全自动大枣去核机设计说明书解读.docx

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1、说明书附图全自动大枣去核机技术领域：本发明涉及一种基于间歇送料传送带和连续去核冲头协同运动的应用于食品深加工业中大枣去核机。背景技术：大枣去核机主要应用于为盛产大枣的地区， 比如新疆等而开发的一种去掉大枣核的机器。从某种程度上来说，这种设备也可以通过改变重头以及履带来实现对不同作物的去核工作，比如山楂之类的作物。由于本身设备的问题导致大枣去核是一项比较棘手且相当繁重的劳动，此前大部分地区多采用人工、简易连杆、脚动去核机、槽式去核机、转盘式去核机等为大枣去核，这些设备工作时，由于大部分工作都需要人工来操作完成，而且本身设备的安全措施少，所以导致卫生条件相对而言很差，生产效率也很低，一般来说每人一

2、天的生产效率不会超过 300Kg，无法实现产业化，而且劳动强度很大，每天的工作量以及工作时间都造成人体的超负荷工作。大枣去核机，主要用来为晒干的大红枣去除枣核，同时保证枣肉的完整， 实现机械化自动化，将劳动力从效率低下劳动强度大的大枣去核工作中解救出来。对于大枣去核机来说，要提高产品的性能，保证其去核效率和去核后枣的完整率至关重要，不仅如此，去核机的执行装置的运行精度、大枣的固定和位置精度的保证和去核枣的取出以及枣核的后处理等问题也都需要认真考虑。而市面的上的些大枣去核机都很难全部保证以上因素。因此，传统的大枣去核机需要克服以下问题： 1）在实现自动化的条件下保证冲杆的往复运动与大枣盛放装置的

3、配合精度，一旦发生冲针与料孔的错移现象，由于本身传送装置的叠加性，误差将会累积增加，最后导致冲针冲到履带上，破坏履带； 2）保证大枣核的轴线与冲头在一条直线上， 并且大枣能固定不动， 这将有利于保证冲核的精度以及去核后枣的完整率；3）冲核完成的大枣的落料需要如何完成，大部分打造去核机都是通过翻转进料装置，靠枣的重力实现落料的过程，但是这种落料的精确度不高，很难保证完全落料，一旦出现落料未完成的孔，必将导致下一个冲程的时候，出现大枣的破坏现象，甚至是冲针的损坏；4）保证冲头能将核打出但是还要尽量保证枣的完整性以及小的枣核的残余量，这对提高枣的口感有至关重要的作用。例如，市面上的一种履带式大枣去核

4、机，该机采用电磁震动供料器进行自动给料，用链- 1 -说明书附图条输送到冲核工位，楔形扶正模在上模的作用下，完成自动轴线定位和夹紧，由冲针下行将枣核冲下，随后冲针、上模上行返回，靠弹力分开下模，松开枣肉，当链条传到下料补位时完成落料。但是此去核机的执行机构是一个小型冲压机，冲压机可采用液压和机械两种设计方式，但是食品加工不宜用液压冲压机，因为液压机使用的液压油一般为油或者润滑脂，对食品质量有影响，一旦液压油泄漏对加工食品的污染将造成很大的影响。 机械机构有很多设计方案，如凸轮导杆机构，四杆机构等，但是这些机械机构很难保证运行的精度。此去核机履带运输大枣是靠槽轮来实现间歇运动 ，靠链轮来完成冲头

5、和枣的运动配合，由于链轮本身的传动精度就很低，所以很难保证运行精度。不仅如此，该机器的枣的定位装置采用的是楔形扶正装置，此装置是由2 个相同的楔形块和4 个弹簧组成，通过下端的槽，卡在输送机的链板上。不与上模作用时，弹簧将楔形模 2 半部分开；上模下压时， 2 半部夹紧。由于楔形模可在链板上一厘米级的长度滑动，夹紧时模具的轴心位置完全由上模决定，这样就可以消除运输机的回转误差，保证上下模的对正。但是该装置的形状复杂不易加工，装配误差大，很难保证大枣核的轴线与冲头在一条直线上。还有一种转盘式红枣自动去核机，其基本工作原理是：将红枣放入料斗中，在重力作用下红枣落入转盘内 1、4 工位；转盘上有 6

6、 个工位， 3 个工位是一个工作循环，即：落料扶正去核脱料。提升凸轮和弧面分度凸轮固定在输入轴上，随着电机的转动，提升弧面凸轮和弧面分度凸轮同时运动，带动提升轴做上下往复运动，转盘轴做间歇转位运动；转盘轴带动转盘转动到 2、5 工位，此时提升轴带动滑板及扶正去核杆落下，完成去核动作；而后转盘转动到 3、6 工位，脱料杆落下完成脱料动作。至此，红枣去核完毕，完成去核作业。此去核机的转盘呈圆形，其直径为 600mm，共分为 6 个区域，每个区域开 10 个孔。由于枣的大小一般为 25 30mm，设定孔的直径为 40mm，板厚为 50mm。为了防止枣进入定位孔后掉下去，以及扶正的时候更好地定位，在孔

7、的周围用铆钉固定几个弹簧片，弹簧片绕圆周均匀分布，保证受力均匀。但是这些弹簧片却阻碍了枣的落料，并且枣是靠重力自然落料，没有辅助装置枣的落料效率太低。大枣去核机的主要执行机构由料斗、滑板、扶正去核杆、脱料杆及转盘组成。料斗底部抵在料板上方 2mm处，滑板主要由提升轴带动实现上下运动，它是通过轴上的凸台和螺母来实现轴向的定位，用平健来实现径向的定位。滑板上需要固定扶正去核杆和脱料杆，它们通过螺纹连接在滑板上。转盘由传动机构中间歇转盘带动进行转位，实现红枣工位的转换。提升凸轮和弧面分度凸轮固定在输入轴上，随着电机的转动，提升弧面凸轮和弧面分度凸轮同- 2 -说明书附图时运动，带动提升轴做上下往复运

8、动，这样就会导致机构的运动配合精度太低。DG系列全自动去核机采用先进的机械手原理自动精确定位果实中心，确定果核位置，用特殊处理的高硬度材料加工的冲针采用告诉冲刺穿透理论，即当冲刺物以极高速度穿透被冲刺物时，被冲刺物留下的空洞即为冲刺物的外形。虽然该机器有较高的去核效率，但是机械结构复杂，冲针加工困难，需要较高冲刺速度，对设备要求较高，成本高。河北石家庄王兵臣的发明专利大枣去核机采用上下输送带定位，通过输送带的传动完成物料的自动输送。更换不同卡板的尺寸T 的输送带用于输送不同直径的大枣。但是该去核机采用间歇机构冲核，效率较低。半自动硬枣去核划皮机，采用上下往复运动机构和涡旋凸轮步进间歇机构组成传

9、到系统，其特征是：双输出轴的减速箱把上下往复运动和步进间歇运动机构通过支座连成一体，上下往复行程 90mm，24 步/ 周；由转盘、夹枣器、冲板、捅管等组成的三工位、四冲头式的作业系统。采用人工排枣送料，连杆驱动间歇刚性冲击去核，食品卫生状况没有改善，生产效率也没有显著提高。发明内容：为了解决上面的问题，本发明采用如下技术方案：本发明提出一种基于间歇送料传输带和连续去核冲头协同运动的大枣去核的机器。一种基于间歇送料机构和连续去核冲头协同运动的去核机，它包括集成的控制模块、能源模块、传动系统、进料和送料模块、定位模块、冲核模块和辅助模块；其中，所述控制模块采用编程控制单片机将控制脉冲发射给步进电

10、机控制器，所述步进电机控制器将电脉冲转化为角位移，同时通过控制脉冲个数得到所需要的脉冲位移量，控制步进电机转过一定角度，通过控制脉冲频率达到速度和加速度的要求。所述能源模块包括步进电机和调速电机，所述步进电机由步进电机控制器控制，与传动系统相连，将能量和运动信息传送至传送带主动轮，使其间歇运动；所述调速电机，速度和运动周期可调，与曲柄滑块机构相连，使其按照一定的周期连续运转，调节步进电机的控制脉冲和调速电机的转速，实现产品的不同转速要求，应用范围更加灵活；所述传动系统包括曲柄滑块机构和 2 组带轮组，所述曲柄滑块机构包括曲柄、连杆及滑块，曲柄与第一组带轮组相连，带轮组和调速电机相连，连杆和曲柄

11、及滑块相连，将调速电机的旋转运动转变为滑块的往复直线运动；- 3 -说明书附图所述第二组带轮中，主动轮通过联轴器和步进电机相连，使传送带间歇运动，所述联轴器采用 弹性套柱销联轴器，制造方便，成本低，适合这里电机频繁间歇运动；所述传送带和主动轮相连，并设置张紧轮，增大传送带紧边和松边之间的距离，便于安放辅助装置；所述主动轮采用滚花处理，增大摩擦系数，提高带传动的有效拉力，保证传送带有效的工作。所述进料和送料模块包括传送带、料杯和料斗，所述料斗，方形料斗通过螺钉固定在机架上，料斗内安放有辅助模块的进料筛选板，大枣存放于料斗内，聚集在进料筛选板之上，料斗侧壁开有轴承座以供辅助模块的搅拌轴安放；所述传

12、送带，普通平带，宽度 B=400mm，长度 L=2080mm，内表面带花纹，增大摩擦系数，外表面光滑，上设置直径 =16mm的小孔，所述小孔，上安放外径 =28mm，内经 =10mm的垫片，增大冲孔部位带的刚度，减小冲核时带的变形；小孔的排布，采用每相邻两排 4-3 错位排布，所述 4-3 错位排布即第一排轴向布置 4 个孔，轴向孔间距是 75mm，相邻下一排轴向布置 3 个孔，孔间距不变， 如此与上一排形成一组，沿带径向共设置有 13 组，每排孔其径向间距 80mm，所述料杯，高度 h=40mm,直径 =30mm的塑料杯采用粘结剂固连在传送带上的小孔的上方，保证料杯中的大枣竖直的站立在小孔的

13、上方，和冲核之后枣核准确的从小孔落出。所述定位装置所述冲核模块，包括冲头、冲针，所述冲头，为方形通过环形螺钉与冲头固连，其下表面同样和传送带上的小孔相对应，采用 4-3 错位设置圆孔并攻 M6内螺纹；所述冲针，其作用是刺破枣肉上表面并顶在枣核上，将枣核经大枣下表面和传送带上小孔冲出，落入收集斗中，根据经验统计，大枣枣核直径一般不大于 5mm，为减少枣肉的损失，所述冲针的直径采用 M6的钢管，冲针一端加工一段外螺纹，一端加工成倒 V 形，便于顶在枣核上，增加容错性。所述辅助模块包括档料板、枣核收集器、枣肉收集器、气缸系统、支撑轴、导轨等，所述档料板，其作用是冲针冲核行程完成后，回程时大枣出现随冲

14、针一起向上的现象时，将大枣打落回料杯中，防止生产的中断的现象发生，同时在冲头发生断裂时可以阻止其下落砸坏传送带；所述枣核收集器，安装在传送带松边和紧边之间，冲核区域之下，使冲针冲出的枣核通过传送带上的小孔落入收集器中；- 4 -说明书附图所述枣肉收集器，安装在紧边传送带的下方，当传送带经从动带轮下行时，料杯中的大枣落入枣肉收集器；所述气缸系统，经 7 根导管一端连接气缸，一端连接至传送带小孔上方，供气，将料杯中未自然掉落的枣肉吹出至枣肉收集器；所述支撑轴，将两根直径 15 的光轴固定在冲核区域传送带下方， 其作用是在冲核瞬间，提高传送带的刚度，防止其产生大变形引起枣核偏心，导致定位不准，甚至导

15、致冲针崩坏，引发危险；所述导轨利用沉头螺钉固定在机架和滑块上，保证滑块导向精度，为大枣去核行程提供准确的定心精度。本发明的有益效果是：其一，本设计利用单片机控制步进电机带动传送带和曲柄滑块机构，装置简单，工作可靠，实现机电一体化；其二，设计倒 V 形冲针针头，实现大枣预破皮，保证冲针准确的顶在枣核上，提高定心精度和工作可靠性；其三，设计机械挡板防止大枣随冲头上移，保证去核机连续工作不停车；其四，设计气缸吹出大枣枣肉，减小破损率，保证枣肉的完整性；其五，采用步进电机通过调整脉冲频率和脉冲个数控制步进电机的转速和角位移，同时调节调速电机的转速，实现送料和冲核的紧密配合，并可根据需要调节生产速率；附

16、图说明图 1 为本发明的总装轴测图；图 2 为本发明的 GEAR HEAD电机结构图；图 3 为本发明 GEAR HEAD电机尺寸图；图 4 为本发明的调速器结构图；图 5 为本发明调速器的尺寸图；图 6 为本发明的连杆尺寸图；图 7 为本发明的连杆结构图；图 8 为本发明的曲轴结构图；图 9 为本发明的步进电机结构图；具体实施方式：下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。- 5 -说明书附图图 1 为本发明的总装轴测图。其中显示了间歇送料传送带和连续去核冲头协同运动的应用于食品深加工业中大枣去核机的外观部件。它包括集成的控制模块、能源模块、传动系统、进料和送料模块、定位模块、冲核模块和辅助

17、模块。控制模块 1 采用编程控制单片机将控制脉冲发射给步进电机控制器，所述步进电机控制器将电脉冲转化为角位移，同时通过控制脉冲个数得到所需要的脉冲位移量，控制步进电机转过一定角度， 通过控制脉冲频率达到速度和加速度的要求 ; 能源模块包括步进电机和调速电机，所述步进电机由步进电机控制器控制，与传动系统相连，将能量和运动信息传送至传送带主动轮， 使其间歇运动 , 所述调速电机，速度和运动周期可调， 与曲柄滑块机构相连，使其按照一定的周期连续运转，调节步进电机的控制脉冲和调速电机的转速，实现产品的不同转速要求， 应用范围更加灵活； 传动系统 3 包括曲柄滑块机构和 2 组带轮组，所述曲柄滑块机构包

18、括曲柄、连杆及滑块，曲柄与第一组带轮组相连，带轮组和调速电机相连，连杆和曲柄及滑块相连，将调速电机的旋转运动转变为滑块的往复直线运动；进料和送料模块包括传送带、料杯和料斗，所述料斗，方形料斗通过螺钉固定在机架上，料斗内安放有辅助模块的进料筛选板，大枣存放于料斗内，聚集在进料筛选板之上，料斗侧壁开有轴承座以供辅助模块的搅拌轴安放；冲核模块 4，包括冲头、冲针，所述冲头，为方形通过环形螺钉与冲头固连， 其下表面同样和传送带上的小孔相对应， 采用 4-3 错位设置圆孔并攻 M6内螺纹；辅助模块包括档料板、枣核收集器、枣肉收集器、气缸系统、支撑轴、导轨等，所述档料板，其作用是冲针冲核行程完成后，回程时

19、大枣出现随冲针一起向上的现象时，将大枣打落回料杯中，防止生产的中断的现象发生，同时在冲头发生断裂时可以阻止其下落砸坏传送带。图 2-3 为本发明的 GEAR HEAD电机。其中：前盖，档头螺帽，导位栓，密封圈，传动轴，密封垫片，转轴，定子铁心，定位片，后密封圈，芯子定位孔，上楔片，支座，垫片，螺钉，孔，长头螺钉，集电环，四柱螺钉，集电片等组成。液压调速器在感应元件和油量调节机构之间加入一个液压放大元件 ( 液压伺服器 ) ，使感应元件的输出信号通过放大元件再传到油量调节机构上去，因此也叫间接作用式调速器。液压放大元件有放大兼执行作用，主要由控制和执行两个部分组成。一、无反馈的液压调速器其工作原

20、理如下：当负荷减小时，由曲轴带动的驱动轴转速升高，飞球的离心力增加，推动速度杆右移。- 6 -说明书附图于是，摇杆以 A 点为中心逆时针转动，滑阀右移，压力油进入伺服器油缸的右部空间。与此同时，油缸的左部空间通过油孔与低压油路相通，其中的油被泄放。在压差的作用下，伺服活塞带动喷油泵齿条左移， 以减少供油量。 当转速恢复到原来数值时，滑阀也回到中央位置，调节过程结束。当负荷增加，转速降低时，调速过程按相反方向进行。从上述分析可知，调速器飞球所产生的离心力仅用来推动滑阀，因而飞球的重量尺寸就可以做得较小。而作为放大器的液压伺服器的作用力，则可根据需要，选择不同尺寸的伺服活塞和不同滑油压力予以放大。

21、但是，在这种调速器中，因为感应元件直接驱动滑阀，无论它朝哪个方向往动，均难准确地回到原来位置而关闭油孔。这样就使柴油机转速不稳定，而产生严重的波动。为了使调速器能稳定调节，在调速器中还要加入一个装置，其作用是在伺服活塞移动的同时对滑阀产生一个反作用，使其向平衡的位置方向移动，减少柴油机转速波动的可能性。这种装置称为反馈机构。二、具有刚性反馈机构的液压调速器它的构造与上述无反馈液压调速器基本相同， 只有杠杆义 AC的上端 A 不是装在固定的铰链上，而是与伺服活塞的活塞杆相连。这一改变使感应元件、液压放大元件和油量调节机构之间的关系发生如下的变化。当负荷减小时，发动机转速升高，飞球向外张开带动速度

22、杆向右移动。此时伺服活塞尚未动作，因此反馈杠杆 AC的上端点 A 暂时作为固定点，杠杆 AC 绕 A 反时针转动，带动滑阀向右移动，把控制孔打开，高压油便进入动力缸的右腔，左腔与低压油路相通。这样高压油便推动伺服活塞带动喷油调节杆向左移动，并按照新的负荷而减少燃油供给量。在伺服活塞左移的同时， 杠杆 AC绕 C 点向左摆动与 B 点相连接的滑阀也向左移动， 从而使滑阀向相反的方向运动。这样在伺服活塞移动时能对滑阀运动产生了相反作用的杠杆装置称为刚性反馈系统。当调节过程终了时，滑阀回到了起始位置，把控制油孔关闭，切断通往伺服油缸的油路。 这时伺服活塞就停止运动， 喷油泵调节杆随之移动到一个新的平

23、衡位置，发动机就在相应的新负荷下工作。因此，相应于发动机不同的负荷，调速器就具有不同的稳定转速。因为发动机负荷变化时需要改变供油量，所以A 点位置随负荷而变。与滑阀相连接的 B 点在任何稳定工况下均应处于原来的位置，与负荷无关。这样 C 点的位置必须配合 A 点作相应的变动，因而导致了转速的变化。假如当负荷减小时，调速过程结束后，滑阀回到中间原来位置时，伺服活塞处于减少了供油量位置，使A 点偏左， C 点偏右，因 C 点偏右，弹- 7 -说明书附图簧进一步受压，只有在稍高的转速下运转才能使飞球的离心力与弹簧压力平衡。这说明负荷减小时稳定运转后，柴油机的转速比原来稍有升高。同理，当负荷增加时，稳

24、定运转后，柴油机的转速比原来稍有降低。具有 刚性反馈的液压调速器， 可以保证调速过程具有稳定的工作特性，但负荷改变后，柴油机转速发生变化，稳定调速率d 不能为零。如果要求负荷变化时即要调速过程稳定， 又能保持发动机转速恒定不变 ( 即入就必须采用另一种带有弹性反馈系统的液压调运器。三、具有弹性反馈的液压调速器它实际上是在 刚性反馈 装置中加入一个弹性环节缓冲器和弹簧。弹簧的一端同固定的支点相连， 而另一端则与缓冲器的活塞相连。缓冲器的油缸同伺服器的活塞成刚体联接。当发动机负荷减小时，转速增大，飞球的离心力增加。同样，滑阀右移，而伺服活塞则左移，减少喷油泵的供油量。当活塞的运动速度很高时，缓冲器

25、和缓冲活塞就象一个刚体一样地运动。随着伺服活塞 5 的左移，缓冲器和 AC杠杆上的 A 点也向左移动。 这一过程和上述刚性反馈系统的调速器完全相同。但当调速过程接近终了时，滑阀已回到原来的位置，遮住了通往伺服油缸的油路，此时缓冲器和伺服活塞已停留在新负荷相应的位置上。被压缩的弹簧由于有弹性复原的作用，因此使A 点带动缓冲器活塞相对于缓冲器油缸移向右方，回到原来位置。缓冲活塞右方油缸中的油经节流阀流到左方。于是，AC杠杆上的各点都恢复到原来的位置，此时调速器的套筒亦因转速复原而回到原来的位置。这样，发动机的转速就保持不变，当负荷增加时，动作过程相反。这种调速器的稳定调速率d 为零。图 4-5 为

26、本发明调速器结构图。其中 1. 速度控制杆； 2. 调速弹簧； 3. 缓冲弹簧； 4. 怠速弹簧； 5. 气动弹簧； 6. 控制套筒；7. 支撑杆； 8. 控制杆； 9. 飞锤； 10. 调速器套筒； h. 供油有效行程当柴油机在某一负荷下稳定运转时， 飞重 39 的离心力与调速弹簧 8 的预紧力相平衡， 滑阀 38 处于图示中间位置将控制孔 27 封闭，使动力活塞 23 下方空间封闭。 由此动力活塞固定不动，输出轴 12 和油量调节杆 13 等均固定在某一位置，使柴油机有一个相应于外负荷的供油量。柴油机在由弹簧 8 所设定的转速下稳定运转。当柴油机负荷增大时，转速下降，这时飞重的离心力小于调

27、速弹簧的弹力，使飞重向内收拢，调速弹簧推动调速杆 38 向下移动，使浮动杆 35 以右端 C 为支点向下摆动，推动滑阀 36 下移并打开套筒上的控制孔 27，让高压油进入动力活塞 23 的下腔。由于动力活塞下部面积为上部面积的两倍，即为差动式，高压油向上的作用力大于向下的作用力，使动- 8 -说明书附图力活塞向上移动，带动输出轴12 朝加油方向（逆时针方向）旋转，使柴油机供油量增加，转速回升。当动力活塞上移转动输出轴12 的同时，使反馈杠杆45 左端上移，右端下移，带动大反馈活塞 33 下移，压缩反馈油路中的滑油，迫使一部分滑油从补偿针阀31 的小孔流出。由于针阀的节流作用，反馈油路中的油压仍

28、有上升，克服反馈弹簧29 的弹力，使小反馈活塞30 上移。这时浮动杆35 以左端 A 点为支点逆时针转动，带动滑阀36 上移，使其提前返回原来的平衡位置，重新封闭控制孔27，切断压力油，使动力活塞23 停止加油。此后，由于反馈弹簧 29 的作用，使小反馈活塞30 逐渐下移复位，多余的滑油经针阀31 排出。此下移速度与调速杆 38 的上行速度相适应，使滑阀36 处在中央位置不动，柴油机恒速转动。这一恒速反馈机构的作用是防止调速器加油过量。此时，飞重39、调速杆 38、滑阀 36 和小反馈活塞30 回到原先的平衡位置， 而动力活塞 23、输出轴 12 和大反馈活塞 33 就停在对应于负荷增加后所需

29、的供油量位置上，柴油机在原先的转速下稳定运转，获得新的平衡。这样实现了恒速反馈调节。为了保证调速过程有一定的静态速差，即调速器具有一定的稳定调速率2，调速器中设有静速差机构 （即刚性反馈机构） 。当外负荷增加时， 输出轴 12 向加油方向（逆时针）转动的同时，静速差杆 7 绕支持销 6 也按逆时针方向转动，其右端上移， 调速齿轮 44 和中心螺杆随即一起上移，并将调速弹簧 8 稍微放松。由于调速弹簧的预紧力减少了，要使飞重、滑阀回复原来位置就必须降低柴油机的转速，即存在所谓“静速差”。也就是当负荷增加时，使柴油机在稍低于原来的转速下运转。反之，当负荷减小时，则稍高于原来转速。当柴油机负荷减小时

30、，调速器的调节过程与上述相反。图 6-7 为本发明的连杆。其中： 1. 导套； 2. 调节螺杆； 3. 连杆； 4. 蜗轮； 5. 蜗杆； 6. 滑块； 7. 打料杆； 8. 连杆注销连杆的作用主要是将曲轴的旋转运动变为往复直线运动传递给滑块。其中大孔直径 20mm，小孔直径 12mm。图 8 为本发明的曲轴结构图。其中曲轴两端连接部位直径为15mm，而连接连杆的部位的直径是20mm。图 9 为本发明的步进电机结构图。有 1. 定子； 2. 转子 1；3. 转子 2； 4. 出力轴； 5. 托架； 6. 永久磁铁； 7. 轴承； 8. 线圈；9. 凸缘步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移

31、的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影- 9 -说明书附图响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。虽然

32、步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。设 N 为闭合磁路中线圈的匝数 ,I 为线圈中的电流 , 则 Fm= NI为闭合磁路的磁通势，再由磁路的欧姆定律可以得到下式：NI=mRm式中： m为磁路的磁通量根据磁流变弹性体隔振器结构, 各部分构成一个闭合回路，其中

33、，铁心磁阻：Rm1； MRE磁阻： Rm2；导磁板 1 磁阻： Rm3；气隙磁阻： Rm4；套筒磁阻： Rm56RmRmii1RmRm2+Rm4（气隙磁阻和弹性体磁阻远大于其他磁阻，故忽略其他磁阻）Rm=2h/0rS在该磁路中 ,MRE弹性体和空气间隙的磁阻比较大，经计算比较（按照气隙磁阻最大处，也即截面积最小处计算）， MRE弹性体磁阻约是气隙的 3.35 倍，因此 MRE的磁阻最大 , 因而 , 优化磁路应首先考虑优化 MRE的磁阻。既要求整个磁路的磁阻太大 , 还要满足力学要求， 磁流变弹性体的直径 D 取为 70mm，内径 d 取为 29mm，高度 h 取为 30mm。真空磁导率为 0

34、=4 10-7H/m，磁流变弹性体的相对磁导率 r=3.5 ，磁流变弹性体截面积为 S= (D2-d2)/4( 其中D=70mm，d=29mm)串联时磁路中磁通处处相等，结合此式（磁路的磁通量可以用式：=BS（S 为磁路截面积， 20 号钢磁导率为1580，空气磁导率为1），再根据传统的减震器结构：- 10 -说明书附图取近似值，可以得出：套筒的上壁厚（6mm）和侧壁厚（ 5mm），以及内径（ ?92mm）、外径（ ?102mm），其中上壁厚是根据上壁和磁芯接触的最小截面积来计算；下导磁板的厚度（ 15mm），直径（ ?90mm）；由磁路欧姆定律 NI= m Rm=BSh/ 0 rS= Bh/

35、 0 r综合考虑线圈发热量，选择直径为08mm的漆包线制作线圈，其中漆包线中可以通过的最大电流Imax=1A ，则所制作的线圈可产生磁场强度B=5T，已知10 号钢的相对磁导率 r=1200，真空绝对磁导率为 0=410-7 H/m 。为了使磁场强度具有更大的可调范围，利用经验公式修正绕组匝数：n =n/(0.65-0.85)=126/(0.65-0.85)=148-193考虑空气间隙，取匝数为200。图 12 为本发明所用的滚珠丝杠理论分析图。 螺旋升角 和输出力矩成正比关系， 在我们方案中力矩要求不高，综上，我们需要适当减小螺旋升角提高我们的发电效率。 =arctanPh/ d0为了得到较小的螺旋升角 ，选择较小的导程，较大的公称直径。查询机械设计手册，结合整体结构尺寸，选择d0=25mm，Ph=5mm，求得 =3.6o 。- 11 -说明书附图图 1- 12 -说明书附图图 2- 13 -说明书附图图 3图 4- 14 -说明书附图图 5图 6- 15 -说明书附图图 7图 8- 16 -说明书附图图 9- 17 -