基于陀螺仪感应的电动螺丝刀的研发

发布时间：2022-12-03 19:24

　　电动螺丝刀是装配作业用电动工具中的一种,它的主要功能是通过螺丝刀头的正反向旋转来拧紧或旋松螺钉,实现螺纹连接工件间的紧固与拆卸。当前的电动螺丝刀主要通过正、反转调速开关来实现正反旋向切换和旋拧速度调节。在一些需要频繁改变螺钉旋向的狭小工作场合,单手操作机器同时切换开关时使用不太方便,装配效率较低。本文目的是研发一款由陀螺仪感应控制的充电电池式螺丝刀,通过感应操作者的手腕扭转方向和幅度来自动完成机器的调向和调速功能,开发新的手柄握持切换模式以适应不同的工作场合,提高电动螺丝刀的操作舒适性和智能性。主要研究内容如下:（1）总体方案分析和设计,进行了产品定位和功能需求分析,提出了四种可用于电动螺丝刀的减速传动方案,并进行了电动机选型分析和陀螺仪感应控制分析,最终完成了产品的总体结构布局设计。（2）机械传动系统设计,对减速传动方案做了可行性分析,确定选用行星齿轮传动。对行星齿轮传动中的6种传动方案做了分析,并完成了行星齿轮的设计和计算。然后,进行了扭矩调节装置的结构分析和设计,并对手柄握持模式的切换装置进行了研究和创新设计。（3）电子控制系统设计,设计了由微处理芯片和MEMS陀螺仪芯片组成的控... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 电动工具的研究现状和发展趋势
        1.2.2 电动螺丝刀简述
        1.2.3 MEMS陀螺仪简述
    1.3 论文的主要研究内容
第2章 总体方案设计
    2.1 产品定位分析
    2.2 产品功能要求
    2.3 总体方案分析
        2.3.1 整机系统组成
        2.3.2 机械传动方案分析
        2.3.3 电动机选型分析
        2.3.4 感应控制分析
    2.4 总体结构布局设计
    2.5 本章小结
第3章 机械传动系统设计
    3.1 减速传动结构分析与设计
        3.1.1 减速传动方案可行性分析
        3.1.2 行星齿轮传动方案分析
        3.1.3 行星齿轮设计计算
    3.2 扭矩调节装置分析和设计
    3.3 输出轴的设计和校核
    3.4 手柄切换装置研究和设计
        3.4.1 手柄握持模式分析
        3.4.2 新的切换结构研究
        3.4.3 切换装置设计
    3.5 本章小结
第4章 电子控制系统设计
    4.1 电子控制系统结构
    4.2 硬件电路设计
        4.2.1 微处理器控制模块设计
        4.2.2 MEMS陀螺仪感应模块设计
        4.2.3 电动机驱动电路设计
    4.3 控制策略设计
    4.4 主控程序设计
    4.5 样品测试
    4.6 本章小结
第5章 CATIA建模设计和样品测试
    5.1 CATIA建模设计
        5.1.1 CATIA软件简述
        5.1.2 3D模型设计
        5.1.3 工程图 2D设计
    5.2 快速样品制作
        5.2.1 快速样品零件加工
        5.2.2 样机组装
    5.3 样机功能测试
        5.3.1 功能验证
        5.3.2 用户试用和调研
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]产品市场定位的方法及营销策略的选择创新[J]. 万晓庆,王亚琪,汪新宇.  现代营销(下旬刊). 2016(02)
[2]陀螺感应型无刷电动螺丝刀调速控制研究[J]. 陈超,陈小元,于秉田,吴旦旦.  微特电机. 2016(01)
[3]MEMS陀螺仪性能优化研究[J]. 李剑文,焦舰.  科技创新与应用. 2012(13)
[4]MEMS传感器现状及应用[J]. 王淑华.  微纳电子技术. 2011(08)
[5]MEMS陀螺仪技术简介[J]. Jay Esfandyari,Roberto De Nuccio,Gang Xu.  电子与电脑. 2011(04)
[6]MOSFET半桥驱动电路设计要领[J]. 葛小荣,张龙.  电子设计应用. 2009(10)
[7]电动工具产品的概述及其发展趋势[J]. 方伟,刘红娟.  科技信息(科学教研). 2008(03)
[8]行星齿环传动及其应用研究[J]. 向中凡,王进戈.  机械设计与研究. 2007(04)
[9]行星式动力换挡变速箱的分析与研究[J]. 段钦华.  成都大学学报(自然科学版). 2006(01)
[10]行星齿轮传动机构的设计[J]. 王旭,付亚平.  煤矿机械. 2006(02)

硕士论文
[1]基于MEMS惯性传感器的手势模式识别[D]. 徐立波.电子科技大学 2014
[2]基于MEMS陀螺仪姿态检测系统研制[D]. 吴冬冬.浙江理工大学 2014



本文编号：3706830