水果分选机构果盘的设计【带PROE三维】【8张CAD图纸】【优秀】

水果分选机构果盘的设计

21页 6300字数+说明书+proE图纸+8张CAD图纸【详情如下】

proE图纸

感应片.dwg

打杆.dwg

撑杆.dwg

支架.dwg

果杯装配图.dwg

步进电机装配.dwg

水果分选机构果盘的设计说明书.doc

滚轮.dwg

连杆.dwg

目录

目录I

摘 要II

1.绪论1

1.1  选题原因1

1.2  国内外水果机械发展概况1

1.3  国内水果机械化未来发展方向2

1.4  国内常见的水果分选机主要类型2

2果杯的设计3

2.1  整体结构的设计3

2.2  工作原理及优缺点3

2.3  打杆3

2.4  感应片4

3步进电机及驱动器5

3.1步进电机5

　　　3.1.1工作原理5

　　　3.1.2  步进电机种类5

　　　3.1.3  步进电机技术术语7

　　　3.2.1FYQM415A步进电机驱动器介绍7

4  单片机10

4.1  单片机结构10

4.2单片机引脚功能10

4.3单片机复位电路11

4.4  晶振电路12

5  整体结构设计13

5.1  主电路设计13

5.2  程序的设计14

参考文献16

致谢17

摘 要

  近年来，随着农业科技的发展和人民生活水平的提高，国内外水果品种越来越多，人们对水果品质有了更高的要求。为了提高水果种类分选的质量和出品的种类，需要进行对水果的分选。本文分析了研究和发展国内外的中国水果分选机，展望未来，我们设计了一种新的水果杯水果分选机构类型，该水果分选机果杯是由一个果杯，和仅盛放水果的果盘不同，它由一个步进电机以及一个步进电机驱动器和果杯构成。采用的是步进电机提供动力，由单片机检测信号并发送给步进电机驱动器来控制步进电机的运转，从而达到分选水果的目的。其机构简单，操作方便，易于维护，提高生产效率，降低劳动强度，降低生产成本，加快果实机械化的步伐，为大型水果实现现代化的前提

  关键词：果杯；步进电机；步进电机驱动器；单片机

Abstract

 In recent years,?with the development of?agricultural science and technologyand?the improvement of people's living standard,?more and more?domestic and foreign?varieties of fruit,?people have higher requirements?on the?quality of fruits.?In order to?improve the quality of?fruit?species?species?sorting?and produced,?the need for?separation?of fruit.?This paper?analyzed the?research and?development at home and abroad?Chinese?fruit?sorting?machine,?looking to the future,?we designed a new?type?of fruit?cup of fruit?sorting mechanism,the?fruit sorting?machine?fruit cup?is composed of a?fruit cup,?different?and?onlycontaining the fruit?compote,?it consists of a?step motor and?a?step?motor drive and?fruit?cup.?Using the?stepping?motor to provide power,?sent by the?SCMdetects the signal and?to the stepper motor driver?to control the stepper?motor,so as to achieve?the purpose of?sorting?fruit.?It?has the advantages of simple structure,?convenient operation,?easy maintenance,?improve production efficiency,?reduce labor intensity,?reduce production costs,?speed up the?pace of?fruit?mechanization,?is the premise?to realize modernization?of large?fruit.

Key words : fruit cup；stepper motor；stepper motor drives；single-chip microcomputer

.1  选题原因

 近年来，随着农业科学技术和人民生活水平的日益进步，越来越多的国内和国外的水果品种，人们追求更高质量的水果。为了提高水果种类分选的质量和出品的种类，需要进行对水果的分选。目前的水果分选机大多结构比较繁杂，大都以大型生产线为主，生产成本较高，分选率也比较低。因此有必要要生产成本低，操作方便，适用于中小型企业和水果种植户地使用的一种水果分选的装置。

　　当前，我国拥有先进的水果分选机的公司很少，大企业的生产线也紧紧是尺寸和质量的分离，相对比较落后。所以，市场上销售的水果大多是依赖机器组合人工的方法完成分选的。人工分选的重要弊端是：工作量大，工作效率低，且本钱相对较大，水果分选难以实现速度快，准确，无伤害。截止前为止，国内外已经有不少专家学者及科研人员在此领域取得了重大的进展。根据不同水果的指标，水果分选机可分为：尺寸分选机，品种分选机，重量分选机，外观质量和内在质量分选机。

　　水果分选不仅是水果投入流通领域的一个紧要所在，而且直接关系到水果出产的效果。在市场经济迅速发展的当下，他地出售，大众农产品贸易和农产品国际贸易等均离不开标准化。我国是水果生产国家，大多数是农村集体和农民个人，质量差别很大，和采摘的作用过程，带来一定程度上的难度的水果分选。因此，研发水果采摘后的自动处理设备，对水果机械化意义深远。

1.2  国内外水果机械发展概况

  我过是世界水果生产消费大国，但还不是水果加工强国。果实品质难以充分满足消费者的需求，水果市场也主要在是在国内。我国已经加入WTO，水果销售在全球市场竞争激烈。因此中国务必尽快提高水果分选水平，拉短与外国的差异。最近这么多年以来，国内果实分选技术发展迟缓，是因为我国水果机械加工技术水平不高导致的。二十世纪六十年代年代之前，我国国内几乎很少食物机械产业，更别说水果加工。水果主要以手工的形式出产，根本属于古老的操纵形式。仅在少许沿海的大城市具备少量机械化的水果加工企业，但是全部设备几乎全都是国外设备。在20世纪50-70年代，水果加工机械行业取得了很大的发展。全国各地修建了大量的水果加工厂。但这样还是没有从根本上扭转水果加工落伍的情况，这些加企业仍然属于半机械半手工的加工方式。到了二十世纪八十年代之后，水果工业进步飞快，这是因为八十年代后改革开放。由于外资的引入，有许多外商独资合资企业的外国水果加企业进入中国。这些工厂在将先进的水果生产技术引进海内的时候，也将大量的水果机器引入海内。经过吸取国外先进的水果机械技能，使我国水果机械发展的程度的到了很大的进步。到了20世纪90年代之后，又迎来了新一轮的技术改造项目。经过两轮的伟大的技术水平改造，使得我国科学成果产业得到提升，配套产业已经成为一个重要的工业机械。

1.3  国内水果机械化未来发展方向

 在第二十一世纪，我们的国家将达到水果生产和加工机械，以满足水果生产规模，需要产业化，多样化的产品，水果和无公害果品质量和其他要求。水果机器将集电、机、液于一体化，并且向智能化、自动化的飞跃，摆脱古老的手工操作方法，提升水果出产的效率，减低人们的劳动作强度，达到更经济、更有效益、更简单的目的。

1.4  国内常见的水果分选机主要类型

  现在分选机类型的水果生产方式在我国的种类繁多，大小不同。按照水果检测的各个方面的不同，水果分选机大概可以分为大小分选机、重量分选机、外观品质分选机和内部品质分选机。2.2  工作原理及优缺点

  工作原理：水果从卸料口掉到果盘的托轮上，由于托轮是圆形设计，水果滚动至撑杆上，传动链将果盘带至信号采集区，采集到符合要求的信号后便将信号传送给步进电机驱动器带动步进电机转动，步进电机带动打杆转动一圈将撑杆挑起水果便自动分选出来。

  优点：结构简单、制造安装容易、对物料减少了伤害、工作平稳不存在不平稳的现象、提高了分选的效率、大大降低了工作强度。

  缺点：受到水果大小的局限性。步进电机

  步进电机是把电脉冲信号转化为角位移或者线位移的开环控制元步进电机原件。电机的速度，位置，仅由脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它将通过一个固定的角度方向驱动步进电机转动，称为“步进角”，它是由一固定点的操作步骤旋转。步进电机如图3-1工作原理

　　转子电机通常是永久性的，当电流流过定子绕组，定子绕组产生的向量场。转子的转动角度的磁场，转子磁场定向和定子磁场方向。当一个角度的矢量磁场绕组的定子。由转子角和旋转磁场。只要一个电脉冲输入，一个点的旋转电机。脉冲的输出的角位移与输入成正比，转速与脉冲频率成正比。在序列改变电机的绕组。因此可以用它来掌握秩序，频率和脉冲数，每相绕组的电机来控制步进电机的转动。

3.1.2  步进电机种类

  根据步进电机的结构和工作原理可以分为三大类：永磁式步进电机、反应式步进电机和混合式步进电。

反应式步进电机

反应式步进齿型结构的电机的定子和转子，定子每极绕组，永磁体转子。他的工作原理是给定子绕组通电之后，定子上的转子永磁转子的相互作用下的最小磁阻位置产生转矩，继续给各相绕组通电，转子会不停的旋转。应式步进电机图如图3-2。3.1.3  步进电机技术术语

 （1）相数：产生励磁线圈的磁量  N。

 （2）拍数：脉冲数的变化或导电态N需要表达的磁周期的执行。

 （3）步距角：对于一个脉冲信号，电机转子所转过的角位移量用θ表示。θ=360度/（转子齿数*运行拍数）。

 （4）定位转矩：机件在不连接电源状态下，电机转子锁定所需要的力矩。

 （5）静转矩：电机在额定静电流状态下，电机不转，锁定电机轴扭矩。这是电机尺寸的标准衡量，与已无关的驱动电压和驱动电源。  

（6）步距角精度：每一步角的实际值和步进电机的旋转误差的理论值。用表达式来表示：误差/步距角*100%。

FYQM415A步进电机驱动器介绍

   Fymq415a细分两相混合式步进电机驱动器，使用18-36v直流电源，小于35?~1.5A的直径42毫米的两相混合式步进电机电流。目前DSP Loop细分驱动交流伺服驱动控制，电机的转矩脉动小，低速运行非常流畅，几乎无振动和噪声。高转速时转矩显著高于其他两阶段的驱动，定位精度高。如图3-63.2.2.1  驱动器功能

　　微步细分数：由sw4-sw6三个拨码开关来设置驱动器微步细分的数量数，共有7档微步细分数。用户在设定细分时，应停止驱动操作。

　　输出电流的设定：由sw1-sw3三个拨码开关来控制驱动器输出电流的大小，它的输出电流一共有7档。

　　信号接口：PUL是连接控制脉冲信号的端口；DIR是连接方向信号端的端口；OPTO是连接公共端口（Vcc）。

　　电机接口：A+和A-连接步进电机A相绕组的正端和负端；B+和B-连接步进电机B想绕组的正端和负端。当A、B两相绕组相互调换的时候，可以使电机反向旋转。

　　电源接口：直流电源，电压范围的建议24-36vdc，功率大于50W

　　指示灯：驱动器上面装有红绿两个指示灯。绿色的灯是电源指示灯，当驱动器接上电后绿色指示灯一直亮；红色的灯是故障指示灯，当出现电压过大，过流电流过大等问题时，红色的灯一直亮。当故障被排除后，红灯灭。当驱动器存在问题时，唯有从头接上电源和重新使能才能解除故障。

参考文献

[1] 主编：杨术明  单片机原理及接口技术  华中科技大学出版社,2013.2

[2] 主编：徐祖茂  机械制图  上海交通大学等院校《机械制图》编写组编.-6版.-北京：高等教育出版社，2010.7

[3]多细分两相式混合式步进电机驱动器的研制(D) 工业大学 2007版

[4]（日）坂本正文　著，步进电机应用技术 科学出版社  2010版

[5] 主编：余桂英 郭纪林  AutoCAD2008基础教程 –大连： 大连理工大学出版社，2008.8

[6] 邵立新 夏素明 孙江宏编著 Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文中文标准版教程 –北京：清华大学出版社，2007.6

[7]主编：王伯平互换性与测量技术基础 第三版 机械工业出版社.-3版. –北京：机械工业出版社，2008.12（2011.6重印）