家用自动喂鱼机设计书.doc

机械创新设计
计算说明书
题目家用自动喂鱼机
指导教师
院系
班级
学号
姓名
完成时间
目录
一、设计背景…………………………………………………3
二、设计要求…………………………………………………3
设计方案的构思及分析…………………………………3
四、执行机构的设计…………………………………………4
(一)曲柄滑块机构的计算……………………………4
(二)执行系统运动简图………………………………4
五、减速电动机的选择………………………………………5
六、控制系统设计……………………………………………5
(一)系统方案设计构成……………………………………5
(二)单片机的选用…………………………………………6
(三)程序设计………………………………………………7
七、创新设计小结……………………………………………17
八、参考文献…………………………………………………18
九、附录三维动画
设计背景
随着人们生活水平的逐步提高,在家里养观赏鱼已经成为人的一种生活情趣。喂鱼这个过程就是最充满乐趣的一个环节,但是人们总会有出差工作,探亲访友不在家的时候,那么可爱的鱼儿不就要饿肚子了吗?为了帮助都市的人们解决喂鱼的后顾之忧,自动喂鱼机孕育而生。
二、设计要求
本次设计自动喂鱼机的基本功能和设计思路,根据给定的规定动作顺序,综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识,完成自动喂食机理论方案的创新设计,并绘制必要的零部件图,其中包括装置的原理方案构思和拟定;原理方案的实现、传动方案的设计,主要结构的设计简图;设计计算与说明。
自动喂鱼机设计要求:定时投放饲料,具有开机自检功能,可以设定开启关闭时间的长短,适应不同宠物食量的需要,使用电动机驱动,其电源应为安全电源。
宠物自动喂食机设计的主要技术关键问题为:饲料的定时投放,料口的开合角度的确定,定时长短的设计,时间设定模块的组合。
关键字:机构单片机设计计算定时
设计方案的构思及分析
本作品的工作原理利用了曲柄滑块机构和定时的原理,由一个简单的定时电路连接而成。带有定量孔的滑块,可以有效控制投量,同时由于结构简单可靠度也很高。当人们要出门几天而不能照顾鱼儿的时候,只要打开固定在鱼缸上的喂鱼机(当然要事先在漏斗里放鱼食啦),设定好喂食的循环时间,即周期次数。就可以放心地去工作或是享受假期啦。因为单片机控制的循环机构会帮助你按时给鱼儿喂食的,所以这里单片机设定的程序就发挥了很大的作用。
四、执行机构的计算
(一)曲柄滑块机构的计算
针对种种实际情况,我们小组在设计自动喂食机的时候就全面考虑了各方面的因素,从而确定各构件的尺寸与制造构件的材料。详见下表
机构名称
构件尺寸
所选材料
选用理由
曲柄滑块
曲柄
60mm(轴距)
2mm铝板
价格便宜、材质轻便、成型后具有时效强化性
连杆
150mm(轴距)
2mm铝板
价格便宜、材质轻便、成型后具有时效强化性
锥管(2个)
2mm铝板
价格便宜、材质轻便、成型后具有时效强化性
上述构件全部采用钣金造型,然后由焊接连接,使其加工制造简单,易保证较高配合精度。
在我们设定了曲柄与连杆的长度后,每一步机构各构件的上升位移便也能自然而然地计算出来了。
(二)执行系统运动简图
自由度F的计算:
n=3 Pl=4 Ph=0
F=3n-(2Pl+Ph)=3×3-(2×4-0)=1
五、减速电动机的选择
直流齿轮减速电动机由于其结构简单,性能可靠,故选择直流齿轮减速电动机。
ZGA25R-310式直流齿轮减速电动机产品数据:
ZGA25R-310
使用电压:DC6V     
转速: 20rpm
外径:25mm    
总长:51mm
伸出轴长:10mm
扭力:1-3KG
六、控制系统设计
(一)系统方案设计构成
本系统包括机械部分和伺服电机控制两部分。根据所给的要求,拟用开环控制结构设计方案,其开环系统结构原理如图1。
    
单片机   光电    耦合  驱动执行   机构
具体原理:编写单片机指令,通过扫描键盘输入的数字记录需要转动的角度,然后计算需要输出的脉冲,用软件的方法实现脉冲的输出,然后由光电耦合电路减小外部的干扰,由功率放大电路实现功率的放大,然后接减速电动机,通过联轴器把力矩传到主轴。带动料口的开关。
(二)单片机的选用
本设计选用ATS9S51芯片,片内无ROM或者EPROM,使用时必须配置外部的程序存储器EPROM。本设计选用了2764扩展其空间,8031的引脚分3大功能:
(1)I/O口线
P0,P1,P2,P3共4个八位口。
(2)控制口线
PSEN(片外