近似停顿；在连杆与曲柄拉直成直线区域附近，滑块的最大速度显著增大，影响滑块运动的平稳性。在偏置曲柄滑块机构中，滑块的行程大于2倍曲柄长度；当曲柄等角速度旋转时，滑块的往返行程快慢不同——推出方向的平均速度比收回方向的平均速度小。在本设计中，刚好在推送和压页功能中要求尽可能平稳无冲击，偏置曲柄滑块机构满足这一要求。而且偏置曲柄滑块机构的急回特性，可以节省辅助时间。偏置曲柄滑块机构简图如图2-1所示。图2-1曲柄滑块机构在本设计中，翻页电机带动曲柄1旋转，曲柄1通过连杆2推动推杆3沿滑槽做往复直线运动，推杆3顶端的搓纸块随着推杆3的运动做搓纸和复位动作。为适应厚薄不同的书本，在推杆和搓纸块之间安装有弹簧，弹簧力保证搓纸块与书页之间的摩擦力实现书页的翻转。222机构各部件设计及尺寸计算搓纸机构包括曲柄、连杆、推杆、搓纸块、弹簧。本设计中搓纸块最大行程H二240mm，偏距e二100mm，连杆长度L与曲柄2长度L的比值a=LL=3。121利用图解法设计该机构。图2-2图2-2曲柄滑块机构图解设计设计分析:在图2-2中(2-2)-(2-1)OB=AB—在图2-2中(2-2)-(2-1)OB=AB—OA=L—L(2-1)11111121OB=AB+OA=L+L(2-2)12221221OB-OB得L——1―2 11(2-3)2i‘OB+OBL=—1_2 1_12(2-2)+(2-1)得(2-4)(2-2)4-(2-1)得OBL+La+1OBL-La—11121(2-5)(2-5)表明，曲柄轴心O至滑块上B两极限位置B，B(2-5)121数。由数学知，符合上述条件的O点的轨迹必在某圆周上，该圆做法如下：在线1段BB及其延长线上，按21TOC\o"1-5"\h\zCB CB a+112= 2_2=CB CB a—11121分别确定内分点C和外分点C，再以CC为直径作圆，该圆周上任意点至和1212的距离之比都等于，即符合上述给定条件的曲柄轴心必在该圆周上。设计步骤：

(1)作BB=H=240mm。(2)取偏距e二100mm，作BB的平行线xx，待定的曲柄轴心O应在xx直线上。线上。曲柄长度1—22连杆长度曲柄长度1—22连杆长度OB+OB456+2281211L=—1—2 11= =342mm(3)按给定a二4带入式(2-5)有:+2===2OBa—1 3—1按上述比值在线段BB及其延长线上确定其内分点C和外分点C。(4)以CC为直径作圆，该圆与直线xx的交点，即为曲柄的轴心O。(5)量取OB与OB，带入式(2-5)求得:OB-OB456-228L=―1-^——1-^= =114mm以O为圆心，L为半径作圆，连接B、O并延长与该圆交于A，又连接B、O，并与该圆交于A，则OA与AB、AB分别为滑块在两个极限位置时曲柄12121122与连杆的对应位置。(6)校验压力角。最大压力角a=arcsmt=arcsin—max L 342符合要求。压页机构压页机构也采用曲柄滑块机构。在本设计中，压页电机带动曲柄旋转，曲柄通过连杆推动推杆沿滑槽做往复直线运动，推杆顶端的书夹随着推杆的运动做压书动作，曲柄旋转一圈，压一次书页。为适应厚薄不同的书本，在推杆和书夹之

间安装有弹簧，弹簧力保证书夹能够夹持住书页。压页机构包括曲柄、连杆、推杆、书夹、弹簧。该设计中，压页机构行程H=56mm，偏距e=10mm，连杆长度L与曲柄长2度L的比值a=LL=4。曲柄长度12'1用图解法求解，可得曲柄长度L= =27.9mm，取整为28mm。12连杆长度139.4+83.6连杆长度L= =111.5mm2 2最大压力角•L+e•27・9+101987a=arcsm— =arcsm =19.87最大压力角max L 111.52符合设计要求。机体设计翻书机机架采用对开设计，中间用合页铰接，不使用时就可以折叠起来，节省了一半的幅面。在每个机体铰接的一侧设计有三块磁铁，书架展开后利用磁铁的吸力保证在阅读书籍的时候机架不会自己变形或合闭。左、右侧翻页机构和压页机构采用对称设计。第三章自动翻书机电气控制设计电气控制电路设计3.1.1电机选择电机作为机构的动力源，影响着机构的正常运转和工作效率。在本设计中，由于终端受力对象为书页，而且执行机构各构件材料为工程塑料，尺寸也小，质量很轻，所需功率不大，另外机构运动速度不能太大，应将输出速度控制在5r/min左右。所以选择常州海盛电器有限公司生产的35TKYJ系列微型交流同步减速电机。表3-135TKYJ系列交流同步减速电机技术参数电动机型号输入功率(W)同步转速(r/min)输出转矩(Kg.cm)额定电压(V)减速比35TKYJ24-6361241:电气控制系统设计应注意的问题电气控制设计中应重视设计、使用和维护人员在长期实践中总结出来的许多经验，使设计线路简单、正确、安全、可靠、结构合理、使用维护方便。通常应注意以下问题。[10]选择控制电源尽量减少控制线路中电源的种类，控制电源用量，控制电压等级应符合标准等级。在控制线路比较简单的情况下，可直接采用电网电压，即交流220V、380V供电，以省去控制变压器。当控制系统使用电器数量比较多时，应采用控制变压器降低控制电压，或用直流低电压控制，既节省安装空间，又便于采用晶体管无触点器件，具有动作平稳可靠、检修操作安全等优点。对于微机控制系统应注意弱电控制与强电电源之间的离，不能共用零线，避免引起电源干扰。照明、显示及报警等电路应采用安全电压。（2）选择电器元件尽量减少电器元件的品种、规格与数量。在电器元件选用中，尽可能选用性能优良、价格便宜的新型器件，同一用途尽可能选用相同型号。电气控制系统的先进性总是与电器元件的不断发展、更新紧密联系在一起的，因此，设计人员必须密切关注电机、电器技术、电子技术的新发展，不断收集新产品资料，以便及时应用于控制系统设计中，使控制线路在技术指标、稳定性、可靠性等方面得到进一步的提高。（3）减少通电电器的数量正常工作过程中，尽可能减少通电电器的数量，以利节能，延长电器元件寿命以及减少故障。（4）合理使用电器触点在复杂的继电接触控制线路中，各类接触器、继电器数量较多，使用的触点也多，线路设计应注意以下问题。主副触点的使用量不能超过限定对数，因为各类接触器、继电器的主副触点数量是一定的。设计时应注意尽可能减少触点使用数量.以采用逻辑设计化简方法，改变触点的组合方式，以减少触点使用数量，或增加中间继电器来解决。检查触点容量是否满足控制要求，避免因使用不当而出现触点烧坏、熔焊的故障，要合理安排接触器主副触点的位置，避免用小容量继电器去切断大容量负载。总之，要计算触点断流容量是否满足被控制负载的要求，还要考虑负载性质（阻性、容性、感性等），以保证触点工作寿命和可靠性。（5）正确连线具体应注意以下几个方面。正确连接电器线圈电压线圈通常不能串联使用，即使用两个同型号电压线圈也不能采用串联施加额定电压之和的电压值，因为电器动作总有先后之差，可能由于动作过程中阻抗变化造成电压分配不均匀。对于电感较大的电器线圈，例如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等则不宜与相同电压等级的接触器或中间继电器直接并联工作，否则在接通或断开电源时会造成后者的误动作。合理安排电器元件及触点位置对一个串联回路，各电器元件或触点位置互换，并不影响其工作原理，但从实际连线上却影响到安全、节省导线等各方面的问题。注意避免出现寄生回路在控制电路的动作过程中，如果出现不是由于误操作而产生的意外接通的电路，称为寄生回路。3.1.3电气控制线路设计电气控制电路主要是控制电机的电源通断、启动停止。在本设计中，有四个电机：左右侧搓纸机构和左右侧压页机构。每个电机电源的通断、启动停止、正反转都是由电气控制，各个机构的行程由限位开关控制。电路元件表如表3-2所示。表3-2电气元件功能表名称作用名称作用M1左翻页电机M3左压页电机M2右翻页电机M4右压页电机HL电源指示灯SQ1左侧复位限位开关SB1总电源按钮SQ2左压页电机通电开关SB2左翻页电机按钮SQ3右压页电机通电开关SB3右翻页电机按钮SQ4左压页限位开关KM1左翻页电机继电器SQ5右侧复位限位开关KM2右翻页电机继电器SQ6右压页电机通电开关KM3左压页电机继电器SQ7左压页电机通电开关KM4右压页电机继电器SQ8右压页限位开关QS隔离开关FR热继电器FU熔断器限位开关布置图，如图3-1所示。SQl£Q2SQ3 50SQ6饗左两aa————亠-.4和黑图3-1限位开关布置图

电气控制图如图3-2所示。电气控制图如图3-2所示。mm电气控制原理：左侧翻页电机Ml的启动、停止闭合按钮SB2，线圈KM1通电，其常开主触点和辅助触点KM1同时闭合，使左侧翻页电机Ml旋转，当翻页曲柄上的挡块撞击行程开关SQ1后，行程开关常闭触点SQ1断开，线圈KM1失电，常开主触点和辅助触点断开，电机Ml失电,停止旋转。为防止误操作，左右侧翻页电机采用互联制约方式，当一侧电机通电工作时,另一侧电机电路是断开状态，即使按动按钮也无法启动。右侧翻页电机M2的启动、停止闭合按钮SB3,线圈KM2通电，其常开主触点和辅助触点KM2同时闭合，使左侧翻页电机M2旋转，当翻页曲柄上的挡块撞击行程开关SQ5后，行程开关常闭触点SQ5断开，线圈KM2失电，常开主触点和辅助触点断开，电机M2失电,停止旋转。（3）左侧压页电机M3的启动、停止当左侧翻页电机启动旋转后，带动曲柄滑杆机构运动。曲柄旋转一定角度后，曲柄上的挡块撞击行程开关SQ2，行程开关常开触点SQ2闭合，线圈KM3得电,其常开主触点和辅助触点KM3同时闭合，使左侧压页电机M3旋转，当压页曲柄上的挡块撞击行程开关SQ4后，行程开关常闭触点SQ4断开，线圈KM3失电，常开主触点和辅助触点断开，电机M3失电，停止旋转。当右侧翻页电机启动旋转后，带动曲柄滑杆机构运动。曲柄旋转一定角度后，曲柄上的挡块撞击行程开关SQ7，行程开关常开触点SQ7闭合，线圈KM3得电,其常开主触点和辅助触点KM3同时闭合，使左侧压页电机M3旋转，当压页曲柄上的挡块撞击行程开关SQ4后，行程开关常闭触点SQ4断开，线圈KM3失电，常开主触点和辅助触点断开，电机M3失电，停止旋转。（4）右侧压页电机M4的启动、停止当左侧翻页电机启动旋转后，带动曲柄滑杆机构运动。曲柄旋转一定角度后，曲柄上的挡块撞击行程开关SQ3，行程开关常开触点SQ3闭合，线圈KM4得电,其常开主触点和辅助触点KM4同时闭合，使右侧压页电机M4旋转，当压页曲柄上的挡块撞击行程开关SQ8后，行程开关常闭触点SQ8断开，线圈KM4失电，常开主触点和辅助触点断开，电机M4失电，停止旋转。当右侧翻页电机启动旋转后，带动曲柄滑杆机构运动。曲柄旋转一定角度后，曲柄上的挡块撞击行程开关SQ6，行程开关常开触点SQ6闭合，线圈KM4得电,其常开主触点和辅助触点KM4同时闭合，使右侧压页电机M4旋转，当压页曲柄上的挡块撞击行程开关SQ8后，行程开关常闭触点SQ8断开，线圈KM4失电，常开主触点和辅助触点断开，电机M4失电，停止旋转。3.2供电方式设计插电工作方式在本设计中，选择24V的微型直流减速电机作为动力源。插电工作时，只需将充电器插入翻书机的电源孔内即可通电工作。参照现在市场上相关阅读机的充电器和通电孔设计了该翻书机的充电器和通电孔。左右侧的翻页电机电源线通过按钮开关与通电孔相连接，左右侧压页电机的电源线通过行程开关与通电孔相连接。接线示意图如图3-3所示。

M3M2SQ3M4M3M2SQ3M4LSQ6图3-3插电接线示意图3.2.2电池供电在翻书机背面设有一个电池盒，只需将电池按照表明的正负极放入，即可代替插电工作。电机与电池的接线和插电工作方式一样。图3-4电池接线示意图3.3遥控控制由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，所以在本设计中，使用红外线遥控开关方式。3.3.1红外遥控系统通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图3-5所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。键盘編码调制卜匸遥控发射器一甘光/电放.丈卜T解询由解码图3-5红外遥控系统框图遥控发射器中编码波形发生器产生一定占空比的脉冲信号，经调制放大后驱动红外发光二极管，发射红外脉冲信号。遥控接收器中光电探测将红外信号转换为电信号，经过放大与解码，输出控制信号，驱动执行机件动作。发射与接收系统可以采用码分制和频分制，该设计采用频分制。3.3.2频分制多路红外遥控开关电路设计方案频分制是按照发射载频的不同来区分不同的开关信号。图2(a)为频分制发射系统组成。采用频道编码开关，来改变振荡电路的参数，从而改变振荡频率。当按下不同的编码键时，振荡器输出不同振荡频率的指令信号，经放大后驱动红外发光管发出红外开关信号。虹外朮勲 ・覽十-摇劫抽疔］1虹外朮勲 ・覽十-摇劫抽疔］1译in■11LU■1透玻N卜k鱷辻揀厅H〔町理打胡欢射斥缺如庭ti%按牧控制电路用底图3-6频分制红外遥控系统组成当红外接收器接收到红外编码指令后，先转换为相应的电信号，经放大器放大，加至频率译码电路，再经选频电路，选出不同指令的频率信号，最后驱动相应的执行机件。根据发射编码信号的数量，即频率个数，在接收端应有相应个数的选频、驱动机构。频分制控制指令频率一般取几百赫兹至几十千赫兹。频分制红外遥控开关系统结构简单，易于组装，适用于通道数不太多的场合，当通道数较多时，电路复杂，且易产生频道间串扰，影响系统的稳定性。3.3.3红外发射电路设计电路结构红外发射电路采用NE555接成振荡电路，如图3-7所示。振荡频率由SA1〜SA3开关控制，改变开关位置，即改变接入振荡电路的电阻RP1〜RP3,调节RP1〜RP3,可以调节每一通道的具体频率。振荡脉冲由3号引脚输出，驱动红外发光二极管发射红外光，即实现了用振荡脉冲对红外光的调制。参数设计根据有关知识，555定时器构成振荡器的振荡频率可按下式估算：1.443f-0 (R+2R)CP 1 1选3个通道的频率分别为20kHz,30kHz,40kHz，由上式可求得:RP11RP11.443f1C1◎5.2kQ1443R二二—2R沁2.8kQP2fC1

211443R二-—2R◎1.6kQP3 fC13 1可选用6.8kQ,5.1kQ,3.3kQ电位器。图3-7图3-7红外发射电路3.3.4红外接收电路设计电路结构红外接收电路主要由光敏二极管、集成运算放大器 (OP07)、音频锁相环(LM567)、双稳态触发器(CD4013)、继电器驱动电路等组成。其电路见图3-8。

图3-8红外接收电路基本原理是：光敏二极管接收到光信号并转换为电信号，运算放大器将微弱的电信号加以放大，与发射频率相对应的通道进入工作状态。LM567为通用音频译码器，内含鉴相器(PD)、放大器(AMP)、压控振荡器(VCO)等单元，当输入信号频率与VCO频率一致时，环路进入锁定，LM567的8号引脚输出由高电平变为低电平，使三极管导通，其集电极由低电平转为高电平，D触发器翻转，输出Q为高电平，继电器吸合，执行设备工作。当发射频率改变时，则另一路转入工作。参数选择IC1的闭环增益选Au=R5/R2=1000，同相端基准电压取1/2VDD)。LM567的压控振荡器中心频率按下式确定：根据发射频率可求得Rp11〜RP13的值。如第一通道，发射频率为20kHz，则：J?pi■— —«— =4* k£*1P),L1X20XIQ3XX1QT依次类推可得Rpl2=3.03kQ,Rpl3=2.27k。，选标称电位器5.1kQ,4.7kQ，3.3kQ。调节参数时，接通发射和接收电路，如选择第一通道，用示波器测试输出波形，调节图3中的RP1，使发射频率为20kHz,再测试图4电路LM567的8脚电平，仔细调节图4中的RP11使8脚为低电平。采用同样方法调节其他各路。第四章总结本自动翻书机设计以便携、廉价作为设计目标，使用简单机构和控制方式完成了此翻书机的设计，并实现了廉价和便携的特征，在满足了翻书机基本功能之外，还具有以下特点：（1）使用自动控制电路控制。用户只需使用三个按钮就可以实现对翻书机的操作，分别是前翻页、后翻页、紧急断电。（2）主要工作机构尺寸几乎全部隐藏在