充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 目 錄 1 緒論 . 1 1.1 電子擋車器的現狀 . 1 1.2 本課題研究的意義 . 2 1.3 本課題的主要任務 . 3 1.3.1 設計條件及要求 . 3 1.3.2 知識要求 . 4 1.3.3 設汁任務 . 4 2 防恐電子擋車器總體的設計 . 5 2.1 機械部分 . 5 2.1.1 機械部分的基本要求 . 5 2.1.2 四桿機構的選用 . 5 2.1.3 平面四桿機構的確定方法 作圖法 . 6 2.1.4 液壓傳動的優缺點 . 6 2.2 控制部分 . 8 2.2.1 硬件系統的設計 . 8 2.2.2 軟件系統的設計 . 11 3 機械部分的詳細設計 . 15 3.1 擬定機構方案 . 15 3.2 鋼板的強度校核 . 17 3.2.1 板的受力分析 . 17 3.2.2 板的厚度校核 . 18 3.2.3 板的剪切強度校核 . 18 3.2.4 板的拉伸強度校核 . 19 3.3 桿的強度校核 . 19 3.4 銷的強度校核 . 20 4 液壓 缸的設計 . 23 4.1 確定液壓系統方案 . 23 4.2 負載分析 . 23 4.3 初選工作壓力 . 24 4.4 計算液壓缸的主要尺寸 . 24 4.5 液壓缸其他尺寸的確定 . 26 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 4.6 液壓缸參數的校核 . 26 4.6.1 活塞桿直徑強度校驗 . 26 4.6.2 缸體壁厚 強度校核 . 27 結束語 . 錯誤 !未定義書簽。 致謝 . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 . 28 本科畢業設計說明書（論文） 第 1 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1 緒論 1.1 電子擋車器的現狀 汽車擋車控制系統的研制智能交通系統的思想在 60 年代就被提出來了，并提出了一些探索性項目。從 80 年代開始智能交通系統受到廣泛的重視。歐洲、日本、美以及澳大利亞等相繼啟動了以智能交通系統為目標 的研究的開發項目。目前，一些相對成熟的智能交通系統項在得到推廣應用，發展很快。發達國家正在完善各種已建立的局部智能交通系統，并連入國家整體網絡，大力發展智能交通系統基礎建設。近兩年的應用熱點和發展趨勢為信息技術； GPS 應用技術；電子收費系統；高速公路商業化。我國對智能交通系統的研究，開發處于起步階段，應用項目很少，但己經認識到發展智能交通系統的意義，相關部門開展了一系列的工作。但我國智能交通技術的研究開發和應用的實質性工作仍然比較薄弱，在先進車輛控制技術方面，國內汽車企業目前無力關注并給予研究開發資助，在 國家極少的科研資助下開展了一些理論性的或仿真性的研究工作。 隨著社會生產力的發展，科學技術的不斷進步，我國的交通運輸業也發生了日新月異的變化，各大高速公路如雨后春筍般地興建，因此給電子擋車器的要求也越來越高。如今在公路、 橋梁、隧道、停車場 收費站甚至在高級住宅小區、機場、體育場和集會場都安裝了欄桿機。 圖 1.1 住宅區欄桿式自動擋車器 本科畢業設計說明書（論文） 第 2 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目前市場上有各式各樣的擋車器。就切換的速度上看有：高速擋車器，動作時間一般為 1.2S 2S；中速擋 車器，動作的時間一般為 2.5S 3S；低速擋車器，動作時間一般為 4.5S 以上。就外形來看，有直臂型，主要用于公路收費站、停車場、住宅、機關及學校等；曲臂型，主要用于受高度限制的區域；欄柵型，外形很優美，主要用于海關等防止從桿下通過的場所。就控制方式來看，有：手動控制，遙控控制和通訊控制。就機械傳動上分有：液壓傳動，這種傳動 結構簡單、傳動快、聲音輕，但維護成本高，欄桿不宜太長，撞擊后損壞率高 ,停電后的釋放簡單 ；皮帶傳動，這種傳動 成本低 ,但易拉伸磨損 ,聲音響 ,傳輸平衡穩定性較差 ,要日常維護 ；減速箱傳動，此種傳動 成本略低 ,機械結構復雜 ,機件多 ,調節維護復雜 ； 復合一體化傳動 ，此種傳動 電機和減速機構一體，根據不同的桿長選擇不同的電機，無須調節減速機構，停電處理只需鑰匙柄，衛生方便。 圖 1.2 柵欄式擋車器 得益于切換的快速性以及外形的美觀，擋桿類的擋車器應用得非常廣泛，但是， 各收費站使用的直桿類道閘，對違章司機形同虛設，車輛沖卡現象相當嚴重。更有甚者，撞傷、撞死執情人員，也時有發生。嚴重威脅收費站工作人員的人身安全，造成征費工作困難， 直接影響我國公路事業的發展 1。 1.2 本課題研究的意義 近年來，交通運輸事 業發展迅速，將電子信息技術引入，便產生了智能交通 本科畢業設計說明書（論文） 第 3 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 系統 (ITS 一 InielligentTransportationSystem)。 ITS 是將先進的信息處理技術、數據通信技術、電子控制技術以及計算機處理技術等有效綜合運用于整個運輸管理體系，從而建立起大范圍內、全方位發揮作用的實時、準確、高速的運輸綜合管理系統。目前市場上流行的擋桿類擋車器注重狀態切換的快速性但忽視系統抗沖撞能力，只能作為一種意念上的關卡。在國際恐怖主義汽車炸彈等各種自殺式恐怖襲擊越發猖獗的國際環境下，為了加強對海關、機場、重要政府機關進行有效的 保護，迫切需要研制出一種既具有快速性又有一定抗沖撞性的電子防恐擋車器。 電子防恐擋車器正可以解決當前的恐怖沖卡現象， 適用于公路、橋梁、隧道、停車場、企事業單位、旅游區道口、車輛通行管理領域和收費出入口 。電子擋車器的 控制系統采用計算機控制，系統集成度高，邏輯功能強，具備高度智能化。系統控制設計有多種運行模式供用戶選用；有與自動控制系統、環路感應器、報警器、車輛計數器的連接的專用接口；用戶可通過選擇不同的運行模式，通過不同的搭配組合，靈活組成人工控制、半自動控制、智能控制等各種不同類型的控制管理系統 。 本課題 將對汽車擋車器的機械部分、控制部分和保護環節進行研究。其目的是通過對汽車擋車器的研究，發現擋車器設計中存在的不足，進而改進擋車器的設計，以便使擋車器更好地在智能化交通系統中發揮作用。由于該設計具有廣闊的應用領域，并且通過研究可以學習到許多相關知識，在當今講求競爭，講求效率與效益的時代，本課題就具有了較高的研究價值 1。 1.3 本課題的主要任務 本課題擬設定一種剛性擋車器，在重點進行抗沖撞設計的同時，充分發揮計算機控制技術的優勢，實現系統的自動控制。其設計成果可望形成一種有實用價值的現代化防恐設備。 1.3.1 設計條件及要求 （ 1）路幅寬： 5米； （ 2）極限沖擊力： 1000KN； （ 3）動作時間： 10s； （ 4）控制核心：單片機； 本科畢業設計說明書（論文） 第 4 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （ 5）控制方式：現場按鈕控制、中央計算機集中控制、地感應智能控制 1.3.2 知識要求 具備機械原理與機械零件設計、機電一體化、數控技術等專業知識，掌握AutoCAD、 Pro/E 等機械設計軟件 ,有較好的結構設計的能力。 1.3.3 設汁任務 （ 1）總體方案設計與計算； （ 2）機械系統設計的裝配圖； （ 3）關鍵零件設計及液壓系統的設計。 本科畢業設計說明書（論文） 第 5 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2 防恐電子擋車器總體的設計 2.1 機械部分 2.1.1 機械部分的基本要求 機械部分是直接阻擋車沖擊的部分，因此，必須具有以下基本要求： （ 1）空間上足夠的大。擋車板在路的橫向和高度方向能夠阻擋住車。 （ 2）強度足夠。當車以高速沖撞擋車板時，產生巨大的沖擊力，整個系統必須具有足夠的強度來承受巨大的剪切應力，擠壓應力以及彎曲應力。 （ 3）運動過程中不能干涉。為了便于整個系統的裝拆，我們盡量的要減小坑的體積，尤其是坑的深度，但是不能導致系統在工作中出現干涉，如桿碰到坑的壁面，液壓缸和桿相互阻擋等導致系統強烈震動甚至不能運動。 （ 4） 結構盡量簡單。此系統主要是滿足剛度要求，對靈敏性要求和精密性要求不高。減小結構的復雜性，可以提高系統的剛性，降低成本。 （ 5）重量盡量小。盡量的減小系統的重量，可以減小啟動液壓系統的負荷，減小成本，便于裝拆 2。 2.1.2 四桿機構的選用 （ 1）曲柄搖桿機構 鉸鏈四桿機構的兩個連架桿中，若一個為曲柄，另一個為搖桿，則稱其為曲柄搖桿機構。在曲柄搖桿機構中，若以曲柄為原動件時，可將曲柄的連續運動轉變為搖桿的往復擺動；若以搖桿為原動件時，可將搖桿的擺動轉變為曲柄的整周運動。 如圖 2.1所示的雷達天線俯仰搜索 機構 。 . 圖 2.1 雷達天線俯仰搜索機構 本科畢業設計說明書（論文） 第 6 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （ 2）曲柄滑塊機構 曲柄滑塊機構是由四桿機構的基本形式演化而來的。機構的演化，不僅是為了滿足運動方面的要求，還往往是為了改善受力狀況以及滿足結構上的需要。如圖 2.2所示的自卸卡車車廂的舉升機構 ABC為例，其中搖桿 3為油缸，用壓力油推動活塞使車廂翻轉。 圖 2.2 自卸卡車車廂的舉升機構 本設計的擋車器機械部分與上述兩例的原理相似，采用四桿機構作為機械部分 2 3。 2.1.3 平面四桿機構的確定方法 作圖法 對于四桿機構來說，當其鉸鏈中心位置確定后，各桿的長度也就確定了。用作圖法進行設計，就是利用各鉸鏈之間相對運動的關系，通過作圖確定各鉸鏈的位置，從而定出各桿的長度。 作圖法有直觀，簡單，快捷的優點。在本設計中我們采用這種方法 3。 2.1.4 液壓傳動的優缺點 （ 1）優點 （ a）傳動平穩。在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認為不可壓縮，依靠油液的連續流動進行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設置液壓緩沖裝置，故不像機械機構因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊，使傳動十分平穩，便于實現 頻繁的換向；因此它廣泛地應用在要求傳動平穩的機械上，例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動。 （ b）質量輕體積小。液壓傳動與機械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣 本科畢業設計說明書（論文） 第 7 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 功率的條件下，體積和質量可以減少很多，因此慣性小、動作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質量的機器來說，是特別重要的。例如我國生產的1m3 挖掘機在采用液壓傳動后，比采用機械傳動時的質量減輕了 1t。 （ c）承載能力大。液壓傳動易于獲得很大的力和轉矩， 因此廣泛用于壓制機、隧道掘進機、萬噸輪船操舵和萬噸水壓機等。 （ d）容易實現無級調速。在液壓傳動中，調 節液體的流量就可實現無級調速，并且調速范圍很大，可達 2000： 1，很容易獲得極低的速度。 （ e）易于實現過載保護。液壓系統中采取了很多安全保護措施，能夠自動防止過載，避免發生事故。 （ f）液壓元件能夠自動潤滑。由于采用液壓油作為工作介質，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長。 （ g）容易實現復雜的動作。采用液壓傳動能獲得各種復雜的機械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數控銑床的液壓工作臺，可加工出不規則形狀的零件。 （ h）簡化機構。采用液壓傳動可大大地簡化機械結構，從而減少了機械零部件數目。 （ i）便于實現自動化。液壓系統中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現復雜的自動工作循環。目前，液壓傳動在組合機床和自動線上應用得很普遍。 （ j）便于實現“三化”。液壓元件易于實現系列比、標準化和通用化。也易于設計和組織專業性大批量生產，從而可提高生產率、提高產品質量、降低成本。 （ 2）缺點 （ a）液壓元件制造精度要求高。由于元件的技術要求高和裝配比較困難，使用維護比較嚴格。 （ b）實現定比傳動困難。液壓傳動是以液壓油為工作介質，在相對運動表面間不可避免的要有泄漏，同時油液也 不是絕對不可壓縮的。因此不宜應用在在傳動比要求嚴格的場合，例如螺紋和齒輪加工機床的傳動系統。 （ c）油液受溫度的影響。由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環境下工作。 本科畢業設計說明書（論文） 第 8 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （ d）不適宜遠距離輸送動力。由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠距離輸送動力。 （ e）油液中混入空氣易影響工作性能。油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統的工作性能受到影響。 （ f）油液容易污染。油液污染后，會影響系統工作的可靠性。 （ g）發生故障不易檢查和排除 8。 2.2 控制部分 2.2.1 硬件系統的設計 （ 1）單片機的基本結構 隨著大規模集成電路技術的發展，可以將 CPU、 RAM、 ROM、定時器 /計數器以及輸入 /輸出（ I/O）接口電路等主要計算機部件，集成在一塊電路芯片上。這樣所組成的芯片級的微型計算機稱為單片微型計算機。本系統選用的是 MCS 51系列的 89C51。如圖 2.3 所示 振 蕩 器 和時 序 電 路程 序 存 儲 器( 4 K B )數 據 存 儲 器( 2 5 6 K B )8 9 C 5 1C U P兩 個 1 6 位 定時 器 / 計 數 器中 斷控 制總 線 擴 展控 制 器并 行 可 編 程 和 I / O可 編 程串 行 口外 部 中 斷內部中斷控 制( 數 據 / 地 址 )外 時 鐘 源外 部 事 件 計 數P 0P 1P 2P 3R I DT I D單 片 機 的 基 本 組 成 結 構圖 2.3 單片機的基本組成結構 本科畢業設計說明書（論文） 第 9 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （ 2）電氣與單片機控制系統 電氣與單片機控制系統的總體框架如下圖 3.2 所示。主要包括 89C51 單片機主控制系統，輸入部分包 括：抬板、落板與停板按鍵開關，紅燈、綠燈與霧燈按鍵開關，前后地感應按鍵開關，上、下限位開關，前后地感應模塊控制拔碼開關，抬板、落板最大時限設置拔碼開關，定時自動落板設置拔碼開關；輸出部分包括：電機的開停，抬板、落板及停板，紅燈、綠燈及霧燈，脈沖記數器。 8 9 C 5 1單 片 機 系 統抬 板 , 落 板 ,停 板 開 關紅 燈 , 綠 燈 ,霧 燈 開 關前 , 后 地 感應 開 關上 , 下 限 位開 關抬 板 , 落板 , 停 板紅 燈 , 綠燈 , 霧 燈電 機 開停 控 制脈 沖 計 數 器抬 板 , 落板 最 大 限時 設 置定 時 自 動抬 板 設 置前 , 后 地 感 應模 塊 抬 落 設 置反 向功 率放 大報 警 器圖 2.4 基本設計圖 此電氣與單片機系統的主要特點： （ a）采用單片機控制，簡化了電路，提高了可靠性。 （ b）內含線圈檢測器，僅需在車道上布埋線圈，即可實現車輛的自動檢測與擋板的自動控制。 （ c） 無觸點光電開關，可靠耐用。 （ d）可外加車輛計數器。 （ e）防控裝置，保護車輛與擋板 11 14。 （ 3）中斷系統 中斷：程序執行過程中，允許外部或內部事件通過硬件打斷程序的執行，使其轉向為處理外部或內部事件的中斷服務程序中去；完成中斷服務程序后， CPU 本科畢業設計說明書（論文） 第 10 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 繼續原來被打斷的程序，這樣的過程稱為中斷過程。 外部中斷觸發方式：電平觸發方式，低電平有效；跳變觸發方式，電平發生由高到低時觸發。這兩種觸發方式可以設置 TCON 寄存器中的 1INT 和 0INT 中斷觸發申請觸發方式控制位來選擇：設置 IT1、 IT0=0，選擇電平觸發方式；設置1INT 、 0INT ，選擇跳變觸發方式。 中斷優先級：幾個中斷源同時申請中斷時，或者 CPU 正在處理某外部事件時，又有另一外部事件申請中斷， CPU 必須區分哪個中斷源更重要，從而確定優先處理誰的能力 11 14。 （ 4） 80C51、 87C51 及 89C51 型單片機的比較 80C51、 87C51 及 89C51 型單片機的特性比較如下表： 表 2.1 單片機的特性比較 型號 特性 80C51 87C51 89C51 ROM 4K 4K（ EPROM） 4K（ 2E PROM） RAM 128K 128K 128K ROM（片內、片外） 64K 64K 64K RAM（片內、片外） 64K 64K 64K 16 位 C/T 2 2 2 并行 I/O 口 32 32 32 串行 I/O 口 1 1 1 中斷口 5 5 6 最高時鐘頻率 12MHz 12MHz 24MHz 80C51 單片機的程序在做單片機時寫入，一次性固化，用戶不能改寫；在87C51 中為 4KB 的可編程、可改寫的只讀存儲器是 EPROM；在 89C51 中為 4KB 的可騙程、可改寫的只讀存儲器是 2E PROM；而 80C31 不設片內程序存儲器，使用時必須由片外擴展。 89C51 單片機是 80C51 含 2E PROM 的產品，是當前最新的一種電擦寫的 8 位單片機，與 80C51 系列完全兼容，這種單片機有兩級或三級程 序存儲器的保密系統，用于保護 E2PROM 中的程序，以防止非法拷貝，其片內的閃速存儲器的編程和擦除完全用電實現，另外 89C51 單片機還可用智能法進行編程，可使每個字節 本科畢業設計說明書（論文） 第 11 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 編程的時間由 50MS 減少到 4MS，速度快、效率高；其片內有 4KB 的 PEROM 代碼存儲器陣列，有低電壓編程和高電壓編程（ 12V）兩種模式，低電壓編程狀態為用戶在系統中編程 89C51 提拱了一個方便的途徑，而高電壓編程（ 12V）模式與一般常規 FLASH 或 EPROM 編程兼容。 由上可知，用電可擦除型的 ROM 給用戶還來了更大的方便，特別是應用系統的現場調試 ，而且目前的市場體格已經下降得很快，所以被廣泛采用。所以本次選用 89C51 單片機較優 12。 2.2.2 軟件系統的設計 （ 1）軟件主程序的描述 主程序的流程見圖 2.4 所示。從流程圖可以看出，整個程序分為輸入數據的掃描程序和數據的處理程序兩部分，系統上電或復位之后，經系統初始化，首先判斷 P1 口的狀態：若為 FFH，繼續掃描輸入數據；若不為 FFH，則轉入數據的處理程序。 程序開始后首先進行程序的初始化，初始化主要完成的內容有： （ a）輸出端口； （ b）示器的初始值； （ c）斷 0、外部中斷 1、定時 /計數器 T0 的初始化：外部中斷 0、外部中斷1的中斷優先級設置為最高，并且設為邊沿觸發方式；設定定時 /計數器 T0每 50ms中斷一次，其工作方式為 1，則需要作如下的計算： 振蕩器的頻率 fosc =12MHz 方式 1 計數器長度 L=16， 162 =65536 定時時間 t=50ms= 31050 s 定時常數 TC=12 105010126 5 5 3 612236 tf os cL 65536-50000=15536 定時常數 TC轉換成二進制 數 TCB=11110010110000 所以 TCH=3CH， TCL=0B0H 由于與定時器 T1 無關，故 M0=1， M1=0， C/T=0， GATE=0 不用門控 控制字為 #01H （ 2）輸入數據的掃描程序 本科畢業設計說明書（論文） 第 12 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 抬板開關、落板開關、停板開關、紅燈開關、綠燈開關、霧燈開關、前地感應開關與后地感應開關是與 P1 口連接的，當其中一個開關閉合時，則其對應的P1 口的位將會變成低電平。掃描 P1 口的狀態來判斷是否有鍵按下，如果 P1 口的各位都是高電平則說明此時沒有鍵盤按下，就又返回不斷地掃描 P1 口的狀態，直到有鍵按下即 P1 口不全是高電平 時才會轉到數據處理程序當中來。 （ 3） 數據處理程序 此程序是整個軟件系統主要的構成部分。如果進入了數據處理程序，首先需判斷是哪個鍵被按下了。如果是紅燈開關、綠燈開關或霧燈開關中之一閉合了，就會轉移到相應的處理子程序當中去，處理完后又回到輸入數據掃描程序當中來。每按一次各燈開關，相應燈的狀態是由亮變熄或由熄變亮這樣交替亮熄。設定這樣的控制各燈的開關鍵是用來檢測各燈是否正常的。 如果有前地感應或后地感應信號時，說明有車就在檢測區內，為了保證車輛及擋車器的安全，會執行落板的動作，執行完落板后又會回到數據掃描程序 當中來，如果停用前或后地感應模塊時，程序會跳到下一個處理程序去，并且只要有前或后地感應輸入時且這種模塊有效程序就不會執行抬板和停板的，這樣就保證了整個控制過程的安全。設定這種模塊是給擋車器增添了智能化，這種模塊用戶也可能過相應的拔碼開關來選擇開啟或關閉的 13。 本科畢業設計說明書（論文） 第 13 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 開 始初 始 化有 鍵 按 下嗎 ？是 落 板 鍵嗎 ？是 抬 板 鍵嗎 ？是 后 地 感 應信 號 嗎 ？是 前 地 感 應信 號 嗎 ？是 停 板 鍵嗎 ？是 紅 燈 開 關嗎 ？是 綠 燈 開 關嗎 ？是 霧 燈 開 關嗎 ？板 位 最 高 處嗎 ？清 最 低 點標 志抬 板亮 紅 燈設 抬 板計 數清 落 板計 數板 位 最 低 處嗎 ？清 最 高 點標 志落 板設 落 板計 數清 抬 板計 數停 板清 抬 板計 數清 落 板計 數交 替 亮熄 綠 燈交 替 亮熄 紅 燈交 替 亮熄 霧 燈清 等 待 抬板 計 數置 等 待 抬板 計 數清 等 待 抬板 計 數清 等 待 抬板 計 數開 此 功 能嗎 ?開 此 功 能嗎 ?清 等 待 抬板 計 數YYNYNYNYNYYNNNNYYYNNY亮 紅 燈YNN圖 2.5 流程圖 本科畢業設計說明書（論文） 第 14 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 板在抬起或落下的過程中會一直亮紅燈的，只有當擋板下落到地面時才會亮綠燈，以顯示安全通過。程序中設置了最高標志和最低標志兩個標志位。在抬板開始執行時會設置一個抬板計數 值，并清除落板計數值、等待抬板計數值有最低標志；左落板開始時會設置落板計數值及等待抬板計數值，并清除抬板計數值和最高標志位；在執行停板時會清除這三個計數值。 軟件設計對于以單片機為微控核心的智能控制系統具有十分重要的作用，本設計通過模塊化、結構化設計，結合被測信號的特點，通過軟件計時，合理安排各個模塊程序，使其分模塊合理、及時、準確監測、保護、顯示和通訊等，利用軟件的快速處理能力實現對干擾信號的濾波，節約了硬件開銷，降低了控制系統的成本，達到了既定的功能要求 14。 本科畢業設計說明書（論文） 第 15 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 3 機械部分的詳細設計 3.1 擬定機構方案 根據任務書要求并結合實際，初步擬定如下四個方案： 方案一：如圖 3.1所示 此方案采用液壓缸直接驅動，結構簡單。但因液壓缸直接承受負載，對液壓缸強度、精度要求過高。 圖 3.1 方案一 方案二：如圖 3.2所示 此方案液壓缸不直接承受負載，所受阻力較小，方案結構緊湊，滿足設計要求。但此方案傳動角較小，不利于機構運動。 圖 3.2 方案二 本科畢業設計說明書（論文） 第 16 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 方案三：如圖 3.3所示 此方案結 構簡單，傳動角較大，易于機構運動，各桿位置構成直角三角形，結構穩定。但尺寸較大，超過空間要求。 圖 3.3 方案三 方案四：如圖 3.4所示 此方案結構緊湊，滿足空間要求。液壓缸不直接承受負載，負載阻力小。各桿位置得當，滿足剛度要求。機構傳動角為 450，利于機構運動。故采用此方案。 圖 3.4 方案四 本科畢業設計說明書（論文） 第 17 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 3.2 鋼板的強度校核 3.2.1 板的受力分析 如圖 3.5所示 .圖 3.5 機構受力分析 由靜力平衡方程 060s in45s in 00 DCFDGFM BCD 代入數據得 02 33.222 210 6 BCF 解得 6107.0 BCFN 以板的左端為坐標原點，選取坐標系如圖 3.6 所示 本科畢業設計說明書（論文） 第 18 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 3.6 機構彎矩圖 3.2.2 板的厚度校核 由圖 3.6 解得最大彎矩 maxM 46 10213.0107.0 CGBC LFN m 抗彎截面系數62bhW 式中 b 為截面寬度， h 為截面高度（即本設計中板的厚度，初取為 0.2m） 代入數據解得 2 35 0 . 2 0 . 0 3 m6W 根據彎矩強度條件 4m a xm a x 62 1 1 0 7 1 2 0 M P a0 . 0 3 1 0M M P aW 故所取板的厚度 0.2m 滿足強度要求 4。 3.2.3 板的剪切強度校核 根據剪切強度條件 AFs 本科畢業設計說明書（論文） 第 19 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 式中sF為截面上的內力（即剪力）， 045sin FFs。 A為截面面積。 代入數據解得 4071.4101.05.1 221066 MPaMPa 故板滿足剪切強度要求 4。 3.2.4 板的拉伸強度校核 根據拉伸強度條件 AFN式中NF為拉伸力， 00 30s in45s inBCN FFF 。 A為截面面積， bhA 代入數據解得 10006.1102.05 21107.02210666 M P aMPa 故板滿足拉伸強度要求 4。 3.3 桿的強度校核 如圖 3.7 受力分析可知， AB 桿所受壓力大小即為BCF31（本設計采用 3組四桿機構） 圖 3.7 AB 桿的受力分析 A為截面面積， 24 dA ，其中 d 為截面的半徑 600mm。 本科畢業設計說明書（論文） 第 20 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 由公式 16083.0)10600(47.03143131232 M P adFAF BCBC MPa 故 AB桿的強度滿足要求。 BC 桿的受力分析如圖 3.8 所示，其 所受壓力與 AB 桿相同，且 AB 桿的半徑與 BC 桿相同，故 BC 桿所受的壓縮強度與 AB桿完全相同。即 AB桿也滿足強度要求 45。 圖 3.8 BC 桿的受力分析 3.4 銷的強度校核 由圖 3.9 所示受力分析 可知，機構中最 大的力為 DF 桿 所受的拉力06s i n 4 5 0 . 7 1 0CDFF N 根據剪切強度條件 AFs式中sF為截面上的內力（即剪切力）， 61035.021 CDs FFN 本科畢業設計說明書（論文） 第 21 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 3.9 機構受力分析 而本設計采用三組四桿機構，故單組桿上的剪切力66 1012.03 1035.03 ss FF N ，如下圖 3.10 所示。 A 為截面面積 , 3232 1096.1)1050(44 dAm2 。 本科畢業設計說明書（論文） 第 22 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 3.10 銷的受力分析 代入數據解得 1 2 0611096.1 12.0 3 MPaAF s MPa 故板滿足剪切強度要求 6。 本科畢業設計說明書（論文） 第 23 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 4 液壓缸的設計 4.1 確定液壓系統方案 根據條件及實際計算采用如圖 4.1 系統方案 圖 4.1 液壓系統 4.2 負載分析 由圖 4.2 解得 660 106.02 3107.060s i n BCL FFN 因為本系統采用 3 個液壓缸，故單個液壓缸承受的負載為 本科畢業設計說明書（論文） 第 24 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 61 102.03 LFF N 圖 4.2 機構受力分析 4.3 初選工作壓力 初選液壓缸工作壓力，參考液壓傳動表 10.3-1，結合本液壓系統實際情況，初選系統壓力 1P 為 18MPa7。 4.4 計算液壓缸的主要尺寸 正向行程（無桿腔進油）時 12211 ) FAPAP m 其中2P為有桿腔壓力，此處取2P 0，m為機械效率（m=0.88 0.95），通常取m=0.95。 本科畢業設計說明書（論文） 第 25 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 所以1!1 FAP m 即 1124 FPD m 其中 D 為液壓缸內徑 12295.0101814.3 102.044 6 611 mPFDmm 根據表 23.1-92 ， D取標準值 125mm 故活塞桿直徑 d可由 1 Dd 求得 其中 為速度比，)( 22212 dDD ， 推薦值為 1.33 2，查表 4.8-1取 1.33 6233.1 133.1125 d mm 根據表 23.1-102 ， d 取標準值 63mm 液壓缸具體如圖 4.3 圖 4.3 液壓缸 32321 1012)10125(44 DA m2 本科畢業設計說明書（論文） 第 26 頁 共 30 頁 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 則液壓缸的有效面積 322221 103)(44 dDDAAA m28 4.5 液壓缸其他尺寸的確定 活塞的寬度 B 按缸的工作壓力和活塞的密封方式確定，一般為（ 0.6 1） D故取 751256.06.0 DB mm 導向套滑動面的長度 l ，當 D80mm 時，取（ 0.6 1） d 故取 .8.376.0 dl mm,圓整為 B=38mm 液壓缸的長度 S按其最大行程確定，一般不大于（ 20 30） D CHBLS L:液壓缸行程，本設計取 760mm H:最小導向長度，它的大小影響到液壓 缸的穩定性和初