【正文】 所示電容 C和電阻 R 構(gòu)成了單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位電路，復(fù)位后，單片機(jī)從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序，并初始化一些專(zhuān)用寄存器為復(fù)位狀態(tài)值，受影響的專(zhuān)用寄存器如表 31所示： 表 31 專(zhuān)用存儲(chǔ)器的 復(fù)位狀態(tài)值 寄存器 狀態(tài) 寄存器 狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0 P3 FFH SCON 00H IP xxx00000H SBUF 不確定 IE 0xx00000H PCON 0xxx0000H TMOD 00H 控制引腳 EA 接法。由于單片機(jī)具有位處理功能，所以可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的控制。電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分 .由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格 較高，維護(hù)比較不方便，因此無(wú)特殊要求時(shí)不宜采用。 已知 1m/sv? ， ? ， ? ，解得 skg/ ? ， htQ /45? ， 18000?n 。 （ 2）螺旋拉緊裝置。托輥直徑與輸送機(jī)帶速的關(guān)系見(jiàn)表 26。由于改向滾筒較傳動(dòng)滾筒要求的承載能力較低，通常其表面選用光面。減速器與滾筒聯(lián)接處轉(zhuǎn)速低，但有一定載荷，兩軸也不在同一基礎(chǔ)上，有相對(duì)偏差，因而選用滑塊聯(lián)軸器。傳動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)輸送帶的能力與輸送帶在傳動(dòng)滾筒上的包角大小有關(guān)，包角大時(shí)傳動(dòng)能力大，而改向滾筒就用于增大傳動(dòng)包角。 設(shè)計(jì)方案綜述 本課題擬設(shè)計(jì)一臺(tái)帶產(chǎn)品計(jì)數(shù)功能的裝箱用皮帶輸送機(jī)。它是靠膠帶的連續(xù)運(yùn)動(dòng)傳送各種物料的 機(jī)器。 2 2 皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì) 概述 帶式輸 送機(jī)的簡(jiǎn)介 帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，在冶金、采礦、動(dòng)力、建材等重工業(yè)部門(mén)及交通運(yùn)輸部門(mén)中主要用來(lái)運(yùn)送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。 根據(jù)輸送機(jī)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)以及工況，考慮經(jīng)濟(jì)成本，此設(shè)計(jì)的輸送帶心層材料選用 4 層的棉帆布帶 [4]。 傳動(dòng)滾筒的直徑與長(zhǎng)度符合《 GB/T 988— 1991 帶式輸送機(jī)滾筒基本參數(shù)與尺寸》的規(guī)定。回程托輥可分為：平行下托輥、螺旋托輥、 V形托輥等。 常見(jiàn)的拉緊裝置有重力拉緊裝置、螺旋拉緊裝置、固定絞車(chē)?yán)o裝置、自動(dòng)拉緊裝置等。自動(dòng)拉緊裝置不但能根據(jù)主動(dòng)滾筒的牽引力來(lái)自動(dòng)調(diào)整拉緊力，而且還能補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)。 由參考文獻(xiàn) [4],其值根據(jù)幾何條件確定，一般單滾筒驅(qū)動(dòng)取 ～ ,折合 ? = ?190 ～ ?210 ，此處取 ?190 ； ??e —— 歐拉系數(shù)， 由參考文獻(xiàn) [4],見(jiàn)表 29。 表 211 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定功率（ KW） 定子電流 （ A） 轉(zhuǎn) 速（ r/min） 最大轉(zhuǎn) 矩 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩 堵轉(zhuǎn)電流 效率（ %） 功率因數(shù) YZ112M6 920 減速器的選擇 根據(jù)帶速，傳動(dòng)滾筒直徑和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速推知減速器的傳動(dòng)比為： 6 0 3 . 1 4 9 2 0 0 . 5 6 0 2 4 . 0 7i n D v?? ? ? ? ? 式（ ） 14 由機(jī)械手冊(cè)查得，蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊 湊，效率低，適用于載荷較小。下面就以 51 單片機(jī) AT89S51 為例介紹其硬件連接方法。 18 P2口： P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門(mén)電路。 AT89S51單片機(jī)內(nèi)部集成 4個(gè)可編程的并行 I/O口（ P0P3），每個(gè)輸出接口電路都具有鎖存器和驅(qū)動(dòng)器，輸入接口電路具有三態(tài)門(mén)控制，這是接口電路的基本特征。而光電傳感器(光電開(kāi)關(guān) )是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射， 當(dāng)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)，以達(dá)到檢測(cè)的目的 。光束不間斷地發(fā)射， 或者改變脈沖寬度。 （ 2）鏡反射式光電開(kāi)關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器，當(dāng)被 檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。 圖 39 數(shù)碼管 驅(qū)動(dòng)方式 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。光傳感器的輸出電壓，經(jīng)過(guò)電容器 C1 和電阻 R3 組成微分電路、 Q1 組成的放大電路、電阻 R4 和電容 C2 組成的積分電路、 Q2 組成的輸出電路進(jìn)行輸出，該輸出與光傳感器的輸 出是 同相位的高電位輸出。 另外單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路根據(jù)工業(yè)流水線生產(chǎn)的特點(diǎn)，采用手動(dòng)復(fù)位，這樣方便 控制，減少發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)物體為不透明時(shí)，對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是最可靠的檢測(cè)裝置。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。光電開(kāi)關(guān)是一種電量傳感器，把電流或電壓的變化以光電的方式傳送出去。單片機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)受到外界的干擾使程序陷入死循環(huán)或“跑飛”，發(fā)生這種情況時(shí)需要將單片機(jī)復(fù)位，以重新啟動(dòng)運(yùn)行。 P3口： P3口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 8位 I/O口。下面圖 32就是 AT89S51 最小化應(yīng)用（僅驅(qū)動(dòng) 1個(gè)發(fā)光二極管）的接線方法： 圖 32 AT89S51 最小化應(yīng)用 電路 工作電源：電源是單片機(jī)工作的動(dòng)力源泉 。所以這里選用 CW 型圓弧圓柱蝸桿減速器，它適用于冶金，礦山，起重，運(yùn)輸，化工，建筑等機(jī)械設(shè)備的減速傳動(dòng)。 輸送帶下垂度校核 為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點(diǎn)的最小張力 minF ，需按式（ ）和式（ ）進(jìn)行驗(yàn)算。 因?yàn)檫@里的輸送裝置長(zhǎng)度為 12m，長(zhǎng)度較小對(duì)照上述拉緊裝 置，所以選用螺旋拉緊裝置比較合適。 D。托輥直徑與帶寬的關(guān)系托輥輥徑與長(zhǎng)度應(yīng)符合《 GB/T99021991帶式輸送機(jī)托輥基本參數(shù)與尺寸》的規(guī)定 , 見(jiàn)表 25（單位 mm） 。 表 22 傳動(dòng)滾筒參數(shù) mm 帶寬 B 滾筒直徑 500 630 800 1000 1250 1400 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 500 √ 650 √ √ 800 √ √ √ √ √ √ 1000 √ √ √ √ √ 1200 √ √ √ √ √ 1400 √ √ √ √ √ 故根據(jù)本課題的設(shè)計(jì)要求，我們選擇輕型、表面為膠面、直徑為 500mm 的傳動(dòng)滾筒， 6 滾筒軸承座采用通用的壓注油嘴潤(rùn)滑。此時(shí)要求包裝箱的對(duì)角線長(zhǎng)度 A 不宜大于 400mm。 在此設(shè)計(jì)中，該運(yùn)輸機(jī)用在工業(yè)生產(chǎn)的流水線中，用于成品的的下線過(guò)程，而且由于是運(yùn)輸輕型、小型產(chǎn)品， 故設(shè)計(jì)的要求比一般運(yùn)輸機(jī)較低。它廣泛用于冶金、煤炭、農(nóng)業(yè)、水電、交通等部門(mén)。 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，傳統(tǒng)的人工方法不僅容易漏計(jì)、錯(cuò)計(jì)，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，故在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)功能是運(yùn)輸機(jī)上具備的常用功能之一。如下圖22所示為輸送裝置原理圖。 表 21 驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置型式 功率范圍 /kW 備注 Y 系列電機(jī) 聯(lián)軸器 減速器 ～ 37 功率 W220k? 時(shí)電壓為 V380 功率 W220k? 時(shí)電壓為 V6000V3000 、 Y 系列電機(jī) 液力耦合器 減速器 45～ 315 電機(jī)滾筒傳動(dòng) ～ 55 其他驅(qū)動(dòng)型式 ? 355 用戶(hù)自行設(shè)計(jì) 5 由于本輸送機(jī)應(yīng)用于小功率場(chǎng)合，故選擇 Y 系列電機(jī) — 聯(lián)軸器 — 減速器。改向滾筒的直徑一般比傳動(dòng)滾筒的直徑小一級(jí)。但輥?zhàn)拥闹睆讲荒芴?,輥?zhàn)又睆教?, 整個(gè)輸送機(jī)不配套 , 初期投資成本就高。它是利用重錘來(lái)自動(dòng)拉緊，由于重錘靠自重拉緊，所以它能保證拉緊力在各種工況下保持恒定不變，能自動(dòng)補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)。 輸送能力 成件物品的輸送能力 由參考文獻(xiàn) [4]，按式（ ）、（ ）、（ ）計(jì)算。 解得 N5..2412F min ?承 ， N2550F min ?回 表 210 初始計(jì)算張力時(shí)使用的輸送帶質(zhì)量 輸送機(jī)長(zhǎng)度 mL/ 帶寬 mm/ 輸送帶質(zhì)量 1/ ??mkgqB 輸送帶厚度 mmd/ 50 (棉帆布帶 ) 500 650 800 1000 1200 1400 19 電動(dòng)機(jī)選擇 (1) 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。 選擇的減速器的技術(shù)參數(shù)如下表 212。當(dāng)采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，連接方法如下圖31 所示，在晶振引腳 XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）引腳之間接入一個(gè)晶振，兩個(gè)引 17 腳對(duì)地分別再接入一個(gè)電容即可產(chǎn)生所需的時(shí)鐘信號(hào)，電容的容量一般在幾十皮法，如30PF。做輸出端時(shí)，被外部拉低 P3口將用上拉電阻輸出電流。單片機(jī)在 RST高電瓶有效后的第二個(gè)機(jī)器周期開(kāi)始執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作，并在 RST變?yōu)榈碗娖角暗拿總€(gè)機(jī)器周期重復(fù)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作。 根據(jù) 接收器 所感知的信號(hào)判斷 被測(cè)對(duì)象的有無(wú)、形狀、方位和顏色時(shí) , 按 發(fā)射器 和 接收器 的相對(duì)位置不同可分為反射型和透過(guò)型兩種型式 , 見(jiàn)圖 32（ a）、（ b）。 （ 2） 對(duì)檢測(cè)物體的限制少 由于以檢測(cè)物體引起的遮光和反射為檢測(cè)原理，所以不象接近傳感器等將檢測(cè)物體限定在金屬，它可對(duì)玻璃 .塑料 .木材 .液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測(cè)。 （ 5）光纖式光電開(kāi)關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，可以對(duì)距離遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù) 碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。 根據(jù)系 統(tǒng)的功能要求， 在理想情況下，各產(chǎn)品之間保持距離，不相互接觸，僅 需設(shè)計(jì)主程序 和計(jì)數(shù)滿(mǎn) 100 時(shí)調(diào)用的一個(gè)延時(shí)子程序 ， 由于本文只是做一個(gè)以機(jī)械為主的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，故具體程序在本文中沒(méi)給出， 具體流程圖見(jiàn)圖 315。當(dāng)物品通過(guò)這個(gè)傳感器時(shí)，遮蓋紅外線，接收器晶體管截止，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖輸出，這個(gè)負(fù)脈沖經(jīng)整形后用作計(jì)數(shù)脈沖。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 （ 7） 便于調(diào)整 在投射可視光的類(lèi)型中，投光光束是眼睛可見(jiàn)的，便于對(duì)檢測(cè)物體的位置進(jìn)行調(diào)整。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。大多數(shù)的單片機(jī)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，這里 AT89S51單片機(jī)也采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。 PDIP封裝 AS89S51單片機(jī)的引腳排列如 下 圖 33所示 圖 33 PDIP封裝 AS89S51單片機(jī)的引腳排列 存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路 [7] AT89S51單片機(jī)芯片內(nèi)配置有 4KB的 Flash程序存儲(chǔ)器和 128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM，根據(jù)需要可外擴(kuò)最大 64KB的程序存儲(chǔ)器和 64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，因此 AT89S51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)可分為 4部分：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 P1口： P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位 雙向 I/O口， P1的輸出緩沖可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門(mén)電路。 單片機(jī)的應(yīng)用 為滿(mǎn)足各種各樣系統(tǒng)對(duì)控制功能的不同需求，以單片機(jī)為控制核心構(gòu)成的控制系統(tǒng)在規(guī)模、結(jié)構(gòu)、功能等方面將會(huì)有很大的不同，根據(jù)規(guī)?？筛爬?、籠統(tǒng)地劃分為基本應(yīng)用系統(tǒng)和和擴(kuò)展應(yīng)用系統(tǒng)。 可得 6 0 1 0 0 0 1 ( 3 . 1 4 5 0 0 ) 3 8 . 2 2 / m i nnr? ? ? ? ?。 輸送帶張力 輸送帶張力在整個(gè)長(zhǎng)度上式變化的，影響因素很多，為保證輸送機(jī)的正常運(yùn)行，輸送帶張力必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件： （ 1）在任何負(fù)載情況下， 作用在輸送帶上的張力應(yīng)使得全部傳動(dòng)滾筒上的圓周力是通過(guò)摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應(yīng)保證不打滑； （ 2）作用在輸送帶上的張力應(yīng)足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。這種拉緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是體積小，拉力大，可用于 500m 以上中等長(zhǎng)度以上的輸送機(jī) 。 拉緊裝置是帶式輸送機(jī)不可缺少的重要組成部分，它的性能好壞直接影響帶式輸送機(jī)整體的性能，拉緊裝置的功能主要有以下幾點(diǎn)： （ 1）保證帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的足夠張力和驅(qū)動(dòng)裝置依靠摩擦傳動(dòng)所必須傳遞的摩擦牽引力，以帶動(dòng)輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止輸送帶打滑； （ 2）保證承載分支最小張力點(diǎn)的必須張力，限制輸送帶在托輥之間的垂度，保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行； （ 3）補(bǔ)償塑性變形與過(guò)渡工況時(shí)輸送帶伸長(zhǎng)量的變化。托輥選擇是否合理 ,影響帶式輸送機(jī)的使用、維修 , 更會(huì)影響帶式輸送機(jī)使用壽命。 同一直徑的滾筒有些還