水果分选机构果盘的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目录 目录 . I 摘 要 . . 绪论 . 1 选题原因 . 1 国内外水果机械发展概况 . 1 国内水果机械化未来发展方向 . 2 国内常见的水果分选机主要类型 . 2 2 果杯的设计 . 3 整体结构的设计 . 3 工作原 理及优缺点 . 3 打杆 . 3 感应片 . 4 3 步进电机及驱动器 . 5 进电机 . 5 作原理 . 5 步进电机种类 . 5 步进电机技术术语 . 7 进电机驱动器介绍 . 7 4 单片机 . 10 单片机结构 . 10 片机引脚功能 . 10 片机复位电路 . 11 晶振电路 . 12 5 整体结构设计 . 13 主电路设计 . 13 程序的设计 . 14 参考文献 . 16 致谢 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 近年来，随着农业科技的发展和人民生活水平的提高，国内外水果品种越来越多，人们对水果品质有了更高的要求。为了提高水果种类分选的质量和出品的种类，需要进行对水果的分选。 本文分析了 研究和发展国 内外的中国水果分选机，展望未来，我们设计了一种新的水果杯水果分选机构类型 ， 该水果分选机果杯是由 一个果杯，和仅盛放水果的果盘不同，它由一 个步进电机以及一个步进电机驱动器 和果杯构成 。采用的是步进电机提供动力，由单片机检测信号并发送给步进电机驱动器来控制步进电机的运转，从而达到分选水果的目的。 其机构简单， 操作方便，易于维护，提高生产效率，降低劳动强度，降低生产成本，加快果实机械化的步伐，为大型水果实现现代化的前提 关键词 ： 果杯；步进电机；步进电机驱动器；单片机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n of of s of on of In to of of at to we a of of is of a it of a a to by to to so as to of It of up of is to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1. 绪论 选 题原因 近年来，随着农业科学技术和人民生活水平的日益进步，越来越多的国内和国外的水果品种，人们追求更高质量 的水果 。为了提高水果种类分选的质量和出品的种类，需要进行对水果的分选。目前的水果分选机大多结构比较繁杂，大都以大型生产线为主，生产成本较高，分选率也比较低。因此有必要要生产成本低，操作方便，适用于中小型企业和水果种植户地使用的一种水果分选的装置。 当前， 我国拥有先进的水果分选机 的公司很少 ， 大企业的生产线也紧紧是尺寸和质量的 分离 ，相对比较落后。所以，市场上销售的水果大多是依赖机器组合人工的方法完成分选 的。人工分选的重要弊端是：工作量大，工作效率低，且本钱相对较大，水果分选难以实现速度快，准确，无伤害。截止前为止，国内外已经有不少专家学者及科研人员在此领域取得了重大的进展。 根据不同水果的指标，水果分选机可分为： 尺寸 分选机，品种 分选机， 重量分选机，外观质量和内在质量 分 选 机 。 水果分选不仅是水果投入流通领域的一个紧要所在，而且直接关系到水果出产的效果。在市场经济迅速发展的当下，他地出售，大众农产品贸易和农产品国际贸易等均离不开标准化。我国是水果生产国家，大多数是农村集体和农民个人，质量差别很大，和采摘的作用过 程，带来一定程度上的难度的水果分选。因此，研发水果采摘后的自动处理设备，对水果机械化意义深远。 国内外水果机械发展概况 我过是世界水果生产消费大国，但还不是水果加工强国。果实品质难以充分满足消费者的需求，水果市场也主要在是在国内。我国已经加入 果销售在全球市场竞争激烈。因此中国务必尽快提高水果分选水平，拉短与外国的差异。最近这么多年以来，国内果实分选技术发展迟缓，是因为我国水果机械加工技术水平不高导致的。二十世纪六十年代年代之前，我国国内几乎很少食物机械产业，更别说水果加工。水果主要 以手工的形式出产，根本属于古老的操纵形式。仅在少许沿海的大城市具备少量机械化的水果加工企业，但是全部设备几乎全都是国外设备。在 20 世纪 50代，水果加工机械行业取得了很大的发展。全国各地修建了大量的水果加工厂。但这样还是没有从根本上扭转水果加工落伍的情况，这些加企业仍然属于半机械半手工的加工方式。到了二十世纪八十年代之后，水果工业进步飞快，这是因为八十年代后改革开放。由于外资的引入， 有许多 外商独资合资企业的外国水果加 企业进入中国 。这买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 些工厂在将先进的水果生产技术引进海内的时候，也将大量的水果机器引入海内 。经过吸取国外先进的水果机械技能，使我国水果机械发展的程度的到了很大的进步。到了 20世纪 90年代之后，又迎来了新一轮的技术改造项目。经过两轮的伟大的技术水平改造，使得我国科学成果产业得到提升，配套产业已经成为一个重要的工业机械。 国内水果机械化未来发展方向 在第二十一世纪 ，我们的国家将达到水果生产和加工机械，以满足水果生产规模，需要产业化，多样化的产品，水果和无公害果品质量和其他要求 。水果机器将集电、机、液于一体化，并且向智能化、自动化的飞跃，摆脱古老的手工操作方法，提升水果出产的效率，减低人 们的劳动作强度，达到更经济、更有效益、更简单的目的。 国内常见的水果分选机主要类型 现在 分选机 类型的水果生产方式在我国的 种类繁多 ， 大小不同 。按照水果检测的各个方面的不同，水果分选机大概可以分为大小分选机、重量分选机、外观品质分选机和内部品质分选机。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 果杯的设计 整体结构的设计 果杯的 组成结构主要有托轮、支架、撑杆以及连杆组成，果杯的大小主要根据水果的大小来确定，本文的设计主要针对的是赣南脐橙 的 大小来设计果杯的大小尺寸的。 具体结构图如图2 2杯结构 三维造型图 工作原理及优缺点 工作原理：水果 从卸料口掉到果盘的托轮上，由于托轮是圆形设计，水果滚动至撑杆上，传动链将果盘带至信号采集区，采集到符合要求的信号后便将信号传送给步进电机驱动器带动步进电机转动，步进电机带动打杆转动一圈 将撑杆挑起水果便自动分选出来。 优点：结构简单、 制造安装容易、对物料减少了伤害、 工作平稳不存在不平稳的现象、 提高了分选的效率、大大降低了工作强度。 缺点：受到水果大小的局限性。 打杆 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 打杆是将步进电机输出的动力传到果杯上带动果杯撑杆运动的一 格 部件 ，底部设计略宽于其他地方主要是为了防止打偏而没有起到将水果卸下的分选结果，且底部中心设计一个圆孔是为了减小空气阻力，具体设计如图 2 图 2杆 三维造型图 感应片 当步进电机带动打杆运行将水果分选出来后可能不会 回到原来的位置 ，这个时候感应区没有感应到感应片便会驱使电机运行使感应片回到感应区，步进电机便回到了工作之前的位子，感应片三维造型图如图 2图 2应片三维造型图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 步进电机及驱动器 进电机 步进 电机 是 把 电 脉冲 信号转 化 为 角位移 或者 线位移 的开环控制元步进电机 原件 。 电机的速度， 位置，仅由脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它将通过一个固定的角度方向驱动步进电机转动 ， 称为 “步进角 ”，它是由一固定点的操作步骤旋转 。 步进电机如图 3图 3进电机 作原理 转子电机通常是永久性的，当电流流过定子绕组，定子绕组产生的向量场。 转子的转动角度的磁场，转子磁场定向和定子磁场方向。 当一个角度的矢量磁场绕组的定子。由转子角和旋转磁场。只要一个电脉冲输入，一个点的旋转电机。脉冲的输出的角位移与输入成正比，转速与脉冲频率成正比。在序列改变电机的绕组 。因此可以用它来掌握秩序，频率和脉冲数，每相绕组的电机来控制步进电机的转动。 步进电机种类 根据步进电机的结构和工作原理可以分为三大类：永磁式步进电机、反应式步进电机和混合式步进电 。 （ 1） 反 应式步进电机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 反应式步进齿型结构的电机的定子和转子，定子每极绕组，永磁体转子 。 他的 工作原理 是给 定子绕组通电 之后 ， 定子上的转子永磁转子的相互作用下的最小磁阻位置产生转矩 ， 继续给各相绕组通电 ，转子 会 不停的旋转 。 应式步进电机图如图 3 图 3应式步进电机结构 （ 2） 永磁式步进电机 转子永磁 步进电机采用永磁材料而成，其工作原理是定子绕组通电时会产生励磁磁场，转子永磁体磁场和磁场由于扭矩的作用 ，转子在该转矩的作用下 旋转起来 。不停地更换定子绕组通电的状态，转子便会不停的转动起来 。永磁式步进电机结构图如图 3 图 3磁式步进电机结构 （ 3） 混合式步进电机 混合式步进电机转子的构造要比反应式的更加繁杂，他的转子有两段铁心构成，在两段铁心的中心装嵌的永磁体，所以转子铁心的一端为 一端则为 混合式步进 电机的结构，它具有反应式、永磁式步进电动机的特点 。因此混合式步进买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 电机也可以被看作是一种反应式，永磁式步进电机共同构成。混合式步进电机结构图如 3 3合式步进电机结构 步进电机技 术术语 （ 1） 相数： 产生励磁线圈的磁量 N。 （ 2） 拍数： 脉冲 数的变化 或导电态 N 需要表达的磁周期的执 行。 （ 3） 步距角： 对于一个脉冲信号 ，电机转子 所转过 的角 位移量 用 表示。 =360度 /（转子齿数 *运行拍数） 。 （ 4） 定位转矩 ： 机件 在 不连接电源 状态下，电机转子锁定 所需要的力矩 。 （ 5） 静转矩：电机在额定静 电流状态 下，电机不 转 ， 锁定电机轴扭矩 。 这是电机 尺寸的标准衡量，与已无关的驱动电压和驱动电源 。 （ 6） 步距角精度： 每一步角的实际值和步进电机的旋转误差的理论值 。用 表达式 来表示：误差 /步距角 *100%。 进电机驱动器介绍 分两相混合式步进电机驱动器，使用 18流电源，小于35 直径 42 毫米的两相混合式步进电机电流 。 目前 分驱动交流伺服驱动控制，电机的转矩脉动小，低速运行非常流畅，几乎无振动和噪声。高转速时转矩显著高于其他两阶段的驱动，定位精度高。 如图 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3动器 驱动器功能 微步细分数：由 个拨码开关来 设置 驱动器微步细分 的数量数， 共有 7档微步细分 数 。 用户在设定细分时，应停止驱动操作。 输出电流 的 设定：由 制 驱动器输出电流 的大小 ， 它的 输出电流 一共有 7 档。 信号接口： 连接 控制脉冲信号 的 端 口 ； 连接 方向信号端 的端口 ； 共端 口 （ 。 电机接口： A+和 进电机 A 相绕组的正 端和 负端； B+和 步进电机B 想绕组的正 端和 负端。当 A、 B 两相绕组相互调换的时候，可以 使电机 反向旋转 。 电源接口： 直流电源，电压范围的建议 24率大于 50W 指示灯：驱动器 上面装 有红绿两个指示灯。 绿色的灯 是 电源指示灯，当驱动器 接上电后 绿色指示灯一直 亮； 红色的灯是故障指示灯，当出现电压过大 ，过流 电流过大等问题时，红色的灯一直 亮。 当 故障 被排除 后，红灯灭。当驱动器 存在问题 时， 唯有从头接 上电 源 和重新使能才能 解除 故障。 数设定 动器 选用 八位拨码开关设定 动态电流 、 细分精度 。详细描述 见 表 3作电流设定： 步细分设定： 表 3作电流设定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 输出 平均 电流 on on on on on on 3步细分设定 步数 /r 00 on on 00 on 00 on 600 200 on on 400 on 2800 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 单片机 单片 微 型计算机 通常 简称 为 单片机， 它不是一个逻辑功能的芯片完成，而是把一个计算机系统集成到一个芯片 上面去 。单片机 由 控制器 、 运算器 、 输入输出设备 、 存储器 构成，相当于一个微型的计算机 ，和计算机 对比 ， 单片机 缺乏 了 外围设备等 其他部件 。概括的讲： 一块芯片 就成了一台 。 它具有 重量轻体积小 ， 廉价 ， 为 应用 ， 开发 和 学习 提供了便利条件 。同时， 了解计算机原理和结构学习使用单片机是一个非常好的方式 。 单片机结构 图 4单片机的 构造 框图，从图中 能够 看出在一 个 芯片上集成了一个微型计算机的主要部件 。 （ 1） 8 位中央处理器 （ 2） 时钟电路 （ 3） 64展总线控制电路 （ 4）4序储存器 （ 5） 128B 数据存储器 （ 6） 2 个 16 位定时 /计数器 （ 7） 4 个并行 I/ 8） 1 个全双工串行 I/O 口 （ 9） 中断系统，包括 5 个中断电源， 2 个优先级别 图 4片机内部结构款图 片机引脚功能 片机引脚图 4文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 4脚图 18 脚 : 通用 I/O 接口 9 脚 : 位键 10 :口输出 1219:I/O 口 口 (12,13 脚 止 0 止 1) 14,15 : 计数脉冲 1 16,17: 控制输出端 18,19: 晶振谐振器 20 地线 2128 口高 8 位地址总线 29: 外 通端 单片机对片外 纵 时 29 脚 (出低电平 30:址锁存器 31:EA 指令控制器 高电平片内取 低电平片外取 3239: 端 口的顺序 和 其 它 I/O 端 口 存在区别， 和 引脚号的排列顺序相反 ) 40:电源 +5V 片机 复位 电路 在系统运行的过程中， 有时可能需要重置系统 ， 为了避免系统经常性的由于开关闭合的损坏 ， 进行了手动复位电路的设计 。如图 4示。 对于这类 电路的设计，在 整买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 个系统 的 工作 过程 当中需求 复位时，只 要让 开关 关闭 ，在 便 会出现 相当时段 的高电平信号，从而使单片机 达到 复位 的目的 。 图 4位电路 晶振电路 单片机 必需 在时钟的 启动 下 才可以 进行正常的 运行 ，单片机 里面 都有一个时钟振荡电路，只需要 外接 振源， 便可以 产生 稳定 频率的时钟信号 发送 到单片机的 里面 的各个单位 ，决定单片机的工作速度。 如 图 4路 的 电路图。 图 4晶振电路 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 整体结构设计 本文的 设计 选用 片机， 进电机驱动器以及两相混合式步进电机来带动水果分选机果盘的运行来达到水果分选的目的。 如图 5果分选果盘的三维造型图。 图 5果分选果盘三维造型图 主电路设计 主电路的功能是完成水果果杯运行到某一位置时将水果分选出来，电 路图如 图 5示部分用 到 示灯处以显示电路的运行情况。 脉冲信号端以便将信号传给步进电机驱动器来驱动步进电机。 接 晶振电路， 接 的是复位电路。 接 制脉冲信号端以便控制脉冲信号， 向信号端以控制电机的转动 方 向 。 能端控制信号的输入输出。其电路接线图如图 5示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5电路接线图 程序的设计 驱动电机运转将水果分选出来的程序设计如下： /步进电机调试程序 / #* 控制位定义 */ # 200 07; / 使能控制位 04;/ 旋转方向控制位 03; / 脉冲控制位 14; /* 延时函数 */ i)/延时函数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 j,k; j=0;ji;j+) k=0;k50;k+); /* 主函数 */ j; ; / 使能控制 点 ;/ 旋转方向控制 点 ; / 脉冲控制 点 ) (2); (j=0;j200*j+) (5); /延时 (括号内数值 与电机转动速度成反比 ) 本程序采用细分的驱动的工作模式，通过细分的工作模式设置改善电机运行的的平稳性。 买文档就送您 纸