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防恐电子挡车器设计—挡车器总体及机械系统设计说明书.doc
JX04-257@防恐电子挡车器设计—挡车器总体及机械系统设计
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机械毕业设计全套
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JX04-257@防恐电子挡车器设计—挡车器总体及机械系统设计,机械毕业设计全套
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南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )前期工作材料 学生姓名 : 曹啸 学 号： 0501510114 系 部 : 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 : 防恐电子挡车器设计 挡车器总体及机械系统 设计 指导教师 : 路建萍 张少文 工程师 助教 材 料 目 录 序号 名 称 数量 备 注 1 毕业设计 (论文 )选题、审题表 1 2 毕业设计 (论文 )任务书 1 3 毕业设计 (论文 )开题报告含文献综述 1 4 毕业设计 (论文 )外文资料翻译含原文 1 5 毕业设计（论文）中期检查表 1 2009 年 5 月 nts 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 曹啸 学 号： 0501510114 系 部 : 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 题 目 : 防恐电子挡车器设计 挡车器总体及机械系统 设计 指导者： 评阅者： 2009 年 6 月 路建萍 工程师 张少文 助教 nts毕业设计说明书（论文）中文摘要 在国际恐怖主义汽车炸弹等各种自杀式恐怖 袭击越发猖獗的国际环境下，为了加强对海关、机场、重要政府机关进行有效的保护，迫切需要研制出一种既具有快速性又有一定抗冲撞性的电子防恐挡车器。 本课题将对汽车挡车器的机械部分、控制部分及液压系统进行研究。 而我的主要任务是机械方面的设计。在此设计中，选用四杆机构作为挡车器的执行机构，选用液压缸作为驱动机构，采用单片机进行控制 ，分为手动跟自动控制。 通过对汽车挡车器的研究，发现挡车器设计中存在的不足，进而改进挡车器的设计，以便使挡车器更好地在智能化交通系统中发挥作用。 关键词 挡车器 防恐 机械 单片机 nts毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Design of Anti-terror Electronical Board Barrier System Design of the overran Parts and Contral System Abstract International terrorism in a car bomb and other suicide attacks have become increasingly rampant in the international environment, in order to strengthen customs, airports, important government agencies for effective protection, the urgent need for both developed a rapid and certain anti-collision block of e-terrorism Car. This issue will block vehicle cars mechanical parts, control parts and the hydraulic system for research. And my main task is to design machinery. In this design, four institutions selected as the blocks implementation of vehicle bodies, selected as a hydraulic cylinder drive mechanism, the use of single-chip control. Automotive vehicles on the blocks study found that cars block design deficiencies, thereby improving vehicle design block in order to block cars in the intelligent device to better play its role in the transport system. Key words Car block Terrorism Machinery Single-chip nts 南 京 理 工 大 学 毕业设计（论文）任务书 系 部 ： 机械工程 系 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 曹啸 学 号： 0501510114 设计 (论文 )题目 ： 防恐电子挡车器设计 挡车器总体及机械系统 设计 起 迄 日 期 : 2009 年 3 月 09 日 6 月 14 日 设计 (论文 )地点 : 南京理工大学 泰州科技学院 指 导 教 师 : 路建萍 张少文 专业 负责 人 : 龚光容 发任务书日期 : 2009 年 2 月 26 日 nts 任务书填写要求 1毕业设计 （论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经 学生所在专业 的负责人 审查、学院（系）领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及学院（系）主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“学院（系）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号（ 2000 级为 10位数），不能只写最后 2 位或 1 位数字； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 GB 7714 87文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2004 年 3 月 15 日”或“ 2004-03-15”。 nts 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 本课题拟设计 一种刚性挡车器，在重点进行抗冲撞设计的同时，充分发挥计算机控制技术的优势，实现系统的自动控制 。 要求学生在对 刚性挡车器的工作条件和功能 需求作出认真分析的基础上，做好 挡车器总体方案设计及机械 系统的详细设计 。 通过这一 典型机电一体化产品 的开发 设计 ，培养 学生 综合运用所学 专业 知识设计开发新产品及 解决工程实际问题的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本课题要求学生在对刚性挡车器的工作 条件和功能需求作出认真分析的基础上，做好挡车器总体方案设计及机械 系统 的详细设计。 具体内容及要求如下： （ 1）调查研究、查阅及翻译文献资料，撰写开题报告； （ 2） 挡车器工作条件及功能需求分析 ； （ 3）总体 方案 设计与计算 ； （ 4）机械 系统的详细设计 ； （ 5）文档整理、撰写毕业设计说明书及使用说明书。 相关设计技术条件及 要求如下： （ 1） 路幅宽 ： 5 米 ； （ 2）极限冲击力： 1000KN； （ 3） 动作时间： 10s； （ 4） 控制核心：单片机； （ 5） 控制方式：现场按钮控制、中央计算机集中控制、地感应智能控制 。 nts 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： （ 1）资料翻译 译文 及开题报告 ； （ 2）总体方案设计 与 计算 ； （ 3） 机械系统 总 装配图、关键零 部 件 的 详细设计图 ； （ 4） 毕业设计说明书及使用说明书 。 4主要参考文献： 1 张俊谟 .单片机中级教程 原理与应用 M.第 二 版 ,北京 :北京航空航天大学出版社 ,2006. 2 孙桓 ,陈作模 ,葛文杰 .机械原理 M.第七版 ,北京 :高等教育出版社 ,2006. 3 濮良贵 ,纪名刚 .机械设计 M.第八版 ,北京 :高等教育 出版社 ,2006. 4 尹志强 .机电一体化系统设计课程设计指导书 M.北京 :机械工业出版社 ,2007. 5 左建民 .液压与气压传动 M.北京 :机械工业出版社 ,2007. 6 梁景凯 ,盖玉先 .机电一体化技术与系统 M.北京 :机械工业出版社 ,2007. 7 张立勋 ,黄筱调 ,王亮 .机电一体化系统设计 M.北京 :机械工业出版社 ,2006. 8 江思敏 ,姚鹏翼 ,胡荣 ,等 .Protel 电路设计教程 M.北京 :清华大学出版社，2002. 9 刘朝儒 ,吴志军 ,高政一 ,等 .机械制图 M.第五版 ,北京 :高等教育 出版社， 2006. 10 成大先 .机械设计手册 (第 5 卷 )M. 第 三 版 .北京： 化学 工业 出版社 ,2000. nts 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2009 年 3 月 9 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 22 日 3 月 23 日 4 月 12 日 4 月 13 日 5 月 10 日 5 月 11 日 5 月 31 日 6 月 1 日 6 月 7 日 6 月 8 日 6 月 14 日 接受毕业设计任务，熟 悉毕业设计要求 ； 查阅资料，完成外文资料翻译工作。 撰写开题报告及文献综述。 功能需求分析，总体方案 设计 与计算 。 机械系统设计 。 关键零部件详细设计 。 文档整理、撰写毕业设计说明书。 准备论文答辩 。 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 学院（系）意见： 院（系）领导： 年 月 日 nts南京理工大学泰州科技学院 本科生毕业设计（论文）选题、审题表 系 部 机械工程系 指导 教师 姓 名 路建萍 张少文 专业技术职 务 工程师 助教 课题名称 防恐电子挡车器设计 挡车器总体及机械系统设计 适用专业 机械工程及自动化 课题性质 A B C D E 课题来源 A B C D 课题预计 工作量大小 大 适中 小 课题预计 难易程度 难 适中 易 课题简介 目前市场上流行的挡杆类挡车器注重状态切换的快速性但忽视系统抗冲撞能力，只能作为一种意念上的关卡。在国际恐怖主义汽车炸弹等各种自杀式恐怖袭击越发猖獗的国际环境下，为了加强对海关、机场、重要政府机关进行有效的保护，迫切需要研制出一种既具有快速性又有一定抗冲撞性的电子防恐挡车器。 本课题拟设定一种刚性挡车器，在重点进行抗冲撞设计的同时，充分发挥计算机控制技术的优势，实现系统的自动控制。其设计成果可望形成一种有实用价值的现代化防恐设备。 课题应完成的任务和对学生的要求 设汁任务： 1总体方案设计与计算； 2机械系统设计的装配图； 3关键零件设计，并编写出相应零件的 加工程序。 知识要求：具备机械原理与机械零件设计、机电一体化、数控技术等专业知识，掌握 AutoCAD、 Pro/E 等机械设计软件 ,有较好的结构设计的能力。 所在专业审定意见： 专业负责人 (签名 )： 年 月 日 本课题由 曹 啸 同学选定，学号： 0501510114 注： 1该表由指导教师填写，经所在专业负责人签名后生效，作为该专业学生毕业设计（论文）选题使用； 2有关内容的填写见背面的 填表说明 ，并在表中相应栏内打“ ”； 3课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。 nts 填 表 说 明 1 该表的填写只针对 1 名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由 2名及 2 名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏中说明。 2 “ 课题性质” 一栏： A产品设计； B工程技术研究； C软件开发 ； D研究论文或调研报告； E其它。 3 “课题来源” 一栏： A自然（社会）科学基金与省（部）、市级以上科研课题； B企、事业单位委托课题； C校、院（系）级基金课题； D自拟课题。 4 “课题简介” 一栏： 主要指该课题的背景介绍、理论意义或实用价值。 nts南京理工大学泰州科技学院 毕业设计（论文）评语 学生姓名： 曹 啸 班级、学号 ： 0501510114 题 目： 防 恐电子挡车器设计 挡车器总体及机械系统设计 综合成绩： 指导者评语： 该生 在对刚性挡车器的工作条件和功能 需求作出认真分析的基础上，确定了 挡车器 的总体方案，并对 机械 系统 的传动装置和驱动装置进行了 详细设计 ， 达到了 “ 毕业设计 （论文）任务书”的 要求 ，具有一定的实用价值和 创新性。该论文 内容完整， 论述详尽 ， 计算正确 ，全文打印格式 规范 ，图表符合要求 ， 但 尚 存在对科研资料查阅较少，对国内外现状了解欠深入等问题 。 该生具备较强的独立工作能力，工作态度认真，作风严谨。 建议成绩评定为优秀 ，同意 该生 提交答辩。 指导者 (签字 )： 2009 年 5 月 10 日 nts毕业设计（论文）评语 评阅者评语： 评阅者 (签字 )： 年 月 日 答辩委员会（小组）评语： 答辩委员会（小组）负责人 (签字 )： 年 月 日 nts南京理工大学泰州科技学院 学生毕业设计（论文）中期检查表 学生姓名 曹啸 学 号 0501510114 指导教师 路建萍 张少文 选题情况 课题名称 防恐电子挡车器设计 挡车器总体及机械系统设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 无 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期成绩评定： 良 所在专业 意见： 学习态度主动认真，积极参加集中指导和问题讨论，能按进度要求完成设计任务。 负责人： 2009 年 4 月 1 日 nts 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 曹啸 学 号： 0501510114 外文出处： 49CFR Ch.V , Federal Motor Vehicle Safety StandardsS. DOT , 1968. 附 件： 1.外文资料翻译译文； 2.外文原文。 指导教师评语： 该译文大体正确地表达了原文意思，叙述条理清楚，语句通顺，翻译质量达到规定的要求，个别专业术语译文不够准确。 签名： 2009 年 3 月 18 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) nts 2 附件 1：外文资料翻译译文 美国交通部国家 公路交通安全 管理 标准 S4.2 挡风玻璃清洗系统 . S4.2.1 每 辆 乘用车挡风玻璃 的 清洗系统 应 符合汽车工程师协会推荐实践 的J942 客运汽车挡风玻璃 的 清洗系统 。 1965 年 11 月 ，但参考以有效消灭模式界定在SAE 的 J903 ，应删去第 3.1.2 段 中 3.1 汽车工程师协会推荐的实践 的 J942，并在地区 设立 按照 S 项 汽车安全标准 104 号应插入 取而 代之。 S4.2.2 每 辆 多用途客运 、 汽车 、 卡车和巴士 必 须有一个挡风玻璃 的 清洗系统，以满足汽车 要求 工程师协会推荐实践 的 J942。 1965 年 11 月 ，提到的有效地消灭模式界定汽车工程学会 J903 ， 第 3.1.2 在第 3.1 段汽车工程师协会推荐的做法 J942应予以删除 ， 由制造商为挡风玻璃的模式设计外部擦拭系统 ， 表面的挡风玻璃玻璃应列入代替 。 36,法国 22902 ,12 月 2 日 ,1971 年，修订 58 法国 13023 ,1993 年3 月 9 日 ,60,法国 13643,3 月 14 日， 1995 年 63,法国 5.1 万 ,1998 年 9 月 24 日 液压和电动刹车系统 . 一 .范围 .本标准规定 ， 要求液压和电服务刹车系统以及相 关 的停车制动系统。 二 .目的 .这样做的目的是在正常和紧急 的 情况条件 下 保证安全的制动性能。 三 .应用程序 .本标准适用 于 水力，车辆刹车 以及 GVWR 大于 3500 公斤（ 7716磅） 。 本标准适用 于 水力，乘客汽车 刹车的 制造 。 2000 年 9 月 1 日前 ，适用于 水力，多用途客运车辆 刹车 ，卡车和公共汽车与 GVWR 的 3500 公斤或更低的制造 。 2002 年9 月 1 日前 ， 在选择制造商 的 客车制造 时， 多用途客车刹车汽车， 卡 车和公共汽车的 GVWR 或少于 3500 公斤（ 7716 英镑） ， 2002 年 9 月 1 号 之前 的 制造可满足美国联邦机动车第 135 号轻型车辆制动系统安全标准 。 防抱死制动系统或澳大利亚统计局指 定的 部分服务刹车系统自动控制程度转轮 的 制动滑移方式： （ 1）遥感的速度 等于 车轮 的 自转角速度 。 （ 2）信号传输方面率的车轮角轮换一个或多个控制装置解读这些信号并产生控制输出信号 的反应。 nts 3 （ 3）这些传输控制信号 由 一个或一个以上的调制器 组成， 其中调整制动驱动 是针对这些信号 的。 备份系统是指部分服务制动系统，如泵能够自动供应能源 ， 如果一个主要动力制动来源失败 ，那么备份也会失败。 制动功率协助单位是指装置安装在液压制动系统 ,降低了运营商需要努力到开动的系统 ， 如果不能实行 ，它也 并不妨碍运营商从车辆制动 取得 一个继续适用于 机动 力制动控制服务 。 制动装置是指设备安装在刹车系统，提供所需的能源开动了刹车， 直接或间接 的 通过一个辅助装置，以运营商行动 的 组成调节能源的应用水平 ，直接 控制轮指车轮而转动程度车轮滑移是 等 感觉到 的 ，无论在 车 轮或半轴车轮 传送一个或多个 相应的调制器信号调整 该轮的 制动驱动力量。每一个调制器 还可以 调整制动驱动力量 与 其他车轮在 同 一轴或在同一车轴设置 相同的响应信 号。电动汽车是指发动机车辆采用了电马达利用电流充电蓄电池，燃料电池，或其它便携式电器的来源 。 目前，其中 包括 动力源设计 ， 充电电池和部件。电驱动服务刹车服务手段，利用刹车电机能源开动的基础刹车 。 液压制动系统是指系统采用液压油作为一种媒介传递力量服 务制动控制服务制动器，并有可能纳入制动功率协助单位，或刹车动力装置。间接控制是指轮车轮上 不能感觉到 一定程度的轮换车轮滑移，但 这种 调制器的防抱死制动系统 能够 调整其制动驱动部队响应信号从一个或更多的感觉到车轮。初始制动温度是指最热的车轴车辆 的平均气温 ， 服务刹车 0.2 英里 内的 任何刹车。 轻载车重量是指： （一） 车辆与 GVWR 的 一 万磅或更少，卸下车 辆 重量 再 加 400 磅。（包括司机和仪器仪表） （二） 对于车辆与 GVWR 更大超过 10,000 磅。卸下车 辆 重量 再 加 500 磅 。 （包括司机和仪器仪表） （三） 家庭汽车是指机动车辆与动力，目的是提供 临时住房，存在至少下列四个设施：做饭 ， 冷藏或冰包装盒 ， 厕所 ， 加热和或空气调节一个饮用水供水系统包括一个水龙头和一个和一个单独的 110 至 125伏电力电源供应器或液化天然气 的 供应。 （四） 停车机制手段的一个 由 部分或子系统的驱动列车该锁的驱动器组成 的。火车传输控制是放置在一个停车或其他渔具的立场和点火 ， 关键是删除。山顶或摩擦系数的 PFC 手段的比率最高值制动测试车轮纵向力 ,同时，以垂直力发生前四轮锁死，如制动力矩是在逐步增加 的 。压力部分是指制动系统的组成部分，包含制动nts 4 系统和控制流体 和 感官的流体压力。再生制动系统或苏格兰皇家银行是指电力系统是安装在一个 回收 电动车 内 ，或动能消退，并使用电动机推进作为缓凝剂部分制动的电动车返回到电能推进电池或消 耗 电能。防滑一些手段摩擦阻力一个按照美国社会测试和材料（美国 ASTM）测量路面方法 。 （五） 仰 止 制动减速 是指 一辆汽车从一个更高的参考速度 或 较低的 大于零的参考速度 。 停止手段制止产生从应用二百磅武力在服务上制动控制在 0.08 秒 。 斯普利特服务制动系统是指制动系统组成的两个或两个以上的驱动子系统由一个单一的控制设计 所控制 ，使一个单一的失败任何子系统（如渗漏型没有压力 的组成部分水工结构子系统除外失败的住房是共同的两个或两个以上的子系统 ， 电失败的一个电动子系统）不损害任何行动 的 其他子系统。 （六） 刹 车距离是指搭乘一辆车的制动控制该点的车辆达到 的 一个距离。 （七） 串联轴是指一组两个或车轴放在更加密切的安排一个在后面的其他与中心相邻线车轴不超过 72 英寸远。 （八） 变配料制动系统是指一个系统 在车轴 自动调整制动力量 ， 以补偿静态车辆轮轴装货或动态 车辆轮轴装货 的重量转移在车轴之间的减速。车轮锁死意味着百分之百的车轮滑。 五 要求 . S5.1 服务刹车系统 .每辆 车 应配备一个服务制动系统 ，对所有车轮都采取 行动 。磨损的制动的服务，应当为制度自动调整 的手段给予赔偿 。每 辆客 车和每一 辆多用途客运汽车 、 卡车 、 公共汽车的 GVWR 的 一 万英镑或更少，须能会议要求S5.1.1 ,S5.1.6 通过的条件下 ， 根据测试的程序和序列规定七。每一辆校车与 GVWR大于 100 万英镑应能够满足要求 S5.1.1 通过 S5.1.5 的条件下 。 明六时，根据测试的程序和序列规定七。每 辆 多用途客车，卡车，公共汽车和（除一辆校车）以 GVWR大于一万英镑须能会议要求 S5.1.1 ， S5.1.2 ，并 在 S5.1.3 的条件下 。 当测试按照程序，并在序中规定 。如果车辆是无法实现的速度 指明 S5.1.1, S5.1.2,S5.1.3,或 S5.1.6,其服务刹车系统须能制止车辆从多重的五英里每小时的 4 至八英里每小时不到的速度达到 2 英里的距离内不超过相应的距离。如果车辆无法实现速度指明S5.1.4 在规定的时间或距离间隔规定，应 在 测试的最高速度达到在规定的时间或距离指定的时间间隔 内 。 S5.1.1 刹 车距离 . nts 5 （一） 刹车系统须能阻止每辆有 GVWR 不到八千磅，每一辆校车与 1 GVWR 之间进行 8000 英镑和 1 万英镑 的 四个效力试验 。 （二）服务刹车系统须能停止每辆有 1GVWR 之间 8000 磅和 1 万英镑以外的校车在三个效益的试验距离和速度指定在 S ， S ， 并 S 。 （三）服务制动器须能停止每辆有 GVWR 更大的超过 10,000 磅两名效力试验的距离内指明 S和 S的速度 。每一辆校车与 GVWR应 大于 10000英镑，1996 年 1 月 12 日之前生产，一九九九年三月一日，并 且 配备了防抱死制动系统，而不是第一 个 有效性检验的规定 。 每一辆校车与 GVWR 大于 1 万磅 的 制造 ,99 年 3月 1 日应能够满足要求 ，在通过 S5.1.1S5.1.5 条件下 ， 根据测试的程序和序列规定七。 S.在第一 个 效力试验 中 ，车辆须能阻止 30 英里每小时 到 60 英里范围内相应的距离。 S.在第二成效测试 中， 每辆有 GVWR 或 1 万英镑以下，每所学校巴士与GVWR 大于 10000 英镑须能阻止从 30 英里每小时 到 60 英里每小时 的 每一辆车。如果可达到的速度在 2 英里 而且不 超过 84 英里，客运车或其他车辆与 GVWR 10,000 英镑或更少也应能停止从 80 英里每小时相应的范围内距离 ， 在第三 个 有效性检验车辆须能阻止轻载车辆 的 重量从 60 英里范围内相应的距离 。 在第四成效测试 中 ，车辆 重 GVWR 10,000 英镑或更少，须能阻止来自 30 到 60 英里每小时相应的范围内的 距离 ， 如果速度达到 2英里 且不 超过 84英里，轿车或其他车辆的 GVWR少于 10,000磅或更少，也应能阻止从 80 英里每小时内指定 的 相的距离 。 如果速度达到 2 英里而且 不低于 99 英里 。 对于一个电动车，速度达到 2 英里决 定 与电池的充电状态不少于百分之九十五 。 S5.1.2 部分失 效 . S 车辆制造一个刹车 服务 系统，一旦发生破裂或泄漏 ，系统将失效。这是常见的两个或两个以上的子系统 ， 余下的部分的服务制 动系统应继续操作 。 S 在车辆无法制造 分离 与制动系统服务 时 ，在任何一个泄漏故障类型的组成部分 中，车辆的 服务制动系统应 为 经营服务制动控制，能阻止连续 10 次从60 英里范围内相应的距离 。 附件 2：外文原文 （复印件） nts 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 曹啸 学 号： 0501510114 专 业 ： 机械工程及 自动化 设计 (论文 )题目 ： 防恐电子挡车器设计 挡 车 器 总 体 及 机 械 系 统 设 计 指 导 教 师 : 路建萍 张少文 2009 年 3 月 22 日 nts 2 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指 导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇 科技论文的信息量，一般一本 参考书最多 相当于三篇科技论文的信息量 （不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间 表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009-03-15”。 nts 3 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 摘要 本文归纳了智能交通系统 (ITs)中最基本、也是最重要的防恐电子挡车器部分的研究技术。 介绍了设计课题研究的意义；阐述了目前挡车器机械系统的几种设计技术 ，其中包括四杆机构的原理及应用，伺服驱动系统以及液压驱动 ， 最后 总结了应用 在高档住宅内的 挡车器的控 制系统的 硬件及软件设计 。 关键词 挡车器 防恐 智能 机械 1 设计课题研究的意义 近年来，交通运输事业发展迅速，将电子信息技术引入，便产生了智能交通系统 (ITS一 InielligentTransportationSystem)。 ITS是将先进的信息处理技术、数据通信技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效综合运用于整个运输管理体系，从而建立起大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高速的运输综合管理系统。 目前市场上流行的挡杆类挡车器注重状态切换的快速性但忽视系统抗冲撞能力，只能作为一种意念上 的关卡。在国际恐怖主义汽车炸弹等各种自杀式恐怖袭击越发猖獗的国际环境下，为了加强对海关、机场、重要政府机关进行有效的保护，迫切需要研制出一种既具有快速性又有一定抗冲撞性的电子防恐挡车器 轨道交通列车的质量大、惯性大 ,而轮轨间摩擦力较小 ,故在线路末端设置挡车器等防设备是一项十分必要的被动性安全措施 1。 2 挡车器机械系统的设计技术 2.1 四杆机构 （ 1）曲柄摇杆机构 铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个为曲柄，另一个为摇杆，则称其为曲柄摇杆机构。在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件时 ，可将曲柄的连续运动 转变为摇杆的往复摆动；若以摇杆为原动件时，可将摇杆的摆动转变为曲柄的整周运动。 如图 1所示的雷nts 4 达天线俯仰搜索机构。 图 1 雷达天线俯仰搜索机构 （ 2）曲柄滑块机构 曲柄滑块机构是由四杆机构的基本形式演化而来的。机构的演化，不仅是为了满足运 动方面的要求，还往往是为了改善受力状况以及满足结构上的需要。如 图 2所示的自卸卡车车厢的举升机构 ABC为例，其中摇杆 3为油缸，用压力油推动活塞使车厢翻转。 图 2 自卸卡车车厢的举升机构 （ 3）死点 当连杆与 从动曲柄共线时，机 构的传动角为零，这时主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，因此出现了不能使构件转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点。为了使机构能够顺利地通过死点而正常运转，必须采取适当的措施，如可采用将两组以上的相同机构组合使用，而使各组机构的死点相互错开排列的方法，也可采用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用闯过死点，等等。 nts 5 （ 4）平面四杆机构的设计方法 （ a） 作图法：对于四杆机构来说，当其铰链中心位置确定后，各杆的长度也就确定了。用作图法进行设计，就是利用各铰链之间相对运动的关系 ，通过作图确定各铰链的位置 ，从而定出各杆的长度。 （ b） 解析法：首先建立包含机构各尺度参数和运动变量在内的解析式，然后根据已知的运动变量求机构的尺度参数 2， 3。 2.2 伺服驱动系统 2.2.1 步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号 ,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角” ）， 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以 作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差的特点广泛应用于各种开环控制现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（ VR）、永磁式步进电机（ PM）、混合式步进电机（ HB）和单相式步进电机等。 步进电机的 特点 如下： （ 1） 一般步进电机的精度为步进角的 30%-80%，且不累积。 （ 2） 步进电机外表温度在 80 -90 完全正常。 （ 3）步进电机的力矩会随转速的升高而下降。 （ 4）当步进电机转动时 ,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势，频越高 ,反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率 或速度的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 （ 5）步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫声4， 5。 2.2.2 直流伺服电机 （ 1）工作原理 ： 通过电刷和换向器的共同作用，使得同磁极下的导体边流过的电流方向不变，导体 受力方向不变，进而产生方向恒定的电磁转矩，使电机连续转动。 nts 6 （ 2） 直流伺服电机的特点 如下： （ a） 稳定性好。直流伺服电机具有下垂的机械性，能在较宽的调速范围内稳定运行。 （ b） 可控性好。直流伺服电机具有线性的调节特性，能使转速正比于控制电压的大小；转 向取决于控制电压的极性；控制电压为零时，转子惯性很小，能立即停止。 （ c） 响应迅速。直流伺服电机具有较大的起动转矩和较小的转动惯量，在控制信号增加、减小或消失的瞬间，直流伺服电机能快速起动、快速增速、快速减速和快速停止。 （ d） 控制功率低，损耗小。 （ e） 转矩大。直流伺服电机广泛应用在宽调速系统和精确位置控制系统中，其输出功率一般为 1 600W，也有达数千瓦。电压有 6V、 9V、 12V、 24V、 27V、 48V、 110V、 220V等。转速可达 1500 1600r/min6 8。 2.2.3 交流伺服电机 (1) 工作原理： 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 （ 2）交流伺服电机的特点 （ a） 无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。 （ b） 定子绕组散热比较方便。 （ c） 惯量小，易于提高系统的快速性。 （ d） 适应于高速大力矩工作状态。 （ e） 同功率下有较小的体积和重量 9， 10。 2.3 液压驱动 （ 1）工作原理 液压缓冲器由一个能储存大容量液压油的缸体 ,一个具有气室和油室的主活塞和缸头组成。主活塞的气室和油室之间有一个隔离活塞 ,分隔氮气和液压油 ,当缸头受到撞击以后 ,主活塞被撞入缸筒体 ,将缸筒内的液压油通过阻尼孔压入主活塞的油室内 ,并隔离推动游动活塞向油缸头方向运动 ,使得气室内的氮气受压缩呈高压气体。主活塞的复位是靠高压氮气的压力推动隔离活塞将油室内的液压油推回缸体内。此外 ,该液压缓冲器可根据要求的吸收能量的不同 ,有多种规格可以选用。 nts 7 （ 2）液压驱动的优点 液压缓冲挡车器不仅可有很高的制动力 ,而且对车 辆的损害降至最低 ,由于制动力均匀 ,故能对车辆起到一定的保护作用 11， 12 。 3 挡车器控制系统的设计 技术 3.1 硬件系统的设计 技术 以 AB公司 Micrologix1000用 PLC所设计的自动挡车器 为例： (l)高速公路通行自动收费系统的硬件由入 /出口车道设备组成。沁出口车道由自动挡车器，感应线圈检测器，显示器，交通灯，终端设备等组成。 (2)挡车器与门卫计算机间的接口电路包括检测电路、监测电路、控制电路、保护电路和外围接口电路 ，挡车器的硬件控制系统如图 3所示 13。 图 3 挡车器的硬件控制系统 3.2 软件系统的设计 AB公司 Micrologix1000用 PLC所设计的自动挡车器 根据 其 功能画出其系统流程图如图 4所示。在升杆和落杆的过程中 ,若出现故障则进行故障报警输出 ,报警指示灯亮。在进行软件编程之前 ,应该进行 I/O变量的分配 14。 nts 8 图 4 挡车器的系统流程图 4 结语 本文所研制的是一个既具有经济性又有可靠性的汽车挡车装置，系统功能全 ， 操作简便 ， 运行稳定、可靠 ， 进行了稳定可靠的硬件设计同时也进行了软件的设计。 在当今不断发生暴力恐怖等恶劣的条件环境下，进一步研究处理好挡车器 , 研 究开发出新型的防恐电子挡车器已是燃眉之急。鉴与在目前常见的挡车器的结构与特点上，造出新的挡车器，在功能上更强大，在结构外观上更加突出。为建立更
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