步进加药系统设计开题报告(2)
在液压缸的选择上，选择不锈钢缸体且带有刻度，可观测的液压缸。可以防腐蚀还可以控制药量。
在步进电机的选择上，选择两相PM型步进电机。首先，它具有价格便宜，相切换的次数少、噪音较低的优点。其次，本次课题并不需要很高的分辨率以及很快的速度，综合以上因素选用两相PM型步进电机。
在驱动机构的选择上，选择连接一个丝杠结构，因为这个机构可以较方便的把电机的转动转化为液压缸的吸药放药动作，而且在应用时不会有太大的体积和重量，并且能得到比较合适的分辨率。
在编码器的选择上，选择了增量式轴套型，直接连载螺旋丝杠上，给出直线位置信号。
控制方式的选择上，选择开环控制，因为本课题不需要有很高的精度，而且步进电机本身就有比较高的开环精度。
而在减速传动机构的连接方式上，同样给出了两种方案：第一种是丝杠螺母的内装式连接，如图5：
图2.3内连接式传动机构图
1 液压缸 2液压缸推杆 3螺母丝杠 4步进电机 5联轴器
图中步进电机连接联轴器，驱动丝杠螺母，用内嵌的方式带动液压缸推杆。在讨论后发现它不适合用于大行程工作中，而且这种方式的连接对同轴度要求太高。相反，后者则没有这种问题。所以选择了外接的方式连接丝杠螺母。外接连接方式如图6：
图2.4外连接式传动机构图
1液压缸 2液压缸推杆连接 3液压缸 4步进电机 5联轴器
图中，编码器直接连到螺母丝杠上进行位置反馈。步进电动机连接联轴器，驱动丝杠带动螺母，和螺母连接的液压缸推杆也由此得以移动。
2.2本课题的重点
首先要满足对腐蚀性的要求，课题要求药剂为柠檬酸，有腐蚀性，常规的液压元件并不适用，由此要考虑腐蚀问题和材料问题。其中最主要的是单向阀的选择。
然后还要考虑控制精度和流量等问题。本课题中，要求加药剂量为20-50mL可调，并自动完成吸药过程，并且要求时间少于30秒。这就同时对速度也给出了要求。
步进电机的类型选择也是一个重点，步进电机的种类有好几个，特点优劣不同，为了满足本课题的要求，必须加以考虑。两相PM型步进电机可以较好地完成任务。
此外，系统的控制方式也是一个问题，开环的话需要考虑震荡问题；而闭环控制则要增加控制器、位置传感器等元件。在满足要求的情况下，开环方式很好的利用了步进电机的优势，值得应用。
传动机构的选择更是一个重点，如何稳定、精确、快速的完成步进电机对液压缸的控制也是本次课题的重要任务。
2.3本课题的难点
液压元件的选择是本次课题的一个难点，由于没有现成的元件可以用，必须对单向阀及液压缸的各个结构进行严密的选择和校核。尤其是单向阀的弹簧力的大小，更是需要对压力有一个明确的计算。
传动机构的设定也是一个难点，如何完成这个传动需要考虑步进电机部分和液压缸部分两个方面，并将转动变为直线移动。而丝杠螺母机构很好的完成了这个任务
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