全自动羽毛球发球机设计含三维图

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In order to exercise and strengthen their physique, many people have chosen to carry out sports. In order to make sports more convenient and can better serve the people, automated sports products and equipment began to appear in front of the public. There are more and more kinds of automatic sports equipment in China, and the design is becoming more and more mature. At present, there are still some gaps in the domestic research on serve machines. In addition to the relatively mature technology of table tennis serve machines, the technology of other serving machines is still in the preliminary stage of development. Badminton is a kind of multiplayer sports, whether it is training, teaching or entertainment, at least two people need to cooperate with each other. In particular, in badminton teaching and training, a lot of repetitive exercises are needed. In order to ensure the training effect, the high requirements for accompanying personnel and the use of badminton serve machine just make up for the lack of a person who can not play badminton. Even one person can practice badminton, so the market prospect of badminton serve machine is very big. In view of the situation, a badminton serve machine is designed, which launches badminton by ejection mode, and can adjust the direction and direction according to different training requirements. angle This graduation project mainly designs the launch system, transmission system and automatic feeding system of the serve machine. The design of this kind of serve machine refers to the principle of table tennis serve machine, improves the existing badminton serve machine, and achieves better training and entertainment effect. Key words: Badminton service machine; transmission system; transmission system 目 录 摘 要 II Abstract III 1 概述 1 1.1 羽毛球发球机概述 1 1.2 羽毛球发球机国内外研究现状 2 1.2.1 国内研究现状 2 1.2.2 国外研究现状 3 1.3 羽毛球发球机的发展前景和方向 4 1.4 课题的目的与意义 4 2羽毛球自动发球机总体的介绍与设计 5 2.1 发球机总体的构造与布局 5 2.2 系统的总体设计 6 2.3 功能和性能指标 7 2.4 机械方案简介 9 3 发射机设计方案 10 3.1 发射机的结构设计 10 3.2 运动学分析 11 3.3 电机选型 12 4 储球结构设计方案 13 4.1 结构设计 13 4.2 运动学分析及电机选型 14 5 传送结构的设计 15 5.1 结构设计 15 6 升降支撑机构的设计 16 6.1 结构设计 16 设计总结 17 致 谢 18 参 考 文 献 19 - VI - 重庆交通大学2015届机械设计制造及其自动化（机械设计制造及其自动化）专业毕业设计 1 概述 1.1 羽毛球发球机概述 羽毛球的比赛十分具有观赏性，羽毛球运动本身也趣味十足, 如今已成为人们喜爱的体育运动, 是人们用来锻炼和娱乐的绝佳选择。羽毛球运动是需要大量基础练习的, 特别是竞赛和教学方面。同时, 羽毛球运动又是一种多人运动, 无论是训练、教学还是娱乐, 都至少需要两个人相互配合。特别是在羽毛球教学和训练中, 需要有大量重复性的练习动作, 为保证训练效果, 对陪同人员要求较高而羽毛球发球机的使用正好弥补了一个人无法打羽毛球的不足，哪怕一个人也可以练习羽毛球，因此羽毛球发球机的市场前景非常大。 羽毛球是一项同时拥有竞技和娱乐属性的运动项目，随着对羽毛球发球机研究的加深，这种发球机会增加很多不一样的属性，比如说方便快捷，自动调整发球，智能化和人性化的设计。这种发球机主要有储球系统、发球系统、传动系统、进料系统、支撑系统组成。利用solid Works软件进行设计, 利用3D打印和激光加工技术进行加工, 制作出实物模型, 完成了功能验证。 中国的体育产业正在飞速发展的时代，各种体育产品层出不穷但也参差不齐，各种球类的发球机，投球机以及一些辅助运动训练的产品，但是在这之中很少能看到羽毛球发球机，成熟的羽毛球发球机产品要求不同角度，不同高度，不同速率的发球，如挑高球，扣杀球，平挡球等，这让羽毛球发球机更加不同与其他发球机的设计。 研究了国内羽毛球市场发现了一些问题，大型厂家设计的羽毛球发球机比较成熟，但是其他厂家生存的羽毛球发球机就存在换汤不换药的问题，存在了一些明显的问题，对于市场的发展不是很好。在售的羽毛球发球机存在着羽毛球容易被磨损，羽毛球容易卡球等缺点，而一款成熟的发球机，必定是要经得起市场的考验的。 - 1 - 1.2 羽毛球发球机国内外研究现状 1.2.1 国内研究现状 世界上第一台羽毛球发球机就是由中国机械科学研究院和体育大学联合开发的，由国家体育总局监制。现在被采用为国家队集训用的训练设备。这种发球机可以储存160个球，并且发球速度能够达到专业男运动员的扣杀平均速度，有效的发球率能够达到95%以上。它具有发球方式多，发球变化大，发球不间断和电脑群控战术训练的功能特点，可以说是非常成熟的羽毛球发球机了。 国内对于体育运动产品的研究，让我国的体育事业发展欣欣向上，也加快了体育训练器材的更新，在不断进步的科研水平的支持下，各行各业都在不断的进行创新创造，研发自己的产品。 国内对于发球机的研究最为成熟的就是乒乓球发球机和网球发球机的开发和设计，这种类型的发球机的研发都较为简单，针对的球形都比较规则，原理都是以摩擦单轮或者双轮发射的方式发射球，这一类的产品已经趋于成熟，逐渐被群众接受。不同于其他的规则球类，羽毛球本身就十分不规则，它自身的羽毛是阻碍设计的一大问题，羽毛对于羽毛球来说是必不可少的成分，它的球托的材质也不同于其他球类。在不损害羽毛球的羽毛，有充足活动场地的情况下设计出一款适合的羽毛球发球机是比较困难的。作为国内三小球最受欢迎的一种，羽毛球发球机的设计是一定会被提上进程的，这就不得不说到设备上需要克服的损伤球体，放置球体和控制球速的诸多问题。最早的羽毛球自动化发球机是由悍客自主研发的气动羽毛球发球机，该发球机通过空气压缩喷射羽毛球，还有秦德的通过双轮摩擦方式发射羽毛球的羽毛球发球机。这些发球机的普遍存在体积大，成本高，操作困难和体验不好的问题，因此并没有存活太久便被淘汰了。 目前来看，最成熟的发球机是斯波阿斯羽毛球发球机，斯波阿斯的发球机以操作简单便捷，降低成本等理念出发，开发出了第一代的S2025羽毛球发球机，这种发球机主要由球笼、主机体、发球笼和手动升降的主支架组成，该产品的主要特点就是容易放置，有很好的体验性，拆装合理。在市场的考验下，该产品的设计日渐成熟，更加合理。S2025的研发设计给了很多厂家灵感，开始效仿这种设计对其进行改造研发出针对性更强的产品，面对不同的用户进行销售。斯波阿斯将该种发球机进行组合，设计出了一款五合一的发球机，通过智能化的设计，让改款羽毛球发球机更加专业，玩法更多。但是这种发球机成本较高，针对性较强，自身的体积也十分庞大，不适用于普通人群。但是针对于专业的羽毛球训练，斯波阿斯S4025高端智能立式发球机是更好的选择，这种发球机具备遥控、电动升降的功能，还有大容量的锂电池高效续航。最高可以打8米的高吊球，这是目前市面上最好的羽毛球发球机，当然价格也十分昂贵，一台羽毛球发球机可以达到1万元的价格。比起乒乓球发球机来说，这个价格可以说是十分昂贵了。 目前市场上的在售的羽毛球发球机原理和构造都大同小异，所以他们都或多或少的存在一些问题，这些问题归结为 1）通过双摩擦轮挤压羽毛球发球会损伤羽毛球的羽毛部分，降低了羽毛球的使用寿命。 2）挤压摩擦羽毛球球头的发球虽然不会损伤羽毛，但是会降低出球速度，降低体验。 3）双轮发送电机的差异会损伤羽毛。 4）机构复杂，无法灵活调整发射角度和方向。 羽毛球发球机的开发和设计不断的加深，国内人工智能也越来越成熟，未来羽毛球发球机的开发趋势必然会靠着人工智能方向靠近。目前的羽毛球发球机还处在初步发展的阶段，还不够智能，不够完善，依靠不断进步的机器人技术和人工智能技术，智能化的羽毛球发球机会越来越稳定。未来我们会开发出更多的实惠智能的产品。 1.2.2 国外研究现状 国外的发展并不比国内好，因为在国外羽毛球这种运动并不普及，所以羽毛球发球机的发展相对也比较缓慢。最具有代表意义的厂家就是BLACKKNINGHT的黑骑士。 黑骑士发球机的第一代已经被淘汰了，是通过空气压缩喷射来发球，这种方式太繁琐，成本高。经过升级，在2012年重新出现，体积变小了，但是价格更加高昂。体博会上的羽毛球发球机都是依靠双轮挤压摩擦发射。但是双轮挤压摩擦十分容易损害羽毛球自身的羽毛，也不是非常理想的发射方式。 国外对于羽毛球这项运动并不重视，导致了国外羽毛球发球机的研究并没有比国内有多大的优势甚至于国内关于羽毛球发球机方面的研究已经超出国外很多了。 1.3 羽毛球发球机的发展前景和方向 目前国内的体育产业化的每年产值已经到达了2000亿美元。国内在羽毛球发球机的使用上有很大的一片空白，国内目前急需一大批的羽毛球发球机用于专业训练和健身器材。所以降低羽毛球发球机的成本，增大羽毛球发球机的产量是目前急需解决的问题。 以往发球机的设计都是以标准的圆球体进行设计，而羽毛球发球机由于其形状的特殊，没有前人的参考，设计困难，所以对于羽毛球发球机的设计要做到实现大部分发球操作是比较困难的。比较之前的羽毛球发球机是通过双轮挤压摩擦发射，要做到更好的发球，更加需要用到现在更多的科技方式。 要做到羽毛球的发射具有科技感，大的储球量，自动去球，发球方位自动调整，自动调速等功能的同时还具备出球速度范围大，球速精确可控，落球集中，不伤球，手机蓝牙操控，可玩性高等功能就需要把机械设计，电路设计，嵌入式控制，无线传输和多传感器监测 技术结合于一体。在满足这些条件的同时，还需要对机构外观进行设计创新，需要发球机的电气硬件和多传感器监测系统和下位机嵌入式控制系统，上位机遥控系统及其通信协议。 未来的羽毛球发球机是智能化的，而不是单纯的进行机构的运动，通过多种感应器，能够实现人机互动才是做发球机的目标，通过电脑操控更能够实现战术训练和实战模拟，是羽毛球发球机的最终形态。国内的发球机市场还不是特别完善，发球机的市场具有很大的开发空间。 1.4 课题的目的与意义 羽毛球发球机的研究与设计是为了满足国内对于这类产品的需求，提高羽毛球运动员的训练强度，加强国民体质，目前国内的发球机设计不是很成熟，也为了弥补这一个空白，设计了羽毛球发球机。羽毛球发球的研究与设计能够加大羽毛球发球机相关产业的发展，作为一项老少皆宜的运动，羽毛球发球机的市场也是非常可观的。同时提高羽毛球发球机的质量也能够带来更好的对抗和游戏体验，也能够在一定程度上加强羽毛球运动员的训练强度，提高技术水平。 2羽毛球自动发球机总体的介绍与设计 2.1 发球机总体的构造与布 其实目前在国内外出现最多的是乒乓球发球机，并且应用得最为广泛，这可能与乒乓球构造简单有关，因此设计其配套的发球机也相对来说显得轻而易举，而羽毛球发球机根据羽毛球构造来设计就复杂了，羽毛球相互之间的摩擦力太大，不能一次装载数个羽毛球然后依次发射，本次设计的这个羽毛球自动发球机，其实也只能是半自动的，它的优点是可向多方位发射球，发射管可上、下调节，根据运动时人自身需要而定，外形图如下： 图2.1 羽毛球发球机整体图 如图可见，这个羽毛球发球机由支撑系统，传动系统，发射系统，大小适中，也就比乒乓球发球机大一点。在国内的发球机研究领域，乒乓球发球机的研究是最成熟的，目前国内的几种乒乓球发球机的原理及构造都有一定的参考价值，乒乓球发球机主要是通过能量守恒的原理来制造的，它需要将弹性拨片旋转，当弹性拨片被阻挡后会发生弯曲变形，产生弹性势能。当弹性拨片由于弯曲变形而滑过挡块后，它将迅速恢复原形状并由弹性拨片的前端击打乒乓球的中后部。这样的话，弹性拨片的弹性势能就会被转化成乒乓球的动能，可以让乒乓球产生一个初速度，让乒乓球发射出去。 该羽毛球发球机的特点是：（1）发球机主要机械结构为双轮旋转摩擦，机械结构简单。正是因为这种简单的机械结构，使得发球机的发球顺畅，无卡球的现象（2）成本低廉。该羽毛球发球机的材料大多数都是常见的物品，平时可以通过回收获得，这样不仅降低了成本，也保护了环境。（3）适合新手使用。该发球机发球大小力度都是固定的，并不像市面上的高端产品发球多种多样，路线和落点都很一定，适合练习羽毛球发球。 主要创新点（1）旋转摩擦的方式击球，出球的稳定性得到保证。（2）取送机构简单可靠且快速。（3）通过仰角调节旋钮调节发球方向。 2.2 羽毛球发球机总体原理介绍 由设计要求，明确设计的要点，首先就得知道发球机的整机的工作原理过程，这样有助于帮助后面的设计结构布置。该羽毛球发球机的主要部件分别包括传动齿轮，链条，电机，拨抓，发球轮，涡轮，蜗杆，升降柱，万向轮等结构的组成。 工作原理：根据以上的主要部件，可以知道羽毛球发球机要求是可以调节角度，可以调节方向，可以调节快慢，还可以灵活的变换位置。 （1） 则整个结构原理就是位置的变换由三角架下面的万向轮实现，万向轮带动整个发球机的运动，并且万向轮的设计应该带有制动器，这样方便固定于任意的位置，同时保证在发球的同时，发球机不会有位置的偏移，造成发球的不准确。 图2.2 羽毛球发球机三角架脚轮图 （2） 整个结构的高低调节则是通过套管的上下移动来实现的，固定套管的则是螺纹调节把手，把手的材料使用，握柄部的材质使用的是胶木，有一定的柔软度，手持使用方面，螺纹杆则使用镀锌钢制成，使用镀锌钢的目的是保证在羽毛球发球机在户外使用时，防止生锈造成卡住螺纹。 图2.3 羽毛球发球机握柄调节图 （3） 整个发球机的羽毛球都是存放在储球笼里面，整个储球笼是包括8个有机玻璃管，每个机玻璃管里面可以存放14个羽毛球，整体存放数量在104个羽毛球。储球笼的旋转则是通过保护壳底部电机的带动实现旋转，通过对电机的设置，实现在固定的位置实现停止。 图2.4 羽毛球发球机储球笼图 （4） 取球结构的设计：根据总体的结构设计，要求取球机构的效率要高，能够快速的取一个球，并且送到传动链条上，取球结构则是由电机的带动，通过传动轴带动齿轮组的转动，通过这样的方式实现取球的高效率性。齿轮组由4个齿轮组成，2个主动齿轮，2个从动齿齿轮，中间的2个齿轮为主动齿轮，周边2个则为从动齿轮。在齿轮上固定拨抓，在齿轮的转动带动拨抓的转动，从而实现把羽毛球取下。 图2.5 羽毛球发球机取球结构图 （5） 传球结构的设计原理：通过取球结构将羽毛球取下后，会落入到设计的传球的结构上，传球的结构设计主要包括齿轮，链条等主要部分，通过电机的转动实现传动轴的转动，从而带动链条的传动，因此通过这样一样过程就将羽毛球带动到发球轮位置。 图2.6 羽毛球发球机取球结构图 （6） 发球机构：发球机构是通过2个对称的发球轮布置而成，每个发球轮下面都是有一个电机带动，电机布置在发球轮的下面，直接连接起来，这样才能达到高速的发球的状态。发球的过程是通过传送结构将羽毛球传送到发球轮边上，通过发球轮的摩擦力将球带进发球位置，因发球轮的宽度布置是小于羽毛球的宽度，所以在通过发球轮的过程中，真个羽毛球是受挤压状态，由电机的高速旋转，使羽毛球高速的飞出，达到发球的效果。 图2.7 羽毛球发球机发球结构图 2.2 系统的总体设计 羽毛球场标准场地为一个长13.4m宽6.1m的矩形区域，范围较大，所以羽毛球的出球类型也多种多样；根据羽毛球的飞行轨迹，羽毛球有高远球、平高球、平射球、平抽挡球、吊球、扣杀球、网前球、挑高球等出球类型，每种球类都有左、中、右三个方位。 羽毛球质量较轻，在4.74克到5.5克之间，一般使用的是4.9克、5克和5.1克三种羽毛球。羽毛球在空中运动过程中，除了空气阻力的强烈干扰，球的质量和羽毛的损坏程度也极大的影响了羽毛球的速度和轨迹。对于专业的羽毛球球员，羽毛球的最高速度可达84m/s(300m/s),这是抛体运动中最快的速度。但是对于普通羽毛球球员和业余爱好者来说，速度达到50m/s(180m/s)已经是属于速度的极限值了。 经过系统分析，本论文需要解决的问题有以下方面： （1） 整体系统方案的研究设计 （2） 发射机系统的设计 （3） 储球和送球机构的设计 （4） 支撑机构的设计 2.3 功能和性能指标 （1）羽毛球发球机的性能指标 表2-1 羽毛球发球机性能指标 项目 指标 出球速度 30km/h~180km/h 出球速度误差 ±0.8km/h 水平方位角度 -25°~25° 俯仰方位角度 -10°~40° 发球频率 0.5s-6s每个 储球数量 200个 发球类型 常见球类 升降方式 手动升降 供电 家用220v交流供电 自重 ≤20kg 移动性 三脚架支撑，可拆卸 羽毛球发球机除了达到这些基本的性能指标还需要具有美观的外形和产品的可靠性，还有功能的多样性和可玩性。 （2）羽毛球发球机各个主要部件工作效用如图所示： 图2.2 发球机主要部件 表2.1 主要部件工作效用 储球笼 装载羽毛球 羽毛球 发射用羽毛球 主机 负责保护发球机起到一定的保护和外形美观的作用 发球轮保护壳 保护发球轮免收损害 发球轮 挤压摩擦羽毛球将羽毛球击发出去 仰角调节旋钮 改变传送带的角度达到改变羽毛球发射角度的作用 主马达 电机，带动发球轮转动 升降柱 调节羽毛球发球机发射高度 定位销 固定羽毛球发射高度 三脚架 起支撑作用 传送机构 输送羽毛球到发球轮出 2.4 机械方案简介 作为一款实体产品，发球机的机械系统是发球机系统的做基本的要素，是整机系统的最终执行端，也是产品的主要表现形式。 根据系统构架设计和发球机的性能指标可知，发球机系统的结构包含有储球机构、送球机构、发射机构、升降支架支撑机构组成。 各个机构的机构的描述 （1） 储球机构 储球机构安装在主机机构之上，可以最多一次性储存200个羽毛球。储球机构内每个球都必须整齐安放，避免卡顿。 （2） 送球机构 送球机构安装在主机机构之内，送球机构由两根链条、两个链条轴和四个传动齿轮组成。送球机构负责将球完整的运送到发球轮处，让发球轮将球发射出去。 （3） 发射机构 发射机构安装在主机机构之内，外壳用发球轮罩保护，发球轮本身比较脆弱容易受伤。发射机构又两个主机一块垫板和两个发球轮组成，通过转速相同的两个发球轮将羽毛球发射出去。 （4） 升降支撑机构 升降支撑机构和地面直接接触，承载着整个发球机的主题，提供手动升降功能，需要保证整个发球机的稳定性以及方便移动， （5） 主机机构 主机机构安装在升降支撑机构之上，包含了主体承力支架和外壳，主机机构需要提供储球机构、取球机构和升降支撑机构的安装固定位置，还要提供电器元件的安装固定位置。 3 发射机设计方案 3.1 发射机的结构设计 羽毛球发球机根据总体设计方案，发射机构设计需要满足以下几点要求： （1） 机构简单可靠效率高。 （2） 通过挤压的方式发射羽毛球 （3） 双轮速度同步且可精确可控（最低30km/h最高180km/h）。 （4） 质量不能过重 （5） 能够将羽毛球加速至指定的发射速度 图3.1 发射机机构 发射机机构由两个发射电机、两个发射轮及其安装底板组成，形成左右中心线镜像结构，中心校处为羽毛球加速发射通道。发射电机穿过底板和发球轮罩嵌入发射轮中，然后安装于底板上。羽毛球在发球轮中间加速穿过获得速度，以一定的速度发射出去。 3.2 运动学分析 如图3.1为发射机机构的模型图。机构左右镜像对称，正常运行时，发射轮在发射电机的驱动力矩M作用下，发射轮以的角速度旋转，射电机转速为nRPM,稳定后 （3-1） 羽毛球进入发射机发射口，通过摩擦力进入发射通过，之后通过挤压羽毛球球头产生的摩擦力对羽毛球进行加速，经过L的加速距离使羽毛球的速度V球达到V带的速度，然后以制定的角度发射出去。 由于羽毛球与发射轮接触时间非常短，相互之间的作用力是变力，急剧增大和急剧减小，平均作用力大，其所受的外部作用力可以近似为零，可以作为动量守恒的碰撞问题处理，在发球瞬间，假设电机驱动力矩仅供克服转动阻力的动力且羽毛球可视为绕直径为的转轮转动，根据角动量守恒定律可知： （3-2） 其中羽毛球的质量取5g，发射轮和皮带质量为1000g，则有 （3-3） 由此可见，羽毛球质量较小，发射时发射机损失的动能较小，且可由电机动力及时补充，羽毛球的出球速度可近似为厨师发射机设定达到的速度。 3.3 电机选型 由发球机系统的总体设计的性能指标可知，出球速度的范围为30km/h(8.3m/s)至180km/h(50m/s)，考虑空间限制，设计D大小为94mm，根据公式（3-1）计算可知，电机转速需求范围为1700rpm至10200rpm。 由于电机属于高转速类型所以需要选择无刷电机，考虑到成本、体积、重量等因素。选择了飓风电机U3508外转子无刷电机，具备机构小巧、质量低、转速高和售价低的优势。 由于这种模型的电机启动和运行电流较大，所以要选择电流范围较小，电压较大的电机，差飓风电机U3508参数可知分别有KV值380、550、700三种可选，其中电压为22.2V，KV值为550的型号转速为500*22.2=12210rpm满足转速要求且有一定的余量，最大额定电流为19A，一般瞬时电流可达额定电流的两到三倍，功率可达416.38W满足发射电机要求。因此选择U3508（KV550）作为发射机电机型号选择。 4 储球结构设计方案 4.1 结构设计 羽毛球发球机的储球结构的总体方案余姚满足以下几个要求： （1） 储球数量大可以装200个羽毛球。 （2） 机构简单可靠效率高。 （3） 储球筒易拆便携装球出球不卡球。 （4） 外观要求精美。 （5） 处于最高点，要求稳定不晃动。 图4.1 球笼 如图4.1所示，储球机构由球筒，旋转电机及其安装座和球筒做构成，球筒设计有8个内径为75mm、高度为510mm的透明的圆管，再由上进球板和下出球板固定，装配好组成球筒，储球量为200个标准的羽毛球。经过测试下出球板出球口设计为60mm比较合适，达到了保证取球的拉力娇小且保证羽毛球不会因为重力作用而掉出球筒，上进球板向上则无需要求，开孔至最大值75mm。球筒底部有底座安装，还有一个电机带动球筒转动。球筒顶部设计有便携的把手，方便携带。 4.2 运动学分析及电机选型 储球机构只有一个旋转电机，旋转轴竖直向上安装，储球筒水平方向旋转。储球筒共有8个储球管子，每次只需选择1/8个圆周，电机力矩只需克服球筒在外壳上的滑动旋转阻力。球筒座的材料为POM，其摩擦因数为0.18，球筒装满球的质量仿真结果m约为5.6kg，设计滑动处半径r为112mm，则电机需要提供的扭矩 （3-4） 根据设计需求且为了统一电压供电，选择GM37-520电机，24V供电，其参数查数据可知，其中减速比为1：150的电机额定转速为31rpm，即换球管最短时间约为0.1s，额定转矩为0.7N.m。堵转矩为2.8N.m，符合选型参数要求，同时具有成本低、控制简单的优点。故选项GM37-520电机配1：150减速比的电机作为储球机构的动力。 5 传送结构的设计 5.1 结构设计 根据发球机的总体方案，送球机构需要满足以下几点要求： （1） 机械简单可靠效率高 （2） 在任何角度都可输送羽毛球到发射轮 （3） 羽毛球不会掉落且稳定送球 送球机构由送球电机，传送齿轮，传送轴，传送链条，皮带，安装座组成。其中的材料都是可以随处购买的，低成本。传送电机带动传轴转动，转矩转化为链条的运动从而带动皮带轮运动羽毛球运动。 5.2 运动学分析及电机选型 送球机构设计简单，传送轴直装于电机上，启动电机进行匀速圆周运动即可实现推球功能，电机只需带动皮带转动运动羽毛球即可，电机转速和扭矩要求较低，根据设计需求且为了同一电压供电，选择GM25-370电机，24v供电，其参数查表可知其中GM25-370配减速比为1：34的减速电机基本满足基本需求，可作为选择。 6 升降支撑机构的设计 6.1 结构设计 根据发球机的总体设计方案，升降与底板的设计需要满足以下几点要求： （1） 结构简单可靠效率高。 （2） 承载重量大于20kg且稳定晃动小。 （3） 具有方便手动升降的功能，高度范围合适。 （4） 方便拆卸和携带。 （5） 属于外观的一部分要求美观。 如图6.1 升降支撑机构 升降支撑机构由三脚架和一块底板组成，由于外观需要和成本控制，市场上有售符合要求的三脚架和脚轮，只需设计三个相连件即可。选用美观、做工精细的三脚架以及刹车功能的脚轮是最直接有效的方案。其中三脚架高度4m至6m可手动调节，承重50kg，可拆卸收缩。 设计总结 通过学习机械设计、机械原理、机电传动控制的知识，同时，经过查找网络上的市场资料，进行市场调研，已取得了详细的设计资料。通过指导老师的指导，以及同组同学之间的相互讨论，终于完成了本次设计任务，我本次的课题是简易羽毛球发球机机械结构设计，在前几年我们做过了几次课程设计，为这次的毕业设计做了很多铺垫，指导老师为我们选择的这个课题，就国内的目前的市场来讲有很大的研究价值，也能够让我们学到很多东西，在设计的过程中可以不断的学习，边学边做，让我懂得了如何获取知识，懂得了如何面对陌生的新生事物。对于即将步入社会的我们来说，这种学习和克服困难的精神比什么都重要。同时对于指导老师不断的给我们指导和意见深深的感到感谢。这次毕业设计作为我大学最后的一次作业，我尽自己的努力认真的完成了。对于本课题，我在很大的程度上是通过上网、图书馆、向同学请教等方面收集资料，然后进行整理、编辑、打印，整个过程收获颇丰。 关于羽毛球发球机的参考资料相对较少，我在知网上查询了相关的国内外的文献资料，得知了现在发球机领域内发展较为完善的是乒乓球发球机，所以我就对乒乓球发球机的原理进行了一定的了解，通过乒乓球发球机的原理，参考设计了羽毛球发球机。本次设计主要完成了以下： （1） 调查研究了羽毛球发球机的研究背景和国内外羽毛球发球机的研究现状 （2） 完成了对课题文献的研究与总结 （3） 计算了羽毛球发球机内各种主要部件和构件的数据 （4） 完成了羽毛球发球机的结构设计，重点针对传动系统、发射系统和储球机构进行设计。 （5） 利用AutoCAD软件绘画制图 （6） 编辑设计说明书 在本次的设计过程中，通过查阅网络资料，知网文献，不断补充知识，不断克服设计当中碰到的一个又一个困难。同时在与老师和同学的探讨中，解决问题，完善设计方案。最终完成了本次毕业设计。 致 谢 时间匆匆的过去，我在大学里面度过了非常有意义的四年，漫长的四年时光，从江津双福校区到南岸校区，在机械类专业这个大家庭，学习到了很多对我未来工作就业有用的知识。本论文是在方轶琉老师的悉心指导下和热情关怀下完成的，在方老师的指导下，我们改正了很多论文格式和用语方面的错误，非常感谢方老师给我们的指导。 感谢母校四年来的教育，我一直牢记母校的校训：“明德行远，交通天下”，走出社会，这句话会一直陪伴我走过以后的路。感谢指导老师为我提供了研究这个课题的机会，让我有机会锻炼自己，提高自己。感谢辅导员四年来不停的关怀和操心。感谢四年来所有老师给我的学习的机会和良好的环境。感谢宿舍的室友带来的良好融洽的生活和学习氛围，还有学习上的指导和支持。 最后感谢抽出宝贵的时间来评审本论文的各位专家学者和本次毕业设计答辩的所有专家学者，对你们致以诚挚的谢意！ 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[M] 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[M]·北京·高等教育出版社·2000 [5]刘光复·绿色设计与绿色制造[M] ·北京·机械工业出版社·2001 [6]杨叔子·机械加工工艺师手册[M] ·北京·机械工业出版社·2001 [7]吴圣庄·金属切削机床[M]·北京·机械工业出版社·1992 [8]徐灏·机械设计手册[M]·北京·机械工业出版社·1998 [9]徐灏·新编机械设计师手册[M]·北京·机械工业出版社·1995 [10]王文博·机构和零部件优化设计[M]·北京·机械工业出版社·1990 [11]李华·机械制造技术[M]·北京·机械工业出版社·1997 [12]孟宪源·现代机构手册[M]·北京·机械工业出版社·1994 [13]郑文纬、吴克坚·机械原理[M]·北京·高等教育出版社·1996 [14]辛一行·现代机械设备设计手册[M]·北京·机械工业出版社·1996 [15]邹慧君·机械运动方案设计手册[M]·上海·上海交通大学出版社·1994 [16]机械设计手册编委会·机械设计手册（新版）[M]·.北京·机械工业出版社·2004 [17]孟繁华、李天贵·气动技术在气动化中的应用[M]·北京·国防工业出版社·1989 [18]机械工程手册编委会·机械工程手册[M]·北京·机械工业出版社·1982 [19]李继庆、陈作模主编·机械设计基础[M]·北京·高等教育出版社·1999 [20]张根保主编·自动化制造系统[M]·北京·机械工业出版社·1999 [21]刘朝儒主编·机械制图[M]·高等教育出版社·1999 [22]COHENDET,P.;LLERENA,P.;SORGE,A.:MUST-Final report(Draft version)[M],Strabourg 1991. [23]Goetsch D L.Modern Manufacturing Process[M]· New York· Delmar Publishers·. 1991 [24]PORTER,M:THe competitive adcantage of nations[M],New York,1990. - 28 -