基于机器视觉的精准施药喷头移动机构设计_毕业设计(编辑修改稿)

基于机器视觉的精准施药喷头移动机构设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

率时，所用控制器应具有升降频功能。 4） 电机轴功率与转矩转速及频率间的关系 M（ N178。 M ） 179。 n (转 /分 )= 179。 P(W) n （转 /分） = 步矩角 179。 f （步 /秒） / 6 176。 图 2：步进电机 电机驱动器的选型 根据步进电机的型号，我们采用了 BY 系列二相混合式步进电机驱动器， 电机驱动器参 数如下： 型号 D B （ h7） L1 b D1(h7) h h1 L D2 D1 75BYG4502 75 75 30 3 60 8 127 84 型号 步距角 相数 电压(V) 相电流 (A) 保持转矩(N178。 M) 起动频率 (步 /秒 ) 转动惯量(Kg178。 cm 2) 重量 (Kg) 75BYG4502 驱动器型号 相数 细分数 相电流 工作电源 BY2HB04M 2 40 DC2440V 基于机器视觉的精准施药喷头移动机构设计 * 4 图 3：驱动器与电机连线示意图 驱动器有以下特点： 恒流控制，极低的电源损耗，极高的开关效率，驱动电流和细分数可由拨码开关设定，并具有半流锁定功能，脱机控制功能，所有输入信号与功率放大部分光电隔离 ,散热器外壳与驱动器内部完全电隔离。 传动轴的选型 根据步进电机的计算公式，我们得出电机输出功率为： 据： M（ N178。 M ） 179。 n (转 /分 )= 179。 P(W) 得 ： P(W)= W 据： n （转 /分） = 步矩角 179。 f （步 /秒） / 6 176。 得： n=300 (r/min) 轴的传递转矩： T1 =179。 106 np = N178。 m 齿轮的圆周力： Ft =112dT =  = N 齿轮的径向力： Fr = Ftcostan x=4179。 = 选择轴的材料为 45钢，经调质处理 , 其机械性能由 表 查得： ＝ 650MPa， =360MPa， =300MPa， ＝ 155MPa； ＝ 60MPa。 基于机器视觉的精准施药喷头移动机构设计 * 5 据以上参数，根据我们设计要求传递动力小，对 轴材料的机械性能和淬火性能要求不高，同时，碳钢比其他材料的刚更加廉价，对应力集中的敏感性较低，因此我们采用了比较常用的 45 号钢材料。 轴通过轴承来定位，通过轴承端盖来实现。 下面两个图中，图 3的左端是连接联轴器的部分，左端是连接皮带轮部分；图 4 的连接皮带轮的轴。 图 4：传动轴 1 示意图 图 5：传动轴 2 示意图 另外， 零件安装在轴上，要有准确的定位。 各轴段长度的确定，应尽可能使结构紧凑。 对于不允许轴向滑动的零件，零件受力后不要改变其准确的位置，即定位要准确，固定要可靠。 与轮毂相配装的轴段长度 , 一般应略小于轮毂宽 2～3mm。 对轴向滑动的零件 , 轴上应留出相应的滑移距离。 轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等来保证的。 基于机器视觉的精准施药喷头移动机构设计 * 6 联轴器的选型 常用联轴器大多已标准化或规格化，一般情况下只需正确选择联轴器的类型、确定联轴器的型号及尺寸。 我们采用刚性的 YLD1 型凸缘联轴器，凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与电机和轴联接，然后用螺栓把两个半联轴器联成一体以传递运动和转矩。 联轴器用灰铸铁制造而成，线速度小于30m/s。 对于已标准化和系列 化的联轴器，选定合适类型后，可按转矩、轴直径和转速等确定联轴器的型号和结构尺寸。 联轴器的计算转矩 如下 ： Tc =K178。 T=K178。 9550178。 nPw = N178。 m 式中： K为 工作情况系数 ，查表得： K=； T为理论扭矩， T= T1 = N178。 m； Tc 为联轴器扭矩， PW 为驱动功率， KW， PW =P= W； n为工作转速， r/m ,n=300 r/mi 根据计算转矩、轴直径和转速等，由下面条件，可从有关手册中选取联轴器的型号和结构尺寸 ，具体如下： 单位： mm 型号 L D D1 D(h7) M L0 许用转速 n 公称扭矩 Tn m YLD1 32 71 53 14 M6 68 8100 r/min 10 N178。 m kg 图 6：凸缘联轴器 优点：凸缘联轴器构造简单、成本低、可传递较大的转矩，由于步进电机转速低、无冲击且联轴器的刚性打、两周对中性较好，故选此联轴器。 基于机器视觉的精准施药喷头移动机构设计 * 7 轴承的选型 轴承为标准间，所以不需要做过多的考虑。 因轴承同时受有径向力 的 作用 ，也是基于本设计机构对轴承的要求不高， 故选用 深沟球。