前期工作(附流程图)

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1、大米整精米检测与分离前期工作一・前期调研与材料选取我们小组从六月初开始按照拟定的功能讨论了各种方案。在学校假期及小学期的空闲时间，本项冃组的5名同学开始进行相关的前期调研，包括与前期项冃的学长学姐交流；参观及研究前期项冃的成果；从图书馆、数据库、网络、工厂等一切口J能的地方收集相关学科、研究及产品的资料等等。最终经过系统分析，从己讨论出的几种方案屮选取了可靠性最高且较简便稳定的方案。在确定要实现前期项目未实现的嵌入式系统并做了大量研究对比后，我们决定选用arm9FL2440作为本项H的主控板,并选用Linux系统作为操作系统。原因如下：1

2、.Linux内核精矩、稳定性高、可拓展性好、破件需求低、免费、网络功能丰富适用于多种CPU。2.FL2440采用6层工业级核心板，在保证稳定性的同时，引出多达220个管脚，拥有同级产甜中最强的扩展性能。3.FL2440采用DM9000AE100M网R,

3、佃其他厂商仍使用已停产的DM9000EP（这会给开发板的使用带來很大麻烦）。4.FL2440首家BootLoader支持多系统启动、对Flash进行分区、选择液晶屏的尺寸、选择执行地址、修改串口属性等强人功能。相比Z下，其他开发板只能烧写对应的内核且只能在一个地址上运行。值得说明的是：FL

4、2440Boot源码完全开放，方便学习和参考。5.Linux和WinCE在恢入式系统中占有举足轻重的地位，现在的产品对双系统耍求越來越高。FL2440作为产品，不仅本身集成了Linux/WinCE双系统，更为用户进一步了解双系统实现与硬件切换提供了参考。6.WinCE/Linux系统均可使用CMOS摄像头预览并拍照存盘。二・机械设计.数学模型及参数计算1.给料装置给料装置应实现米粒的均匀给料，并且要实现米粒的单层但列排队，才能为后续的图像识别打下基础。经过长吋间的学习调研，和反复的讨论，我们决定选用电磁振动的方式实现口动给料。我们反复对比

5、了两种形式的给料装置，平板式和盘形，平板式虽然结构相对简单，但是由于长度及形状的限制很难做到米粒的较好均匀分离，达到单行单列的效果，所以我们选择了盘形，并作了详细的分析及改良。振动上料器的状态方程中假定料槽和机座都是完金刚性体，料槽和底座都被限定在下位移和绕中心轴转动方式下工作，所有其它运动都被忽略了，连接板弹费的重量被认为分配到料槽和底座部分。另外，板弹簧被认为只产生沿厚度方向的弯曲变形，而不产生其它方式的变形。在以上这些假定条件下，系统只存在3个自由度：底座的上下运动(Y)和底座的旋转运动(0),板弹簧的厚度方向的移动(d),料盘的垂

6、肓运动和扭转运动可以用Y,0和d三个参数表示。板弹簧产生轴向力F。和弯曲力Ft分别作用在料槽上半径为厂2的圆周上和底座上半径为r。的圆周上。激振力R也分别作用在料槽和底座的垂直方向。另外，橡胶支脚提供了一个在半径为几上的支撑力(Fv)和抵消扭转力(Fh)。该系统的总动能由料盘和底廉的上下平移运动的动能和绕其轴心转动的动能组成。rri1•21*21•21*2T+勺J、/+亍力:九+㊁人幺(1)系统的位能是由主振弹簧板弹簧(主振弹簧)和橡胶底脚的变形产生的位能和激振力能所组成的。V=*£/+*儿+*层(厂％+F"sint⑵该系统的能量散失函数

7、：D=訂、昇+扌几(尸001)⑶料盘方程的位査参数)/和&2可以用底座和板弹簧的位査参数通过下式农示：y=y+dsina⑷0=B+（2）COSG（5）一r2T=如也+*加2（$1+〃sino）+”2（Qi+£cosq）⑹该振动系统满足拉格朗R方程的条件£凸一西+西+也“dtdqdq-(8)盘形供料器在变形和激励凡作用下的方程:MY+BY+KY=UF”其屮M为质最炬阵，D为阻尼矩阵,K为刚度矩阵,U为激振力矩阵。式中:(9)质量矩阵:y・&・dYYl+m2o厶“r(12)—COS6Zr2T2加sina+Scosa阻尼矩阵:刚度矩阵:(13

8、)h002K=0km0_00ke激振力炉阵：■0■(15)U=0-sina忽略系统阻尼的影响，即令等式⑻中的B=0,并取系统的激振力Fd,这时冇:(16)MY^KY=OY=—Ad_^3_假定:则有:sincot(17)••A••c••••Assincot(18)可利用MATLAB程序求解系统的固何频率和特征朋阵。由于系统有三个自由度，由方程可求解得三个固有频率，取其小的最高固有频率，将实际激振力振动频率代入激振力函数中，Fd=Fsincot(19)利用MATLAB编程分别求得板弹赞的厚度和宽度参数、板弹簧安装角度与主振固有频率的关系，故选

9、定合适的弹赞参数即可确定系统的最高固有频率，而山于加米粒后，系统固有频率会降低等原因，我们取振动频率为其85%〜95%。由仿真及经验值，我们实取板弹簧厚度为6mm,宽为20mm,安装角为20。