變速搖瓶機的研制

搖瓶機也稱搖床，是一種用于菌種培養(yǎng)的機械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、生物工程、食品、醫(yī)院、科研
等領(lǐng)域。 搖瓶機通常分回轉(zhuǎn)式與往復(fù)式兩種。 本文重點討論的是往復(fù)式搖瓶機的單片機控制。

傳統(tǒng)的搖瓶機一般都采用普通異步電機，通過齒輪減速器減速后驅(qū)動搖瓶機工作，轉(zhuǎn)速不易調(diào)節(jié)控
制，耗能高，噪音大。 隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)搖瓶機已不能滿足新產(chǎn)品的需要，基于上述情況，

我們提出研制新式的由單片機控制的能按任意設(shè)定曲線運行的定速往復(fù)式搖瓶機。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本設(shè)計采用8039單片機做為主機，通過步進電機驅(qū)動器控制步進電機，電機又直接驅(qū)動搖瓶機，

機械部分利用曲柄滑塊機構(gòu)將步進電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榇裁娴耐鶑?fù)運動，總體方案見圖1。

傳動結(jié)構(gòu)簡圖見圖2.

039是美國 Inter 公司的 M CS—48系列的低端產(chǎn)品，做為專用機使用具有可靠性高，

信息不易丟失等優(yōu)點。
8039接兩個 I／O 擴展器8243，用于接收數(shù)碼撥號盤發(fā)出的撥號數(shù)據(jù)。進行人—機對話。8039的

P0～P2 做為輸出信號通過程序輸出三相六拍的步進信，經(jīng)過1413八路功放后，將信號放至12V ，用于推
動驅(qū)動電源。 驅(qū)動電源則帶動步進電機轉(zhuǎn)動。系統(tǒng)選型考慮了簡單、實用、經(jīng)濟、耐用，系統(tǒng)造價較低。

2 系統(tǒng)軟件
本系統(tǒng)選用8048匯編語言做為程序設(shè)計語言，程序結(jié)構(gòu)為

雖然步進電機具有一定的頻率—力矩特性，但當系統(tǒng)起動時，如果速度過快，容易發(fā)生堵轉(zhuǎn)。

為防止堵轉(zhuǎn)的發(fā)生，設(shè)計了步進循環(huán)增速子程序，供系統(tǒng)起動時調(diào)用。
搖瓶機運行的時間—速度曲線是通過撥號盤輸入的，典型的時間—速度曲線如圖3所示。

當然，本系統(tǒng)可以按不同的需要任意設(shè)定運行曲線，以滿足不同的需要。

3 結(jié)論
該設(shè)備運用微電子技術(shù)，改造傳統(tǒng)設(shè)備，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，所用元器件價格低，性能高，所用撥號盤
僅幾元錢，即可完成人機對話功能。 該設(shè)備控制精度高，能耗小，僅是原設(shè)備的六分之一。由于省去了原設(shè)
備的齒輪減速裝置，降低了設(shè)備產(chǎn)生的噪音，改善了現(xiàn)場工作環(huán)境。