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护栏打桩机嵌入式系统在电磁上的应用

  l 电磁护栏打桩机及其功能要求简介

  电磁驱动是指导体在电磁场中受到电磁作用力而发生运动。电磁驱动器是由单组线圈外加轭铁构成。当电枢进入电磁驱动器中时,线圈不通电,由于轭铁和电枢都是用软磁性材料制成,它们之间没有作用力;当线圈通电,轭铁和电枢都被磁化,轭铁和电枢以及轭铁与电枢之间的空气间隙组成闭合磁路,电磁驱动器与电枢之间将产生电磁相互作用。但这种相互作用与电枢和驱动器之间的相对位置有关,当电枢处于驱动器的中平面上,磁阻最小,作用力为零;当电枢处于驱动器的某一端时,作用力使电枢向另一端运动。要强调的是,这种作用力的大小除了与电枢和驱动器相对位置有关外,仅与线圈电流的大小有关,而与电流的变化率无关。


护栏打桩机嵌入式系统在电磁上的应用


  如果将电磁驱动器与某个物体相连接,并且让其在与电枢发生相互作用时受到的作用力方向总是朝一个方向,那么电磁驱动器就能带着那个物体总是朝另一个方向运动。笔者所要设计的电磁护栏打桩机正是运用了上面的原理,电磁护栏打桩机结构如图1所示。


护栏打桩机嵌入式系统在电磁上的应用


  电磁护栏打桩机工作的关键是线圈放电时机、放电时间和放电强度的选择,而且对准确性和实时性的要求很高,靠传统的机械和电子手段已经不能解决问题。为了保证控制的准确性和快速反应能力,必须采用计算机技术。在打桩过程中可能需要对桩的状态和性能做分析,桩的动测技术同样也要采用计算机技术来实现对信号的采集和处理分析。由于电磁护栏打桩机机电部件多而且工作环境恶劣,在野外难免会发生故障,这就要求它能具有一定的自我故障诊断功能。


护栏打桩机嵌入式系统在电磁上的应用


  2 电磁护栏打桩机控制器总体结构设计

  嵌入式系统作为一个专用的计算机非常适合这种场合,根据电磁护栏打桩机的功能要求和嵌入式系统的一般设计原则并结合未来的发展趋势,电磁护栏打桩机控制器的结构设计如图2 
   

 



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