往届翻包机报告书.doc

项 目 课 程课程名称 机电一体化创新设计项目题目名称 自动翻包机专业班级 机电08级3班学 号 学生姓名 指导教师 2010年 11 月 25 日1机电一体化技术1.1机电一体化的内容（1） 机械技术 机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。 （2） 计算机与信息技术 其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。 （3） 系统技术 系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。 （4） 自动控制技术 其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。 （5） 传感检测技术 传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节，它是机电一体化系统达到高水平的保证。 （6） 伺服传动技术 包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。1.2机电一体化系统组成（1）机械本体 机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。（2）检测传感部分 检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。（3）电子控制单元 电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。（4）执行器 执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。（5）动力源 动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能。2.实验模型的自动翻包机设计分析2.1翻包机工作原理自动翻包级实验系统由控制部分（硬件和软件）、接口电路、翻包机结构组成，翻包机的操作对象为有黑白面的长方形块，白面会反光，黑面不会反光，用灯光控制检测情况，由计算机程序控制实现2.2翻包机的机构构成翻包机机构是由送进滑槽、传动机构、翻转机构、送出机构及检测装置5大部分组成，见图2所示：图2 自动翻包机机构简图2.3翻包机机构设计2.3.1送进滑槽设计包裹的送入采取自动滑入方法，将包裹放入倾斜的滑槽上，包裹自动滑入到传送带上进行翻包操作，滑槽侧面装有行程开关k1用来启动整个系统。如图3图3.滑槽机构和包裹2.3.2传动机构设计传送机构由可以进行正反向输送的传送带(图4)、驱动电机及减速装置组成。通过控制驱动电机M1的正，反转实现传送带的正反向传送。减速装置控制传送带的速度。图4.传送带2.3.3翻转机构设计翻转机构为装有拨块的垂直链轮链条系统。链轮驱动电机M3通过减速装置带动链轮，链轮转动时带动链条上的拨块拨动长方形块翻转，输送带不停的转动、将长方形块紧靠住翻转链，使长方形块不会脱离拨块，从而使长方形块完成一个面的翻转，翻转站上装有行程开关K4，长方形块完成翻转一个面，则链条上的拨块将K4闭合一次。以下是翻转站的各个零件图如图：图4.螺杆 图5.齿轮图6.电动机2.3.4送出机构设计送出机构由送出滑槽、推杆驱动电机M2、减速装置、齿轮齿条机构及推杆组成。推杆驱动电机正转时，经减速装置、齿轮齿条机构带动推杆将包裹向外推出，当推杆达到极限位置时，闭合送出滑槽上的限位开关K1，发出包裹已发出的信号。若推杆驱动电机反转，则带动推杆缩回，当推杆缩回到极限位置时，则闭合开关K2，发出推杆回位信号。 图7.送出机构2.3.5长方形块正面检测装置设计长方形块在传送带是哪个进行传送是，其位置及正面的检测均采用光电技术，即非接触式检测方式。检测装置安装在传送带中部的龙门架上，龙门架的顶部装有光源L1和光感器T1.当长方形块的白面朝上时，顶部的光源射出的光遇到白面会反光，反射到顶部的的光敏三极管T2上，发出正面朝上的信号。龙门架的侧端也装有光源，另一侧装有光敏三极管T1，当长方形块传送到水平光源及光敏三极管之间时，长方形块阻断光源、T1截止，发出长方形块到达检测位置的信号。检测装置图如图8所示：图8.检测装置2.4自动翻包机的总装配图图9.总装配效果图2.5自动翻包机的工作流程工作流程一开始，包裹沿着滑槽滑向传送带，滑槽上的启动开关K0被触发，两个透镜灯L1发光，传送带驱动电机M1正转，将包裹向前传送；当包裹到达水平光感T1处时，阻断光源L1的照射。当包裹传送到正面检测装置下，光感T2开始检测，如果是包裹的白面朝上，就可以将包裹向前输送到翻转站进行翻转，于是传送带驱动电机就继续正转，同时翻转站的垂直链驱动电机M3开始转动；当包裹送至翻转站上，由传送带及翻转站的垂直链上的拨块同时动作，将包裹翻转一次，垂直链上的拨块将将K4闭合一次，产生翻转一次完成信号；接着垂直链驱动电机M3停转，传送带驱动电机M1反转、将包裹往回输送，当包裹阻断水平光感T1的光源时，包裹刚好被送到正面检测装置下时，光感T2进行检测，如果是白面朝上，则包裹继续被送到翻转站进行一次翻转并送回再正面检测，直到包裹黑面朝上为止。如果是包裹黑面朝上，则，将包裹送回到出口处，推出包裹，并将推杆收回原位，此时翻包机完成一次工作循环，回到原位等待下一个包裹的进入。图10以邮包为例的自动翻包机的整个工作流程图。3.总结 机电一体化内容包括系统分析基础、系统建模与仿真、传感与接口技术、驱动系统设计面对一大堆零件，通过选择零件，动手拼接装配零件快及分选机构模型，我具体直观地了解到机械系统和微机控制系统的原理、特点、设计方法，培养了理论联系实际、独立思考与分析能力和团队合作精神。机电一体化系统的设计开发，涉及机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术传感检测技术、伺服传动技术 ，是典型的学科交叉应用。所以，作为现代的机械设计制造及其自动化技术人员，务必掌握、了解除机械设计外的其他相关学科的知识，这样才能让设计的机电一体化产品迸发更强的生命力。在桥接拼装的过程中，当变换零部件、动力机构、反馈机构组合方式后，便能创造出不同的机电一体化产品。我们组合其他有些组零件基本上一样，只是一些驱动系统及控制动力系统的组合方式币一样，可是能够设计组装出不同功能的控制系统，这然我们感觉非常神奇，体会到模块化设计的先进性和方便性。通过这个组装建模过程，我们体会到在以后的设计过程中，一定会注意尽量采用通用化、标准化的零部件和相关尺寸的统一，以提高设计效率，降低设计、生产、维护成本。在整个课程设计过程中，如模型拼装、调试、测量尺寸、仿真建模、编写设计说明书，都体现了分工合作的精神。有的时候需要相互探讨和协调分歧。单凭一个人的力量，是很难把项目做好的。尤其是在实验室拼