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文档包括:

WORD版设计说明书1份，共55页，约24000字左右

CAD版本图纸，共3张

摘  要

随着公路交通建设的迅速发展,对路面的平整度要求越来越高，原有的人工操纵机  械远不能满足要求，而在现有工程机械上配备先进的电子智能操纵系统已经成为主流。本文分析了当前国内外各种自动找平控制系统的工作原理和控制方式，重点比较了两种非接触式自动找平控制系统：激光找平技术和超声波找平技术，并且对超声波传感器做了比较详细的分析。针对目前平地机在工作过程中手动整平的精度不高，劳动强度大，提出了基于单片机的自动找平控制系统的控制方案，采用霍尼韦尔公司生产的943系列超声波传感器为路面数据采集器，以8051单片机作为数字控制器的微控制器，完成了自动找平控制系统的硬件设计和软件设计。然后对数字控制器进行了系统稳定性测试、抗干扰性能测试和功能测试试验，结果表明系统运行良好，能够明显地提高路面的平整精度。同时基于单片机的自动找平控制系统的研究为进一步开发研究多功能、可靠性高的自动找平控制系统奠定了基础。

关键词：平地机、自动找平系统、单片机、数字控制器、超声波传感器

ABSTRACT

With the rapid development of the highway traffic construction,it is getting higher and higher to the road surface smoothness request.The original manual control machinery far cannot satisfy the request,but provided the advanced electronic intelligence operating system on the existing machinery already to become the mainstream.This thesis analyzes the control mode of the grader leveling system and the working principle of all kinds of automatic leveling system at home and abroad,comparing the two key non-contact automatic leveling control system:laser leveling technology and ultrasonic leveling technology,and doing a detailed analysis of the ultrasonic sensor.For the ground-work in the whole process of manually-not the accuracy,put out the control programme of the automatic leveling control system based on MCU.Choosing a production of Honeywell Corporation 943 series of ultrasonic sensors for surface data acquisition and the 80C51 MCU as a digital controller of the Microcontrollers,completed the automatic leveling control system hardware design and software design.Through the experiment,the controller of the system stability testing,performance testing and anti-jamming function tests ale validated.The results show that the system is running well,can significantly improve the smoothness of the road.By the study of the automatic leveling control system based on MCU,it is laid the foundation of the multiple function and high reliability automatic leveling control system study.

Keywords: Grader,Automatic Leveling System,MCU,Digital Controller,Ultrasonic Sensor
 
 
 

目  录

摘  要 I
ABSTRACT II
第1章 绪  论 1
1.1 选题背景 1
1.2 自动找平控制系统的介绍 1
1.2.1自动找平控制系统的现状 3
1.2.2自动找平控制系统的发展 4
1.2.3发展趋势 5
1.3课题设计的目的和内容 5
1.3.1课题设计的目的 5
1.3.2课题设计的内容 6
第2章 自动找平系统的分析 7
2.1自动找平系统的基本构造 7
2.2自动找平系统的分类 8
2.3自动找平系统的控制原理分析 9
2.4非接触式自动找平控制系统的分析与比较 10
2.4.1超声波自动找平控制系统分析 10
2.4.2激光自动找平控制系统分析 10
2.4.3比较结论 11
2.5影响平地机自动找平控制系统精度的几个因素 11
2.6 本章小结 12
第3章 平地机自动找平控制系统设计 13
3.1平地机自动找平控制方案的确定 13
3.1.1平地机自动找平控制系统的要求 13
3.1.2平地机自动找平系统主控制器的选择 13
3.2平地机自动找平控制系统的传感器选择 14
3.2.1 传感器的选择原则 14
3.2.2超声波传感器的测距原理及精度影响因素 14
3.2.3超声波传感器的选择 16
3.3平地机自动找平控制系统的液压系统 17
3.3.1自动找平液压系统的工作原理 17
3.3.2电磁阀的控制模式 18
3.4系统的抗干扰措施及控制参数的确定 19
3.4.1系统的抗干扰措施 19
3.4.2关键控制参数的确定 19
3.5本章小结 21
第4章 数字控制器的硬件设计 22
4.1概述 22
4.1.1数字控制器的组成 22
4.1.2单片机发展介绍 23
4.1.3单片机8051简介 23
4.2开关量输入设计 25
4.3A/D转换模块设计 27
4.4数据存储模块 29
4.5 I/O口的扩展电路 30
4.6 系统状态显示模块 31
4.7 LED显示模块 32
4.8后向通道设计 33
4.9外围电路及电源模块设计 34
4.10 本章小结 37
第5章 数字控制系统的软件设计 38
5.1系统的软件设计 38
5.2软件设计流程图 38
5.3 本章小结 45
结论 46
参考文献 47
致谢 49
附  录 50

第1章  绪  论

1.1 选题背景
平地机是一种以刮土铲刀为主，并配有其他多种辅助作业装置，进行土壤的切削、刮送和整平等作业的土方工程建设机械，其效率高、作业精度高、功用多，可进行路基、路面的整形；砾石或砂石路的维修；挖沟、草皮或表层土的剥离；修刮边坡等切削平整作业，被广泛用于公路、铁路、机场、停车场等大面积场地的整平，也被用于进行农田整地、路堤整形及林区道路的整修等。近几年，随着交通建设的迅速发展，各施工单位在公路技术质量上的竞争越加激烈，尤其对路面平整度的要求越来越高，为了保证施工质量，这就要求一方面工程技术人员以及操作手必须精心施工，并在施工工艺上不断钻研总结；另一方面在平地机上使用先进的整平技术，运用自动找平系统。前者由于人工操作平整精度有限，并且劳动强度大，实施起来困难，所以国内外一般都致力于后者的改进和完善。