機(jī)電傳動單向數(shù)控平臺設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-27 05:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)速度，應(yīng)有：加減速轉(zhuǎn)矩加減速轉(zhuǎn)矩瞬時最大轉(zhuǎn)矩及有效轉(zhuǎn)矩（1）必要的瞬時最大轉(zhuǎn)矩故==（2）有效轉(zhuǎn)矩電機(jī)其它參數(shù)校驗（1）有效轉(zhuǎn)矩==（2）瞬時最大轉(zhuǎn)矩==10（3）編碼器分辨率R所要求的編碼器分辨率為即所選編碼器分辨率必須大于。、軸承選擇及校核根據(jù)工作情況以及滾珠絲桿的受力，初選軸承為角接觸球軸承，其，采用面對面安裝，其軸向載荷分析如下： 軸承軸向載荷分析圖表格 E計算項目設(shè)計計算過程計算結(jié)果徑向外載荷980軸向外載荷202軸承支反力490軸承派生軸向力343軸承所受的軸向載荷因為，則軸承1受力為軸承2受力為343545軸承所受當(dāng)量動載荷因為軸承工作時有中等沖擊，查表得載荷系數(shù)因為有=,=,且，故當(dāng)量動載荷為922基本額定動載荷其中為軸承預(yù)期計算壽命，取=15000h為壽命系數(shù)，取=3為溫度系數(shù)，取=則10189選用軸承根據(jù)額定動載荷，查表，選用7302AW，d=15mm,D=42mm,B=13mm,基本額定動載荷為C=13400N，基本額定靜載荷為7100N型號7302AW，d=15mm,D=42mm,B=13mm，C=13400N計算壽命34120符合壽命要求軸承合格表格 F計算項目設(shè)計計算過程計算結(jié)果電機(jī)與聯(lián)軸器上鍵的校核（1）選擇A型普通平鍵。根據(jù)軸徑d=12mm,確定b=5mm,h=5mm,L=14mm。（2）鍵的強(qiáng)度校核驗算其擠壓強(qiáng)度，查表得鍵的工作長度則符合強(qiáng)度要求。鍵514聯(lián)軸器與螺旋絲桿上鍵的校核（1）選擇A型普通平鍵根據(jù)軸徑d=15mm，確定b=5mm,h=5mm,L=14mm。（2）鍵的強(qiáng)度校核驗算其擠壓強(qiáng)度，查表得鍵的工作長度則符合強(qiáng)度要求。鍵514電器控制系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)設(shè)計的控制系統(tǒng)的工作過程為：系統(tǒng)開機(jī)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，工作平臺正向移動，默認(rèn)速度3m/min，完成工作行程之后，觸碰右限位開關(guān)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，工作平臺返回，依此循環(huán)。速度控制采用PWM調(diào)節(jié)，有3m/min和6m/min兩個設(shè)定速度。傳感器檢測的速度在LCD上顯示。（1）控制系統(tǒng)原理圖如下：（2）控制流程圖如下： PWM流程圖 顯示程序89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 89C51管腳圖由于單片機(jī)P3口輸出的電壓最高才有5V，難以直接驅(qū)動直流電機(jī)。所以我們需要使用恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片L298N來驅(qū)動電機(jī)。L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號VSS，～7V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋～46V。，可驅(qū)動電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機(jī)，本系統(tǒng)我們選用驅(qū)動一臺電動機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。ENA，ENB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。同時需要加四個二極管在電機(jī)的兩端，防止電機(jī)反轉(zhuǎn)的時候產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊電流燒壞電機(jī)。 L298管腳圖（1）增量式或絕對式選擇增量式只能記住自己走的步數(shù)，開機(jī)后會回到原點；而絕對式上電后就能知道所處的位置，但其需要更多的線數(shù)，成本更高，不如增量式經(jīng)濟(jì)。綜上所述，選擇增量式編碼器。（2）分辨率精度根據(jù)電機(jī)選型時確定的最小分辨率400，保證編碼器分辨率不小于400.（3）容許最大旋轉(zhuǎn)數(shù)由上可知，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，保證容許最大旋轉(zhuǎn)數(shù)不低于此值。（4）最高響應(yīng)頻率數(shù)最大響應(yīng)頻率=（旋轉(zhuǎn)數(shù)/60）分辨率=（1500/60）600=15kHz根據(jù)以上參數(shù)，選擇歐姆龍生產(chǎn)的增量式旋轉(zhuǎn)式編碼器E6C2C。 LCD1602顯示器選擇LCD1602，可顯示16*2個字符，~，（）。接口說明信號如下：單片機(jī)最小系統(tǒng)：所謂最小系統(tǒng)就是指由單片機(jī)和一些基本的外圍電路所組成的一個可以工作的單片機(jī)系統(tǒng)。一般來說，它包括單片機(jī)，晶振電路和復(fù)位電路。（1）晶振電路設(shè)計高頻率的時鐘有利于程序更快的運(yùn)行，也有可以實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能。但是告訴對系統(tǒng)要求較高，而且功耗大，運(yùn)行環(huán)境苛刻。考慮到單片機(jī)本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。合適頻率的晶振對于選頻信號強(qiáng)度準(zhǔn)確度都有好處。并聯(lián)2個30pF陶瓷電容幫助起振。 晶振電路（2）復(fù)位電路復(fù)位電路通常分為兩種：上電復(fù)位和手動復(fù)位，如下圖所示。 上電復(fù)位 有時系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)程序跑飛的情況，在程序開發(fā)過程中，經(jīng)常需要手動復(fù)位。所以本次設(shè)計選用手動復(fù)位。 復(fù)位電路由單片機(jī)轉(zhuǎn)換成PWM信號，、經(jīng)驅(qū)動電路輸出給電機(jī)，從而控制電機(jī)得電與失電。通過調(diào)節(jié)脈沖的占空比，實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。電路設(shè)計如下：（1）Tt1t2最大值Vmax平均值Vd最小值VminPWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電
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