前期工作(附流程圖)

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1、大米整精米檢測與分離前期工作一?前期調研與材料選取我們小組從六月初開始按照擬定的功能討論了各種方案。在學校假期及小學期的空閑時間，本項冃組的5名同學開始進行相關的前期調研，包括與前期項冃的學長學姐交流；參觀及研究前期項冃的成果；從圖書館、數據庫、網絡、工廠等一切口J能的地方收集相關學科、研究及產品的資料等等。最終經過系統(tǒng)分析，從己討論出的幾種方案屮選取了可靠性最高且較簡便穩(wěn)定的方案。在確定要實現前期項目未實現的嵌入式系統(tǒng)并做了大量研究對比后，我們決定選用arm9FL2440作為本項H的主控板,并選用Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)。原因如下：1

2、.Linux內核精矩、穩(wěn)定性高、可拓展性好、破件需求低、免費、網絡功能豐富適用于多種CPU。2.FL2440采用6層工業(yè)級核心板，在保證穩(wěn)定性的同時，引出多達220個管腳，擁有同級產甜中最強的擴展性能。3.FL2440采用DM9000AE100M網R,

3、佃其他廠商仍使用已停產的DM9000EP（這會給開發(fā)板的使用帶來很大麻煩）。4.FL2440首家BootLoader支持多系統(tǒng)啟動、對Flash進行分區(qū)、選擇液晶屏的尺寸、選擇執(zhí)行地址、修改串口屬性等強人功能。相比Z下，其他開發(fā)板只能燒寫對應的內核且只能在一個地址上運行。值得說明的是：FL

4、2440Boot源碼完全開放，方便學習和參考。5.Linux和WinCE在恢入式系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位，現在的產品對雙系統(tǒng)耍求越來越高。FL2440作為產品，不僅本身集成了Linux/WinCE雙系統(tǒng)，更為用戶進一步了解雙系統(tǒng)實現與硬件切換提供了參考。6.WinCE/Linux系統(tǒng)均可使用CMOS攝像頭預覽并拍照存盤。二?機械設計.數學模型及參數計算1.給料裝置給料裝置應實現米粒的均勻給料，并且要實現米粒的單層但列排隊，才能為后續(xù)的圖像識別打下基礎。經過長吋間的學習調研，和反復的討論，我們決定選用電磁振動的方式實現口動給料。我們反復對比

5、了兩種形式的給料裝置，平板式和盤形，平板式雖然結構相對簡單，但是由于長度及形狀的限制很難做到米粒的較好均勻分離，達到單行單列的效果，所以我們選擇了盤形，并作了詳細的分析及改良。振動上料器的狀態(tài)方程中假定料槽和機座都是完金剛性體，料槽和底座都被限定在下位移和繞中心軸轉動方式下工作，所有其它運動都被忽略了，連接板彈費的重量被認為分配到料槽和底座部分。另外，板彈簧被認為只產生沿厚度方向的彎曲變形，而不產生其它方式的變形。在以上這些假定條件下，系統(tǒng)只存在3個自由度：底座的上下運動(Y)和底座的旋轉運動(0),板彈簧的厚度方向的移動(d),料盤的垂

6、肓運動和扭轉運動可以用Y,0和d三個參數表示。板彈簧產生軸向力F。和彎曲力Ft分別作用在料槽上半徑為廠2的圓周上和底座上半徑為r。的圓周上。激振力R也分別作用在料槽和底座的垂直方向。另外，橡膠支腳提供了一個在半徑為幾上的支撐力(Fv)和抵消扭轉力(Fh)。該系統(tǒng)的總動能由料盤和底廉的上下平移運動的動能和繞其軸心轉動的動能組成。rri1?21*21?21*2T+勺J、/+亍力:九+二人幺(1)系統(tǒng)的位能是由主振彈簧板彈簧(主振彈簧)和橡膠底腳的變形產生的位能和激振力能所組成的。V=*￡/+*兒+*層(廠％+F"sint⑵該系統(tǒng)的能量散失函數

7、：D=訂、昇+扌幾(尸001)⑶料盤方程的位査參數)/和&2可以用底座和板彈簧的位査參數通過下式農示：y=y+dsina⑷0=B+（2）COSG（5）一r2T=如也+*加2（$1+〃sino）+”2（Qi+￡cosq）⑹該振動系統(tǒng)滿足拉格朗R方程的條件￡凸一西+西+也“dtdqdq-(8)盤形供料器在變形和激勵凡作用下的方程:MY+BY+KY=UF”其屮M為質最炬陣，D為阻尼矩陣,K為剛度矩陣,U為激振力矩陣。式中:(9)質量矩陣:y?&?dYYl+m2o厶“r(12)—COS6Zr2T2加sina+Scosa阻尼矩陣:剛度矩陣:(13

8、)h002K=0km0_00ke激振力爐陣：■0■(15)U=0-sina忽略系統(tǒng)阻尼的影響，即令等式⑻中的B=0,并取系統(tǒng)的激振力Fd,這時冇:(16)MY^KY=OY=—Ad_^3_假定:則有:sincot(17)??A??c????Assincot(18)可利用MATLAB程序求解系統(tǒng)的固何頻率和特征朋陣。由于系統(tǒng)有三個自由度，由方程可求解得三個固有頻率，取其小的最高固有頻率，將實際激振力振動頻率代入激振力函數中，Fd=Fsincot(19)利用MATLAB編程分別求得板彈贊的厚度和寬度參數、板彈簧安裝角度與主振固有頻率的關系，故選

9、定合適的彈贊參數即可確定系統(tǒng)的最高固有頻率，而山于加米粒后，系統(tǒng)固有頻率會降低等原因，我們取振動頻率為其85%?95%。由仿真及經驗值，我們實取板彈簧厚度為6mm,寬為20mm,安裝角為20。