【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ①、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。②、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比③、步距值不容易因?yàn)殡姎?、?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變,使用開(kāi)環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)就能進(jìn)行良好的定位控制。④、起制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。⑤、價(jià)格便宜,可靠性高。⑥、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。⑦、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載慣性的能力不強(qiáng),在使用時(shí)既要注意負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小,又要注意負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小,只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時(shí),電機(jī)才能獲的滿意的運(yùn)行性能。⑧、由于存在失步和共振，因此步進(jìn)電機(jī)的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜多變。在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型選擇，其次才是具體的品種選擇，在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)；在進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比i、軸向力F、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率，以確定步進(jìn)電機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。由于我們使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，已知條件和要求條件為：移動(dòng)部分總重 M=25kg 外力 Fa=磨擦系數(shù) =螺栓機(jī)構(gòu)的效率 =O. 9螺栓軸徑 =螺栓長(zhǎng) =42cm螺距 P=3mm分辨率 L=移動(dòng)距離 =速度 V=2m／min 計(jì)算： 設(shè)擬選用2相、176。步距角的HB型電動(dòng)機(jī)速比(設(shè)使用直接驅(qū)動(dòng)方式)i=m/(360L)=2／(360)=1軸向力F=Fa+M=4+25=負(fù)載轉(zhuǎn)矩=FP／(2 )+()/2 =5／(2 )+ ( )/(2 )= 螺栓的慣量 =（）/32=（42）/32=.移動(dòng)體的慣量=M=25= kg. 負(fù)載慣量為=+=+=.根據(jù)以上計(jì)算可以初步選定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其慣量為= kg.，空載起動(dòng)頻率=3000H。由要求的速度可求出運(yùn)行的頻率：f=V／L=2000／(60)=3333HZ可知需要加減速的驅(qū)動(dòng)方式。齒輪比：G=360176。/L= 360176。/ (176。)=150換算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)=GL(+F)/ 2 =150(+5)/() = 對(duì)首次設(shè)計(jì)的裝置來(lái)講，所選用的電動(dòng)機(jī)通常留有2～3倍的余量，所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩=3T=3= =根據(jù)以上的計(jì)算，在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。型號(hào)：42BYGHl01。 光電傳感器的選擇1. 光電傳感器的原理光電傳感器是指能夠?qū)⒖梢?jiàn)光轉(zhuǎn)換成某種電量的傳感器。光敏二極管是最常見(jiàn)的光電傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開(kāi)有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無(wú)光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很小（＜181。A），稱(chēng)為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子空穴，稱(chēng)為光電載流子。在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱(chēng)為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外，還有對(duì)電信號(hào)放大的功能。光敏三極管的外型與一般三極管相差不大，只引出兩個(gè)極——發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開(kāi)窗口，以便光線射入。為增大光照，基區(qū)面積做得很大，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。在無(wú)光照時(shí)管子流過(guò)的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三極管的穿透電流還??；當(dāng)有光照時(shí)，激發(fā)大量的電子空穴對(duì)，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大，此刻流過(guò)管子的電流稱(chēng)為光電流，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見(jiàn)光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。2．光電傳感器相關(guān)原理圖光電傳感器是應(yīng)用非常廣泛的一種器件，有各種各樣的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是當(dāng)發(fā)射管光照射到接收管時(shí)，接收管導(dǎo)通，反之關(guān)斷。以透射式為例，當(dāng)不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，否則打開(kāi)。為此，可以制作一個(gè)遮光葉片，安裝在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)扇葉經(jīng)過(guò)時(shí)，產(chǎn)生脈沖信號(hào)。當(dāng)葉片數(shù)較多時(shí)，旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個(gè)脈沖信號(hào)。圖41 光電傳感器透射式原理圖時(shí)序電路鎖存譯碼電路驅(qū)動(dòng)顯示電路檢測(cè)信號(hào)輸入放大整形電路記數(shù)電路電源電路比較電路驅(qū)動(dòng)電路予置電路執(zhí)行電路DC12VAC220V圖42 光電傳感器電路順序圖3．光電傳感器在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō)，相應(yīng)于不同的路面條件（主要是黑白度），接收管接收到地面漫反射紅外線后其兩端電壓將有所不同，即傳感器接收管正對(duì)白色路面，則其電壓較高，若正對(duì)黑色的路徑標(biāo)記線，則電壓較低。因此，基于這個(gè)原理可以提出一種比較常見(jiàn)的路徑離散識(shí)別算法：通過(guò)普通I/O端口將接收管電壓讀入單片機(jī),根據(jù)端口輸入的高低電平邏輯來(lái)判斷該傳感器是否處于路徑標(biāo)記線上方，再篩選出所有處于標(biāo)記線上方的傳感器，便可以大致判斷此時(shí)車(chē)身相對(duì)道路的位置，確定路徑信息。算法簡(jiǎn)便易行，對(duì)硬件及算法要求都比較低，在傳感器數(shù)目較多的情況下也可以實(shí)現(xiàn)較高的識(shí)別準(zhǔn)確性。但它的一個(gè)致命缺陷在于路徑信息只是基于間隔排 布的傳感器的離散值，對(duì)于兩個(gè)相鄰傳感器之間的“盲區(qū)”無(wú)法提供有效的距離信息，因此在傳感器數(shù)目受到限制的智能車(chē)賽事中，其路徑識(shí)別精度極大地受制于傳 感器數(shù)目及其間距。傳感器器數(shù)目不受限制，路徑識(shí)別精度足夠高，離散路徑識(shí)別算法仍有其難以克服的固有缺陷。表41 傳感器組參數(shù)排布形式數(shù)目間距 /cm離地高度 /cm 仰角 / 176。發(fā)射管接收管一字形等間距845 條碼技術(shù)貨物的條形碼是建立整個(gè)供應(yīng)鏈的最基本條件，它是實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的第一步，也是用為POS系統(tǒng)快速準(zhǔn)確收集銷(xiāo)售數(shù)據(jù)的手段．借助條形碼，POS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)商品從訂購(gòu)，送貨，內(nèi)部配送，銷(xiāo)售，盤(pán)貨等零售業(yè)循環(huán)的一元化管理，使商業(yè)的管理模式實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變：從傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗(yàn)管理轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽烤_的數(shù)字分析管理；從事后管理（隔一段時(shí)間進(jìn)行結(jié)算，盤(pán)點(diǎn)）轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?shí)時(shí)”管理（對(duì)每一商品項(xiàng)目，如品種，規(guī)格，包裝樣式等細(xì)賬的管理）。這樣一來(lái)，銷(xiāo)售商可隨時(shí)掌握商品早晚銷(xiāo)售情況，以調(diào)整進(jìn)貨計(jì)劃，組織適銷(xiāo)貨源，從而減少脫銷(xiāo)、滯銷(xiāo)帶來(lái)的損失，并可以加速資金周轉(zhuǎn)，有利于貨架安排的合理化，提高銷(xiāo)售量。條形碼的物流應(yīng)用包括配送中心的訂貨、進(jìn)貨、存放、揀貨、出庫(kù)。以便利店訂貨簿的方式為例：連鎖總部定期將訂貨簿發(fā)給各便利店，訂貨簿上有商品名稱(chēng)、商品貨號(hào)、商品條形碼、訂貨點(diǎn)、訂貨單位、訂貨量等，工作人員拿著訂貨簿巡視格商品以確認(rèn)所剩陳列數(shù)，記入訂貨量；或到辦公室后，用條形碼掃描器掃描預(yù)定商品的條形碼并輸入訂貨量，再用調(diào)制器傳出訂貨數(shù)據(jù)。配送中心的進(jìn)貨驗(yàn)收作業(yè)：對(duì)整箱進(jìn)貨的商品，其包裝箱上有條形碼，放在輸送帶上經(jīng)過(guò)固定式條形碼掃描器的動(dòng)識(shí)別，可接受指令傳送到存放位置附近。對(duì)整個(gè)托盤(pán)進(jìn)貨的商品，叉車(chē)駕駛員用手持式條形碼掃描器掃描外包裝箱上的條形碼標(biāo)簽，利用計(jì)算機(jī)與射頻數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，可將存放指令下