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自动洗碗机的控制系统设计 摘要： 基于自动洗碗机的功能要求，介绍了用单片机和键盘显示管理芯片设计的自动洗碗机的硬件控制系统的设计方法，给出了用控制键盘和显示的硬件电路，同时给出了系统软件和功能软件模块的流程图。该系统经过试验调试，可有效地实现洗碗机的自动控制，完成自动进水、加温、清洗、消毒等功能。 关键词： 洗碗机；控制器；键盘显示 引言 随着数字信息家用电器应用的普及，洗碗机已经广泛进入人民大众的家庭之中，从而使得人们能够从繁杂的家务劳动中逐步解 放 出来。 作为一种家庭自动化设备，洗碗机一般需要实现诸如自动控制进水、自动加洗涤剂、冷洗、自动加温洗、清洗、排水、杀菌消毒，以及定时和故障报警等功能。从被控制量角度出发，一个洗碗机通常需要满足图所示的一些具体要求，其中涉及的开关量信号有两种，一种是传感器的高、低电平信号检测，如机门开关、水位高低、温度 调节保护器和行程开关等；另一种开关信号经由固态继电器控制强弱电压信号的断开和加载，如进水电磁阀门的开合、恒温加热器的开合、瞬间加热器的开合、清洁剂控制盒和消毒剂控制盒的工作等。图中所涉及的模拟量信号主要用于实现以下几方面的功能： （）用温度传感器实现水温消毒水温度检测； （）通过人机接口的显示输出、键盘输入和声音输出等实现水温显示、洗涤过程显示以及故障类型显示等； （）根据用户需要通过设置键选择洗涤模式，并通过功能键启动相关功能； （）机器使用情况统计、清洁剂和消毒剂剂量的使用情况计数等； （ ）故障报警以及、洗涤完成报告等。 洗碗机控制系统的硬件设计 针对上述功能及可靠性、成本和方便使用维护等因素，笔者设计了图所示的洗碗机控制系统。 单片机最小系统采用与兼容的 中片内字节在线可编程闪存用以存放系统程序，可通过接口来下载程序；而字节的则用以存放关键参数，如开机维护密码、产品的序列号、开机次数、洗涤设置参数等；字节的用来存放临时变量。 鉴于本洗碗机有较多的开关量信号，故此，设计中 使用并行芯片来扩展接口，以配合和口部分管脚的使用，其输出和输入的比例为，其中蜂鸣器由控制。从可靠性角度出发，输入和输出部分都采用光电隔离措施。考虑到部分驱动信号所要求的驱动电流较大，因此，本设计选用功率驱动器件来驱动。 温度采集有两种方案：一是使用热敏电阻配合芯片进行转换，然后通过存放在程序存储器里的表格来求得当前温度；二是使用三端温度传感器进行采集，直接得到温度数据。相比之下，后一种方案较为经济简捷。 键盘和显示选用 来进行控制，其电路图如图所示。无需外围元件即可直接驱动位共阴式数码管；引脚对应位数字输出驱动；引脚和则对应于段及小数点的驱动输出；各位可独立控制译码不译码及消隐和闪烁等属性。 该芯片共有三种类型的指令：第一种是条不带数据的位纯指令，如复位、测试、左右（循环）移位等；第二种是条位带数据指令，包括下载数据按方式译码、下载不译码、闪烁、消隐、段点亮、关闭等；第三种是读取键盘数据指令。它们均采用串行方式与进行通讯，串行数据从引脚送入芯片并由端同步。当片选信号变为低电平后，引脚上的数据将在引脚的上升沿时被写入的缓冲寄存器。 此外，片内含有去抖动电路，可控制键键盘矩阵。图中，元件 为 键盘接口，当有键按下时，引脚输出低电平，发光二极管发亮，该状态一直保持到按键松开。此时如果接收到 “ 读键盘 ” 指令，在指令前半段，引脚将处于高阻状态以接受来自微处理器的指令。而在指令后半段，引脚则从输入状态转为输出状态，用以输出所按下的键代码值。 洗碗机控制系统的软件设计 本系统功能模块按洗碗过程可分为六个阶段：进水过程、加温过程、注入清洁剂过程、控制电机旋转清洗过程、注入消毒水消毒过程和排水过程。同时为确保洗碗机正常工作，对容易出故障的过程，系统还设置了故障报警 或停机功能。系统软件可按照洗碗机的工作流程进行编写。主要的软件模块有开机自检、状态初始化、显示当前默认状态，进入键盘扫描状态并等待操作键按下，以及根据操作键转入相应流程等，其主程序流程见图所示。 用户使用前，应首先检查洗碗机状态是否正常，若状态正常，按下弱电源开关，根据洗涤要求设置洗涤模式（或使用默认方式），将碗放入清洗室，然后关上机门，按下开始键。之后，控制器检测水位高低和水温，以决定是否进水与恒温加热，至此准备工作完成，启动电机进行清洗。接下来再把清洁剂注入清洗室，同时检测水位高低，若水位 较低，则立即进水，以保证清洗效果。清洗完成后，等碗上的水空一段时间后，洗碗机再注入高温消毒水进行消毒。洗涤完成后，蜂鸣器鸣叫，表明洗涤完成，同时控制器回到用户初始设置模式。洗涤中每一过程和按键均对应有一发光二极管的亮灭，用以显示过程和按键的正常与否。洗涤完成后，用户打开机门，取出碗盘，然后断电即可结束整个洗碗过程。 在该系统软件子程序中，需要对键盘显示管理模块进行说明，包括初始化子程序、发送子程序、接收子程序、中断子程序、显示子程序等。其中用户通过键盘设置模块可以设定洗涤模式、每一过程的时间长短以及洗涤剂 量大小，也可随时按相应的功能键暂停或中止洗涤过程。技术维护人员可以通过键盘显示管理模块输入正确密码来查询机器的使用状况，如机器序列号、机器的使用次数等，也可对关键参数根据实际情况进行设置。 故障报警功能模块可在工作电压故障、进水阀故障、加热器故障、电机故障、清洁剂注入故障以及高温消毒 水注入故障发生时用蜂鸣器报警，同时断掉强电控制信号，以确保系统安全。 结论 该控制系统目前已经调试成功，试验性能良好，可实现本自动洗碗机所要求的功能，而且简捷实用。但还有需要完善提高的地方，如排水需要人工干预、人机接口可考虑选用效果更好的字符或图形、系统集成度有待提高等。 外文翻译 - 1 - on of is of is of 自动洗碗机的控制系统设计 摘要： 基于自动洗碗机的功能要求，介绍了用单片机和键盘显示管理芯片设计的自动洗碗机的硬件控制系统的设计方法，给出了用控制键盘和显示的硬件电路，同时给出了系统软件和功能软件模块的流程图。该系统经过试验调试，可有效地实现洗碗机的自动控制，完成自动进水、加温、清洗、消毒等功能。 关键词： 洗碗机； 控制器；键盘显示 1 As of to of in so in 5 kw of 文翻译 - 2 - 引言 随着数字信息家用电器应用的普及，洗碗机已经广泛进入人民大众的家庭之中，从而使得人们能够从繁杂的家务劳动中逐步解 放 出来。 As a as to of of a to of of of is as of by of as to a - 3 - so in to of (1) (2) (3) to by to (4) of of (5) as 作为一种家庭自动化设备，洗碗机一般需要实现诸如自动控制进水、自动加洗涤剂、冷洗、自动加温洗、清洗、排水、杀菌消毒，以及定时和故障报警等功能。从被控制量角度出发，一个洗碗机通常需要满足图所示的一些具体要求，其中涉及的开关量信号有两种，一种是传感器的高、低电平信号检测，如机门开关、水位高低、温度调节保护器和行程开关等；另一种开关信号经由固态继电器控制强弱电压信号的断开和加载，如进水电磁阀门的开合、恒温加热器的开合、瞬间加热器的开合、清洁剂控制盒和消毒剂控制盒的工作等。图中所涉及的模拟量信号主要用于实现以下几 方面的功能： （）用温度传感器实现水温消毒水温度检测； （）通过人机接口的显示输出、键盘输入和声音输出等实现水温显示、洗涤过程显示以及故障类型显示等； （）根据用户需要通过设置键选择洗涤模式，并通过功能键启动相关功能； （）机器使用情况统计、清洁剂和消毒剂剂量的使用情况计数等； （）故障报警以及、洗涤完成报告等。 2 To of of is 文翻译 - 4 - 8to be by PI k is to as of 256 AM to In of of of 255 to / O to 1 3 I of 1 / 14, 1.3 of of of by to of a D in in to of to In a 3 to . a ED 0 3 A SG P is a g be to as 洗碗机控制系统的硬件设计 针对上述功能及可靠性、成本和方便使用维护等因素，笔者设计了图所示的洗碗机控制系统。 单片机最小系统采用与兼容的 中片内 字节在线可编程闪存用以存放系统程序，可通过接口来下载程序；而字节的则用以存放关键参数，如开机维护密码、产品的序列号、开机次数、洗涤设置参数等；字节的用来存放临时变量。 外文翻译 - 5 - 鉴于本洗碗机有较多的开关量信号，故此，设计中使用并行芯片来扩展接口，以配合和口部分管脚的使用，其输出和输入的比例为，其中蜂鸣器由控制。从可靠性角度出发，输入和输出部分都采用光电隔离措施。考虑到部分驱动信号所要求的驱动电流较大，因此，本设计选用功率驱动器件来 驱动。 温度采集有两种方案：一是使用热敏电阻配合芯片进行转换，然后通过存放在程序存储器里的表格来求得当前温度；二是使用三端温度传感器进行采集，直接得到温度数据。相比之下，后一种方案较为经济简捷。 键盘和显示选用 来进行控制，其电路图如图所示。无需外围元件即可直接驱动位共阴式数码管；引脚对应位数字输出驱动；引脚和则对应于段及小数点的驱动输出；各位可独立控制译码不译码及消隐和闪烁等属性。 8255 B AD B B ED 4*4 1 文翻译 - 6 - of is of as is 6 by / 1 is by S be in LK at of In to be 4 , 4 a is to If at to 5 H, in of be in a to In of to by 一种是条不带数据的位纯指令，如复位、测试、左右（循环）移位等；第二种是条位带数据指令，包括下载数据按方式译码、下载不译码、闪烁、消隐、段点亮、关闭等；第三种是读取键盘数据指令。它们均采用串行方式与进行通讯，串行数外文翻译 - 7 - 据从引脚送入芯片并由端同步。当片选信号变为低电平后，引脚上的数据将在引脚的上升沿时被写入的缓冲寄存器。 此外，片内含有去抖动电路，可控制键键盘矩阵。图中，元件 为 键盘接口，当有键按下时，引脚输出低电平，发光二极管发亮，该状态一直保持到按键松开。此时如果接收到 “读键盘 ”指令，在指令前半段，引脚将处于高阻状态以接受来自微处理器的指令。而在指令后半段，引脚则从输入状态转为输出状态，用以输出所按下的键代码值。 3 of by be at to of to up a in of as as as . it is if to or to , of to at if in to of as a of on a of to be of - 8 - on to In to of to or to In as be of at by or to of as of of on to 洗碗机控制系统的软件设计 本系统功能模块按洗碗过程可分为六个阶段：进水过程、加温过程、注入清洁剂过程、控制电机旋转清洗过程、注入消毒水消毒过程和排水过程。同时为确保洗碗机正常工作，对容易出故障的过程，系统还设置了故障报警或停机功能。系统软件可按照洗碗机的工作流程进行编写。主要的软件模块有开机自检、状态初始化、显示当前默认状态，进入键盘扫描状态并等待操作键按下，以及根据操作键转入相应流程等，其主程序流程见图所示。 用户使用前，应首先检 查洗碗机状态是否正常，若状态正常，按下弱电源开关，根据洗涤要求设置洗涤模式（或使用默认方式），将碗放入清洗室，然后关上机门，按下开始键。之后，控制器检测水位高低和水温，以决定是否进水与恒温加热，至此准备工作完成，启动电机进行清洗。接下来再把清洁剂注入清洗室，同时检测水位高低，若水位较低，则立即进水，以保证清洗效果。清洗完成后，等碗上的水空一段时间后，洗碗机再注入高温消毒水进行消毒。洗涤完成后，蜂鸣器鸣叫，表明洗涤完成，同时控制器回到用户初始设置模式。洗涤中每一过程和按键均对应有一发光二极管的亮灭，用以显示过 程和按键的正常与否。洗涤完成后，用户打开机门，取出碗盘，然后断电即可结束整个洗碗过程。 外文翻译 - 9 - 在该系统软件子程序中，需要对键盘显示管理模块进行说明，包括初始化子程序、发送子程序、接收子程序、中断子程序、显示子程序等。其中用户通过键盘设置模块可以设定洗涤模式、每一过程的时间长短以及洗涤剂量大小，也可随时按相应的功能键暂停或中止洗涤过程。技术维护人员可以通过键盘显示管理模块输入正确密码来查询机器的使用状况，如机器序列号、机器的使用次数等，也可对关键参数根据实际情况进行设置。 is a Y et N Y Y N N to of at to to to 6 文翻译 - 10 - in at in to 故障报警功能模块可在工作电压故障、进水阀故障、加热器故障、电机故障、清洁剂注入故障以及高温消毒水注入故障发生时用蜂鸣器报警，同时断掉强电控制信号，以确保系统安全。 外文翻译 - 11 - 4 be by as be of or to be as 结论 该控制系统目 前已经调试成功，试验性能良好，可实现本自动洗碗机所要求的功能，而且简捷实用。但还有需要完善提高的地方，如排水需要人工干预、人机接口可考虑选用效果更好的字符或图形、系统集成度有待提高等。 on of is of is of 1 As of to of in so in As a as to of of a to of of of is as of by 5 kw of as to a so in to of (1) (2) as (3) to by to (4) of of (5) as 2 To of as of is to be by PI k is to as of 256 AM to In of of of 255 to / O to 1 3 I of 1 / 14, 1.3 of of of by to of a D in in to of to In a . a of ED 0 3 A SG P is a g be to as of is of as is 6 by / 1 is to by S be in LK at of In to be 4 , 4 a is to If at to 5 H, in of be in a to In of to of by 3 of by be at to of to up a or in of 8255 B AD B B ED 4*4 1 as as as . it is if to or to , of to at if in to of as a of on a of to be of on to In to of to or to In as be of at by or to of as of of on to in at in to 4 be by as be of or to be as is a Y et N Y Y N N to of at to to to 6 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 超声波洗碗机的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010962940 姓 名： 周会琪 指导教师： 李玉平 完成日期： 2014 年 5 月 28 日 湘潭大学 兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目 超声波洗碗机的设计 学 号 2010962940 学生姓名 周会琪 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师姓名： 李玉平 系主任： 刘柏希 一、主要内容及基本要求 研究洗碗机洗涤效果最好的超声波频率和强度，研究传播的介质及 相关参数，设计相关的加温、喷水、进 排水等装置结构，完成超声波洗碗机的内部构造和各个装置的安放位置，选用合理 基本要求如下 1绘制洗碗机装配图 1 张 2绘制洗碗机内部构造部分零件图 1 套 3编写设计说明书 1 份 4专业英语翻译 1 份 二、 重点研究的问题 （ 1）超声波洗碗机总体方案设计 （ 2）洗碗机超声波系统的设计。 （ 3）主执行机构设计（内部结构）及其结构设计。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 起止时间 1 收集资料 第 1 2 工艺分析，方案确定，绘制方案图 第 3 周 3 洗碗机结构设计，绘制总装图 第 4 4 绘制 零件图 第 9 5 撰写设计说明书 第 11 周 6 修改设计说明书 第 12 周 7 外文翻译 第 13 周 8 毕业答辩 第 14 周 四、 应收集的资料及主要参考文献 1 林仲茂 , 方启平 . 超声波清洗 ( ) J 1998, (5): 41 2 林仲茂 , 方启平 . 超声波清洗 ( ) J . 化学清洗 , 1998, (6): 44 3 任建新 ， 物理清洗 M 化学工业出版社 , 2000. 4 陈勤超， 水流式与气泡式蔬菜清洗机清洗效果的比较与研究 D武汉 ：华中农业大学 ， 2007 5 阎石 ， 数字电子技术基础 . 北京：高等教育出版社，第五版； 6 康光华 ， 模拟电子技术基础 . 北京：高等教育出版社，第五版 . 7 单片微型计算机原理与应用 ， 华中科技大学出版社，第二版 . 8 艾小洋 M004（ 2） . 9 周里群，李玉平 湘潭大学机械工程学院 . 10 周德麟 家用电器科技， 2002(6):7211 刘晋春、赵家齐、赵万声特种加工 M 北京：机械工业出版社： 2001 12 成大先机械设计手册 M北京：化学工业出版社， 2003：212 1 附录一 :英文文献原文 . l ) , M. , 1997 of to a on of to we at as an a in a wa in of a by It as as in of of be on in of in as as in go in to be of by of is of to s of by we to to we to as or of of to of In to is to of 用超声波洗碗机整体结构设计 to be is as as in of a 2 ne to of of we in a a a be as as to of a is to of 4/of 200/of in to to in a on it to by In of be as as to On be On we to in to an in at to of In is As as a is by to to is by of of be 3. In to to in is an of a of be by a of 用超声波洗碗机整体结构设计 in to of to a or to as 6. it to of be in to 6. . he of in of a of on of A of a is by or by is 用超声波洗碗机整体结构设计 to by of If of to of at in of be 2. of is by it is a be In to of is a be by of to of do as a of of is in t a a of by a of is of at of is in . is a ,000 kN 00 kN of of 00 of an 9 0 ). 50 We a of As a of a In of it be 4, 51. An 家用超声波洗碗机整体结构设计 2 of he is of in 80 of 2/At a 40 mm 1 0 mm . to of of of a of 20 用超声波洗碗机整体结构设计 In to a of to be of is in no of in a on ). a is 0 of to a of 5% to To ,000 to a 5 at 0 on of of to a in a 0 to of We if of is in of be It is to in a to 4 of is in A of is to be by of to be of to be to we of we it At a by is of we of we of l, 2, 7. In a in is to be at 00 mm it is to be 00mm/s. of be 0/50mm of of be 用超声波洗碗机整体结构设计 as a 5 is by of by 5/is In to of 0%, of is mm of 00 10 mm/s A a as is In , of a is of in of .7 s, of 5/0 6 ms a 0 of 7% 8 It By of by a 3% 6 In of to on of of In to in a be as be by in t of to of as of in By it is to in of is of to be on of 5 he of of to to in of us to in up to us to of is to of is In 用超声波洗碗机整体结构设计 be of by of 6 he to to to 7 I J., 1992, 46, p. 5652 E., M., 1996, , p. 7431 E., H., 1994, of of 43, p. 2414 M., V., 1996, 48, p. 2565 F. L.: 1994, . 6 D., 1992, 92, 7 946, 7 K., Y., T., 1973, on of 16. p. 1433家用超声波洗碗机整体结构设计 附录二：英文文献翻译 非圆齿轮与机械压力机运动学优化 1997 年 1 月 8 日研制 摘要：使用金属成形方法来加工生产零件的质量很大取决于压力杆。在机械压力传动时，有一种依赖于驱动旋转角度速度比的非圆齿轮，提供了一种获得这么动作时间的新途径，我们致力于为不同的优化金属成型运作的制造。本文阐述了由汉诺威的大学研究所建成的金属成形和金属成形加工机床的使用原型原则，它就是目前运动学以及在原型产生的力和力矩。此外，本文展示了如何使用拉深和锻 造的一个例子，几乎所有的金属成形操作可有利用于机械传动机构的非圆齿轮。 关键词：压力，齿轮，运动学。 1. 简介 提高质量的要求在生产工程制造，所有的金属成形以及在锻造，有必要去携手制定生产经济。日益增长的市场定位要求技术和经济条件都得到满足。提高质量、生产力、生产手段的创新解决方案 ,是一种用来维持和扩大的市场地位的关键所在。 所生产的金属部件 ,我们需要分清期间所需的形成过程和处理零件所需的时间。随着我们必须添加一些必要的额外工作，例如冷却或润滑的模具一次成型过程。根据质量和产量两个方面，产生了两个 最优化方法。为了满足这两个方面，我们的任务是设计运动学形成过程中考虑到该进程的要求，也考虑到的是改变部分以及与一个优先线辅助运作所需的时间短周期的时间。 2. 压力机的要求 一个生产周期 ,这相当于一个冲程来回压的过程 ,大致经历了三个阶段 :加载、成型和移除零件。相反 ,在加载和移除零件阶段，我们经常发现送料的薄板 ,尤其是在纯粹的切割时候。为此，压力泵必须要一个确定时间的最小高度。成型周期中杆应该有一个特别速度曲线 ,它将会降到最低。这个转变期之间应尽快来确保短周期时间。 短周期的要求是事件的原因 ,以确保通过 高产量低成本的部分。基于这个原因，关于对大型汽车车身冲压片机和自动家用超声波洗碗机整体结构设计 1200/深 24/冲程数是标准的做法。增加冲程数是为了减少设计的周期变化导致增加的压实机械应变率 , 然而，这对成形过程有很明显影响 ,使它必须考虑参数确定过程和被它所影响。 在拉深成形过程中 ,当敲打板块时的撞击速度应尽量避免产生了深远影响。一方面 ,速度成形时必须充分润滑。另一方面 ,我们必须要考虑提高产量的相应的压力来增加造成更大的应变速率力 ,这可能导致冲床半径一侧的一部分过渡疲劳而导致断裂。在锻造时，停留时间短的压力是可取的。 随着停留时间的压力下降了模具的表面温度将降低，其结果是热磨损。这是提高抵消了由于机械磨损形成更大的力量，但由于增加的应变率是较低的，因为较低的部分冷却屈服应力补偿。目前，最佳短住压力可以用有限元分析法莱分析。此外 ,避免由于成本降低磨损、短压住时间也是一个重要的技术要求的精密锻造，近净形部分有一个光明的未来。 高质量的要求和高产量将只能通过一个机技术 ,考虑到金属成形过程的考察要求等同于减少工作的目标成本。以前按设计已经不能同时满足这些技术要求和经济的充分程度，或他们是非常昂贵的设计和制造，例如链接驱动压力机 。这就需要寻找对泵创新设计的解决方案，它的设计应主要标准化，模块化，以降低成本。 3非圆齿轮的压力传动 则 使用非圆齿轮传动机械曲柄压力机，它提供了一种新方式的技术和经济需求的压力杆运动。一对非圆齿轮有不变的中心距 , 因此采用了电动马达，或由飞轮、曲柄和驱动机制本身。制服驱动器的速度传送是通过一对非圆齿轮传递给非均匀的偏心轴。如果非圆齿轮的适当设计，从动齿轮的非均匀驱动器会导致泵所需的行程时间行为。调查中心的金属成形和金属成型机床 (诺威的大学已经表明 ,在这个简单的方式所有相关的压力 杆的连续运动，可以达到各种成形过程。 此外从运动学和缩短生产周期，驱动概念导致新的驱动器的优点被以下的良好性能所区分。因为它是一个机械压力机，它具有高可靠性、低维护性和可预期性。对连杆压力机的数量和轴承零件显然是减少。首先，一个基本泵类型可以通过安装不同的齿轮而进一步改变设计，它根据客户的要求而设计。不同环节的驱动家用超声波洗碗机整体结构设计 器，轴承的安装位置不会随着单一载荷方向的不同运动而改变。因此，上述要求的模块化和标准化是考虑到时间和成本，它降低了设计和冲压生产成本。 型 在金属成型和金属成型工具机（ 1 架的 c 型泵，它已经进行了修整和安装了非圆齿轮副。为达到这种目的，先前的背轮背一个行星齿轮组做取代。这项工作表明了存在的新型传动印刷机是可能的，在最后对标准压力泵的改造在 1 中进行说明。 图表 1 压力机设计是为了所受 1000柱塞力和 200冲压模具缓冲力。 这一对非圆齿轮传动比平均为 1，每个齿轮轮齿有 59，直齿，模数 10 2）齿面宽是 150些齿轮有渐开线轮齿。我假设了非圆曲线设计是以侧面几何设计为基础。因此，一个非圆齿轮的齿形沿齿轮圆周而 改变。尽管如此 ,它可以来自知名的梯形齿条 . 然而 提出了一种计算方法，它精确地把齿顶高和齿根高考虑在内，进行相应的调整。 压力机是为了在单一冲程模式下对零件进行深拉而设计的。最高滑块行程为 180程数 32/ 140 毫米的冲压速度几乎保持 71mm/s 不变，它是静点中心线到静点中心线之前的速度。见图 3。这种速度就相当于液压机工作的速度。这个速度影响到曲柄机构，使其与击打具有相同的数目相比较，速度都是 220m/。为了跟一个曲柄压力机具有相同的平均速度击打的数目不得不将减少一半。短周期内的机 械改造将导致最后的向上运动。由于压力机是运行在单一的操作模式 ,在设计时对其做相关的处理没有提出特别的要求。 驱动机制的原型与非圆齿轮有另外一个有利的影响及其驱动力矩（图 4）。对于一个曲柄压力机的公称力通常可以降低静点之前把曲柄轴按正常方式旋转 。这对应于公称力作用下相对于击打力的 75%。若要达到 1000准力，该驱动器已提供 45 曲柄轴扭矩。该原型只要求对非圆齿轮传动增加额外的 30矩。他们被传送一个循环，非均匀的曲柄转矩，将导致一个标准力在静点 范围内变化。这相当于 行程。如果非圆齿轮副是在压力机的工作范围，我们总能找到类似的条件。这 几乎总是与板料成形及冲压件有关。这样可以设计一些较弱的机器零件，而且节约成本。 家用超声波洗碗机整体结构设计 4. 进一步的设计实例 利用二冲程时间行为的设计实例说明了以下几点。假设一系列的零件时通过压力机来加工的。为了达到这一目的，压力杆所需的速度和击打成形速度要求假设成立必须量化。再者，处理零件所需的时间必须确定，而且必须假设在处理时压力杆的最小高度。由此，我们设计动作的顺序，我们用数学含义来描述它。在 该研究所开发使用软件程序。从这个数学描述的冲程运动 ,我们可以计算出所需要的非圆齿轮速度比，从这我们可以得到齿轮的圆周曲 线 在第一个例子，在深拉伸冲压速度应该是在静止点前，金属板材成形保持在至少超过 100的速度应该是约 400m/s。让行程数定为 30/ 450上击打的地方，让处理零件时间和曲柄压力机在 25n 的击打时间相同。图 5 表明了冲程运动情况，这是由一对齿轮的描绘所获得。该齿轮是通过他们的圆周率所描绘。在 25/统的余弦曲线作为比较。除了生产周期时间减少了 20，应把杆速度的影响也大大减少。下静点前 110使用曲柄机构时，冲击速度为 700mm/s，而当使用非圆齿轮时仅 仅只有 410mm/s。 第二个例子显示了驱动装置是用于锻造。在图 6 中，常规锻造曲轴的行程时间是相对于在图片中说明非圆齿轮压力运动学。曲柄压力机的周期时间是 程数是 85/标准力是 20的保压时间为 86 50成形部份时间。非圆齿轮压力机描绘的保压描绘时间 67%减少至 28此，它达到了和锤子一样的幅度。通过增加 的冲程数，周期时间缩短至 46管如此 ,处理时间依旧与常规非圆齿轮曲柄压力机的运动学相同。在这种情况下为了实现这些运动 ,传统的圆弧齿轮可以作为驱动装置，安 排偏心。这为齿轮制造降低了成本。 这些例子表明，不同的运动可以通过使用非圆齿轮驱动装置实现。在同一时间内，这个驱动器的实用潜力用实现理想的运动学变得清晰，而且生产周期时间减少。例如，通过不同的例子，如果运动的顺序对一系列压力机生产零件有利，可能增加拉深成形后的速度。 5总结 家用超声波洗碗机整体结构设计 高生产率，降低成本和保证产品质量的高要求，这时所有制造公司所期望的，特别适用于公司的金属加工领域。这种情况导致我们重新考虑压力传动机的使用。 对曲柄与非圆齿轮传动压力机的描述，使我们能够优化简单的机械压力机运动学。这意味着周期时间缩短 ,以达到高生产率和运动学的成形工艺的要求。这个设计工作需要很低。相对于多连杆压力机驱动器，可以实现其他运动学在其他齿轮轴承位置不改变时的压力机构建使用。这使压力机模块化和标准化。 6致谢 作者想表达他们的谢意，感谢德国机床制造商协会 (位于德国法兰克福，其经济援助以及一些成员，感谢他们的支持 。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 目 录 摘要 1 第一章 前言 3 背景 3 题的依据及研究意义 3 内外洗碗机发展与现状 3 国内市场上洗碗机的分析 4 内市场上洗碗机的特点与不足 4 第二章 总体方案 6 设计要求 6 整体方案设计 6 本章小结 7 第三章 超声波清洗原理 8 超声波清洗技术简介 8 超声清洗机理 8 声空化作用 8 声空化阀 9 第四章 超声清洗参数选定 10 影响超声波清洗效果的因素 10 强 10 率 10 洗液 11 超声场的研究 11 化强度的测量 11 选取参数 11 声清洗参数 11 本章小结 11 第五章 超声波洗碗机结构设计 13 整体方案设计 13 各重要部件设计 13 洗槽 13 排水系统 13 位感应系统 13 喷臂系统 14 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 超声波发生器 15 声波换能器 16 加热系统 17 本章小结 18 第六章 控制系统 19 控制逻辑 19 处理器选择 19 第七章 总 结 21 致 谢 22 参考文献 23 附录 24 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 要 随着中国人生活水平的提高和生活节奏的加快，市场上出现了更多的适合于现代家庭生活的新型家用电器。这些电器都具有高效、节能和环保的特点。中国目前的家用电器产业发展很快，出现了海尔、 国际企业，在一些方面也达到了国际顶尖水平。在家用电器里，彩电和洗衣机的普及率比较高，然而家用洗碗机却一直是 一个未开发但拥有极大潜力的领域。究其原因，是因为传统的洗碗机仅采用喷臂式冲洗的清洗结构，不适合中国深度大的碗、盆等餐具的清洗，导致清洗效果差、效率低，耗能大，所以并不受欢迎。根据这些问题，提出将超声波的清洗功能利用在这个领域，设计出高效节能的新型洗碗机。根据超声波清洗的特点和餐具清洗的工艺，在洗碗机整体结构、清洗工艺和控制系统三个方面进行改良设计。结构方面，采用不锈钢清洗槽，合理布置超声波系统，喷臂冲水装置和进排水装置等，使结构更加紧凑合理，提升清洗效果。清洗工艺方面，根据铝锡箔腐蚀法所得的结果，分析洗涤槽 内超声波空化强度的分布，选择合适的参数，确定最优的清洗流程。控制系统方面，选取合适的 各个部分作用的时间先后为逻辑顺序，实现清洗过程的自动化。 关键词 ：超声波；洗碗机；结构设计； 买后包含有 纸和论文 ,咨询 of s of to to we in in of V is an is s to as It so it I to of to by a to of s I of is of of of so is to to of of of to on of to 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 一章 绪论 背景 洗碗是一项必不可少的家务活动，然而过多的油渍让人对洗碗很是厌烦，洗碗机的出现将会使这项家务活动变得简单而有趣。有一点值得注意的是，普通洗碗机需要加入大量的洗涤剂才能达到洗涤干净的要求，浪费大量水资源且对环境构成污染。 因为超声波可以穿透固体物质，而且污染很小，因此人们想到使用超声波 来清洗餐具，于是就出现了现在的超声波洗碗机。这种超声波洗碗机的原理是：当超声波经过液体介质时，将以极高的频率压迫液体介质振动，使液体分子产生正负交变的冲击波。当声强达到一定数值时，液体中急剧生长微小空化气泡并瞬时强烈闭合，产生强烈的微爆炸和冲击波使被清洗物表面的污物遭到破坏，并从被清洗表面脱落下来。虽然每个空化气泡的作用并不大，但每秒钟有上亿个空化气泡在作用，就具有很好的清洗效果和超高的洁净度。 影响超声清洗效果的因素有很多。除了声强必须大于空化阀（即使液体产生空化的最低声强或声压幅值）外，还与被清洗物等有 关。超声清洗对声反射强烈的材料，如金属、玻璃、塑料等其清洗效果好，而对声吸收较大的材料，如橡胶、布料等清洗效果较差，碗、盘、盆、碟等从物理学角度来看属弹性介质物体，用超声清洗其表面再合适不过了 !在洗涤液选用方面，水的粘度不大，有利于清洗，假如把水温加热到 60，此时的空化最活跃，效果也就最好，因而利用超声波来洗碗是完全可以的。 超声波洗碗机作为健康环保的新家电，能够使人们从繁琐的家务活动中解脱出来。 超声波洗碗机有以下特点： 1、节水省电、低噪音。 2、清洁度高、没有死角。 3、不需用专用洗涤剂，环保。 4、洗碗机结构简单、使用寿命长。 “ 1929 年德国的米勒公司制造出了欧洲第一台电动家用洗碗机。购买后包含有 纸和论文 ,咨询 954年美国 洗涤性能和整机体积外形上都有所改善。 1978 年米勒公司又制造出了世界上第一台微电脑控制型洗碗机，使人机关系更为密切，洗碗机的家用性得到了更好的体现。于是越来越多的洗碗机进入西方家庭。在亚洲最早从事洗碗机的研究的是日本，到了九十年代中后期，日本已发展了微电脑全自动台式洗碗机。所代表的企业有松下（ 三洋（ 三菱（ 东芝（ 。与此同时，欧美则已经把家用洗碗机发展成具有统一形象的厨房家电。欧美所代表的企业有米勒、 西门子（ 惠而浦（ 公司。”国外很多家庭都拥有家用洗碗机，并且家用洗碗机的普及率还在不断的增大。良好的市场促进了企业对新型洗碗机的研制和开发，这种良性循环使国外的洗碗机产业焕发出蓬勃的生机。 目前传统的喷臂式和涡轮式洗碗机在西方仍然很受欢迎，因为这类洗碗机制造成本低，售价不高，而且很适用于西方餐具的特点，有很好的清洗 效率。欧美一些国家开发出的新型超声波洗碗机有着低能耗、高效率和环保的特点，在注重节能环保生活的发达国家也产生了很大的影响。 我国于 80 年代开始研制洗碗机，但是洗碗机在国内并没有很好的普及。究其原因，首先是因为很多企业直接引进了国外的洗碗机生产线，虽然在结构上有所改进但是其结构特点和清洗方式仍然不太适合中餐餐具的特性。其次是因为清洗效率低，为了达到效果，增加洗碗机的工作时间，使耗电量太大，不适合普通家庭使用。最后，因为洗碗机普遍体积较大，在房价高昂寸土寸金的中国很难为其提供安放的场所。我国目前生产洗碗机的企业 有海尔、小天鹅、美的等。价格一般在 2000 元以上。根据作者在成都市中心几家国美和苏宁电器的调研。商场里仅有海尔的一款家用洗碗机在销售，其类型是传统的喷臂式洗碗机，售价在 3000 元左右。整体来说，中国的洗碗机产业还处在技术落后、市场开发不全的状态里。 国内市场上洗碗机的分析 国内市场上洗碗机的特点与不足 以海尔洗碗机为代表分析。市场上相对比较受欢迎的海尔 4 和 6系列。 4 系列 包括 2、 3和 2000买后包含有 纸和论文 ,咨询 用了上下双喷淋器使餐具上下部分同时受到 喷射水流的直接冲击，可以得到很好的清洗的效果，并且可以加快洗涤速度，整个过程只有6 分钟。切其过滤网外置于洗碗机前方，方便消费者整理清洁。而且采用了臭氧消毒，提供了很好的卫生条件。在运行有故障或门没有关好的时候发出蜂鸣声。此外，还提供开门保护功能。 6 系列洗碗机 包括 2、 2B、 3 型。都采用了 800度的设计。内胆为正方体，能让喷射覆盖的面积比例达到最大。设有上下两个餐具架，可以分别进行清洗，节约水电。采用的是内循环式干燥系统，消除了湿热空气的影响。利用新型磁化技术，能防 垢、除垢。设有溢水保护系统，可靠安全。臭氧消毒，健康环保。 总体来说，国内的洗碗机已经基本能保证清洗效果，并实现了自动化和安全化。 国内的洗碗机生产线大多从国外进口，虽然在结构性能上有一定的改良，但仍然不适合我国餐具的特点。洗涤效果并不如想象中好。这是国内洗碗机不能占领市场的主要原因。其次是耗电量和耗水量大。一台洗碗机完成洗碗、消毒、烘干耗时长。且洗碗机的功率从600300W 不等，消费者将承受更多的电费。国内的洗碗机品牌，如海尔、小天鹅、美的等，最低价格都在 2000 元左右，加上专用的洗涤 剂，不仅价格高，而且不环保。最后是结构设计、材料有缺陷。国内洗碗机多为塑料内胆，长时间使用之后，内胆会变得有异味而且油腻难清洗，出现“洗碗机洗碗，人洗洗碗机”的问题。要想在中国普及洗碗机，开拓市场。必须要结合中国人的饮食结构、卫生习惯和生活观念等各种因素。开发出在清洗技术和结构材料都合适的新型洗碗机。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 二章 总体方案 设计要求 设计的新型超声波洗碗机必须满足以下几点要求： （ 1）结构设计合理，洗碗机能正常工作 （ 2） 清洗后， 98的餐具能达到洗净标准。 （ 3）高效率，能在 30分钟内完成自动清洗过程。 （ 4）自动化，人工触动开关后，自动工作，并有指示灯提示。 整体方案设计 本课题将超声波技术应用与洗碗机，取代原有的喷臂加洗涤剂洗碗机，效率更高，更加环保。由于超声空化作用的良好清洗性能，故能很好的将油污从餐具上清离，再采用喷臂辅助清洗，能达到很好的清洗效果。方案设计如图 2 自来水通过进水电磁阀流入清洗槽，达到一定水位时，进水电磁阀关闭，加热器工作，当达到一定温度时，加热器停止工作，超声波系统开启，进行 超声波清洗，在超声空化作用下，油污与餐具剥离，一定时间后超声波系统关闭，排水电磁阀导通进行排水，当排水到低水位时触动低水位开关，喷臂电磁阀导通进行喷臂辅助清洗，一定时间后洗涤完毕，喷臂阀关闭，剩余水量由排水阀排出。 124351：进水电磁阀； 2：喷臂电磁阀； 3：排水电磁阀； 4：超声波振子； 5：喷臂 图 2体方案图 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 本章小结 洗碗机最重要的为清洗系统。一个搞笑的清洗系统能打打提高 清洗效果并节水节电。采用超声波清洗既节能又环保，其关键技术在于确定超声波换能器的功率和声强等参数。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 三章 超声波清洗原理 超声波清洗技术简介 1830年，名叫 科学家用一个大齿轮第一次发出了人造超声波。 1918 年，名叫 科学教用石英的压电效应设计了石英换能器。这是人类第一次设计出能控制声波频率和声 强的超声装置。现在超声波技术发展迅速，在军事和工业生产中扮演着重要作用。通常将超声技术分为检测超声和功率超声两类。检测超声是利用超声的波动特性，来采集信息，特别是物质的内部信息，这是一种超声的被动应用，比如超声的探伤技术。功率超声是超声的主动应用，利用超声波本身的能量和特性来改变材料的一些有用的性质和状态，比如超声波清洗技术。 通常用的超声波清洗装置都采用 2080率的超声，主要应用于机械、电子和医疗等工业，总体来说其应用范围非常广泛，发展也是非常迅速。超声波清洗效率高，易于实现自动控制。对形状复 杂、造型不规则的工件有着不可比拟的清洗效果，所以特别适合中餐各种各样的餐具的洗涤。 超声清洗机理 声空化作用 超声空化作用是超声清洗的最主要机理。在液体中溶解有部分空气，这些微小气泡存在于液体中，称为空化核。当超声波产生时，会带动液体振动。在这些液体运动的过程中又会融入更多的微气泡。液体振动时其密度会发生变化。在液体密度大的地方会对空化核产生正压力，液体密度小的地方会对空化核产生负压力。当声压达到一定值时，这些空化核在受负压力的时候，会对外迅速 膨胀成为较大的气泡，在正压力作用下会迅速闭合，产生巨大的冲击和局部压力，据估算闭合时的局部压力能达到上千个大气压。闭合时产生的巨大压力能冲击难溶的油污，使其从餐具上脱落。同时闭合的巨大压力能带动水中的磨料粒子撞击餐具表面，是油污脱落。 超声清洗除了空化作用，还有一系列伴随作用，具体如下： 微射流：由于空化闭合时，开始是球形，然后不对称闭合，形成一个指向餐具表面的液体射流，其速度大于 100m/s，对餐具上残留的油污形成冲击，同时增大了洗涤液的渗透作用，称为声学毛细管效购买后包含有 纸和论文 ,咨询 。 辐射扭力：空化核在运 动时发生的二阶现象。在均匀洗涤液中作用于洗涤液本身，使洗涤液产生环流，叫做声流，它能使振动气泡表面产生高达 90 乳化作用：在超声空化作用下，有油污包裹住的固体粒子，在两种液体的分界面迅速分散而乳化，固体粒子自动脱落。 超声空化阀 使清洗液达到空化作用的最小声强或者声压幅值称为空化阀。只有当交变声压幅值大于静压力产生的负压力大于液体结构强度时才会产生空化作用。 空化阀 其中 液体的静压力 , 蒸汽压， 是表面张力系数。 可以看出液体含气量越少，空化阀越高，静压力越大，空化阀越高，液体的沾度越大，空化阀也越高。可见，不同液体的空化阀不同，同一液体在温度、压力和含气量等不同的情况下，空化阀值也不同。 此外，由经验公式： 可以得出空化阀与沾滞系数的关系。为沾滞系数。 并且声波的频率越高空化阀也越高。当声波频率超过 时候，空化空化阀接近 10 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 四章 超声清洗参数选定 影响超声波清洗效果的因素 强 声强是单位 体积的声波功率。根据对超声空化阀的研究知道，只有交变声压幅值超过液体静压力时才能出现负压，当负压超过液体强度时才能产生空化。而这个最低的声强称为空化阀。当声强越大的时候，空化强度也越大，此时的清洗效果更好。但是当声强过大的时候会在声源表面产生过量气泡形成阻隔声波传播的屏障。声波能量在传播的过程中会逐渐减弱。就水而言，其空化阀约 1/3W 每立方厘米。在超声清洗中，声强太弱不能有效将污物洗去，太强又会对清洗件表面造成损坏，甚至在辐射面形成声障，使声能不能完全辐射到整个空间，影响清洗效果。在有限的清洗空间内，超声波 易在声源，液面和空气交界处来回反射，形成驻波，使波节处声压过小，无法发生空化，造成清洗盲区。声强一般选在 1W/ 率 在同样的液体中，声波的频率越高，产生空化作用所需的声强越大。所以如果选取的超声波频率越低则越容易产生空化作用。并且在低频的时候，空化核从膨胀到闭合的过程越长，所以在闭合前能有更大的闭合半径，这样，闭合时能产生更大的闭合强度，对污渍的清洗效果更好。但是，当频率低于 20人体产生伤害，更重要的是，过低的频率会让空化核不能闭合，不 能产生空化作用。所以，通常会选择 200于清洗的为陶瓷玩具，清洗槽规格为 400 400 430，所以这里选择 28 洗液 选择清洗液的时候要考虑三点。第一是清洗液本身的对污染物的清洗能力。第二是清洗液的粘度和表面张力对超声空化作用的影响。最后是清洗液对环境是否有污染。在超声空化作用中，清洗液的粘度越大，空化阀值越大，空化作用越难发生。表面张力越大，空化的强度越大，清洗效果越好。所以，选择的清洗液最好有粘度小。表面张力大的特点，并且由于水的污染小 ，粘度小，表面张力大，所以综合考虑后，选取自来水为清洗液。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 声场的研究 化强度的测量 因为空化核运动不是线性，所以在一个超声场中，很难知道空化强度的分布情况。但同时由于空化作用产生的局部高温高压会使水分子 裂成离子 以可以通过测量离子在清洗液中的局部密度来间接测量空化的强度。 由于条件限制，这里参考知网专利论文得出实验结论： 1：超声波空化强度从离声源近的地方开始逐渐增强，在中部的时候达到最大，随后逐渐减弱。其原因是过多的空化气泡会形成声波屏障，会影响声波的传 递，所以在远的地方，空化强度反而减弱。 2：无扫频作用的清洗效果差。因为在清洗槽的有限空间内，为避免超声波在交界面或者洗涤槽壁的时候反射形成驻波造成某些地方声压小某些地方声压大，从而使清洗不均。而扫频可以避免驻波形成。只要使超声频率在合理的范围内变化。 3、相同情况下。双面作用强度比单面作用低。因为，双面的时候超声波会发生干涉，影响清洗效果。 4、单面扫频的清洗效果最好。 取参数 声清洗参数 超声功率、清洗时间、水温是影响超声清洗的主要因素。 超声功率密度： P=发射功 率（ W） /发射面积（ ； 通常 P 液体中传播的超声波能对物体表面的污物记性清洗，其原理用空化阀表示，超声波振动在液体中传播的音波压强打到一个大气压时，其功率密度为 是超声波的音波压强峰值就可打到真空或者负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力。综上，功率密度应选在 1W/ 超声清洗时间：一般根据污垢的的不同，单次清洗时间为 3 10分钟不等，鉴于中国人饮食习惯偏向油腻，这里将超声清洗时间定为10分钟。 水温：这里将清洗水温定 在 50 本章小结 经上述对超声空化强度及对基本参数设计计算，该家用超声波洗购买后包含有 纸和论文 ,咨询 机的基本参数被确定为：工作温度为 50，清洗时间为 10率密度为 1W/率为 28声单面放射，采用扫频，餐具朝向超声波发射面。 主要流程为：进水 0买后包含有 纸和论文 ,咨询 五章 超声波洗碗机结构设计 整体方案设计 在设计中需要 重点考虑几方面的问题，首先是清洗槽及管路的密封问题，再有就是超声波振子的、电磁阀、加热器等元器件的选型。 家用超声波洗碗机主要有进排水系统、喷臂系统、超声清洗系统、加热系统组成。 进排水系统：电磁阀，水位感应开关，过滤网等组成。 喷臂系统：喷臂，压力泵等组成。 加热系统：水槽加热管等。 超声清洗系统：超声波发生器，超声波换能器等组成。 其他：清洗槽，箱体，碗篮，底座等。 各重要部件设计 洗槽 清洗槽材质为 201不锈钢板，内箱尺寸 400 400 430个平面过度的地方倒 圆角。由于超声水化腐蚀的影响，所以对洗涤槽的槽壁会有一定的损耗，长时间积累后会使超声清洗的一些参数发生变化，所以选择耐腐蚀性好的 3锈钢板。清洗槽内焊接一个凸台，用于喷臂的固定。清洗槽底部与箱体有一定距离，用于安装洗碗机电源等其他部件。清洗完成的残余手工清理。 排水系统 进排水系统主要由电磁阀，过滤芯，水位感应系统 ,进水管，排水管等组成。打开二位二通阀后，自来水流入清洗槽，在达到一定水位后，水位感应开关启动，清洗完毕后，废水经过滤芯，排水口排出。水管材料选 位感 应系统 选最为简单易控制的方式来进行水位的感应和控制，根据超声波洗涤的情况，选连杆式浮球液位开关来控制。这种方式的技术核心是干簧管。干簧管可以作为磁接近开关或者继电器使用，比一般机械开关体积小、速度高、工作寿命长，与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。干簧管结构具体如图 5 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 5簧管结构示意图 水位感应器外部套有一个带磁铁的浮力小球，当水位上升下降的时候，浮力小球会随之升降，当浮力小球到达高低水位开关的时候会使干簧管中的两个簧片接触导通，从而导通开关，触发下一步。当浮力小球第一次到达高水位开关时，会接通高水位开关的干簧管簧片，使其导通，从而触发控制系统使加热器工作。排水时，当浮力小球到达低水位开关时，会接通低水位开关的干簧管簧片，使其导通，从而触发控制系统使喷臂泵工作。其示意图如下 图 5水位感应器结构示意图 喷臂系统 管道用 料的管和接头，并用 进行密封。 的特点是造价低、可回收利用、强度高、性能稳定、安购买后包含有 纸和论文 ,咨询 卫生。 超声波结束后的喷臂清洗是很重要的一个步骤。可以将超声清洗后残留的油污彻底清除。 当水在喷臂泵的带动下会从喷臂孔中喷出，水流冲击到碗具上，利用水的冲击对残留进行冲洗。喷臂系统参照淋浴喷淋头进行设计，采用圆形喷头，喷孔密集排布于喷头之上。喷臂水管与进水管之间采用水管接头连接，连接处采用尼龙挡水圈密封，防止水露出。清洗槽内焊接有凸台，用于固定喷臂与进水管。 图 5臂结构示意图 声波发生器 超声波最主要的两个部分就是超声发生器和超声换能器。其中超声发生器是产生电磁振荡信号并提供能量的工作部分，而超声换能器才是最终实现超声振动的工作部分。超声发生器是一个大功率 的信号发生器，它的作用就是给超声换能器一个一定频率的电磁振荡能量，当此频率与超声换能器的谐振频率相等时，就产生共振。为了能让超声发生器更好的为超声换能器提供频率准确、功率较高的信号和能量。为了使超声波发生器发挥最大效能，需注意以下几个问题： （ 1）频率自动跟踪问题：因为换能器的谐振频率会随着工作过程发生变化，所以发生器的输出电信号的频率必须具有跟随其变化而变化的特点，这就要求发生器具有频率自动跟踪功能。 （ 2）配备末级放大器，将微小的信号转化为大功率的信号。 (3）功率合成器：单个放大器不足以满足需要 时，利用功率合成器将单一的放大信号相加，获得远远大于单个的功率输出。 (4）功率放大器的保护：由于受电源电压、外界干扰脉冲及换能器负载、回路参数等影响，末级功率放大器电路往往会失效。针对不购买后包含有 纸和论文 ,咨询 的故障原因，末级功放保护措施有 :过压保护，过流保护，负载开路，短路保护，双管导通保护，激励信号源的误触发保护等。 （ 5）与换能器匹配：一是通过匹配使超声发生器向换能器输出额定的电功率，这是由于发生器需要一个最佳的负载才能输出额定功率所致，把换能器的阻抗变换成最佳负载，也就是阻抗变换作用 ;二是通过匹配使发生器功率效率最高， 这是由于换能器静电抗的原因，造成工作频率上的输出电压和电流有一定的相位差，从而使输出功率得不到期望的最大输出，使发生器的输出效率降低。因此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗，使发生器负载为纯电阻，也就是谐调作用。所以匹配的好坏直接影响到功率超声源的产生和效率。 根据要求，确定超声波设计参数： 保险座 :在输出过载或超声换能器工作异常时及时断开电源，保护超声波发生器 ; 频率微调 :超声波输出频率为 28K，但在一定范围内连续可调，在不同的工况条件下调整微调使换能器始终工作在最佳状态下，换能效率达到最大 ; 扫频 :在清洗过程中使超声频率在合理范围内往复扫动，带动清洗液形成细微回流，使工件污垢在被超声剥离的同时迅速带离工件表面，大大缩短工件清洗时间，提高清洗效率，以达到快速清洗的目的。 功率可调 :根据所确定的清洗槽的尺寸，确定最大功率为 800W，可实现本机输出功率的 10%一 100%连续可调 (但通过试验，选择洗碗机的功率为 30 根据以上要求，综合考虑选用东莞科美达公司生产的 300型超声波发生器，其规格为 220 210 100率为 300W，清洗温度 50，频率可调 28 超声波换 能器 超声波换能器是一种将机械能，高频电能转化为声能的装置。超声发生器产生的的高频电信号引起换能器内换能材料中电磁场的变化，对换能器的机械振动部分产生一个推动力，使之进入振动状态，接着导致与机械振动系统相连的介质振动，向介质中辐射声波。换能器一般分成两个部分，第一部分是换能器材料部分，第二部分是机械振动放大部分，又叫变幅杆。变幅杆的作用是将比较小的机械振动幅度转化为较大的振幅，提高振速比，减少换能器的谐振阻抗，有效地提高效率，降低发热量，延长换能器寿命，可固定整个机械系统从而购买后包含有 纸和论文 ,咨询 可能的减少机械能量的损失 ，能使换能器和工作媒质之间获得热学和化学上的隔绝。换能器示意图如图 5 图 5超声波换能器结构示意图 换能器有电动式、电磁式、磁致伸缩式、电容式、压电式等，其中，压电式因其转换效率高，功率容量大以及结构形状等可以根据实际要求自行设计等优点而广泛使用。 超 声 波 振 子 参 数 设 定 ： 根 据 清 洗 槽 侧 面 积 为 400 430=172000720于功率密度应在 1W/以在侧面安装