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1、-目录目录11 设计要求21.1 设计的必要性21.2 国自动门开展现状21.3 设计的功能概述32 自动平移门构造设计52.1 自动平移门参数选择52.2 自动平移门驱动装置计算及选择62.3 自动平移门驱动装置电机功率计算62.4 同步带设计计算82.5 自动平移门三维建模92.6 自动平移门装配图113 控制系统硬件设计123.1 设计电路的框图和原理123.2 51单片机133.3 热释电红外传感器133.4 BISS0001芯片143.5 步进电机驱动控制系统组成163.6 设计电路原理图164. 控制系统软件设计184.1 系统软件构造184.2 各局部程序设计185. 设计总结与
2、体会20参考文献21自动平移门控制系统1 设计要求1.1 设计的必要性在经济飞速开展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走近自动门时，感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门翻开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。自动门在国外早已得到普遍应用，在我国也以其优异的性能逐步得到大家的认同，中国已经迎来了自动门开展的黄
3、金时期。自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装烦琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器以下简称PLC，PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。本文通过对“红外线自动门控制系统的研究和设计，精心撰写了红外线控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核
4、心的系统。所有产品的开发都要讲究实用，本文设计的自动门在许多场合都能适用，而且能够简单化，不管对于产品开发商还有使用者来说，都是最好的。他们需要的是一个廉价的又是一个实用的产品。此系统的设计正好具备了这样的一个要求，能够在大多数的地方应用。因此本设计就是解决了这样一个问题，还可以保证自动门的稳定性。例如，*商场要求营业期间的门都运用自动门，这就需要自动门要有极高的稳定性，且对于商场来说本钱不能太高。然而本课题意味着产品本钱下降，效益提高。因此是一个比较适合此类场合运用且经济的产品。1.2 国自动门开展现状在国外，进入90年代以来，自动化技术开展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化
5、技术是自动门的重要局部。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。随着我国经济的飞速开展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、平安及人性化是需要首先考虑的因素。由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。具体的说，我们
6、自动门还有着以下四个明显的特征：1) 厂家多，规模小 56 年来几年来， 自动门在国得到了快速的开展。 据不完全统计，目前国大大小小生产自动门的厂家已有 50 多家，但普 遍生产规模小，自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面 还不具备和进口产品竞争的实力。2) 专业化分工趋势显现早期的生产厂家，一般是自主研发和生产，顶多委 托代加工局部零部件。近两年来，出现了专门生产主要部件的厂家，如 电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家，这一趋 势使生产的门槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加剧烈。 3) 高、低档次的市场清楚进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场， 目
7、前国厂家的产品根本上也都具备了比较完善的功能，但生产工艺略 嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。 4) 产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自动门产品 往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重较大，加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。 同时，由于价格过低，也使产品的持续改良和开展受到限制。1.3 设计的功能概述在自动门使用上要根据安装的环境及要求，考虑选择自动门的配置。由于公共场所像医院、机场等的自动平移门使用频率非常高，而自动门的使用频率和寿命是有限的。在这种情况下，要使用自动门必须进展综合考虑。例如增加门的数
8、量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。以上介绍的是自动门的安装使用要点。而一个自动门的设计还要包括下面三个方面：一、智能化设计自动门选择配置智能化控制系统，可随意设定门扇的运行速度，并可设定半开状态，调节方便。使自动门始终保持在最正确运行状态。并具有自动矫正功能，即使遇到大风等原因引起的运行阻力增大，仍然能够保持平稳的开关门动作。二、 平安性设计具有自动反转平安装置，当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，并在下次接近阻力区域时以平安速度前进，防止夹人事件和机件损毁的现象发生，提高自动门运行时的平安性，延长自动门寿命。门扇开启轻巧方便，当停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在3
9、.5公斤以下，方便、平安、可靠。三、 稳定性设计自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不过热等特性，大大超越传统交流伺服马达。由于采用步进电机驱动，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行中具有卓越的稳定性。由于采用高性能的电源输入，不管电压波幅多大均可自动稳压。此外在负载瞬间短路时还有过压及过流保护措施，有效保障自动门运转的稳定耐久和平安。自动门在具体场合的使用设计上，还应注意做好以下配置的选用：1、 平安辅助装置如在高档酒店等地方可以选择安装防夹人红外感应器，防止停留在门附近的人被门所夹住。2、备用电源为保证停电时自动门也能工作正常，应配置备用电源。3、
10、辅助光线传感器 在需要的地方，自动门可以安装辅助光线传感器红外对射保护装置，当门翻开时，人站着不动，用手遮挡辅助光线传感器，门应该保持翻开状态。当手离开后几秒后，门应该重新关闭。综上所述，自动门在很多领域具有不可比较的优越性，随着国民经济的快速开展，自动门在我国已经迎来了快速开展的黄金时期。2 自动平移门构造设计本文设计的自动门针对人流较多的商场，应对周围环境进展综合考虑，所以在本课题的自动门机械传动设计中考虑了以下几个方面：1自动门的传动主要包括安装板，轨道，门机，皮带，吊挂件等。2所有的组件都为元插入式件，使得安装很简便。3电机：采用步进电机，性能好，可调性强。4导轨：水平双导轨构造，形成
11、正悬挂，解决了侧摆的问题，从而确保了门扇的稳定性。5滑轮：采用特殊的尼龙滑轮，强度高，耐磨性好，同时还有一定的减震效果。6皮带：采用齿形皮带, 齿形皮带的齿形截面为曲线设计，增加了齿形的高度，提高了皮带与传动齿轮的吻合度，从而提高了机械效率。皮带底部采用尼龙加强，减少了齿距变形，提高了使用寿命。7自动平移门缩略图如图2-1所示，传动图如图2-2所示2-1 自动平移门缩略图2-2 自动平移门传动构造图2.1 自动平移门参数选择门体材料固定门体采用不锈钢材料；活动门扇采用钢化玻璃。门体尺寸：1门体宽度：活动门扇900，固定门扇900，共两扇。2门体高度：2100，总高度为25003门体玻璃选择：钢
12、化玻璃，厚度为64活动门体质量单扇：455门体滑动最大速度6门体常速滑动速度6开门后保持时间：102.2 自动平移门驱动装置计算及选择平滑自动门总运行阻力包括摩擦阻力、坡度阻力、风阻力和惯性阻力。惯性阻力常忽略不计。1摩擦阻力门滑动的滚动摩擦阻力：式中-移动键的质量，包括玻璃门和门吊件，双扇门及吊件总质量为，100。-滑动摩擦系数；查表得，0.05。代入数值，得2运行风阻力。门扇是安装在建筑物的门洞，因此必须考虑风载荷的作用。自动门的风阻力：-风力系数；平滑门取。-计算风压，；取-迎风面积，；计算得，-门滑轮与止摆器的综合摩擦系数。计算得，。代入数值，计算得。（3） 平滑自动门总运行阻力2.3
13、 自动平移门驱动装置电机功率计算电动机的功率选得是否适宜，对其正常工作和经济性都有影响。如果容量选得小于要求的功率，就不能保证自动门的正常工作，或因过载而过早损坏；如果容量选得过大，由于电动机价格高，容量未得到充分利用，电动机长期不满载运行，其效率和功率因数较低，增加电源能耗而造成浪费。电动机的功率主要根据电动机运行时的发热条件决定的。对于载荷比较稳定、长期连续运行的自动门或旋转门来说，只要所选电动机的额定功率等于或稍大于所需要的工作功率即可，即，这时电动机就平安工作不会发热，一般情况下不必校验电动机的发热和启动力矩。计算功率：代入数值计算，得电动机工作时需要的功率：选择型号为85BYGH的步
14、进电机，其主要技术参数如表2-1所示表2-185BYGH步进电动机技术数据电机型号Model步矩角Step angel ( )机身长Motor Length L(mm)相电压Rate Voltage(V)相电流Rate Current (A)相电阻 Phase Resistance ( )相电感Phase Inductance (mH)静力矩 Holding Torque (N.m)引线数 Lead Wire (NO.)转动惯量 Rotor Inertia (kg. c)重量 Motor Weight (kg)85BYGH450A-0011.8754.422.2102.181.42.385BYGH450A-0021.8753314.42.181.42.385BYGH450B-0021.81136.423.2124.182.73.685BYGH450B-0041.81131.93.50.536.55.142.73.685BYGH450B-0081.81132.660.432.54.182.73.685BYGH450C-0011.81517.823.9206.483.6585BYGH450C-0121.81515.731.9229.343.6585BYGH450D-0021.8943.240.83.54.381.7385BYGH450D-0071.8946.423.2154.4
