智能炒菜机火控与炒菜装置的机电一体化设计

摘要

该课题的工作是设计与研发智能炒菜机的炒锅装置和加热装置。课题内容包括两部分:一部分是炒锅与加热装置的机械结构设计;另一部分是整个装置控制系统的研发。其中控制系统的研发包括了硬件和软件两个部分。
　　首先，在论文绪论部分简要追溯了炒菜的历史文化。接着分析智能炒菜机的历史发展与现状。最后阐述课题的研究意义及研究内容。
　　接下来论文第二章内容是智能炒菜机炒锅及整个炒菜装置的机械结构设计。炒锅设计除了设计方案的分析、选择与优化之外，还分析了炒锅的工作状态及功能实现。整个炒菜装置的设计则包括了固定机构、传动机构以及检测装置的设计。其中涉及到电机、齿轮、轴承和传感器的选用。
　　论文第三章是加热装置的机械结构设计以及加热源的选择。首先详细分析对比了当前用于炒菜加热的各种热源的优、劣势。通过比较，选用了高效、节能的电磁加热作为炒菜机的加热源。根据炒锅的形状设计了绕着炒锅周围螺旋上升的加热线圈。设计过程涉及到功率确定、电感量大小计算以及电磁场的分析计算。最后把加热装置与炒锅装置组装起来，介绍整个炒菜装置的系统结构及其工作原理。
　　第四章内容则主要是炒菜装置控制系统的硬件部分。介绍了炒菜装置的电气原理，电磁加热原理与实现，单片机芯片及控制板、PLC、上位机、开关电源的选用。最后把整个控制系统连接起来。
　　论文第五章则是控制系统软件部分的设计。包括了控制界面的编写，实现上、下位机的通信，数据的建立，控制程序的编写等。其中控制界面采用VC++6.0编写，上下位机采用串口通信，数据库则选用SQL2005。控制程序在GX Developer集成开发环境中开发。
　　最后一章是智能炒菜机的整体调试。经过实验验证，设计出来的火控与炒菜装置结构稳固、性能可靠，工艺性好。控制系统工作稳定，电磁兼容性好，抗干扰能力强。整个炉体装置具有强大的炒菜功能，炒出来的菜色、香、味俱全，达到了课题研究的目的。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源及产生背景

1．1．1 课题来源

1．1．2 课题产生的背景

1．2 课题研究意义

1．3 课题国内外发展现状

1．4 课题研究目标及主要内容

第二章 炒锅及运动机构的设计

2．1 结构的设计平台

2．2 炒锅功能分析

2．3 炒锅设计

2．4 方案优化

2．5 炒锅及其固定、运动结构

2．6 本章小结

第三章 加热装置的设计

3．1 设计需求分析及加热源的选择

3．2 线圈匝数的定义及设计

3．2．1 加热线圈设计需求分析

3．2．2 加热线圈设计方案选择

3．2．3 加热线圈匝数的确定

3．2．4 线圈以及线圈固定架的整体设计图

3．3 炉体整体结构及工作原理

3．4 本章小结

第四章 控制系统的硬件设计

4．1 控制系统的硬件设计要求

4．2 硬件平台的构成

4．3 控制系统硬件介绍

4．3．1 上位机模块

4．3．2 PLC在本控制系统中的应用

4．3．3 单片机在本控制系统中的应用

4．3．4 炒菜机火控系统的原理图

4．4 上、下位机通信模块

4．5 控制系统控制器接线图

4．6 本章小结

第五章 控制系统的软件设计

5．1 系统上位机控制界面设计

5．1．1 系统上位机软件开发环境

5．1．2 系统人机交换界面

5．2 通信模块的软件设计和数据库开发

5．2．1 系统通信模块的软件设计与实现

5．2．2 数据库开发及应用

5．3 下位机控制程序的设计

5．4 本章小结

第六章 炒菜机的整体运作与调试

6．1 炒菜机的整体结构及工作原理

6．2 炒菜实验内容

6．3 炒菜流程及结果分析

6．4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢