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文檔簡介

1、 作者:你們的論文我已經(jīng)閱讀,文章選題很實(shí)用,采用的技術(shù)方案也很好。會引起讀者的興趣的。但是,文章敘述不夠完整,圖紙不能充分的反映你們的設(shè)計(jì)思想,(文中標(biāo)注)如果不是保密的話,請你們給于補(bǔ)充修改。另外,論文是寫自己的成果。諸如XX器件有什么什么的優(yōu)點(diǎn),價(jià)廉物美的話是別人的,最好少寫些。(文中標(biāo)注)方案論證在我刊一般被壓縮或刪除,只要直接寫為什么選用XX器件就行了。非接觸式剛體(道軌)位移測試系統(tǒng)德州學(xué)院 劉金鵬 郭國 張利國 指導(dǎo)老師 李麗欣 李海彥 張福安 XXX年畢昇杯獲XX獎一 引言高速列車在彎道處對軌道的作用力是巨大的,可能使道軌在三維空間均會發(fā)生位移,從而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生

2、。目前的鐵道形變檢測手段還不完善,人工測量麻煩且不精確,基于對道軌三維位移量的智能測量,我們設(shè)計(jì)了本系統(tǒng),可精確非接觸測量道軌在三維方向上的位移量。二 測量原理液晶顯示模塊MSP430測量儀 控制核心按鍵功能選擇步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊通過步進(jìn)電機(jī)控制激光發(fā)射器上下移動通過步進(jìn)電機(jī)控制激光發(fā)射器左右擺動PT2272無線接收模塊PT2262無線發(fā)射模塊MSP430模擬道軌控制核心Opt101光電轉(zhuǎn)換模塊圖1 系統(tǒng)整體框圖系統(tǒng)整體框圖如圖1所示: 測量儀通過兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別控制十字激光束上下左右擺動,尋找模擬道軌上的傳感器(Opt101),模擬道軌通過采傳感器(Opt101)上的電壓信號,將對準(zhǔn)信號通過P

3、T2262發(fā)回測量儀,測量儀通過PT2272接收對準(zhǔn)信號,通過數(shù)步進(jìn)電機(jī)脈沖判斷道軌在三維方向的位移,并將位移數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上。標(biāo)注幾個(gè)按鍵?起什么作用?三 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1 測量儀設(shè)計(jì)方案1.1控制模塊選擇MSP430系列單片機(jī)屬于超低功耗系列單片機(jī),內(nèi)部CPU采用當(dāng)前流行的精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu),運(yùn)算速度快。并且結(jié)合TI的高性能模擬技術(shù),再加上其工作穩(wěn)定的系統(tǒng)和方便高效的開發(fā)環(huán)境,因此我們選擇MSP430系列單片機(jī)作為控制模塊。其最小系統(tǒng)原理圖如圖2所示: 圖2 MSP430F168最小系統(tǒng)原理圖()1.2電機(jī)控制模塊選擇 TA8435在細(xì)分、半步、整步幾種工作模式之間切換相當(dāng)容易,并

4、且在速度較高時(shí),在整步或半步工作模式下,步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,振動小、噪聲也小。同時(shí)使用TA8435控制步進(jìn)電機(jī)具有價(jià)格低、控制簡單、工作可靠等特點(diǎn)。其電路圖如圖3所示:MPS430的那么多腳,只寫出引腳序號和內(nèi)部管腳名稱,這是器件廠設(shè)計(jì)資料,網(wǎng)上讀者可以查到,讀者想知道引腳接到那里,如LCD什么腳,圖中沒有。此圖分辨率不能達(dá)到制版級,不利于排版,請?zhí)峁└叻直媛驶蛟瓐D文件。圖3 TA8435控制步進(jìn)電機(jī)電路圖 1.3無線收發(fā)模塊此圖設(shè)計(jì)有致命性錯誤,358的5678側(cè),第5腳0偏置,不能線性小信號放大傳感器接哪里?D1,d1等標(biāo)號接哪里?Q5型號?圖5 PT2262無線發(fā)射模塊電路原理圖PT227

5、2PT2272圖4 PT2272無線接收模塊電路原理圖PT2262 和PT2272是CMOS工藝制造,低功耗,外部元器件少,工作電壓范圍寬,地址編碼多,價(jià)格便宜我們選擇PT2262和PT2272模塊(PT2272到底是集成電路還是模塊?)。并且在這里只是要求無線傳輸距離在2m之內(nèi),沒有必要選用現(xiàn)在比較流行的射頻無線傳輸。因此選擇PT2262和PT2272作為無線傳輸模塊(是買一片PT2272電路還是買IC自己焊接成模塊?如果買現(xiàn)成的模塊,就不必介紹內(nèi)部圖,倒要求畫出外部圖如如何接傳感器,這里沒有!標(biāo)注接幾路傳感器?如何編碼?解碼?)。PT2272無線接收模塊電路原理圖如圖4所示,PT2262無

6、線發(fā)射模塊電路原理圖如圖5所示。1.4光電轉(zhuǎn)換模塊因?yàn)槭志€激光束其波長在500nm800nm之間,而Opt101(內(nèi)部應(yīng)用原理圖如圖6所示)正好對這一范圍的光敏感性最強(qiáng),抗外界干擾能力強(qiáng)。并且對每一個(gè)光強(qiáng)對應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)合適的模擬電壓。(作者:我的激光知識淺薄,請施教十字線激光是什么器件,為什么能發(fā)出500nm800nm這么寬波長的光譜?標(biāo)注需要對讀者介紹用什么型號的激光器,如何提供其電源)1.5機(jī)械設(shè)計(jì)方案 圖6 Opt101內(nèi)部原理圖根據(jù)儀器測試功能,激光源必須具備水平轉(zhuǎn)動和豎直移動兩種運(yùn)動方式,故機(jī)械結(jié)構(gòu)均采用行星齒輪與直齒圓柱齒輪外嚙合的減速機(jī)構(gòu),其中激光發(fā)射器固定在由行星齒輪太陽齒中心

7、軸的曲柄結(jié)構(gòu)上。水平擺轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)左右擺轉(zhuǎn)角度為120°。豎直移動距離可根據(jù)測量要求設(shè)定,本結(jié)構(gòu)上下移動范圍為5cm。外框請和連線區(qū)別開來2剛體裝置設(shè)計(jì) 由于條件所限我們用一段剛體裝置來模擬導(dǎo)軌。在模擬道軌的剛體上分別設(shè)有由Opt101組成的5個(gè)激光線接收傳感器。在剛體上的分布如圖7 所示。圖7 Opt101在剛體變化模型上的分布 當(dāng)激光束對準(zhǔn)水平位置傳感器時(shí),則左右傳感器有一個(gè)最大電壓,同理當(dāng)激光束對準(zhǔn)其他傳感器時(shí),也有一個(gè)最大電壓。通過計(jì)豎直移動減速機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動所需脈沖個(gè)數(shù),從而得到激光束在剛體上下方向上移動的位移量。通過計(jì)水平擺轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動所需脈沖個(gè)數(shù),再利用步進(jìn)電

8、機(jī)轉(zhuǎn)20個(gè)脈沖即可使激光線在剛體上擺過1mm的關(guān)系,即可得到剛體在左右方向的位移。測前后距離時(shí),先讓豎直激光束對準(zhǔn)上下傳感器,然后再對準(zhǔn)前后傳感器,計(jì)下水平減速機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的脈沖個(gè)數(shù),從而得到激光線水平擺轉(zhuǎn)的角度,再用上下傳感器與前后傳感器之間的固定距離除以tan,即可得出剛體在前后方向上的位移。四 程序流程圖及部分程序程序流程圖如圖8所示。部分程序如下所示:一般在正文中提供的程序是關(guān)鍵性的部分程序,這里提供的程序既不完整也不關(guān)鍵,特別是XX初始化程序,誰都知道要寫的程序。 建議將:光電檢測,控制電機(jī)的子程序放在這里,并加詳細(xì)的注釋。如果作者同意的話,可以將全部程序放在本刊網(wǎng)上供特別感興趣

9、的讀者下載。#include<msp430x16x.h>#include "define.h"#include "12864yejing.h"int main(void) WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; /關(guān)看門狗定時(shí)器 init_zhongduan(); / 初始化按鍵 P4DIR&=(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3+BIT4+BIT5); /初始化 無線模塊 int_clk(); /初始化時(shí)鐘 init_lcd(); /初始化液晶 _EINT(); /開外部中斷開始 while(1) 菜單 if(g<=2

10、) init_chujiemian(); /初始化液晶顯示字符初始化對準(zhǔn)(識別剛體左右和上下位置) g+; while(flag_1=1) switch(P4IN&0X0f) /按鍵選擇判斷收到對準(zhǔn)信號收到完畢信號測量完畢屏顯示數(shù)據(jù) case 0x03: case 0x0c: 初始化調(diào)整(識別剛體前后位置) case 0x0f: #pragma vector=PORT1_VECTOR /外部中斷子函數(shù)_interrupt void PORT1(void) 改變剛體三維位移 進(jìn)行測量 (如何測量?) 五 PCB制版圖PCB制版圖如圖9所示:圖9 PCB制版圖結(jié)束(沒有循環(huán)?)圖8 程序流程圖此圖分辨率不能達(dá)到制版級,不利于排版,請?zhí)峁└叻直媛驶蛟瓐D文件。標(biāo)出接口接到哪里如LCD,鍵盤六裝配與調(diào)試 (標(biāo)注) 七心得和體會 通過這一屆“畢昇杯”競賽,我們團(tuán)隊(duì)深刻體會到了培養(yǎng)創(chuàng)新思想的重要性。只有我們不斷

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