機(jī)電一體化執(zhí)行元件總體方案設(shè)計(jì)

　　一、總體方案設(shè)計(jì)思路
　　1．總體設(shè)計(jì)要求
　　蓋板能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的打開(kāi)及關(guān)閉是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境下可靠地執(zhí)行勤務(wù)和值守任務(wù)的保障，也是遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從勤務(wù)狀態(tài)到戒備值守狀態(tài)快捷、可靠、準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。因此，為使此機(jī)電一體化執(zhí)行元件在遠(yuǎn)程操控的各種工作狀況下均能可靠地工作，其總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：(1)應(yīng)保證蓋板在關(guān)閉狀態(tài)下，密封可靠．具有防雨、防潮、防鹽霧侵入等功能，并且使關(guān)閉后的蓋板結(jié)構(gòu)牢同，具有防盜、防撬和防撞擊功能。保證此機(jī)電一體化執(zhí)行元件在承受較大的外力撞擊后，仍能正�？煽康毓ぷ鳎�蓋板仍能正常、輕松地開(kāi)啟。(2)蓋板的開(kāi)啟和關(guān)閉應(yīng)平穩(wěn)、可靠、快捷，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扁閉和應(yīng)急人工手動(dòng)啟閉。具有機(jī)電聯(lián)動(dòng)互鎖功能，保證自動(dòng)啟閉-口T靠、準(zhǔn)確，手動(dòng)扁閉輕松、方便，不誤動(dòng)，不鎖死。(3)此機(jī)電一體化執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊、體積小、重量輕，以便于在整個(gè)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)布置。(4)所控制的蓋板在開(kāi)啟位置同樣應(yīng)保持鎖定狀態(tài)，并能保證在承受高頻、強(qiáng)沖擊載荷作用下不致松脫，從而造成誤關(guān)閉的現(xiàn)象。
　　2．機(jī)電一體化執(zhí)行元件組成和接口
　　本文所研究的機(jī)電一體化執(zhí)行元件主要分為三個(gè)部分：機(jī)械部分、電驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分、信號(hào)檢測(cè)及控制部分，機(jī)械部分主要包括蓋板、滑軌、減速器、絲杠等構(gòu)件。電驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電磁離合器以及卡鎖電磁鐵等構(gòu)件。信號(hào)檢測(cè)及控制部分主要有單片機(jī)、各傳感器及數(shù)據(jù)傳輸總線組成。機(jī)械部分和電驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分完成整個(gè)過(guò)程巾的運(yùn)動(dòng)和能屠傳遞，信號(hào)檢測(cè)及控制部分負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)和接收蓋板的狀態(tài)信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行存儲(chǔ)、變換等處理，并發(fā)送指令給驅(qū)動(dòng)電路，以完成規(guī)定動(dòng)作。
　　二、各組成部分方案設(shè)計(jì)
　　1．機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)
　　本機(jī)電一體化執(zhí)行元件的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、離合器和絲杠等組成。通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，經(jīng)減速器帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再通過(guò)與之配合的螺母把絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯w板的平行運(yùn)動(dòng)，從而控制蓋板的打開(kāi)與關(guān)閉。減速器采用齒輪減速，主要是考慮其體積小，重量輕，傳遞轉(zhuǎn)矩大，并且啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小。采用滾珠絲杠主要是考慮其傳動(dòng)比大，軸向推力大，可使蓋板肩閉輕松方便，另外，滾珠絲杠為非自鎖絲柙=，其傳動(dòng)具有可逆性，當(dāng)位于減速器與滾珠絲杠之間的離合器脫離時(shí)，蓋板町采用手動(dòng)啟閉，而不會(huì)由于傳動(dòng)鏈逆向自鎖而卡死。
　　2．機(jī)電一體化執(zhí)行元件工作流程分析
　　此機(jī)電一體化執(zhí)行元件要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，通過(guò)操作上位機(jī)發(fā)出指令來(lái)控制遠(yuǎn)程的電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及停轉(zhuǎn)來(lái)控制蓋板的打開(kāi)和關(guān)閉。并通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)蓋板的位置和工作情況，并把蓋板的工作狀態(tài)反饋給上位機(jī)。一旦情況出現(xiàn)異常則需要人工維修，使之恢復(fù)正常狀態(tài)。在維修狀態(tài)下，斷開(kāi)強(qiáng)電，維修人員可以通過(guò)人力來(lái)操作蓋板。正常狀態(tài)下準(zhǔn)備工作時(shí)，此執(zhí)行元件先進(jìn)行狀態(tài)自檢，在各相應(yīng)部件均處’于正常情況下時(shí)，上位機(jī)發(fā)出命令使機(jī)械卡鎖解鎖，并使離合器處于接合狀態(tài)，然后給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出信號(hào)，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)使蓋板在電機(jī)的帶動(dòng)下，緩慢滑動(dòng)到指定的位置，并鎖定。如果出現(xiàn)故障，如系統(tǒng)突然斷電時(shí)，機(jī)電聯(lián)鎖裝置的電子鎖失效，機(jī)械鎖開(kāi)始起作用，此時(shí)通過(guò)鑰匙來(lái)實(shí)現(xiàn)蓋板的開(kāi)關(guān)，通過(guò)手動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其打開(kāi)和關(guān)閉。檢修時(shí)，工作人員插入鑰匙，即時(shí)切斷電源，機(jī)電聯(lián)鎖裝置的電子鎖失效，機(jī)械鎖鎖緊，通過(guò)鑰匙打開(kāi)蓋板，電機(jī)傳動(dòng)裝置和蓋板的轉(zhuǎn)軸通過(guò)電磁離合器解脫嚙合，這樣通過(guò)手動(dòng)將蓋板打開(kāi)，進(jìn)行檢修。
　　三、信號(hào)檢測(cè)與控制部分方案設(shè)計(jì)
　　在蓋板平臺(tái)的控制系統(tǒng)巾，單片機(jī)控制器通過(guò)CAN總線可以從上位機(jī)獲得控制指令和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，控制器輸出的控制信號(hào)，經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器處理后控制直流電動(dòng)機(jī)，從而控制蓋板的運(yùn)動(dòng)。主控模塊作為控制系統(tǒng)的核心部分對(duì)此機(jī)電一體化執(zhí)行元件進(jìn)行統(tǒng)一安排和調(diào)度，它通過(guò)分析監(jiān)控平臺(tái)傳送的控制指令、系統(tǒng)狀態(tài)和全局環(huán)境信息，規(guī)劃蓋板運(yùn)動(dòng)的軌跡并完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制�？刂撇糠謱�(shí)現(xiàn)的功能：(1)實(shí)現(xiàn)蓋板的開(kāi)關(guān)動(dòng)作：在單片機(jī)的作用下，控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)蓋板的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。(2)實(shí)現(xiàn)微機(jī)軟件控制蓋板：利用計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)的通信，完成蓋板的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。其中系統(tǒng)的主要部分就是單片機(jī)控制外部電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及單片機(jī)和上位計(jì)算機(jī)的通信。這兩個(gè)功能正是單片機(jī)系統(tǒng)中常用的關(guān)鍵技術(shù)，本論文在后面的章節(jié)中將會(huì)著重介紹這兩個(gè)方面的功能。此系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1)使用方便：體積小，重量輕，不占用太多的空間。(2)操作簡(jiǎn)單：操作人員通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)蓋板的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。(3)程序簡(jiǎn)單：無(wú)論是計(jì)算機(jī)還是單片機(jī)的程序都很簡(jiǎn)單，不占用太多的程序空間。(4)成本低：使用最為簡(jiǎn)單的控制方案。本系統(tǒng)對(duì)蓋板的控制更加智能化，開(kāi)關(guān)過(guò)程更加可控化，可以利用一個(gè)單片機(jī)控制多個(gè)蓋板的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。甚至可以通過(guò)微機(jī)和單片機(jī)的連接，在用戶的可視化窗口上隨時(shí)控制蓋板的開(kāi)關(guān)，從而形成一個(gè)較為智能的蓋板控制系統(tǒng)�；�于單片機(jī)的蓋板檢測(cè)與控制系統(tǒng)可以分為：(1)微機(jī)及控制軟件：提供用戶微機(jī)程序界面，并將用戶對(duì)蓋板的操控轉(zhuǎn)化為控制指令發(fā)送到下位機(jī)。(2)單片機(jī)控制單元：監(jiān)測(cè)和接收外部狀態(tài)信號(hào)，并發(fā)送指令給驅(qū)動(dòng)電路，控制蓋板的開(kāi)關(guān)。(3)驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)蓋板的電機(jī)動(dòng)作，帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)蓋板的開(kāi)關(guān)。(4)檢測(cè)部分：利用傳感器檢測(cè)各器件的狀態(tài)，并進(jìn)行反饋。
　　總之，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是機(jī)電一體化技術(shù)在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，促使系統(tǒng)的智能化程度越來(lái)越高，并日益成為此類執(zhí)行元件發(fā)展的一大趨勢(shì)。

【機(jī)電一體化執(zhí)行元件總體方案設(shè)計(jì)】相關(guān)文章：

機(jī)電一體化引信安全執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)07-20

機(jī)電一體化論文05-28

機(jī)電一體化論文05-12

(經(jīng)典)機(jī)電一體化技術(shù)論文07-09

機(jī)電一體化技術(shù)論文07-12

機(jī)電一體化專業(yè)的論文05-07

機(jī)電一體化的相關(guān)論文08-02

機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)展09-06

汽車機(jī)電一體化論文05-23

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用06-13