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本课题由“2007国家自然科学基金项目(60702004)”资助,旨在利用“液滴指纹图”实现液体细微差别的测量识别。液滴分析仪是获得“液滴指纹图”的硬件基础,因此仪器的精度、可靠性、稳定性等性能指标直接影响液体的细微识别成功与否。从理论上说,液滴分析应该在被测液滴处于静止的平衡状态下进行,这意味着液滴生长速度要慢而且稳定。而液滴生长速度本质上是由供液系统对毛细管流量的定量控制决定的,因此各种液滴分析系统都需要有一个流量极小且流速稳定的供液装置。为了解决上述问题,本文开发了一种性能可靠、精度较高的可实现自动控制的微量供液系统。该系统的研制主要包括机械结构设计以及控制系统软硬件设计两个部分。在机械设计方面,本文在对国内外计量泵发展状况、技术特点进行研究与分析的基础上,设计了供液系统的机械结构,本系统的传动装置采用活塞计量泵的基本原理,利用步进电机驱动一对减速齿轮,通过传动轴及滑动键带动螺杆在竖直方向上移动。螺杆的运动即可改变活塞的有效行程,进而引起计量泵的流量变化。此外,本文对传动机构的重点零件进行了全面校核,确保了传动机构的可行性和可靠性。在控制电路硬件设计方面,本文以AT89C52单片机为核心,将恒流斩波细分驱动方桉用到了步进电机的驱动系统中,通过功能扩展和接口技术等实现了对供液装置的驱动和控制。此外,本系统可通过标准异步通信协议与PC机进行通信,从而实现了对泵流量的辅助控制以及相关状态信息的处理和显示；在软件程序研发方面,本文在Keil C51平台下完成了主程序和步进电机控制等子程序的开发,与硬件电路配合实现了对系统供液的实时控制。在此基础上,本文分析了单片机系统干扰产生的原因及其影响,并从硬件和软件两方面提出了抗干扰措施。通过研究证明：本文所设计的基于单片机技术的微量供液系统,能够对供液系统的流量和流速实现精确控制,具有重要的实用价值。本系统可用于诸如液体生产工艺控制、环境监测等需要微量供液的场合,是一种低成本、高灵活的方桉。
目录
一、前言------------------------------------------------------------3
1.1设计背景----------------------------------------------------3
1.2设计意义----------------------------------------------------4
二、产品状况分析-----------------------------------------------4
2.1现状分析----------------------------------------------------4
2.2设计定位----------------------------------------------------5
三、设计构思-------------------------------------------------5
3.1设计初桉--------------------------------------------------5
3.2人机相互分析----------------------------------------------6
3.3各部分细化设计--------------------------------------------6
四、产品设计过程----------------------------------------------------7
4.1典型零件图-----------------------------------------------------8
4.2齿轮传动的设计-----------------------------------------------9
4.3轴强度的校核--------------------------------------------------10
4.4齿轮齿条传动的设计-------------------------------------------11
4.5步进电机的特点------------------------------------------------12
4.6步进电机的工作原理-------------------------------------------13
4.7步进电机的计算------------------------------------------------14
设计总结-----------------------------------------------------21
参考文献---------------------------------------------------22
致谢--------------------------------------------------------------23
整体机构以组合结构为主，包括箱体、齿轮传动装置、齿轮齿条传动装置，活塞式供液装置。该设备配备有PLC可编程控制器，能够于终端操控主传动电机的正、反转功能。该设备的灌装量可以通过步进电机转动的角度来得到很好的控制，通过光电传感器实现步进电机的精密定位，从而实现精确的液滴的输出与吸取量。
A0-装配图
A2-箱体支板二
A2-箱体支板三
A2-箱体支板一
A4-0.6M 齿条
A4-传动轴
A4-传感器支架
A4-大齿轮
A4-阀连杆
A4-阀芯拨盘
A4-小齿轮
图纸合集
