细长轴自动检测仪设计及机构模拟毕业论文设计(编辑修改稿)

细长轴自动检测仪设计及机构模拟毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

运动，从而实现可以测量不同长度的细长轴。 卡盘的上下运动由电机带动齿轮，齿轮固定在一滑竿上，通过对滑竿的传动而实现。 电子控制电路的设计 单片机广泛应用于复杂的工业过程控制、机器人与机械手控制，航天航空控制、交通运输控制等。 它尤其适用于被控对象模型包含有不确定性、时变、非线性、时滞、耦合等难以控制的因素。 本设计以 MSP430单片机为主要控制芯片，本系统可开用行程开关、碰撞传感器、火焰传感器等传感器 做信号侦测从而来驱动电机工作。 使用者可通过更好不同功能的传感器，编写相应的程序以及与不同的执行机构相结合来实现不同的控制要求，也可以是在不更换任何硬件设备的情况下通过向系统输入不同的程序来实现不同的控制要求，再次过程中不但锻炼了同学们的思维和动手能力，而且提高了创新精神和综合实践能力。 这也是我们此次设计的一个重要意义所在。 并且还有如下具体要求： 将各功能模块实现模块化设计、实现模块化结构； 选择合适的单片机 (MCU)要选择资源丰富的 MCU； 特别是要有： （ 1） SPI接口做预留为将来升级准备； （ 2） 编译器需要简 单、适用、可在线编程。 各具体功能参考机器人教学工具： （ 1） 可使用行程开关、火焰传感器、红外线传感器、超声波、指南针大呢个； 3 （ 2） 要具有欠压（电量不足）提示功能； （ 3） 对使用的单片机各端口要有外接端口时，对此类端口使用接线端口。 3. 研究的主要内容 总体结构的设计 图 1 夹持检测结构示意图 测量装置的基本配置由下支撑板、分度仪、上下卡盘、传感器导轨、液压系统、控制器、步进电机等组成。 图 1 中所示为其机械结构示意图。 机械夹持、旋转机构的设计 这一部分由所测的细长轴、上下卡盘、液压机、步进电机组成。 原理：启动步进电机，通过液压机的运动，控制卡盘的加紧与放松。 4 图 2 夹持机构 3D 图 传感器导轨的设计 该部分的设计，由 2 个齿轮，一条足够长度的齿轮带，两根导柱，两根细上杆，若干个定位套，一个马达，若干螺丝、螺帽和铁片组成。 设计过程如下：第一步将两根导柱固定在底座的两端，然后在导柱的底部和上部一定高度各装上一根细长杆，细长杆上套上齿轮，分别用定位套定位，在底部的细长杆左端靠导柱外边的一侧装上马达，右端用定位套固定拧紧，上端左右两端也用定位 套固定，两齿轮用齿轮带连接；第二步，在齿轮带上固定一铁片，以用来装传感器。 这样这一部分的设计就完成了。 原理是利用齿轮带作为传感器导轨，开动马达，带动齿轮运动，通过齿轮传动带动齿轮条上固定的传感器上下移动，只要保证齿轮带的长度，就可以测量不同长度的细长轴。 5 图 3 传感器导轨的设计模型图 测量不同长度的设计 这一部分，由马达、齿轮、齿轮带、细杆、滑柱、导柱、铁片、螺丝、螺帽，定位套组成。 设计时，第一步，首先在底座上固定铁片，然后在铁片一定高度装上细杆，细杆上装齿轮，用定位套把齿轮固定，最后在滑竿上如图 4 在左端装上马达，右端用定位套固定上紧；第二步，在底座上装上导柱，用螺丝固定，导柱里套上滑杆，在滑竿从底部往上固定一段一定长度的齿轮条，滑竿上端固定一段铁片，铁片设计如图 4 所示，它的末端与卡盘相连；第 三步，将齿轮与齿轮条相啮合，就可以了。 然后如图启动马达，通过齿轮的带动，使滑柱可以上下移动，从而带动上卡盘的上下移动，由此可以保证测量不同长度的细长轴。 6 图 4 调整测量高度的设计模型图 传动分度装置 设计中的机械结 构的关键部位就集中在分度运动中，分度运动的合理和精度直接影响整个实验装置的精度。 这一部分由分度仪，下卡盘，马达，小齿轮，定位套、铁片，细杆若干螺丝组成。 其设计如下：第一步，将铁片固定在传感器导轨的前面一段的底座上；第二步，将分度仪、下卡盘通过细杆固定在铁片上，其中用定位套定位，；第三步，将小齿轮与分度仪啮合，小齿轮与马达相连，装配如图 5，这样这部分的设计就完成了。 原理如下：细 长轴、卡盘、分度仪同心运动，启动马达，小齿轮转动，通过齿轮啮合的方式使分度仪转动，通过分度仪的转动，带动卡盘的转动，卡盘带动轴的转动，从而可以使传感器测量不同角度的轴的精度。 7 图 5 传动分度装置的设计模型图 底座的设计 此部分的设计由 4个直角铁板，若干铁片和螺丝组成。 因为设计分度装置的时候把马达装在了底座底部，为了稳定底座，所以添加了四个支脚，由于要在底座上固定一些滑杆之类的，所以底座选择了有孔的底座；在底座中要安装分度仪，所以在底座中部加装了 一根横条，条上有孔，便于分度仪的安装，总体的设计如图 6所示。 8 图 6 底座的设计模型图 单片机电子控制电路的设计 智能控制器是以新型高速低功耗工业级微处理器为核心，采用软测量技术和智能控制算法的新一代智能化定位和控制单元，是专门用于电动执行器的控制部件。 为了满足新的要求和便于日后升级方便和高速处理数据，因此我们选用新型单片机 。 从 MSP430系列单片机的内部结构看，它也具有很多优点：图 7为 MSP430系列单片机内部结构， MSP430系列单片机由很多模块组成。 MSP430系列单片机是在 DSP的基础上发展起来的，继承了 DSP的一些 优点，使得他不但功耗低而且速度快，更适合于高速的数据处理。  MSP430系列单片机的 另一个重要特点是晶振系统，其晶振用的是市场上最廉价的手表晶振（ 32768Hz），然而系统在运行。