扫地机的智能控制系统设计毕业设计说明书
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
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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
1绪论
1.1 引言
自动扫地机器人是当今服务机器人领域的研究热点。从理论和技术上讲，自动扫地机器人比较具体的体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性；从市场上前景讲，自动扫地机器人将大大降低劳动强度，提高劳动效率，适用于宾馆﹑酒店﹑图书馆﹑办公场所和大众家庭。因此开发自动扫地机器人既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。
1.2 研究现状：
自从1904年英国人发明了第一台扫地机，至今为止扫地机的发展历史已有近百年。而后日本、美国、德国、英国等国家就开始了扫地机的批量生产。目前，国外先进的扫地机都在不断地提高智能水平。
吸扫式小型扫地机是目前国内外应用最为广泛的小型扫地机品种，通常有盘型刷和风机、风管道、吸尘嘴等部分。盘刷的设置加强了对马路边沟的清扫，增加了清扫宽度。盘型刷将侧面的垃圾扫到吸尘嘴的工作区域，再由吸尘系统将垃圾吸入机内的垃圾箱。吸扫式小型扫地机适合于任何道路环境的清扫，对污物、尘土都有很好的清扫效果，工作效率高。智能化扫地机不仅给企业带来巨大的经济效益，同时也产生了显著的社会效益。
1.2.1 路径规划技术
路径规划就是根据机器人所感知到的工作环境信息, 按照某种优化指标, 在起始点和目标点规划出一条与环境障碍无碰撞的路径, 并且实现所需清扫区域的合理的路径覆盖,实质就是扫地机运动过程中的导航和避碰。
1.2.2 多传感器融合技术
为了让吸尘机器人正常工作, 必须对机器人位置、姿态、速度和系统内部状态进行监控, 并感知机器人所处工作环境的静态和动态信息, 使得吸尘机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化。吸尘机器人都采用了大量的传感器, 有效地把大量的传感器观测信息融合处理, 使机器人获得最大量的外部环境信息, 运用多传感器融合技术可以提高移动机器人定位、障碍物识别、环境建模、避障的精度。
1.2.3 电源技术
移动电源需同时为移动机构提供动力,为控制电路提供稳定的电压,为吸尘操作模块及传感观测模块提供能源等。电源在放电过程中具备: ①保持恒定的电压; ②内阻小以便快速放电; ③可充电; ④成本低等特点。
依托以上关键技术,可实现以下产品功能:
1.自动检测垃圾并对较脏的区域重点清扫
2.自动寻找智能充电座回去充电
3.定时清扫
4.当机器被卡住能自动摆脱
5.支持遥控
6.边角清扫程序
7.不重复清洁、不留死角和楼梯防跌落功能
1.3 研究内容：
1.3.1 自动返回充电功能
启动机器人自动充电模式，它在完成工作后会自动返回充电并进入待机状态。用户只要打开机器人，剩下的清洁工作就不用担心了。
1.3.2 具有预约定时自动清扫功能
可以预约一次和一周内任意预约清扫时间，可以放心上班和出差，也可以自动打扫。
1.3.3 脱困功能
可以顺利跳过2CM高的电线等杂物，具有聪明的摆脱困境功能，入遇困境，机器人会自动尝试用各种办法摆脱困境。
1.3.4 防跌落功能
在楼梯，会议桌等地方工作也不用担心机器会跌落而造成顺坏及危险，机器人自动感知到危险而避开。
1.3.5 液晶显示屏智能报警提醒
智能识别系统能够帮助您判断机器人使用过程中出现的问题，智能识别系统能够自动识别各种异常情况。
1.3.6 灵巧边刷
单独的边刷控制边刷高速旋转，将墙角/墙边的垃圾清扫出来并进入尘盒，
真正的有效清扫边角灰尘。
1.3.7 解决智能扫地机反复清理一个地方的问题
1.4 论文主要完成的工作
课题主要完成的工作包括清洁机器人结构设计，驱动电机选择，传感器的选择，控制算法的研究，硬件电路设计和软件编程及试验。
1.4.1 机械结构部分
包括机器人构成方案选择、机器人本体机构设计和驱动电机的选择。
1.4.2 避障系统控制方案
包括机器人障碍检测系统、定位系统的确定和控制算法的选择。
1.4.3 控制系统硬件部分
包括单片机控制系统硬件电路设计、电机驱动电路设计和传感器检测硬件电路设计。
1.4.4 控制系统软件部分
包括单片机控制系统的软件设计。
2 单片机
2.1 单片机简介
常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。
现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作。
2.1.1 硬件特性
1、单片机包括CPU、4KB容量的ROM、128 B容量的RAM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。
2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；
3、单片机可靠性高；
4、处理功能强，速度快。
5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品
6、控制功能强
7、环境适应能力强。
2.2 AT89C51单片机
本设计以AT89C51单片机作为检测和控制核心。AT89C51是美国ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。功能强大AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
2.2.1 AT89C51主要性能参数
1.与MCS-51产品指令系统完全兼容
2.有4K字节可重擦写Flash闪速存储器
3.有1000次的擦写周期
4.全静态操作：0Hz~24MHz
5.有128×8字节的内部RAM
6.有32个可编程I/O口
7.有2个16位定时/计数器
8.有6个中断源
9.低功率空闲和掉电模式
2.2.2 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/O 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。
2.2.3 AT89C51引脚
VCC：电源电压
GND：接地
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O，也即地址/数据总线复用口。作输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
P1口：P1口是一个携带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1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倒高电平，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）。
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口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL ）。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3.1所示：
表2.1 端口引脚第二功能表
端 口 引 脚
第 二 功 能 P3.0
RXD （串行输入口） P3.1 TXD （串行输出口） 1
2
3
4
5
6
7
8
13
12
15
14
31
19
18
9
17
16P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17INT 1INT 0T1T0/VP EA X1X2RESET RD
WR
39383736353433322122232425262728293011104140P26P25P 24P23P22P 27P21P 20P 07P 06P 05P 04P 03P 02P 00P01VSS VCC RXD TXD PSEN ALE/P
图2.1 AT89C51芯片
P3.2
INT（外中断0）
P3,3
INT（外中断1）
1
P3.4 T0（定时/计数器0）
P3.5 T1（定时/计数器1）
P3.6
WR（外部数据存储器写选通）
P3.7
RD（外部数据存储器读选通）
3 智能扫地机各系统分析
用红外传感器、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 技术来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。总系统框图如图3.1所示。
3.1 智能扫地机传感器系统
传感器系统是扫地机的感觉器官,负责采集环境障碍物和自身状态的信息，是扫地机的重要组成部分，由多传感器及相关信号处理电路组成。在非结构化环境下，传感器系统为扫地机的正常工作发挥着无可替代的作用。扫地机传感器系统的性能越好，自动避障和路径规划方案就越容易实现，控制系统的程序就更容易编写和执行，扫地机系统的整体性能也就越好。
移动机器人传感器系统常用的传感器大致可以分为内传感器和外传感器两大类。内传感器主要用于采集系统自身状态的信息,比如速度、加速度、轨迹、位置等。这类传感器主要有测速发电机、加速度计、编码器、陀螺仪、电子罗盘等。外传感器负责采集系统外部环境信息,比如图像、距离、受力等。这类传感器包括CCD 视觉传感器、超声波传感器、红外传感器、力传感器等。
扫地机传感器系统的主要任务是提供工作环境下的障碍物信息，以实现扫地机的自主避障。由此可见，传感器的选择直接关系到清扫机自动避障策略的选择和执行质量。对工作环境下的障碍物信息，可以通过外部传感器获得，移动机器人上常用的探测障碍物的传感器主要有超声波传感器、红外光电传感器、接触传图3.1硬件设计总框图 看门狗电路
PWM 调速电路红外接收电路液晶显示电路继电器控制电路各传感器电路
清扫部件电机垃圾箱
盖电机单片
机电
机
感器和视觉传感器等几种。
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波传感器通过计算超声波的发射接收时间间隔实现定量测距。超声波传感器波束较宽，方向性差，但是其环境适应能力强，探测距离远，采集信息速度快，且比一般视觉传感器和激光测距仪都要便宜，因此在许多方面得到广泛应用。
红外光电传感器具有探测视角小、方向性好、信号处理简单和反映速度快等优点，但是其受环境影响较大，当探测头被灰尘等污染后，其探测性能将大大下降。红外光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。红外光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。红外光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，它的探测距离比较近，从几个毫米到几十厘米不等。因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
接触传感器通过与被测物体的接触来确定被测物体的相关信息，如物体的存在与否、物体的形状和位置、接触面的压力分布及大小等等。接触传感器主要有限位开关、接触开关等，这些传感器结构简单、信号易处理、适应能力强且价格低廉。由于超声波传感器、红外光电传感器和接触传感器都具有价格低廉、工作可靠、速度快等优点,因此广泛应用于移动机器人的局部导航。
经过对比分析，本设计方案采用超声波传感器、红外光电传感器和接触开关、三种传感器来构建清扫机器的传感器系统。将这些传感器合理布置在清扫机周边位置上，通过相应的信号处理电路与微处理器系统实现数据通讯，控制系统根据获得的传感器系统信息做出避障决策，实现自主避障。
3.1.1 测速装置模块
测速信号通过在电机的转子上加装带有黑白条纹的圆盘，再利用光电开关得到电机每转一圈产生若干个脉冲信号，据此可以算出电机的实际转速。这种简易的光电开关测速法成本低，性能可靠，可以在电机转速不高，精度没有严格要求
的情况下使用，这种测速装置可以构成里程计。根据里程计的返回脉冲数可以计算出电机行走的距离，并间接得到行走速度。
3.1.2 碰撞检测
碰撞检测采用霍尔元件 EW462，芯片的内部原理框图如图3-4所示，芯片的工作方式如图3-5所示。芯片的供电电压范围为 4.5V~18V ，灵敏度高，阻抗低，工作的最大输出电流为 15mA 。当芯片的正上方有S 极磁场时，霍尔元件输出高电平，当元件偏离磁场后，元件输出低电平。通过控制霍尔元件正上方的磁场极
性，可以控制元件输出信号的变化趋势。当极性相反时，元件在偏离磁场时为高电平，正对磁场时为低电平。
3.2 驱动系统
驱动器就是驱动扫地机的动力部件，最常用的就是电机。扫地机最主要的控制量就是控制扫地机的移动，扫地机驱动器中最根本的问题就是控制电机，控制电机转的圈数就可以控制扫地机移动的距离和方向、清扫机械的弯曲的程度或者移动的距离等。所以，第一个要解决的问题就是如何让电机能根据自己的意图转动。一般有专门的控制卡和控制芯片来进行控制。有了这些控制卡和芯片，然后把微控制器与其连接起来就可以用程序来控制电机。第二个问题是控制电机的速度，在扫地机上的实际表现就是它的实际运动速度，扫地机走的快慢全靠电机的转速，这样就要求控制卡对电机有速度控制。
机器人的工作电机分为行走、吸尘和毛刷电机。机器人行走结构中前面有一个从动转向轮，两侧各有一个驱动轮，由无刷直流电机进行控制。清扫结构主要使用真空吸尘器和由电机带动的旋转毛刷。
永磁无刷电动机具有效率高，功率大，体积小，控制精度高等明显特点在机器人领域有着广泛的应用。无刷直流电机具有良好的调速性能，由于它采用电子换向，脉宽调制脉冲调速，在进一步提高直流电机性能的同时，又克服了直流电机传统机械换向带来的一系列问题，从而大大延长了电机的使用寿命。 电源
稳压
输出信号施密特触发器信号处理霍尔
元件
图3.2 EW462内部原理示意图
直流无刷电机控制电路主要有控制电路微处理器、数字信号处理器和专用集成电路等3种方式。使用单片机辅以外围处理电路的方法，其测频、换相、控制调节等均由软件实现。选用单片机软件编程的方法控制无刷直流电机。吸尘器内的风机和带动毛刷的电机都使用直流电机，由于不需要调速、换向，因此控制方法比较简单。
电机的运动系统结构如图3-2，它决定了机器人的运动空间，采用轮式结构。其中左右轮为主动轮，需要用可调速的电机控制，前面的转向轮为从动轮，便于
机器人的转向。
直流电动机具有良好的线性调速特性、简单的控制性能、较高的效率、优良的动态特性，所以一直占据着调速控制的统治地位。虽然近年不断受到其他电动机如交流变频电动机、步进电动机的挑战，但直流电动机仍然是许多调速控制电动机的最优选择，在生产、生活中仍有着广泛的应用。
采用广泛应用的脉宽调制技术控制电动机电枢的电压。所谓 PWM 控制技术，就是通过控制半导体开关器件的导通与关断，把直流电压变成电压脉冲序列并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变压的目的。
产生PWM 信号常用的 4 种方法如下：
(1)分立电子元件组成的PWM 信号发生器。这种方式是用分立的逻辑电子元件组成信号电路，是较早采用的方法，可靠性、可调性较差；
(2)软件模拟式。利用单片机的一个I/O 引脚，通过软件对该引脚输出高低电平来模拟PWM 波，该方法占用CPU 的时间较多，控制软件较复杂；
(3)专用PWM 集成电路。采用专用的 PWM 集成电路芯片，该方法功能强，但增加了调速系统的成本开销；
(4)单片机的PWM 口。新一代的许多单片机具有PWM 调速功能。通过单转向轮
左
轮右轮
机器人底座
图3.3 主从动轮分布图
片机的初始化设置，使其自动发生脉冲波，只有在改变脉冲宽度时才进行干预，该方法控制直流电动机转速简单、可靠。所以使用单片机的PWM口作为电机的PWM调速控制。
无刷直流电动机简称BLDC，学名是无换向器电机或无整流子电机，是一种新型的无级变速电机。它具有直流电机良好的调速特性，但由于没有换向器，因而可做成无接触式，具有结构简单，制造方便，不需要经常性维护等优点，是一种理想的变速电机。
选用的轮子驱动电机即为无刷直流电机，其工作电压是10~15V，最大工作电流0.84A，正常工作电流0.4A，有专门的换向控制引脚，高低电平控制正反转。该电机可以由PWM信号直接驱动，允许的脉宽调制脉冲信号输入参数为：允许输入PWM的频率最大为50kHz；高电平的输入电压范围为2.0V~5.0V；低电平的输入电压为0V~1.0V；输入开路电压为 4.5V~5V。
3.3 红外遥控系统
红外遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。红外遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，继彩电、录像机之后，红外线遥控在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也实现广泛的应用。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控能可靠且有效地隔离电气干扰。基于以上优点，故采用红外遥控装置来控制智能扫地机的清扫方式及开机与关机。
通常红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编码/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图3.2所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED
键盘编码调制LED
遥控发射器
光/电放大解调解码
遥控接收器
图3.4 红外遥控系统
红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。红外接收芯片选用TFMS5380。在遥控器上使用单片机进行红外功能编码，在扫地机上，由于单片机处理任务很多，因此选用专用的解码芯片。解码芯片是REALTEK公司生
产的一种用于遥控小卡车的CMOS 大规模集成电路RX6B ，它有七个控制键来控制小卡车的移动 。由于编码和解码的振荡频率必须一致，频率的大小由OSCI 和OSCO 之间的电阻决定。四个红外接收管的信号通过与门与芯片的输入端SI 相连，使得解码芯片在接收到任意方向的红外线信号时都能正常工作 。
3.4 浮动开关电路
浮动开关是一个安装在轮子内侧的机械开关，轮子上有弹簧装置，当轮子浮起时，开关断开扫地机停止前进，实现了防跌落功能。防跌落功能有效的保护了扫地机各部位免遭摔坏，所以是必不可少的。
3.5 看门狗
几乎所有的单片机都需要复位电路，对复位电路的基本要求是：在单片机上电时能可靠复位，在下电时能防止程序乱飞导致EPROM 中的数据被修改；另外，单片机系统在工作时，由于干扰等各种因素的影响，有可能出现死机现象导致单
片机系统无法正常工作，为了克服这一现象，除了充分利用单片机本身的看门狗定时器(有些单片机无看门狗定时器)外，还需外加看门狗电路；除此以外，有些单片机系统还要求在掉电瞬间单片机能将重要数据保存下来，因掉电的发生往往是根随机的，因而此类单片机系统需要电源监控电路，在掉电刚发生时能告知单片机。IMP813L 刚好能满足这些要求，下面具体介绍该芯片的性能特点及使用方法。
IMP813L 有双列直插和贴片封装形式，其双列直插如图所示，引脚功能如下：
第1脚为手动复位输入，低电平有效；第2、3脚分别为电源和地；第4脚为电源故障输入；第5脚为电源故障输出；第6脚为看门狗输入，第7脚为复位MR VCC
GND PFI WDO
RESET IMP813L
WDI
PFO
图3.5 IMP813L 芯片
输出，第8脚为看门狗输出。
IMP813L 的性能特点：
IMP813L 的内部结构框图如图3.5，具有以下主要性能特点：由图可知该芯片具有以下主要性能特点：
(1)复位输出。系统上电、掉电以及供电电压降低时，第7脚产生复位输出，复位脉冲宽度的典型值为200ms ，高电平有效，复位门限的典型值为4.65V 。
(2)看门狗电路输出。如果在1.6s 内没有触发该电路(即第6脚无脉冲输入)，则第8脚输出一个低电平信号。
(3)手动复位输入，低电平有效，即第1脚输入一个低电平，则第7脚产生复位输出。
(4)1.25V 门限值检测器，第4脚为输入，第5脚为输出。当第4脚电压低于1.25V 时，第5脚输出一个低电平信号。
IMP813L 的典型应用电路：
IMP813L 的典型应用电路如图3.6所示。图中单片机以AT89C51为例，IMP813L 的第1脚与第8脚相连。第7脚接单片机的复位脚(AT89C51的第9脚)；
第6脚与单片机的P1.4相连。在软件设计中，P1.4不断输出脉冲信号，如果因某种原因单片机进入死循环，则P1.4无脉冲输出。于是1.6s 后在IMP813L 的第8引脚输出低电平，该低电平加到第1脚，使IMP813L 产生复位输出，使单片R1
R2+V5
手动PF1
VCC MR
PFO
WD1RESET GND
WDO P1.4
INT1AT89C51P1.9
被检测的电源
IMP813L
图3.6 IMP813L 的典型应用电路
机有效复位，摆脱死循环的困境。另外，当电源电压低于门限值4.65V时，IMP813L 也产生复位输出，使单片机处于复位状态，不执行任何指令，直至电源电压恢复正常，可有效防止因电源电压较低时单片机产生错误的动作。
电源故障输入PFI通过一个电阻分压器监测未稳压的直流电源。当PFI低于1．25V时，电源故障输出脚第5脚PF0变低，可引起AT89C51中断，进行电源故障处理，或将重要数据保存下来。把分压器接到未稳压的直流电源是为了更早地对电源故障告警。
IMP813L是一体积小、功耗低、性价比高的带看门狗和电源监控功能的复位芯片；它使用简单、方便，它所提供的复位信号为高电平，因而是应用于复位信号为高电平场合的单片机系统的理想芯片。
3.6 液晶显示电路
液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。这里采用2行16个字的DM-162液晶模块，通过与单片机连接，编程，完成显示时间及清扫机行进速度的功能。
DM-162液晶显示模块的字符显示，可分为好几种显示模式，这主要取决于对具体的应用。如静态的显示，还是动态的左移或者右移显示。那么这个主要是在程序设计的过程中，进行初始化所决定的。因此，在使用之前先确定使用的目的，选择好显示的方式，当然得找出相应的显示字符的字符代码及在DM-162液
AT89C51DM-162液晶模块
P3.7 P3.5 P3.6
P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7
RS
RW
E
VDD
D0
V0
VSS
10K
电位器
VDD
+5V
VSS D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
图3.7 液晶显示系统电路
基于单片机的智能电饭煲的控制毕业设计
华北水利水电学院 North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power 毕业设计 题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计
华北水利水电学院 毕业设计任务书 题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计 专业：电子信息工程 班级学号：200915512 姓名: 李玉平 指导教师：郑辉 设计期限：2011 年2 月21日开始 2011年5 月27日结束 院、系：信息工程学院 2011年2月21 日
一、毕业设计的目的 通过本次设计掌握产品设计的流程，能熟练的使用AT89C51单片机，并根据设计要求选择合适的元器件，充分理解相关软件，对整个产品设计时的调试等必要的环节有更深刻的体会。 本设计通过选认元件、连线焊接、调试检测等过程，培养了搜集资料和调查研究的能力，方案论证选择的能力，理论分析与设计运算的能力，巩固了计算机软硬件和应用系统设计方面的能力。 二、主要设计内容及基本要求 1．本设计包含以下部分：按键电路、上电复位电路、晶振电路、电源电路、显示电路、MCU系统部分、机械控制电路等部分。 2．基本要求： （1）要求定时工作时间和实时时间对比达到长时间精确地定时功能。 （2）要求定时时间和实时时间相同时通过51单片机控制光耦驱动电路来控制电饭煲的工作。 三、重点研究问题 1．单片机的内部结构，显示电路的调试。 2．部分功能电路的软件设计：键盘显示电路、报警电路、工作指示电路。 四、主要技术指标或主要设计参数 根据模块电路，设计出完整的电路原理图，焊接出实物，并对产品进行调试。电源部分为单片机系统提供的电压为5V，为光耦提供的电压为12V。 五、设计成果 拟做出一个基于AT89C51单片机对电饭煲的智能控制系统的设计，设计出整体原理图，并做出实物，同时做出一份符合要求的毕业论文。
毕业设计设计说明书范文
第一章塑件分析 1.1塑件结构分析 图1-1 塑件结构图 此制品是消声器上盖，现实生活中经常看到用到，是一个非常实际的产品。且生产纲领为：中批量生产，所以我们采用注射模具注射成型。 1.2 成型工艺性分析[1] 塑件材料为尼龙，因塑件用在空压机内，表面无光洁度要求。具有良好的力学性能，其抗冲击强度比一般的塑料有显著的提高，具有良好的消音效果和自润滑性能。密度1.15 g/cm3, 成型收缩率：0.4～0.7%，平均收缩率为0.55%。 第二章确定模具结构
2.1模具结构的确定 塑料模具的种类很多，大体上分为：二板模，三板模，热流道模。 二板模缺点是浇口痕迹明显，产生相应的流道废料，不适合高效生产。本模具选择二板模其优点是二板模结构简单，制作容易，成本低，成型周期短。 支撑板 分型面 定模侧 动模侧 图2.1 典型的二板模结构 模架为非标准件 定模座板： 400*200*25mm 定模板： 315*200*40mm 动模板： 315*200*32mm 支承板： 315*200*25mm 推秆固定板：205*200*15mm 推板： 205*200*20mm 模脚： 50*200*60mm 动模座板 400*200*25mm 2.2确定型腔数目 2.2.1塑件体积的计算 a. 塑件体积的计算 体积为：
V a = S a ×L a =(37×35-8×25)×10-(33×36-10.5×25) ×8 =12.60cm 3 b.计算塑件的重量 根据《塑料模具设计手册》查得密度ρ取1.12g/cm 3 所以，塑件单件的重量为：m=ρV ＝12.60?1.12 ＝14.11g 浇注系统的体积为：主流道+分流道+浇口=（6280+376.8*2+12*2）/1000 ≈7.05 cm 3 粗略计算浇注系统的重量：7.05*1.12=7.90g ≈8.0g(含有冷料穴料重) 总重量：14.11*2+8.0=36.22g 2.2.2 模具型腔数目的确定 模具型腔的数目决定了塑件的生产效率和模具的成本，确定模具型腔的方法也有许多种，大多数公司采用“按经济性确定型腔的数目”。根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原料的费用，仅考虑模具费用和成型加工费，则模具费用为 21C nC Xm += 式中Xm ——模具费用，元； 1C ——每一个型腔的模具费用，元 2C ——与型腔数无关的费用，元。 成型加工费用为 n Y N X t j 60= 式中j X ——成型加工费用，元 N ——需要生产塑件的总数； t Y ——每小时注射成型的加工费，元/h ；n ——成型周期，min 。 总的成型加工费用为n Y N C nC X X X t j m 6021++=+= 为了使成型加工费用最小，令 0=dn dX ，则 n=2 上式为按经济性确定型腔数目为2。考虑到模具成型零件和抽芯结构的设计，模具
水轮机制动系统,毕业设计
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。
加工车间自动清扫机设计
青岛农业大学 毕业论文（设计） 题目：机械加工车间清扫机设计 姓名：刘翠 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 2010.04 学号： 20102469 指导教师：徐永健 2014 年 6 月16 日
青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 毕业论文（设计）诚信声明 本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文（设计）作者签名：日期：年月日 毕业论文（设计）版权使用授权书 本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。 论文（设计）作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日
目录 摘要.............................................................................................................................................. Abstract ........................................................................................................................................... I I 1 选题背景 (1) 2 方案论证 (3) 2.1 设计要求 (3) 2.2 总体方案确定 (3) 3 过程论述 (7) 3.1 铁屑收集装置设计 (7) 3.2 动力装置设计 (8) 3.3 吸尘装置设计 (16) 3.5 底盘的设计 (21) 4 总结 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)
离心式水果榨汁机的机械设计
离心式水果榨汁机的机械设计 摘要 摘要：随着科学技术的不断发展，农业机械化技术也发展到了一个新的水平；随着农业机械化技术的发展和人们生活水平的提高，水果榨汁机的改进成为目前消费者关心的热点问题。本设计介绍了榨汁机的研究意义、榨汁机的研究现状，分析了榨汁机的发展前景，详细讲述了离心式榨汁机的工作原理，是利用刀片和离心力共同的作用下，将大块水果旋转打成糊状。榨汁机的结构也相对简单，包括榨汁壳体榨汁部分电动机部分和出汁部分组成。这次和同组人员一起设计的离心式榨汁机能够更独特地更好地满足消费者的意愿，本着简单、方便、实用为原则一切从消费者的利益出发。而且，该榨汁机祛除了以前榨汁机出汁率底、果汁不清的弊端。单相串激式电动机充分体现了自动化、高效化、小型化、简单化、环保化等特点。 最后，我相信我们所设计的这台集专业化、智能化、自动化、高效化、小型化、简单化、环保化、安全性为一体的水果榨汁机能够早日走进千家万户。 关键词:离心式榨汁机、电机选配、壳体设计、榨汁部件设计
The Mechanical Design of Centrifugal Juice Extractor ABSTRACT Abstract: With the continuous development of science and technology, agricultural mechanization technology development to a new level; with the development of agricultural mechanization technology and people living standard rise, the improvement of fruit juicer became a hot issue of consumer concern right now. Juicer this design introduced the research significance, research status quot of juicer, analyzes the prospect of juicer, centrifugal juicer is described in detail the working principle of the common is the use of blades and centrifugal force, under the action of the large fruit rotation until sticky. The structure of the juicer is relatively simple, including juice shell Motor parts and the juice of part of the juice. This group design with centrifugal juicer is more unique to better meet consumers' willingness to all in line with simple, convenient and practical for the principle from the interests of consumers. Moreover, the juicer before removing the juicer end of juice yield, fruit juice is not clear. Single-phase series motor autoimmune and high efficiency fully embodies the, miniaturization and simplification, environmental protection, etc. Finally, I believe that we can design the machine set autoimmune and high efficiency, intelligent, professional, miniaturization, simplification, environmental protection, safety of fruit juicer can walk into homes at an early date. Keywords：centrifugal juice extractor, the choice of electromagnet, The design of rind, the design of squeeze parts
17辊矫直机毕业设计论文
毕业设计-20-40mm普碳钢板材矫直机设计，共55页，20710字，附设计图纸、三维图纸、开题报告、任务书、外文翻译等 设计(论文)的基本内容： 矫直机主机总装图（A0×1） 辊系装配图（A0×1） 机架零件图（A0×1） 夹送辊轴承透盖、工作辊、下工作辊辊座、主动夹送辊轴（A2×4） 编写设计说明书 外文科技文献翻译 1.2 设计构想与思路 了解中厚板产生不平直度的原因，根据国内外中厚板矫直机发展情况，切合公司实际需要，进行板矫直机设计。首先通过对国内外各种板材矫直机辊系结构研究，确定辊系结构，其次进行辊系参数的确定、力能参数的计算，最后完成整机机械部分、电器部分、液压部分、润滑部分设计，通过此次研究设计，使以后进行新设计时更合理、更先进。 2. 设计内容 （1) 辊系结构的设计。 （2）整机其他结构的设计，包括压下装置及上轧辊平衡装置，传动装置，轨道升降装置，换辊装置的设计。 （3）其他结构的设计，包括电气部分、液压部分的设计。 3. 关键技术 （1) 对力能参数的计算及强度计算，合理确定结构，使整机设计准确、经济、先进。（2) 轨道升降装置的设计，保证辊系顺利拉入拉出。 （3）辊系装置的设计，保证实现每辊压弯量的灵活调节，提高矫直质量、效率。 4. 主要设计流程 （1）一台完整的中厚板辊式矫直机应由机架、上下横梁、上下矫直辊装置、上下支承辊装置、引料辊装置、压下机构、弯辊装置、倾斜机构、换辊装置、检测系统、安全装置、除铁皮与冷却系统、传动装置、电动机及走台等所组成。 本次开发的中厚板材矫直机是强力重式矫直机，它功能多，矫直力强，结构独特，适合可逆矫直的要求。 （2）机架为铸焊结构，两片机架通过上下横粱联结。机架加工精度高、刚性大、强度高、利于安装和运输，是矫直机各零部件承装的核心骨架。 （3）压下装置采用电动压下，可实现上辊系沿矫直方向整体少量倾斜运动及整体升降。整个上辊系采用两台液压平衡缸平衡，消除活动横梁上面各受压件的间隙，压下行程需由位移传感器检测，以便操作。压下螺丝下面设有液压保护缸，在矫直力过大或卡钢时，快速卸荷保护。极限位移需设极限开关。 （4）前、后导辊位于上部工作辊的入口和出口侧，与上、下工作辊一起进行矫直钢板，各由一台交流电机经两台蜗轮减速机驱动压下螺丝可使导辊单独上下升降调整，导辊的平衡为弹簧平衡，其压下行程需由位移传感器显示，进行合理控制，导辊在参与矫直的同时调整钢板的平直性。 （5）上斜楔调整装置用于单独调整每个上工作辊升降，由电机驱动丝杆，推动斜楔运动实现。需由接近开关控制上、下极限。下斜楔调整装置调整方向与工作辊轴线垂直，可实现整体工作辊的升降及辊型调节，由电机驱动丝杆，推动斜楔运动实现。需由接近开关控制上、
冲击式水轮机“毕业设计”
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
智能控制系统的扫地设计
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
智能照明控制系统毕业设计
智能照明控制系统毕业设计 篇一：基于单片机的智能照明控制系统设计 本科生毕业论文(设计) 题目室内智能照明控制系统的研究与设计学生姓名李天顺学号 XX专业班级建筑电气与智能化10101班指导老师曾进辉 XX年11月 基于单片机的智能照明控制系统设计 摘要 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础，实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。使用光电子镇流器，使光源具备自动调节功能。文中详细地
描述了控制电路的设计过程，包括：光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。 工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。 关键词：智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制 The Control System for Intelligent Lighting Based on Single–chip Microcomputer Author: Li Guozhong Tutor: Sun Man Abstract With the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and
罗茨泵毕业设计说明书
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
毕业设计水电站的水轮机设计
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)
小型马路清扫机的设计
小型马路清扫机的设计 一：摘要 (1) 二：前言 (2) (1)马路清扫机设计的背景及意义 (1) (2)马路清扫机发展的前景和现状 (2) 三：操作系统的确定及计算 (3) (1)转动方案的确定………………………………………………………………………………. (2)设计各种转动比和主要参数…………………………………………………………………. 3.2.1转动比的确定…………………………………………………………………………… 3.2.2各轴转速的确定.......................................................................................3.2.3各轴转速的计算...................................................................................... 四：轴的设计计算及校核 (4) 4.1.1第一级轴的设计计算及校核………………………………………………………….. 4.1.2第二级轴的设计计算与校核…………………………………………………………… 4.2轴承的设计计算与校核……………………………………………………………………. 4.2.1第一级轴的设承计计算与校核……………………………………………………………4.2.2第二级轴的设承计计算与校核………………………………………………………………. 4.2.3第三级轴的设承计计算与校核....................................................................... 五：结论 (5) 5.1主要优点……………………………………………………………………. 5.2主要缺点……………………………………………………………………. 5.3有待改进的地方…………………………………………………………… 5.4维护和保养………………………………………………………………….. 六：设计心得 (6) 参考文献 感谢 摘要 近年来清扫机层出不穷,较为常见的是汽车清扫机,汽车清扫机的出现大大减少了人工。但汽车清扫机只能在主干道和平坦的公路进行清扫,且汽车清扫机结构复杂、成本高,使用数量较少,环卫工人的工作强度并未减少。电动清扫机逐渐发展起来,但是清扫机的蓄电池较重、电压变化等以道只能人工清扫。以往道路清洁用的大型清扫车有4米宽、7米多长，只能夜间在主路作业，而路面狭窄的街道只能人工清扫。今天首次上路的26台小型清扫车则体积小巧、活动灵活，连人行道也能清扫。生活垃圾越来越多，为了我们能有一个舒服的生活环境，小型清扫机的发展是必要的。 前言 一、马路清扫机设计的背景及意义。 随着科学技术的日益发展，人们更多的是得到人性化的生活方式。马路清扫机的设计不仅可以减少环卫工人的劳动更能更快更好的改善人的环境，使人们过上干 净舒心的生活。所以小型马路清扫机的发展是必要的。据介绍，一台小型清扫 车每个工作日可清扫道路5千平方米，相当于6个清洁工的日劳动量，不 仅大大减轻了环卫工人的劳动强度、降低了作业成本，还增强了道路巡回
基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例最新毕业论文
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 武汉科技大学 智能控制系统 学院：信息科学与工程学院 专业：控制理论与控制工程 学号： 姓名：李倩
基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例 摘要 现代控制系统，规模越来越大，系统越来越复杂，用传统的控制理论方法己不能满控制的要求。智能控制是在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的，是控制理论、人工智能和计算机科学相结合的产物。MATLAB是现今流行的一种高性能数值计算和图形显示的科学和工程计算软件。本文首先介绍了智能控制的一些基本理论知识，在这些理论知识的基础之上通过列举倒立摆控制的具体实例，结合matlab对智能控制技术进行了深入的研究。 第一章引言 自动控制就是在没有人直接参与的条件下，利用控制器使被控对象(如机器、设备和生产过程)的某些物理量能自动地按照预定的规律变化。它是介于许多学科之间的综合应用学科，物理学、数学、力学、电子学、生物学等是该学科的重要基础。自动控制系统的实例最早出现于美国，用于工厂的生产过程控制。美国数学家维纳在20世纪40年代创立了“控制论”。伴随着计算机出现，自动控制系统的研究和使用获得了很快的发展。在控制技术发展的过程中，待求解的控制问题变得越来越复杂，控制品质要求越来越高。这就要求必须分析和设计相应越来越复杂的控制系统。智能控制系统(ICS)是复杂性急剧增加了的控制系统。它是由控制问题的复杂性急剧增加而带来的结果，其采用了当今其他学科的一些先进研究成果，其根本目的在于求解复杂的控制问题。近年来，ICS引起了人们广泛的兴趣，它体现了众多学科前沿研究的高度交叉和综合。 作为一个复杂的智能计算机控制系统，在其建立投入使用前，必要首先进行仿真实验和分析。计算机仿真(Compeer Simulation)又称计算机模拟(Computer Analogy)或计算机实验。所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在计算机上对该仿真模型
毕业设计说明书
毕业设计说明书 设计题目：家居设计之现代简约风格作者姓名：xxx 班级学号：装饰艺术09A1 091043034 系部：艺术系 专业：装饰艺术设计 指导教师：xXx x 年x 月x日
家居设计之现代简约风格 摘要：现代简约风格是近来比较流行的一种风格，其室内布置整体设计就两个字概括“简约”。没有繁琐的装饰，不要附加物，只要能表达出意图即可，材料多为磨砂玻璃、不锈钢和石膏板等，地面、天花板均朴素、淡雅，无一多余饰物，显得简洁、舒适、大方，令人赏心悦目，这样的设计风格崇尚少即是多，装饰少，功能多，十分符合现代人渴求简单生活的心理。因而很受那些追求时尚又不希望受约束的青年人所喜爱。 关键词：设计风格简约材料心理关系
目录 摘要…………………………………………………………………………( 2 ) 前言…………………………………………………………………………( 4 ) 1.现代简约设计风格整体介绍………………………………………………( 5 ) 1.1 简约风格的基本特点…………………………………………………( 5 ) 1.2 简约风格中的色彩搭配体现和分析………………………………( 6 ) 2. 课题研究的背景及意义…………………………………………………( 7 ) 2.1研究背景………………………………………………………………( 7 ) 2.2 研究意义………………………………………………………………( 7 ) 3.设计概述……………………………………………………………………( 8 ) 3.1 设计理念与原则………………………………………………………( 8 ) 3.2 客厅的设计……………………………………………………………( 8 ) 3.3 厨房的设计……………………………………………………………( 9 ) 3.4 主卧的设计……………………………………………………………( 9 ) 3.5书房的设计……………………………………………………………( 10 ) 3.6卫生间的设计…………………………………………………………( 10 ) 4.其他作品欣赏…………………………………………………………………( 10）结论……………………………………………………………………………( 11 ）致谢……………………………………………………………………………( 12 ) 参考文献………………………………………………………………………( 13 ) 图录……………………………………………………………………………( 14 )
水轮机叶片毕业设计资料
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
道路垃圾清扫机设计
目 录 摘要 (1) 关键词 (1) 1 前言 (1) 1.1 垃圾清扫机研究意义 (2) 1.2 国外研究现状 (2) 1.3 国内研究现状 (2) 2 垃圾清扫机总成设计计算 (3) 2.1 设计思想 (3) 2.2 清扫机总体结构 (3) 2.3 清扫机工作原理介绍 (4) 2.4 主要技术规范及参数 (5)
2.4.1 外形框架结构 (5) 2.4.2 清扫机行走所需功率 (6) 2.4.3 清扫滚筒的速度验算 (6) 2.4.4 行走要求 (6) 2.4.5 垃圾清扫部分功率及其设计 (6) 2.4.6 垃圾收集转运的设计 (8) 2.4.7 动力匹配 (9) 3 操作系统及主要部件的设计与计算 (9) 3.1 清扫滚筒传动设计 (9) 3.2 确定主要参数及各级传动比 (11) 3.2.1 传动比设定 (11) 3.2.2 计算各轴转速 (11) 3.2.3 计算各轴转矩 (11) 3.2.4 各轴功率计算 (11)
3.3 主要工作零部件的设计计 算…………………………………………………12 3.3.1 第 一级传动带轮设计……………………………………………………… 12 3.3.2 第二级传动带轮设 计 (13) 3.3.3 第三级传动链传动设计 (15) 3.3.4 齿轮传动的设计 (16) 4 主要受力零件的强度或寿命校核计算 (19) 4.1 轴的设计计算及校 核…………………………………………………………19 4.1.1 第一级从动轴设计计算及校 核……………………………………………19 4.1.2 第二级从 动轴设计计算及校核 (22) 4.2 轴承的设计计算及其校 核……………………………………………………26 4.2.1 第 一级从动轴轴承设计计算及其校核…………………………………… 26 4.2.2 第二级从动轴轴承设计计算及其校 核……………………………………27 4.2.3 第三级从动轴轴 承的设计计算及其校核…………………………………28 4.3 键的设计计算及校 核…………………………………………………………29 4.3.1 第一级从动轴上联接键的校 核……………………………………………29 4.3.2 第二级从 动轴上联接键的校核 (29) 4.3.3 第三级从动轴上联接键的校
榨汁机设计
摘要 随着社会的不断发展，食品机械化技术发展到了一个新的水平；随着食品机械化技术的发展和人们生活水平的提高，水果榨汁机的改进成为目前消费者关心的热点问题。本文介绍了榨汁机的研究意义、榨汁机的研究现状，分析了榨汁机的发展前景，详细讲述了水果榨汁机的工作原理。希望设计的水果榨汁机能够更独特地更好地满足消费者的意愿，本着简单、方便、实用为原则一切从消费者的利益出发。而且，该榨汁机祛除了以前榨汁机出汁率低、果汁不清的弊端。单相串激式电动机充分体现了自动化、高效化、小型化、简单化、环保化等特点。 最后，我相信所设计的这台集专业化、智能化，自动化、高效化、小型化、简单化、环保化、安全性为一体的榨汁机能够早日走进消费者的家庭。 【关键词】水果榨汁机、电机选配、壳体设计、榨汁部件设计。
ABSTRACT ABSTRACT Since the continuous development of today's society,food mechanization technology development to a new level; As food mechanization technology development and people living standard rise, the improvement of fruit juicer became a hot issue of consumer concern right now. This paper introduces the research significance of the juicer, juicer, research status, analyzes the prospect of juicer, fruit juicer working principle is described in detail. Hope fruit juicer can design more unique to better meet consumers' willingness to all for the principle of simple, convenient, and practical in the interests of the consumers. Moreover, the juicer before removing the juicer end of juice yield, fruit juice is not clear. Single-phase series motor automatization and high efficiency fully embodies the, miniaturization and simplification, environmental protection, etc. Finally, I believe that can design the machine set professional, intelligent, automation,and high-effectiveness, miniaturization, simplification, environmental protection, security, as one of the juicer can into the consumer's family at an early date Keywords:Fruit juicer The choice of electromotor The design of rind The design of squeeze parts