机电一体化技术本科毕业设计课题(机电方向).doc

机电一体化专业毕业设计（论文）课题（机电方向）【总体要求】1.给出方案与论证；2.画出系统原理图和电路图；3.主要电路设计与计算；4.系统测试与指标；5.稳定性与可靠性；6.毕业设计（论文）用计算机处理打印后用A4纸装订成册；7.在规定的时间内答辩通过后由答辩小组给出设计（或论文）的成绩；8.每位毕业生任选一题，每题不超过10名学生；9.理工类毕业设计（论文）课题类别包括设计类、软件类两大类，对选题要求的指导性意见如下： 设计类：学生必须独立完成一份10000字以上的设计计算说明书（论文）,折合不少于5张12#图纸（电气信息类设计不少于3张12#图纸）设绘工作量，设计计算说明书（论文）中涉及参考文献不低于10篇，其中外文文献不少于2篇； 软件类：学生必须独立完成一个系统或较大系统中的一个模块，要有足够的工作量；完成一份10000字以上的软件说明书和论文；如涉及电路方面的内容，应完成调试工作并提供测试结果；如涉及软件开发的内容，要进行程序演示并给出结果。论文（说明书）中涉及参考文献不低于10篇，其中外文文献不少于2篇。课题一：64点温度监测与控制系统设计指导老师：叶 俊 杨 芳【设计任务】64点温度监测与控制系统针对室温环境下的温度监控，如大型机组的轴温，大型变压器油温，化学反应过程，环境测试等。控制核心采用微处理器或单片机，监测点温度，温度范围，采用半导体温度传感器，按矩阵方式切换输入信号。输出8路开关控制信号和2路模拟信号（具备控制能力）。同时要求利用微处理器或单片机的已有通讯接口或其它工业控制网络实现数据上传和控制。【设计要求】1.总体方案设计，需要提出至少两种切实可行的方案，并加以比较，选择一种最优方案；2.根据总体方案设计硬件电路，需要有理论依据，有分析计算过程，选择的主要元件要有原理和说明，所有元件必须有型号和参数；3.软件设计，使用汇编语言或C语言编成。主要软件必须能在设计制作的硬件电路上正确运行 ，且能够显示被测试对象的温度；4.制作硬件电路，调试硬件和软件，完成温度检测与测试点切换，实现温度上传并在屏幕上显示或存盘；课题二：基于8051单片机交通信号灯模拟控制系统的设计指导老师：夏继军 潘 纹 【设计任务】用单片机8051设计一个十字路口的红、绿、黄交通信号灯控制系统，画出设计总电路图，写出设计程序。【设计要求】1.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。考虑到学生设计时的难度，只考虑一条道路相对的两个方向，每个方向有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，每隔30秒红绿灯交替变化。在每次由绿灯亮变成红灯亮或者由红灯亮变成绿灯亮的交替变化转换时要求黄灯闪烁5秒，给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。 2.能实现正常的计时显示功能。用倒计时方法显示红灯、绿灯、黄灯还需亮的时间。3.能实现控制器总清零功能。 按下某个键后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。课题三：全自动洗衣机自动控制指导老师：姜永豪 杨 芳 【设计任务】用PLC控制洗衣机自动洗衣过程。按下起动按钮后洗衣机开始进水。水满时（水位达到高水位，高水位开关由OFF变为ON）PLC停止进水，并开始正转，正转15S后暂停，暂停3S后开始反转。反转15S后暂停，暂停3S后，若正、反转未满3次，则返回从正转开始动作；若正、反先满3次时，则开始排水。水位信号下降到低水位（低水位开关由ON变为OFF）开始脱水并继续排水。脱水10S即完成一次从进水到脱水的大循环进程。若未完成三次大循环，则从进水开始进行下一次大循环；若完成3次大循环则进行洗完报警。报警10S后自动停机。【设计要求】1.列出PLC通道分配表、定时器/计数器通道分配表；2.画出PLC电路图；3.画出控制梯形图，写出程序；4.给出详细的控制过程说明书。课题四：单片机步进电机控制器的设计指导教师：倪 涛 潘 纹【设计任务】用MCS-51单片机,通过软件编程,设计一个步进电机控制器。要求能对步进电机实现正、反转及速度控制，同时能对步进电机进行位置控制，即能控制步进电机从一个位置精确地运行到另一个位置。【设计要求】设计一个步进电机控制系统，用单片机控制四相反应式步进电机。系统采用软件代替脉冲分配器，让MCS-51的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3产生具有一定规律的脉冲序列，分别完成正、反向不同速度的旋转，同时可以完成指定角度的旋转。课题五：水轮机制动系统的设计指导老师：叶 俊 周小薇【设计任务】本设计共有三个部分：电气控制部分、流体控制部分、PLC编程部分。（一）电气控制部分设计任务：1.监控24点制动闸动作状态，通过指示灯显示2.24点制动闸动作后向PLC发出制动成功或复位信号3.压力站气路压力数显示向PLC发出420mA的模拟信号4.根据PLC传送来的420mA的模拟信号，显示相应的转速。（二）流体控制部分设计任务：采用节流阀控制流量，水份分离器净化空气，两个三通换向阀分别控制汽缸的上、下腔；气液混用三通球阀进行气、油的转换控制，多块压力表可直接读数等。PLC编程部分设计任务：根据给出的梯形图进行编程。【设计要求】掌握一定的电气控制技术的基础知识，可以利用PLC进行编程，并且对气压传动和液压传动有一定的了解。还要求能够运用基本的绘图软件进行绘图。课题六：两种液体混合比控制电路的设计指导老师：叶 俊 周小薇【设计任务】用欧姆龙型PLC技术设计该控制电路，能启动停止及控制该电路。【设计要求】设有两种液体A和B，在容器内按照一定比例进行混合搅拌，装置结构如图所示。其中SL1、SL2、SL3为液面传感器，当液面淹没时为ON；YV1、YV2、YV3为电磁阀；M为搅拌电动机。（一）控制要求：初始状态时此时各阀门关闭，容器是空的。 即 YV1=YV2=YV3=OFF SL1=SL2=SL3=OFF MOFF起动操作按下起动按钮，开始下列操作：1.YV1=ON,液体A流入容器；当液面到达SI3时，YVl=OFF，YV2ON；2.液体B流入，液面达到SL1时，YV2=OFF，MON，开始搅拌；3.混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），MOFF，YV3ON，放出混合液体；4.当液体下降到名 SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20s后容器放空，关闭YV3，YV3=OFF，完成一个操作周期；5.只要没按停止按钮，则自动进入下一操作周期。·（三）停止操作按一下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统停止于初始状态。 课题七：机械手控制电路的设计指导老师：叶 俊 杨 芳【设计任务】用欧姆龙型PLC技术设计机械手控制电路，模拟机械手工作过程，要求每次循环动作均从原位开始。【设计要求】1.在传输带A端部，安装了光电开关PS，用以检测物品的到来。当光电开关检测到物品时为ON状态。2.机械手在原位时，按下起动按钮，系统起动，传送带A运转。当光电开关检测到物品后，传送带A停。3.传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转）上。4.机械手返回原位后，自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。5.按下停止按钮后，应等到整个循环完成后，才能使机械手返回原位，停止工作。6.机械手的上升下降和左移右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现，每个线圈完成一个动作。7.抓紧放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成，线圈通电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。8.械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。9.抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间控制（设为2s）。课题八：基于PLC小车装卸料控制系统设计指导老师：姜永豪 周小薇【设计任务】在一些自动化生产线上，为了实现多地点随机卸料或者多地点随机搜集成品或（废品），经常会用到一台装卸料小车，如下图所示的装卸料小车可以根据请求在5个位置停车，进行装卸料，SQ1SQ5为5个停车位置的行程开关，小车压上时为ON，小车离开时为OFF，SB1SB5为互锁的琴键开关，用于选择小车的位置。【设计任务】小车在电动机的拖动下运行，电动机正转时小车右行，电动机反转时小车左行，具体控制如下：1.当选择按钮号与小车位置压下的行程开关号同时，按下启动按钮，小车停止不动。2.当选择按钮号大于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按钮，小车向右运行直至两者相等时，小车停止。3.当选择按钮号小于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按钮，小车向左运行直至两者相等时，小车停止。课题九：大功率高频直流开关电源的设计指导老师：夏继军 杨 芳【设计任务】按技术参数设计一台直流开关电源，通过该项目的设计,加强学生对电力电子的学习和理解，系统学习开关电源的设计方法，综合运所学过的知识,培养独立工作，解决实际问题的能力，为走向工作岗位打一定的基础。主要技术参数：输入电压：三相交流380V 输入频率：50HZ输出：恒流50安 输出电流变动范围：0-50安连续可调输出电压：060伏【设计要求】1.按要求分阶段写文字材料；2.参考文献要有英文文章；3.论文要按要求格式打印；4.独立完成；5.阅读国内外有关参考文献，写出文献总述；6.选定开关电源集成控制器，学习其工作原理、应用方法；7.主电路方案选择，要有技术经济比较；8.主电路设计；9.元器件的设计、计算、选择；10.控制电路、保护电路的设计。课题十：电梯PLC控制系统的设计指导老师：倪 涛 黄卫庭【设计任务】设计一三层简易电梯控制程序，该系统输入信号有：一层呼叫按钮PB1、二层呼叫按钮PB2、三层呼叫按钮PB3，一层行程开关 LS1、二层行程开关 LS2、三层行程开关 LS3；输出信号有：电梯上升KM1、电梯下降KM2，控制要求如下：1.不允许同时有两层楼要求停电梯；2.当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。【设计要求】1.分阶段写文字材料；2.参考文献要有英文文章；3.论文要按要求格式打印；4.独立完成5.设计I/O配线表。6.设计出电梯控制的梯形图。7.写出指令表。8.用编程器输入指令。9.调试运行。课题十一：车辆出入库管理PLC系统设计指导老师：夏继军 周小薇【设计任务】编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序，控制要求如下：1.入库车辆前进时,计数器加1,后退则减1.2.出库车辆前进时计数器减1,后退则加1.3.要求有显示屏指示车库内车辆的实际数目.【设计要求】1.根据题意设计显示电路，并按图连接。2.画PLCI/O接口连线图，并按图连接。3.编制梯形图及指令语句表。4.完成系统调试，实现控制要求。课题十二：工厂变电所设计指导老师：黄国祥 黄卫庭【设计任务】1.负荷计算及无功功率补偿计算；2.变配电所所址和型式的选择；3.变电所主变压器台数、容量及类型的选择（配电所设计不含此内容）；4.变电所主结线方案的设计；5.短路电流的计算；6.变配电所一次设备的选择；7.变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定；8.变电所防雷保护与接地装置的设计；9.编写设计说明书及主要设备材料清单；10.绘制变电所主结线图、平面图和必要的剖线图、二次回路图及其它的施工图样。【设计要求】1.根据设计课题的技术指标和给定条件，能够独立而正确地进行方案认证和设计计算，要求概念清楚，方案合理，方法正确，步骤完整；2.要求会查阅有关参考资料和手册等；3.要求学会选择有关元件和参数；4.要求学会编制有关电气系统图和编制元件明细表；5.要求学会编写设计说明书。课题十三：基于PROE的小家电造型设计指导老师：倪祥明 罗进生 【设计任务】从所列各图中选择一种小家电，分析产品部件功能，设计产品造型。 【设计要求】利用软件进行实体造型，写出具体造型步骤。要求步骤清晰合理，造型思路明确，也可以自己设计玩具形状，并分析所设计玩具市场前景。1. 对小家电产品进行市场调研，造型的产品类型自选2. 分析产品部件功能，设计产品造型3. 模拟装配，测试干涉情况4. 产品动态仿真。参考图样： 课题十四：“中国结”造型的设计指导老师：叶 俊 罗进生【设计任务】着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建中国结造型设计、市场推广、资料整理等环节，初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。【设计要求】通过毕业设计各环节的实践，应达到如下要求：灵活运用所学Pro/e软件创建“中国结”,打印出造型设计步骤和造型图；对造型出来的“中国结”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装，打印出用于市场推广的效果图；写出500字左右的论文小结培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力；通过毕业设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。 “中国结”造型参考图：（造形和尺寸自定义）课题十五：盘形凸轮轮廓曲线的设计 指导老师：潘 纹 兰子奇【设计任务】凸轮的基圆半径为r0，滚子半径为r，偏距为e，凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如下图所示。试用反转法原理设计以下五种盘形凸轮机构的轮廓曲线：1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线2.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线3.对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线 4.偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线5.对心直动平底从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线【设计要求】要求写出具体的设计步骤，并画出相应的图形。课题十六：一级圆柱齿轮减速器的设计指导老师：潘 纹 兰子奇【设计任务】1.运动简图：1电动机 2带传动 3联轴器 4皮带式输送机 5级圆柱齿轮减速器参考数据题 号123456789101112131415F(KN)3.63.84.04.24.44.64.85.05.25.45.65.86.06.26.4V(m/s)1.21.11.01.151.31.41.21.11.01.21.11.21.31.11.0D(mm)3503303002502003503303002502003503002502003302.工作条件：皮带式输送机单向运转，有轻微的震动，两班制工作，使用年限5年，输送机带轮轴转速的允许误差为±5%。小批量生产，每年工作300天。【设计要求】要求写出具体的设计步骤，并画出装配图一张，零件图二张。