本文關(guān)鍵詞：拉力測(cè)試原型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：材料測(cè)試機(jī)是檢測(cè)材料力學(xué)性能和工藝性能的重要設(shè)備儀器,主要功能是對(duì)材料的機(jī)械性能進(jìn)行測(cè)試。目前,就國(guó)內(nèi)拉力測(cè)試機(jī)發(fā)展?fàn)顩r而言,拉力測(cè)試機(jī)成本普遍較高,而拉力測(cè)試機(jī)在社會(huì)上的使用非常普遍,大部分普通高校限于研究經(jīng)費(fèi)比較緊張的原因,很難為所有自動(dòng)化、機(jī)械相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供接觸拉力測(cè)試機(jī)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本研究設(shè)計(jì)了一款適合大多數(shù)學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)及機(jī)械自動(dòng)化、電子愛(ài)好者均可開(kāi)發(fā)使用的拉力測(cè)試機(jī)原型機(jī)及其測(cè)控系統(tǒng)。主要工作如下:第一,在整體了解拉力測(cè)試系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了拉力測(cè)試原型機(jī),機(jī)械部分模型圖。根據(jù)模型圖仔細(xì)考慮了零部件的選材,并考慮到成本與制作工藝等因素,進(jìn)一步設(shè)計(jì)以及手工制作出了包含:拉力測(cè)試機(jī)底座部分,絲桿套組等傳動(dòng)裝置,載物臺(tái)及拉力裝置,電機(jī)、傳感器及其固定裝置等四部分的機(jī)械實(shí)物。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)需要的交流伺服系統(tǒng)進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了交流伺服系統(tǒng)控制方案。第二,制作了以Arduino Uno為核心的嵌入式拉力測(cè)試系統(tǒng),可完成對(duì)伺服電機(jī)控制、拉力傳感器信號(hào)的數(shù)據(jù)采集。第三,以Labview軟件為平臺(tái)開(kāi)發(fā)出了上位機(jī)測(cè)控系統(tǒng),根據(jù)功能需求完成了電機(jī)控制,數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)、打印等功能。第四,在制作完成的原型機(jī)上對(duì)整個(gè)拉力測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,完成了橡膠材料的拉伸實(shí)驗(yàn)。檢驗(yàn)了本研究所研制的原型機(jī)機(jī)械強(qiáng)度及驗(yàn)證了測(cè)控系統(tǒng)的可靠性,軟件程序的可行性;得出了測(cè)試結(jié)果,達(dá)到了預(yù)期的測(cè)控效果。總之,本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了了拉力測(cè)試平臺(tái)及其電源電路,嵌入式采集控制板卡,上位機(jī)測(cè)控系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)調(diào)試及驗(yàn)證等四大部分。
【關(guān)鍵詞】：拉力測(cè)試 原型機(jī) 交流伺服電機(jī) 嵌入式系統(tǒng) 信號(hào)采集
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH87
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 拉力測(cè)試機(jī)發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)11-14
• 1.2.1 拉力測(cè)試機(jī)的構(gòu)成與功能11-12
• 1.2.2 拉力測(cè)試機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展形勢(shì)12-13
• 1.2.3 電子材料拉力測(cè)試機(jī)未來(lái)的發(fā)展13-14
• 1.3 課題來(lái)源和意義14
• 1.4 論文的主要內(nèi)容14-16
• 第2章 拉力測(cè)試原型機(jī)測(cè)試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)16-27
• 2.1 材料力學(xué)性能和測(cè)試方法16-19
• 2.1.1 靜拉伸試驗(yàn)16-19
• 2.2 測(cè)控系統(tǒng)組成19-21
• 2.3 系統(tǒng)工作原理21-22
• 2.4 系統(tǒng)測(cè)量原理22-24
• 2.4.1 載荷力測(cè)試原理22-23
• 2.4.2 變形位移測(cè)量原理23-24
• 2.5 電子拉力測(cè)控系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)及功能需求24
• 2.5.1 電子拉力測(cè)控系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)24
• 2.5.2 電子拉力測(cè)控系統(tǒng)功能需求24
• 2.6 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)24-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 第3章 拉力測(cè)試機(jī)測(cè)控系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)27-37
• 3.1 測(cè)試平臺(tái)整體設(shè)計(jì)方案27
• 3.2 系統(tǒng)工作平臺(tái)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)27-29
• 3.3 交流伺服系統(tǒng)29-35
• 3.3.1 交流伺服電機(jī)控制模塊方案設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.2 電機(jī)選擇30-31
• 3.3.3 伺服電機(jī)控制31-34
• 3.3.4 伺服驅(qū)動(dòng)器CN I/F端各個(gè)引腳的描述34-35
• 3.3.5 伺服驅(qū)動(dòng)器CN I/F端參數(shù)改動(dòng)一覽表35
• 3.4 拉力傳感器選擇及工作參數(shù)35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 拉力測(cè)試機(jī)測(cè)控系統(tǒng)嵌入式電路設(shè)計(jì)37-43
• 4.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)要求37
• 4.2 Arduino微處理器的選型及應(yīng)用37-41
• 4.2.1 Arduino的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境38
• 4.2.2 UNO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能38-40
• 4.2.3 UNO系統(tǒng)接線方案40-41
• 4.3 系統(tǒng)嵌入式電路設(shè)計(jì)41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第5章 拉力測(cè)試機(jī)測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)43-56
• 5.1 系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) — LabVIEW43-44
• 5.1.1 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的選擇43
• 5.1.2 LabVIEW簡(jiǎn)介43-44
• 5.2 測(cè)試系統(tǒng)的前面板設(shè)計(jì)及操作44-47
• 5.3 LabVIEW功能程序設(shè)計(jì)47-55
• 5.3.1 整體程序框圖搭建47-48
• 5.3.2 數(shù)據(jù)處理部分程序框圖搭建48-53
• 5.3.3 電機(jī)控制部分設(shè)計(jì)53-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第6章 測(cè)控系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)56-60
• 6.1 測(cè)控系統(tǒng)硬件調(diào)試56
• 6.2 測(cè)控系統(tǒng)軟件調(diào)試56-57
• 6.3 測(cè)控系統(tǒng)軟件調(diào)試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證57-59
• 6.4 本章小結(jié)59-60
• 第7章 總結(jié)與展望60-62
• 7.1 本論文總結(jié)60
• 7.2 后續(xù)展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65

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本文編號(hào)：912643