波轮式全自动洗衣机机电系统设计.docx

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1、课程设计报告题目：波轮式全自动洗衣机机电系统设计摘要1第一章绪论31.1 机电一体化课程设计目的31.2 设计任务3第二章波轮式全自动洗衣机的总体结构设计42. 1波轮式全自动洗衣机总体结构42.1 进水排水系统42.2 传动系统结构及工作原理82.3 机械设计系统传动计算16第三章控制系统设计233. 1全自动洗衣机的功能要求233.2硬件电路设计243.3控制程序设计25总结27致谢29参考文献30摘要随着科学技术的迅猛发展，智能制造取得实质性的进展。智能化，自动化的生产，生活用品更为普遍。针对人们节约用水，节约用电，操作简单的要求，本设计基于AT89C51单片机作为控制器，设计出波轮式洗

2、衣机。波轮洗衣机，20世纪五六十年代出现于日本的波轮洗衣机。目前是我国人民最了解，市场占有率最高的洗衣机种类。特点：耗水量大价格低本次课程设计针对不同的衣服种类，设定节能程序、轻柔程序、标准程序、大件程序、甩干程序和烘干程序6种洗涤模式，单片机作为洗衣机控制系统的核心，控制7SEG-MPX2-CC的数码管显示，功能选择，电机驱动，蜂鸣器等部件，分别设计出系统的电路部分和软件部分，利用keiluvision5和Proteus8进行电路仿真，结果仿真结果满足波轮式洗衣机性能自动化性能，洗衣机控制系统的设计和功能得到验证。未来洗衣机的发展方向将是超声波洗衣机，运用超声波原理振动洗衣，从概念上彻底更新

3、洗衣机洗涤原理，不再使用洗衣粉，是真正的环保型洗衣机。到时，人们不仅从洗衣机里拿出衣服就能穿，而且完全不用考虑清洗剂会对衣料带来的损害，更不存在化学洗涤剂的环境污染问题了。关键词：波轮式洗衣机，课程设计，智能化，51单片机。SummaryWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,intelligentmanufacturinghasmadesubstantialprogress.Intelligent,automatedproduction,dailynecessitiesaremorecommon.Inviewofpeople,srequir

4、ementsofsavingwater,savingelectricityandsimpleoperation,thisdesignisbasedonAT89C51single-chipmicrocomputerasthecontrollertodesignawavewheelwashingmachine.Wavewashingmachine,awavewashingmachinethatappearedinJapaninthefiftiesandsixtiesofthe20thcentury.Atpresent,itisthetypeofwashingmachinethatourpeople

5、knowbestandhasthehighestmarketshare.Features:largewaterconsumptionandlowpriceThisdesignfordifferenttypesofclothes,set6washingmodesofenergy-savingprogram,gentleprogram,standardprogram,bulkyprogram,spin-dryingprogramanddryingprogram,single-chipmicrocomputerasthecoreofthewashingmachinecontrolsystem,con

6、trol7SEG-MPX2-CCdigitaltubedisplay,functionselection,motordrive,buzzerandothercomponents,respectivelydesignthecircuitpartandsoftwarepartofthesystem,usingkeiluvision5andProteus8forcircuitsimulation,Thesimulationresultsmeettheperformanceautomationperformanceofthewavewashingmachine,andthedesignandfunct

7、ionofthewashingmachinecontrolsystemareverified.Thedevelopmentdirectionofthefuturewashingmachinewillbeultrasonicwashingmachine,theuseofultrasonicprinciplevibrationlaundry,conceptuallycompletelyupdatethewashingprincipleofthewashingmachine,nolongerusewashingpowder,isarealenvironmentallyfriendlywashingm

8、achine.Atthattime,peoplecannotonlytakeoutclothesfromthewashingmachineandwearthem,butalsodonotconsiderthedamagecausedbycleaningagentstotheclothing,letalonetheenvironmentalpollutionproblemofchemicaldetergents.Keywords:Wavewheelwashingmachine,coursedesign,intelligent,51microcontroller.第一章绪论1.1机电一体化课程设计

9、目的机电一体化系统课程设计是一个重要的实践性教学环节。要求学生做那个和运用说学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的是：1）学习机电一体化系统总体设计方案立定，分析与比较的方法。2）通过对机械系统的设计，掌握集中典型传动晚间与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。如齿轮/同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。3）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移/速度传感器；如交流、逼近伺服进给系统，增量式旋转编码器，直线光栅等。4）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬

10、件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与现实电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件等、5）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。6）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。1.2设计任务任务：设计一种波轮式全自动洗衣机的机电系统，要求最大洗衣质量为6kg,内桶直径为500mm,洗衣转速约为140200r/min,脱水转速约为700I（X）Or/min。要求具有自动调节水位、根据衣服种类设定洗涤模式、自动进水、排水和自动脱水等功能。第二章

11、波轮式全自动洗衣机的总体结构设计2.1 波轮式全自动洗衣机总体结构目前在我国生产的洗衣机中，波轮式洗衣机占了80%以上。早期生产的波轮式洗衣机波轮较小，直径都在165185mm之间，转速为320500r/min。现在基本都是大波轮洗衣机，其中又以碟形波轮应用最广，波轮直径约为300mm,转速约为120300r/mn0一般来说，波轮式全自动洗衣机具有洗涤、脱水、水位自动控制，以及根据不同衣物选择洗涤方式和洗涤时间等基本功能，其结构主要由洗涤和脱水系统、进排水系统、电动机和传动系统、电气控制系统、支承机构等5大部分组成，如下图所示。1排水管12进水接头2溢水管13压力软管3吊杆14贮气室4脱水桶（

12、内桶）5盛水桶（外桶）6水衡环7盖板8安全开关9控制面板10水位控制器11进水电磁阀15支架16电动机17离合器18波轮19脱水轴20排水电磁阀21法兰盘22脱水孔2.2 进水、排水系统全自动洗衣机的进、排水系统主要由进水电磁阀、排水电磁阀和水位开关等组成。1.水位开关水位开关又称压力开关。洗衣机洗涤桶进水时的水位和洗涤桶排水时的状况是由压力开关检测的。当洗衣机工作在洗绦或漂洗程序时，若桶内无水或水量不够，压力开关则发出供水信号。当水位达到设定位置时，压力开关将发出关闭水源的信号。微电脑全自动洗衣机工作在排水程序时，若排水系统有故障，水位开关则发出排水系统受阻信号。(1)结构波轮式全自动洗衣机

13、上使用最多的水位开关是空气压力式,其结构如图2-1所示。这类压力开关按其功能可大致分为气压传感装置、控制装置及触点开关三部分。气压传感装置由气室11、橡胶膜10、塑料盘9、顶心6等组成；控制装置由压力弹簧4、导套2、调压螺钉3、杠杆1和凸轮5等组成；触点开关由动簧片8、开关小弹簧7、动静触点组成，其中公共触点COM和常闭触点NC组成动断触点，公共触点COM和常开触点NO组成动合触点。动簧片8是由被青铜板制成，其结构如图2-2所示。图2-1水位开关结构及其水压传递系统1杠杆2导套3调压螺钉4压力弹簧5凸轮6顶心7开关小弹簧8动簧片9塑料盘10橡胶模11气室12压力软管内动簧片U外动簧片图2-2触

14、点开关在内动簧片和外动簧片的a、b点安装一个小弹簧，即图2中的开关小弹簧7。C点为内动簧片的力驱动点，位于顶心和塑料盘的轴心线上。(2)工作原理当水注入内桶时，气章很快被封闭。随着水位上升，封闭在气室内的空气压力也不断提高，压力经软管12传到水位开关气室11,水位开关气室11内的空气压力向上推动橡胶膜10和塑料盘9,推动动簧片8中的内动簧片向上移动，压力弹簧4被压缩。当注水到了选定水位时，此时内动簧片移动到预定的力平衡位置，开关小弹簧7将拉动外动簧片，并产生一个向下的推力，使开关的常闭触点NC与公共触点COM迅速断开，常开触点No与公共触点CoM闭合，从而发出关闭水源信号。排水时，当水位下降到

15、规定的复位水位时，水位产生的压力减小，压力弹簧4回复伸长，推动顶心6,使动簧片8中的内动簧片向下移动，当移动到预定的力平稳位置时，开关小弹簧7对外动簧片产生一个向上的推力，使开关的常开触点NO与公共触点COM迅速断开，常闭触点NC与公共触电COM闭合，从而改变控制电路的通断。2.进水电磁阀(1)结构进水电磁阀也称为进水阀或注水阀，其结构如图2-3所示。出水U鼾 图2-3进水阀结构1金属过滤网2阀座3导磁铁框4线圈5小弹簧6铁心7小橡胶塞8塑料盘9橡胶阀b)(2)工作原理电磁阀线圈4断电时，铁心6在自重和小弹簧5作用下下压，使铁心6下端的小橡胶塞7堵住泄压孔B,此时如果有水进入进水腔I,水便由加压孔A进入控制腔【I,使控制腔11内水压逐渐增大，最终使橡胶阀9紧压在出水管的上端口上，将阀关闭。同时.因铁心6上面空间与控制腔H相通，控制腔II内水压的增大还会使铁心6上面空间气体压强增大.导致橡胶阀9更紧地压在泄压孔B上，增加了阀关闭的可靠性。当进水电磁阀线圈4通电后，产生的电磁吸力将铁心6向上吸起，泄压孔B被打开。控制腔H内的水迅速从泄压孔B中流入出水管，同时经加压孔A流人控制腔II的水又进行补充。但由于加压孔A比泄压孔B小，使控制腔11内的压力迅速下降。当控制腔11中的水压降到低于进水腔I水压时，橡