【正文】 在鍛煉了個人能力的同時，本次課程設計也讓我更深入的明白小組合作的藝術，分工明確，互相幫助，我們小組雖然只有三人，但每個人都干勁滿滿，注重效率，并且配合默契，這些都是我們可以一步一步往前推進項目的最重要的原因。 我負責的部分主要是電路控制這方 面的內容，磕磕碰碰的電路結構設計過程主要還是因為對于 Altium軟件的不熟悉和對于電路知識的掌握不夠充分，自己當時在構建電路圖時，就曾經因為 Altium中某一個功能按鍵一直沒找到，導致自己花費了將近 4個小時在一直尋找那個按鍵究竟在哪里，不過最終在網上搜集了大量教程之后，終于將其解決。 劉震： 在本次課程設計中，所有的可以說都是從零開始，無論是輪轂電機的機械結構或者是電子結構，為此，我查閱了大量的資料文獻，學到了很多搜索上的小竅門，同時，對于從零開始的項目的整體進行流程，我也有了更直接的體會。起初我們在宿舍里討論，后來去實驗中心三個人坐在一起討論并完成自己份內的工作，效率提高了很多很多。從一開始的方案討論，到最后的總結報告，每一步都離不開團隊的協作。所以以后不管做什么設計，一開始都要耐心對待，不要被開頭的困難阻攔，有了第一步，后面的每一步就會順理成章地做出來了。不過在跟小組成員的討論下以及大量的在網上搜索關于機電一體化系統設計的資料后，逐步對設計的步驟有了初步的了解。 李立章： 這次的機電一體化系統設計，是我第一次接觸產品的設計。團隊合作，可以說是具有魅力和正能量的方式，互相鼓勵和督促，相互協調尋找一起的時間，聚在一起進行討論和設計，這都讓我們從中體會到了樂趣。不得不說，局限于知識和眼界，我們能做的東西的很有缺陷，但是，重要的是過程。在課程設計的過程中，在知網上進行。 4. 個人體會 羅亮： 這次的課程設 計，可以說是對我們三人的一次激勵和鍛煉。 3. 改進設想 首先， 我們最想進行改進的是將第一方案能夠完成設計，能夠完成轉子、定子、磁隙、繞組等設計，完成一體式輪轂電機的仿真。 2. 項目總結 輪轂電機 的未來開發(fā)價值是十分可觀的，輪轂電機的高效率，啟動快，控制簡單等多個優(yōu)點，是普通驅動系統達不到的。雖然，我們的認知還停留在比較淺的層次，特別是對電磁場的設計和分析還沒有進入。 關于 TMS320LF2407A芯片的程序編制，參見附錄五。 它 的另一個任務是使 LED 的負載電流能夠在各種因素的影響下都能控制在預先設計的水平上。 以下為設計的各部分電路原理圖： 芯片主電路 轉換電路 電路中 ,DAC 是指 DA 轉換電路 ,也就是把數字信號轉換成模擬信號輸出的電路 4. POWER 電源電路 5. RS232 通訊接口電路 個人計算機 上的 通訊接口 之一，由 電子工業(yè)協會 (Electronic Industries Association， EIA) 所制定的 異步傳輸 標準接口。同時，對于該芯片我們也在淘寶，阿里旺旺上進行了相關調研，其價 格在 30 至 50 元間不等，屬可承受的價格范圍內。 TMS320LF2407A 內置采樣保持的 10 位精度、高速A/D 轉換器，轉換時間最短為 500 ns。同時， B0 塊還可通過程序配置為數據存儲器或程序存儲器區(qū)。其中， DRAM 分為 3 個 RAM 塊 B0、 B B2，容量依次為 256 字、 256 字、 32 字。該器件內部具有時鐘鎖相環(huán)電路，可通過軟件編程設置內部所需高頻。C 接口類型 :CAN, SCI, SPI 電源電壓 最大 : 電源電壓 最小 :3V 系列 :TMS320 芯片標號 :320LF2407 表面安裝器件 :表面安裝 邏輯功能號 :320LF2407 針腳數 :100 頻率 :40MHz 圖 1 為 TMS320LF2407A 內部基本結構框圖， 該器件采用先進的哈佛結構，流水線作業(yè)，在 30 MHz 的內部時鐘頻率下，指令周期僅 33 ns。C DSP 類型 :定點 MMAC:40 器件標號 :320 存儲器容量 , RAM:5KB 封裝類型 :剝式 工作溫度范圍 :40176。 以下為其具體參數： 封裝類型 :LQFP 工作溫度最低 :40176。單片機用戶在硬件和軟件方面的設計經驗可使他 們很容易從單片機升級到 DSP。這些大大增強了 TMS320X240的處理能力，在電機控制領域顯示了強大的生命力。 TMS320F206 除了具有 TMS320C203 的功能外，內置 32K字零等待快閃存儲器，可滿足單片設計的要求，能最大限度減少用戶板的體積。其中 TMS320C203 單片價格不到人民幣 100 元，芯片內置 544 字的高速 SRAM。 DSP 器件的典型應用 隨著 DSP性能不斷改善，用 DSP器件來作實時處理已成為當今和未來技術發(fā)展的一個新熱點。國產化的 DSP 開發(fā)系統為更多用戶采用 DSP器件提供了可能性。DSP 器件價格大幅度下滑，直逼單片機。目前，已有不少高校計劃建立 DSP 實驗室， TI 公司和北京聞亭公司都已制訂了高校支持計劃，將帶動國內 DSP 器件的應用和推廣。 目前國內推廣應用最為廣泛的 DSP 器件是美國德州儀器 (TI)公司生產的 TMS320 系列。此外， DSP 器件提供 JTAG 接口，具有更先進的開發(fā)手段，批量生產測試更方便，開發(fā)工具可實現全空間透明仿真，不占用用戶任何資源。 DSP 器件比 16 位單片機單指令執(zhí)行時間快 8～ 10 倍，完成一次乘加運算快 16～ 30 倍。 DSP 器件采用改進的哈佛結構，具有獨立的程序和數據空間，允許同時存取程序和數據。提供高速、同步串口和標準異步串口。 2).DSP 器件的特點 與單片機相比， DSP 器件具有較高的集成度。 后備人才充足。如低檔單片機價格只有人民幣幾元錢。概括起來說，單片機具有如下特點： 具有位處理能力，強調控制和事務處理功能。如 Intel 公司的 8031 系列等。 在目前，電子電路產品的控制芯片主要分為為兩大類， dsp 控制與單片機控制，在芯片選擇初期，我們小組對單片機和 dsp 芯片控制進行了相關資料的查詢，并做了一定的性能對比，最終選擇了性能更優(yōu)異，性價比更高的 dsp 控制芯片。但在通過商家購買成品，可以減小設計的周期，該減速器單價在 500元，大批量訂購可以得到優(yōu)惠，成本價格可以接受。 輸入端 鍵1455 ??GB/T 1096 輸出端 鍵1833GB/T 1096 整體尺寸：最大直徑 428mm，軸向長度 400mm 機械結構：電機、行星齒輪減速器、法蘭盤、輪轂 本方案的特點在于使用行星輪減速器相對于直齒輪減速器有很大的優(yōu)點，在于同軸、可以選用的傳動比范圍大，占用空間小，結構緊湊。我們與部分減速器商家進行溝通，有如下商家有適合的行星輪減速器 ： 上海玖柒精密機械有限公司 LT系列行星輪減速器； 上?？锍莻鲃訖C械有限公司 D系列行星輪減速器； 上海 寅通 減速機有限公司 PL40 精密 行星齒輪減速機 。 1．電機容量的選擇 電機的選用沿用方案二中的電機。 （三） 方案三 行星減速器的輪轂電機 方案分析： 如下圖 為該方案的 簡圖。 三維建模圖形如下： 法蘭盤 整體尺寸：最大直徑 140mm，總寬 18mm 螺栓選擇： 箱體的連接： M8X25 數目： 6個 法蘭盤連接： M6X25 數目： 6個 鍵的選擇： 齒輪軸：2033 ?? GB/T 1096 輸出軸：鍵1878 GB/T 1096 鍵1466 GB/T 1096 軸承的選擇： 齒輪軸：滾動軸承 6001GB/T 2761994 2 個 輸出軸：滾動軸承 6005GB/T 2761994 2 個 端蓋： 凸緣式端蓋 單極圓柱齒輪減速器 整體尺寸：總長 204mm，總高 183mm，總寬 84mm 所包含的零件：齒輪軸（鍵2033 ??GB/T 1096+滾動軸承 6001GB/T 2761994+凸緣式端蓋），輸出軸 (大齒輪 +鍵1878GB/T 1096+鍵1466 ??GB/T 1096+滾動軸承 6005GB/T 2761994+凸緣式端蓋） ,箱體 本方案的設計優(yōu)點：機械結構全部 我們自己設 計，可以得到理想的傳動比；直齒輪減速器的結構簡單，裝配簡單；步進電機的選擇，可控方便，成本低廉；設計過程中熟悉軟件，并不斷修改，從中獲得了很大的啟示，進行了很多思考。 首先我們選擇 鋁合金輪轂 其主要 特點 安全性好 舒適度高 節(jié)省油耗 造型美觀 對輪轂 進行有有限元分析（見 附錄 四 ） 發(fā)現鋁輪轂的剛度不夠，所以決定采用碳鋼材料。 三維建模如下 有限元分析示意圖：（報告見附錄三） 輪轂設計與分析 我們參考普通汽車輪轂進行設計 輪轂設計二維 cad 圖 三維設計圖 整體尺寸：最大直徑 428mm，總寬 190mm 輪轂材料選擇： 輪轂除了其較強的裝飾性外，還是一個很重要的安全件，如果選擇了質量不符合要求的輪轂，表面上雖然分別不大，但可能會出現砂眼，造成漏氣，甚至輕微磕碰即會使輪轂碎裂造成車毀人亡的嚴重事故。由于線速度小于 2m/s，所以選用只潤滑。 示意圖： 大軸的有限元分析見附錄二。 軸 采用 45 鋼，并經調質處理。截面 C 在垂直面彎矩為 受力圖： 1 522 8 .7 5 7 4 7 .522c A Y LM F N m m? ? ? ? ? ? ⅲ）截面 C 在水平面上彎矩為： 2 527 9 2 0 5 422c A Z LM F N m m? ? ? ? ? ? ⅳ） 合成彎矩 為： 2 2 2 212 7 4 7 .5 2 0 5 4 2 1 8 5 .8c c cM M M N m m? ? ?