導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇裝置設計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.1超聲波收發電路由于檢測裝置工作于井下，井口只為其提供了一路＋24V直流電源，各單元電路的工作電源需要依靠DC／DC變換電路獲得。控制系統和信號處理系統使用的＋5V和±12V電源由LM2596－5．0承擔，其主路輸出＋5V／2A電源供單片機等數字系統使用，將其儲能電感改用5026－47μH環形功率電感，并在其上增加兩個輔助繞組，經整流、濾波和LM78（79）L12三端穩壓IC后產生±12V／0．1A直流電源供信號處理系統使用；超聲波發射采用了高壓脈沖激勵方式，＋200～300V激勵電壓由＋24V供電電壓經簡單的Boost升壓電路獲得，利用單片機送來的1ms周期、5μs脈寬脈沖信號控制MOSFET開關管實現對超聲波發射探頭的激勵，儲能電感選用TDK－NL565050T－822J－PF（8．2mH）貼片電感，NMOS開關管選用2N60即可。超聲波激勵及電源變換電路如圖2所示。經實測，激勵脈沖會在接收探頭中產生一個較大的諧振頻率為5MHz、大約5個周期的串擾信號，為此，接收電路設計了一個對發射激勵脈沖延遲6μs、持續30μs的使能控制信號，控制接收放大處理電路僅在使能信號有效期間實現回波信號的放大和輸出，使之能夠在鋼管內壁和外壁反射的一次、二次回波信號到來之前有效地消除激勵脈沖串擾的影響，使能控制信號時序關系見圖3。檢測裝置中用于時間差測量的TDC－GP2的典型應用是作為超聲波流量計、激光測距儀的時間間隔測量、頻率和相位信號分析等高精度測試領域。在這些應用中輸入信號一般都較強，經簡單處理后即可作為TDC－GP2的START、STOP控制信號使用，而該檢測裝置的超聲波回波信號尤其是多次反射回波信號非常微弱且雜波較大（實測回波信號大約在mV數量級），必須經高增益寬帶放大器放大和濾波、檢波、整形處理后才能勝任。寬帶放大器由AD604承擔，可獲得6～54dB的增益并可由VGN端電壓連續控制，可較好地滿足超聲波回波信號高速高增益放大的要求［2］。考慮到僅需將回波信號放大處理后形成STOP控制脈沖即可，故電路僅利用可調電阻對2．5V基準電壓（由TL431產生）分壓獲得的VGN電壓進行增益設定，但設計電路亦有預留接口可用于接受經單片機和DAC輸出的AGC控制電壓，實現增益的閉環控制。AD604前級放大電路如圖4所示。帶通濾波器選用由MAX4104構成，設計中心頻率為5MHz，帶寬約為1MHz；鉗位和檢波由AD8036完成，具有卓越的鉗位性能和精度高、恢復時間短、非線性范圍小、頻帶寬的特點；檢波輸出信號的整形處理由MAX9141負責，這是一款具有鎖存使能和器件關斷功能的高速比較器，具有高速、低功耗、高抗共模能力和滿擺幅輸入特性等，回波信號經其整形處理后可獲得理想的脈沖前沿，并便于與TTL邏輯電平接口，還可以方便地實現回波信號輸出的使能控制。信號調理電路如圖5所示。

1.2時間差測量電路回波信號時差測量選用了德國ACAM公司的高精度時間間隔測量芯片TDC－GP2。TDC－GP2采用44腳TQFP封裝，內含TDC測量單元、16位算術邏輯單元、RLC測量單元及與8位處理器的接口單元和溫度補償單元等主要功能模塊，利用內部ALU單元計算出時間間隔，并送入結果寄存器保存。TDC－GP2基于內部的硬件電路測量“傳輸延時”，以信號通過內部門電路的傳輸延遲來實現高精度時間間隔測量，測量分辨率可達pS數量級，可以很好滿足項目測量的要求。單片機在給超聲波傳感器提供發射激勵脈沖的同時給TDC－GP2提供START信號指令使之開始計時工作，超聲波接收頭接收到的反射回波信號經放大、處理后作為STOP指令信號，由TDC－GP2完成兩次反射波時間間隔的測量。由前述可知，STOP與START信號的時間差大約在6～40μS之間，時差測量分辨率約為0．07μs，為此，設定TDC－GP2工作于“測量模式2”，在該模式下芯片僅使用通道1，可允許4個脈沖輸入，實現STOP1與START信號之間的時間差測量，測量范圍在60ns～200ms，然后，由TDC－GP2計算出各回波信號間的時間差Δt＝tB－tS＝tn－tn－1。測量原理如下：在輸入START信號指令后，芯片內部測量出該信號前沿與下一時鐘上升沿的時差，標記為Fc1；之后，計數器開始工作，得到predivider的工作周期數，并標記為Cc；這時，重新激活芯片內部測量單元，測量出輸入的STOP1信號的第一個脈沖（一次反射回波）前沿與下一時鐘上升沿的時差，標記為Fc2，將STOP1信號的第二個脈沖（二次反射回波）前沿與下一時鐘上升沿的時差標記為Fc3，……；Cal1和Cal2分別表示一個和兩個時鐘周期。

1.3單片機接口電路實現系統控制和數據處理的單片機選擇余地較大，項目結合TI公司中國大學計劃選用了美國德州儀器公司生產的MSP43016位單片機，具有16位總線、帶FLASH的微處理器和功耗低、可靠性高、抗強電干擾性能好、適應工業級運行環境的特點，很適合于作現場測試設備的控制和數據處理使用［4］。TDC－GP2其與單片機的通信方式為四線串行通信（SPI），利用MSP430的4個P2．x和P4．2I／O口實現GP2的選通、中斷和開始、結束使能以及復位等控制功能。MSP430除用來對GP2控制和數據處理外，還可以留出一些資源實現設備其他電路和動作機構的控制使用。單片機接口電路原理和程序流程分別如圖8和圖9所示。

篇2

植入式裝置（例如植入式心臟起搏器、神經電刺激器等）的體內植入部分和體外程控器之間進行遙測時，工作距離不超過40mm，一般選用電磁耦合方式實現數據的傳送。由于體內植入裝置的能量供應受限制，為了延長其使用壽命，需要系統發送數據時的功耗盡量低。據此，本文設計了一種采用脈沖位置調制（PPM）的植入式裝置遙測技術，包括控制單元、耦合單元、發射預處理單元和接收預處理單元。在發送數據時平均功耗很低，且電路簡單可靠，可以減小裝置的體積。

1硬件設計思路

硬件電路是采用PPM方式進行遙測的物理基礎，由于當前的植入式裝置一般都具有雙向通信功能。因此本文對體內植入部分和體外程控器采用相同的遙測電路結構，如圖1所示。

（1）控制單元

由于體內植入部分對功耗、工作電壓、裝置體積及電路復雜度等因素的嚴格要求，所以采用靜態功耗少、電壓低、功能多、體積小的單片機進行控制。采用軟件實現數據的脈沖位置調制和解調過程。

（2）數據發射單元

來自控制單元的數據信號，驅動能力很弱，無法直接驅動耦合回路將數據發射出去。采用MOS開關作為中間級，用來自控制單元的數據信號控制MOS開關的開啟和閉合，驅動耦合單元發射瞬間的高壓脈沖。

（3）數據接收單元

接收端接收到的信號由發射端天線的反沖電壓耦合到接收端天線上形成，具有衰減的振蕩拖尾。通過接收單元，把有衰減振蕩的脈沖波形變換成標準的方波信號，使控制單元能夠直接處理。

（4）耦合單元

脈沖信號的發射和接收效果與耦合單元性能有關，本文采用優化的空心短圓柱線圈作為天線。

2工作原理

（1）模式切換

如圖1所示，開關P是P溝道MOSFET，其柵極G由MCU控制。當柵極G被設置為低電平時，開關P導通，此時電路工作在數據脈沖的發射模式；當柵極G被設置為高電平時，開關P關斷，這時電路工作在數據脈沖的接收模式。

（2）脈沖的發射

不同于電路比較復雜的諧振回路發射信號，本文中數據信號的發射基于電感升壓原理：當發送端的開關N（N溝道MOSFET）導通時，電流流經線圈L1，電磁能量儲存在線圈L1中；當N關斷時，回路截止，線圈L1感應出瞬間的高壓窄脈沖，緊接著是衰減的振蕩拖尾信號，其中高壓窄脈沖被用作PPM信號。接收端通過電磁耦合方式接收信號。

開關N關斷時線圈上產生自感電動勢（即反沖電壓）ε＝－L，而dt是N由導通到閉合的轉換時間，N確定則dt為定值，同時線圈固定則L也為定值，因此當N導通時電流I越大則N關斷瞬間產生的反沖電壓就越大。另一方面，要求脈沖發射時能耗盡量少，因此N的導通時間設置為使I接近飽和。為了便于觀察，在回路中串接阻值小的電阻R2，如圖1所示。當N導通時，根據R2上測得的電壓波形，就可以方便地看到I是否接近飽和，從而優化N的導通時間。

（3）脈沖的接收

耦合到接收端線圈L1的脈沖信號經過隔直電容C4，直流分量被濾掉，有用的信號（頻率）分量傳送到脈沖判別和脈寬延展電路。

運放A1和電阻R3、R4、R5、R6、R7，以及電容C2、C3組成脈沖判別和脈寬延展電路：其中C2起濾波作用，使接收到的脈沖信號振蕩減弱。可變電阻R7用來調節門限。運放A1平時輸出為高電平，當A1反相輸入端接收到脈沖幅度大于門限時，輸出反轉，變為低電平。電容C3起正反饋作用，延展負脈沖寬度，以使單片機能夠識別處理。延展后的負脈沖作為外部中斷觸發單片機，請求響應。

（4）電源的穩定

如圖1所示，VDD是裝置的直流電源電壓。為了能在線圈L1發射數據信號時提供足夠能量，并且不使電源受到數據發射時電感上感應電動勢的波動影響，由電阻R1和電容C1組成去耦電路。數據發射周期T必須大于時間常數τ1＝R1·C1，一般要求滿足T＞3～5）·τ1。

在做植入式裝置遙測實驗時，通過MCU控制電阻R8與發光二極管LED組成的指示電路，可以直觀地了解通信狀況。

3軟件設計

本文研究植入式裝置的數據遙測，綜合考慮信息傳輸速率和平均功率消耗等因素，采用4－PPM方式。即每兩位二進制數據信號調制成一個4－PPM（四進制）信號。數據的調制和解調，以及4－PPM信號以幀格式發送和接收都由軟件控制。

定義傳輸一個4－PPM信號的基本時間單位為一幀（frame），如圖2所示，A～F構成一幀。把一幀的持續時間平均分成8份，每一小份時間段代表一個時隙（slot），則一幀由slot0～slot7組成。每一幀里的8個時隙組成4個固定的時區，在每一個時區內包括一定的變化脈沖位置：

（1）第一個固定時區由時隙slot0和slot1組成，如圖2中的A、B。在每一幀里的預定脈沖位置產生一個幀同步信號，從而使接收端確定這是一幀的開始，使幀同步。幀同步信號位于每一幀的第一個固定時區內，而且是唯一的同步信號。如圖2所示，幀起始由脈沖P1確定，它所在的時隙則定義為slot0，幀同步脈沖P2位于幀的第一個固定時區內的固定位置--時隙slot1。當接收端在接收到P1之后（設為slot0），若接著在slot1接收到P2，則可以確定正在接收一幀，即發送端和接收端之間實現幀同步。

（2）第二個固定時區由時隙slot2組成，如圖2中C。這個時區是一個保護帶，因為保護帶的存在，使幀同步脈沖和數據脈沖在一起不會被當作新的幀同步脈沖，從而唯一地確定一幀，防止數據交迭。

篇3

2管道腐蝕檢測裝置創新設計

2．1在役管道腐蝕檢測原理

我國在役管道大都鋪設在野外且都埋在地下，其底部最容易發生腐蝕，對于在役運輸管道發生的腐蝕采用射線檢測技術，其檢測原理如圖2所示。射線機發射檢測光線，穿透管道待檢測部分，然后被探測平板接收，通過對接收射線的情況進行分析處理，便可以判斷管道是否存在腐蝕以及腐蝕的位置、程度。

2．2檢測裝置問題分析

由于在役管道所處的環境比較復雜，對檢測裝置提出了非常苛刻的要求：不宜在管道內進行檢測，也不允許檢測裝置從管道兩端套進，只能從中間夾緊管道。當前的管道腐蝕檢測裝置主要存在的問題為：①結構復雜，裝夾不便；②人工干預程度大，自動化程度低，檢測效率低；③只能檢測某一管徑管道，適應性差。檢測裝置的創新設計必須解決上述問題，對于上述問題我們分析歸納為以下兩個問題：Q1：提高檢測效率，要求檢測裝置能沿著管道軸向進行移動檢測，并對管道進行可靠地夾持。Q2：檢測裝置能實現系列管道（Φ159mm～Φ500mm）的檢測，并保證檢測裝置不復雜、結構緊湊。對于Q1，要求檢測裝置沿著管道軸向移動檢測以提高檢測效率，但另一方面會導致夾持裝置的夾緊力不夠、可靠性降低，這就形成一對技術沖突。對應TRIZ標準工程參數，這對沖突中的改善參數為時間損失，惡化參數為可靠性。對于Q2，要求檢測裝置實現不同管徑的管道檢測，但同時會增加裝置的復雜性，這也形成一對技術沖突。對應TRIZ標準工程參數，這對沖突中的改善參數為適應性及多用性，惡化參數為復雜性。

2．3檢測裝置問題解決

（1）針對Q1，查詢TRIZ沖突矩陣得到發明原理10，30和4［7］，經分析這3個原理無法解決該問題。我們采用物質—場模型來分析此問題，兩種物質分別為S1（管道）和S2（檢測裝置），場為機械場，檢測裝置及場提供的功能是不完整的，其物質—場模型描述如圖3所示。檢測裝置要求對管道有足夠的夾持力，實現管道的可靠夾持，但檢測裝置與管道很難發生相對運動，實現管道軸向移動檢測。由此可見，檢測裝置提供的場是一個可控性較差的場。查詢標準解，得到第二類標準解No．16，即增加一個易控制的場，因此在檢測裝置和管道之間增加一個可控的外力，即在檢測裝置前后分別采用4個滾輪實現管道的夾持，在前后輪之間的管道上增加一個可控的驅動機構（如圖4所示），在夾緊定位的同時提供外力以促使檢測裝置與管道之間發生相對運動。當管道檢測裝置實施檢測時，不與管道發生相對運動，對管道進行定位夾緊；當檢測完一個位置時，驅動機構提供外力促使檢測裝置與管道之間發生相對運動，檢測裝置運動到管道的下一個檢測位置。（2）針對Q2，查詢TRIZ沖突矩陣得到4個發明原理15，29，37和28。經過分析，發現發明原理15（動態化）有助于該沖突的解決。應用發明原理15，將滾輪與檢測裝置的聯接部分改為可調機構，采用如圖5所示的可調滑塊機構，滑塊沿著圓弧板徑向安裝，均勻并且對稱安裝在上、下圓弧板端面，通過調節滑塊實現所要求的系列管道檢測。

2．4在役管道腐蝕檢測裝置創新方案

綜合上述2個問題的解決方法，得到如圖6所示的在役管道腐蝕射線檢測裝置創新方案。檢測裝置采用兩段半圓弧鉸接而成的剖分式結構和螺旋夾緊機構實現快速夾緊和拆卸；采用8輪夾持機構以及驅動機構實現檢測裝置對管道的定位夾持，并能沿著管道軸向移動，實現自動檢測；調節與輪子聯接的滑塊機構以實現不同管徑的夾持檢測。

篇4

2設計方案

2.1硬件設計

散熱裝置主要由MCU、風扇電路、溫度監測電路、串口驅動電路、供電電路和MCU電路組成。以下對散熱裝置各個功能電路進行詳細設計介紹。

2.1.1MCU

散熱裝置的MCU采用LPC2132微控制器，其主要功能為基于I2C的IPMI通信接口、風扇控制、溫度傳感器數據讀取和數據打印，它是整個散熱裝置的控制核心。LPC2132微控制器基于16位/32位ARM7TDMI-SCPU，該CPU支持實時仿真和嵌入式跟蹤。

2.1.2風扇電路

散熱裝置中的風扇采用四線制可調速風扇，風扇的速度通過改變接到調速PWM信號線上的PWM占空比的大小，來調整速度值得大小。占空比越大，風扇速度越大，反之，則越小。把風扇的調速PWM信號線接到了MCU（LPC2132）的PWM輸出引腳上，用于控制風扇轉速。風扇的反饋速度信號線上傳輸的是一個矩形波信號，信號的頻率，表示了風扇的轉速大小，信號頻率越高，風扇轉速越快，反之，則越小。風扇的反饋速度信號線接到MCU的捕獲口上，通過計算風扇反饋速度信號的頻率，計算出來風扇的實際轉速。

2.1.3溫度監測電路

電路功能監測設備內部溫度，并將溫度數據傳給MCU。電路的溫度傳感器選用LM92C，該溫度傳感器的準確度可達±0.33℃，溫度刷間隔500ms，溫度數據輸出采用I2C口。

2.1.4串口驅動電路

串口驅動電路主要功能，將MCU的RS232串口轉換為標準串口電平，驅動芯片選用MAX3223，用于散熱裝置溫度數據、風扇轉速和告警狀態數據的打印。

2.1.5供電電路

電路的功能是控制風扇12V上電，可以通過MCU（LPC2132）控制風扇打開與關閉，使得散熱裝置更加人性化。電路控制芯片選用LM5069，通過MCU（LPC2132）控制LM5069的UVLO腳，高電平控制12V上電，低電平控制12V斷電；通過MCU（LPC2132）讀取LM5069的PGD腳狀態可以查看12V上電是否成功。

2.1.6MCU電路

MCU電路功能是配置MCU正常工作，主要有時鐘、MCU復位處理、看門狗處理和JTAG程序下載。

2.2軟件設計

散熱裝置軟件為MCU控制軟件，它主要包含MCU初始化軟件模塊、IPMI通信軟件模塊、風扇速度控制軟件模塊、風扇速度檢測軟件模塊、風扇板溫度值讀取軟件模塊和調試串口軟件模塊。

2.2.1MCU初始化軟件模塊

MCU初始化軟件模塊的主要功能是根據MCU硬件電路配置MCU相應功能寄存器，使得MCU能按硬件電路設計正常工作。MCU的GPIO管腳的初始化是根據硬件設計來規劃。對于LPC2132來說，每個GPIO的配置需要經歷管腳功能選擇、上拉下拉模式選擇、輸入輸出方向選擇、高低電平設置四步。

2.2.2IPMI通信軟件

IPMI通信軟件模塊主要功能為運用MCU硬件I2C0接口與上層控制單元進行數據通信，采用IPMI（IntelligentPlatformManagementInterface）通信協議，用于設備的物理特征，如各部件的溫度、電壓、風扇工作狀態、電源供應以及機箱入侵等，散熱裝置用于傳輸溫度、風扇轉速、告警等信息。

2.2.3風扇速度控制軟件模塊

風扇速度控制軟件模塊主要功能根據設備溫度值或上層控制命令調扇轉速，風扇轉速可以0%、30%、50%、70%、90%和100%幾個級別進行調節包含根據主控發送溫度值調扇轉速。散熱裝置風扇速度控制由MCU（LPC2132）的脈寬調制口PWM控制，根據軟件設置，PWM可以輸出不同占空比脈寬信號，風扇1、風扇2、風扇3和風扇4轉速分別由PWM2、PWM4、PWM5和PWM6控制，每個風扇的轉速都可以單獨設置。

2.2.扇速度監測軟件模塊

風扇速度監測軟件模塊主要功能是監測風扇轉速，判斷風扇工作狀態。風扇速度監測由MCU（LPC2132）的定時器捕獲口CAP0檢測，CAP0每捕獲到一個下降沿產生一次中斷，風扇1、風扇2、風扇3和風扇4速度監測分別由CAP0.0、CAP0.1、CAP0.2和CAP0.3讀取。

2.2.5溫度讀取軟件模塊

溫度值讀取軟件模塊的主要功能為讀取設備上溫度傳感器LM92溫度數據。溫度傳感器溫度讀取端口為I2C口，MCU設置為主設備，通信速率設置為400kb/s，定時器間隔1s讀取溫度傳感器的溫度值。

篇5

長期以來，粉體的計量裝置及控制系統在化工"制藥"食品行業!以及軍事工業等領域都有著廣泛的應用，由于實際情況的不同!對計量及加料裝置的精密程度的要求也不相同，例如在制藥業中!出于對病人生命安全的考慮!對藥量的控制非常嚴格!這就要求有一套非常精密而且可靠的系統!來完成藥粉的添加和計量，在軍事工業。

并能在輸送過程中起到摻和拌勻物料的作用!因此應用在本系統中是非常適合的，在本設計中傳統的螺桿經過改造!鏤空了原有的螺桿!只留下類似彈簧狀的螺棱!這樣做的好處是避免了由于加料的不均!在狹窄的螺槽中可能帶來的粉末被擠壓成塊狀!導致粉末輸送的不均勻性，其基本組成，電控部分采用為核心。驅動步進電機轉動，利用帶輸出接口的電子天平測量粉體質量!并實時反饋給以調節步進電機的轉速!當粉體的質量達到要求時!步進電機暫停，完成粉體質量的輸送，各部分裝置如下采用型為主機，其特點是外形小巧，功能強大可根據本系統的要求添加，通信板與電子天平進行通信電子天平采用上海精天電子儀器有限公司型精密電子天平主要參數如下，稱量范圍精度輸出接口電源，稱盤尺寸步進電機采用型兩相混合式步進電機，其驅動電壓為，既可以與專門的驅動器配合使用。

計量加料裝置也可以作為彈藥裝填控制系統的一部分!精密控制火藥的用量$本設計正是考慮到了精密計量這一關鍵問題!采用先進的，控制手段!配合精密的螺旋輸送設備，力求達到最小的誤差!最佳的效果，系統組成及工作原理本系統的基本組成如圖，所示，下面從機械和電控兩方面進行闡述，機械部分以螺旋輸送器為主體!螺旋輸送是固體物料輸送的一種重要方式!它主要依靠螺桿自身的旋轉將物料輸送出去!由于螺旋是連續的!故可實現輸送的連續性，螺旋輸送器可以輸送糧食飼料鐵粉等顆粒或粉狀物料!推薦閱讀：計算機應用型教育教學方法研究畢業論文

步進電機的輸出為兩相四線，我們采用半步工作方式所以繞組的通電順序為正轉反轉，對于驅動步進電機所需的時鐘脈沖"可以采用定時器產生并控制脈沖的頻率，也可以利用內部的特殊輔助繼電器產生時鐘脈沖比如的時鐘脈沖。

也可以直接接在，的輸出端，利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅動步進電機，電控部分接線圖及部分程序利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅動步進電機的接線。

用于的通信板=可連接到系列可編程控制器的主單元，并可在設備之間進行數據傳輸，本系統就是通過在電子天平與之間進行數據通信的關于控制系統的流程圖和部分程序圖。

篇6

該皮帶機運輸能力200t/h,膠帶寬度B=1000mm,帶速為1.6m/s，輸送機傾角14°，提升角度15m，輸送機長度74.5m。要求在設計時采用渦輪卷筒拉緊裝置尾部水平拉緊方式，拉緊裝置的最大拉力不小于50kN，拉緊行程不小于3m。結合該公司多年生產帶式輸送機的經驗和用戶的實際情況，對該皮帶機的設計方案進行反復的思考比較，最后在綜合了多種方案優劣的情況下對改皮帶進行了優化設計。

皮帶輸送機拉緊裝置常見的主要有螺旋拉緊裝置、重力拉緊裝置、固定絞車拉緊裝置、自動拉緊裝置四種類型。這四種常見的皮帶輸送機拉緊裝置各有各的優勢和缺點，我們針對其優勢和缺點，在本次設計中做了研究。

①螺旋拉緊裝置。螺旋拉緊裝置結構簡單，拉緊行程太小，只適用于短距離輸送機，一般機長小于80m時才選用，缺點是當膠帶自行伸長后，不能自動拉緊。

②重力拉緊裝置。重力拉緊裝置是結構最簡單，應用最廣泛的一種拉緊裝置。它是利用重錘來自動拉緊，由于重錘靠自重拉緊，所以它能保證拉緊力在各種工況下保持恒定不變，能自動補償膠帶的伸長。重力拉緊裝置的特點是拉緊力不變，拉緊位移可變，它適用于固定式長距離運輸機，優點是安全可靠性高，缺點是拉緊力不能調節，空間要求大，在空間受限制的地方，無法使用。

③皮帶輸送機固定絞車拉緊裝置。它是利用小型絞車來拉緊，絞車一般用蝸輪蝸桿減速器帶動卷筒來纏繞鋼繩，從而拉緊膠帶。這種拉緊裝置的優點是體積小，拉力大。缺點是它只能根據所需要的拉緊力調定后產生固定的拉緊力，拉緊力不能自動調節，當絞車和控制系統出現問題時，對膠帶機不能產生恒定的拉緊力或拉緊力失效，安全可靠性相對降低。

④自動拉緊裝置。自動拉緊裝置不但能根據主動滾筒的牽引力來自動調整拉緊力，而且還能補償膠帶的伸長。自動拉緊裝置由電機、制動器、減速器、鋼絲繩、滾筒等組成，采用大拉力張緊裝置張緊輸送帶，同時配備張力傳感器，測定輸送帶的張力，當輸送帶張力發生變化，超過輸送機正常運行的范圍時，自動張緊裝置迅速動作，調整輸送帶張力，保證輸送機正常運行。自動張緊裝置與自移機尾配合使用，可實現在輸送機不停機的條件下，實現輸送機機尾的移動和輸送帶的伸縮，大大提高了輸送機的輸送效率。自動絞車拉緊裝置由壓力傳感器根據膠帶輸送機運行工況的需要自動控制拉緊力的大小，液壓拉緊裝置由液壓站產生的液壓力通過油缸對皮帶輸送機施加拉緊力，可根據膠帶機運行工況的需要調節拉緊力的大小。

篇7

2管道腐蝕檢測裝置創新設計

2．1在役管道腐蝕檢測原理

我國在役管道大都鋪設在野外且都埋在地下，其底部最容易發生腐蝕，對于在役運輸管道發生的腐蝕采用射線檢測技術，其檢測原理如圖2所示。射線機發射檢測光線，穿透管道待檢測部分，然后被探測平板接收，通過對接收射線的情況進行分析處理，便可以判斷管道是否存在腐蝕以及腐蝕的位置、程度。

2．2檢測裝置問題分析

由于在役管道所處的環境比較復雜，對檢測裝置提出了非常苛刻的要求：不宜在管道內進行檢測，也不允許檢測裝置從管道兩端套進，只能從中間夾緊管道。當前的管道腐蝕檢測裝置主要存在的問題為：①結構復雜，裝夾不便；②人工干預程度大，自動化程度低，檢測效率低；③只能檢測某一管徑管道，適應性差。檢測裝置的創新設計必須解決上述問題，對于上述問題我們分析歸納為以下兩個問題：Q1：提高檢測效率，要求檢測裝置能沿著管道軸向進行移動檢測，并對管道進行可靠地夾持。Q2：檢測裝置能實現系列管道（Φ159mm～Φ500mm）的檢測，并保證檢測裝置不復雜、結構緊湊。對于Q1，要求檢測裝置沿著管道軸向移動檢測以提高檢測效率，但另一方面會導致夾持裝置的夾緊力不夠、可靠性降低，這就形成一對技術沖突。對應TRIZ標準工程參數，這對沖突中的改善參數為時間損失，惡化參數為可靠性。對于Q2，要求檢測裝置實現不同管徑的管道檢測，但同時會增加裝置的復雜性，這也形成一對技術沖突。對應TRIZ標準工程參數，這對沖突中的改善參數為適應性及多用性，惡化參數為復雜性。

2．3檢測裝置問題解決

（1）針對Q1，查詢TRIZ沖突矩陣得到發明原理10，30和4［7］，經分析這3個原理無法解決該問題。我們采用物質—場模型來分析此問題，兩種物質分別為S1（管道）和S2（檢測裝置），場為機械場，檢測裝置及場提供的功能是不完整的，其物質—場模型描述如圖3所示。檢測裝置要求對管道有足夠的夾持力，實現管道的可靠夾持，但檢測裝置與管道很難發生相對運動，實現管道軸向移動檢測。由此可見，檢測裝置提供的場是一個可控性較差的場。查詢標準解，得到第二類標準解No．16，即增加一個易控制的場，因此在檢測裝置和管道之間增加一個可控的外力，即在檢測裝置前后分別采用4個滾輪實現管道的夾持，在前后輪之間的管道上增加一個可控的驅動機構（如圖4所示），在夾緊定位的同時提供外力以促使檢測裝置與管道之間發生相對運動。當管道檢測裝置實施檢測時，不與管道發生相對運動，對管道進行定位夾緊；當檢測完一個位置時，驅動機構提供外力促使檢測裝置與管道之間發生相對運動，檢測裝置運動到管道的下一個檢測位置。（2）針對Q2，查詢TRIZ沖突矩陣得到4個發明原理15，29，37和28。經過分析，發現發明原理15（動態化）有助于該沖突的解決。應用發明原理15，將滾輪與檢測裝置的聯接部分改為可調機構，采用如圖5所示的可調滑塊機構，滑塊沿著圓弧板徑向安裝，均勻并且對稱安裝在上、下圓弧板端面，通過調節滑塊實現所要求的系列管道檢測。

2．4在役管道腐蝕檢測裝置創新方案

綜合上述2個問題的解決方法，得到如圖6所示的在役管道腐蝕射線檢測裝置創新方案。檢測裝置采用兩段半圓弧鉸接而成的剖分式結構和螺旋夾緊機構實現快速夾緊和拆卸；采用8輪夾持機構以及驅動機構實現檢測裝置對管道的定位夾持，并能沿著管道軸向移動，實現自動檢測；調節與輪子聯接的滑塊機構以實現不同管徑的夾持檢測。

篇8

1.2選擇和分析解決方案查找TRIZ矛盾矩陣，得出消防炮升降塔裝置的阿奇舒勒矩陣如表1所示，共有9個發明原理。結合實踐需要，推薦的消防炮升降塔裝置的發明原理序號共4個，對應的發明原理為10－預先作用、15－動態化、24－中介物、29－氣壓或液壓結構。10－預先作用：在操作開始前使物體局部或全部產生所需變化；預先對物體進行特殊安排，使其在時間上有準備或已處于易操作的位置。采用的油缸活塞桿是中空結構，并在活塞桿內部設有一根內導管（中空結構），在活塞桿與內導管之間還設有一根外導管。在油箱上方設有空氣濾清劑，并在其他方位設有液位控制器，溫度繼電器，液位液溫計。15－動態化：使物體或其環境在操作的每一個階段自動調整，以達到優化的性能；把物體分為幾部分，各部分之間可以相對改變位置，將不動的物體改變為可動的或具自適應性。在油缸完全伸出、縮進處裝有限位開關。24－中介物，使用中介物傳遞某一物體或某一中間過程，或將一個容易移動的物體與另一個物體暫時結合，采用液壓油實現傳動。29－氣壓或液壓結構：將物體固體零部件用氣動或液壓零部件代替。在創新設計中，采用液壓傳動代替原機械傳動實現升降塔的升降動作，采用電磁換向閥換向實現消防炮的升降。

1.3具體解決方案通過以上創新原理的分析，以此為創新設計思路，得出最終的消防炮升降塔裝置創新設計方案：采用液壓傳動機構，包括電動機、接近開關，油缸，設置在油缸內部的活塞及活塞桿（中空結構）、油缸回路，鋼筒端部設置的法蘭，油箱，泵組，控制閥組。油箱、泵組、控制閥組通過管路連接形成動力站，如圖1所示。油箱上方設有空氣濾清劑，并在其它方位設有液位控制器、溫度繼電器、液位液溫計。油缸活塞桿為中空結構，并在活塞桿內部設有一根耐腐蝕內導管（中空結構），并在油缸完全伸出、縮進處裝有限位開關，在活塞桿與內導管之間還設有一根外導管。油缸如圖2所示。在液壓吸油管處設有單向閥。控制閥組設有兩個油路，分別連通油缸的有桿腔和無桿腔，每個油路進油端設有單向閥和溢流閥，單向閥流出口連接一個換向閥，通過控制換向閥從而控制油流入的是有桿腔還是無桿腔，換向閥流出口分別設有平衡閥，油通過平衡閥大部分流入有桿腔（無桿腔）、少許壓力油通過平衡閥作用將無桿腔（有桿腔）回路打開，從而使無桿腔（有桿腔）中油流回油箱，形成鎖緊回路，在平衡閥流出口并聯一個溢流閥。消防炮升降塔裝置的液壓系統原理圖如圖3所示。

篇9

引言

我國是世界上最大的發展中國家，國民經濟快速發展，人民生活水平不斷提高，與此同時，干燥技術的應用在市場需求的刺激下也出現了迅猛增長的勢頭。我國的干燥技術應用經歷了引進、消化吸收及自制等階段，是世界上擁有干燥設備制造廠數量最多的國家，但我國大部分的農產品仍沒有條件獲得先進干燥技術的處理。據有關統計，由于得不到及時的干燥處理，我國平常年景損失的糧食達50億Kg。至于干燥技術對糧食產品外形和口味的影響尚無力顧及，今后與進口糧食產品全面競爭的局面遲早要出現，屆時，這方面的缺陷將削弱我國產品的競爭力。

干燥能源通常使用煤、電、油、氣等，而且隨著世界煤炭、石油等能源的枯竭，使用成本愈來愈高，太陽能、微波能、遠紅外、生物質能等新能源的開發及應用愈發受到重視。本文介紹的是利用天然氣燃燒產生的氣體作為熱介質，利用微波進行輔助加熱的一種組合干燥機，具有綠色、無污染，溫度易控制，熱利用率高的特點，另外微波還具有殺菌的作用。

就北方的玉米干燥而言，降速干燥階段時間占整個干燥時間的2/3，蒸發掉的水分卻不足全部水分的1/3，本發明設想在傳統干燥的恒速干燥最后階段，在進入降速干燥之前，加入微波輔助加熱，加快內部水分向外部擴散的速率，這樣可以大大縮短降速干燥階段時間，也使整個干燥時間縮短，從而達到高效節能的目的。

一、總體結構

烘干機由四部分組成：帶式干燥機及配風系統、天然氣燃燒系統、微波輔助加熱系統、控制系統。

帶式干燥機由機箱、帶傳動系統組成，帶速可無級調節。配風系統包括進、出風管、循環風機、排潮風機及控風門。

微波輔助加熱系統包括微波加熱腔、微波源、微波源外罩及進、出料微波抑制器。

控制系統控制傳送帶開/停及變頻調速；循環風機、排潮風機開/停；微波源分組開啟/關閉及狀態顯示；料溫顯示及報警；風溫顯示及報警。

二、烘干機主要參數的確定

通過干燥過程的物料衡算和熱量衡算，確定主要參數，包括計算水分蒸發量、空氣耗量、天然氣用量及微波能耗。

在干燥過程中，新鮮空氣（其狀態為環境溫度t0，濕度H0，熱焓I0，干空氣量L）進入空氣加熱器，加熱后（其狀態為t1，H1＝H0，I1，L）進入干燥器，在加熱器中物料燥，由含水率m1降至m2，物料溫度由tm1升至tm2后排出干燥器；而干燥空氣溫度下降、濕度增加后排出干燥器（其狀態為t2，H2，I2，L）。

（1）原料玉米的質量流量G1（kg/h）：根據要求G1=1000kg/h。

（2）產品玉米的質量流量G2：G2=G1*（1－m1）/（1－m2）

式中：G2為產品玉米的質量流量，kg/h；G1為原料玉米的質量流量，kg/h；m1為原料玉米的濕基水分，28%；m2為產品玉米的濕基水分，14%。帶入數值，計算得到：G2=837kg/h。

（3）玉米中去除水分的質量流量mw：每小時去除的水分質量流量mw，由如下公式計算：mw＝G1*（m1－m2）/（1－m2）

式中：mw為每小時去除的水分質量流量，kg/h；帶入各值，計算得到：mw=163kg/h

（4）干燥介質進入干燥室時的濕含量H1：因H1＝H0，當溫度為t0＝－20℃，相對濕度為35%，查表得H1＝0.001

（5）干燥介質離開干燥室時的濕含量H2：溫度為t2＝35℃，相對濕度為80%，查表得H2＝0.029

（6）干燥介質濕比容υ（m3/Kg）：υ＝（0.773+1.244*H1）（273+t1）/273＝1.002（m3/Kg）式中：t1＝70℃

（7）干燥介質流量L（Kg/h）：L＝mw/（H2－H1）＝5821.4（Kg/h）

（8）干燥介質體積流量V（m3/h）：V＝L*υ＝5833（m3/h）

（9）干燥介質離開干燥室時的焓值I2：I2＝1.01t2+H2（2501+1.86t2）＝35.35+0.029*2566.1＝109.8（KJ/Kg）

（10）干燥介質進入加熱室時的焓值I0：I0＝1.01t0+H1（2501+1.86t0）＝－20.2+0.01*（2501－37.2）＝4.44（KJ/Kg）式中：t0＝－20℃

（11）加熱器加入的熱量QH（KJ/h）：系統輸入熱量：1）濕物料G1帶入的熱量：因為G1＝G2+mw，所以濕物料G1帶入的熱量為G2Cmtm1+mwCtm12）空氣帶入的熱量LI03）加熱器加入的熱量QH

系統輸出熱量：1）產品G2帶走的熱量：G2Cmtm22）廢氣帶走的熱量：LI23）干燥器散熱損失QL取QL＝10％QH

綜合以上：G2Cmtm1+mwCwtm1+LI0+QH＝G2Cmtm2+LI2+10％QH得：90％QH＝G2Cm（tm2－tm1）+L（I2－I0）－mwCwtm1式中：Cw為水的比熱容，4.187KJ/（Kg·℃）；tm1為原料玉米的溫度，－20℃；tm2為產品玉米的溫度，60℃；Cm為產品玉米的比熱，2.01KJ/（Kg·℃）最后QH＝846202（KJ/h）＝202150Kcal/h

（12）天然氣燃燒熱為8000Kcal/m3，則天然氣用量為25.3m3/h。:

（13）微波功率P（Kw）：假設降速干燥開始時，玉米中應去除的水分還剩1/3（54Kg），此時的質量流量（包含水分在內）為Mj，含水率wj＝（54+1000×14％）/Mj＝21％，設經微波加熱后，含水率為20％，糧食溫度由T1（60℃）變為T2（70℃），加熱效率η1（80％），微波轉換效率η2（70％），在標準大氣壓力下，水的氣化熱539Kcal/Kg，產品干燥時，所需要的熱量為Q，可得：

Mj＝1000×（1－28％）+54+1000×14％＝914Kg/h＝15.23Kg/minQ＝Mj×〔W1（T2－T1）×1+C（1－W1）（T2－T1）+539（W1－W2）〕＝171.8（Kcal/min）則微波功率P＝0.07Q/η1η2＝21（Kw）

三、總結

玉米是我國主要的糧食資源，研制烘干玉米的關鍵技術和裝備，已成為節能減排、建設玉米綠色供應鏈的關鍵，且眾多生產領域還沒有采用先進的干燥技術和裝備，更有巨大的市場還有待于開發。

使用可燃氣，主要成份為甲烷，燃燒生成二氧化碳和水，屬于清潔能源，采用微波干燥，速度快、加熱均勻，同時具有殺菌、減少污染的作用，結合熱風干燥，能達到節能的目的，目前在糧食烘干領域還未見應用，但經廣大科技人員的研究與推廣，我國的糧食干燥技術及裝備必將取得更多成果。

參考文獻：

[1]金國淼等.干燥設備[M]，化學工業出版社，2002.

篇10

針對前面的課程設計，在授課之前，校企雙方教師應就課程目標、實施意見共同商討，針對課程內容進行項目任務的分解，理清各階段的子目標、標準及達成手段。在為服裝設計專業二年級學生授課中為某品牌服裝企業真實開發產品實施項目化課程所設計的一個教學任務書。在任務書中，應明確課程的內容、目標、組織形式、“雙師”分工、課程考核等各環節的安排，這是產品開發類項目化課程有效實施的前提保障。

（二）交替授課、彈性課時

按照上面提到過的師資教學任務分配設計，為了解決企業師資方的時間受限問題，在該教師時間節點授課時間外，為有效監控項目推進效果，可利用網絡教學等形式進行時間點外的授課與輔導，達到課時分配的柔性化。企業教師對于學校的前導及后續課程知識鏈接比較模糊，因此，校方教師在企業教師來校授課節點之外的其他課程時間內，要有意識地針對企方提出的項目，系統講授完成項目所需的知識技能，并指導學生在項目實施中學以致用。例如，企方在課上提出下一季企劃案的設計思想和要求，并下達在兩周內完成企劃方案的階段任務。在接下來的授課中，校方教師就需要針對這一內容進行服裝商品企劃、版式設計等相應知識的講授或知識串聯，使學生能在規定時間內完成企劃方案的制作，并在規定的時間點內交由校企雙方教師聯合驗收。這對校方教師的教學能力是一種考驗，同時也可提升其“雙師”素質。

（三）作業形式向產品轉化服裝設計類專業的課程作業

通常以實物作品的形式展現。在經過企業綜合考核后，作業中優勝者的作品會出現在企業的新品定貨會中，以產品形式接受市場的檢驗。這樣，考核方就不僅僅是學校、企業，而轉化為市場價值的考量。對于在校生來說，這不僅是對課業成績的檢驗，更是對于職業能力的綜合評定。

二、項目化課程教學反思

（一）初步形成了“三雙、五化、多手段檢驗”的課程設計思路

第一，運用了“雙師引導、雙線教學、雙場地實訓”的課程實施思路。構建了校內、外雙向聯動的共同培養局面。第二，實現了“教學內容項目化、課時分配靈活化、授課時間彈性化、授課方式多樣化、作業形式產品化”的課程實施嘗試。第三，采用了調研報告、開發方案、產品畫冊、產品實物等多種形式的檢驗方法，集中展現了學生綜合的專業能力。

（二）初步形成了“基于過程的動態考核

基于結果的項目驗收，基于銷量的市場檢驗”的考核方式考核方式使課程的驗收不僅僅局限于校內或某位教師，而是來源于產品進入市場的銷量，在更具說服力的同時，也成為學生職業能力的最好檢驗方法。這樣的變革在某種程度上解決了設計類專業教學成果考核局限性的難題。

（三）初步探索了校企產學結合以及師資隊伍建設的途徑

校企長效合作的基礎是要找到共同的利益點，項目化教學在共同培養人這一根本目標之上，又結合了共建師資、共建實訓環境等相關的密切合作，使校方受益的同時，企業也可以得到產品銷售利潤，不失為一種好的合作方式。

（四）對以往存在的教學問題進行了嘗試性解決

第一，動態教學計劃的嘗試，在企業項目與學校教學進度不對接的問題上有了一定突破。第二，在課程中引入網絡遠程教學的教學手段，在解決企業教師授課時間受限的問題上有一定效果。第三，學校與企業教師交替授課的安排，為實踐依據與實踐方式的有效銜接提供了可能。第四，在作業—作品—產品的階段成果的逐一考核中，最終市場的檢驗成為成品轉化的考核標準，使考核方式更加多樣化和實用化。第五，在項目化教學過程中，學生的專業能力也在向職業能力轉化，學生能夠憑實力到企業實習直至就業，校企合作在此過程中真正深化。

三、對課程的思考

（一）可以進行“工學結合、專業融合、校企聯合”的產學共建嘗試

高職院校的藝術類專業，可以嘗試在共建項目化課程的基礎上，依托校內、外實訓基地，進一步實行工學結合的高職高專教學模式；在成果建設上，實行相近專業的有效融合，比如可結合服裝設計與鞋類設計、家居設計等專業的特點，形成作業到作品的成果呈現；再與合作企業聯合制定人才培養方案、聯合進行課程開發、聯合開發新季產品，形成作品到產品的系統轉化。

（二）可以在項目化教學的基礎上搭建有效的師資建設平臺

學校與企業在教學、項目推進中形成深度融合，分工協作，搭建教學、實踐交叉組合的師資建設平臺，在雙贏的局面下，提高企業與教師雙方素質，為可持續的師資隊伍建設注入活力。校企雙方在合作成熟的基礎上，可以慢慢發展到共同承接社會培訓工作，擴大校企雙方的社會影響。

（三）持續進行探索，開辟產學研結合的發展道路

項目化教學的成果轉化除了市場價值之外，其社會價值的體現既符合藝術設計類專業的要求，同時也體現了高職教育的社會責任。一方面，在教改科研成果的轉化方面，校方應起到主導作用，可結合教學、項目的實施經驗，積累相關素材和案例，積極準備編寫、出版相關教材，在分享經驗的同時，獲得更多的社會反饋，形成教育成果在社會上的良性循環；另一方面，校企雙方還可集合成員的智力資源進一步拓展產學研究，促進科技和創業教育的成果轉化。從本文所講的整個服裝設計專業項目化課程設計與實施過程可以看出，在課程推進中基本實現了“專業與產業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接”，這正是國家對職業教育提出的“三對接”要求。這也再次說明了真正落實職業教育理念歸根結底還是在課程的開發和建設上，高職教育工作者為此要不斷進行教學改革。