【羽毛球自动发球机结构设计12000字】

PAGEPAGE3羽毛球自动发球机结构设计摘要羽毛球是一项动作要求高、技术复杂、点对点的运动项目。现在世界羽毛球运动已经发展到了一个更高的水平，并且羽毛球这项运动它对运动员的要求很严格，每个运动员都要有非常精湛并标准的技术动作也要有一个灵活的头脑来为他的对战设定一套有效的战术，同时强壮的身体也是每个羽毛球运动员能够赢得比赛最重要的因素。可见，羽毛球运动员身体和头脑要相互配合是羽毛球运动员夺冠的重要条件之一。但是现在专业的羽毛球发球机已经被创造出来很久了，但给普通大众用来日常娱乐羽毛球自动发球机还没有被制造。由于这个原因我设计了一种给人们平常娱乐为目的羽毛球发球机，它主要由支撑系统（支撑小车）、发射系统（齿条击打羽毛球底部）、自动进料（减速器和槽轮机构）和控制系统（单片微控制器为核心）构成。其中发射系统的工作原理是当电机（低转速、大扭矩）带动不完整齿轮进行转动,不完整齿轮和其配合的齿条啮合后,齿条将后面的弹簧进行压缩使得弹簧产生弹性势能。当不完整齿轮和齿条啮合结束后弹簧会回复原样并将齿条带动使得齿条的前端击打羽毛球球的中后部，这就会给羽毛球一定的速度。。控制系统则是由单片机构成的。这款羽毛球自动发球由于并不专业和精细，其只能给普通人的羽毛球日常练习和娱乐。目前，中国在羽毛球自动发射机方面已有了一些研究的成绩，但与国外相比较的话，我国在服务的精准度和频次上还存在较大差距，还有待提高。关键词：羽毛球发球机弹簧发射自动进料系统控制系统目录第一章概述………………………4§1.1目前国内外关于羽毛球发球机的研究现状和发展趋势………………4§1.2本课题的来源与现实意义………………4第二章羽毛球自动发球机总体的介绍与研究基础……………6§2.1发球机总体的构造与布局………………6§2.2发球机的工作原理………7第三章传动系统的设计简介……………………10第四章发射系统的设计简介……………………12第五章自动进料系统的设计……………………18§5.1选电动机型号……………18§5.2V带传动设计……………19§5.3齿轮结构设计…………20§5.4设计高速轴………………23§5.5设计低速轴………………27§5.6设计槽轮机构……………28第六章自动进料系统的高速轴的可靠性分析………………31参考文献………………35结束语…………………36概述§1.1引言随着人民的物质生活水平不断提高，人们越来越重视生活的质量高低。据调查，作为一种绿色的消费方法，体育的花费在人们的日常消费中的比重越来越多。中国作为一个体育大国，很多的运动都发展很好，比如乒乓球、篮球、羽毛球。其中羽毛球不像另外两个运动具有技巧和对抗的特性，因此我们这种普通人的喜爱。目前羽毛球自动发球机的分类相比来说还不是很多，这就会使羽毛球自动发球机还有很大的发展上限。本次我的课题是“羽毛球自动发球机”，我设计的发球机主要是使机械、单片微控制器相结合的技术。他具有三个特点分别是：（1）发球不间断，可以一直发球、发射筒和支撑底座可以转动所以可以发多种角度的球、没有使用很难理解的东西，因此普通人也可以任意使用，上手简单等特点。§1.2目前国内外关于羽毛球发球机的研究及发展随着我国体育事业的蓬勃发展和科技的额高速发展，羽毛球发球器的技术已经相对成熟了。只是全是是为了羽毛球运动员训练时所使用的，这种发球机有很高的精度和各种球型的发射模式，它们能发射高吊球、扣杀球、拦网球和高挑球等实际比赛是专业羽毛球运动员所能打出的几种专业的球型。但给普通人平常打羽毛球时候用来训练和娱乐的羽毛球自动发球机还没有出现。§1.3本课题的来源与现实意义目前咱们国家的羽毛球运动员的运动水平已经很高了，但人民的技术水平并不高超，为了让人民的日常生活环境变得更加文明健康，让人民都乐意出门锻炼并提高身体健康，并且我国绝大部分的公共体育馆是没有羽毛球运动的练习器材的，这就使得提高人民对于打羽毛球的热情，由于这些原因我本次设计了符合大众的羽毛球自动发球机。我所设计的羽毛球自动发球机可以解决上诉大部分问题，让人们可以更将康快乐的打羽毛球，并且能够提高人们的实战性和技巧。这么长的时间来，因为各地对羽毛球运动的重视度不一样，导致使羽毛球运动发展也极度的不平衡。有一部分省、市、只顾一时的利益，他们以羽毛球运动在国内具有很高的水平，所以在国际的比赛拿不到奖牌为原因就下令取消羽毛球比赛，或者随意调整比赛，在没有认识到羽毛球是中国实力的基点的情况下，影响了羽毛球运动在中国的普及和竞争，阻碍了中国羽毛球运动的人才转移和技术水平的发展和提高。关于训练问题，由于羽毛球运动的技术比其他的运动都要强，所以全国各地在训练运动员的时候都会重视其基本功并对基本功严格的训练和加强体能的训练，并具有对性地进行技巧和战术上的训练，这些全都表明训练取得了相当大的进展。但是，我们对运动员的训练改革还是太少了。我们必须清醒地知道一些问题，而且我们的训练还是存在很大巨大的问题需要及时的改正。比如在训练的时候会盲目的增加训练量，这使得我们在培养新手时拔苗助长，并没有根据每个选手的自身特点和缺点来进行针对训练等。因此我们要摒弃原先的羽毛球训练方法，我们应该正确科学的使用羽毛球自动发球机来对羽毛球运动员进行训练，这才是正确的方法。只有这样我国的运动健儿才能在大赛上取得更好的成绩。

由于我国羽毛球运动研究工作起步比国外要晚上很久，所以在各大知名的期刊上很少有像样的专业论文。研究的工作还停留在调查和对其他论文的总结上。由于没有相关专业技术人员并且没有钱，这对羽毛球运动的硬件提供就很少。因为上诉的所以原因以及我所了解的知识，我在导师的指导下，设计一款集发射系统、控制系统、支撑系统、投放系统于一体，可以自动多并且能够给多个方向发球的羽毛球自动发球机。第二章羽毛球自动发球机总体的介绍与研究基础§2.1发球机总体的构造与布局事实上，目前乒乓球发球机是国内外使用最广泛的，这是因为乒乓球的原理简单设计方便。所以乒乓球发球机的发展是迅速的和完善的，但是羽毛球发球机因为羽毛球本身易坏、易碎的原因所以对他的设计就很难并且在设计时不能让每个羽毛球之间的摩擦力过大，所以一次只能装五六个羽毛球来发射，所以我本次的设计也不是全自动的羽毛球发球机，因为它要人向传送带上放置羽毛球球，然后就可以自动填料。它的优点是可向多个方位进行发球，它的发射管可以上、下、左、右调节，根据运动时练习的人的自身要求来设定发射机，发射机的具体外形图如下：羽毛球发球机整体图上图所示，最下面的是这个设计的支撑系统，它是由一个小车和4组轮胎组成的，它的上面是发射和控制系统，发射系统会在后面只要讲解，在这里我就不在多说了，控制系统是以片机为核心构成的，其作用是控制伺服电机的。右边是为羽毛球发球机能够连续不间断发球而创造的，也就是进料系统，我这次的设计的羽毛球发球机要采用了能量守恒定律来设计制作的。它首先由电机带动不完整齿轮进行转动，不完整齿轮和其配合的齿条啮合后，齿条将后面的弹簧进行压缩使得弹簧产生弹性势能。当不完整齿轮和齿条啮合结束后弹簧会回复原样并将齿条带动使得齿条的前端击打羽毛球球的中后部。这个设计是让电机的电能和不规则齿轮的动能和齿条的动能和弹簧的弹性势能和羽毛球的重力势能及动能来按照这个顺序进行转换，当这一整套的能量转换完成后，羽毛球就会具有一定的初速度，这就完成了一次羽毛球发球机的发球工作。我这次设计的羽毛球自动发球机虽然没有市面上的机器好，但是它具有了羽毛球发球机该具有的几个特点：(1)结构不复杂，它虽然是由简单的原件构成，但是却没有丧失准确性、连续的特点。(2)价格便宜。本羽毛球发球机没有用到特别昂贵的材料而且用到的都是一些废品，这样可以有效地保护环境。(3)适合于人民日常娱乐使用。因为市场上所有的羽毛球发球机产品均是为水平较高的羽毛球球运动员所设计并生产的，它们都具有发球形式多种的特点，这并不是适合非运动员的日常娱乐所使用，而本羽毛球发球机发出的羽毛球球路线单一，非常适合人民日常娱乐的使用。主要创新点：(1)用齿条击打羽毛球；(2)利用弹簧的势能转换来击打羽毛球；

§2.2发球机的工作原理1）发射管的组成本次设计的羽毛球自动发球机，发球管是它的灵魂原件，没有发球管就无法完成发射的工作。发球管是由不规则齿轮、电机（低速率、大扭矩）、与不规则齿轮所配合的齿条、可压缩的弹簧和用来限制齿条运动的导轨构成。2）工作原理羽毛球发射的需要向大范围发射，所以我设计了三个旋转、平移运动的组合，第一个是机身的水平转动，第二个是发射简在竖直方向的摆动，最后是最关键的弹簧的弹射。最后则是支撑座的左右摆动，这符合了羽毛球实际的对战效果。本次设计的羽毛球发球机主要采用了能量守恒定律来设计制作的。它首先由电机带动不完整齿轮进行转动，不完整齿轮和其配合的齿条啮合后，齿条将后面的弹簧进行压缩使得弹簧产生弹性势能。当不完整齿轮和齿条啮合结束后弹簧会回复原样并将齿条带动使得齿条的前端击打羽毛球球的中后部。这个设计是将弹簧的弹性势能转换为齿条的动能，当齿条击打在羽毛球的时候，就会使羽毛球产生一定的初速度，达到发射羽毛球的目的。3）各主要部件工作效用如下：（1）蜗杆：传动蜗杆。（2）蜗轮：使发射管左右方向运动。（3）齿轮：和齿条啮合，带动齿条进行直线运动。（4）齿轮驱动电机：驱动齿轮回转运动。（5）压缩弹簧：将势能转换，推动齿条。（6）齿条座：限制齿条运动方向。（7）齿条：通过直线运动将与其联结的弹簧压缩。（8）拨爪：与齿条一起运动并压缩弹簧。（9）发射管：控制羽毛球发射方向。（10）定位环：限位羽毛球位置。4）该机器的主要创新点（1）将弹簧巧妙运用，作为发射动力。（2）运用不完整齿轮和齿条进行啮合，从而完成弹簧的势能转换。5）该机器和乒乓球发球机的区别（1）由于我国的国球是乒乓球，即使羽毛球要比乒乓球的技术难度低，但在中国羽毛球的普及还是没有乒乓球高。由于乒乓球不同于羽毛球，它是标准的球，在分隔和定位的时候很方便，而羽毛球则不是标准物体，因为其特性和乒乓球不同这就使得它的定位和分离很难。（2）它们两个的发射原理是大相径庭，乒乓球是球和乒乓球板上的胶质进行摩擦旋转来发射的，而羽毛球则是利用羽毛球尾部的木质塞子和羽毛球球拍的紧绷的网相互碰撞产生的弹性来进行发射。6）该系统的不足之处由于我的知识水平有限所以在在设计水平上有限，暂时没能设计出更多，并且自动进料系统主要是由减速器构成的所以我只是对他进行了设计并没有绘图，因为减速器的设计我们在大二期间已经做过了，并且本羽毛球发球机也只能算是一个半自动的机器。第三章传动系统设计简介§3.1发射电机中的齿轮设计1.选择材料及确定许用应力齿轮：材料选用45钢，齿面硬度为。齿条：材料HT250，齿面硬度为。查机械设计简明手册图6-12得：；；（表6-23），则查图6-13得：（表6-23），则2.按轮齿弯曲强度设计精度等级：查表6-22，取载荷系数齿宽系数取齿数：压力角：查图6-13得：齿形系数则因，取设计模数m≥考虑磨损，模数要加大10%，查表6-16，取模数齿轮如下图：第四章发射系统的结构设计简介§4.1发射管的构造发射管 →定位环→球拍 →发射座→发射弹簧→弹簧底座如下图：弹性球拍：羽毛球是羽毛球尾部的木质塞子和羽毛球球拍的紧绷的网相互碰撞产生的弹性来进行发射。因此球拍要和发射台为一体的。为了安装时候方便发射管的直径要比球拍打一点点，要比它小一点所以固定端的大小取值为。另一端端取。如下图：§4.2发射座的设计在弹簧的势能时候，发射座是与弹簧一起运动的，所以它不能产生晃动，这就要有导向的功能，所以我设计了一个厚度的导轨，并且弹簧也可能会产生晃动，就要把发射座轴与弹簧配合，因此我设计了弹簧的尺寸，其大径，小径。如下图：§4.3发射弹簧的参数计算弹簧参数根初速度和球拍的质量所决定的。c=(D-d)/d,初选c=5D=60d=10c=6D=50d=7c=7D=45d=5.6c=7D=50d=6c=7D=40d=5取c=7,D=40,d=，，≥d=D2=D-d=40-5=压缩功率：圈数：圈两端各并紧一圈，则总圈数n1=n+2=17圈极限载荷：==δ1≥0.1d=节距：°展开长度：b=根据外径要求，初选C=7由C==得d=所以用C级碳素弹簧钢丝，=1570。查表16-1知，=0.4=0.4×1570。因为弹簧直径不符合，故应重新设计。改选C=6，K=1.253，得d=4mm。查表16-2得,=0.4=608。较核所选直径计算得出的d与改选后所选的直径基本一致，故确定,有效工作圈数变形量由图16-6确定，即=查表得,所以由式得=取n=6.5圈。考虑到两端各并紧一圈，则弹簧总圈数=n+2=6.5+2=8.5确定变形量、、和实际最小载荷弹簧的极限载荷为因为工作圈数由改为，所以重新设计。按式，将和分别代替F和得将和分别代替F和得按图16-6可知算弹簧的1弹簧.节距2.弹簧的自由高度3.弹簧的螺旋升角4.弹簧簧丝的展开长度在的作用下压缩弹簧相邻两圈的间距=,取=,则无载荷作用的节距为P基本符合在的规定范围。端面并紧磨平的弹簧自由高为取标准值=。无载荷作用下弹簧的螺旋角为基本满足的范围。弹簧丝的展开长度稳定性计算查表，不会失稳。如下图：第五章自动进料系统设计§5.1选电动机型号1）由于本设计一般是供人们日常娱乐使用，可随用随拿，因此自动进料系统，需只要具备能连续喂球功能，工作载荷比小，且工作平稳，拟选取电动机功率为。2）查表知V带，减速器传动比为，则合理范围是，而电动机n可选范围是。则有下表的四种方案：方案有电动机型号额定功率（）同步转速（）满载转速（）17.53000290027.51500140037.5100097047.5750720综合考虑选用第二方案，因此选用电动机型号为，电动机型号额定功率（）同步转速（）满载转速（）额定转矩最大转矩7.5150014402.22.2主要外形与安装尺寸：。中心高外形尺寸安装尺寸平键尺寸轴身尺寸HL（AC/2+AD）HDABFGDDE1325153453152117810413880§5.2V带传动设计1）确定计算功率=是工况系数，由表知，。2）选V带型号选择V带型号为A型，小带轮为=,速度，符合5。求传动比，通常取圆锥齿轮的传动比，取。3）则大带轮直径为==根据的标准值取=。4）确定中心距与带长（1）初选中心距0.7（+）2（+）则221632，初选=225（2）初算带长与确定带长≈2+（+）+=2225+496+27=973，查课本机械设计得=1000mm。（3）确定中心距（4）验算小轮包角功率增量长度系数，包角系数（5）V带根数=选取V带根数为根（6）确定初拉力为确保V带寿则单根V带适宜的初拉力是§5.3齿轮结构设计1）选择齿轮材料，确定许用应力小大齿轮均为直齿锥齿轮，本次采用的材料为45钢，，由表查得硬度为，硬度，查得，由图5—33b查得。取2）按接触疲劳强度设计当一对齿轮为钢制时，有（1）计算小齿轮名义转矩（2）选取齿宽系数（3）选取载荷系数因小齿轮悬臂布置，取（4）初算小齿轮大端分度圆直径（5）确定齿轮齿数与模数选取，则大端模数，查表取（6）计算主要几何尺寸锥距齿宽分度圆锥角分度圆直径齿顶高齿根高齿高顶隙齿顶圆直径齿根圆直径齿顶角齿根角顶锥角根锥角大、小齿轮外形轮廓图如下：a大直齿锥齿轮b小直齿锥齿轮3）校核齿根弯曲疲劳强度（1）确定的最大值由课本《机械设计》查得，因为，所以校核小齿轮即可。（2）校核小齿轮的齿根弯曲疲劳强度故齿根弯曲疲劳强度足够。§5.4设计高速轴1）该轴无特殊要求，选用调质处理的45钢，，其外形尺寸如下：2）初步估算轴径按扭转强度可算出的最小轴径，按45钢，取，输出轴功率。齿数比为输入轴转速为由为大带轮的，键槽加大，取整后，为轴肩高度，取=。则取取3）轴的各段长度设计在本次设计的羽毛球发球机，选用深沟球轴承，可以承受双向载荷。本次设计采用深沟球轴承，轴承，，，,,第二段，剩下的别为、，齿宽，最后一段为。4）轴的结构工艺性主要考察轴的强度验算取集中载荷作用于齿轮和轴承中点。图（一）：1）齿轮上作用力的大小转矩圆周力径向力轴向力法向力且，，2）求轴承支反力水平面上支反力见图（二），垂直面上支反力见图（三），3）画弯矩图，见图（二）、图（三）、图（四）截面处弯矩为水平面上弯矩：垂直面上弯矩：合成弯矩：4）画转矩图，见图（五）5）画计算转矩图，见图（六）单向回转，视转矩为脉动循环，截面B处当量弯矩为图（二）：水平面受力与弯矩图图（三）：垂直面受力与弯矩图图（四）：合成弯矩图图（五）：转矩图6）按弯扭合成应力校核轴的强度截面B处最危险，，查机械设计相关资料得。故其强度足够。§5.5设计低速轴1）查表得，应选用调质处理的45钢，轴径，取，则，取由于实际安装要大点所以直径取大点，所以取，则相应地取，。其外形尺寸如下：2）轴的各段长度设计在该轴上选用深沟球轴承6008，轴承宽度，，，，根据实际情况及所选用的轴承型号，低速轴的各段长度如下：，，，，，。3）轴的结构工艺性取集中载荷作用于齿轮和轴承中点。1）齿轮上作用力的大小转矩圆周力径向力轴向力法向力且，，2）求轴承支反力水平面上支反力，截面处弯矩为水平面上弯矩：垂直面上弯矩：合成弯矩：4）计算转矩5）计算转矩单向回转，视转矩为脉动循环，截面B处当量弯矩为6）按弯扭合成应力校核轴的强度截面B处最危险，，查机械设计相关资料得。故其强度足够。§5.6设计槽轮机构羽毛球自动发射机需要实现连续不间断的发球，那么进料系统就是不可缺少的部分。本次的设计槽轮和减速器装置构成了进料系统，下图是槽轮机构的原理图。槽轮机构各参数如下：1）、槽数的选取一般地=3时，因为工作时候其角度的变化很大，时，值对的无影响，因此槽数常取为，本次设计中，我拟取，。2）、槽轮运动角3）、转臂运动角4）、转臂圆销数5）、槽底高6）、槽顶高7）、槽顶侧壁厚8）、外凸锁止弧张开角9）、圆销的回转半径10）、槽轮每循环运动时间11）、运动系数12)、槽轮每循环停歇时间（多销）第四章羽毛球发球机控制系统设计4.1总体设计本次设计的羽毛球自动发球机的控制系统的核心是一个89c51单片微控制器，它是由下面几个部分组成的：（1）复位电路（2）测量电路（3）输出电路。单片微控制器通过对信号发生器所输出的信号进行分析之后计算出与初始设定值的误差，启动进行数据计算，把转换成的信号经特定的驱动方式传递给电机，进而实现控制位置的改变。框图如下。羽毛球发球机控制系统硬件电路原理图4.2羽毛球发球机硬件电路设计本系统选择Atmel公司生产的89C51。89C51为典型的ROM型单片机，内部资源有：面向控制的8位中央控制处理器4K字节掩膜ROM程序存储器；128字节内部ROM数局存贮器；2个16位定时器/计数器；1个全双工的异步串行口；5个中断源2个中断优先级的中断控制器；6时钟电路。4.2.1复位电路所谓复位，就是指芯片和系统中的所有部件都处于一个设定的状态，单片集成芯片的软件硬件就从这个特定状态开始工作。单片微控制器有一个它是特殊触发输入，振荡器起振后，上出现2*12个时钟周期，可以使处理器识别出来的电位以上时，器件回复到一个初始设定的状态，只要一直是可以使处理器识别出来的电位，单片微控制器就保持初始设定的状态。此时（1）ALE（2）PAEN（3）P0（4）P1（5）P2（6）P3口都输出高电平。当变为不可以使处理器识别出来的电位后，退出初始设定的状态，中央控制处理器会从初始状态进行工作。看门狗电路分为上（1）自动回复到一个初始设定的状态的电路(2)手动回复到一个初始设定的状态的电路（3）电脑控制回复到一个初始设定的状态这几种。我本次所用的是第一种方式。如下图所示。复位电路4.2.1节电方式有关CMOS的单片微控制器，他有多种的节电方法，我们这回所采用的方法要在长期在野外环境下工作的话就要求便携携带，在这种状态下只能使用电源对控制核心进行供给能量，由于有这个要求这就要求工作的时候不要产生高能耗。如果在一段时间内不需要运行的话，中央处理器就可以不再工作，这个时候就可以开启待机模式（节电模式），使其以这种方式工作。在节电方式下，中央控制处理器不用工作，但它也需要一直处于待机状态，来回馈后面的工作。所以它内部时钟还应该继续工作，只是去中央控制处理器的路不给电而已，但仍供应（1）中断电路（2）定时器和串行口。中央控制处理器的状态被完整的保存起来。单片微控制器的节电方式由中的中的位来控制。中央控制处理器执行一条当的指令，即可使单片微控制器就进入上述方式。而结束这个模式状态一般可以加入一个中断申请信号以产生中断，这时就被会自动变成0，从而结束节电状态，中央控制处理器恢复正常工作。4.2.2掉电操作方式单片微控制器在正常工作时间，中央控制处理器和内部随机存取器由供电，期间允许电源掉电时，由接电复位脚引脚上的外加电源给在保持片内内部随机存取器电源掉电时，信息不变。由于片内内部随机存取器耗电仅为正常工作的.01左右，常作为备用电池。当检测系统在检测到电压到达设定的数值时就说明其发生了问题，这时就要通过传输信号的方法向中央控制处理器提交申请。并在电压达到开始设定的数值，进入该模式。掉电模式下，单片微控制器上时钟脉冲振荡电路降不在工作。中央控制处理器也就结束所有的功能和工作，只有片内的内部随机存取器区和特殊寄存器区保持着数据不变。各个并行接口的输出值仍为相应的特殊寄存器区中的数据。4.2.3电机驱动电路设计在本次的羽毛球发球机的控制系统中，单片微控制器总要把它所能控制的对象控制起来。因此在本次的设计的系统中，要留一个最后的手段。这个最后的手段就是后向通道，这个手段是计算机控制系统并运行后，对控制对象的控制。后向通道是一种控制效率高，可以不用很大的信号，而且这中机器在工作时会产生磁场，由于电源磁场的干扰，机构在工作时候会有影响，所以在设计机构的时候要把磁场干扰也要算在内，这是很重要的任务。一电机的选择执行功能的原件是本次系统的重中之重。执行元件是位于（1）电气控制装置（2）执行装置（一种能量来回变换的原件），控制处理系统会将它控制并在这个时候，它进行能量装换。在本次设计的这个伺服系统中我所选电机为执行原件。伺服系统所使用的电机一般分为3种（1）进电机（2）直流伺服电机（3）交流伺服电机等。在本次设计的伺服系统中我采用步进电机。步进电机的特点：（1）它的转速和角位移成正比，当它转一周后不会产生误差，因此就有加号的准确性；（2）非闭环控制系统并由步进电机构成的话，它会非常的不昂贵又极其的具有信赖。（3）此电机的转的很快，停止也很快、可以顺时针装也可以逆时针转；（4）并且剧院无级变速的功能，当速度不快时也有较大的力，所以多用来直接负载或者将控制对象速度降低；（5）此电机只能通过间歇的电源供电，它不能直接使用日常生活中我们常见的几种电源；（6）步进电动机存在两种负面现象1）振荡2）失步，因此为了解决这个现象就必须对机械结构采取一些方法；（7）步进电机在工作时候回放出声响并产生水平的波动。二步进电机的驱动与控制步进电机必须连接在脉冲电源上才能工作，所以要配220V转换为具有间歇性的电源的变压器才能工作，电机的变压器能够将接收来的源信号按不同特殊的方法主动不间断的给不同的对象，并供给能量以让转子实现顺时针、逆时针旋转。如下图所示，步进电动机的驱动电路主要由（1）环型分配器（2）功放电路组成。步进电机驱动电路1、环形分配器环形（脉冲）分配器用于将控制系统的间歇时钟串按所需的顺序分配给上述的电动机的驱动元件的所有借口，控制励磁绕组按所需的规律和时间的开始和结束。由于电机有顺逆时针旋转要求，所以本装置的输出是与其相对应的，可以逆转的。它也是一种查数器。脉冲分配器的电路实现方式有（1)具有规格的电路（2）可人为改变的脉冲分配器。它可以由硬件和软件分别控制。本次设计我采用的是不是硬件实现脉冲分配器。它是指使用非硬件实现非软件机器的功能。这种方法会控制系统，使其按照电机顺逆时针旋转的要求以顺时针其逆时针的顺序的要求。下图是原理图单片机驱动四相步进电机接线图2．功率放大电路功率放大电路的作用是将分配器和处理中心送来的微信号进行扩大以带动上述电机运行。上述电机有相，则它有路的电路。如今随着技术的发展，这让步进电机的技术水平更高了，使得电机的使用更加广泛。上述电机的驱动方法有：（1）双电压（2）单电压（3）细分（4）斩波这四种驱动。我主要采用第三种驱动方式，是因为，高电压和低电压一起驱动电机时，电流波形在两个不同的电压交汇处形有一个陷，这就会引起输出降低，并且双电压会增长机器的预算，而本次的驱动会解决问题。斩波驱动的原理如图所示。斩波恒流驱动原理图是高频的控制器。T2是个电阻，电机的电路导线的电流经过这个电路导线接地，因此T2是采集的电阻。分析器的一边连在电压,另一边接在采集电阻上，如果没有采集电压，机器则输出的是可以使处理器识别出来的电位。当为不可以使处理器识别出来的电位时，高频开关和小电阻两个开关均关闭；当是可以使处理器识别出来的电位时，高频开关和小电阻两个开关都闭合，电路导线获得电能。由于电路导线电感的原因，电阻上的电压会越来越多，当U1电压超过电压的值时，机器输出为不可以使处理器识别出来的电位，使与门输出为可以使处理器识别出来的电位，高频开关断开，电源关闭；当T2上的电压小于U1电压时，比较器输出非低电平，与门输出非低电平，高频开关又闭合，电源又开始向电路导线供电，多次的运行后，直到Ui为非高电平。斩波驱动过程表现为小电阻每过电一次，闭合多次，电路导线的电流波形为多个峰值峰谷形状，如下图示在小电阻导通的时间里，电源是间歇式供电这样就提高了效率，并且能有效的防止震动的产生，由于不用外接影响的常数的限流电阻，所以提高了性能；但是由于电流波形为多个峰值峰谷形状，将会产生噪音。三A/D接口的扩展其是能把离散转换成连续信号的原件。连续信号可以使自然界中的各种抽象物质随时间变成不是电流、电压的物理量。这种模拟量可由不同的传感器发生变化。下图是模拟量系统原理图。A/D接口扩展图扩展口的种类很多（1）衡量A/D性能的主要参数：（2）分辨率；（3）满刻度误差；（4）转换速率；（5）转换精度；四芯片MC1413此芯片主要用于使LED管（7个）发光。其电路图如图所示方框原理图五CT74S139这个原件的主要电特性的典型值如表所示：表4.1CT74S139两种线路形式电特性典型值型号T(AB->Y)(3级)PDCT54S139/CT74S1397.5ns300mWCT54LS139/CT74LS13922ns34mW当为可以使处理器识别出来的电位，可将这两个地址端编在一个输出端对应的不能识别出来的电位译出。其管脚如图所示：引出端符号（1）A、B译码地址输入端（2）G1、G2选通端（3）Y0~Y3译码输出端CT74S139管脚图逻辑图如图所示：逻辑图4.2.4控制部分硬件原理图如图所示：控制部分原理图4.3羽毛球发球机的软件设计4.3.1羽毛球发球机的软件系统分析本次羽毛球自动发球机设计的控制系统中，其最重要的部分就是非硬件设计。这个设计主要是实现的功能:（1）主程序（2）子程序（3）模块输入输出这三个的设计。4.3.2软件设计流程图图4.11软件设计流程图参考文献[1]·彭文生等主编·机械设计第二版·武汉·华中理工大学出版社·2000[2]·彭文生等主编·机械设计长沙·湖南科学技术出版社·1993[3]·孙桓、傅则绍主编·机械原理第四版·北京·高等教育出版社·1989[4]·黄纯颖·机械创新设计·北京·高等教育出版社·2000[5]·刘光复·绿色