本科毕业设计说明书
自动扫地机的控制系统设计
DESIGN OF CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC
SWEEPING MACHINE
学院（部）：电气与信息工程学院
专业班级：电气#####班
学生姓名：##############
指导教师：##############
2013 年06 月04 日
自动扫地机的控制系统设计
摘要
近年来，随着社会的发展需要，清洁机器人已经渗透了我们的生活、工作和经济方面，并且起到了很大的作用。清洁机器人的研究和发展对我们的经济发展有很多的影响。这片文章主要通过阐述清洁机器人在服务行业的重要性，对清洁机器人在各国发展状况的一些综述，让读者了解将来清洁机器人发展对社会发展的重要性。
本文首先介绍了国内外自动清洁扫地机的研究现状，阐明了本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍本自动扫地机的总体结构，并详细分析了该扫地机各部分结构的工作原理，针对本清洁扫地机的机构特点，提出了一种能够保证扫地机稳定工作的单片机控制方案。本文还添加了市场上没有出现的的功能，将扫地机和红外遥控结合起来，并与单片机有机结合起来，以达到对自动扫地机的各方面的控制和自控制；以及避障系统的改进方案。
关键词：扫地机，单片机控制，红外遥控，碰撞
DESIGN OF CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC
SWEEPING MACHINE
ABSTRACT
In recent years, with the development of society, the cleaning robot has infiltrated our lives, work and the economy, and has played a significant role. Research and development of cleaning robot has a lot of influence on our economic development. This article mainly through expounding the importance of cleaning robot in the service industry, the development of cleaning robot in some countries, allowing readers to understand the importance of the future development of cleaning robot for social development.
This paper firstly introduces the research status of automatic cleaning sweeping machine at home and abroad, discusses the research purpose, significance. And then introduce the automatic sweeping machine structure, and a detailed analysis of the working principle of each part of structure of the sweeping machine, according to the characteristics of the cleaning mechanism of sweeper, presented a can ensure the sweeping machine stable working single-chip microcomputer control scheme. This paper also added did not appear on the market the function, the sweeper and infrared remote control combined with MCU, and organic combination, in order to control all aspects of automatic sweeping machine and self control; and the obstacle avoidance system improvement program.
KEYWARDS：Sweeping machine, microcomputer control, infrared remote control, collision
目录
摘要................................................................ I ABSTRACT ........................................................... I I 1绪论.. (1)
1.1 引言 (1)
1.2 技术现状 (1)
1.3 研究的目的和意义 (1)
1.4 研究内容 (2)
2关于单片机 (3)
2.1 AT89C51简介 (3)
2.2 AT89C51主要特性 (3)
2.3 AT89C51功能特性概述 (3)
2.4 AT89C51引脚功能说明 (4)
2.5 AT89C51的基本操作 (6)
3 自动扫地机总体设计 (7)
3.1 组成结构 (7)
3.2 系统的主控部分 (7)
3.3 软件流程设计 (8)
3.3.1 总体软件流程 (8)
3.3.2 红外遥控系统流程 (10)
3.3.3 驱动系统流程 (11)
3.3.4 清扫避障系统流程 (12)
4自动扫地机硬件电路设计 (13)
4.1 系统总体设计 (13)
4.2 传感器系统电路 (13)
4.2.1 超声波传感器检测电路 (13)
4.2.2 红外光电传感器检测电路 (13)
4.2.2 红外光电传感器检测电路 (14)
4.2.3 接触传感器检测电路 (15)
4.3 继电器控制电路 (15)
4.4 红外控制系统电路 (16)
4.5 看门狗IMP813L电路 (17)
4.6 驱动系统电路 (19)
4.7 液晶显示电路 (20)
4.8 电源模块 (21)
4.9 清扫避障系统 (22)
结论 (24)
参考文献 (25)
致谢 (27)
1绪论
1.1 引言
自动扫地机是自动进行房间地而清洁的自主吸尘式家庭服务机器人，集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体。自主吸尘机器人作为智能移动机器人实用化发展的先行者，其研究始于20世纪80年代，到目前为止，已经产生了一些概念样机和产品。吸尘机器人的发展，带动了家庭服务机器人行业的发展，也促进了移动机器人技术、图像和语音识别、传感器等相关技术的发展本次设计的题目《自动扫地机的控制系统设计》就是在这种背景下提出的。
1.2 技术现状
目前，在一些发达国家，早已经开始采用服务机器人对工厂、车站、机场和办公室等宽阔地面进行清扫工作。日本的东日本铁路公司、Shinko电器公司和Howa工业有限公司联合研制出了用于车站地面清扫的机器人，通过超声测距传感器，不断探测机器人与墙壁的距离进行定位，从而完成对大厅地面的往复清扫。松下公司的自动吸尘器可清扫砖地、木质地板及地毯地面。20世纪90年代初美国的Denning公司与Windsor工业公司研制出一种名为―RoboScrub‖的吸尘机器人，它采用超声波传感器检测障碍物，被配有高精度激光导航系统。
1999年初，浙江大学机械电子研究所开始进行智能吸尘机器人的研究，两年后设计成功国内第一个具有初步只能的自主吸尘机器人，与苏州TEK公司合作研发，2003年系统在自主能力和工作效率上都有了显著提高。它工作之前，首先进行环境学习，利用超声波测距，与墙保持一定的行走距离，在清洁角落的同时获得房间的尺寸信息，从而决定清扫时间；然后，利用随机与局部遍历规划相结合的算法产生高效的清洁路径；在清扫结束后，自行回到充电座，补充动力。
国内市场上推出了很多自动扫地机，价格不算太贵，可以自动清扫，防止楼梯跌落，通过配置虚拟发射器可以限制清扫的范围。在清扫结束后，可以自行回到充电座，但是清扫是随机的，不能完全地不多次重复的扫完整个房间。
1.3 研究的目的和意义
自动扫地机将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融台起来，实现室内环境（地面）的半自动或全自动清洁，替代传统繁重的人工清洁工作近年来已受到国内外的研究人员重视。作为智能移动机器人的一个特殊应用，从技术方面讲，智能化自王式吸尘器比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性。性市场前景角度讲，自主吸尘器将大大降低劳动强度、提高劳动效率，适
用于家庭和公共场馆的室内清洁。因此，开发自主智能吸尘器既具有科研上的挑战性，又具有广阔的市场前景。
融合现代传感器以及机器人领域的关键技术，本课题旨在开发一部价格便宜，全区域盖，能够充分满足家庭需求且方便适用的智能家鹿清扫机器人。使它可以替代传统的家庭人工清扫方式，使家庭生活电气化、智能化、使科技更好地为人类服务。
1.4 研究内容
总体方案是设计一个自主控机器人，在一个平面结构的房间内运动，移动机器人本体，完成自主移动、避障、遍历房间功能。尽快遍历房子的每一个角落，完成任务，这个工作受多个工作的影响，包括墙脚和家具等。其中在实现生活中的家用吸尘器机器人清理房间的过程中，利用了机器人自身的多传感系统、运动控制系统和自主蔽障系统等。
此次课题主要将扫地机和红外遥控结合起来，可以培养运用基本知识进行简单电路设计的能力，扎实基础理论，掌握电子技术的科学实验规律，灵活运用模电数电的知识，与单片机有机结合起来，以达到对自动扫地机的各方面的控制和自控制。
2关于单片机
2.1 AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.2 AT89C51主要特性
与MCS-51兼容
4K字节可编程FLASH存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24MHz
三级程序存储器锁定
128×8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
2.3 AT89C51功能特性概述
AT89C51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/0 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可将至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
2.4 AT89C51引脚功能说明
图2-1 AT89C51芯片引脚图
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写―1‖，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入―1‖后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.1所示：
表2.1 端口引脚第二功能表
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
EA/VPP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
2.5 AT89C51的基本操作
在X1和X2之间接一只石英振荡晶体构成了单片机的时钟电路，它还有另一种接法，是把外部振荡器的信号直接连接到XTAL1端，XTAL2端悬空不用。
AT89C51复位引脚RST/VP通过片内一个施密特触发器（抑制噪声作用）与片内复位电路相连，施密特触发器的输出在每一个机器周期由复位电路采样一次。当振荡电路工作，并且在RST引脚上加一个至少保持2个机器周期的高电平时，就能使AT89C51完成一次复位。
复位不影响RAM的内容。复位后，PC指向0000H单元，使单片机从起始地址0000H单元开始重新执行程序。所以，当单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新启动。
3 自动扫地机总体设计
总体设计目标是设计一个具有自主清扫、避障、卡住报警、尘仓满仓检测等功能，能够在无人干预情况下自主完成室内清扫工作，也可以人为通过红外遥控器控制其状态的机器人系统。同时，为使机器人高效、可靠地完成作业，在其内部嵌入路径覆盖算法，使它脱离随机清扫的模式，能够记忆已走过的路径和遇到的障碍物位置，不遗漏地进行全区域清扫和不重复遇到同一个障碍物，实现高覆盖率、低重复率的清扫过程。
3.1 组成结构
自动扫地机由5部分组成：系统主控制部分、执行电机部分、传感器部分、输入输出部分和电源部分。主控系统使用单片机AT89C51控制，包括红外遥控接收模块，对输入输出器件的操作，对执行电机的控制，以及对传感器的响应等。执行电机部分是吸尘机器人的主要构成部分，包括行走驱动子系统和吸尘子系统。行走结构采用轮式结构，圆形壳体，底盘为三轮电动小车，前面两轮由两个电机独立驱动，后轮为万向轮。吸尘系统用电机带动清扫刷的转动，清扫灰尘并将灰尘集中于吸风口处，由吸尘机构制造强大的吸力将灰尘吸入灰尘存储箱中。在清扫吸尘之后，利用安装在壳体下面的清洁布擦除残留在地面上的细小灰尘。轮子电机、吸尘电机和毛刷电机使用的都是无刷直流电机；传感器部分即检测子系统，主要为了保障机器人能够安全地工作；输入输出部分包括遥控子系统和显示子系统，能够较好地实现人机交互的功能；电源部分采用可充电的12伏锂电池。
3.2 系统的主控部分
本设计选用AT89C4051单片机作为控制器。AT89C51与其它各部分电路的关系为：通过红外接收模块接收来自遥控器的命令；
通过各个传感器接收外部环
境的状态信息；通过2路PWM信号给电机提供电压，控制轮子的速度和方向；由I/O口信号控制三极管进而控制继电器驱动清扫、吸尘电机；通过捕获2个电机编码器信号检测轮速；通过多个I/O口控制LCD；利用串口变并口芯片控制多个LED指示灯和按键等。系统结构如图3-1所示。
3.3 软件流程设计
本系统软件设计采用汇编语言相结合的方式。首先用汇编语言把系统的各个功能模块编出，然后把这些编译过的模块加入到控制器的使用库中，调用各功能模块，完成对硬件的操作。
3.3.1 总体软件流程
图3-2 总流程图
总流程图如图3-2所示，是整个清扫机运行过程的流程图。其中包括初始化整个系统、启动各电路模块、等待接收命令、启动驱动系统、检测障碍、启动清扫避障系统、结束清扫等过程。
（1）首先，启动清扫机电源，使各模块持续供电。
（2）启动各电路模块，启动液晶显示系统，以便显示清扫机行进速度及运行时间。此过程通过软件编程控制液晶显示系统及驱动系统向单片机控制系统反馈实现。启动清扫机传感器系统，此项内容主要作用是使清扫机对周围环境有一个了解，通过对周围环境的感知来实现测距、清扫、避障。本过程主要是通过单
片机控制各传感器及传感器向单片机反馈来实现。启动红外接收系统，等待接收红外信号。
（3）当接收到前进指令时，启动驱动系统。
（4）当遇到障碍时启动清扫系统及避障系统，此过程是整个清扫系统的关键，此过程包括清扫命令接收判断及是否遇到障碍物判断。
3.3.2 红外遥控系统流程
发射电路主程序的流程图如图3-3所示主程序中设置串口工作方式1和定时器T1方式2是为了发射按键代码时产生2000b/s的波特率；定时器T0工作方式2是用来在P3.7引脚上输出38kHz的载波信号。有按键下时产生外部中断0，寄存器R5和R4中存放的数据是用来控制1 min 的定时时间。1 min之内无按键，则遥控器进入低功耗状态。定时器T0中断程序是将P3.7引脚取反产生38kHz 的载波信号，此信号为方波信号。外部中断0的中断程序用于判断按键并发射按键代码，同时还包括按键去抖动和检查设置相关标志位。
图3-4红外接受电路流程图
部分程序如下：
MOV TMOD,#22 ；设置定时器T0和T1工作方式2 MOV TH0,#0F3H ；产生38kHz载波信号的时间常数送给T0 MOV TL0,#0F3H
MOV TH1,#0E03 ；产生2000b/s的波特率的时间常数送给T1 MOV TL1,#0E0H
MOV SCON,#60H ；设置串口工作于方式1 ORL PCON,#80H ；SMOD置1
SETB EA ；CPU开中断SETB EX0 ；允许外部中断0中断SETB IT0 ；允许定时器T0中断SETB PT0 ；将定时器T0中断设置为高优先级接收电路主程序的流程图如图3-4所示，接收电路串口和T1的工作方式与发射电路完全相同，是为了与发射的波特率一致，能可靠接收数据。串口中断用于接收按键代码并设置相关标志位。外部中断0产生移相脉冲改编移相角，从而改变可控硅的导通角，并判断是否有定时，进而控制电机的运转时间。
3.3.3 驱动系统流程
图3-5 驱动系统流程
首先是系统初始化工作，即设置寄存器、配置GPIO、定时器、A/D转换器和外部中断、启动A/D转换。然后检测GPIO有没有启动信号，检测到启动信号后，从另一个GPIO发出控制信号给直流电机加电。从A/D转换器里读取电流信号数据，再通过求平均值得到电机的电流值；对输出脉冲信号的数据进行FFT 变换，求出基波的频率，再根据电机的具体型号乘以一个系数得到电机的转速。
最后把测试电流和转速送给液晶显示系统显示清扫机行进速度，启动总线传输，把测试结果传输到单片机，以对数据进行保存和分析。软件流程如图3-5所示。
3.3.4 清扫避障系统流程
清扫壁障流程图如图3-6，该流程是智能清扫机执行清扫命令及躲避障碍的流程。
（1）红外光电传感器的红外发光管发射红外光，光波在遇到障碍物后反射，被红外接收管接收，产生一个与光强相对应的电流，电流经LM358组成的两极放大电路放大后，输出一个模拟电压，经A/D转换后输入单片机。
（2）由接触传感器感知障碍物性质，判断其是否是清扫机可清扫的垃圾。若可清扫则由单片机向清扫机械电机发出清扫指令，执行清扫命令，完成清扫后继续等待红外传感器接收信号。
（3）若不可清扫，判断其为墙角类障碍，此时累加器累加判断为墙角的次数。
（4）判断墙角累加次数的奇偶，若为奇数则通过控制电机调速模块来控制左右轮速度，控制清扫机行进方向，使其左后转行进。若判断为偶数，则使其右后转行进，本过程实现清扫机的蛇形行进清扫方式，尽可能提高清扫机清扫效率。
4自动扫地机硬件电路设计
4.1 系统总体设计
本设计以AT89C51单片机作为检测和控制核心。用超声波传感器、红外光电传感器、接触传感器完成自动避障。用光电编码器检测电机的转速。利用PWM （脉宽调制）技术动态控制电动机的转动方向和转速。通过软件编程实现清扫机行进、执行清扫任务、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示。通过对电路的优化组合，可以最大限度地利用AT89C51单片机的全部资源。P0口用于数码管显示，P1口用于电动机的PWM驱动控制，P2、P3口用于传感器的数据采集与中断控制。这样做的优点是：充分利用了单片机的内部资源，降低了总体设计的成本。
4.2 传感器系统电路
4.2.1 超声波传感器检测电路
超声波发射脉冲是由P3.7口输出的，由于P3口的输出电流最大不过20mA，无法直接驱动超声波发射器发出超声波束，因此需要加入放大电路以增强驱动能力。图4-1为发射波驱动电路，图中J2的1、2引脚分别接超声波发生器的两个端脚，PULSE接控制器P3.7口，这里采用了两级与非门74LS00来增强驱动能力，电路简单实用。接收器接收到的超声回波也是mv级的，为了能够触发中断，需要对此信号进行放大、整形，其信号接收电路如图4-2所示，图中J1的1、2引脚分别接超声波接收器的两个端脚，INT1接控制器P3.3口。采用放大器LM324将接收信号两级放大，放大信号经过比较器LM339调理成方脉冲，再经过非门74HC14整形后送入控制器外部中断INT1口，触发外部中断。为了滤去干扰信号，电路中还适当接入了一些电容。
图4-1 发射波驱动电路
图4-2回波接收电路
4.2.2 红外光电传感器检测电路
本文选用JY043W型红外反射式传感器。红外光电传感器检测单元信号处理电路如图4-3所示，图中J17为红外光电传感器接口（其引脚1、2分别红外光电传感器的发射脚和接收脚，引脚3为红外光电传感器的发射管和接收管共用接地端），OUT1接控制器P2.0口（另外五路检测单元分别接控制器的P2.1~P2.4口），ZHISHI1为其它五组检测单元LED指示灯共用端，R15为发射限流电阻（用以将发射管的发射电流限定在10~20mA左右）。当接收管接收到反射回来的红外光时，接收管导通，比较器LM324的3端输入低电平，使得3端电压小于2端的门槛电压，则输出端1脚输出低电平，指示灯L3被点亮。
4.2.3 接触传感器检测电路
接触传感器通过与目标物体的接触来识别障碍物。这种传感器结构简单，装卸方便，环境适应性强。鉴于清洁机器人结构紧凑、便于装卸的要求，本文选择RV-163-1C25型微动开关作为接触传感器，该型号开关结构小巧，使用简单可靠，信号无需调理。接触传感器检测单元的接口电路如图4-4所示，图中OUT7接控制器P2.7口端口（另一检测单元接P2.8口），R1为指示灯L1的限流电阻，A1为接触传感器，其1脚接地。当触碰到障碍物时，探测簧片被压下，传感器的1脚和3脚导通，工作电路形成回路，OUT1端输出低电平，指示灯L1被点亮。OUT1端输出的低电平能够直接被控制器识别。
4.3 继电器控制电路
在电气控制领域或产品中，凡是需要逻辑控制的场合，几乎都需要使用继电器，从家用电器到工农业应用，甚至国民经济各个部门，可谓无所不见。继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力（有触头式）或使输出状态发生阶跃变化（无触头式）
，从而通过其触头或突变量促使在同一
图4-5继电器控制电路
自动制钉机设计说明书 自动制钉机设计说明书 学院: 工程学院专业: 机械设计制造及其自动化班级: 10级8班姓名: 谢文华学号: 1015013108 同组成员: 指导老师: 魏春梅 1 目录 一. 课程设计任务书及工作要求…………………………………3 二. 机构工作原理…………………………………………………3 三. 功能分解图，执行机构动作分解图…………………………5 四. 工作循环图……………………………………………………10 五. 运动方案的选择与比较………………………………………11 六. 机构运动简图…………………………………………………15 七. 执行机构设计过
程...................................................16 八. 设计总结与心得......................................................19 九. 主要参考资料及其编号 (21) 2 一( 课程设计任务书及工作要求 1、工作要求 ,1.6,3.4mm,; (1)铁钉直径为 mm(2)铁钉长度为25,80; (3)生产率为60枚/min; (4)最大冷镦力为3000N，最大剪断力为2500N; (5)冷镦滑块质量为8kg，其它构件质量和转动惯量不计; (6)要求结构简单紧凑、传动性能优良、噪声尽量减少。 2、设计任务 (1)按工艺动作要求拟定运动循环图。 (2)进行送丝校直机构、冷镦钉帽机构、冷挤钉尖机构、剪断钢丝机构的选型。 (3)机械运动方案的评价和选择。 (4)拟定机械传动方案。 (5)设计飞轮和确定电动机型号。 (6)画出机械运动方案简图。 (7)对传动机构和执行机构进行运动学尺寸计算。二(机构工作原理 , 制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径 相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。 3 1)校直钢丝。并按节拍要求间歇地输送到装夹工位。 2)冷镦钉帽，在此前夹紧钢丝。
智能扫地机器人的工作原理是什么？ 现今社会发展迅速，家用电器已逐渐改变为智能电器，最常见的如手机、电视等。其余家用电器在近年来也加入智能控制系统，比如现今很多家庭选择的扫地机器人，已经基本智能化，不但加入了智能导航，最新技术已实现通过摄像以及远程红外操控获得更加人性化的清扫体验。 智能扫地机器人也可称为吸尘机器人，因其主要作用为清扫地面灰尘和垃圾，又可以是一个小型的自主移动吸尘器。这种机器人是一种无线机器，机身大多为圆形，一般来说通过遥控器或机身自主的控制面板来操控，大多数可定时打扫并自动归位完成充电，充电结束后自动转为充电休眠，清扫时可躲避障碍物和自动转弯，自动地完成清扫工作。能够自主通过类似于走路的方式来构建清洁地图，自动对房间进行清扫工作。 下面我们以ILIFE智能扫地机器人为例看下它的工作原理： 1、ILIFE智能扫地机器人带有2600毫安锂电池，130分钟超长续航能力，配置加长边刷和滚刷，吸米粒，吸头发，进出沙发底，边角地带； 2、采用智能识别规划路线，清扫率高；
3、无线遥控，工作时声音最低仅40db ； 4、自主研发复眼系统，全方位搭载多组侦侧仪，测侦范围达到270度，自动识别碰面； 5、自动识别跌落系统，配有红外线传感器； 6、具有预约清扫功能，四种模式随意换； 7、电量过低，能自动寻找充电座充电； 8、具备智能避障功能，可在首次碰撞后产生记忆，形成地图区域，这样机器人可在下次碰撞前提前缓冲，并通过红外扫射躲避悬崖地带，防止外翻等事故。 随着现今人类工作性质的发展和转变，加之工作节奏的加速化，使得这种操作相对简单、功能便利性大的智能清洁机器人受到推崇，已经在普通家庭中逐渐普及，成为现代家庭常用家用电器的一种。了解了这个智能扫地机器人的工作原理，我们也能更快的了解智能扫地机器人，对选购和使用都很有帮助。
课题名称水轮机制动系统 系别机电系 专业电气工程与自动化 班级 姓名 学号 指导教师 起讫时间：年月日～年月日（共周）
毕业设计（论文）开题报告
水轮机制动系统 引言：20世纪以来，水电机组一直向高参数、大容量方向发展。随着电力系统中火电容量的增加和核电的发展，为解决合理调峰问题，世界各国除在主要水系大力开发或扩建大型电站外，正在积极兴建抽水蓄能电站，水泵水轮机因而得到迅速发展。 摘要：水电站的有功调节通常是通过调速器实现的，但当水轮机组并入电网运行时，对于单台发电机来说转速反馈几乎不起作用。近年来，随着自动发电控制(AGC)的需要，有功功率在控制系统中的调节品质已成为当前电力系统自动化领域的突出问题。 关键词： 参考文献：200MW混流式水轮机的效率改进，水轮机原理与流体动力学计算基础， 系统工作原理：如图1所示：测量元件把机组转速N（频率F N）、功率、水头、流量等参量测量出来，与给定信号和反馈信号综合后，经放大校正元件控制执行机构，执行机构操纵水轮机导水机构和桨叶机构，同时经反馈元件送回反馈信号 到信号综合点。 图1水轮机调节系统结构图
一、水轮机电气控制设备系统 水轮机制动系统是由水轮机电气控制设备系统和被控制系统（流体控制和PLC 控制）组成的闭环系统。水轮机、引水和泄水系统、装有电压调节的发电机及其所并入的电网称为水轮机调节系统中的被控制系统；用来检测被控参量与给定量的偏差，并将其按一定特性转换成主接力器行程偏差的一些装置组合，称为水轮机控制设备。水轮机调速器则是由实现水轮机调节及相应控制的机构和指示仪表等组成的一个或几个装置的总称。 (一)水轮机的选型： 水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换；反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。通过查找资料；反击式水轮机中，水流充满整个转轮流道，全部叶片同时受到水流的作用，所以在同样的水头下，转轮直径小于冲击式水轮机。它们的最高效率也高于冲击式水轮机，但当负荷变化时，水轮机的效率受到不同程度的影响，我选择较先进地反冲击式水轮机HLX180转轮，其模型额定点效率ηM=0．94。较通常转轮高出2个百分点，最高效率圈相对扁平，额定和加权平均水头下Q1′跨度达120L/m3，n1r′非常接近最优单位转速，运行区域包括了整个最优效率区，依据效率加权因子，求得的模型加权平均效率达88．4%，额定水头下具有8．3%的超发能力，因此该转轮能量指标较高，水能利用率高。 图2 HLX180型水轮机 （二）控制原理说明： 1.本系统采用分层分布式布局，配置如图3所示。主要由2个机组监控屏、 发 电机保护屏、公用监控屏、主编线路保护屏和电量屏构成。通讯采用高速以太网与上级调度、操作员工作站进行通讯。其中公用监控屏由可编程控制器(由三菱FX2N-80MR和2个FX0N-16EX扩展模块组成)、自动准同期装置、触摸屏、电力测控仪和逆变电源组成，在公用监控屏中实现对发电机的有功调节。
智能饮水机控制系统 学生：XXX 指导教师：XXX 内容摘要：该系统设计综合电子技术理论，从生活实际出发，完善了饮水机的功能。设计方案中，主要采用AD590和光敏三极管作为检测单元，并运用了MC14433、74LS160等集成器件。整个设计系统实现两个功能，即测温数显和加热次数自动控制，包括检测、A/D转换（计数）、译码选通、继电器控制等电路模块单元。与传统的饮水机相比，由于采用了自动检测和控制的电子设计技术，可较好地实现对水温和水质的测量和控制，具有较广泛的应用前景。 关键词：检测单元温度传感器AD590 自动控制继电器
Intelligent water machine control system Abstract: The system of design integrated electronic technology theory, from the actual conditions of life, improving the function of the drinking fountains. The Design project with the main use ofAD590 and phototransistor as a test unit has still used theMC14433, 74LS160, such as integrated device. The whole design system tries to achieve two functions, namely, digital temperature measurement and automatic control of the number of heating, including detection, A / D converter (Count), decoding strobe, relay control such circuit modules. Compared with the traditional drinking fountains, the use of automatic detection and control of electronic design technology, can better achieve the right temperature and water quality measurement and control, with a wider range of applications. Keywords: Detection Unit Temperature Sensor AD590 Automatic Control Rela
机械原理课程设计 题目名称自动制钉机 专业班级 15机制（专升本） 学生姓名刘备 学号 指导教师诸葛亮 机械与电子工程系 二○一六年六月十六日
目录 一、机械原理课程设计任务书 (3) 二、设计内容 (4) 1.根据工艺动作要求拟定运动示意图 (4) 2．各机构的选型设计 (5) 2.1选型设计 (5) 2.2自动制钉机的功能分解 (6) 2.3系统运动转换功能图 (9) 3.方案的比较 (9) 4.执行机构设计过程 (12) 4.1.连杆机构 (13) 4.2夹紧凸轮 (13) 4.3冷挤（切断）凸轮 (13) 4.4齿轮的选择 (14) 4.5槽轮半径的选择 (14) 4.6电动机的选择 (14) 5.运动方案选择 (15) 6.运动循环图 (16) 总结 (17) 参考文献 (18)
一、机械原理课程设计任务书 专业 15机制（升本）学号 XXXXXXXXXX 姓名刘备 设计题目：自动制钉机的设计 一、设计题目 制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。 1）校直钢丝。并按节拍要求间歇地输送到装夹工位。 2）冷镦钉帽，在此前夹紧钢丝。 3）冷挤钉尖。 4）剪断钢丝。 二、原始数据及设计要求： 1）铁钉直径Φ1.6—Φ3.4mm。 2）铁钉长度25—80mm。 3）生产率360枚/min。 4）最大冷镦力3000N，最大剪断力2500N。 5）冷镦滑块质量8kg，其他构件质量和转动惯量不计。 6）要求结构紧凑，传动性能优良，噪声尽量减小 三、设计任务 1）按工艺动作要求拟定运动循环图。 2）进行送丝校直机构、冷镦钉帽机构、冷挤钉尖机构、剪断钢丝机构的选型。 3）机械运动方案的评价和选择。 4）按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案。 5）设计飞轮和确定电动机型号。 6）画出机械运动方案简图。 7）按蚌埠学院相关格式要求编写设计说明书
扫地机器人设计报告
一、功能综述 1、清扫模式：随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等相结合，实现全方位立体清扫； 2、智能导航系统：实现对房间地形的重构，自动规划清扫路线； 3、智能安全监控：防撞，防跌落，防缠绕，电池电量监测； 4、创新功能：灰尘量识别，实现床底清扫，手机遥控模式，尖端气流滤尘技术，室内空气质量监测与提醒； 5、其他基础功能：自动返回并充电，灰尘盒安装检查，灰尘盒容量探测。 二、机械及系统设计 扫地机器人机械设计如图1所示。 前 图1 扫地机器人机械设计图 清扫机构，行走机构，吸尘机构是本次设计的重点，也是难点所在。由于机器人运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动。因此，增加机器人运动平稳性，提高机器人动力学特性尤为重要。为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心装
配。 (1)行走驱动轮及驱动电机 该部分主要保证机器人能够在平面内移动。为了保证小车良好的直线性，可采用双电机驱动左右两轮的方式，且在车体的后端装有一个不锈钢万向滚珠，这样可以使小车获取较好的机动性和灵活性及灵活性。前轮驱动的好处是：转向性能得到改善。前轮是转向轮，使得转向时的行驶方向容易控制，不容易出现过度转向的现象，转向安全性也得到提高。 (2)清扫机构 用电机带动两个清扫刷，使左面清扫刷顺时针转动，右面逆时针转动，这样就可以在清扫灰尘时将灰尘集中于吸风口处，为吸尘机构的工作做准备；清扫刷设计成可更换型的，可选择棉质纺织品或尼龙等化纤材料的，以适应不同的工作环境。 (3)吸尘机构 旨在强大的吸力、将灰尘吸入灰尘储存箱中；这里我们采用尖端气流滤尘技术，全方位，多层次将灰尘一网打尽。 (4)擦地机构 在清扫、吸尘之后，利用安装在壳体下面的清洁布擦出残留在地面上的细小灰尘，同时也能够擦除地面上的顽固污渍，从而保证清洁工作的质量。 扫地机器人功能框图如图2所示。
1 引言 1．1 制钉机 制钉机是用来制造铁钉的生产设备。 制钉机又名废旧钢筋制钉机，它本着一切从废物利用节能高效，变废为宝的角度出发，一切从用户能够快速致富的角度出发，以经济实用性为主，达到了技术含量高，操作使用方便，它动力小，节约能源，性能稳定可靠。质量达到标准，该设备具有体积小，灵活移动方便，低噪声、低耗电、易安装等特点。故此该项目已成为各企业、个体、家庭、下岗职工、农民朋友快速致富投资的理想项目。 1.1.1 国外制钉机的发展现状 1970年到1979年，国际制钉机业飞速发展．尤其是美国、德国、日本、韩国和我国台湾省等国家和地区，利用雄厚的资金和技术不断推陈出新。近年来工业发达国家在集团优势差。我国,技术含量越高的制钉机产品质量越差,而质量差的产品,很难参与国际制钉机发展上速度不快，甚至有所下降。而发展中国家的制钉机产量则大幅度上伸升。 1.1.2 我国制钉机的发展现状 国内制钉机产品的生产工艺落后，产品质量挡次较低。中国的全自动制钉机制造业经过多年的发展,从无到有,从弱小到强大。但总的来说,规模小的企业偏多,营业收入低,竞争,更谈不上形成品牌。据了解，美国，西欧和日本一年共消耗制钉机近20万。而作为手工产品著称的我国大陆，出口欧、美、日本市场的制钉机只占其消耗量的l%～1．5 %，显然是很不相称的。制钉机业较发达的韩国和台湾在几年前已达到年出口10万台以上。与我国处在同等水平的巴基斯坦和泰国制钉机出口也超过我国。1．2 ADAMS软件 ADAMS，即机械系统动力学自动分析，该软件是美国MDI公司开发的虚拟样机分析软件。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用
冲击式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书 河海大学水电学院动力系 二○○六年三月
冲击式水轮机毕业设计 任务书 一、设计内容 根据给定的原始资料，对指定的电站、指定的原始参数进行该电站的机电初步设计，包括：电站装机机型的比较设计和参数选择，调节保证计算及调速设备选择，该电站的辅助系统设计和电气一次系统初步设计。 二、时间安排 1、电站装机机型比较设计4周 2、调节保证系统1周 3、辅助系统2周 4、专题 1.0周 5、电气部分2周 6、成果整理1周 7、评阅答辩1周 8、机动0.5周 总计12.5周 三、成果要求 1、设计说明书：说明设计思想，方案比较，参考资料及最终结果。 2、设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果。 3、图纸：主机部分厂房纵剖图，配水环管装配图，水系统图，气系统图和油系统图，电气主接线图及专题部分图纸，规格为1号图，其中主机部分厂房纵剖图及配水环管图要求既要画出手工图纸又要CAD图，其他全部CAD图。 冲击式水轮机毕业设计 资本资料 一、田湾河电站 田湾河位于四川甘孜州康定县、雅安市石棉县境内，为大渡河中游的一级支流，发源于贡嘎山西侧，主源莫溪沟由北向南流，在魏石达先后有贡嘎沟和腾增沟分别自左、右岸汇入后始称田湾河。下行至界碑石进入石棉县境内并有环河自右岸汇入，经草科、田湾在两河口注入大渡河。 整个田湾河开发方案规划为干、支流“两库四级”开发。整个梯级从上至下依次由巴王海、仁宗海、金窝和大发四级水电站组成。业主提出整体开发田湾河的思想，计划在2007年内完成仁宗海、金窝、大发三个梯级水电站的建设。 仁宗海水库水电站位于康定县和石棉县交界处，工程为混合式开发。电站龙头水库坝址位于仁宗海口上游约400m处，水库正常蓄水位2930m，总库容1.09亿m3，调节库容0.91亿m3，水库具有年调节性能；引水隧洞长约7.5km；地下厂房厂址位于界碑石下游约650m，距田湾河河口约30km。仁宗海水库电站工程已于2003年开工，第一台机组计划投产日期2007
毕业设计（论文） 令狐文艳 智能饮水机控制系统设计 Design of control system for intelligent drinking water machine 班级 学生姓名学号 1 指导教师职称 导师单位徐州工业技术职业学院 论文提交日期 论文真实性承诺及指导教师声明 学生论文真实性承诺 本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。 毕业生签名：日期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明 本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。 指导教师签名：日期：
摘要 在现代生活当中中，饮水机已经成为了我们日常生活中必不可少的家用电器。但是，有的饮水机的功能只是普通的加热功能，有的功能比较强大，如可以掌控水温的具体控制，但往往这样的饮水机价格使很多人望而止步，根本不能适用于普通家庭。根据这个情况，我设计了这款智能饮水机，这款饮水机的价格相对低廉但是功能却非常强大。一部分利用单片机对水温的控制，在加上液晶屏幕显示温度，得到稳定的人与机器的操作，这款饮水机有很多的模式可以使用，如：冲咖啡和沏茶等。这个设计也添加了团情况的紧急措施，如果水箱在缺水的情况下使用，无法使之加热，它会通过智能报警的方式告知饮水机主人提醒主人以保证其该系统的安全性，让人用起来更加稳定。对于这个设计来说，在确保用户使用过程中的安全的情况下为用户的使用更加方便、舒心。这个设计的智能化水平相对来说比较高，自动化操作可以根据用户自己来实现。 关键词：智能饮水机，单片机，控制 Abstract In modern life, drinking water machine has become essential household appliances in our daily life. However, some drinking water heating machine function is normal, some more powerful features, such as the specific control can control water temperature, but often drinking machine price this makes a lot of people stop, not suitable for the ordinary family according to this situation, I designed the intelligent water dispenser, the water dispenser is relatively inexpensive but the function is very powerful. A part of the use of single-chip temperature control, temperature display and LCD screen, get the human and machine stable operation, the water dispenser has a lot of die Type can be used, such as coffee and tea. This design also added a group of emergency measures, if the tank used in the absence of water, heating can not make it, it will be through the intelligent alarm way to inform the drinking machine owner to remind the owner to ensure the safety of the system, let people use them more stable. For this design, comfortable to ensure more convenient use for users, users in the process of security. The design of the intelligent level is relatively high, automatic operation according to the user to achieve.
自动制钉机设计说明书 学院：工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：10级8班 姓名：谢文华 学号：1015013108 同组成员： 指导老师：魏春梅 目录 一. 课程设计任务书及工作要求????????????? 3 二 . 机构工作原理??????????????????? 3 三 . 功能分解图，执行机构动作分解图?????????? 5 四 . 工作循环图10
五. 运动方案的选择与比较???????????????11 六. 机构运动简图???????????????????15 七. 执行机构设计过程?????????????????16 八. 设计总结与心得??????????????????19 九. 主要参考资料及其编号 21 一．课程设计任务书及工作要求 1、工作要求 （1）铁钉直径为 1.6～ 3.4mm； （2）铁钉长度为25～80mm； （3）生产率为60 枚/min ； （4）最大冷镦力为3000N，最大剪断力为2500N； （5）冷镦滑块质量为8kg，其它构件质量和转动惯量不计；（6）要求结构简单紧凑、传动性能优良、噪声尽量减少。 2、设计任务 （1）按工艺动作要求拟定运动循环图。 （2）进行送丝校直机构、冷镦钉帽机构、冷挤钉尖机构、剪断钢丝机构的选型。 3）机械运动方案的评价和选择 4）拟定机械传动方案
5）设计飞轮和确定电动机型号。 6）画出机械运动方案简图。 7）对传动机构和执行机构进行运动学尺寸计算。 ．机构工作原理制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。 1）校直钢丝。并按节拍要求间歇地输送到装夹工位。 2）冷镦钉帽，在此前夹紧钢丝。 3）冷挤钉尖。 4）剪断钢丝。 图1.2（a）和1.2（b）分别为冷镦钉帽和冷挤钉尖的工作原理 图：
本科毕业设计说明书 扫地机的智能控制系统设计 SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGN 学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 年月日
扫地机的智能控制系统设计 摘要 目前，各式各样的服务机器人越来越多应用于人们的生活中，从事着与人们生活息息相关的服务工作，极大地提高和改善了人们的生活质量。室内智能扫地机器人就是在这种背景下诞生的一种家庭服务机器人。室内智能扫地机器人的路径规划采用区域充满的规划方法，目标是在设定区域内寻找一条从始点到终点且经过所有可达点的连续路径。根据建立的扫地机器人平台，提出清扫机器人随机运动路径规划算法。机器人利用其上安装的红外传感器和摄像头来识别和感知房间环境，机器人开始以螺旋运动方式覆盖房间的空白区域，当遇到障碍物时，启动障碍物应对策略，通过计算机软件仿真和在房间环境中进行实验验证了该算法的有效性。 关键词：扫地机器人，单片机，环境识别，路径规划
SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGN ABSTRACT At present time,more and more various of service robots are designed and applied to people’s daily life.The application of these robots is promoting the quality of people’s life tremendously as they deal with the works related to people’s life closely.Indoor automatic cleaning robot is one of these service robots developed to help people to carry out the troublesome room cleaning work.The path planning algorithm of Indoor Automatic Cleaning Robot should spread over the room area using the area filling path planning algorithm to find a continuous path from start to end. A random moving path planning algorithm is put forward based on the platform. The cleaning robot identifies the room environment using the infrared transducer and the camera outfitted on its body.Moving in the spiral motion mode with the gradually enlarging radius,the robot begins to explore and clean the blank area.While it encounters obstacles like wall or furniture,it will start the strategy of dealing with obstacles.This algorithm is validated through computer simulation and robot experiment. KEYWORDS:cleaning robot,single chip microcomputer,environment identification,path planning
目录 1. 设计题目 (2) 1.1 工作原理及工艺过程 (2) 1.2 工艺数据 (2) 1.3 设计任务 (2) 1.4 课程设计目的 (2) 2. 运动循环图 (7) 3. 设计方案 (2) 3.1 设计思路 (2) 3.2 设计方案一 (3) 3.3 设计方案二 (3) 3.4 设计方案三 (4) 4. 最终方案 (4) 5. 所选方案的具体设计及分析 (4) 5.1 机构各部分设计和分析 (4) 5.1.1 送料校直机构设计与分析 (4) 5.1.2 夹紧机构设计与分析 (5) 5.1.3 冷镦机构设计与分析 (5) 5.1.4 冷挤机构设计与分析 (6) 5.1.5 切断机构设计与分析 (6) 5.2齿轮马达动力原件图 (6) 6. 课程设计总结 (8) 7. 参考资料 (8)
1.设计题目 1）钢钉是用途极为广泛的建筑五金制品尤其在当今的建筑行业中需要大量的钢钉作为劳动的工具，所以要高效、合理、廉价地生产出钢钉需要一套整体结构紧凑，科学合理，性能稳定，操作简单简便利的自动制钉机. 2）自动制钉机主要采用废旧钢筋来作为原料，通过拉直，镦尖等工序来生产我们日常生活中的所用圆钉子，具有原材料易取、广泛，投资较少等优点. 1.1 工作原理及工艺动作过程 制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。 1）校直钢丝，并按节拍要求间歇地输送到装夹工位。 2）冷镦钉帽，在此前需夹紧钢丝。 3）冷挤钉尖。 4）剪断钢丝。 5）夹丝装置释放，重新输送钢丝。 1.2 原始数据和设计要求 1）铁钉直径为Φ1.6—Φ3.4mm。 2）铁钉长度为25—80mm。 3）生产率为360枚/min。 4）最大冷镦力为3000N，最大剪断力为2500N。 5）冷镦滑块质量为8kg，其他构件质量和转动惯量不计。 6）要求结构紧凑，传动性能优良，噪声尽量小。 1.3 设计任务 1）根据工艺动作要求拟定运动循环图。 2）进行送丝校直机构、冷镦钉帽机构、冷挤钉尖机构、剪断钢丝机构的选型。 3）机械运动方案的评定和选择。 4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图。 5）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算。 6）画出机械运动简图。 7）对执行机构进行运动分析，画出运动线图，进行运动模拟。 8）编写设计计算说明书。 1.4 课程设计目的 1）综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深。 2）得到初步的机械选型与组合以及确定运动方案、创新机械产品能力的训练。 3）提高绘图、表达、计算机应用和查阅资料的能力。
1前言 (4) 2水电站的水轮机选型设计 (5) 2.1水轮机的选型设计概述 (5) 2.2 水轮机选型的任务 (6) 2.3水轮机选型的原则 (6) 2.4水轮机选型设计的条件及主要参数 (7) 2.5确定电站装机台数及单机功率 (7) 2.6选择机组类型及模型转轮型号 (8) 2.7初选设计（额定）工况点 (11) 2.8 确定转轮直径D1 (12) 2.9 确定额定转速 n (12) 2.10效率及单位参数的修正 (13) 2.11核对所选择的真机转轮直径D1 (14) 2.12确定水轮机导叶的最大开度、最大可能开度、最优开度 (18) 2.13计算水轮机额定流量q v,r (19) 2.14确定水轮机允许吸出高度H s (20) 2.15计算水轮机的飞逸转速 (25) 2.16计算轴向水推力P oc (25) 2.17估算水轮机的质量 (26) 2.18绘制水轮机运转综合特性曲线 (26) 3水轮机导水机构运动图的绘制 (35) 3.1导水机构的基本类型 (35) 3.2导水机构的作用 (36) 3.3导水机构结构设计的基本要求 (36)
3.4导水机构运动图绘制的目的 (37) 3.5导水机构运动图的绘制步骤 (37) 4水轮机金属蜗壳水力设计 (41) 4.1蜗壳类型的选择 (41) 4.2金属蜗壳的水力设计计算 (41) 5尾水管设计 (49) 5.1 尾水管概述 (49) 5.2尾水管的基本类型 (49) 5.3弯肘形尾水管中的水流运动 (49) 6水轮机结构设计 (50) 6.1概述 (50) 6.2水轮机主轴的设计 (50) 6.3水轮机金属蜗壳的设计 (51) 6.4水轮机转轮的设计 (52) 6.5导水机构设计 (55) 6.6水轮机导轴承结构设计 (58) 6.7水轮机的辅助装置 (61) 7金属蜗壳强度计算 (63) 7.1金属蜗壳受力分析 (63) 7.2蜗壳强度计算 (63) 7.3计算程序及结果 (66) 8结论 (71)
一、工程背景及水轮机叶片简介 图1、为某型水轮机叶片的CAD模型。在发电工作工程中水流由进水口流向出水口，叶片承受水流的冲刷从而开始运动，这种运动通过传动轴传递到发电机，从而带动发电机工作发电。但是水轮机在工作仅仅一年多时间以后，就有数片叶片发生了疲劳断裂事故，使得水轮机不能正常工作发电，造成了一定的经济损失，同时也说明水轮机叶片在结构的设计方面确实存在不完善之处。然而，由于水轮机在水下进行工作，很难通过测量得方法获得叶片上应力和位移的分布情况，也就无法知道叶片为何会断裂，无法有效的改善叶片的几何结构。在这种情况下，长江水利委员会陆水枢纽局的委托我们对LS591水轮机叶片的进行Ansys有限元模拟计算，获得叶片的应力场和位移场的分布，从而为叶片断裂事故分析提供技术支持，并对叶片结构的改进提供具体方案。 传动轴 进水口出水口 图1、CAD模型
二、ANSYS简介及解题步骤 1、ANSYS简介 对于大多数工程技术问题，由于物体的几何结构比较复杂或则问题的某些特征是非线性的，我们很难求得其解析解。这类问题的解决通常具有两种途径：一是引入简化假设，但这种方法只是在有限的情况下是可行的。也正是因为这样，有限元数值模拟的技术产生了。有限元方法通过计算机程序在工程中得到了广泛的应用。到80年代初期，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件达到了几百种，其中著名的有：ANSYS,NASTRAN,ASKA, ADINA,SAP等。其中，以ANSYS为代表的工程数值模拟软件，即有限元分析软件，不断的吸取计算方法和计算机技术的最新进展，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为解决现代工程问题必不可少的有力工具。尤其是在某些环境中，样机试验是不方便的或者不可能的，而利用ANSYS软件，对这个问题有了很好的解决。本文中水轮机叶片是在水下的环境进行工作，测量很难进行，利用有限元软件ANSYS这个问题得到了很好的解决。 2、ANSYS分析步骤 ANSYS分析可以分为三个步骤： a、创建有限元模型
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 制钉机安全操作规程(2020版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
制钉机安全操作规程(2020版) 1、严格执行技术规程，不违章作业，确保安全生产，做到懂原理、懂结构、懂性能、懂用途； 2、对各润滑点润滑，每班不少于3次，并经常检查各传动部位润滑情况； 3、启动设备前应将飞轮用手转动一周，确信无障碍物、紧固件无松动及不安全隐患，方可接通电源； 4、启动后须待机器正常运转，方可扳动进线手柄进行制钉，停车时应先停止进线； 5、正常生产时经常检查制钉质量、长度、直度、钉帽、钉尖及钉刀、钉模磨损情况； 6、机器运转过程中应随时注意各摩擦部位的温升变化及不正常响声的发生；
7、不要在机器运转中进行调整工件； 8、设备运行时，严禁用手触摸各传动运转部位；停车时严禁用手制动飞轮，严禁将冲成滑块停止在上死点，已免造成闷车； 9、修理设备或电器时先断开电源，挂上“有人工作，严禁合闸”牌后，方可检修； 10、保持机器整洁，钉模要经常清洗，不要使用生绣的线材制钉，保持钉刀锋利； 11、按规定做好设备的日常维护和保养；做到整齐、清洁、润滑、安全； 12、不要在拆除防护罩的情况下开车。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
本科毕业设计说明书 扫地机的数据控制系统设计 THE DESIGN OF AUTOMATIC SWEEPING MACHINE DATA CONTROL SYSTEM
扫地机的数据控制系统设计 摘要 自动扫地机属于服务机器人的一种，随着社会的发展需要，服务机器人已经渗透了我们的生活、工作和经济方面，并且起到了很大的作用。世界各国尤其是西方发达国家都在致力于研究开发和广泛使用自动扫地机。尽管目前国内外在这方面的研究开发方面已经取得一定的成果，但是仍有许多关键技术问题需要解决或提高，如路径规划就是其中的一个比较重要的技术。本文介绍一种基于MC9S12DG128单片机的自动扫地机数据控制系统。该系统实时性高功能完备，包括信息采集模块、控制模块、清扫模块、运动模块。由碰撞传感器、红外测距传感器等来探测周围的环境，由红外接收头实现无线手动遥控功能，由直流电机带动两个驱动轮旋转，采用改进的“井”字形路径遍历法。经过实验证明了设计的可靠性，实现了自动扫地机的自动清洁行走。 关键词：自动扫地机，单片机，红外遥控，自动行走
THE DESIGN OF AUTOMATIC SWEEPING MACHINE DATA CONTROL SYSTEM ABSTRACT Automatic sweeping machine is one part of the serving robot. With the development of society, the serving robot has infiltrated our lives, work and the economy, and has played a significant role. Automatic sweeping is being researched and developed in the countries all over the world, and which is being used widely in the west developed countries. Despite the current areas of research and development at home and abroad in this aspect has made certain achievements, there are still many key technical problems need to be solved or improved. For example, path planning is one of the important technical. This paper presents the system integration and overview of autonomous cleaning robot which is based on MC9S12DG128 singlechip. The real time characteristic and function of the system are in good condition. The system consists four segments: information collection module, the decision module, cleaning module, motion control module. Several sensors such as collision sensor, infrared distance sensors detect the surrounding obstacles while cleaning. The realization of wireless remote manual control function is composed of an infrared receiving head. Two driven wheels are driven by two DC motors combining. It adopts the improved "井" - shaped path traversal method. Experiments show that the control system run well and the robot have the ability to clean the floor automatically. KEYWARDS：automatic sweeping machine, singlechip, infrared remote control, automatic move
机械原理课程设计说明书 设计题目： 指导老师：哈丽毕努 设计者：马忠福 所属院系：新疆大学机械工程学院专业：机械工程及自动化 班级：机械 10-7 班 完成日期： 2014年7月 新疆大学 《机械原理课程设计》任务书
班级: 机械姓名: 马忠福 课程设计题目: 冲压式蜂窝煤成型机 课程设计完成内容: 设计说明书一份(主要包括:运动方案设计、方案的决策与尺度综合、必要的机构运动分析和相关的机构运动简图) 发题日期: 2014 年 6 月 15 日 完成日期: 2014 年 7 月 25 日 指导教师: 哈利比努
目录 一、蜂窝煤的功能和设计要求 (1) 二、工作原理和工艺动作分解 (2) 三、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 (2) 四、执行机构的选型 (3) 五、机械运动方案的选定和评价 (4) 六、机械传动系统的传动比和变速机构 (5) 七、画出机械运动方案简图 (5) 八、对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算 (6) 1、带传动计算： (6) 2、齿轮传动计算 (6) 3、曲柄滑块机构计算 (6) 4、槽轮机构计算 (7) 5、扫屑凸轮计算 (7) 九、机械方案运动简图 (8) 十、参考文献 (9)
一、蜂窝煤的功能和设计要求 冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇峰窝煤（通常又称煤饼）生产厂的主要生产设备，这种设备由于具有结构合理、质量可靠、成型性能好、经久而用、维修方便等优点而被广泛采用。 冲压式蜂窝煤成型机的功能是将粉煤加入转盘的模简内，经冲头冲压成峰窝煤。为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机必须完成五个动作： (1)粉煤加料； (2)冲头将蜂窝煤压制成型； (3)清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动； (4)将在模简内的冲压后的蜂窝煤脱模； (5)将冲压成型的蜂窝煤输送。 图1.1冲头、脱模盘、扫屑刷、模筒转盘位置示意图 冲压式蜂窝煤成型机的设计要求和参数有： (1)蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min； (2)驱动电机：Y180L-8，功率N=111KW；转速n=710r/min; (3)机械运动方案应力求简单； (4)图1.1表示冲头、脱模盘、扫屑刷、模筒转盘的相互位置情况。实际上冲头和脱模盘都与上下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将以压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将冲头和脱模盘刷除粘着粉煤，模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇机构使加料的模筒进入冲压位置、成型的模筒进入脱模位置、空模筒进入加料位置。 (5)为了改善蜂窝煤冲压成型的质量，希望冲压机构在冲压后有一保压时间。 (6)由于冲头压力较大，希望冲压机构具有增力功能，以增大有效作用，减小原动机的功率。