【正文】 同IN2（IN4）同IN1（IN3）快速停止LXX停止 綜上所述各種元件都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，通過分析比較，在此直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，選擇了與整個(gè)電路系統(tǒng)相配套的既經(jīng)濟(jì)又適合礦井提升的惡劣環(huán)境的固體繼電器。該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS 兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過750 ～800mA 的持續(xù)電流， ～ ；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。圖中TD62003的9腳作為兩個(gè)繼電器的共同端，l6腳和l4腳分別控制兩個(gè)繼電器的觸發(fā)端，通過兩個(gè)引腳信號(hào)的交替變化，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)門的移動(dòng)。其芯片的引角如圖5—2所示。雖然過零型SSR有可能造成最大半個(gè)周期的延時(shí)，但卻減少了對(duì)負(fù)載的沖擊和產(chǎn)生的射頻干擾，成為理想的開關(guān)器件, 在“單刀單擲”的開關(guān)場(chǎng)合中應(yīng)用最廣泛。15V)時(shí)才開啟導(dǎo)通。 交流固體繼電器按開關(guān)方式分有電壓過零導(dǎo)通型（簡(jiǎn)稱過零型）和隨機(jī)導(dǎo)通型（簡(jiǎn)稱隨機(jī)型）；按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反并聯(lián)型（增強(qiáng)型）；按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）；另外輸入端又有寬范圍輸入（DC3－32V）的恒流源型和串電阻限流型等。主要不足是存在通態(tài)壓降（需相應(yīng)散措施），有斷態(tài)漏電流，交直流不能通用，觸點(diǎn)組數(shù)少，另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標(biāo)差。 固體繼電器 固體繼電器（亦稱固態(tài)繼電器）英文名稱為Solid State Relay，單相SSR為四端有源器件，其中兩個(gè)輸入控制端，兩個(gè)輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號(hào)到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。在紅外線發(fā)射芯片的驅(qū)動(dòng)中選擇9016型三極管，三極管的基極連接的是單片機(jī)輸出端口，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的輸出電壓只有5V，對(duì)芯片的驅(qū)動(dòng)電壓不夠，通過三極管放大后才能有效的驅(qū)動(dòng)發(fā)射芯片。在直流電動(dòng)機(jī)互鎖驅(qū)動(dòng)電路中三極管在電路中起到功率放大作用，從反向器輸入的控制信號(hào)的電流非常小，因?yàn)樗菑膯纹瑱C(jī)傳送過來的電信號(hào)電壓只有5V電流只有零點(diǎn)幾毫安，驅(qū)動(dòng)直流固體繼電器的電流比較大，在電動(dòng)機(jī)控制電路中進(jìn)行一次放大，電流放大的倍數(shù)很高，這樣就會(huì)使通過三極管的電流非常大，會(huì)使三極管因消耗的功率過大燒壞，為了降低三極管的放大電流，采用三極管的雙極放大。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來說是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。這是三極管最基本的和最重要的特性。目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管，必須進(jìn)行測(cè)量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊(cè)，明確三極管的特性及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和資料。其作用：把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào)，也用作無觸點(diǎn)開關(guān)?！?P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。～：P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口?！篜0是一個(gè)8位漏極開路雙向I/O端口。:外接程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。RST:復(fù)位輸入端。XTAL1:接外部晶體的一端。VCC:主電源+5V 。它是一種高靈活性、花費(fèi)有限資源就可產(chǎn)生許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)的高性能微處理器。AT89S系列是AT89系列中的高檔型，AT89S52又是AT89S系列中的增強(qiáng)型。該芯片的缺點(diǎn)是口驅(qū)動(dòng)能力差，國內(nèi)相關(guān)資料少，開發(fā)經(jīng)驗(yàn)少。其快速的指令周期，低工作電壓，程序可加密，串行在系統(tǒng)可編程，強(qiáng)大的中斷能力及超低功耗等特性為業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注。程序可下載可加密，功耗也較低 如選擇這種芯片，應(yīng)注意該機(jī)型的參考資料較少，開發(fā)周期可能會(huì)加長，且型號(hào)不如PIC系列單片機(jī)的多。AVR單片機(jī)采用RISC結(jié)構(gòu)，使其具有高速處理能力，工作電壓為2．7～6．0 V，且可實(shí)現(xiàn)耗電優(yōu)化設(shè)計(jì)，屬低功耗、CMOS技術(shù)的8位單片機(jī)。PIC系列單片機(jī)具有高速度、低功耗、大驅(qū)動(dòng)能力，OTP型芯片的低價(jià)位、小體積、多品種、不同的外圍接口功能、不同的封裝形式、不同的工作電壓和溫度范圍等特性，為更好的選擇適合所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的最佳芯片提供了保證?，F(xiàn)在MCS一51／96系列單片機(jī)及其兼容的單片機(jī)仍占主流地位，因?yàn)樵撓盗袉纹瑱C(jī)引進(jìn)歷史較長，參考資料相對(duì)豐富，使用這種機(jī)型的人已積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)，無論是硬件的搭配，軟件的編制，以及語言的熟練程度，都使他們應(yīng)用起來得心應(yīng)手。所有口線均有2O mA的驅(qū)動(dòng)能力，最多可達(dá)1 8個(gè)I／O口。內(nèi)置振蕩看門狗，溢出時(shí)間有8級(jí)選擇。全雙工通用異步收、發(fā)器及通信接口。Philips半導(dǎo)體公司的P87LPC76系列單片機(jī)，是一種80C51改進(jìn)型MCU，其突出特點(diǎn)如下：運(yùn)行速度是標(biāo)準(zhǔn)80C51的2倍。分析單片機(jī)的發(fā)展行情及各芯片性能可以看出，單片機(jī)正向如下兩個(gè)方向發(fā)展：1)向功能不斷完善、性能不斷提高，可以完成各類復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的方向發(fā)展。圖4—9時(shí)分別當(dāng)、時(shí)產(chǎn)生的方波形圖。換而言之，通過控制加在電機(jī)上的方波電壓的脈寬（占空比）可以間接控制加在電機(jī)上的等效直流電壓，達(dá)到控制電機(jī)的目的。圖4—7 PWM放大器的電壓波形 圖4—8單脈寬調(diào)制電路框圖脈沖調(diào)寬波的直流分量與占空比成比例系。 脈寬調(diào)制（PWM）直流伺服放大器開關(guān)型放大器分脈沖寬度調(diào)制型（PWM）和脈沖頻率調(diào)制型兩類，也有兩種形式混合的，但應(yīng)用最廣泛的還是脈寬調(diào)制。另外當(dāng)電動(dòng)機(jī)從高速制動(dòng)時(shí)晶體管上承受的功率也較T型電路小一半。H橋型電路則較為復(fù)雜，功率元件多，一般在功率較大的系統(tǒng)中應(yīng)用。它要求使用正、負(fù)電源供電，晶體管耐壓要求高，要能承受的電壓。圖4—6是兩種典型雙極性放大器的原理圖。圖4—4顯示出動(dòng)力制動(dòng)效果。則構(gòu)成動(dòng)力制動(dòng)回路?？刂菩盘?hào)經(jīng)運(yùn)算放大后，在推動(dòng)得到正的輸出電壓和電流。V 圖4—1 單極性電路 圖4—2單極性放大器的兩象限控制關(guān)系 如果在單極性放大器上加上動(dòng)力制動(dòng)，可以提高電動(dòng)機(jī)的減速能力，使電動(dòng)機(jī)得到兩象限的控制，如圖4—2所示。這種放大器緊具有單向限控能力，即僅能提供正的電壓和正的電流，因而它可以使電動(dòng)機(jī)很快加速，而簡(jiǎn)速只能靠摩擦力和粘制阻力，減速較慢。但其頻帶較窄，電流脈沖大。開關(guān)功率放大器一般應(yīng)用于幾百瓦至上千瓦的系統(tǒng)中。他并不是直接控制其輸出電壓，而是通過控制其輸出電壓的占空比，即所謂脈沖調(diào)寬（PWM）的方法來控制其平均電壓與控制信號(hào)成比例的。因此線性功率放大器一般用于小功率的電動(dòng)機(jī)控制中或要求電磁干擾小的控制中。這種放大器的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，電磁干擾比較小。4 直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理 直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)一般采用半導(dǎo)體功率放大器，其放大器有以下三類：線性型、開關(guān)型、晶閘管型?；纼?nèi)部空間為，滑輪偏移的角度為，滑輪的直徑為，為滑道上滑面，為下滑道表面，求解a、b的長度；由此可知滑道的中心平面過x軸，與y軸垂直的平面，此平面到平面的距離，由上式的計(jì)算可以知道不會(huì)接觸到上滑道面；其接觸鋼絲繩的高度，滑輪不會(huì)接觸上滑道；滑輪所占用滑道的空間為在空間上完全可以滿足要求；機(jī)械部分的小結(jié)：到此為止，是本次對(duì)自動(dòng)罐簾門門型及機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，在這部分，橫桿采用的是高強(qiáng)度新型MC尼龍棒其目的就是降低簾門的重量；并在主動(dòng)橫桿上增加了軸承以減少對(duì)滑道的摩擦力；在滑道中安裝了幾個(gè)滑輪用于改變力的方向；減速器采用的是蝸輪蝸桿，雖然這種蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率比較低，但是機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單小巧，傳動(dòng)比大，能適合罐道當(dāng)中的惡劣環(huán)境，綜合考慮在此傳動(dòng)系統(tǒng)中是比較合適的；整個(gè)力的傳遞是靠無極鋼絲繩傳遞的無極鋼絲繩在減速器的卷筒上可以繞兩圈為了增加摩擦力，由于是靠摩擦力提升的因此可以起到一定的安全保護(hù)作用。在型鋼滑道上，裝有倒向軌和滑輪，倒向軌除了具有倒向作用，還可以增加滑道的彎曲強(qiáng)度。按使用條件選用彈性材料為組碳素彈簧鋼絲，由表查得，；由初選彈簧旋繞比C=6：補(bǔ)償系數(shù)：彈簧的最大工作載荷： 許用剪切應(yīng)力：故彈簧絲直徑d為：圓整 最大變形量：故最大變形量為：彈簧有效工作圈數(shù)n：=4取兩段支承圈，故總?cè)?shù) 彈簧的幾何尺寸計(jì)算中徑 外徑 內(nèi)徑 節(jié)距 軸向間隙 自由高度 螺旋升角 極限變形量 最小變形量 彈簧的工作高度彈簧的展開長度 驗(yàn)算彈簧的穩(wěn)定性 高徑比 可滿足一端固定一端自由轉(zhuǎn)動(dòng)的要求，所以滿足穩(wěn)定性要求。 圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 圓柱螺旋彈簧是用在懸掛繩與頂板連接的懸掛件上，它的主要作用是當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)罐簾門向下運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)運(yùn)動(dòng)到簾門的極限位置時(shí)，由于懸掛繩是固定在頂板上的會(huì)產(chǎn)生剛性撞擊會(huì)，如果經(jīng)常性的撞擊會(huì)使罐簾門的傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命降低，也間接的降低了電動(dòng)機(jī)的使用壽命，因此在這個(gè)位置安裝了一個(gè)圓柱螺旋彈簧，是為了傳動(dòng)系統(tǒng)中的力的緩沖。其目的是為了增加罐簾門的運(yùn)動(dòng)靈活性，減少主動(dòng)桿和滑道之間的摩擦，根據(jù)橫桿的承載能力和滑道的空間選擇軸承的型號(hào)為：32307E GB28387；圓柱輥?zhàn)虞S承的當(dāng)量動(dòng)載荷：由表查得：；； 式中：。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)直接輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速不適合提升罐簾門，所以選擇一種減速器，將其輸出扭矩增大并降電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其適應(yīng)簾門提升系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！菟ㄇ?qiáng)度，MPa，由螺紋連接機(jī)械性能等級(jí)決定；——安全系數(shù)，查表37。 受軸向載荷緊螺栓連接（靜載荷）強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì) 滑道與罐籠的固定連接，是由六個(gè)螺栓進(jìn)行連接，那么這六個(gè)螺栓承受著全部的水平方向的拉力和垂直方向的剪切應(yīng)力，因此要對(duì)螺栓的軸向的抗拉強(qiáng)度和剪切應(yīng)力進(jìn)行校核計(jì)算。截面C左側(cè)的一部分均布載荷引起的彎矩為負(fù)，數(shù)值為。 為了方便計(jì)算此滑道可以簡(jiǎn)單的看作一個(gè)受均布力作用的簡(jiǎn)支梁，均布力為，可以看出在該梁的中心的彎矩最大，故將均布力集中在C點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，集中力為滑道的受力圖：故支反力為 在截面C左側(cè)的外力有和均布力q，且在截面C上引起的剪力是正的。滑道的材料選擇許用應(yīng)力為的碳鋼，由于碳鋼的抗拉、抗壓強(qiáng)度相等的材料，只要只要絕對(duì)值大于正應(yīng)力不超過許用應(yīng)力即可。正常情況下，角鋼、軸承對(duì)其的摩擦力和倒向力產(chǎn)生的力是很微小的，現(xiàn)在為了方便計(jì)算先忽略不計(jì)。最大有效拉力完全滿足使用要求，故確定的預(yù)緊力初定為1000N。——最大有效拉力；——預(yù)緊力； ——自然對(duì)數(shù)的底（e=……）； ——帶與帶輪間的摩擦系數(shù)；——帶在帶輪上的包角，rad 。 滑輪的選型： 滑輪安裝在滑道中它的主要作用是改變力的傳遞方向，在在此罐簾門的傳動(dòng)系統(tǒng)中，使用了6個(gè)定滑輪和一個(gè)預(yù)緊力調(diào)節(jié)滑輪和一個(gè)主動(dòng)滑輪，它是力傳動(dòng)的主要部件。 則： ：鋼絲繩直徑為，雙排。表31尼龍的機(jī)械性能參數(shù)表常用工程材料的性能及應(yīng)用（） 無極繩及聯(lián)結(jié)件的選擇 鋼絲繩夾：由鋼絲繩直徑為；圖3—4鋼絲繩夾由于，故需要三個(gè)繩夾，其間距；假定簾門系統(tǒng)所承受的總重量是500N（包括簾門桿、懸掛鋼絲繩、軸承、螺栓、墊片、彈簧），無極繩用的是不銹鋼絲繩，其直徑為，最小破斷力為21kN，若不考慮其他因素的影響，鋼絲繩由足夠的強(qiáng)度。圖3—2 罐簾門從動(dòng)桿裝在從動(dòng)橫桿上的導(dǎo)向角鋼，其作用：；；圖3—3 導(dǎo)向角鋼 門簾桿的總重量的計(jì)算 尼龍棒的總質(zhì)量，由于罐簾門的截面形狀是橢圓切去了上表面，是一個(gè)不規(guī)則的圖形，那么為了簡(jiǎn)化計(jì)算，把橫桿看成是一個(gè)圓形截面的桿，圓的直徑是外接圓的直徑，直徑為d=60mm，計(jì)算它的最大重量，因?yàn)檫@樣計(jì)算可以為后面的電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)的計(jì)算下余量，這樣會(huì)使傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算更能滿足要求。那么橫桿所能承受的最大彎矩是： 通過對(duì)橫桿的計(jì)算校合，尼龍66的彎曲強(qiáng)度為98～107MPa抗彎強(qiáng)度完全符設(shè)計(jì)要求。在跨度中點(diǎn)截面C左側(cè)的外力有，且引起的彎矩為正，數(shù)值為，故截面C上的彎矩為： 在有人撞擊簾門情況下的彎矩近似圖為：最大彎矩在跨度中點(diǎn)，且。罐簾門主動(dòng)桿的形狀如圖3—1所示：圖31 罐簾門主動(dòng)桿 當(dāng)有人撞擊門簾時(shí)對(duì)橫桿的校核：假定撞擊力為2kN，撞擊力作用在桿的中心位置，因?yàn)樽饔迷谥行奈恢脮r(shí)比其他位置彎矩較大。從主動(dòng)桿的形狀看截面是橢圓形，一是為了美觀，二是因?yàn)樗菣E圓形沒有太大的棱角不會(huì)傷到工人。：罐簾門的主動(dòng)橫桿采用新型MC尼龍棒，它的優(yōu)點(diǎn)罐簾橫桿采用密度小、抗彎曲性能好且彈性大。罐簾門的上升和下降是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器，通過主動(dòng)滑輪由鋼絲繩把力傳遞到主動(dòng)桿上，使罐簾門進(jìn)行上升及下降。因此通過綜合考慮煤礦現(xiàn)場(chǎng)操作的一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過自己這些天來的對(duì)煤礦現(xiàn)場(chǎng)工作情況了解以及多種罐簾門型的深入研究，自行設(shè)計(jì)了一種門型和傳動(dòng)部分，在門型、機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參考了早期一些門型設(shè)計(jì)，并把把其中的一些成熟的機(jī)構(gòu)保留了下來，在此基礎(chǔ)上又增加了自己的創(chuàng)新想法。尤其是寬罐籠，罐籠寬度大，罐門橫扦長，稍有變形罐門就難以打開，所以有些礦井將簾式罐門的立柱改為柔性鋼絲繩立柱．但安全性、可靠性又降低了?？紤]如下:豎井罐道中所用的電動(dòng)機(jī)必須要考慮防爆；在罐道中空氣相對(duì)濕度大，要考慮電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的密封抗?jié)穸饶芰?；在罐道口來自各方?