大学生科技创新竞赛优秀机械机电控制作品精析

高处空间物品存放及管理系统是一种集机械结构、电路控制、软件技术于一体的智能型机电一体化装置，其主要研究内容包括：系统总体设计、机械结构设计、控制电路设计、驱动程序设计和系统软件开发。

1.系统总体设计

系统总体设计决定着高处空间物品存放及管理系统整个研究工作的成败及研究水平的高低，其核心是功能与结构的合理组合、性能与效果的协调统一，以此引导高处空间物品存放及管理系统的设计思想、研究方法、功能原理、结构特点、设计技巧、技术途径等的全面创新。

2.机械结构设计

机械结构设计是高处空间物品存放及管理系统研究的基础。该系统机械结构部分主要包括悬挂货架、安装于悬挂货架上的竖直升降装置、水平拖动装置和储物单元取放装置。悬挂货架构成系统的基本框架，悬挂货架右侧为两层隔板结构，可放置2排3列共6个储物单元；竖直升降装置主要由步进电动机、同步带传动机构、传动轴、钢丝绳和托盘等组成，可实现储物单元的升降操作；储物单元取放装置由两台步进电动机驱动，通过同步带传动机构分别实现储物单元的竖直升降运动和水平抽拉运动，实现将储物单元放置于悬挂货架上或从悬挂货架上取出；水平拖动装置主要由步进电动机、滑块和直线导轨等组成，可带动储物单元沿直线导轨作水平运动。

3.控制电路设计(www.xing528.com)

电路设计是高处空间物品存放及管理系统控制系统部分研究的重要内容，其中控制模块和电源管理模块是该部分的研究重点。该系统的控制电路选用单片机STC89C52为核心芯片构成最小系统，包括电源模块、晶振电路、复位电路、串口电路等。为满足不同模块对不同电源的要求，电源模块在硬件设计上，采用先进的压差调节器，在节省控制电源数量的同时保证了系统的功率需求和稳定性。

4.驱动程序设计

驱动程序部分的设计任务是通过一片C52单片机，控制系统运行时四台步进电动机的驱动器，使之带动功率各不相同的四台步进电动机，完成上位机通过串行口发出的规定动作，并将整体位置误差控制在5%以内。由于C52本身的硬件资源有限，并缺少外部中断源，因此如何对有限的系统硬件资源进行充分的利用是该部分的设计重点。

5.系统软件开发

为方便用户取放和管理物品，需要研究良好的用户操作界面。通过系统软件开发，一方面提供友好、易于操作的用户界面及详细的用户使用说明，方便普通用户快速掌握软件的使用方法，另一方面提供设计合理、使用方便的软件功能，方便用户省时省力地完成对家居物品的管理。