齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
任務(wù)書(shū)及開(kāi)題報(bào)告
題 目 基于單片機(jī)控制的自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)
學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí) 機(jī)電122
學(xué)生姓名 段繼童
指導(dǎo)教師 夏萍
填 表 說(shuō) 明
1．任務(wù)書(shū)中內(nèi)容由指導(dǎo)教師本人填寫，并經(jīng)專業(yè)審定后，下發(fā)給學(xué)生。
2．開(kāi)題報(bào)告中內(nèi)容由學(xué)生根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，經(jīng)查閱資料、調(diào)研后填寫。
3．開(kāi)題報(bào)告一般在開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的第1-2周內(nèi)完成，由各專業(yè)或教研室組織安排開(kāi)題。
4．開(kāi)題報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
（1）課題的來(lái)源及選題的依據(jù)、意義，課題在理論或?qū)嶋H應(yīng)用方面的價(jià)值以及可能達(dá)到的水平。
（2）課題在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和水平。
（3）課題研究的內(nèi)容及擬采用的技術(shù)路線或研究方法（包括設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、加工測(cè)試條件等）。
（4）研究中的主要難點(diǎn)以及解決問(wèn)題的方法。
（5）設(shè)計(jì)（論文）的工作進(jìn)度計(jì)劃（以周為單位）。
（6）主要參考文獻(xiàn)。
5．填寫不下可另加附頁(yè)。
6．本材料裝訂順序?yàn)椋喝蝿?wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
題 目
基于單片機(jī)控制的自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)
題目類型
t 設(shè)計(jì) □ 論文 □ 其他
學(xué)生姓名
段繼童
學(xué) 號(hào)
2012113007
學(xué) 院
機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)
機(jī)電122
指導(dǎo)教師
夏萍
職 稱
副教授
系 主 任
蔡有杰
主管院長(zhǎng)
巨勇智
任務(wù)下達(dá)日期
2016年12月20日
任務(wù)完成日期
2016年6月25日
任務(wù)要求（課題目標(biāo)、主要內(nèi)容、技術(shù)參數(shù)、基本要求等）
一、課題目標(biāo)：
1.晾衣桿可以在天黑或陰雨時(shí)自動(dòng)收衣，天晴或天亮后自動(dòng)晾衣，也可經(jīng)獨(dú)立開(kāi)關(guān)人工操作。?
2.利用光傳感器，濕度傳感器等元件，將天氣變化的參數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)化輸入單片機(jī)，經(jīng)既定程序分析處理后，輸出通斷信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)的工作，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)外部機(jī)械裝置，實(shí)現(xiàn)收衣晾衣的操作。也可通過(guò)按鍵啟動(dòng)電路，獨(dú)立控制收晾衣。
二、技術(shù)參數(shù)：
1、晾衣桿伸縮速度0.2m/s-0.4m；
2、掛衣桿可承受的最大重量20kg-30kg；
3、晾衣架高度1.2m-2.2m；
4、晾衣架寬度1.0m-2.0m；
5、晾衣桿完全收縮伸張所用時(shí)間8s-20s ；
6、傳感器檢測(cè)范圍：150 Lux-1000 Lux；
三、主要內(nèi)容：
（1）了解智能晾衣架的整體結(jié)構(gòu)和工作原理；
（2）晾衣架控制系統(tǒng)各個(gè)模塊的選用和電路設(shè)計(jì)；
（3）了解單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理；
（4）了解單片機(jī)的型號(hào)和各型號(hào)之間的區(qū)別；
（5）了解控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系；
四、基本要求：
1、要求學(xué)生根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目單獨(dú)查找文獻(xiàn)及相關(guān)資料。
2、能熟練應(yīng)用AUTOCAD、Solidworks等軟件，繪制電路圖和機(jī)械裝配圖。
3、對(duì)外文資料應(yīng)能進(jìn)行獨(dú)立翻譯。
4、對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容能根據(jù)四年中所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行合理分析解釋。
5、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按《齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作手冊(cè)》要求格式寫。
6、按《齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作手冊(cè)》要求格式書(shū)寫手寫說(shuō)明書(shū)草稿，手寫版外文翻譯草稿各一份。說(shuō)明書(shū)成稿和譯文成稿按畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)打印要求打印。
注：任務(wù)書(shū)必須由指導(dǎo)教師本人填寫
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
一、選題的依據(jù)、意義和理論或?qū)嶋H應(yīng)用方面的價(jià)值
在這個(gè)快節(jié)奏的E時(shí)代，人們的時(shí)間觀念逐漸加強(qiáng)，日程安排密集，一些生活瑣事不應(yīng)該再占據(jù)過(guò)多的時(shí)間和精力。為此，可節(jié)省時(shí)間的，為人們起居帶來(lái)諸多方便的創(chuàng)新型家居產(chǎn)品，必定會(huì)受廣大群眾的歡迎。在這個(gè)很寬泛的新興行業(yè)，我們選擇了本科現(xiàn)階段可操作的自動(dòng)陽(yáng)臺(tái)晾衣架的研發(fā)。該裝置可以在晴雨天自動(dòng)收晾衣物，也可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，相比傳統(tǒng)的晾衣方式，有諸多優(yōu)點(diǎn)。與其他智能家居產(chǎn)品配套使用，更可體現(xiàn)當(dāng)今生活的快捷方便，使得社會(huì)各成員都能切實(shí)感受到科技帶來(lái)的生活新體驗(yàn)。
基于現(xiàn)在晾衣架的發(fā)展現(xiàn)狀，本設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種能幫助人們擺脫原始操作的智能晾衣架。本實(shí)用新型晾衣架主要特點(diǎn)在于：可以伸縮，操作簡(jiǎn)單，占地面積小，美觀實(shí)用。同類產(chǎn)品有可收縮式的，但屬于組裝而成，操作比較麻煩，而本晾衣架是通過(guò)溫濕度傳感器和光敏傳感器感應(yīng)外界天氣中的雨水、溫度和光照情況，運(yùn)用傳感器、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制晾衣架的伸張和收縮，從而達(dá)到智能晾曬衣物的目的。
二、本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
晾衣架不僅僅是一個(gè)裝飾品，更是一個(gè)功能性的產(chǎn)品。晾衣架目前晾衣架的“功能”已 經(jīng)普遍得到消費(fèi)者的認(rèn)可，已經(jīng)形成一個(gè)“行業(yè)”。經(jīng)歷了數(shù)年的磨合，行業(yè)質(zhì)量逐漸趨向穩(wěn)定。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)在也有生產(chǎn)智能晾衣架的廠家，但是他們所生產(chǎn)的智能晾衣架都是安裝在陽(yáng)臺(tái)內(nèi)部，通過(guò)電路的控制使晾衣架根據(jù)不同的情況垂直升降，以達(dá)到智能晾曬衣物的功能。而本設(shè)計(jì)是通過(guò)溫濕度傳感器和光敏傳感器感應(yīng)外界天氣中的雨水、溫度和光照情況，運(yùn)用傳感器、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制晾衣架的伸張和收縮，從而達(dá)到智能晾曬衣物的目的。在國(guó)內(nèi)，“晾衣架”還可按產(chǎn)品種類可分為兩種，一種是“升降晾衣架”，或所謂的“電動(dòng)晾衣架”，分手動(dòng)、電動(dòng)兩種，手動(dòng)(手搖)較為普及，電動(dòng)(智能)是發(fā)展趨勢(shì);另一種是“落地晾衣架”，主要有翼型、X型、單桿、雙桿等種類，此類產(chǎn)品比較簡(jiǎn)單，由不銹鋼管材或者噴涂管以及塑料連接件構(gòu)成，拆卸方便，不用專人安裝，深受寓居人群的喜愛(ài)。
三、課題研究的內(nèi)容及擬采取的方法
課題研究的主要內(nèi)容：
（1）根據(jù)實(shí)際條件確定單片機(jī)的型號(hào)，熟悉此類單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。
（2）熟悉掌握單片機(jī)的工作原理。
（3）熟悉電路設(shè)計(jì)軟件Altium designer等，能夠設(shè)計(jì)電路，并且電路通過(guò)調(diào)試可以完成基本的控制功能。
（4）選取電動(dòng)機(jī)、齒輪及合適的連桿材料。
（5）對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行驗(yàn)證，設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)并校核。
擬采取方法：
本課題主要研究智能晾衣裝置中單片機(jī)對(duì)于晾衣桿自動(dòng)控制。
（1）首先弄清智能晾衣架裝置的工作要求，然后確定連桿的材質(zhì)、大小，從而確定連桿上所固定的齒輪軸芯的大小以及其他齒輪基本參數(shù)。
（2）根據(jù)連桿上齒輪的參數(shù)確定與之嚙合的齒輪的大小并確定軸心，從而確定電動(dòng)機(jī)所控制的輸出軸大小。
（3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出的轉(zhuǎn)速以及輸入電壓，用以確定電動(dòng)機(jī)類型與型號(hào)，并以此確定電源的輸出電量大小，設(shè)計(jì)控制電路圖。
（4）確定單片機(jī)的型號(hào)，編寫控制程序。
（5）對(duì)所設(shè)計(jì)的程序、結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序仿真和調(diào)試。在調(diào)試與仿真過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出解決方案，解決所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。
四、課題研究中的主要難點(diǎn)以及解決的方法
主要難點(diǎn)：
(1) 單片機(jī)控制程序的編寫；
(2) 自動(dòng)控制模塊與機(jī)械構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)；
(3) 晾衣桿收縮（伸展）速度的控制。
解決方法：
(1) 多學(xué)習(xí)和熟練程序的編寫，注意程序的調(diào)試和驗(yàn)證；
(2) 自動(dòng)控制模塊正常運(yùn)行，調(diào)節(jié)機(jī)械構(gòu)件與控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度；
(3) 選擇合適的電動(dòng)機(jī)和齒輪，計(jì)算設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)比。
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃
2016.3.7-2016.4.10查閱文獻(xiàn)資料，擬訂方案，驗(yàn)證并確定方案，編寫任務(wù)書(shū)及開(kāi)題報(bào)告。
2016.4.11-2016.4.17準(zhǔn)備材料，進(jìn)行開(kāi)題答辯
2016.4. 18-2016.5.8熟悉工藝過(guò)程，擬定總體設(shè)計(jì)方案。
2016.5.9-2016.6.5 輸入輸出設(shè)備選擇，I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)，PLC及模塊選擇。
2016.6.6-2016.6.12 程序設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路原理圖，編寫控制程序及上位機(jī)程序，寫畢業(yè)論文。
201.6.13-2016.6.25 完成論文主要工作總結(jié)，整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備答辯。
六、主要參考文獻(xiàn)（或資料）
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指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師______________簽字
年 月 日
專業(yè)審查意見(jiàn)
審查人______________簽字
年 月 日
9