卷烟机导纸器设计研究的论文

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篇1：卷烟机导纸器设计研究的论文

卷烟机导纸器设计研究的论文

在供纸装置中，用来稳定卷烟纸跑偏的装置主要由3个导向销和导纸器组成，3个导向销分别安装在接纸器卷烟纸搭口前后位置和卷烟纸接头传感器检测位置，用来保证卷烟纸搭接时的稳定，进入烟枪前卷烟纸的稳定则通过导纸器完成。导纸器的组成如图2所示。它通过调整块5安装于机身前平面。导纸板7和限位板6组成一过纸通道。卷烟纸与机身前平面的距离通过手柄1调节。旋动调节手柄，使调节套2带动U型支架8在轴3和圆柱销的导向作用下沿轴3滑动，从而改变卷烟纸相对于机身前平面的距离。导纸器的.作用就是引导卷烟纸正确进入卷制成形系统烟枪部件，卷烟纸的中心线必须与卷制成形通道的中心线在一个平行于机身前平面的平面内。

针对上述问题，经研究供纸装置自动接纸器工作原理，在SE70卷接机供纸装置导纸器前加装一组防接纸跑条装置，其结构简单、卷烟纸运行稳定、可靠，并且调整方便、维护保养简单。

1制作防接纸跑条装置

导纸器中心到基板的距离为65mm，利用供纸装置上的导纸辊和纸辊轴，重新设计轴座。组合成防接纸跑条装置，安装在导纸器下方。供纸装置上的导纸辊直径为21mm,宽度为42mm，纸辊轴从轴座到导纸辊的距离为33mm，可得出重新设计轴座厚度为65-（42÷2+33）=11mm，这样就可满足导纸器中心到基板的距离为65mm的要求。

2防接纸跑条装置安装位置的选定

从设备外表看，导纸器下方基板上有一个M6的备用螺孔，为了保证设备的完好性，决定利用这个M6的备用螺孔作为防接纸跑条装置固定点。用45#钢制作成长30mm宽18mm厚度为11mm的轴座，可将轴座上的螺孔与固定孔的中心距定为20mm。

3组装防接纸跑条装置

将纸辊轴旋入轴座螺纹孔并拧紧，装上导纸辊，组装成防接纸跑条装置。经组装后的防接纸跑条装置安装在导纸器下方基板M6的备用螺孔上。如要调整压纸量，可通过拧松固定螺母，调整防接纸跑条装置的角度来达到最佳效果。

设备安装前对2#、3#、5#机自动接纸造成跑条次数、耗时和因接纸跑条造成的消耗进行了统计：经加装防接纸跑条装置后，对2#、3#、5#机自动接纸造成跑条次数、耗时和因接纸跑条造成的消耗进行了统计：从以上收集的数据可以看出：每天因自动接纸造成跑条或跳出导纸器槽内的平均次数有5次，每次平均耗时0.8分钟，每次平均盘纸消耗为4米。经加装防接纸跑条装置后，每天因自动接纸造成跑条或跳出导纸器槽内的平均次数有0.17次，每次平均耗时0.8分钟，每次平均盘纸消耗为4米。

改造后防接纸跑条装置结构简单，其安装轴座与导纸器底座在同个平面，调整环节少、性能稳定及维护保养方便，卷接机在初始进纸阶段，卷烟纸在经过导纸器时能自动进入导纸器槽内，提高了在搭接过程中，盘纸搭口在经过导纸器时，容易出现卷烟纸搭口易跳出导纸器槽内从而造成烟支纸口过高、爆烟、跑条现象。同时减少了因此故障造成停机并影响到产品质量和设备效率并降低了消耗。提高了设备的有效作业率，减少了操作工的劳动强度。

篇2：基于ADF4106的锁相环频率器研究和设计论文

基于ADF4106的锁相环频率器研究和设计论文

引言

频率合成器的功能就是给收发机中的变频电路提供频率可编程的本地载波信号,是无线收发机的核心模块之一,其性能对通信系统的通信质量具有重大影响。目前频率合成器主要有直接模拟频率合成技术(DS)、锁相环频率合成技术(PLL)、直接数字频率合成技术(DDS)、混合频率合成技术四种实现方式,其中锁相环频率合成器是射频电路中最常使用的一种结构,相比于其他几种结构,PLL结构能够在有限的功耗限制下合成高性能的载波信号。本文基于锁相环芯片ADF4106设计了一种数字锁相环频率合成器,具有超宽的带宽、较好的噪声特性、快速锁定时间,以及功耗低和体积小等特点,从而被广泛应用于无线通信系统中。

一、锁相环频率合成器的基本工作原理

锁相环(PLL)是一个相位误差控制系统,通过将输入信号与压控振荡器(VCO)输出信号之间的相位进行比较,产生相位误差电压经处理后去调整压控振荡器的相位。当环路锁定时,输入信号与压控振荡器输出信号频差为零,相位差不再随时间变化,此时误差控制电压为一固定值,压控振荡器输出频率与输入信号频率相等,即fout=(N/R)*fin。锁相环基本原理框图如图1所示。

锁相环主要结构由VCO、鉴相器(PFD)、分频器和环路滤波器(LPF)组成。其中,PFD主要功能是进行相位比较的,它把VCO输出信号N分频后与输入频率R分频后进行比较,产生误差控制电压。LPF的作用是滤除误差电压中的高频成分和噪声,以保证环路所要求的性能,提高系统的稳定性。VCO受控制电压的控制,使其输出频率向参考信号的频率靠近,两者频率之差越来越小,直至消除频差而相位同步实现锁定。在实际设计中,可以通过程序改变分频比R、N,从而获得需要的稳定输出频率。

二、方案设计与实现

2.1 锁相环芯片ADF4106结构功能介绍

ADF4106是ADI公司生产的集成锁相环频率合成器芯片,利用该芯片可以实现无线收发机上变频和下变频部分的本地振荡。ADF4106由一个低噪声数字PFD、一个精确的电荷泵、一个可编程基准分频器R(14位)、可编程A(6位)、B(13位)计数器和一个双模前置分频器P/P+l组成。A、B计数器和双模前置分频器相连接实现一个分频器N,且N=PB+A。该芯片具有6GHz的频率带宽,2.7V~3.3V的供电电压,独立的电荷泵供电电压,可编程的双模前置分频器P/P+l,其值可取8/9、16117、32/33和64/65,同时还具有三线串行接口、模拟数字锁定检测、硬件软件低功耗模式等特性。ADF4106同外部LPF和VCO可以组成一个完整的PLL电路。由于ADF4106的宽带特性消除了许多高频系统中倍频器的使用,从而简化了系统结构和降低了成本。

在本文设计中,设计实现2GHz的频率合成器,且要求2GHz频率信号分两路输出,并保证其中一路输出信号功率达到13dBm。该电路主要由ADF4106、LPF、VCO和射频信号输出部分组成。根据图1,选取输入信号频率fin=10MHz,该信号在进入ADF4106的Refin引脚前通过一个T型匹配网络来实现阻抗匹配。为了保证PFD输入信号频率为1MHz,需要通过编程设定基准分频器R的值为10,分频器N的值为。

ADF4106具有一个简单的SPI兼容串行接口向器件引脚CLK、DATA、LE写数据,当LE为上升沿时,将CLK每个时钟上升沿存储到寄存器中的24位数据送入合适的锁存器中。串行输入时序图如图2所示。

2.2 LPF设计

LPF在频率合成器设计过程中直接影响到频率合成器的相位噪声和转换频率,由于PFD的输出不但包含直流控制信号,还有一些高频谐波成分,LPF通过对电阻电容进行适当的参数设置,可以滤除高频成分,避免这些谐波对下一级VCO电路产生影响。LPF可以分为有源滤波器和无源滤波器,本文设计的无源LPF将电荷泵输出电流转换成控制电压,同时抑制鉴相频率的输出纹波。在电路设计过程中,由于二阶LPF很难抑制环路带宽频率十倍以上的纹波,所以采用三阶LPF,提高对杂散频率的抑制程度。三阶LPF的电路图如图3所示,对于LPF中电容和电阻的数值,可以通过Analog器件公司(ADI)提供的LPF仿真软件ADIsimPLL和安捷伦公司(注:现更名为是德科技公司)的ADS仿真软件进行仿真得到,通过设定相关参数,并经过不断的优化和调试得出LPF各器件参数值为:Cl=lOOpF,C2=1.5nF, C3=20pF, R1=4.3kΩ,R2=6.2kΩ。

2.3 VCO功能介绍

VCO作为一个电压频率转换器,由于其能够产生最终输出信号频率,所以在PLL中占有重要地位。VCO是一种具有线性控制特性的`调频振荡器,其输出频率随控制电压的改变而改变,使输出信号频率向参考信号的频率接近,直至消除频差实现锁定。

VCO具有相位噪声、频率稳定度、频率范围、谐波抑制等器件特性。本文从设计指标要求考虑,选取Z-Communications公司的CR02000作为压控振荡器,由于该器件具有较低的相位噪声、很好的谐波抑制、较好的线性度以及容易焊接的器件封装,故选取该器件作为PLL的VCO,并在实际应用中取得良好的性能。

2.4 射频通路设计

由于vco输出负载阻抗为50Ω,故要求2GHz输出信号射频走线阻抗同样为50Q,本文印制板使用叠层的方式,其中第一层介质材料为Rogers4350B,板厚为20mil,介电常数为3.48,通过仿真软件Polar S19000计算得到射频走线宽度为40mil。射频通路设计框图如图4所不。

本文要求2GHz频率信号通过Y型电阻式功分器分两路输出,并保证其中一路输出信号功率达到13dBm。由于VCO输出信号功率较小,需要在通路中加入放大器ERA-5SM,保证输出功率值,同时为了抑制2GHz信号之外的谐波和非谐波等干扰,需要在两个通路输出端加上低通滤波器LFCN-2000。

2.5 锁相环频率器电路原理图及测试结果

基于上述锁相环频率器各模块的介绍和设计,最终电路设计如图5所示。根据图5所示原理图,画出相应的PCB外协加工,将加工的印制板安装到提前设计好的屏蔽盒中进行测试,安捷伦N9020A测试结果如图6、图7所示。其中图6为输出信号功率测试结果,图7为相位噪声测试结果。

由图6可知,在输出信号2GHz处功率为14.22dBm,满足信号功率达到13dBm的要求。同时由图7可知,输出信号单边带相噪为处,同样满足设计指标。

三、总结

频率合成器在现代通信系统中具有举足轻重的地位,其性能的好坏决定了通信系统的性能指标。本文基于锁相环芯片ADF4106设计的频率器具有低噪声、低功耗、低成本及电路结构简单等特点,从而被广泛应用于无线通信系统领域。

篇3：铁路列车止轮器管理系统设计研究论文

摘要：介绍了铁路列车止轮器管理系统的硬件功能设计和软件功能设计，采用人脸识别技术、数据库技术、RS485通信控制技术，实现了对止轮器管理状态的卡控，保证了列车启动的安全，减少了列车安全隐患。

关键词：铁路列车；止轮器；管理系统；人脸识别

目前，铁路列车止轮器管理中常常出现不能及时按规定存放的不良现象，为避免因此而造成的列车安全隐患[1]，设计了一套铁路列车止轮器管理系统。该系统采用人脸识别技术、数据库技术、RS485通信控制技术，通过软件管理系统对止轮器的应用状况进行卡控，确保存放规范、使用得当，进而保证列车的启动安全。

1铁路列车止轮器管理系统的组成及工作原理

铁路列车止轮器管理系统包括计算机管理系统、人脸识别系统、储物柜存放系统、继电器控制系统4部分。1)计算机管理系统。计算机管理系统通过数据库对止轮器存放/领取、人员信息查询、人员权限设置、止轮器状态查询等进行管理。止轮器存放/领取模块对库房内止轮器状态进行显示，便于使用人员通过计算机了解当前止轮器的使用状态，对止轮器进行选择和确认。人员权限设置部分将使用者分为使用人员和管理人员两类，使用人员可对止轮器进行存放/领取操作；管理人员可查询止轮器的使用状态和使用人员信息。人员信息查询包括人员名称、所在班组、领取时间、归还时间、领取止轮器的编号等基础信息。管理者可通过止轮器状态查询系统查询某止轮器当前的状态信息，领取人员状况、是否存在于所在轨道等信息。2)人脸识别系统。人脸识别系统主要对止轮器的使用者和管理者的人脸细部特征进行存储和辨识，便于对储物柜进行开启权限的设置。3)储物柜存放系统。储物柜主要用于存放止轮器，通过外部计算机管理软件和人脸识别系统限制存取止轮器的人员，从而达到科学规范管理的目的。外部人员要领取或存放止轮器时，首先要通过查询软件确定止轮器是否被领走，然后对某一轨道止轮器的领取进行确认，若使用者具备权限，则可通过人脸识别系统开启开锁动作从而领到所需的止轮器。4)继电器控制系统。继电器控制系统主要用于实现人脸识别系统权限判定后的开锁动作，主要由RS232/RS485控制板、继电器板组成。

篇4：铁路列车止轮器管理系统设计研究论文

第75页图2为铁路列车止轮器管理系统的软件功能结构图。进行止轮器大普查时，具有相应权限的管理人员可进入本系统查看止轮器的使用情况，并获得相应信息，如某止轮器处于使用状态还是存放状态、数量是否匹配、使用频度、使用人员等[3]。二是日常使用查询。当段上工人进行人工作业时，可进入本系统查询可用的止轮器，然后放置在相应轨道上。2)后台管理功能。一是人员权限管理。对可登录本系统的操作人员和管理人员的基本信息录入、权限分配、权限修改等进行管理。二是止轮器使用人员认证信息管理。对使用人员人脸信息的录入、修改、删除等进行管理。三是设备管理。对止轮器的编号修改、存放数量修改等进行管理。3)数据存储功能。将止轮器的使用状态转换为数据流的存储控制。不同时间段内止轮器的使用数量、剩余数量、使用人员信息均存储在数据库中；主机、人脸识别、储物柜之间通信时的0，1交互信号也存储在相应字段内。4)识别功能。止轮器的.管理权限确定。将人员信息录入人脸识别系统，使用时进行刷脸认证，无权限则无法使用止轮器。将人脸特征作为身份识别依据，无法篡改伪装，无需担心因卡丢失造成的不安全因素，安全系数更高，储物柜门禁权限管理更高效。人脸识别功能界面见图3．5)门禁功能。具有止轮器使用权限的人员在允许范围内，正脸面对识别设备即可完成识别与论证，并给出相应的提示信号，储物柜电子锁打开。6)追踪判定功能。当止轮器取走1)设备查询功能。一是普查查询。当车辆段进行止轮器大普查时，具有相应权限的管理人员可进入本系统查看止轮器的使用情况，并获得相应信息，如某止轮器处于使用状态还是存放状态、数量是否匹配、使用频度、使用人员等[3]。二是日常使用查询。当段上工人进行人工作业时，可进入本系统查询可用的止轮器，然后放置在相应轨道上。2)后台管理功能。一是人员权限管理。对可登录本系统的操作人员和管理人员的基本信息录入、权限分配、权限修改等进行管理。二是止轮器使用人员认证信息管理。对使用人员人脸信息的录入、修改、删除等进行管理。三是设备管理。对止轮器的编号修改、存放数量修改等进行管理。3)数据存储功能。将止轮器的使用状态转换为数据流的存储控制。不同时间段内止轮器的使用数量、剩余数量、使用人员信息均存储在数据库中；主机、人脸识别、储物柜之间通信时的0，1交互信号也存储在相应字段内。4)识别功能。止轮器的管理权限确定。将人员信息录入人脸识别系统，使用时进行刷脸认证，无权限则无法使用止轮器。将人脸特征作为身份识别依据，无法篡改伪装，无需担心因卡丢失造成的不安全因素，安全系数更高，储物柜门禁权限管理更高效。人脸识别功能界面见图3。图1铁路列车止轮器管理系统硬件组成RS485/RS232控制器图2铁路列车止轮器管理系统软件功能结构图后，反馈追踪作业人员将其放置在哪个轨道，判定是否按要求操作。7)人机交互功能。显示触摸屏操作图文提示菜单，方便管理人员和使用人员灵活操作本系统。8)低功耗节能控制功能。如果一段时间内无触摸操作，系统将进入低功耗节能工作状态，自动关闭显示面板，设备在低功耗工作状态运行。

4结束语

本文对铁路列车止轮器管理系统进行了设计，包括系统的硬件功能和软件功能。实际应用表明，该系统能对止轮器进行科学有效的管理，提高了铁路管理效率，减少了列车安全隐患。

参考文献：

[1]潘峥嵘,强浩.基于铁轨识别的列车滑动在线监测系统[J].微计算机信息,,28(3):39-41.

[2]齐俊岩.北京地铁车辆的停放制动[J].现代城市轨道交通,(1):22-23.

[3]沈晓晖,强浩.列车智能止轮器在线监测系统的设计与实现[J].自动化与仪器仪表,(2):53-55.

篇5：基于51单片机的盲文助读器系统设计研究论文

基于51单片机的盲文助读器系统设计研究论文

引言

中国是全世界盲人最多的国家之一，据统计约有900万盲人。盲人接受文字信息的途径主要有利用语音合成发声软件阅读和触摸盲文凸字两种形式。语音合成发声感情生硬，缺乏阅读快感，较晦涩的文字和公式更是难以理解记忆。同时，供盲人阅读的新版图书只有104种，盲文期刊仅8种，品种数量可谓奇缺叫。另一方面，现有的盲文助读器由于采用压电陶瓷，其价格也颇为昂贵。本文基于51单片机设计了一种新型的盲文助读器。

1新型盲文助读器的总体架构设计

目前广泛应用的盲文有现行盲文和双拼盲文两种，现行盲文以三行两列的6个凸点为一个基本单位，6个凸点之间通过不同的排列组合形成不同的文字，本文基于流行最广的现行盲文设计了一种8方的盲文助读器。因微型步进电机具有体积小、利于控制、价格低廉等优点，机械部分采用步进电机来实现凸点的起落，控制部分则采用STC89C51单片机，通过6个1,B1848M步进电机驱动芯片来控制6个步进电机，每个步进电机控制1个凸点的起降，每6个步进电机控制的凸点表示1个盲文单元(即盲文的1方)，每个盲文单元可以显示1个阿拉伯数字或英文字母，2个或3个单元可以显示1个汉字。电路连接部分采用自行设计的PC'B板，将电机驱动芯片、步进电机、单片机有序地连接。单片机通过内部程序控制来实现盲文单元内6个步进电机间以及每个盲文单元间的协调组合，从而实现盲文的表达输出。

2机械整体架构

采用微型步进电机作为原动机(即控制终端)，通过单片机发送的信号控制电机的旋转，带动螺旋机构控制螺母和凸点的升降运动。将微型步进电机镶嵌在底盘内，焊接在PCB板上，利用导轨板壁和与之配合的电机限制螺母沿二，二轴平动和绕二，y轴转动，使之只能绕二轴转动从而实现沿导轨板壁的上下移动，每6个凸点为1个单元，通过不同凸点的起降变化，显示不同的文字。

步进电机是四线二项混合式微型步进电机，此款电机属于二相四拍式步进电机。通过1,B1848M芯片产生的驱动信号驱动步进电机，带动丝轴上的螺母上下运动，距离控制在2 mm的统一高度。步进电机结构示意图如图3所示。

3控制部分设计

3. 1多机通讯的硬件设计

PC机作为上位机，主机和从机都为51单片机。PC'机与主机通过串口通讯。由于通讯距离较短，所以本项目采用RS232进行串口通讯，波特率为9 600，数据位为8位。

主机利用缓冲寄存器SBUF接收PC'机发来的字符数据后经过内部转码处理，将字符数据翻译为对应的电机控制码，通过串行通讯发送给从机。从机接收完主机发来的数据后，实时控制相应步进电机的转动状态。其中从机部分只显示出了一个单片机和1个电机。

PCB板的设计是本项目硬件系统的重要部分，使用Propel DXP2004，实现了SCH(原理图)设计、SCH仿真、PCB(印制电路板)设计、Auto Router(自动布线器)和FPUA设计。

在PC'B的制作过程中，芯片IB1848M的封装根据技术手册完成。为了减小盲人助读器的.整体尺寸并且配合微型步进电机的焊接，实际制作时，采用两层PCB板作为信号层，其主要的工艺指标如下:PCB板宽为24 mil;最小线宽为6 mil;走线与焊盘的最小距离为12 mil;过孔最小内径为16 mil。

3.2多机通讯的软件设计

通过对51单片机内部的多机通讯控制位SM2SM1的控制实现多机通讯。利用串行通讯来实现主机与从机间的通讯，主机先利用串口向所有从机发送地址，在从机接收到地址时进行判断。若地址不符则不作为，地址相符则继续接收主机发来的电机控制信息，进而对电机进行控制以实现盲文的显示。

在进行多机通讯时，主机依次对从机进行控制，实现8组步进电机的依次控制，先控制第1个从机，令电机显示第1个盲文，再控制第2个从机，令电机显示第2个盲文。

在8组从机依次控制完毕后将所有从机的控制位SM2-SM1恢复为初始状态，准备进行下一次通讯命令的接收。

4结论

本文从我国盲文使用现状入手，指出了现有语音合成发声软件和纸质书籍的弊端，并详细介绍了新型盲文助读器的具体设计原理。利用微型步进电机控制凸点，用单片机控制电机，通过PCB进行电路搭建，实现了新型盲文助读器的设计。它能很方便地将电子版文字转化为盲文凸起形式，价格低廉，对盲人的学习、生活有很大的帮助。

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