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9张CAD图纸与说明书全套资料 一种 电控式防 撞车 电动 栏杆 设计 CAD 图纸 说明书 全套 资料

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商 丘 工学院2015-JXLW专业代码-编号本科毕业论文（设计） 一种电控式防撞车电动栏杆的设计 学 院小三号黑体居中（下同）专 业学 号学生姓名指导教师提交日期年 月 日II诚信承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业论文（设计）作者签名：年月日37摘要本文介绍了电子控制的防撞车电动栏杆的开发设计一个电子控制的机动车碰撞栏杆整体设计及传动部分的设计原那么电子控制电动轨道车事故的设计和分析，确定总体方案，绘制电动车辆碰撞类型电动栏杆的设计和内容的传动部件整体结构设计，机械制图，整体计算及传动部分，结论和建议的结构设计。通过这次毕业设计，从滚珠丝杠之电动机的需求正在发射功率，滚珠丝杆升降机控制栏杆，提高劳动生产率和生产自动化的整体结构将主要生产力量。本论文研究内容：(1) 一种电控式防撞车电动栏杆的设计总体设计。(2) 一种电控式防撞车电动栏杆的设计工作性能分析。(3)电动机的选择。(4) 一种电控式防撞车电动栏杆的设计总体及传动部分的传动系统、执行部件。(5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。关键词：一种电控式防撞车电动栏杆的设计，传动设计，结构设计AbstractThis paper describes a development of electronically controlled electric fence bumper car design An electronically controlled motor vehicle crash railing overall design and transmission parts design principles An electronically controlled electric rail car crash design and analysis to determine the overall program, drawing An electrically controlled vehicle collision type electric fence design and overall structural design of transmission parts content contained mechanical drawings, the overall calculation and transmission parts, and structural design of conclusions and recommendations.Through this graduation design, the whole structure will mainly produce power from the electric motor is transmitted to the power requirements of the ball screw, ball screw lift control railings, improve labor productivity and production automation.Contents of this paper:(1) An electronically controlled electric fence bumper car design overall design.(2) Properties of a design of electronically controlled electric fence car crash analysis.(3) Select the motor.(4) The overall design Train of a vehicle collision electronically controlled electric fence and transmission section, execution unit.(5) Calculation of design parts design analysis and verification.(6) to draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important parts of the design part of the part drawing.Key Words：one electronically controlled electric fence bumper car design, transmission design, structural design目 录第1章 绪论11.1 电动栏杆的现状11.2本课题的研究意义11.3 电动栏杆机发展前景2第2章 电动栏杆总体方案设计62.1 驱动方式的确定62.3 传动方式的选择72.4 平衡方式的确定7第3章 电动栏杆机械系统的设计93.1臂部的形状结构设计93.2 臂部驱动参数的计算103.3 臂部传动参数计算14第4章 平衡设计184.1 弹簧的受力分析184.2 弹簧的设计计算21第5章 控制电路的设计335.1 引言335.2 系统整体方案设计335.2.1 电机驱动器L298控制直流减速电机部分335.2.2 检测电路的设计345.2.3 显示单元的设计355.2.4 数字钟电路355.3 软件设计365.3.1 显示模块子程序375.3.2 按键识别报警子程序37结束语38致 谢39参考文献40第1章 绪论1.1 电动栏杆的现状我们随处都可看见在小区入口，安保入口，停车入口都能看到自动上升和下降的的电动栏杆，这是对电围栏。工作人员在收费站相当容易的工作加力发明中，他们只需要一个开关，可以自由检查电动栏杆，然后如前升降由车辆控制，而不需要手动处理障碍的时间和税收的浪费。随着城市化进程的加快，中国的基础设施和住房，越来越多的有通过增加停车栏杆的数量所抵消。汽车碰撞功能加力：大于15被覆盖水平臂角度的范围内栏杆，如果在感应线圈面积栏杆臂车辆会自动防止向上失事车。必要性：自动泊车极，因为频繁使用会不同程度的损害，从而影响自己的生活。其中碰撞要求需要越来越多的得到解决。不要紧，什么样的停车场入口有电围栏，电围栏不仅适合用于停放几个小区门口公寓门口。其中，以解决在顺序的日益严重的问题的影响，有必要增加使用寿命，服务更好，更长我们。1.2本课题的研究意义近年来，随着经济的发展，加快中国的城市化水平，提高人民的生活水平，汽车的数量正在增加。截至2003年底，中国私人汽车保有量为12427672。其中，私人汽车4890387，1462441的增幅与2002年相比，42.7的增加。随着汽车数量的整体经济发展的显着增加，停车场的交通基础设施的一部分，停车场的设计不仅合理地解决城市交通量的城市，这也收费区的安全和增强的正常运行的一个重要部分。为了保证技术的发展，社会的文明和人民谁已经不能达到传统停车场管理，更安全，更高效的停车场门系统和人员，住房屏障驾乘人员的安全进展。劲量的工作原理：围栏系统通过驱动发动机控制，然后靠制度或机制上要慢于栏杆发动机运转在垂直和横向摆动之间的循环。电动栏杆应该有一个自锁，反馈，保护等功能，并已与多家配套设备的接口。销赃的生产要求目前会议，研究完成电围栏，我们的目标是为客户提供优质，稳定的性能，降低生产成本，等等。在今天的整个行业，对产品质量，提高生产效率，以越来越多的公司，同时也注重自动化和半自动化生产工艺，电围栏的自动化生产线最热的成员，逐渐建立认可和更多的公司。劲量是现代化生产的必然产物，技术水平和应用水平在一定程度上反映了一个国家的自动化程度。它是用于自动化技术的装置为了按照预定的要求，制造自动化操作，促进了生产的进一步发展起着重要的作用。给电围栏强大的生命力更有吸引力，越来越多的受到人们的广泛欢迎和赞赏。高校年前了。在这四年里，我不仅学到他们所需要的知识，也能提高自己的技能。但毕竟，我们学到了很多东西都是本本只有理论知识，与实际之间显然有很大的差距。通过这最后的项目，我了解到自己的理论知识更好地实践起来，这我心里能发挥这么多年来，还学会了知识的综合应用，即使是在同一时间铺设要为自己未来的职业生涯打下良好的基础我。毕业是在这个毕业设计的大学课程的最关键的部分，我喜欢能够灵活地运用所学知识体系，提高自己的分析和解决问题的能力，养成认真，严谨的作风和学会工作的艰辛，细致，严谨的治学态度。同时，也让自己更有经验的师傅“现在怎么样了国家技术信息和文档”，并学会从调查，搜集，整理更有价值的数据，同时保持同类产品的优点的同时，采用新技术，新工艺，新信息，新材料，大胆创新，弥补了同类产品的缺点，使产品更趋于合理，更先进，更优化，更多的价值和良好的经济表现要。1.3 电动栏杆机发展前景电动栏杆机在道路，桥梁，隧道，港口，场区的禁行管理大规模使用的设备小型机电一体化的有机结合，机械，电气，控制。其被设计为产品倍的寿命的功率消耗的技术水平电动栏杆系统，可靠性很大的影响，这样的设计和时代的发展，所讨论的测试，必须具有足够的技术设计的理论依据。有了这个电动栏杆机可以降低员工的劳动强度，减少劳动时间服务人员，以防止车辆效率的提高，也发生碰撞拥挤的车辆，可避免手工操作，因为它会导致意外事故不当减少人与人之间的摩擦和冲突，促进社会和谐进步。现代化的管理系统总结了智能电围栏电围栏是车辆费用和设备的自动化管理。电围栏，集中管理下，定位于完全高科技电脑机电一体化产品。感应卡智能设备记录车辆的访问和持卡人信息，通过提供有关的操作信息，通过传输的，并且他的感应卡为载体，IC卡及身份证（2卡电围栏最新的艺术和是兼容的），字符显示，音频广播和时间计费，确定用于实现车辆管理头，以便确定该信号，其他人机界面能够转换成人工.现代化的管理系统总结了智能电围栏电围栏是车辆费用和设备的自动化管理。电围栏，集中管理下，定位于完全高科技电脑机电一体化产品。感应卡智能设备记录车辆的访问和持卡人信息，通过提供有关的操作信息，通过传输的，并且他的感应卡为载体，IC卡及身份证（2卡电围栏最新的技术，并兼容），字符显示，以识别信号来实现音频广播和时间充电，判断，除了人机界面可以转换到成年工人，车辆管理头。首先，一个理想的电栅栏电围栏，像电栅栏更加智能化和人性化，而不是简单地提供一个停车场，通过引进现代技术和现代管理的理念。理想的电围栏是这样的：1，当停车信息将自动为我发动了车子，向下传递到我的手机和车载导航设备，读我的方式后，到达目标电栅栏第一网上查询，停车位，可以预订预约，你可以在天空空间。2电围栏下去，很少或根本没有管理，在服务水平和效率快速存取，支付电子自助服务，您将无法停止大大提高。3，为再次引导电栅栏的内部的明确指示，而转上的电栅栏的内部的光，并且以加速易于使用的交通中，为了节约能源，人们雅自动空的空间，以改善取决于流动的汽车照明已经告诉我的。4，我找了一辆车，当我想保持电围栏，可以很容易地找到我的车，机动车的位置后停放的车辆，您的这款车真正的照片到移动电话，可以看到，可以使用触摸屏或移动电话来实施。5，另外，在我的无水洗车的汽车完成了最新的汽车的照片，停车在专家的我的差距上门洗车服务，预约购物和工作，以确保在空格后，你可以用手机查询我的手机。愿意实现上述目的，并没有大量的技术难题，北京紫系统已经实现了大部分的技术能力，以充分意识到这一点，并且难度如下。电围栏，以运行网络，必须改进先进的智能管理引导司机文明逐渐的质量，或再先进的系统不能无人操作，反向寻车完全普遍.二，国内市场的局面市场形势电围栏智能系统，因为这样的静态交通研究在国内外，在国内外，在过去这样的问题存在，市场趋势的更加智能交通落后，动态交通拥堵的发展，静态交通信号灯相对指标不位于后方，和动态交通因此道路拥堵指数的研究，还有绿波带。为了解决动态交通理论，目前国内和国外的专业发展背后静态交通，其实已经注意到，“静态和动态组合，省略，”它已成为阻碍房子的充满活力的城市交通。未来的静态和动态的市场齐名的智能交通市场的智能交通，无论是智能静态交通的市场非常大的发展前景，你需要有股票的等价物。1，国内市场目前的问题，将成为智能电动栅栏（1）公司是小而散采纳，本公司，数以千计的从业者，只有10十亿人民币的市场总份额，具有缺乏领导型的商业模式，这是任何发展的早期征兆它为市场。（2）RD投入小，同质化严重竞争，低质量的恶性竞争，收入低，没有任何开发的可能性。（3）中小型企业不支付品牌和商业信誉，重视廉价瞎玩，再次封闭公司倒闭后，为了生活，提出重，两三年短，红海竞争的结果，你扰乱市场秩序。而且，不是很少有这样的情况在成熟市场的国外，很多企业已经几十年，已经通过了保证利润，市场是高科技的专业非常先进，研发，产品，高可靠性，长寿命的投资质量，这是电围栏智能市场发展的未来方向。2，在国内市场，外资品牌虽然国外的产品和技术的成熟，但国内和国际的停车环境差别很大，国外产品可能无法满足国内需求。这样的国内大城市的人口，大规模的建筑物体，空间和更多电围栏，如间隔，电网和积极的国内人员的文明素质偏低，因此，是车辆电气安全的责任围栏，以便它可以实现智能化管理系统，停车引导，汽车，车牌识别相比之下，高速接入，多速率，如多功能停车卡要求的安全性，违背了搜索难以适应国外产品。此外，国内低廉的价格高出国外价格，竞争力下降。因此，国外产品在国内的市场并不大。国外的产品和技术带到中国，也有一定的积极作用，以促进技术交流带来的一些先进技术和管理理念，促进国内产品部分出口。有基本上没有不利影响。三，智能电动栏杆市场正在增长在智能20年以上，停车国内市场，到2000年初期，我们会从国外的技术学习，克服了技术难题，城市停车场也并不困难，市场能力是有限的，但你没有很多汽车和电动栅栏，车辆管理系统的主要目标，行业划分，因为习惯，智能停车场系统剩余，安防行业门禁一卡通系统是一个子系统，因为它是在汽车的安全性和安全性，它属于贵重物品。自2000年以来，特别是2005年以来的快速增长和车辆的显著降价，车辆没有任何贵重物品，从停车场是停车场，以打造诸多问题的主要冲突小无门，大将更电栅栏，停车诱导，快速进入反向搜索车了开发城市停车诱导系统，更加智能停车系统被看作是城市的一部分是先进的道路交通静态字段返回到自然公园是，属于交通运输领域，。智能停车市场的发展，超越2005年，但发展迅速。我们的品牌的开发和生产智能停车场市场高端市场已成为近几年的快速发展，从有关100分之30至50的年增长速度，专业销售，技术公司的著名它也开始了。这样的停车系统，停车诱导系统，反向寻车系统，城市停车诱导系统，这样的测试卡机，控制器，主要产品，如折扣，产品和系统，如系统的，北京紫主要的电栅栏智能全系列机，各种控制和管理软件，各类停车传感器（例如，室内停车场的超声波探头，室内可视倒车雷达，地磁室外停车场探测器，无线探测器等），各种探测器，交通等室内超声（如，获得流量检测器阵列，该阵列的户外交通地磁传感器），车牌识别器，我公司的专利有很多伟大的在产品上，若干传感器，只有少数几家公司有能力生产，但对强有力的竞争优势。大多数公司，启动这样的系统，系统制造商进行充电系统，只能作为停车场系统制造商不系统之间引导制造单个子系统产品：目前，一些诸如在这个细分市场还有一个问题，为了建立一个连接的数据接口，它加上一个难以功能需求“实现它，比二是也大。” RD，大部分中小型企业在激烈的竞争到产品的同质化投资，价格战永远是低的企业盈利，很难发展成为一个恶性循环。电围栏，除了硬件，有许多的软件服务，这是该系统。在这里，在北京为例，停车管理以及系统的各种投资和忧虑51park停车场网站的运作，除了北京的主业，这是网上查询停车位，停车位预订，月卡交易，错停车，主要是为了实现衣物保留其他功能，作为人类的各种服务的一个成员。手机客户端软件的智能手机客户端的免费下载。经过北京的业务发展成熟后，它会在其他城市。四，智能电动栅栏的发展趋势在以下几个方面智能电动栅栏发展趋势：电栅栏网络连接如图1所示，数据共享，信息孤岛，智慧停车平台，停车诱导，停车预约，自助服务电子支付建设的东西，击败了快速访问其他功能。2，停车诱导，没有车通过停车诱导系统和工作人员的疏导系统，这样的大型电围栏，电围栏的增长正在建设中，停车位十数顶部的车指导查找万人，再反向搜索的迅速普及，它在管理和客户灾难。3，服务什么的，参照国外的经验，成为一个更为程度和自动化的更高的电围栏，在到期电围栏，在过去中国的劳动力成本急剧增加，人海战术日益紧张的管理方法牙齿，而不是越来越普遍，管理员逐渐减少到无人参与服务。4，轿车等功能，搜索智能手机和移动互联网的两年中，预订停车位，移动互联网用户，以实现支付，移动电话迅速普及，网民已经固定，电话订购，电影票购买，下载优惠券，已超过了使用其他朋友有通用性，使这些应用的电动栏杆会迅速蔓延。5，增加了停车场，中国的城镇人口密度高，土地成本高，其他国家在日本和经验的光，立体车库，进出方便占地面积小，利用率高，有，其他的优势，将会得到快速发展。第2章 电动栏杆总体方案设计第2章 电动栏杆总体方案设计2.1 驱动方式的确定通常用液压，气动和电动三种方式的电动栏杆驱动5。对于驱动系统，在一般情况要求如下：（1）驱动系统本身质量轻，小的空间。（2）响应速度快，产量高，适合频繁起动，制动，正向和反向切换。（3）高安全性，低噪音，易操作和维护。液压传动装置，气动执行器和电气驱动机器人的三个主要驱动器。在理论上，一个机器人，只有一个驱动，它可以用各种方式结合起来，但不被认为事实上，为了避免能量和复杂结构的控制的不同来源，增加了设计的难易程度。（1）液压传动介质可镇压，运行平稳可靠，高定位精度和传动更容易实现自动控制的目的。由于高温性能的重创，液压油泄漏是难以克服的。（2）由压缩空气的压力驱动，以实现低粘度，易于高速，空气污染。气动元件低压，低生产要求。但要获得在压力下工作，有必要增加结构，将产生的排气声。（3）异步电机，直流电机，步进或伺服电机等电力驱动。此外，电力驱动的中等载荷，特别是对复杂的运动，轨迹严格围栏。步进电机驱动器，对于中负载，特别是对复杂的运动，轨迹严格的击剑和各种微型电动栅栏。因此选择步进电机驱动器。液压传动。它的优点是简单地在控制之下的液压驱动系统参数，和流速，变速，良好的结果，可以实现线性和旋转运动，并且维修方便。的缺点是，该液是温度变化，容易漏油，环境污染，也应该有一个单独的油分配系统很敏感的，它被广泛地应用于大的负载的系统。气动驱动器。气动执行器的优点是成本低，结构简单，良好的阻尼特性。缺点是，该系统的操作中，这是很难精确地定位，操作者必须完成的使用中介。通常比较小，精度要求不高多次以这种方式。电机驱动。步进电机，直流电机和的三种主要形式变频器，一般采用麻烦且严格控制机器人的轨迹。步进电机是由数字控制简单的控制结构，和完整的表现驱动。但由于弱过载，启动频率不高，你需要一个单独的电源，空间分辨率差，所以一般不是机器多采用此站的发射功率。本文研究了电动栏杆的设计，工作更复杂的运动轨迹，需要更高的性能监控，快速反应和打击超载更高的阻力，因为在恶劣的环境中，充满了爆炸性的雾有机溶剂，气体，防爆特殊的电围栏工作注意14。不同驱动器的广泛的比较，步进电机具有高输出的角度，步骤角只取决于电脉冲的频率和脉冲频率正比，位置，速度是更容易控制，速度范围，开始和停止以及可逆检查方便，结构简单，维修方便，可靠性好，寿命长等优点。所以，选择一个步进电机作为电动栅栏的驱动源。为了优化结构，以减轻重量，这两个度在盘臂的后部移动手腕驱动马达的自由安装地安装在悬臂本体前臂字段步进电机驱动，臂马达被安装在转盘的位于所述下侧右臂，具有安装在该壳体主体的其自己的驱动电机，减小支承框架上的负载，提高运行精度。2.3 传动方式的选择电动栏杆传输模式是线性致动器（齿轮齿条装置普通螺杆，滚珠丝杠）和一个旋转传动（齿轮链结构，所述带束结构）。（1）直线传动：旅行时间，油箱或缸直接驱动，当大行程，步进电机或伺服电机驱动器，和一个滚珠螺母成直线运动。（2）旋转传输：一个共同的齿轮机构活塞和连杆驱动机构，齿轮机构等。轻便的电动栅栏，惯性驱动，体积小，结构紧凑的传输要求，要求盘的取消，改善的位置和运动精度。球摩擦阻力小，快速移动的响应，消除了传动效率高低速时，在会议应用到一定的张力也可以消除反弹爬行现象。使机体采用齿轮采用齿轮，滚珠丝杆传动和前臂，手腕上。2.4 平衡方式的确定平衡系统的平行四边形机构被广泛应用于电动栏杆系统。操作原理是提高安装质量，和原来的部件的质量，以形成力的平衡，该系统的平衡被改变到输电网和平衡的位置。为了降低扭矩，保证手臂运动平稳，那么需要安装手臂平衡装置。平衡质量平衡机制（A），平衡（B）的弹簧力，气动和液压平衡过程（C），三种类型，如请参见图2.1。质量平衡，轻质的质量块增加侧，使人体的，以便双方以达到平衡。然而，这种方法适合于平衡的平滑运动和重心的位置没有的机制。气动和液压溢流原理，并且弹簧力平衡原理类似于其显著优点，即在汽缸中的压力平衡常数，并且不随变臂的位置，其中一个平衡缸压力可以容易地调节和控制变化。但平衡缸的制造和安装比较复杂，考虑经济和技术性质，我们决定不平衡缸。弹簧结构，对整体质量的影响不大，并不需要一个电源，应用广泛，调整安装电动栏杆线时联接到所述弹簧可以由电动栏杆线来补偿装置被调整到正确的位置8。因此，与弹簧力平衡原理，以实现臂系统的平衡。图2.1 臂部平衡方式的选择第3章 电动栏杆机械系统设计第3章 电动栏杆机械系统的设计3.1臂部的形状结构设计的外形设计应该考虑以下几个方面：首先，根据所提出的要求，工作区围栏任务，选择ARM的规模和结构;其次，选择高强度轻质材料，以降低其自身的重量，一个合理的选择臂的横截面形状，鉴于安装驱动系统，在第三，以减少负载的驱动程序，必须回减小到的臂驱动轴和偏置转矩臂和重量的转动惯量。因此，根据上述情况，以下解决方案：一个合理力和部分选择和横截面的尺寸的基础上;尝试在平衡臂的两侧，使变相功率彼此补偿，用弹簧秤的助剂。主杆结构：箱式结构，铝盒状结构。初步设计臂部形状，请参见图3.1。图3.1 臂部结构横断面示意图臂部的摆动由滚珠丝杠和丝杠螺母的摇杆相互作用来实现。臂部俯仰示意图，请参见图3.2。图3.2 臂部俯仰示意图臂部传动方式：步进电机驱动模式，马达驱动滚珠丝杠旋转相对于固定位置的水平方向中的臂，螺旋主轴螺母的旋转螺杆沿螺杆和螺母驱动臂的臂和用于俯仰基座连接部轴向运动。臂枢轴连接，所述连接图，请参见图3.3。图3.3 臂部连接示意图3.2 臂部驱动参数的计算下面开始选步进电机型号1113臂部俯仰转矩列得式子如下： （Nm） (3.1) （Nm） (3.2) （rad/s） (3.3) （Nm） (3.4) (kgm2) (3.5) (3.6)式子里， -臂部转动所需的转矩（Nm）； -臂部转动产生的惯性转矩(Nm)； -摩擦所产生的转矩(Nm)； -臂部的长度（mm），mm； -臂部材料的密度（kg/m3），kg/m3； -臂部的外宽（mm），mm； -臂部的外长（mm），mm； -臂部的内宽（mm），mm； -臂部的内高（mm），mm； -旋转中心的偏移量（mm），mm； -臂部摆动的角速度 （rad/s）； -工作速度（m/s），m/s； -启动时间（s），=0.5s； -电机安装位置，mm。假如臂部实心时质量是，相应的转动惯量是；用臂部材料充满臂部空心那部分所要的质量为，相应的转动惯量是。代入数据得： kg kg kg假设臂部内部链轮以及链条等附件质量占： kg 取kgkgm2kgm2 kgm2臂部俯下30时的转矩式： rad/sNmNmNmN任何计算都要查表，我们应该有这个习惯。按以上数据，找到对应表格14预选并设出滚珠丝杠之公称尺寸大小mm，螺旋升角。 丝杠径向工作载荷式子列得如下：N Nm图3.4是利时公司的110BYG系列混合式步进电机的技术数据。图3.4 110BYG系列混合式步进电机的技术数据我按照得出的结果数据，选了110BYG350DH-SAKRMA型号的电机，图3.5是110BYG系列型号说明。图3.5 110BYG系列混合式步进电机的型号说明110BYG系列步进电机的外形尺寸，请参见图3.6。图3.6 110BYG系列混合式步进电机的外形尺寸110BYG系列步进电机的矩频特性曲线，请参见图3.7。图3.7 110BYG350DH型电机矩频特性曲线预先设出滚珠丝杠之数据，请见下方：导程-mm；公称尺寸大小-mm；螺旋升角-。预先设出丝杠与臂部在臂部的下部200毫米处相接，那么丝杠传递之线速度式子列得如下： m/s rad/s m/s （3.7） （3.8）式（3.7）里面-滚珠丝杠之轴缘线速度，-电机转速。丝杠传递之线速度加上轴缘线速度后，得出下列式子3.7： m/s m/s把结果数据代到式子（3.8）得到电机的转速范围。r/minr/min因此选电机应考虑转速在r/min到r/min之间的。对应的电机频率是7KHZ，然后找出相应表格看到对应的电机输出转矩是9Nm，达到滚珠丝杠所要求的参数。3.3 臂部传动参数计算（1） 滚珠丝杠之传动设计标记的滚珠丝杠轴驱动的优点是在一个较小的驱动扭矩为高精度，高刚性，高速度可用，并且没有过多的间隙营养。在正，反向运动的滚珠丝杠传动站，这意味着其由一个螺杆旋转中的光盘螺母的线性运动，并与一个螺母的直线运动转变为旋转运动13倒档装置。这样的正驱动，请参见图3.8。 图3.8 丝杠支撑简图滚珠螺杆的轴向弹性变形的螺旋角具有一个重大的影响（参见图3.9）。从图中可以分析的螺旋角的轴向弹性变形而获得，在球的轴向弹性变形螺钉用螺旋角增大。在410，它是不明确的弹性位移方法;在1036，法向弹性位移从减小至，变化幅度比较大。为了使滚珠丝杠副之性能得到最大发挥，按理应当选大导程的滚珠丝杠副16。图3.9 轴向弹性变形量与螺旋升角的关系丝杠先设成以下参数： 导程-mm；公称尺寸大小-mm；螺旋升角-。（2）进行滚珠丝杠验证（a）等效轴向工作载荷 （3.9）式子里， N； N。N（b）静载荷计算 （3.10）式子里， -轴向载荷（N），变载荷时用代入，N； -静载荷硬度影响系数，； -载荷系数，轻微冲击，。代入数据得： N任何计算都要查表，我们应该有这个习惯。按以上数据，找到对应表格14得达到静载荷条件。（c）等效转速当转速于同之间发生变化的时候的式子如下， （3.11） 其中r/min；r/min。代入计算： r/min（d）寿命计算 （3.12）式子里， -寿命系数，； -工作寿命（h），普通机床，； -载荷系数，轻微冲击，； -动载荷硬度影响系数，； -短行程系数，； -转速系数，； -工作转速（r/min）,用代入，r/min。得出以下结果： 任何计算都要查表，我们应该有这个习惯。按以上数据，找到对应表格得达到寿命要求。 图3.10 D-CZM大导程系列滚珠丝杠现在对上面的列式计算结果进行罗列，肯定所选的丝杆的参数可以达到工作要求，肯定丝杠的导程mm，公称尺寸大小mm，螺旋升角，定位滚珠丝杠，返向器固定式内循环，螺纹旋向叫作右旋，负荷钢球圈数是3圈，双螺母垫片预紧，导珠管埋入式，五级的精度等级。标记为D-CZM2520-1.5-P5（请参见图3.10）。螺钉安装和维护前的保护性物质的制备过程中，以润滑脂肪作出，以防止污染和腐蚀。第4章 平衡设计第4章 平衡设计4.1 弹簧的受力分析臂部连接弹簧时之受力情况请参见图4.1。 图4.1 带平衡弹簧时的臂部受力图从左到右是指臂部、小臂、腕部和负载的重力，-弹簧因形变产生的拉力： （4.1）臂部质量kg；小臂质量kg； 腕部质量kg；负载质量kg。 上枢转点的两侧可后部扭矩平衡，以提供获得的张力弹簧。臂壳体的初始状态的位置请参见图4.2。图4.2 臂部垂直时的位置图从式子（4.1）有：臂部前俯角度是30的时候位置状态请参见图4.3。图4.3 臂部前俯30时位置图 从式子（4.1）有：臂部后仰10时的位置状态请参见图4.4。图4.4 臂部后仰10时的位置图从式子（4.1）有：以上是指不同角度的时候为保持臂部平衡弹簧分别提供的力矩。图解法计算不同角度的时候弹簧力的力臂请参见图4.5。图4.5 图解法计算各特征位置时的弹簧力力臂分别为弹簧在不同角度的时候的弹簧力对应的力矩半径； 分别为弹簧在不同角度的时候的弹簧装置长度。按式子可以算出不同角度的时候所需弹簧提供的拉力： NNN本论文用的是两根对称且平行的弹簧来平衡臂部，后面的弹簧计算是指其中一根弹簧的设计计算。 圆整为146N 圆整为452N 圆整为78N4.2 弹簧的设计计算弹簧是整体设计重量部分零件，下面是弹簧的设计计算17。（1）按国家标准GB4357-89C级，我选择碳素弹簧钢丝第类弹簧。选出钢丝尺寸大小d=4mm。设得G=82000MPa，任何计算都要查表，我们应该有这个习惯。按以上数据，找到对应表格得MPa。MPa（2）设出钢丝尺寸大小 取旋绕比 曲度系数 丝杠尺寸大小式子列得如下： （4.2）以上式里，-弹簧的工作拉力，本论文设N。把每个数据代到式子（4.3）得出： mm设d=4mm。 弹簧中径: mm任何计算都要查表，我们应该有这个习惯。按以上数据，找到对应表格取D=25mm,K=1.24mm。 mm与原值相近。设d为4毫米。这个时候D为25mm是个标准值。 弹簧内径: mm 弹簧外径: mm（3）计算弹簧刚度 （4.3）式子里， -弹簧的工作拉力，这里设N； -与对应的弹簧长度，mm； -与对应的弹簧长度，mm（见图4.5）。代到代子里得： N/mm（4）计算弹簧圈数 （4.4） 代入各数据得： 圈 设n=95圈（6）弹簧初拉力 N （7） 极限工作应力设 那么MPa（8） 极限工作载荷 N（9）计算弹簧的变形 （4.5） 式子里， -变形量； -与形变对应的拉力。将分别代到代子里（4.5）得：mmmm（10）特性校核 基本达到要求。（11）计算其他结构参数 （4.6） （4.7）式子里， -自由长度； -螺旋角； -弹簧节距，mm。代入数据得：自由长度： mm 弹簧变形后长度： mm mm按上方计算结果，设出相关数据如下：材质是碳素弹簧钢丝，钢丝尺寸大小-4mm，旋绕比-6.25，弹簧中径-25mm，弹簧右旋，螺旋角-，自由长度-434mm。如可以实现的不同需求平衡弹簧，再加上弹簧结构的螺纹端部的平衡，调整弹簧的长度，当张力安装螺母改变大小，臂保持牢固。我们依赖于弹簧的操作特性分为三组。发动机气门弹簧，弹簧摩擦离合器，电磁制动弹簧：组：当有一种可能性，即身体的整个故障损坏，如春天，由动态负载（突然，突然伸出减少了大量的时间换句话说，力）。组：由静载荷，或弹簧以增加等于负载，并且这样的安全阀，制动器和变速器的这种弹簧，例如气门弹簧，等等。组：这类弹簧，闭门春春作为阀弹簧沙发弹簧人工手段并不重要，。制造精度，它被分为三个1类精度：弹簧的应力变形偏差为5，而这样的调速器，例如仪表，如需要来调整，例如恰好弹簧。2级精度：例如弹簧作为安全阀的应力变形偏差的10，以减少压力，止回阀弹簧，进内燃机的排气门弹簧。3级精度：该弹簧的15，例如一个吊钩和缓冲弹簧应力变形的偏差，不需要在弹簧载荷作为制动或耦合压缩弹簧的精确调整。名词和公式：1.螺旋角：也称作“升角”，式子：螺旋角的正切; 式子里： t-弹簧的节距; -中径。一般压缩弹簧的螺旋角=69左右; 2.金属丝的展开长L=+钩环或腿的展开长；式子里：n1-弹簧的总圈数； n-弹簧的工作圈数。3.弹簧指数：式子式里，-弹簧中径, d-金属丝直径.在实际C4，太小线变形，尤其是过多的弯曲钢丝弹簧的动态负载时，生命是短暂的，功能非常强大。C不能过大，但最大的值被限制为C25。如果C过多，巨大直径总是颤抖和蜿蜒，并且难以直径卷绕后掌握容易剥离的弹簧本身的重量。通常情况下，C =49。弹簧指数C可在下表中进行选择。表4.1 弹簧指数C选择d(毫米)0.20.40.4511.12.22.56716182471451251041048464用弹簧应力计算公式的时候，还要考虑金属丝弯曲的程度对应力的影响，而加以修正。这影响强度计算的弯曲程度，叫“曲度系数”，分别用下式表示：压、拉弹簧曲度系数 ；扭转弹簧曲度系数 ；为了便于计算，根据上面两个公式算出K和K1值，列成表4.2：表4.2曲度系数K和K1表44.555.566.577.588.599.5101214K1.401.351.311.281.251.231.211.201.181.171.161.151.141.121.06K11.251.201.191.171.151.141.131.121.111.101.091.091.081.071.065.算出扭转弹簧刚度时，主要是受弯曲应力。因此，使用的是弹性模数E。钢的E=（公斤力/毫米2）； 铜的E=（公斤力/毫米2）。6剪应力是主要的原因压缩，拉伸弹簧计算。因此，使用弹性G的剪切模量弹性G8000（KGF /毫米2）的弹性钢剪切模量;弹性G4000青铜剪切模量和（KGF /毫米2）。7工作圈数和支撑环工作循环的作用下，卷绕沿轴线弹簧的数目是延长的工作，这是被称为“有效圈数”，这实际上是用n指示的参与。如果函数支撑环，该工作轴垂直于支撑体的端面，它已被用来确保压缩弹簧不参与该弹簧的工作。以这种方式，紧随着压缩弹簧向转弯的至少3/4的每个轴承表面的两端上，它打架抛光。并约1 / 4D完美，尾部和工作圈的钢丝厚度后，请薄磨损。因此，即使受力的重要压缩弹簧终点两端。这是一般的总圈数，比更半圆压缩弹簧，如圈、圈等。压缩螺旋弹簧的工作是根据来自太阳轧制扭转角计算，张力弹簧被从弯曲钩进行计算。压缩弹簧，环形，必须支持弹簧的两端由于捻拉伸腿或钩环，没有支撑环的方式。是压缩螺旋弹簧的选择的作用点：另外，由于考虑到疲劳和均匀的力的能力的影响，太少也匝数，而不是安装限制和稳定的帐户的状态，需要花费太多的搭接。在一般情况下，压缩弹簧的工作，有一个选择。在静载荷，在许多情况下，由负载，并不重要，迫使n4日元统一要求或工作日元n2.5，因为阀门弹簧力的统一要求是非常严格的，n6这是一个循环。它是被操作，排气门弹簧的载荷，还需要日元n6。打开n7日元弹簧支撑，2加多一定要适当，每一边不超过圈。因此，总圈数为：。8弹簧刚度指数，圈数之间的关系拉伸弹簧刚度的压力将意味着由所需的变形产生的负荷是1mm的。扭簧“扭转刚度”的必要手段扭矩扭转一次。硬的弹簧，刚度也大。直径D2或转弯长时间大量的工作N多，一个小弹簧的刚度，相反，现在好了，你知道较厚的弹簧钢丝直径d，材料G或E，更伟大的事情弹簧刚度和扭转刚度大。所以，它们的关系如下。压、拉弹簧的刚度，（公斤力/毫米）；扭转弹簧的扭转刚度式子是：，（公斤力毫米/度）。9.单圈变形量如果已知单圈变形量f，就可以求出总变形量F=fn。总变形量F的式子：，（毫米）；将n=1代入，便得压、拉弹簧的单圈变形量，（毫米）。单圈变形量的用处很大，它可以作为比较计算的基础。10抗拉极限强度；可设的弯曲工作应力用表示，扭转弹簧的受力，主要是弯曲应力，所以应计算值；压力，主要工作，应力扭转生产极限荷载P3效应“，以允许扭转应力极限”的拉伸应力的春天，称为已发生的应力，以来表示；在工作负荷P2作用下所产生的应力叫“允许扭转工作应力，用来表示。计算代号表4.3参 数 名 称代 号单 位直径金属丝或轧材直径弹簧内径弹簧中径弹簧外径负荷允许极限负荷最大工作负荷最小工作负荷愈加负荷允许极限扭矩最大工作扭矩最小工作扭矩应力扭转应力允许扭转极限应力允许扭转工作应力允许弯曲极限应力允许弯曲工作应力高度（长度）自由高度或长度极限负荷下的高度或长度最大工作负荷下的高度或长度最小工作负荷下的高度或长度展开长节距间距工作圈数总圈数螺旋角变形量极限负荷下的变形量最大工作负荷下的变形量最小工作负荷下的变形量极限负荷下单圈的变形量最大工作负荷下单圈的变形量最小工作负荷下单圈的变形量极限扭矩下的扭转角最大工作扭矩下的扭转角最小工作扭矩下的扭转角工作行程工作扭转角系数弹簧指数（旋绕比）压缩、拉伸弹簧的曲度系数扭转弹簧的曲度系数模数剪切弹性模数弹性模数比值刚度（产生1毫米的变形量所需的负荷）扭转刚度（扭转1所需的力矩）dD1D2DPP3P2P1P0M3M2M10HH3H2H1LTnn1FF3F2F1f3f2f1HCKK1GEPM(毫米)(毫米)(毫米)(毫米)（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤力/毫米）（公斤力/毫米）（公斤力/毫米）(公斤力/毫米2)(公斤力/毫米2)(公斤力/毫米2)(公斤力/毫米2)(公斤力/毫米2)（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）圈圈度（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）度度度（毫米）度（公斤力/毫米2）（公斤力/毫米2）公斤力/毫米公斤力毫米/度四设出弹簧材质和工作应力设置范围1以下面的方式，材料的分类和性能取决于化学组合物的星形，分为一些弹簧钢制成，它的特点如下。（例如，如积极的中级和高级碳素弹簧钢），优质碳素钢是，有相当好的耐疲劳性，廉价的弹簧钢。如果该碳含量太高，则表面是热处理期间容易脱碳。此外，它不会在低于120的温度高的温度下工作。（例如，60MN等）低锰便宜，少去碳，易开裂脆化，热硬化以后。缺点是容易去除的，石墨来源广泛，简单的热处理表面，有一个高的淬透性，（例如，用于60Si2Mn钢）硅钢片。（例如用于50CrVA）铬钒钢是最好的弹簧钢，是疲劳和高机械性能的耐冲击性，并且可以在400以内，价格也比较昂贵，限制使用工作是的。不锈钢，青铜或锡青铜，锌，因为耐腐蚀性的作用，难加工材料，例如大型部件的机械性能差已被使用，但化学工业的原因青铜的这种材料的弹簧的热处理对于一般的弹簧材料，请不要使用这台机器。在绕制过程中，弹簧材料可分为以下两项。一个是关于冷弹簧材料：毫米d8线径为，如果是通常围绕冷，为什么钢琴丝或产生的冷拉拔的正极，特殊的热处理，如中级和高级等用于通过除去弹簧钢丝厂的周围的高碳素弹簧钢丝强度硬化的部分（不再冷后），（我们使用低温回火冷周围也青铜线后）的内部应力的方式回火必须的。然而，有些植物经受热处理，弹簧钢的弹簧未冷轧（例如60Si2Mn钢），它需要是淬火和回火。钢丝直径d8毫米，或非常小的弹簧指数，或直径（例如60Si2Mn钢，如50CrVA）的C型弹簧某些合金弹簧钢丝，虽然不是很大，但原因：再一个，螺旋弹簧在有木丝太硬，冷周围是不容易的，就应该过温泉的方法，那么，淬火和回火进行。弹簧材料特性和允许工作应力的确定表，见表4.4材料牌号正中高65Mn60Si2Mn50CrVA4Cr1331硅锰青铜43锡锌青铜说明1表中金属丝直径d栏内的空格表示我国尚无相应部颁标准的尺寸规格。2表中青铜金属丝直径的尺寸范围系根据冶金工业部1959年产品目录列入，超过此范围时可由用户向制造厂订货决定。直径d金属丝毫米0.380.380.560.56棒料超过50超过50超过50超过50机械性能（公斤力/毫米2）、组的允许扭转极限应力或组的0.5b0.5b0.5b5075454540允许扭转工作应力组0.3b0.3b0.3b3045272724组0.4b0.4b0.4b4060363632允许弯曲工作应力0.375b0.375b0.375b375562337337300.5b0.5b0.5b50754545400.625b0.625b0.625b62593756256250剪切弹性模数G80004000化学成分和机械性能部颁标准号重113-55重113-55YB859YB859YB859YB859品种重113-55重113-55重1155重1155重1155重1155弹簧工作的温度极限（C）自40120自40120自40120自40250自40400自40200自40200保证良好热处理极限尺寸（d毫米）至20至20材料识别性能低机械性能高机械性能高机械性能及稳定变形对过热和形成淬火裂缝具有高度过敏性的倾向在热处理时具有表面脱碳的高度倾向性稳定变形高耐腐蚀性高耐腐蚀性和防磁性高耐腐蚀性和防磁性注：1。表中的或值是参考性质而不是硬性的规定。表中所列的b值可参看表6、7、8、9、10。2压、拉圆弹簧在组工作特点下，材料的值如表所示，而组工作特点的=0.8,组的=0.6，表中已打好折扣。3如用带钩腿的拉伸弹簧，值应降低25%。4如为扭转弹簧，则1.25。其他弹簧钢丝机械性能表，表4.5钢号热处理（建议）冷却剂机械性能用途举例代号参考的加热温度（C）抗拉极限b(公斤力/毫米2)屈服极限0.2(公斤力/毫米2)延伸率10(%)收缩率(%)65淬火840油10080935钢丝及弹簧钢丝回火48070淬火830油10585830回火48075淬火820油11090730在中、重型机器中，作联轴节弹簧回火48060Mn淬火830油10080935回火48055SiMn淬火880油130120630回火46060SiMn淬火860油130120525回火46060SiMnA淬火860油160140525回火46050Si2Mn淬火870油或水120110630回火46055Si2Mn淬火870油或水130120630安全阀弹簧及车辆用圆弹簧回火46060Si2MnA淬火870油160140520电站管道弹簧，缓冲器弹簧，承受不规则的冲击负荷的弹簧回火46060Si2CrA淬火870油180160520回火42060Si2CrV淬火850油190170520回火41050CrMn淬火840油130110535回火49050CrMnVA淬火850油1301101045回火520表4.6正级碳素弹簧钢丝的抗拉极限强度b和允许扭转工作应力（公斤力/毫米2）钢丝直径d（毫米）负 荷 分 类b抗拉极限强度（公斤力/毫米2）、组的或组（不重要的弹簧）的组（静负荷或均匀增加负荷）的组（动负荷）的0.31708568550.51708568550.816080645111557762501.21507560481.41457258461.61407056451.814070564521306552412.513065524131206048383.512060483841105544354.511055443551005040326100504032795473830895473830表4.7中级碳素弹簧钢丝的抗拉极限强度b和允许扭转工作应力（公斤力/毫米2）。钢丝直径d（毫米）负 荷 分 类b抗拉极限强度（公斤力/毫米2）、组的或组（不重要的弹簧）的组（静负荷或均匀增加负荷）的组（动负荷）的0.322011088660.522011088660.8200100806011959877591.21909576571.41909576571.61859374561.818090725421758870532.516583665031557862503.515075604541457358444.51407056425130655239612060483671206048368120604836表4.8高级碳素弹簧钢丝的抗拉极限强度b和允许扭转工作应力（公斤力/毫米2）钢丝直径d（毫米）负 荷 分 类b抗拉极限强度（公斤力/毫米2）、组的或组（不重要的弹簧）的组（静负荷或均匀增加负荷）的组（动负荷）的0.3265133106800.5265133106800.8260130104781250125100751.224012096721.423011592691.622011088661.82101058463220010080602.518090725431708568513.516583665041608064484.515075604551507560456140705642表4.9有色金属弹簧丝的机械性能表锡锌青铜弹簧丝硅锰青铜弹簧丝直径（毫米）抗拉极限b(公斤力/毫米2)延伸率10%直径（毫米）抗拉极限b(公斤力/毫米2)延伸率10%1.02.52.54.04.08.08.0109085837851010200.71.52.03.53.54.58.0101009590855101030第5章 控制电路的设计第5章 控制电路的设计5.1 引言电动栏杆控制系统结构在图5.1中，硬件电路主要由控制单元，显示单元，的接口电路的一个检测部。整个系统采用AT89S52单片机作为控制核心，上升和下降，而不是检测霍尔传感器开关的位置结束。衰变的过程是较低的栏杆和经销商的光电传感器。智能单片机控制的数字时钟数字时钟芯片DS1302实现。栏杆电梯减速直流电机驱动器L298。获得获得一个12V直流电源所需的电路供电，三端稳压器LM7805的+ 5V电压。 图5.1 系统结构框图5.2 系统整体方案设计5.2.1 电机驱动器L298控制直流减速电机部分 该设计使用电动机作为致动器，由于感性负载连接到发动机，并因此不能直接直接由微控制器驱动。选择L298芯片包含四个内部通道逻辑控制电路。 2A的额定电流至2.5A，电压VCC最低4.5V至36V; VDD电压为36V最大电流小于3A，电路设计见图5.2。 图5.2 电机驱动电路5.2.2 检测电路的设计 1）检测是否有人栏杆汽车电路这种设计汽车和人体试验的下降过程中使用E3S-DS10E4上栏杆，如果有这样的输出为低，在检测低水平微控制器程序控制L298的，从而使击剑下降，以将立即停止栏杆，以防止受伤和汽车。 E3S-DS10E4反射开关实际上是一个综合的红外发射器和接收器设备。它包含一个内部红外发射器和接收器和信号放大和处理电路可检测的范围前的内人体或物体的非接触式的形式，并转换成一个高信号。由于E3S-DS10E4内部采用低功耗器件和抗干扰电路，稳定可靠，性能优良。2）位置检测装置，扶手这种设计使用了两个A44E霍尔开关位置检测完成栏杆，实际测试的水平和垂直位置。当在水平位置检测的扶手，传感器信息单片机L298水平位置给出停止发动机时的轨道到达垂直位置，垂直位置，该传感器立即检测通过单片机L298发动机停止的信息，它保护了电动机。A44E霍尔开关集成电路霍尔效应原理，利用磁性半导体集成电路制造技术，这是一个电压调节器，霍尔电压发生器，差分放大器，史密特触发器，温度补偿电路，并设定开集电极输出级由磁性检测电路，该磁通密度的输入，输出数字电压信号。请参见图5.3（a）和图5.3（b）。图5.3（a） A44E功能方框图 图5.3（b） 磁电转换特性图5.2.3 显示单元的设计 显示单元由两部分组成：第一部分是发光二极管D1和D2，其主要作用是显示该栏杆被增加或减少。第二部分是一个液晶显示LCD1602模块。在该图中，LCD1602主要涉及的完成状态的检测信息中，有两条线，智能数字曝光时钟信息，实时显示时间的第一行。第二行显示栏杆的具体信息，如栏杆上涨则显示“现在状态：上”电路162.DM液晶显示模块与单片机的接口参见图5.4 AT89S52。图5.4 EA-D20040AR与80C51的接口电路5.2.4 数字钟电路 利用具有类型DALLAS薄电流容量维护充电电路时钟电路的DS1302实时设计，主要特点是具有充电保护功能，采用串行数据传输提供了可编程断电“电源，并且可以禁用充电功能。水晶32.768kHz的平凡。通过微控制器对实时控制，以获得当前时间。部分电路数字时钟见图5.5。 图5.5数字钟电路5.3 软件设计 由主程序和若干子例程程序。子程序的子程序设置有显示模块，电机设置例程，子例程，和几个按钮以识别报警中断服务程序。主程序流程图见图5.6。 图5.6 主程序流程图5.3.1 显示模块子程序 显示模块子程序主要功能为实时显示智能数字钟的信息及显示栏杆的具体信息。 显示模块的初始化程序如下： MOV P0,#01H ;清除屏幕 ACALL ENABLE MOV P0,#38H ;8位2行5*7点阵 ACALL ENABLE MOV P0,#0cH ;显示开、光标开、闪烁开 ACALL ENABLE MOV P0,#06H ;文字不动，自动右移动光标 ACALL ENABLE MOV P0,#80H ;显示位置，第一行起始地址 ACALL ENABLE