(南京工程學(xué)院,江蘇 南京 211167)
新型室外環(huán)保車(chē)庫(kù)是通過(guò)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行蓄電,為步進(jìn)電機(jī)提供電源,步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)卷簾傳動(dòng)裝置控制簡(jiǎn)易簾布的拉伸,構(gòu)成方式簡(jiǎn)單,占地仍為露天停車(chē)位面積大小,成本較低,且能較為有效的對(duì)車(chē)輛車(chē)位進(jìn)行保護(hù)和管理,對(duì)于靜態(tài)交通的發(fā)展在現(xiàn)階段具有一定的意義。
新型環(huán)保車(chē)庫(kù)包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池以及改裝型卷簾布的控制。通過(guò)太陽(yáng)能電池板對(duì)24V蓄電池充電,蓄電池對(duì)卷簾門(mén)的電機(jī)以及控制面板提供動(dòng)力源。在車(chē)位后檐用兩根鋼管支撐頂板,并在兩個(gè)鋼管上做近似三角架提升支撐強(qiáng)度。在頂板上部,根據(jù)太陽(yáng)光鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板。在板底部四周鋪一圈放置卷簾電機(jī)和傳動(dòng)軸和斜齒輪,以及在靠近支撐鋼管附近安排一個(gè)放置蓄電池的吊箱以及電動(dòng)控制箱。卷簾布采用教學(xué)所用的投影幕結(jié)構(gòu),一個(gè)遙控器控制四個(gè)管狀電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)庫(kù)四面同時(shí)開(kāi)啟(關(guān)閉)。四面采用輕盈、隔熱防曬、耐磨損的布料做成一個(gè)整體,并在底部用較重的鋼管穩(wěn)定布料。在車(chē)輛進(jìn)入車(chē)位或離開(kāi)車(chē)位后可通過(guò)遙控器將卷簾門(mén)放下收起,來(lái)達(dá)到防占位、防劃和防暴曬等功能。
考慮到室外條件下最大可能性地實(shí)現(xiàn)環(huán)保,本室外車(chē)庫(kù)選擇使用太陽(yáng)能電池板、蓄電池為車(chē)庫(kù)電機(jī)提供能量。在本系統(tǒng)中使用太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng),由太陽(yáng)能電池板、充電控制器、蓄電池構(gòu)成,與交流發(fā)電系統(tǒng)相比,減少了逆變器。太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載需求可以計(jì)算出組成部分部件的需要,從而選擇合適的型號(hào).接下來(lái)我們以輸出功率為120W,1天有4個(gè)小時(shí)工作為例,對(duì)該系統(tǒng)的計(jì)算進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明:
(1)第一步需要計(jì)算每天在工作中消耗的能量:假設(shè)本系統(tǒng)中采用的逆變器的轉(zhuǎn)換效率為92%,設(shè)定輸出功率為120W,1天工作4個(gè)小時(shí),那么實(shí)際上每天工作消耗的能量應(yīng)為120W×4h/92%=521.7Wh。
(2)選定太陽(yáng)能電池板使用功率:假設(shè)每天日照的時(shí)長(zhǎng)為6小時(shí)有效,充放電過(guò)程中電池板的效率為70%,那么選定太陽(yáng)能電池板使用功率即為521.7Wh/4h/70%=186.3W。天氣晴朗時(shí)日照時(shí)長(zhǎng)會(huì)更加長(zhǎng),而每天的使用時(shí)間應(yīng)當(dāng)不足4小時(shí),在設(shè)計(jì)中我們可以再多留出10%到20%的范圍預(yù)防惡劣天氣的影響,在供能方面本系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、有效。
在本系統(tǒng)中提出使用步進(jìn)電機(jī)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),并且調(diào)控脈沖通過(guò)ZD系列步進(jìn)電機(jī)控制器進(jìn)行。步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制器在現(xiàn)代工業(yè)中使用非常廣泛,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)控制器獲得一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí),它會(huì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定的角度。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度可以隨著脈沖信號(hào)頻率而改變,即只與其在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)接收到的脈沖數(shù)量有關(guān),數(shù)量越多,旋轉(zhuǎn)次數(shù)越多,只要不超過(guò)負(fù)載極限,無(wú)論負(fù)載是大是小,旋轉(zhuǎn)角度都與負(fù)載無(wú)關(guān)。這樣也就實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)控制下停放位置準(zhǔn)確,速度調(diào)控合理的效果。
本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一種通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)三個(gè)桿同步轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)幕布的收放,如圖1所示。
整體系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)調(diào)試,預(yù)定功能都得到了實(shí)現(xiàn),實(shí)物模型如圖2所示。
圖1
圖2
本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單,僅設(shè)計(jì)對(duì)遙控部分和步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制部分,部分代碼如下。
#include
//宏定義
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/時(shí)間計(jì)算
#define Imax 14000 //此處為晶振為11.0592時(shí)的取值,
#define Imin 8000 //如用其它頻率的晶振時(shí),
#define Inum1 1450 //要改變相應(yīng)的取值。
#define Inum2 700
#define Inum3 3000
//解碼變量
unsigned char Im[4]={0x00,0x00,0x00,0x00}
//全局變量
uchar Data=0x00;
uchar f;
unsigned long m,Tc;
unsigned char IrOK;
sbit LED1=P1^0; //4個(gè)輸出
sbit LED2=P1^4;
sbit LED3=P3^5;
sbit LED4=P3^6;
//主程序
void main(void)
{
m=0;
f=0;
EA=1;//開(kāi)啟總中斷
IT1=1;//下降沿有效
EX1=1;//外部中斷0開(kāi)
TMOD=0x11;//定時(shí)器初始化TH0=0;//T0賦初值
TL0=0;
TR0=0;//t0開(kāi)始計(jì)時(shí)
//循環(huán)執(zhí)行
while(1)
{
//如果解碼成功
if(IrOK==1)
{
//清空標(biāo)志位
IrOK=0;
//賦值信息
Data=Im[2];
if(Data==0x0c) //判斷是哪個(gè)按鍵按下 1
LED1=!LED1; //控制開(kāi)關(guān)
else if(Data==0x18) //2
LED2=!LED2;
else if(Data==0x5e) //3
LED3=!LED3;
else if(Data==0x08) //4
LED4=!LED4;
}
}
}
本文提出了一種新型室外環(huán)保車(chē)庫(kù),硬件方面實(shí)現(xiàn)了以電機(jī)帶動(dòng)齒輪、齒輪帶動(dòng)錐齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng),太陽(yáng)能電池板、蓄電池環(huán)保供電的設(shè)計(jì)方案;軟件方面實(shí)現(xiàn)了遙控驅(qū)動(dòng),電機(jī)轉(zhuǎn)停的功能。由于研究條件的限制,僅通過(guò)模型的調(diào)試驗(yàn)證了該方案的可行性,如果可以在應(yīng)用中進(jìn)行試驗(yàn),可以加以改進(jìn),取得更良好的效果。
[1] 尤尼斯.加納阿克拉中央商務(wù)區(qū)停車(chē)規(guī)劃和政策研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2015.
[2] 廉法威.可編程序控制器在步進(jìn)電機(jī)控制中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽,2013,(17):294.
[3] 楊文璟,鞏宇鵬,王楊森,曹玉,宋亞帆.蛇形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2011,30(03):1-3.