论文摘要
鞭炮是中国特有的一种传统物品。长时间以来,鞭炮生产加工的自动化程度很低,特别是与炮药直接接触的、高危险性的装药环节,大部分都是手工装填完成,装药的质量与装药过程的安全性很难保证,不能实现大量大规模的生产。本文就鞭炮装药存在的这些问题,研究设计了一种自动装药系统。在分析炮药特性和鞭炮装药特点的基础上,创新地设计了一种封闭式多级振动形式的自动装药机构,在保证装药质量与安全性的前提上提高装药的效率;根据设计的自动装药机构,将ARM7系列的LPC2210微处理器作为系统的核心控制芯片,构建了系统控制硬件电路,合理的设计了装药动作自动控制电路,通过传感器监测电路对装药环境进行实时的监控,将监测的数据通过以太网传输给PC机,更加充分保证了装药的安全性;以μC/OS-II实时多任务操作系统为内核,设计了自动装药系统的控制软件,将运动控制、安全监控与网络通信任务有机的结合起来,使操作者通过人机交互软件及时的监控装药状况,最终,实现高效、高安全性的鞭炮自动装药系统的设计。在搭建的实验电路上对设计的控制软件进行了调试,结果表明设计的自动装药系统能够很好的达到设计要求,满足高效高安全性的鞭炮自动装药。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 研究背景1.1.2 研究意义1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状1.2.2 国外研究现状1.3 课题研究内容和方法第2章 鞭炮自动装药机构设计2.1 概述2.2 鞭炮装药的基本要求2.3 自动装药机构的总体设计及时序分析2.4 自动装药主要机构设计与实现2.4.1 炮药计量及下料机构2.4.2 一级振动机构2.4.3 二级振动机构2.4.4 炮盘送给及夹紧机构2.4.5 炮盘输送机构2.4.6 安全防护装置2.5 本章小结第3章 自动装药硬件系统构建3.1 微处理器的选择3.1.1 自动装药系统对微处理器选择的要求3.1.2 ARM 嵌入式处理器3.1.3 LPC2210 微处理器的结构形式3.2 微处理器最小系统构建3.2.1 最小系统结构框图3.2.2 电源电路3.2.3 复位电路3.2.4 时钟电路3.2.5 JTAG 接口电路3.2.6 系统扩展存储器电路设计3.2.7 与PC 机通讯的以太网接口电路3.3 运动控制硬件电路构建3.3.1 直流电机控制电路构建3.3.2 步进电机控制电路构建3.4 安全监控硬件电路构建3.4.1 室内温湿度传感器电路3.4.2 氧气浓度传感器3.4.3 机构关键部件温度传感器电路3.4.4 明火及炮药粉尘监控电路3.5 本章小结第4章 系统软件设计与调试4.1 软件体系结构及功能4.2 μC/OS-II 特点与移植4.2.1 μC/OS-II 的特点4.2.2 μC/OS-II 在LPC2210 芯片上的移植4.3 基于μC/OS-II 的下位机软件设计4.3.1 系统任务规划4.3.2 系统初始化与主函数4.3.3 安全监控任务4.3.4 运动控制任务4.3.5 以太网的UDP 通信任务4.4 人机交互界面设计4.5 系统调试4.6 本章小结第5章 结论5.1 全文总结5.2 存在的问题与展望参考文献附录A 完成的自动装药机构零部件致谢攻读硕士学位期间的研究成果
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