1. 研究目的与意义
采用台湾义隆单片机em78p153为控制器,进行按摩器电机控制系统的设计.
毕业设计的具体目的:随着人们对身体保健的日益重视,各种各样的按摩产品不断面市,用户对产品自动化、多样化要求也越来越高。根据这些要求,我们设计一款价价廉物美的按摩器电机控制系统。通过毕业设计要求学会使用protel仿真软件进行单片机的硬件设计和软件仿真,掌握汇编语言的编写程序的方法和思想。将所学过的本科阶段的相关知识融会贯通,掌握使用系列软件对单片机程序的编译及调试。了解电机的工作原理,设计出简易的电机控制系统。
本课题研究的意义:按摩器(massager)是根据物理学,仿生学,生物电学、中医学以及多年临床实践而研制开发出的新一代保健器材。它不仅拥有八大仿真功能,让您确实体会到针灸、推拿、按摩、锤击、火罐、刮痧、瘦身、免疫调节八种功能的美妙感觉,还有治疗高血压的独特功效。可放松肌肉、舒缓神经、促进血液循环、加强细胞新陈代谢、增强皮肤弹性,可缓解疲劳、明显减轻各种慢性疼痛、急性疼痛和肌肉酸痛,放松身体减轻压力,减少皮肤皱纹。电子按摩器还分为:电磁按摩、震动按摩和红外按摩。本设计所选择的是电子按摩器中的震动按摩器,利用单片机pwm(脉宽调制技术)控制直流电机的转速,从而控制震动的快慢和幅度由于单片机具有体积小、集成度高、运算速度快、运行可靠、应用灵活、价格低廉以及面向控制等特点,因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用,而且发展非常迅猛。随着单片机应用技术水平不断提高,目前单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。与交流电动机相比,直流电机结构复杂、成本高、运行维护困难,但是直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等许多优点,近年来,直流电动机的机构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现,采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(pulsewidthmodulation,简称pwm)已成为直流电机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点,更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现因此具有很好的发展前途.
2. 国内外研究现状分析
直流电机问世已有一百四十多年的历史。在设计和制造技术上有很大进步,新材料、新技术的应用以及整流电源的普及,促进了一般工业用直流电机的不断扩大,品种的日益繁多。从小至数瓦,大到万余千瓦,广泛地用于冶金、矿山、煤炭、起重运输、机床制造、纺织印染等各个部门中,特别是近几年电子计算技术广泛应用在直流电机设计制造中。从直流电动机的演变历史,也可以纵观直流电动机的发展历史和动向、从四十年代后期到五十年代的前期,直流电动机的电源主要是采用m-g电动发电机组,六十年代初,电动发电机组电源已被水银整流器逐渐代替,到六十年代后期,由于可控硅整流装置的出现,并得到迅速发展,可控硅整流电源已占统治地位。由于直流电源供电方式的不断更新换代,特别是在最近的十几年期问,进一步促使了直流电动机的单机功率、转速不断提高,目前朝着高速、大功率方向发展。另外,由于绝缘技术和分析技术的进步,直流电动机已迅速向小型轻量,低惯量方面发展。
随着各种技术的进步和研究的展开,诸多高质量的直线电机产品和科研成果纷纷出现。1985年,美国ingersol铣床公司生产了采用永磁同步直线电机的hvm600高速加工中心,最大进给速度达76.2m/min。而在1997年,汉诺威12.emo展览会上有20多家公司展出了直线电机传动装置,如德国trumpf公司的激光机床,法国renaultautomation公司的加工中心等,展出的直线电机最大速度达150~200m/min。这些被称为最有前途的展品表明,在高速度机床的进给机构中愈来愈多的采用直线电机。新型磁性材料和控制技术、冷却方法的出现,为应用经济高速高动力直线电机创造了条件。由于变频技术的出现,交流调速一直冲击直流调速,但综观全局,尤其是我国在此领域的现状,再加上全数字直流调速系统的出现,更提高了直流调速系统的精度及可靠性,直流调速系统仍将处于十分重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面,而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现,但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果,稳速要求即以一定的精度在所需要的转速稳定运行,在各种干扰不允许有过大的转速波动。
3. 研究的基本内容与计划
需要研究的内容有:
1.实现电机正转;
2.实现电机反转;
4. 研究创新点
本设计中的按摩器作为一种震动按摩器,可以适用于脚底按摩,颈椎按摩,腰部和肌肉按摩,主要可以实现震动和调速,设计中按键正转反转按钮可以调节电机的转向,通过切换可以实现肌肉的定向推拉,通过加速和减速按钮可以调节按摩器的震动的强弱和幅度,同时通过PWM的调速方法实现了直流电机转速的稳定。此款按摩器基于脉冲宽度调制调制原理以单片机为控制核心利用驱动与控制技术和交流检测技术实现直流电机控制完成按摩机控制系统所需要的功能,按摩器利用单片机完成系统总体控制功能并利用按键蜂鸣器发光二极管氖灯和数码管等外围设备为用户提供服务,实现人机交互和按摩功能通过按键用户可以让按摩器工作在最舒适的按摩方式和振动速度上利用蜂鸣器来告警或提示按摩完成利用氖灯显示当前的工作状态利用数码管显示电机当前的转速。
