基于计算机控制的光碟智能存取装置研制论文

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1、目录一、项目简介1二、主要创新点1三、研究背景、目的和意义2四、探究过程21.研究方案探究22.技术路线图43.结构设计54.计算机管理功能的实现85.精确定位的实现176.路径算法的优化与创新应用257.设备连接与调试338.智能应用379.改进37五、展望和应用41六、感谢43七、附件4349全国青少年科技创新大赛基于计算机控制的光碟智能存取装置----随机存储、自动搜索与控制、路径优化算法的创新与应用一、项目简介本项目的最终目标是实现一种基于计算机控制的光碟智能存取装置，是一个集计算机管理及软件开发、算法设计与控制为一体的计算机应用系统。完善后可以广泛应用于图

2、书馆、档案馆、电视台、广播电台、博物馆、资料室等需要管理大宗信息和资料的单位。主要研究内容包括：取多盘执行机构路径优化算法的研究与探讨；执行机构精度控制算法的研究与软件设计；光盘管理信息系统设计与程序开发；单片机控制及驱动系统设计；光盘位置检测的实现；存储机构设计与加工；整机系统的试验研究与改进等。系统装置实现如下功能：光碟随机存储功能，光碟存放时不需要按分类和编号进行对号入座和固定存放，即：哪里有空位就哪里存放；光碟自动搜索与控制功能：按存放位置自动更新、分层分类，并按照关键字进行自动搜索的数据库设计，实现对光碟基本信息的浏览、自动搜索和查找功能。同时，光碟取出执

3、行机构会按照搜索到的光碟位置信息，自动弹出要查找的光碟；取多盘路径优化功能，执行取多盘功能时，应用与计算机进行通信的单片机控制电路、驱动电路和执行结构，以路径最短方式进行路径优化设计，实现多盘自动弹出功能。稍做简化可直接进入家庭。系统装置具有广泛的应用前景和市场推广价值。二、主要创新点1)取多盘路径寻优算法及创新应用。本系统具有一次取多盘路径优化49功能，采用了改进的回溯寻优法寻找最佳路径，利用截枝分界法来提高搜索效率，并对分界比较值进一步优化，使系统的取盘效率大大提高。2)在取盘机构位置控制精度方面，本系统在普通分段线性化的基础上进行了改进，对取盘机构上的控制上采

4、用了斜率分段线性化优化算法，使取盘的位置精度得到保证。3）本系统装置功能人性化，充分考虑实用性与应用型，是集光、机、电、控制与信息为一体的综合智能化计算机实际应用系统。三、研究背景、目的和意义随着科学技术和文化事业的发展，光碟的数量是越来越多，而从林林总总的光碟中找到自己需要的光盘是一件费时费力的事情。有一天，我为了找老鹰乐队的珍藏碟，我花了一个上午的时间，将所有的碟翻了出来才找到。这不仅浪费了我的时间，也破坏了我那天的好心情。当时我就在想，是否可以有那么一个装置，存储物品的时候可以随意放置，取出的时候装置可以自动找到物品并把物品自动取出来。这样一个想法激发了我对这

5、方面的探究兴趣。这样的装置研究出来，将对许多需要物品存储管理的场合和单位非常有用。光碟是目前用途最广、也是最可靠的信息载体，经过调研，我发现图书馆，档案馆，电视台，广播电台，博物馆，资料室等这样的一些单位，保存、管理和使用数量巨大的光碟，以此作为切入口，我选择了以光碟自动存取作为研究对象开始我的探究之路。四、探究过程1.研究方案探究首先，这是一个自动装置，结构方面应该紧凑，要争取在有限的空间内存放尽可能多的光盘。根据观察，发现档案馆里存放档案的档案柜的设计和放置十分合理，49一排排紧凑放置，每排仅留一个机动的操作位，由于每个柜底下有导轨和滑轮，柜子可以依次移动，当取

6、档案时，把操作位调整到合适位置就可以进行操作。同时，市面上有一种栅格一样的结构，可以装几十张去掉封套、仅保存光碟本身的光碟盒也是一种好的结构。将这两种结构结合在一起，就是我设想中的智能光碟存取装置结构（如图1.1）。其中，栅格为多层层叠式，每层两组，自动取盘机构设在中间，可以把选择的光碟从两边弹出。图1.1初步设想中的智能光碟存取装置结构其次，既然要实现智能功能，每个柜子应设计计算机控制系统，本系统考虑用设有触摸屏的计算机控制系统实现其智能功能。光碟随机存储功能--光碟存放时不需按分类和编号进行对号入座和固定存放，哪里有空位就哪里存放。光碟自动搜索与控制功能—方便光

7、碟基本信息方便的浏览、搜索和查找。光碟自动弹出功能--应用控制电路驱动执行结构，将选择的光碟自动弹出。考虑到每个柜中可以储存的光碟容量很大（估计5000-8000个），单个光碟设计一个弹出机构是不现实的，可以考虑用计算机控制的X-Y滑块方式来实现，我想这种方式用计算机来控制是应该可以做到的。目前市面上那些光碟管理柜（装置）多半是先人工分类编号，存放的时候一一对号入座，而且也少有自动弹出机构。我设计的这个智能光碟存取装置不仅设有自动弹出机构，而且光碟实现可以随意存放在任意的空闲位置上，装置自动识别出位置，并记录起来以便以后自动寻找，这一点，对图书馆，档案馆，电视台