畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-自動(dòng)炒菜機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)炒菜機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)THEDESIGNOFTHEAUTOMATICCOOKINGMACHINEKEYINSTITUTIONS自動(dòng)炒菜機(jī)總體方案的擬定炒菜機(jī)整體工作運(yùn)轉(zhuǎn)是加熱盤提供熱量，當(dāng)鍋體的熱量到達(dá)一定的程度時(shí)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)加料器加輔料，之后帶動(dòng)菜盒的轉(zhuǎn)動(dòng)加主菜，最后由炒菜步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)玩成炒菜。因?yàn)橛绊懖说目谖兜囊蛩赜泻芏?，比如菜的硬?菜的均勻程度等;還有還要掌握正確的炒菜方法。炒菜的長(zhǎng)短，火候大小還有篩選食料的質(zhì)量，那樣才能確保菜的口味良好，那么對(duì)炒菜機(jī)的結(jié)構(gòu)要求比較高[8]。輔料的種類比較多，本設(shè)計(jì)采用8個(gè)加料裝置對(duì)輔料種類進(jìn)行分類，同樣的菜盒采用3個(gè)。用支架將加料器和菜盒連接起來(lái)置于鍋體的上方，鍋體置于支架的下方，加熱器置于鍋底。自動(dòng)炒菜機(jī)包含3個(gè)菜盒、8個(gè)加料器、一跟主軸、一個(gè)攪拌器、一個(gè)鍋體及電熱盤。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：圖2-1炒菜機(jī)的結(jié)構(gòu)分布圖2.1加菜部分主要的機(jī)構(gòu)就是就是把調(diào)味的材料放在小的菜盒里面，把主菜放在大的菜盒里面。然后自動(dòng)化加菜就是控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)菜盒的翻轉(zhuǎn)然后完成加菜這些動(dòng)作。2.2加調(diào)料部分把加調(diào)料的地方和放調(diào)料的地方用轉(zhuǎn)體分開方便加調(diào)料，轉(zhuǎn)體上面有一個(gè)小口子，當(dāng)轉(zhuǎn)體運(yùn)動(dòng)到存放配料的地方時(shí)，配料就進(jìn)入轉(zhuǎn)體上面的那個(gè)小口，然后在運(yùn)動(dòng)到出料的地方時(shí)，調(diào)料進(jìn)入鍋中，完成加料的動(dòng)作。2.3鍋體部分鍋體的材料是用不銹鋼制作而成的。鍋體主要是與炒菜機(jī)的外表面相連，那樣比較容易拆卸，下面是和炒菜機(jī)的加熱盤連接，那樣可以直接對(duì)鍋體進(jìn)行加熱，然后把熱量傳遞給食料。這樣的加熱效果好，比較快和微波爐的加熱源里是一樣的。2.4攪拌裝置攪拌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較清晰，在攪拌器的上面是用齒輪實(shí)施上下，然后攪拌器的下面是控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)施旋轉(zhuǎn)。3自動(dòng)炒菜機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這次的課題研究的是家庭自動(dòng)炒菜機(jī)，運(yùn)用于家庭炒菜，所以炒菜機(jī)的體積不能太大，并且內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)要求高，所以自動(dòng)炒菜機(jī)的步進(jìn)電機(jī)要選用小型號(hào)的。還有就是自動(dòng)炒菜機(jī)的用于家庭，所以制作成本要低，而且還要能夠精確的控制。而在本設(shè)計(jì)中緊需要通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)就基本能完成炒菜這些基本的動(dòng)作[9]。3.1電機(jī)的選擇由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的額定功率為0.25kw,而需要輸出的最高轉(zhuǎn)速為640r/min，又由于是家用炒菜機(jī)，所以關(guān)鍵機(jī)構(gòu)比較小，所以能夠滿足的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三個(gè)如表3-1：表3-1電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率P/mW堵轉(zhuǎn)扭矩N·cm最高轉(zhuǎn)速r/min效率（%）電動(dòng)機(jī)重量（g）功率因數(shù)128BYJ48508015084450.85239BYGH361300150260821800.86339BYGH36280120500791500.793.1.1加調(diào)料器電機(jī)加料器的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：圖3-1加料器結(jié)構(gòu)圖由所學(xué)知識(shí)可知主軸的旋轉(zhuǎn)速度在130轉(zhuǎn)/分，扭矩由摩擦力組成，因?yàn)榧恿掀餍D(zhuǎn)部件相對(duì)小點(diǎn)，那么扭矩應(yīng)該在7~9N·cm。那么綜合考慮以上的因素，選擇28BYJ48電機(jī)。3.1.2主軸電機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)部分如圖3-2所示：圖3-2主軸旋轉(zhuǎn)部分主軸上方物料最重為3kg、即30N。通過(guò)查詢資料得出球軸曾效率為0.88。故摩擦損耗為0.01，故摩擦力。由于平均半徑為25cm。故要求電機(jī)轉(zhuǎn)矩為。由于要求旋轉(zhuǎn)要有足夠的加速度。想象主要轉(zhuǎn)的地方是圓柱，所以帶入算得轉(zhuǎn)矩為12.9N·cm。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)速度到一定的值時(shí)，就能把食物甩出鍋外，所以旋轉(zhuǎn)速度不能超過(guò)65r/min。綜合所有要解決的問題，故選擇步進(jìn)電機(jī)39BYGH361。3.1.3攪拌器升降電機(jī)炒菜機(jī)攪拌機(jī)器升降機(jī)構(gòu)如圖3-3所示：圖3-3攪拌器上下調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)根據(jù)需要算出攪拌器底下的質(zhì)量為0.5千克左右。由所學(xué)的課本知識(shí)可知不是特別精確的機(jī)器齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒數(shù)不應(yīng)小于11。由于尺寸的問題，本設(shè)計(jì)先選齒數(shù)13，模數(shù)先選為1則齒輪半徑為r=6mm。則所需扭矩為T=0.6cm·4=2.4N·cm。綜上，選擇28BYJ48型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)師需要完成8秒行走14厘米的往返距離。由于動(dòng)力源運(yùn)轉(zhuǎn)到最快的時(shí)候,，所以滿足設(shè)計(jì)需求。3.1.4攪拌器旋轉(zhuǎn)電機(jī)選擇攪拌器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)如圖3-4所示：圖3-4攪拌器旋轉(zhuǎn)裝置因?yàn)榉吹氖澄锏姆N類不同。那么選擇那種需要最大的力轉(zhuǎn)矩的食物作為設(shè)計(jì)才能考，還有這樣，才能適合所有菜的品種。估算這種情況所需的力轉(zhuǎn)矩為。運(yùn)轉(zhuǎn)速度是50r/min就行。綜合以上的所有因素，所以選用電機(jī)39BYGH361。3.1.5菜盒翻轉(zhuǎn)的電機(jī)菜盒翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)如圖3-5所示：圖3-5菜盒翻轉(zhuǎn)裝置當(dāng)菜盒裝滿液體時(shí)，菜盒也就重1kg，菜盒的翻轉(zhuǎn)所需要的電機(jī)的力矩較小，因?yàn)樗冀K處于平衡的狀態(tài)，所以選用步進(jìn)電機(jī)28BYJ48[10]。3.2關(guān)鍵機(jī)構(gòu)工作原理3.2.1加調(diào)料部分通過(guò)小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制帶有盲孔的轉(zhuǎn)體，通過(guò)盲孔在儲(chǔ)料箱和出料口的不斷交換，達(dá)到加料的目的[11]。加料數(shù)等于旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和盲孔體積的乘積。通過(guò)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，可以控制調(diào)料的量，其結(jié)構(gòu)如圖3-6所示：其中調(diào)料分三種：第一個(gè)是液體油類，第二種就是粉末狀的比如鹽，雞精，淀粉等等，第三種是固體類的比如桂皮，辣椒等等，因?yàn)檫@三種加料的原理都是步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行加料。那么擺放調(diào)料裝置擺放在指定地方，不能夠隨意互換。3.2.2加菜部分一道菜里面有很多的菜料，所以在設(shè)計(jì)中要3個(gè)菜盒來(lái)盛放食物，其中一個(gè)為主，一個(gè)為輔，結(jié)構(gòu)如圖3-7所示：自動(dòng)化加菜就是控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)菜盒的翻轉(zhuǎn)然后完成加菜這些動(dòng)作。菜盒的材料應(yīng)該選用不銹鋼。通過(guò)U型口直接和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相連。特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單可靠、穩(wěn)定性好、易于控制。3.2.3翻炒部分因?yàn)槌床说募訜岵糠质怯玫你~絲圈，所以鍋的底部加熱均勻使食物與鍋體不相連，連旋轉(zhuǎn)體的材料和鍋體相同。它的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和步進(jìn)電機(jī)相連，這種機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便，如圖3-8所示：因?yàn)閿嚢铏C(jī)構(gòu)在炒菜是在鍋里面運(yùn)動(dòng)，所以這個(gè)機(jī)構(gòu)是在鍋的內(nèi)部，當(dāng)菜出鍋或洗刷鍋具的時(shí)候，翻炒機(jī)構(gòu)不應(yīng)該在鍋內(nèi)。那么用齒輪條副玩成升降解決上面出現(xiàn)的問題。3.2.4鍋體加熱部分因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是用的加熱盤加熱，這樣可以很好的控制溫度，并且這種加熱的效果比較好，而且效率比較高，鍋體結(jié)構(gòu)如圖3-9所示：3.2.5各功能串聯(lián)結(jié)點(diǎn)本設(shè)計(jì)的主要結(jié)構(gòu)是用可轉(zhuǎn)的主軸框架吧加料機(jī)構(gòu)，菜盒攪拌機(jī)構(gòu)形成一個(gè)整體。如圖3-10所示：本設(shè)計(jì)的所有動(dòng)力的來(lái)源都是來(lái)自于步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)所有的機(jī)構(gòu)都能夠協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。3.3炒菜傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成總體結(jié)構(gòu)主要由下面幾個(gè)裝置構(gòu)成：電動(dòng)機(jī)①：選用Y80M2三相異步電動(dòng)機(jī)[11]。減速機(jī)構(gòu)②：主要通過(guò)齒輪箱和皮帶輪的裝置進(jìn)行減速。加壓裝置③：由加壓支柱、滑道、滑塊、杠桿、炒蓋組成。炒菜④：炒菜外徑為250mm。3.3.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)部分的動(dòng)力源是步進(jìn)電機(jī)，它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖所示，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)著皮帶的轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)裝置4減速后帶動(dòng)后帶動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，到最后帶動(dòng)炒菜機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)炒菜，因?yàn)槌床藱C(jī)構(gòu)不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，也貼著鍋底所以能實(shí)現(xiàn)翻炒和搓炒的效果，其傳動(dòng)路線如圖3-11所示：圖3-11炒菜機(jī)的傳動(dòng)路線1-電機(jī)2-皮帶輪3-高速軸4-錐齒輪5-主軸6-轉(zhuǎn)臂軸7-炒菜3.3.3運(yùn)行機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定1、加壓加壓的初步估算以小時(shí)加壓6次，總共炒差不多三四十千克的量計(jì)算，那么它的中心距L=120mm。2、減速機(jī)構(gòu)所需轉(zhuǎn)速n=168r/min所需功率P2=0.24Kw3、炒盤外表長(zhǎng)度為47.8cm,內(nèi)部是12條支桿。炒盤傾斜度6°。4、炒菜炒菜外徑為D=250mm。3.3.4傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格對(duì)待，因?yàn)檫@是整個(gè)炒菜機(jī)的最關(guān)鍵的部分，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源只有步進(jìn)電機(jī)才能夠滿足設(shè)計(jì)要求，查詢資料符合條件的是Y80M2三相異步電動(dòng)機(jī)，它的性能如表3-2所示：表3-2電動(dòng)機(jī)的型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率輸出轉(zhuǎn)速質(zhì)量Y80M20.25kW640r/min16kg3.3.5傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析和參數(shù)的計(jì)算1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的整體的傳動(dòng)比的計(jì)算分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)考慮的問題：因?yàn)檎麄€(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分比較多，所以所有的傳動(dòng)比都應(yīng)該有一定的范圍，不能太大，能夠確保機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。所有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有一定的適應(yīng)度，如果各個(gè)機(jī)構(gòu)都運(yùn)轉(zhuǎn)不協(xié)調(diào)，那么整個(gè)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就會(huì)有很大的影響，是整個(gè)設(shè)計(jì)不能工作的非常的順利。（3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)寬高應(yīng)盡量小，質(zhì)量要小。（4）現(xiàn)在很多的變速裝置就是齒輪箱，為了能夠使大的齒輪能夠減少阻力，應(yīng)該使小的齒輪與大齒輪差不多大，這樣大齒輪就能夠涂抹到潤(rùn)滑油，這樣能夠使機(jī)器能夠更長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行。（5）整個(gè)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的小部件應(yīng)該盡量不要接觸，這樣可以避免部件的損壞，從而可以降低機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中潛在的威脅。從上面所有的問題中應(yīng)該考慮到現(xiàn)實(shí)整機(jī)器運(yùn)行的環(huán)境，還有實(shí)際裝卸機(jī)器的問題?？紤]以上種種問題，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際和所學(xué)的知識(shí)來(lái)計(jì)算各個(gè)的傳動(dòng)比。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度不小于640rad/min，但是符合條件的是60rad/min,因此全個(gè)的傳動(dòng)比為：V帶傳動(dòng)比常用圍是i=2~5，圓錐齒輪傳動(dòng)比的范圍是i=2~3，炒菜機(jī)的傳動(dòng)分配：第一級(jí)V帶傳動(dòng)比第二級(jí)齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比所有軸的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是：2、各軸輸出功率的計(jì)算機(jī)械效率分布如下：V帶傳動(dòng)；滾動(dòng)軸承；圓錐齒輪傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)所有輸入的功率如果以額定的功率算是：3、各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算3.4主要零件的選擇和設(shè)計(jì)3.4.1皮帶輪的設(shè)計(jì)在整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，能夠得到皮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比是3.7，這是傳動(dòng)比下的運(yùn)動(dòng)速度是比較大的，帶來(lái)安全上面的問題，在這種情況下，應(yīng)該采用帶傳動(dòng)，應(yīng)為帶傳動(dòng)的穩(wěn)定性能比較高，而且?guī)鲃?dòng)的造價(jià)比較低[15]。在傳動(dòng)的時(shí)候要考慮的就是阻力問題，v帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定而且它的傳動(dòng)相對(duì)較大，還有的就是現(xiàn)在的v帶傳送技術(shù)已經(jīng)很成熟，可以大規(guī)模的生產(chǎn)。所以在本次設(shè)計(jì)中采用v帶傳送。1、確定計(jì)算功率在學(xué)過(guò)的課程中可以查出KA=1.1，2、選取帶型V帶也分很很多種，它的寬窄程度對(duì)它的性能有很大的影響，窄的所能夠承載的壓力會(huì)變大許多，在這次設(shè)計(jì)中，選擇窄的皮帶，因?yàn)?，小的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,,所以，用SPZ型V帶。3、帶輪基準(zhǔn)直徑的計(jì)算要滿足以上設(shè)計(jì)的需求，應(yīng)該滿足,那么從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑,按公式普通V帶Vmax=25-30m/s，那么滿足設(shè)計(jì)要求4、確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]中（8-20）公式式（3.1）初步確定中心距。由式：式（3.2）得由資料查詢得基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算時(shí)間中心距5、驗(yàn)算帶輪上的包角取6、計(jì)算帶的根數(shù)式（3.3）其中,故取7、計(jì)算預(yù)緊力根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]中8-27公式式（3.4）得8、計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力為了設(shè)計(jì)帶輪軸的軸承，需要計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力，根據(jù)公式:算得9、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的型號(hào)選擇HT200，然后經(jīng)過(guò)加工處理，得出以下特性：基準(zhǔn)寬度基準(zhǔn)線上槽深基準(zhǔn)線下槽深槽間距第一槽對(duì)稱面至端面的距離最小輪緣后帶輪寬外徑輪槽角其尺寸如圖3-12所示：圖3-12皮帶輪結(jié)構(gòu)圖3.4.2直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇齒輪的材料因?yàn)辇X輪傳動(dòng)承受能力相對(duì)較低，在本設(shè)計(jì)中，可以借鑒減速器的機(jī)構(gòu)，齒輪的材料選擇45號(hào)鋼制材料HB1=220-240，相對(duì)大一些的齒輪需要推火加工，油資料可知：2、簡(jiǎn)化計(jì)算初步選定主要參數(shù)（1）大小齒輪數(shù)比:（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算直齒錐齒輪的載荷系數(shù)為,其中使用系數(shù)查表10-2得,齒向載荷分布系數(shù)錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù)通常取這里取。小齒輪的直徑：大端模數(shù)：大齒輪的直徑：錐距：齒寬取平均分度圓直徑大齒輪分度圓線速度3、校核計(jì)算（1）按面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算分度圓錐面的圓周力查表10-6得彈性影響系數(shù),由上得動(dòng)載系數(shù)那么取系數(shù)帶入公式：可知（無(wú)論齒輪的大小都使選軟齒面）因?yàn)樾〔考膿p壞后不能夠?qū)е聶C(jī)器停止運(yùn)行，只會(huì)引起機(jī)器運(yùn)行的步是很協(xié)調(diào)，所以在這里疲勞強(qiáng)度為：由公式所以此直齒圓錐齒輪安全。（2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由資料可查出齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)如下按無(wú)限壽命計(jì)算查圖9-16得齒根危險(xiǎn)截面的彎曲應(yīng)力公式為式（3.5）（查表9-31）安全（查表9-31）安全4控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本次的設(shè)計(jì)是自動(dòng)炒菜機(jī)，主要體現(xiàn)在能夠自動(dòng)炒菜，自動(dòng)配料，自動(dòng)控制火候的大小，通過(guò)時(shí)間芯片然后控制炒菜的時(shí)間。本設(shè)計(jì)所有的操作指令來(lái)源于個(gè)人計(jì)算機(jī)輸入給單片機(jī)實(shí)施炒菜這些操作。具體如圖4-1所示：圖4-1炒菜機(jī)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖4.2硬件設(shè)計(jì)4.2.1AT89S51單片機(jī)AT89S51單片機(jī)是ATMEL現(xiàn)在主要生產(chǎn)的一種產(chǎn)品，淘汰了之前比較風(fēng)靡的AT89C51單片機(jī)。他之所以能夠受到大家的歡迎是由于它的生產(chǎn)所需資金比原來(lái)的單片機(jī)低，消耗能量相對(duì)較少，功能又有所增強(qiáng)。它體內(nèi)有4kBytesISP的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案[4]。AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。AT89S51的好處就是現(xiàn)在編寫程序比之前的AT89C51方便，當(dāng)把對(duì)應(yīng)的接口接好就能夠直接編輯程序，這樣比原來(lái)的單片機(jī)的要方便許多，原來(lái)的單片機(jī)還要有特定的燒寫機(jī)器，要來(lái)來(lái)回回不停的換芯片。具體接口如圖4-2所示：圖4-2AT89S51單片機(jī)電路圖4.2.274LS37374LS373是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，在單片機(jī)系統(tǒng)中為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，通常需要一塊74LS373芯片。具體如圖4-3所示：圖4-374LS373電路圖4.2.38255A8255A芯片是可編程外設(shè)接口電路，由于設(shè)計(jì)電路中單片機(jī)的輸入輸出接口有限，所以需要向外拓展接口，8255A具有24條輸入/輸出引腳、可編程的通用并行輸入/輸出接口電路[14]。它是一片使用單一+5V電源的40腳雙列直插式大規(guī)模集成路[5]。接口如圖4-4所示：圖4-48255A電路圖4.2.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器在本次設(shè)計(jì)中所用到的步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)是28BYJ48和39BYGH362。它們都不能與單片機(jī)直接相連。所以它們就需要驅(qū)動(dòng)元器件相連，在電路圖中用驅(qū)動(dòng)ULN2003相連如圖所示：之所以用ULN2003是因?yàn)樗軌蚰透邏?，制作材料特殊，?V的電壓下能夠也電路直接相連，從單片機(jī)里接受指令，相當(dāng)于中轉(zhuǎn)站然后輸出給步進(jìn)電機(jī)，它在工作的時(shí)候承受的電壓電流都比較大，而且在關(guān)閉的情況下還能承受50V的電壓。它的保存需要密封保存，容易損壞。具體如圖4-5所示:圖4-5ULN2003電路圖4.2.5DS1302DS1302在本設(shè)計(jì)中主要計(jì)算的是炒菜的時(shí)間，它是美國(guó)公司生產(chǎn)出來(lái)的一種時(shí)鐘芯片，它的功能比較強(qiáng)大，而且它的消耗相對(duì)較低。在本次的設(shè)計(jì)中他的連接方式是直接與單片相連接，接口是三線接口，它的工作電壓是在2.5到5.5之間，它的功能已經(jīng)升級(jí)過(guò)，它比之前的那個(gè)產(chǎn)品主要多了可以連接電源的功能。如圖4-6所示：圖4-6DS1302電路圖4.2.6LCD16021602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，之所以叫1602，就是因?yàn)樗茱@示32個(gè)字符[13]。這款顯示器的在本設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用就是記錄炒菜的時(shí)間，它的連接方式主要的就是通過(guò)單片機(jī)，還有一個(gè)功能就是它記錄炒菜的工作狀態(tài)和炒菜的工作順序。電路圖如圖4-7所示：圖4-7LCD1602電路圖4.2.7繼電器繼電器的相當(dāng)于一個(gè)電子開關(guān)，主要的就是控制系統(tǒng)。因?yàn)樵诔床诉^(guò)程中所用的電路電壓是常用電壓，而單片機(jī)的所能承受的電壓只有幾伏，那么在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就要用到一個(gè)弱點(diǎn)控制強(qiáng)電的元器件，這樣在電路中也可以起到保護(hù)的作用，而在本設(shè)計(jì)的運(yùn)用中主要是控制火候的大小，采用3個(gè)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)一級(jí)二級(jí)三級(jí)火候，具體如圖4-8所示：圖4-8繼電器電路圖4.2.8開關(guān)按鍵本電路中分別有KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、KEY5五個(gè)按鍵，它們的功能分別是開始、選擇、確定、自動(dòng)炒菜、結(jié)束。具體如圖4-9所示：圖4-9按鍵電路圖5控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1整體控制流程圖炒菜機(jī)所有的控制指令都是由PC機(jī)傳輸給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)得到指令時(shí)，讀取菜單信息，然后炒菜機(jī)根據(jù)之前廚師的操作而錄入的自動(dòng)工作，首先，加熱盤提供熱量，當(dāng)鍋體的熱量到達(dá)一定的程度時(shí)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)加料器加輔料，之后帶動(dòng)菜盒的轉(zhuǎn)動(dòng)加主菜，最后由炒菜步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)玩成炒菜。整體控制如圖5-1所示:圖5-1炒菜機(jī)控制流程圖5.2子程序流程圖5.2.1加料子程序流程圖當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置時(shí)，加料步進(jìn)電機(jī)開始工作，這時(shí)盲孔轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行加料，當(dāng)料加到一定量的時(shí)候，如果不加其他輔料時(shí)就結(jié)束加料，不然主軸旋轉(zhuǎn)重復(fù)以上步驟[12]。具體加料如圖5-2所示：圖5-2加料子程序流程圖5.2.2攪拌子程序流程圖攪拌機(jī)構(gòu)收到指令后開始下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置后攪拌器開始旋轉(zhuǎn)攪拌。如圖5-3所示：圖5-3攪拌子程序流程圖5.3各部件接口定義表5-1加料器定義加料器編號(hào)12345678輔助食料鹽糖芥末雞精豆油生抽醋其余表5-2其他電機(jī)定義電機(jī)位置主軸電機(jī)小菜盒（左）小菜盒（右）大菜盒攪拌器升降攪拌器旋轉(zhuǎn)編號(hào)91011121314表5-3各容器體積參考量關(guān)鍵機(jī)構(gòu)加料機(jī)構(gòu)加料器旋轉(zhuǎn)部分鍋體大菜盒小菜盒容量L1.20.00164.01.81.1結(jié)論大家都知道畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)的最后一項(xiàng)任務(wù)，是大學(xué)學(xué)習(xí)收獲的一次檢測(cè)和運(yùn)用。主要就是對(duì)大學(xué)生平時(shí)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一個(gè)最后的評(píng)判，也相當(dāng)于一個(gè)整體的運(yùn)用，所以，它是大學(xué)生活不可缺少的一部分。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中可以看出，也為以后的工作奠定了基礎(chǔ)，讓能夠怎么樣的處理問題，可以將一個(gè)大的問題劃分成許多小問題，然后一一的擊破各個(gè)小的問題。在本次設(shè)計(jì)中運(yùn)用的知識(shí)都是平時(shí)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中然后能夠得到鞏固，還加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。讓能夠有基本的設(shè)計(jì)理念，還能增強(qiáng)創(chuàng)新思維，提升處理問題的能力。在制作過(guò)程中，精確的計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范的畫圖，達(dá)到了一個(gè)比較全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練。還有在此次的訓(xùn)練中領(lǐng)悟到設(shè)計(jì)的一些步驟：首先就是設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，裝配的設(shè)計(jì)，然后就是控制部分的設(shè)計(jì)，電路圖的繪畫，最后就是編寫說(shuō)明書。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，如果遇到問題，應(yīng)該及時(shí)的跟畢設(shè)老師進(jìn)行及時(shí)的溝通。畢業(yè)設(shè)計(jì)有不同的時(shí)間段，而且不同的時(shí)間段都有不同的任務(wù)需要完成，每個(gè)時(shí)間段都應(yīng)該做相應(yīng)的修改，以便完成設(shè)計(jì)任務(wù)。因?yàn)槊總€(gè)時(shí)間段的內(nèi)容都是相關(guān)聯(lián)的。因?yàn)楦鱾€(gè)零件的尺寸都是固定的，所以整個(gè)設(shè)計(jì)需要考慮的比較全面，還有就是布局要安排的合理。在不斷的修改中尋找到最終要的那個(gè)數(shù)值，然后繪畫出圖紙。因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，所以它的要求就比較高，還有就是在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量減少設(shè)計(jì)的成本，減少設(shè)計(jì)的時(shí)間，多可能的使用被認(rèn)可的零件，來(lái)滿足設(shè)計(jì)的需求。畢業(yè)設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生必須完成的，鍛煉能夠獨(dú)立思考問題，并對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行鞏固和歸類，來(lái)提升獨(dú)立完成事情的能力，使以后能夠在社會(huì)上面少走彎路。在制作過(guò)程中，運(yùn)用到了很多的軟件機(jī)械圖，電路圖，流程圖，正是因?yàn)橛羞@些軟件，在制作中方便了很多，大大的減少了制作的時(shí)間。在這段時(shí)間中，學(xué)到了許多之前沒有學(xué)過(guò)的東西，不僅僅是書本上面的知識(shí)，還有面對(duì)困難的那種心態(tài)，學(xué)會(huì)了不要輕言的放棄，暈倒事情應(yīng)該成著冷靜的去是靠對(duì)策。學(xué)會(huì)怎么樣去和別人合作，怎樣的去和別人相處。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的努力，相信大學(xué)生涯一定會(huì)圓滿的結(jié)束。致謝參考文獻(xiàn)[1]胡明席.炒菜機(jī)[J].中國(guó)專利：03227557.9，2004-06-02.[2]賴大全.家用炒菜機(jī)[J].中國(guó)專利：02223151.X，2003-05-07.[3]周鵬.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011:80～85.[4]呈憲平.機(jī)電傳動(dòng)與控制[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社,2010:22～45.[5]高玉芹.單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51編程技術(shù)[M].北京:機(jī)械工程出版社，2011:186~195.[6]王迎全.論中國(guó)烹飪?cè)诶^承中創(chuàng)新才能發(fā)展[D].烹調(diào)知識(shí).2004.5：22-24[7]劉軍.論中國(guó)的“烹飪”文化.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)[D].2003(11)：71-73[8]董景新.控制工程基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社，2009.6.[9]王豐.機(jī)電傳動(dòng)控制[M].清華大學(xué)出版社.2011.2.[10]俞竹青.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社.2011.8.[11]孫桓.陳作模.葛文杰.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社.2006.[12]陳國(guó)定.吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2013.5.[13]余成波主編.傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[M].高等教育出版社，2009.7.[14]OMRON.NT-seriesHostInterfaceunitoperationManual.Revised2005.04[15]GaryAMint.Relayladderlogic.ControlEngineering,2008：160-162附錄附錄1程序單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)stepmotor2(){if(stop==0)//停止標(biāo)志位為0，執(zhí)行以下程序，如果為1，不執(zhí)行以下程序{if(zf)//zf，即正反標(biāo)志為1，正向轉(zhuǎn)動(dòng){P2=0x01;//等效于S_D=0,S_C=0,S_B=0,S_A=1delay(speed1);//延時(shí)，修改此參數(shù)即可修改電機(jī)轉(zhuǎn)速P2=0x03;//等效于S_D=0,S_C=0,S_B=1,S_A=1delay(speed1);P2=0x02;//i等效于S_D=0,S_C=0,S_B=1,S_A=0delay(speed1);P2=0x06;//等效于S_D=0,S_C=1,S_B=1,S_A=0delay(speed1);P2=0x04;//等效于S_D=0,S_C=1,S_B=0,S_A=0delay(speed1);P2=0x0c;//等效于S_D=1,S_C=1,S_B=0,S_A=0delay(speed1);P2=0x08;//等效于S_D=1,S_C=0,S_B=0,S_A=0delay(speed1);P2=0x09;//等效于S_D=1,S_C=0,S_B=0,S_A=1delay(speed1);}else//zf，即正反標(biāo)志為0，反向轉(zhuǎn)動(dòng)?{P2=0x09;//等效于S_D=1,S_C=0,S_B=0,S_A=1delay(speed1);//延時(shí)，修改此參數(shù)即可修改電機(jī)轉(zhuǎn)速P2=0x08;//等效于S_D=1,S_C=0,S_B=0,S_A=0delay(speed1);P2=0x0c;//等效于S_D=1,S_C=1,S_B=0,S_A=0delay(speed1);P2=0x04;//等效于S_D=0,S_C=1,S_B=0,S_A=0delay(speed1);P2=0x06;//等效于S_D=0,S_C=1,S_B=1,S_A=0delay(speed1);P2=0x02;//i等效于S_D=0,S_C=0,S_B=1,S_A=0delay(speed1);P2=0x03;//等效于S_D=0,S_C=0,S_B=1,S_A=1delay(speed1);P2=0x01;//等效于S_D=0,S_C=0,S_B=0,S_A=1delay(speed1);}}}stepmotor2(){if(stop==0)//停止標(biāo)志位為0，執(zhí)行以下程序，如果為1，不執(zhí)行以下程序{if(zf)//zf，即正反標(biāo)志為1，正向轉(zhuǎn)動(dòng){P2=0x01;//等效于S_D=0,S_C=0,S_B=0,S_A=1delay(speed2);//延時(shí)，修改此參數(shù)即可修改電機(jī)轉(zhuǎn)速P2=0x03;//等效于S_D=0,S_C=0,S_B=1,S_A=1delay(speed2);P2=0x02;//i等效于S_D=0,S_C=0,S_B=1,S_A=0delay(speed2);P2=0x06;//等效于S_D=0,S_C=1,S_B=1,S_A=0delay(speed2);P2=0x04;//等效于S_D=0,S_C=1,S_B=0,S_A=0delay(speed2);P2=0x0c;//等效于S_D=1,S_C=1,S_B=0,S_A=0delay(speed2);P2=0x08;//等效于S_D=1,S_C=0,S_B=0,S_A=0delay(speed2);P2=0x09;//等效于S_D=1,S_C=0,S_B=0,S_A=1delay(speed2);}else//zf，即正反標(biāo)志為0，反向轉(zhuǎn)動(dòng)?{