电子多功能范文

2024-07-26

电子多功能范文（精选12篇）

电子多功能第1篇

传统机械锁的防盗功能差, 在现代高科技安防系统中无法起到作用, 已逐步被更可靠、更智能的电子数字密码锁代替。目前市场上的大部分密码锁产品是以单片机为核心的, 利用软件进行控制, 实际应用中系统稳定性较差且成本高。本文研究的是电子密码锁的一种纯硬件实现方案, 为弥补传统技术的不足, 采用EDA技术在可编程芯片上实现密码的存储、运算等操作, 使产品既具有硬件的安全性和高速性, 又具有软件开发的灵活性和易维护性。

1 主要技术与开发环境

1.1 EDA技术及特点

EDA (Electronic Design Automation) , 即“电子设计自动化”, 是目前电子设计领域中的主流技术。EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机, 在EDA工具软件平台上, 对以硬件描述语言为系统逻辑描述手段完成的设计文件, 自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化和仿真, 直至下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或专用集成电路ASIC芯片中, 实现特定的电子电路设计功能[1]。与传统电子设计方法相比, EDA技术具有以下主要优势:

(1) 可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证;

(2) 独特的自顶向下的电子设计方案;

(3) 使设计者拥有完全的自主权。

1.2 硬件描述语言

VHDL (Very High Speed Integration Circuits Hard-ware Description Language) , 即“超高速集成电路硬件描述语言”, 是当今电子设计领域的主流硬件描述语言。它具有很好的电路行为描述能力和系统描述能力, 且具有与具体硬件电路无关、与设计平台无关的特性, 使得设计者可以专心致力于系统功能的实现, 而不需要对不影响功能的、与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。

1.3 开发环境

1.3.1 软件平台

QuartusⅡ是Altera公司推出的新一代开发软件, 支持多种编辑输入法, 包括图形输入法, 基于硬件描述语言的文本编辑输入法和内存编辑输入法。它支持Altera的IP核, 包含了LPM/Mega Function宏功能模块库, 使用户可以充分利用成熟的模块, 简化自己的设计、提高开发效率[2]。

QuartusⅡ作为一种可编程逻辑的设计环境, 其强大的设计能力已经成为广大设计人员首选的开发工具, 本设计采用的是QuartusⅡ9.0版本作为开发平台。

1.3.2 硬件平台

CPLD (Complex Programmable Logic Device) , 即复杂可编程器件, 由于CPLD具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、制造成本低、保密性强等特点[3], 本文的硬件测试是基于MAXⅡ系列的CPLD上完成的, 芯片型号为EPM240T100C5。

2 密码锁功能要求

目前市面上的电子密码锁, 只允许用户输入固定位数的密码。但在实际应用中, 密码位数太多, 不便于老年用户记忆, 而位数太少, 又不能满足一些对安全性能要求高的青年用户。本文中, 基于CPLD的集成度高、成本低的特点, 克服了以上缺点, 让用户自行设定密码位数, 该功能在同行业产品竞争中有一定的优势。

设计的电子密码锁可以完成以下功能:

(1) 设置密码锁的密码位数n;

(2) n位密码的输入及显示;

(3) 密码的核对;

(4) 报警功能;

(5) 密码的清除和修改。

主要由密码输入电路、核心控制电路和显示输出电路构成。其中, 输入电路包括矩阵式键盘、键盘扫描电路、消抖电路、译码电路等;控制电路主要完成密码的输入、核对、清除和修改等功能;输出电路控制数码显示屏上密码值的显示。

3 硬件电路设计

3.1 输入电路

本设计采用的是4×3矩阵式键盘, 它是由4根I/O线作为行线, 3根I/O线作为列线, 在行列线的每一个交叉点上都设置一个按键, 一共有12个按键, 分别代表数字0~9、确认键和设置键, 如图1所示[4]。用户如需设置密码位数, 可以长按设置键达到3 s, 听到提示音后再输入密码位数 (本设计暂时只支持4, 6, 8位) ;如需设置新密码, 可以短按设置键, 提示音后再输入新的密码即可。输入电路应具备矩阵键盘扫描功能、键盘消抖功能以及译码等功能。其中, 键盘扫描采用是行扫描方式, 4根I/O线KEYR3~KEYR0为行扫描信号, 其中KEYR3对应第一行, KEYR2对应第二行, 依此类推。

很显然, 扫描信号的变化顺序为:0111, 1011, 1101, 1110, 周而复始[5]。在扫描的过程中, 当某键被按下时, 从KEYC2~KEYC0中读出的相应列信号为“0”, 再将此时的4位行信号和3位列信号值送至键盘译码电路进行译码, 即可得出准确的按键值。相反, 若从KEYC2~KEYC0读出的值全为“1”, 则表示没有键被按下, 即不做任何操作。如表1所示。

在键盘扫描过程中, 扫描信号在不断变化, 以判断按键的按下和抬起。快速变化的扫描信号不仅使增加了系统功耗, 而且还会对其他敏感电路造成干扰[6,7]。因此必须进行以下改进:将扫描模式改为键按下触发扫描方式, 即当某键被按下后, 才触发键盘扫描电路产生扫描时序, 键被放开后, 停止对键盘的扫描, 使电路处于相对静止状态, 以减少干扰信号。

另外, 在按键按下时刻与开始扫描时刻之间加入一段较小的延时, 延时结束后才允许电路开始扫描工作, 可以最大限度地避免因键盘抖动带来的错误输入。

主要VHDL代码描述如下:

3.2 控制电路

控制电路是整个系统的核心电路, 能根据用户输入的密码位数进行子电路的选择。由于系统允许用户输入4位、6位或8位密码, 因此子电路有三个, 由三选一选择器决定其中哪个电路为用户服务, 见图2。

图2中, en是三选一选择器的工作使能端, 它由输入电路的有效重置信号启动。当用户按下矩阵键盘上的重置按键长达3 s后, 输入电路将产生en信号为‘1’, 从而使选择器Mux31开始工作。如用户要设置为6位密码, 则在提示音后按下键盘上的“6”按键, 其按键信号会传递给X6, 由选择器决定后续控制电路为kong6。

主要VHDL代码描述如下:

对于后续控制电路kong4~kong8, 都应具有密码清除、存储、核对及修改等功能。由于仅仅是操作数位数不同而已, 这三个电路的VHDL语言描述过程对设计人员来说, 几乎是重复操作, 因此大大缩短了设计周期。

控制电路中密码的存储是利用寄存器来实现的。寄存器是一个典型的时序逻辑电路, 在某一特定时钟信号的控制下可以装载一组二进制数据并稳定存储, 撤销该控制信号后信息仍然存放在寄存器中。充分利用VHDL中不完整的if语句能产生时序电路的特点, 进行电路描述, 而不涉及到内部触发器, 开发效率高。

3.3 输出电路

输出电路要准确地将结果以十进制形式直观地显示在输出LED上, 并且当用户每输入一位密码, 所有LED上的密码值左移一位。该电路属于纯组合逻辑电路, 可以利用VHDL语言中的case语句描述出其电路功能。

部分VHDL代码如下[8,9,10]:

其中:movesgl表示左移位移量;zin是输入信号;当movesgl为“000”时表示不需要左移;当为“001”时, 表示需要移动一次;“010”表示需要移动两次, 以此类推。当用户通过矩阵键盘输入6位密码时, 就需要向左移动6次, 从而达到密码在LED数码管上动态左移的现象。

4 仿真与下载

4.1 仿真

在编程下载之前, 必须利用EDA工具对设计结果进行模拟测试, 即仿真。仿真是EDA设计过程中的重要步骤。本文采用的时序仿真是最接近真实器件运行特征的仿真, 仿真精度较高。以4位密码电路为例, 做出了系统仿真图, 如图3所示。

从图3中可以看出, 通过输入端zin, 先后输入了密码值“5623”, s0, s1, s2, s3存储的值在实时更新, 分析波形, 总结该系统基本达到了预期的功能需求, 输出波形正常。

4.2 下载

在QuartusⅡ9.0软件中, 利用集成EDA工具完成的下载步骤如下:

(1) 根据开发板中可编程CPLD芯片EPM240T100C5的引脚特性, 将本系统的顶层设计实体的端口进行引脚分配。

(2) 适配器完成适配后生成了POF格式的下载文件, 再通过JTAG编程电缆向CPLD芯片进行编程。

(3) 单击下载按钮Start, 即对目标器件进行下载操作。当Process进度显示100%时, 表示下载成功。

(4) 利用开发板上的外围接口电路, 进行了硬件的测试。并利用嵌入式逻辑分析仪Signal TapⅡ观察密码输入、修改等运行情况。

5 结语

本文弥补了传统密码锁技术上的不足, 研究出了一种高性能实现方案, 即利用VHDL语言, 结合EDA技术, 在可编程芯片CPLD上构造逻辑电路。由于所有密码的存储及运算都通过纯硬件实现, 其逻辑执行速度远高于单片机。充分利用了CPLD的逻辑可编程性, 开发周期短、效率高, 设计出来的产品具有较高的可靠性, 且功耗低、体积小、易维护, 势必会在安防市场中取胜。

参考文献

[1]潘松, 黄继业.EDA技术实用教程[M].4版.北京:科学出版社, 2010.

[2]张丕状, 李兆光.基于VHDL的CPLD/FPGA开发与应用[M].北京:国防工业出版社, 2009.

[3]李珍, 王国宇, 崔丽娟.基于FPGA的可靠性电子密码锁设计[J].现代电子技术, 2013, 36 (7) :151-153.

[4]王显海, 贾金玲, 陈光建, 等.基于FPGA的电子密码锁的研制[J].微型机与应用, 2010, 29 (6) :27-30.

[5]陆继远.电子密码锁的FPGA实现[J].微计算机信息, 2011 (7) :3-5.

[6]杨勇.电子密码锁设计原理分析[J].职业, 2012 (27) :62-64.

[7]武玉华, 路而红, 梁巨辉.数字密码锁专用集成电路的设计[J].计算机测量与控制, 2010, 18 (12) :2842-2845.

[8]王永祥, 刘焱.EDA实验教学的电子密码锁创新设计[J].宜春学院学报, 2010, 32 (8) :32-34.

[9]邱燕, 邓鹏戈.数字电子密码锁[J].现代电子技术, 2010, 33 (7) :189-191.

电子口岸功能介绍第2篇

时间: 2005-12-27 00:00:00 来源: 三山国际物流

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 什么是中国电子口岸？中国电子口岸是海关总署、对外经济贸易合作部、国家税务总局、中国人民银行、国家外汇管理局、国家出入境检验检疫局、国家工商行政管理局、公安部、交通部、铁道部、民航总局、信息产业部

什么是中国电子口岸？

中国电子口岸是海关总署、对外经济贸易合作部、国家税务总局、中国人民银行、国家外汇管理局、国家出入境检验检疫局、国家工商行政管理局、公安部、交通部、铁道部、民航总局、信息产业部等12个部委，利用现代信息技术，借助国家电信公网，将各行政管理机关分别管理的进出口业务信息流、资金流、货物流电子底帐数据集中存放到公共数据中心，在统一、安全、高效的计算机物理平台上实现数据共享和数据交换。该中心将向企业提供全天候、全方位网上服务，联网办理各种进出口业务，使口岸业务更方便、更快捷，从而提高贸易效率，降低贸易成本，方便合法企业进出，并有效防范和打击走私违法活动。

中国电子口岸的建立有什么重要意义?

首先，有利于增强管理部门的管理综合效能。企业只要与电信公网“一点接入”就可以透过公共数据中心在网上直接向海关、国检、外贸、外汇、工商、税务、银行等政府管理机关申办各种进出口手续，从而真正实现了政府对企业的“一站式”服务。

其次，使管理部门在进出口环节的管理更加完整和严密。管理部门实行“电子+联网核查”的新型管理模式，根本解决业务单证弄虚作假问题，严厉打击走私、骗汇、骗税违法犯罪活动，创造公平竞争市场环境。

再者，降低贸易成本，提高贸易效率。通过中国电子口岸网上办理业务，企业既节省时间，又减少奔波劳累之苦，提高贸易效率，降低贸易成本，方便企业进出。

总之，中国电子口岸是中国电子化政府的雏形，是贸易现代化的重要标志，是提高行政执法透明度，实现政府部门行政执法公平、公正、公开的重要途径。

中国电子口岸所要实现的目标是什么？

中国电子口岸所要实现的目标是：

一、建立现代化的管理部门联网综合管理模式，增加管理综合效能。在公共数据中心支持下，进出口环节的所有管理操作，都有电子底帐可查，都可以按照职能分工进行联网核查、核注、核销。

二、利用高科技手段增强管理部门执法透明度。中国电子口岸，借助于高科技手段，使管理部门各项进出口管理作业更规范、统一、透明，各部门、各操作环节相互制约，相互监督，从机制上加强了管理部门廉政建设。

三、便利企业，提高贸易效率，降低贸易成本。很多进出口手续在办公室通过网络就可以完成，通关效率提高，出口退税迅速，结售汇核销等手续更为便捷。企业加入中国电子口岸网络有什么好处？中国电子口岸较之现行的口岸管理模式具有不可比拟的优越性：一、一个公共数据中心，集中存放电子底帐，信息资源共享。以前，企业想要和政府部门联网，必须分别联网，政府部门之间数据不共享，联网的效果不明显。通过中国电子口岸，企业只要与电信公网连接，就可以透过公共数据中心在网上直接向海关、国检、外贸、外汇、工商、税务等政府管理机关申办各种进出口手续，各政府部门也可以在网上办理各种审批手续，从而真正实现了政府对企业?quot;一站式“服务。透过数据中心，企业还可以获得运输、仓储、银行、保险等行业的中介服务，企业间也可以进行联网，从而实现真正意义上的电子商务。

二、完全基于公网，系统开放性好，提供全天候、全方位服务。企业利用电信公网实现对公共数据中心的接入访问，企业在任何时候、任何地方只要拨打本地电话就可以与Internet联网，并透过数据中心办理业务。

三、入网成本低。登录中国电子口岸网站，企业只需配备一些简单设备，数据中心提供免费的系统安装软件，比EDI 方式成本低。而且，相关管理部门提供免费技术、业务支持，企业将得到更多的实惠。

四、系统直观、易学，操作简单。中国电子口岸以Windows操作系统为平台，普遍应用的IE等浏览器为工具，建立起和用户交互式的友好界面，系统提供一系列丰富的在线帮助和业务规范、操作指南查询，使用户轻松实现网上办公。

五、多重严密的安全防护措施使系统安全可靠。中国电子口岸采用了国际标准和国内自主开发的高强度密码设计，在网传加密、网络隔离防护、机房设施安全以及身份认证、权限设置以及数字签名等安全方面采取了多重严密的安全防护措施，防黑客、防病毒、防偷窥、防抵赖。并且，该系统由政府部门直接管理，处在政府部门严密管理下，安全有保证

成为中国电子口岸用户基本要求

什么样的企业可成为中国电子口岸用户？

为企业带来诸多便利的中国电子口岸，面对众多的国内外企业，凡经工商、税务部门批准持有有效的《企业法人营业执照》或《企业营业执照》以及《税务登记证》或《外商投资企业税务登记证》的企业都能够成为中国电子口岸的用户。

中国电子口岸对系统硬件有什么要求？

需要一台PII266以上的微机，具备32M以上内存，有2G以上的硬盘有效空间；33．6K以上的MODEM卡和可打印A4纸的激光打印机；中国电子口岸企业IC卡及IC卡读卡器。中国电子口岸客户端微机设备有哪些选型参考？

通过中国电子口岸客户端微机设备选型实际应用测试的机型有：

1、方正：商祺6100、文祥300

2、HP：Vectra P2024A、VectraVL400、BA400

3、长城：网星1800

4、DELL：GX100L

5、IBM：PC300、EetVista2169

6、联想：奔月2000(以上信息仅供参考)中国电子口岸对系统软件有什么要求？

Windows95或Windows98以上版本的Windows操作系统（推荐使用WINDOWS 98操作系统）；IE5.0浏览器及Oracle Lite数据库；以及随读卡器发放的中国电子口岸系统安装盘。

系统软硬件安装连接

系统硬件如何连接？

为了便于读卡器与电脑及鼠标相连，读卡器上配有一个串口和两个鼠标接口。

1、选择读卡器上的九针插头连接在微机空闲的通讯接口上，把读卡器引线上的六针插头插入微机鼠标插座，然后将读卡器上的另一六针插头与鼠标上的接口相连。这样读卡器就安装好了。

2、打开电源后，读卡器指示灯闪亮，表示联接正常。

3、将MODEM卡与微机连接后，把上网所需的电话线联接到MODEM卡卡口上。

系统软件如何安装？

用户在安装Windows95或Windows98时，会自动安装IE浏览器和ODBC32。O racle Lite数据库的安装方法是：打开CD-ROM驱动器，放入Oracle Lite中国电子口岸专用安装光盘。将会在电脑界面上自动弹出一个安装界面，用鼠标左键单点安装，则系统开始安装。安装成功后，系统要求重新启动，点击确定重启后，则Oracle Lite数据库的安装完毕。中国口岸电子业务系统的安装方法是：同样，打开CD-ROM驱动器，放入相应安装光盘，在电脑界面上会自动弹出一个安装界面并自动进行安装，直至安装完成。

如何建立17999联接？

17999是中国电信为中国电子口岸专设的特别服务号，与169、163相比，具有更加安全可靠、更高速便利的优越性。建立联接步骤是：启动计算机进入WINDOWS界面后，双击”我的电脑“。选择”拨号网络“新建一个联接，可命名为”电子口岸“，然后输入电话号码17999。点击确定后，可将此拨号联接移到桌面上，方便以后的经常使用。

如何登录中国电子口岸网站？

操作员进入WINDOWS以后，首先要拨入17999电信公网，输入用户名和口令。拨通后，启动I E浏览器，在地址框内输入中国电子口岸网址：回车后就登录到了中国电子口岸网站页面，此后即可持凭已授权的中国电子口岸企业IC卡进行相关业务操作。

中国电子口岸企业IC卡

什么是中国电子口岸企业IC卡？

中国电子口岸的企业IC卡是指需使用中国电子口岸的企业及其人员，通过备案申请取得的存储有用户信息的CPU智能卡。企业IC卡是企业在网上使用的身份证和印章，其内部存有企业用户的密钥和证书，可进行身份认证及数字签名，是企业办理网上业务时明确法律责任、保护企业合法权益的重要用具。企业IC卡又可分为企业法人卡和企业操作员卡。

什么是中国电子口岸企业法人卡？

企业法人卡有什么作用？企业法人卡又称公章卡，是指在中国电子口岸中唯一代表企业身份的IC卡。该卡由企业的法定代表人或其指定的人员持有，可以为本企业人员申领操作员卡，并对本企业的操作员卡进行停用、注销等管理，并可以法人名义对本企业的电子文件进行数字签名。

什么是中国电子口岸企业操作员卡？企业操作员卡有什么作用？

企业操作员卡用于企业内部人员身份认证，其持有者经法人卡申请和主管部门批准后可以在中国电子口岸进行具体业务操作，并对填写、修改的电子文件进行个人名义的数字签名，但经法人卡授权登记，操作员卡也可代表企业对授权范围内的电子文件进行数字签名。

如何申领中国电子口岸企业IC卡？

为方便企业申领IC卡，中国电子口岸在各地设立了制卡分中心，在试点推广阶段，各地制卡分中心按集中方式统一为企业办理IC卡。

中国电子口岸企业IC卡的申领流程是：

一、到所属制卡分中心领取并如实填写2张表格，企业负责人签字并加盖公章。它们分别是：1号表《中国电子口岸企业情况登记表》（附表一）、2号表《中国电子口岸企业IC卡登记表》（附表二）。其中《中国电子口岸企业IC卡登记表》填写企业法人卡持卡人信息及企业操作员卡持卡人信息，申请企业法人卡只需填写”法人卡持卡人基本信息“栏，申请企业操作员卡需填写”操作员卡持卡人基本信息"栏及以下内容。企业如申请多张操作员卡，则须按照本企业指定的操作员人数每人填写一份。

二、携带下列证明文件的正本或副本原件及复印件到当地制卡分中心：

1、《企业法人营业执照》或《企业营业执照》；

2、《税务登记证》或《外商投资企业税务登记证》；

3、《中华人民共和国进出口企业资格证书》或《中华人民共和国外商投资企业批准证书》；

4、《中华人民共和国组织机构代码证》、5、《自理报关企业注册登记证》、《代理报关企业注册登记证》或《专业报关企业注册登记证》以及《报关员证》；

将上述证明文件连同表格一起交付制卡分中心，由工作人员进行数据录入。

三、数据录入完毕后，由工商行政管理局、国家税务局对入网用户进行资格审查，制卡分中心制作中国电子口岸企业法人卡及操作员卡。

四、外经贸部门、海关、外汇局分别对企业法人提出的企业及操作员卡的备案和授权申请进行审查。审查通过后，制卡分中心将企业法人卡及操作员卡交给企业。集中发卡工作结束以后，各地制卡分中心将设立专门服务窗口，接受常规性的用户入网申请，工商、税务、外贸、海关、外汇等部门定期联合为企业统一办理资格审查和发卡手续。

中国电子口岸企业IC卡的保管有哪些注意事项？

中国电子口岸企业法人卡相当于企业的公章，必须指定专人妥善保管并明确规定使用管理制度。

中国电子口岸企业操作卡相当于持卡人的私章，用于证明使用人的身份和进行数字签名，持卡人应妥善保管，防止丢失。

电子词典功能的比较第3篇

关键词电子词典功能查询检索

本文所述袖珍电子词典(以下简称“电子词典”)，既有别于纸质词典，也不同于光盘词典和在线词典，是指学生经常使用的“掌上词典”。笔者已经讨论过电子词典对纸质词典的选用(刊于《辞书研究》2008年第2期)，本文对电子词典的功能进行比较，以期使之朝更成熟的方向发展。

一、电子词典共有的功能

电子词典也像光盘词典一样，具有纸质词典没有的功能，如真人发音、记忆保存、字体缩放、模糊检索等。

“真人发音”是指朗读单词，有一些词典还配有“跟读”功能，如好易通(英语直通车9000)，方便用户模仿，以改善发音。有的词典(如卡西欧EW-V2800H)还可以调节发音的速度。

“记忆保存”是指把查询记录保存下来，方便以后翻阅，或者把查过的单词收入单词本，供复习用。

“字体缩放”也是电子词典的共同特点，字体缩小屏幕显示的内容就多一些，方便选定需要查找的内容；字体放大可以看得更清楚。

“模糊检索”是供用户记不清单词的拼写时使用的一种功能。检索时可输入通配符，以便扩大搜索范围。通配符一般有两种：“?”代表一个字母；“*”代表若干个字母。例如，输入b?t，搜索结果就会是bat，bet，bit，but等。如果输入b*t，搜索结果就会是baby-sit，bait，ballet，bet等。但第一个字母不能用通配符，例如输入“?ook”，电子词典什么也搜不到。

二、词典功能的比较

由于资源所限，笔者只能对手头的六款电子词典进行比较。它们是诺亚舟ND316、快译通新东方7350、好易通英语直通车9000、名人牛津精英6188、卡西欧V5000L、步步高E900以及卡西欧EW-V2800H等，同时也参考了互联网上对其他电子词典的介绍性文字。

1.短语查询

多种电子词典都具备短语查询功能，例如，输入look up to、far and wide、by and large等，好易通、诺亚舟、快译通、名人等都能直接检索到，但卡西欧的两款词典因为没有配置空格键，都无法直接输入，只能使用布尔(Boolean)逻辑检索，用＆把关键词串联起来进行检索。不过，在卡西欧V5000L中这种功能只限于检索短语动词，其他许多短语尽管词典都有收录，却检索不到，因此不能不说是严重的缺陷。

2.例句查询

卡西欧两款词典都有例句查询功能。输入一个单词或用＆组合的短语，就会自动把整部词典，中含有该单词或短语的例句搜索出来，这是纸质词典无法做到的。EW-V2800H的这种功能还可以在“多词典查询”中运用。例如，输入abandon，屏幕显示《新牛津英语词典》中有27个例句，《英汉大词典》中有48个例句，《牛津搭配词典》中有24个例句。所有例句都以corpus模式显示，即输入的单词或短语一律居中，与此同时，屏幕底端的一个窗口显示出光标所在行的整个例句。移动光标，下面的例句也随之更换。

使用布尔检索时，若设置检索限制，检索会更准确：例如，要找含at home的例句，可输入“at＆home”，卡西欧V5000L显示的结果既有含at home这一短语的例句，也有不符合要求的例句，如把at和home顺序颠倒的I got home at midnight，或at和home被分隔开的，如I called at my aunt's on my way home，针对这种情况，EW-V2800H增加了检索限制。按“追加查询”键，就可以根据需要设定检索要求，排除不合要求的例句。

众所周知，例句是词典的重要组成部分，对英语学习和教学起着至关重要的作用。据笔者所知，跨词典例句检索是目前连光盘词典也不具备的功能，不能不说是一种突破。

3.跨词典查询

使用早期电子辞典时，一般是先选辞典，再输入单词。现在的一些电子词典可以实现跨词典查询，用户能获得更多信息。以诺亚舟ND316为例：输入一个单词，屏幕上显示出含该词目的所有词典，按上下键就可选择要查的词典；在查看某词典相应词条时，只要按输入键，就可以回到显示含该词目的所有词典的页面，从而跳转到其他词典。步步高E900则在屏幕上以标签形式显示所有词典，点一下就能跳查，更加方便。

卡西欧EW-V2800H更具优势：输入单词，屏幕分成左右两个窗口，左边小窗口显示包含该词目的所有词典，右边大窗口显示左窗口中光标所在词典中相应词条的内容，光标移动，右边窗口的内容也随之变化，字体会随着词条内容的多少而改变大小，用户可以浏览后再选定词典，实现真正意义上的多词典查询。

另外，据网上相关资料，步步高词典王A5等电子词典具有一键通词典搜索引擎，可以任意搜索机器内置的所有词典。

4.单词跳查

当用户要查屏幕上的任一单词，如释义或例句中不认识的单词，可以运用跳查功能。快译通新东方7350有“跳查跳阅”键，按该键可从英汉辞典转到英英辞典，或反过来。卡西欧两款词典有“单词跳查”键，待查单词翻白，再选定词典就可以跳转到相应词典查阅。诺亚舟ND316有“屏幕取词”键，光标移动到待查单词，按“输入”键，就可以选择词典查该单词。

5.屏幕取词

步步高E900只要用笔(甚至手指)直接点击屏幕上的任一单词(英语汉语都可以)，就会跳出一个小窗口，显示该词释义，如果还想查看其他词典，可以再次点击同一地方，又会跳出一个窗口，提供可供选择的词典。这比诺亚舟按“屏幕取词”键方便得多。

6.追加查询

这是卡西欧EW-V2800H等特有的功能，可以用于英语查询和汉语查询。在查阅词典的过程中，按“追加查询”键，屏幕分成上下两个窗口，用户可以在下面输入单词进行跨词典查询，就像同时打开两部词典一样，十分方便。查询后，按“退出”键，屏幕恢复原样。

7.手写输入功能

手写输入是电子词典推出的新功能，与电脑手写板相似，直接书写汉字或英文字母，机器就会自动识别。卡西欧EW-V2800H专设一个小小的手写屏，其上可以输入汉字的四声，加速检索。步步高E900则更为先进，既可以在输入区手写，又可以直接在显示屏上手写，最为方便。

8.触摸屏技术

触摸屏技术的引入无疑是一大进步。电子词典尺寸太小，虽有键盘，但操作不便。采用触摸屏，不用反复按键，只要用触控笔甚至用手指在显示屏上轻点几下就能操控自如。可以直接上下拉动画面，以直接点选词典和词条，单词发音和单词跳查一点即得，无须按键。步步高E900采用大尺寸彩色触摸屏，加上手写功能，

使得查询和阅读都非常便捷。卡西欧EV-SP2900采用单色屏，在显示方面就不及彩屏美观。不过，单色屏也有好处：比较省电，对比度高，更利于阅读文字。

三、讨论与建议

1.克服电子词典的弱点

前面谈到的都是电子词典比纸质词典优越的地方，其实电子词典也有其弱点，主要是屏幕显示的内容少，不像纸质词典，翻开后，词条的内容尽收眼底，就算长的词条，前后翻页也很方便。电子词典往往把释义和例句分开显示，一些习惯用法、词义辨析、正误说明等往往被用户忽略，长的词条，如get、hand等，更令人望而却步。因此，“大部分学生在想知道词的搭配、语法、语用、文化等信息时会更多地使用纸质词典”。有鉴于此，笔者认为电子词典应在以下几个方面做些改进：

(1)增大屏幕的显示范围

屏幕的大小和分辨率的高低跟电子词典的功能、使用效率都有直接的关系。屏幕小，屏幕上显示的信息自然较少。试比较，诺亚舟ND316的3.2英寸分辨率为240×160的屏幕，一次最多显示44×10=440个英文字母，卡西欧EW-V5000L的屏幕为4.5英寸，可显示45×17＝765个英文字母。同一词典的同一词条，例如home，卡西欧EW-V5000L可以把5个义项全部显示出来，而诺亚舟则要分5次显示5个义项。有的电子词典屏幕更小，其效果可想而知。屏幕的信息量小，查阅不方便，容易助长胡乱选择第一义项，不愿意查看更多的语法、用法等信息的坏习惯。有人喜欢屏幕较小的电子词典，以为携带方便，其实是一种误解。

可喜的是，电子词典的屏幕正逐渐增大，分辨率不断提高，从160×96点阵(如步步高的朗文5980)和240×160点阵(如诺亚舟ND316，快译典高阶968)的较低分辨率，过渡到320×240点阵(如名人牛津6388，好易通9988，快译通牛津8900，文曲星A2000)，现在逐步朝480×320点阵(如诺亚舟NP9588，卡西欧EW-V2500L)的超大屏幕发展，有的已经开始使用彩屏。

分辨率高，字体可以缩得更小，显示的内容就更多。例如，5英寸的卡西欧EW-V2500L的高清晰屏幕(480×320)，能显示75×22=1650个英文字母。前面提到的窗，口拆分、追加查询等功能，正是屏幕显示信息量增大的结果。彩屏可以显示不同颜色的文字、图标和标签等，能比单色屏传递更多信息。未来的电子词典应该朝大尺寸、高分辨率、高灵敏度的彩色触摸屏这一方向发展。

(2)突显各种专栏

教学型词典开设了很多专栏：有讨论语法和惯用法的，有辨析词义的，有对比英美用法差异的，还有提供文化信息的，对英语学习很有帮助。这类专栏往往排在词条最后，容易被电子词典用户忽略。电子词典应该设法引起用户的注意，甚至可以设置专用按键，引导用户查看相应内容。

2.向光盘词典学习

(1)改善屏幕取词

前面提到电子词典有“屏幕取词”功能，但还不完善，有些需按太多键，操作不便，用户自然懒得用，功能形同虚设。能够直接点击的，如步步高E900，跳出的窗口所显示内容太少，有时只有半条英语的释义，非得跳转到其他词典不可。在这方面应该向光盘词典学习，尽量简化操作步骤，让手写笔点击屏幕的任一单词，就能显示该词条，或是跳转到其他词典，实现真正的屏幕取词或单词跳查。

(2)增加多媒体功能

英语学习型词典绝大多数都有插图，这有助于对释义的理解。光盘词典插图更为丰富，有些还利用影像资料来演示动作等。目前电子词典普遍没有插图，可能是因为成本等方面的问题。但是从发展的角度来看，插图和影像资料应逐步应用于电子词典之中。

(3)汉字全文检索

要更好地用英语表达，除翻看汉英词典和其他词典的释义外，更有效的办法就是多看例句，特别是英美人写的句子。有的学习型词典有十几万个例句，其涉及各种各样的内容，涵盖了许多我们在写作、翻译时要表达的东西。如果能把英汉双解词典中的汉语部分作为检索内容，英汉词典反过来就成了内容丰富的汉英词典，其中的短语和例句，都是地道的英语表达。一本词典两用，岂非美事。这种设想在纸质词典中实现过。《英华大词典》初版就附有中文索引，可惜后来由于篇幅过大被删除了。近年来多种英日学习词典后面都设有日语常用词的日英索引，借此可以查到出现这些日语单词的英文义项和例句。电子词典的检索功能比纸质词典强得多。按目前的技术水平，做到这一点估计不会很难。汉语检索不妨分为释义部分、短语部分和例句部分等三种检索途径，使检索更方便、更准确。能迈出这一步，将是电子词典的一大进步。

(4)新词的下载

当今社会，新词涌现速度极快，纸质词典是无法跟上的。因此，许多词典出版机构的网站都提供新词方面的信息供用户查阅。其实，电子词典也应该在其网站开设新词专栏，供用户下载新词新义。

理想的电子词典最好由电子词典生产厂家和权威的词典出版机构合作设计制造，把不同功能的多种权威词典整合在一起，既保持不同词典的特色，又剔除重复的内容，再配以高效便捷、能满足用户多种需求的检索方式和多样的显示方式，为用户提供尽可能多的信息。

电子词典的发展日新月异。不同用户有不同的查询目的，对价格、功能等自然有不同的要求。本文只是针对大学英语教师、学生、英语翻译工作者的需要进行探讨。由于前人的研究资料不多，只能根据广告资料及手头的六七款电子词典进行综合评估，在新的型号不断涌现的情况下，其局限性显而易见，希望能起抛砖引玉的作用。

多功能电子电路实验箱的开发第4篇

实验实践教学是高等教育的一个重要环节, 包括各种形式, 例如课程实验、学生课外科技活动、生产实习和毕业设计等, 其中课程实验贯穿大学从大一到大四各个阶段, 是实验实践教学环节中一个重要组成部分, 课程实验离不开各种实验装置和实验箱, 但目前大量用于高等院校电子类课程实践教学环节的各种电子电路实验箱, 均不同程度存在功能单一[1]、设计性和综合性体现不足[2]等问题。

功能单一指的是实验箱所能完成的实验内容较少、功能简单, 有的电子电路实验箱只有单一或几种功能, 例如放大器功能等, 虽然在电子电路中放大器是一个重点内容, 但电子电路涵盖内容极广, 各种电子电路系统功能结构日益复杂, 靠单一的或几种电路已无法实现;另外目前的电子电路实验箱还存在设计性和综合性体现不足等问题[3], 主要表现在实验箱上元件参数和电路结构大多固定, 学生只能按照实验指导书进行验证性实验, 而无法完成设计性和综合性的实验任务, 对学生的动手实践能力培养存在一定的局限性。

在以上问题基础上, 我们设计开发了一种多功能、并较好体现设计性和综合性思想的电子电路实验箱。首先实验箱在体现设计性思想等方面做了大量改进, 各种电路模块一些关键元件采用外接的形式, 学生可根据设计要求设计合适的元件参数, 并安装到电路板上去, 较好的体现了设计性的原则;另外该实验箱功能较强, 包含了电子电路的常见电路模块, 包括模电、数电和单片机等三大类内容, 每类又细分成各种功能模块, 例如模电类包括放大、滤波、比较、信号转换、电机驱动等模块, 学生可根据设计要求对各种模块进行组合, 从而完成不同的任务, 这充分体现了综合性的实验思想, 学生的动手实践能力得到进一步提高。

1 实验箱设计思路

实验箱的总体设计思路如下:

一是实验箱可用于设计性实验。主要表现在实验箱的各种电路模块中, 一些关键元件不是通常实验箱采用固定的方式, 而是采用外接的形式, 例如运算放大器的反馈电阻、有源滤波器的滤波电阻和电容等, 学生可根据设计要求设计合适的元件参数, 并安装到电路板上去, 较好的体现了设计性实验的原则。

二是实验箱可用于综合性实验。主要表现在实验箱功能较强, 包含了电子电路的常见电路模块, 包括模电、数电和单片机等三大类内容, 每类又细分成各种功能模块, 学生根据项目任务和要求, 选择实验箱上相应模块, 用导线连接各模块;然后根据电路指标选择合适参数元件, 并安插到各模块上, 再通过调试, 从而完成并验证各种电子项目的开发工作。常规的电子项目开发方法, 例如学生在通用板上安插元件、焊接和调试, 根据项目的难易程度, 开发时间最少几天甚至几个月, 而采用了实验箱, 由于上面集成了模电、数电和单片机的大部分内容, 通过简单的安插元件、导线等步骤, 可迅速验证电路功能, 甚至一天内可做几个方案, 实验箱可提升学生在电子系统方面设计的能力。

电子技术实验箱特点是:模块化、可升级化和电路开放化等, 充分体现设计性和综合性的特点。

同时电子实验箱是可升级的, 可把最新的集成芯片做成评估板集成到实验箱上去;另外实验箱的各种模块电路原理图 (SCH) 和电路板图 (PCB) 全开放, 在系统验证完成后, 可选择对应模块的电路原理图和电路板图, 最终生成系统的电路原理图和电路板图。

2 实验箱的功能和组成

根据以上设计思路, 实验箱集成了各种电子电路模块, 包括模电、数电和单片机等三大类, 每类又细分成各种功能模块, 图1是实验箱的结构示意图, 图2是实验箱外形图:

由图可见, 该实验箱构成基本涵盖了大部分电子电路模块, 以搭积木的形式, 可完成各种电子电路实验, 可构建复杂的电子系统, 可用于电子设计竞赛培训、教师科研开发和新产品开发等任务。

实验箱包括传感器类、模拟电路类和数字电路类三大类, 它的具体构成如下:

传感器类包括常用的几种传感器, 例如称重、红外、光敏、超声波、温度、湿度、声音和热释电传感器等。

模拟电路类包含以下各种电路模块:放大器、滤波器、比较器、信号变换、信号振荡和驱动控制等, 每种电路模块又由几种常用电路组成。

放大器模块包括常用的几种放大器形式, 例如同相比例放大器、反相比例放大器、仪表放大器和可编程放大器等。

滤波器模块包括常用的几种有源滤波器形式, 例如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和数字滤波器。

比较器模块包括常用的几种比较器形式, 例如同相比较器、反相比较器和窗口比较器, 各种比较器可选择滞后工作方式。

信号变换模块包括常用的信号转换电路, 例如交直流 (AC/DC) 转换电路、频率电压 (F/V) 转换电路、电压频率 (V/F) 转换电路等。

信号振荡模块包括常用的信号产生电路, 例如NE555时基振荡器、正弦波发生器等。

驱动控制模块包括LED驱动、继电器驱动、蜂鸣器驱动、直流电机驱动和正反转控制电路等。

数字电路类功能和组成比较简单, 因为目前单片机的普及和使用, 但还是包括以下常用的数字电路, 例如反相器、与非门、异或门、D触发器、单稳态触发器等, 用于简单数字功能的实现。

单片机部分结合目前大学单片机课程实际情况, 以常用的8051系列单片机为核心器件, 并包括其他外围电路模块:键盘、A/D转换、D/A转换、LCD液晶显示和通信下载口功能等。

3 实验箱的应用

实验箱用途除了可用于大学各种电子技术类课程实验以外, 还可扩展用于学生电子设计竞赛培训, 学生课外科技活动、学生毕业设计、教师科研开发和新产品开发等各种领域, 用途及其广泛。

例如目前全国各高校的电子设计竞赛开展及其广泛, 全国也有每2年1次的全国大学生电子设计竞赛, 全国各省也有相应的省级赛事, 该竞赛是全国大学生四大学科竞赛之一, 其参赛成绩例入对各高校的考核指标。中国计量学院的实验箱可用于电子设计竞赛的培训工作, 实验箱上的各种电路模块基本上涵盖了竞赛的内容, 类似的是在各类学生课外科技活动和学生毕业设计开发中, 该实验箱也可发挥较好的作用。

以2007年全国大学生电子设计竞赛本科组D题“程控滤波器”为例, 电路由放大、滤波和单片机处理 (键盘设定等) 几部分组成, 见图3所示:

构成程控滤波器的电路均可在实验箱上找到对应模块。

此外该实验箱也可用于教师科研开发和新产品开发上, 根据科研开发任务或新产品开发要求, 选择对应的电路模块, 并设计合理的元件参数值, 通过简单的安插元件、导线, 可完成并验证各种电子技术开发项目的任务, 甚至一天内可做几个方案, 实验箱可极大提升开发效率。

以开发超声波测距仪为例, 电路由发射、接收和单片机处理 (距离计算、显示等) 几部分组成, 见图4所示:

由图3和图4可见, 以上两个例子, 程控滤波器和超声波测距仪的组成, 电路均可在实验箱上找到相应电路模块, 并通过连线、选择元器件等步骤, 快速完成系统构建。

因篇幅有限, 以上例子比较简单, 但由于实验箱涵盖了大部分电子电路, 完全可以通过排列组合, 构建更复杂的电子系统, 锻炼创新型思维方式。

4 结论

综上所述, 该实验箱功能组成涵盖了电子电路的基本部分, 在体现设计性和综合性实验思想等方面做了大量改进, 各种电路模块一些关键元件采用外接的形式, 学生可根据设计要求设计合适的元件参数, 并安装到电路板上去, 较好的体现了设计性的原则;同时根据任务和要求, 通过不同电路模块的有机组合, 可实现不同的复杂电子系统功能, 体现了综合性实验的思想。

实验箱可用于大学各种电子技术类课程实验、学生电子设计竞赛培训, 学生课外科技活动、学生毕业设计、教师科研开发和新产品开发等各种领域, 用途及其广泛。

参考文献

[1]周颖琦等.通信电子线路综合实验箱的开发[J].实验科学与技术, 2008, 10, 6 (5) :19-20.

[2]张清等.多功能电路实验箱的研制[J].徐州工程学院学报, 2006, 12, 21 (12) :70-72.

电子商务功能（写写帮推荐）第5篇

电子商务可提供网上交易和管理等全过程的服务，因此它具有广告宣传、咨询洽谈、网上订购、网上支付、电子帐户、服务传递、意见征询、交易管理等各项功能。

功能简介

针灸电子病历手机应用平台功能设计第6篇

关键词：针灸；电子病历；手机应用

中图分类号： R245 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-138-2

1 研究背景

病历记录着病人就诊的完整过程，是病人在医院接受诊断、检查、治疗、护理等各个方面医疗服务的全过程原始记录。病历上所记录的信息无论是从就医人员的个人健康管理的角度还是从医院的临床应用、科研和教学以及医院的管理决策等角度来说都是非常重要的。而目前随着互联网的发展，以及对大数据处理需求的增加，电子病历的应用也就越来越广泛，电子病历作为医院信息系统的重要组成部分已经是形势所趋。电子病历除了记录病人诊疗信息的作用之外，更多的是对医疗的质量控制、临床决策支持、医疗信息共享、医疗行为监管以及医院管理有着举足轻重的重要意义。2015年7月4日《国务院关于积极推进"互联网+"行动的指导意见》中明确指出：在“互联网+”的大环境下，要充分推广在线医疗卫生新模式。发展基于互联网的医疗卫生服务，支持第三方机构构建医学影像、健康档案、检验报告、电子病历等医疗信息共享服务平台，逐步建立跨医院的医疗数据共享交换标准体系。[1]

2 研究意义

就针灸诊疗而言，针灸电子病历有着如下几方面作用：

①采用电子病历可以将患者的基本信息、问诊、检查、检验、诊断、治疗、护理等医疗过程中的信息记录下来，完整反映患者的就诊过程，成为具有法律效用的原始材料，并为医疗机构的临床及科研提供重要的数据来源。而临床医生可以借助电子病历不受时间空间限制的通过授权获取患者诊疗信息，避免重复诊断、重复用药，节约患者就诊时间，提高医疗效率。②对患者的针灸治疗方案及疗效存入电子病历中，成为丰富的临床资料。利用数据挖掘技术对这些数据进行分析和统计，可以形成针灸临床知识库和专家系统，为医生下达医嘱、制定处方、合理用药提供关键的信息。既能提高医疗决策的合理性，也能及时预警医疗失误并为医疗机构的教学与科研提供宝贵的财富，有助于医疗质量和技术水平的提高。

3 功能设计

在普通门诊病历的基础上设计出在手机平台上应用的针灸电子病历系统，提供开放的API接口，方便数据共享。该系统采用二维码扫描的手段获取病患信息，识别病患身份；采用XML技术以及HL7发布的基于XML的医疗行业标准HL7CDA标准开发出在移动平台上应用的电子病历系统。

该系统提供了多种常用针灸穴位定位、主治、针法、灸法、常用针灸验方等各种针灸处方组成。通过软硬件配合，将针刺时间、数量、部位、流程等做出准确及时的反馈信息，协助医生，总结针灸治疗操作规范，建立相应临床路径。将针刺穴位、扎针时间长短、补泻手法、临床操作注意事项等输入系统，建立相应的数据库，作为针灸治疗参考，便于临床医师实施治疗。当患者完成医生处方后，在移动终端上可清晰地显示其治疗方案的流程，包括针刺穴位、时长、手法等内容，为治疗医师提供相应的临床路径参考。同时为有经验的医生提供调整和修改的操作界面。由该系统实时记录治疗的操作流程，自动生成的电子病历可供随时查询或定制打印，有助于医生总结经验，根据当前收集的数据及历史数据来判断不同的机体产生不同的反应，快速并准确地制定或调整诊疗方案。

本系统基于卫生部发布的电子病历相关标准框架之上，实现对病人基本信息、病史、诊疗过程、医嘱、护理记录等各类信息的完整记录，并能保留历史痕迹，数据全部存入数据库中；实现针灸电子病历完整记录电子化，通过这个移动电子病历平台加强病历质量管理，实现针灸病历信息共享，减轻医护人员书写病历的工作负担，提高工作效率。

与其他科室诊疗不同的是针灸的诊疗过程中，医生对求诊病人做出诊断之后检查、检验、取药等需求相对较少；而现场开出针灸处方，当时就会开始治疗并根据病人反应调整施针的需求更多。且针灸科复诊治疗的情况比其他科室有更多需求。所以该电子病历是基于移动平台，随时记录取穴信息，需满足针灸科医生在诊疗上与其他科室医生所不同的实际需求。

该电子病历设计目标有以下几点：

①系统界面简洁美观，操作简单方便；②能够迅速方便的调用并记录病人病历、处方等信息；③遵从针灸操作规程，针灸处方信息录入方便快捷，免除手工输入的重复繁琐；④提供针灸验方模板，可对已有模板进行修改、删除等操作，缩短病历书写时间，提高工作效率；⑤对处方及疗效做记录，方便医生进行总结学习以及临床科研。

系统主要是为针灸科门诊医生服务，为医生记录针灸的诊疗信息提供便利。主要功能有病人个人健康信息管理，提供病人信息的录入、修改、查询等功能；医疗信息管理提供医嘱录入/修改/删除、诊疗过程记录、病历模板建立及使用、知识库建立及应用等功能；系统管理则提供用户登录、权限控制等功能。（如图1）

针灸电子病历采集病历首页、病史、人院记录、病程记录、医嘱、检查结果、诊断信息、针灸处方等信息，实现实时记录针灸治疗的操作流程，建立病历索引，自动生成的电子病历可供随时查询、排序或统计，支持多种病历打印输出功能，可以将电子病历导出成文本或XML等格式文档，与外部系统进行交换。为每个病人自动生成二维码与病人的病历对应，医生通过手机二维码识别软件扫描，就能快速读取相应病人的针灸电子病历信息，以便病人就诊时，医生能快速了解病人状况及治疗进程。

3.1 用户登录

该系统仅为正常登陆的医生护士服务，身份验证不正确的用户无法使用该系统，以保证病人信息的安全。登陆所要验证的医生、护士身份信息由本身医院已有的HIS系统中的数据库完成，本系统仅提供登陆所需接口。

3.2 扫描二维码显示电子病历

病人初诊是登记个人信息后就为该病人生成一个二维码标签贴于病历封面上。病人就诊时，医生利用移动终端扫描二维码，即在界面上显示病人基本信息，通过点击相关选项或进行查询可获得病人完整的病历信息，包括以前的就诊病历等信息。

3.3 处方录入

医生在完成检查、诊断后，在移动终端即可下达处方和医嘱。系统提供多种选穴模式，方便医生进行选穴、配穴，快速完成处方录入。

3.4 处方管理

医生可根据需要调整处方，重新编辑或修改处方，数据库中将保留修改痕迹。

3.5 电子病历模板推导

在电子病历数据库中存储了大量针灸验方，医生在确诊病症之后，可以从数据库中直接选择处方，并进行调整，而无需手工录入。在使用中对经络穴位的取用及其关联性有建议或意见的，可反馈回后台，由后台数据库管理人员进行增改。

4 结语

病历是医务人员对诊疗过程进行的全面记录，是保证和提高诊疗质量，加强教学和促进科研的重要档案资料。基于手机平台的针灸电子病历既能满足针灸科医生记录诊疗过程的特殊需求，又因其移动性可供医护人员随时查询病人信息，记录诊疗效果，特别适应针灸科医生经常在诊断之后紧接着去治疗室为病人治疗这样的特殊需求。随着移动互联网的发展，电子病历将得到广泛应用。

参考文献

[1] 《中国能源》编辑部.国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》[J].中国能源，2015（8）：11-11.

基于虚拟仪器的多功能电子秤设计第7篇

虚拟仪器技术是现代计算机技术与仪器技术深层结合的产物,是一种充分利用计算机的运算、存储、回放显示及文件管理等智能化功能的技术,同时把传统仪器的专业功能和面板控件软件化,使之与计算机结合构成一台功能完全与传统台式仪器相同,同时又充分利用了计算机软硬件资源的全新的虚拟仪器系统。与传统仪器相比,虚拟仪器的最大特点是其功能由软件定义,可以由用户根据应用需要进行软件的编写,选择不同的应用软件就可以形成不同的虚拟仪器。本文介绍基于虚拟仪器技术的多功能电子秤设计,其基本原理是先将应变桥所采集到的电压数据进行放大,再通过数据采集卡发送到PC机,再基于PC机的上层应用软件LabVIEW进行数据处理及显示操作界面的设计。本系统可实现物体质量的精确测量,其精确精度可精确到小数点后4位,测量范围为0-200g。

1系统结构

系统由硬件电路和软件两部分组成,其中,硬件部分包括双孔悬臂应变梁传感器、数据采集卡 (NI USB-6251)、仪器运算放大器AD620(用于信号调整电路)和PC机;软件部分包括LabVIEW编写数据处理和用户数据显示界面。系统中数据采集及处理的过程如图1所示:数据采集卡先对电压数据进行采集,然后送至PC机,在PC机上使用LabVIEW编写好的程序对数据进行处理和显示,构成基于虚拟仪器技术的多功能电子秤。

2 硬件设计

硬件设计主要包括信号调整电路的设计和传感器的选择两个部分。

2.1信号调整电路

信号调整电路对信号进行放大处理时需要考虑高精度、低失调电压和低失调漂移,所以选择AD620仪器运算放大器。AD620仪器运算放大器由传统的三个普通运算放大器发展而成 , 但一些主要性能却优于三个普通运算放大器构成的仪表放大器的设计 , 不仅具有高精度 ( 最大非线性度40 ppm)、低失调电压 ( 最大50μV) 和低失调漂移 ( 最大0.6μV/°C)特性,并且设计体积小 , 功耗非常低 ( 最大供电电流仅1. 3 mA ) , 因而也适用于低电压、低功耗的应用场合。信号调整电路如图2所示。

AD620增益公式如下:

G =49.4 kΩ/R G + 1 (1)

2.2双孔悬臂应变梁

双孔悬臂梁式称重传感器是电子计

价秤中广泛使用的传感器。这种传感器的弹性体具有上下两个平行梁。它的最大特点就是具有抗偏载的力学特性。也就是说,弹性体的应变量ε只取决于作用在弹性体平面内且与轴线相垂直的力分量,而与其他分量无关。

如图3(左)所示,对于双孔结构,应变梁在力的作用下,R1、R2、R3、R4各电阻应变情况分别为+ε、-ε、+ε、-ε;为力P产生的应变,在各贴片处的数值相同。其中”+”表示拉应变,“-”表示压应变。

本实验所用的应变梁中,R1、R2串联、对应上表面三根引出线,R3、R4串联,对应下表面三根引出线。如图3(右)所示。

3 软件部分

软件设计主要是基于LabVIEW语言进行编程实现。LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 与C和Basic类似也是一种通用的编程系统,使用一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言又称为“G语言”。优点:1、提供很多外观与传统仪器(如示波器、万用表)类似的控件,可用来方便地创建用户界面,用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器,利用计算机强大的数据处理功能,创造出各种功能的仪器。2、每一个模块都相对独立,可以独立地进行设计,研制,调试以及修改,从而是复杂的工作得到简化。

软件部分包括程序框图设计和前面板设计。

3.1 LabVIEW程序框图设计

本系统的程序框图分为两个部分:数据采集子程序和数据处理子程序。

数据采集子程序框图如图4所示,,它负责对被测物体的质量进行采集然后以电压形式输送到PC机的程序。在while循环里,利用顺序结构完成数据采集的初始化、开始、写入、读取以及停止,从而实现砝码对于传感器所产生电压读取的功能。具体是对输入电压初始化,创建模拟输出通道AO通道和模拟输入通道AI通道,设置单通道单采样的写入通道以及设置模拟波形1通道N来采样,最终停止数字输出任务,清除通道。在采集好vout数据之后,需要把采集的电压数据转化为初始质量。

利用传感器的公式,可得电压转化为质量的公式如下:

经过多次实验的测量,m-v初始系数7.9035E-7,再根据公式(2)求得初始质量。

由公式(2)可看出,m-v系数的大小直接影响到质量的精准度,所以需要在后续数据处理实验中把初始质量与理论质量相比较,对m-v初始系数进行不断地微调,使测得的质量接近理论值。

数据处理子程序框图(a)、(b)如图5所示,这段程序主要实现对于初始质量的微调功能。其基本原理是:将初始质量与理论值相比,如果差值绝对值大于0.1,则将初始m-v系数7.9035E-7相加3.6E-8,得到新的m-v系数,由公式2可得到m-v系数微调之后的质量,再循环比较,不断微调m-v系数,使最终m-v系数微调之后的质量与理论值的误差小于0.1,输出结果。

3.2 LabVIEW前面板设计

连接好PC后打开系统LabVIEW程序,进入前面板的用户操作界面,配置好正确的AO,AO通道及Vout通道,打开电源供电,点击前面板开始按钮,开始数据采集测量。

前面板设计及运行结果如图6所示,在5v的输入电压下,把100g砝码放在传感器上,vout显示100g砝码的输出电压(在0.2v附近),输入理论值100g,可看出m-v系数微调之后的质量为100.0248g,并且可以显示为3.5282盎司(方便地计算金、药物和实验室普通物品)。同时,vout图像可显示50g砝码的实际质量,实现多组数据的测量。实验结束后,如果有需要,也可把实验数据导入Excel,制作成图像进行进一步分析,实现电子秤的多功能。

实验结果表明:系统实现了对质量信号的精确采集,通过前面板我们能非常直观的看到当前所测的物体质量并且可以看出误差较小,可精确到小数点后4位,点击stop按钮即可退出系统。本系统实现了对质量进行精确测量的电子秤功能。

4 结论

基于单片机的多功能电子秤的设计第8篇

电子秤是日常生活中常用的电子衡器,广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具,电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点,在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。输出电压信号通常很小,需要通过高精度高增益AD芯片HX711的信号放大与AD转换,转换成数字量被送入到主控电路的单片机中处理,再经过单片机控制显示器,从而显示出被测物体的重量。

而目前市场上电子秤产品的整体水平不高,部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱,设备不全,缺乏产品的开发能力,产品质量在低水平徘徊。因此,有针对性地开发出一套有实用价值的电子秤系统,从技术上克服上述诸多缺点,改善电子秤系统在应用中的不足之处,具有现实意义。

1 电子秤的基本结构

电子秤的应用系统是由硬件和软件所组成。硬件指单片机、扩展的输入输出设备等部分;软件是各种工作程序的总称。硬件和软件只有紧密配合、协调一致,才能提高系统的性能价格比。从一开始设计硬件时,就应考虑相应软件的设计方法,而软件设计是根据硬件原理和系统的功能要求进行的。

2 系统工作原理

电子秤的工作原理。首先是通过称重传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小,需要通过高精度高增益AD芯片HX711的信号放大与AD转换,转换成数字量被送入到主控电路的单片机中处理,再经过单片机控制显示器,从而显示出被测物体的重量。

3系统设计基本思路

(1)利用称重传感器得到数据;(2)通过单片机处理称重传感器得到数据;(3)液晶显示输出数据。利用数码管显示物体重量,简单可行,可以采用内部带有模数转换功能的单片机。由此设计出的电子秤系统,硬件部分简单,接口电路易于实现,并且在编程时大大减少程序量,在电路结构上只有简单的输出输入关系。增加一键盘输入装置,增加外界对单片机内部的数据设定,使电子称实现称重计价的功能。结构简图如图1所示。

4 单片机的选型

AT89S52单片机是AT89S系列中的增强型高档机产品,它片内存储器容量是AT89S51的一倍,即片内8KB的Flash程序存储器和256B的RAM。另外,它还增加了一个功能极强的、具有独特应用的16位定时/计数器2等多种功能。

在工程应用中AT89S52有一显著的优势:不需要烧写器,只借助PC机的并口输出和极为简单的下载电路,便可将程序通过串行方式写入单片机。并且下载电路可设计在系统中,可以随时修改单片机的软件而不对硬件做任何改动。

由此,通过对目前主流型号的比较,我们选择了AT89S52通用的普通单片机。

5 具体实施方案

根据以上设计方案,硬件部分采用51系列单片机AT89S52为控制核心部件,实现电子秤的基本控制功能。AT89S52是一款8位的内带8K程序存储器的微控制器,考虑到用软件实现电子秤系统的各项功能时,所需的软件量并不是很大,不需要太大的程序存储空间,因此在对AT89S52实际设计时不需要在片外再扩展程序存储器,这样不仅节省了硬件资源,也优化了电路的设计。系统的硬件部分不仅包括以单片机AT89S52为核心的最小系统部分,而且还包括串口通信、数据采集、人机交互界面和系统电源、时钟和语言报数等部分。

串口通信主要用于单片机与PC机的通信,主要由MAX232实现。数据采集部分由HL-8型称重传感器、高精度称重传感器专业的24位A/D转换器部分组成。在具体选择传感器时,考虑到在称量物品时必要的精度、准确性要求,所称物品的重量误差必须要控制在一定的范围之内。另外由于秤台的自身重量、振动和冲击分量,以及还要避免物体超重时对传感器的损坏,所以在选择传感器时要保证有一定的承重裕量,所选的传感器量程应该比系统设计要求的要大,且需要满足精度要求,满量程时候的误差不能大于规定量。

人机交互部分的键盘在系统中,可以输入数字和已经固定的控制命令等。在这次设计中我们采用常用的4*4矩阵键盘。显示用的LCD我们根据要求选用了点阵式液晶显示器1602。语音报数采用了SC1010B芯片,SC1010B是深圳亿矽特公司最新开发应用于语音电子秤的新型语音芯片,外围元件少,电路简单,控制方便,成本低。扩展的时钟部分主要由时钟芯片DS1302设计实现。

随着集成电路和计算机技术的迅速发展,使电子仪器的整体水平发生巨大变化,传统的仪器逐步的被智能仪器所取代。智能仪器的核心部件是单片机,因其极高的性价比得到广泛的应用与发展,从而加快了智能仪器的发展。而传感器作为测控系统中对象信息的入口,越来越受到人们的关注。传感器好比人体“五官”的工程模拟物,它是一种能将特定的被测量信息(物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。本次基于单片机的多功能电子称的设计就是在以上仪器的基础上设计而成的。因此,只有充分了解有关智能仪器、单片机、传感器以及各部分之间的关系才能达到要求。

摘要：该设计以51系列单片机AT89S52为控制核心,实现电子秤的基本控制功能。为了更好利用AT89S52的资源,系统扩展了电子日历时钟模块及温度检测和语音报数的功能。整个系统结构简单,使用方便,功能齐全,精度高,具有一定的开发价值。

关键词：单片机,称重传感器,高精度高增益A/D转换器

参考文献

[1]李珍,付植桐著.单片机原理与应用技术.清华大学出版社.

[2]胡长胜著.单片机实用技术教程.北京师范大学出版社.

电子多功能第9篇

1. 主要技术参数

2BD-1F电子播种器外形尺寸 (长、宽、高) 720毫米×150毫米×135毫米, 重量2.8公斤 (不包括电源) , 播种深度3~6厘米, 播肥深度5~8厘米, 排种形式为鸭嘴双道, 排肥形式鸭嘴双道, 蓄电池12V0.5A可连续放电10小时左右, 电源连线截面积1平方毫米保证电流不小于800毫安, 工作效率每小时2500~3500穴 (种子开关在“2”挡, 化肥开关指示在“4”处) , 传动形式为电动与手动相结合, 播种不一致性的变异量每穴1粒 (以玉米、大豆为例) , 种子破损率0 (以玉米、大豆为例) , 种子规格12毫米≥最大直径≥6毫米 (以玉米、大豆为例) , 播肥不一致性的变异量每穴1克 (以磷酸二铵为例) 。

2. 试验示范情况

试验采用多点对比法, 即在同一地块、同一品种、同时播种、田间管理技术相同的条件下, 采用两种不同的播种和施肥方式, 即电子播种器播种和人工播种, 进行节本增效情况对比。结果表明, 用电子播种器播种的效益明显优于人工播种, 每亩节省种子费用15元, 节种率40%。在玉米种植面积较大的乡镇大面积示范, 用电子播种器播种18万亩, 比人工播种平均增加效益10%以上。1人操作可同时完成5个人工作量 (以玉米、大豆为例, 每小时可播2500~3500穴) ;破墒轻、保墒好、封闭严、深度可调、深浅一致;播种量 (1~6粒/穴) , 施肥量 (5~30公斤/亩) , 全部由机体内设置的电脑系统控制, 精确可调。该机具有3种功能: (1) 单播种, 尤其补种。 (2) 单施肥, 尤其是棚内果树、草莓、甜瓜、芸豆等各种农作物施肥效果更佳。 (3) 种、肥同步进行。春播期间, 因风力大, 人工埯种往往要停产, 耽误农时, 而采用本机作业, 凡人能立得住, 可照常播种。使用该机播种每穴种子 (2粒以上) 的均为两组分开, 且间距5~7厘米, 定苗可在锄草时铲去多余的苗, 确保不伤主苗根须, 不用单独间苗, 省时省力。开机作业, 机内设有提示音响, 能及时准确报告种与肥入穴实情, 即有声就有种有肥, 无声就无种无肥, 入穴率100%, 这是传统人工播种所达不到的效果, 所以用电子播种技术明显优于传统人工播种。

3. 节本分析

传统人工播种一般5个人组成, 1天能播种5亩, 用工量大 (在计算播种成本时, 每天人工费为30元, 即埯种工钱每亩30元) 。所以两者对比, 采用电子播种技术的1个人能顶5个人用, 日平均能播8亩, 不仅节本, 而且省时省工, 每亩省人工费26.25元, 节种和省工成本41.25元。增效分析, 玉米田采用电子播种器播种能降低化肥投入成本, 在不增加化肥用量的情况下可使玉米增产。因为化肥施于土壤6~10厘米深度, 减少了不必要的流失和挥发, 提高利用率, 延长肥效期。从玉米幼苗长势看, 苗齐、苗壮、根系发达、茎秆粗壮、抗病抗倒伏, 每穴种子均为两粒分开, 间距5~7厘米, 定苗可在锄草时铲去多余的苗, 省时省力, 增产效果显著。据多点测试, 采用电子播种器播种的每亩玉米产量629.07公斤, 比人工播种的每亩玉米产量571.83公斤增产了57.24公斤, 按当时粮价增效74.4元, 节种、省工和增产每亩取得经济效益115.65元。若现有32万亩玉米田都采用该机播种, 每年可取得经济效益3700万元。

4. 结论与建议

2BD-1F电子播种器已获国家专利, 专利号为ZL02234812-3, 主要采用电脑芯片CPU及数字电路、电子脉冲技术来完成所有程序, 填补了旱田播种电子化的空白, 深受广大农民的欢迎。该播种器适合广大农村绝大多数地区旱田播种需要, 还适应机械无法播种的地块、丘陵、山区作业, 是目前玉米、大豆播种的高科技电子产品, 具有广阔的推广应用前景。

电子多功能第10篇

关键词：多功能管道,机器人,电子控制,单片机,分析,设计

在我国的诸多领域, 像石油、天然气、给排水、空调通风等行业中, 管道的使用量正在逐年递增, 管道传输方式的作用逐渐显现出来, 也受到了各个行业的广泛关注, 但是管道在长期的使用过程当中会受到腐蚀、压力以及相关外部因素的影响, 管道会受到严重的损害, 严重时还会出现管道泄漏的情况, 因此需要对管道内部进行及时的清洗和维护, 从而延长管道的使用寿命, 并且还要做好定期检测工作, 以此来进一步的预防重大安全事故的发生。由于管道属于封闭式的运输通道, 再加上其所处环境非常复杂, 我们的工作人员是不能进入到管道内部进行工作的, 这时管道机器人的作用就要凸显出来了, 管道在长期的运行中一些区域一定会出现破裂、堵塞等现象。但是想要处理好这些事情并不是很方便, 很多时候就是为了寻找管道中的某一个裂缝就需要花费大量的时间和维修成本, 而且当前我们见到的已经投入市场的管道机器人很多都是用于内部清洗的, 用来进行管道内部检测的是非常少的, 基础此种情况, 目前我们需要的管道机器人一定是一种无线自动控制的管内检测机器人, 这种机器人可以用于石油、煤气、化工等幻夜的管内精准检测。

1 管道机器人总体方案设计

从目前的管道机器人应用情况来看, 轮式管道机器人在实际的工程项目中应用还是比较广泛的, 轮式管道机器人主要的工作原理是驱动轮靠弹簧力、液压以及磁性力等压紧在管道的内壁上, 这样就可以起到很好支撑机器人自身重量的作用, 然后再由驱动轮与管壁之间的附着力产生机器人前后行走的驱动力, 以此来实现机器人的正常移动。目前研发的轮式管道机器人, 通过实际的比较分析之后我们发现, 直进轮式管内行走机构的推动能力很强, 非常适用于直管内的推动, 属于一种比较理想的管内行走机器人。可以对其进行广泛的推广。

2 单片机

我们此次选择的是PIC16F685单片机来作为信号采集和控制的基础核心, 这种单片机主要具备以下特点:

(1) 这种单片机的性能非常好, 而且指令规则少, 仅仅需要35条即可。

(2) 具备高耐久性的闪存存储单元。

(3) 17个I/O引脚和1个只用作输入的引脚。

(4) AD为10位分辩率和12路通道。

3 电源部分

电源的动力主要来自于5号干电池, 而1.5V2500Mah共8个, 总电压为1.5*8=12V单片机及控制板的电源为5V, 基于这样的一种配置, 我们在实际的设计中可以选择采用稳压块7805, 将电池输出的12V稳压为5V。

4 按键及遥控部分

采用频率为433MHZ的遥控接收和发射模块, 现如今这一模块已被广泛的运用在了无线门禁系统以及各类防盗系统的数据传输当中。

5 PWM调速部分

如图1所示, 此次设计可以对机器人的速度进行加速和减速的调整, 主要采用的是PIC16F685中自带的PWM的功能对输出电压进行调整。

6 控制流程图

如图2所示。

7 创新点及具体应用

多功能管道机器人属于一款蛇形机器人, 它的各个部件都是独立成型的, 在不同的区域地段可以进行重新组装而满足不同区域的实际需求。而且这款机器人所采用的是星形结构, 这种支撑结构的弹性非常好, 可以进行自我伸缩调节, 而且其承载能力也是比较大的, 正常情况下是可以在速度较快的状态下实现连续移动的。最主要的是这款机器人的机构非常紧密, 安装还非常方便, 成本低, 适合大范围推广。

参考文献

[1]章霞, 郝静如, 李天剑, 吴启焱.管道检测机器人自动云台机电系统[J].北京机械工业学院学报, 2007 (03) .

[2]郝静如, 李天剑, 章霞.排水管道机器人功能及控制系统的研究[J].北京信息科技大学学报 (自然科学版) , 2009 (02) .

[3]田海晏, 薛龙, 孙章军.直进轮式微型管道机器人的行走系统设计[J].北京石油化工学院学报, 2006 (02) .

[4]丁毅, 汪如红, 姜晨颖.管道机器人发展状况及其在包装领域中的应用[J].包装与食品机械, 2009 (05) .

[5]付钪, 张利霞, 苏艳芝, 杨志成.一种连杆蠕行管道机器人的设计与实现[J].电气自动化, 2008 (02) .

日本电子期刊出版系统的功能与进展第11篇

J-STAGE是日本科学技术振兴机构（Japan Science and Technology Agency简称JST）在1999年10月创立的学术期刊电子平台，J-STAGE 创立的目的在于向全世界及时发布日本科学技术研究的杰出成果和学术进展，它出版日本国内245种期刊（文章16万多篇），涉及到各个学科领域，J-STAGE还收录了375家日本科技学会论文及会议论文集，同时免费提供期刊的编辑软件。

J-STAGE系统动态

1999年创办的J-STAGE资料库，除了提升日本科技信息数字化期刊出版平台外，还能帮助日本学会创新，加大出版电子期刊和检索的力度。

J-STAGE得到的政府财政预算基金，每年大约12亿日元，自1998年以来，共耗资95亿日元，用于系统开发、操作与维护，其重视程度可见一斑。

由于J-STAGE系统支撑着整个联机出版进程，因而对所有文章，J-STAGE皆可装载，引文数据链接到的其他文章也能装载，包括文章所附的视频和音频附录皆无一例外。

无需任何登记，用户就可搜寻和检索用书目数据和关键词查找的文章，并可自由评论文摘，用PDF格式下载全文，每个期刊的检索策略是由出版协会制定。虽然J-STAGE里大部分期刊（80％以上）能自由检索，可还有部分期刊只是题录和文摘对所有用户免费开放，而全文需要授权用户才能获取。

J-STAGE期刊语种与检索

截止2005年10月底，日本已有327家协会使用J-STAGE系统出版杂志或会议录，目前J-STAGE主办杂志大约245种、还有89种会议录、6种报告、40所JST的报告，网上可用的文章已达16.3万余篇，并且各种数据指标全部在呈上升势头。

目前J-STAGE库，每月检索的点击率超过了100万次，每月用PDF版下载的全文数量达30万篇，可以说J-STAGE库里文章数量和检索数量仍在呈逐年稳步上升的态势。

J-STAGE系统链接

2002年，JST开办JST链接中心，隶属J-STAGE的子系统，JST链接中心开创了电子文献之间的链接，使J-STAGE系统可以链接世界各地的电子期刊站点、书目数据库通过链接形成一个跨库链接的循环检索系统，国际著名学术网站也有J-STAGE的链接，在某种程度上使得论文的点击率直线上升，影响面更广。

J-STAGE新型功能

2004年1月，JST又开发一个新的系统版本。这个新系统更适合每个学会。支持J-STAGE中所有文章新的服务机构的检索功能，以及虚拟杂志服务机构（即从其他杂志上发表链接到的新文章），有我的J-STAGE个性化服务（包括用电子邮箱发信息，提出用户的期刊最爱，用电子邮件提醒新来的杂志，或杂志中的专题文章），还有高级出版发行服务（包括提醒新到文章和期刊始页内容），全文出版物数据提供等服务功能。

在J-STAGE系统的文章中，链接可以是来自最初的引文，因为有CrossRef（即参考链接服务），实际上CrossRef是1426个出版社和社团之间建立的帮助搭建从文摘提供到电子全文通道的一种合作。CrossRef是一种最新的电子服务，可实现文献引文跨出版社服务平台，参与出版前沿链接系统，即电子数据交换系统，去审查、追踪出版商,简言之, CrossRef是可链接出版社的电子文献, 读者可以从二次文献直接查找，并且可链接图书馆所订购的一次文献。

JST在鼓励更多的日本公民使用J-STAGE系统出版他们的杂志，还计划在J-STAGE和其他站点之间进一步扩充势力范围，并打算与Google合作，力求使更多用户使用J-STAGE系统，共同分享期刊文章跨库检索（CrossRef）系统。JST还计划关注更多新功能，如:网络版电子资源在线使用统计计算标准 (Counting Online Usage of NeTworked Electronic Resources简称 COUNTER)，也是一个说明性的标准，实施相对简单，提供各数据库，对厂商和图书馆员都有好处，这个多机构的方案，目标在于发展一套国际性执行规则。它是计算使用及统计报告模式的指引，能让线上信息产品及信息服务有更一致性的评量报告形式。

电子多功能第12篇

重型燃机的研制, 对于我公司来说, 尚属先例, 而压气机十七机盘的真空电子束焊显得由为重要, 由于十七级盘焊接后累加重量超过2500kg, 最大盘直径超过Ф1900mm, 零件必须放置在转盘上转动焊接, 而我们仅有的真空电子束焊设备圆形转盘工作台仅能荷重700KG, 转盘直径Ф1000mm, 没有选择余地, 必须在该设备上加工。所以要求我们针对该项目结合设备性能提出解决方案。

2 设备参数

矩形工作台规格:长2200mm, 宽1900mm, 工作台距安装基础板400mm。荷重2000KG, 纵向7个相距300mm的T形槽。

转盘规格:直径Ф1000mm, 荷重700KG, 中心孔直径Ф150mm, 转动电机功率P=1KW～1.6KW, 输出扭矩T=3.2NM, 电机同步转速3000r/min。转盘放置在矩形工作台上工作, 用来焊接回旋形焊缝。

设备示意如图1所示。其中设备舱尺寸为长5500mm, 宽4000mm, 高3000mm, 焊枪可以沿着导轨上下和左右两个方向移动, 转盘放在工作台上转动, 工作台可以沿着舱长度方向的导轨移动, 用传感器将控制信号和反馈信号传到舱外控制电脑, 观察和控制设备工作。

3 方案论证

解决设备承重问题:我们选定的真空电子束焊设备工作台承重2000KG, 附加平台转盘承重700KG, 而转盘必须安装在设备工作台上, 转盘自重接近1000KG, 对于我们要加工的零件重量而言 (尚未包括夹具重量) , 设备工作台和转盘承重能力远远不足。我们设想零件加工时不能直接放在设备转盘上, 工作时又能和转盘保持同步转动, 这就要求通过一个特殊工装去实现。我们设计一个具有这样功能的夹具, 安装采用落地式直接放置在设备安装基座上, 在夹具上安装直径比较大的转盘, 采用特殊连接方式利用设备工作台移动和转盘转动带动夹具同步移动和夹具上转盘的同步转动。这里需要考虑夹具如何与设备工作台和转盘随动问题。

考虑夹具的安装与拆卸、零件的装卸问题:真空电子束焊设备在密闭舱内工作, 由于本身结构限制舱内吊车无法起作用, 对于重型零件、夹具装卸必须在舱外操作, 我们认为需要设计可以移动的夹具, 而夹具的支撑和移动方式可以采用钢轨导轨方式, 所以需要设计一个可以沿着导轨开出舱外的夹具, 设想铺设两段钢轨, 从舱体内延伸到舱外, 在舱门处设计可以采用搬起的道岔装置, 方便舱门开关。对于零件的调整定位尚须在夹具平台上增加4套顶紧装置, 沿着X-Y平面4个方向推动零件找正;考虑零件在高度方向调整找正, 在夹具平台上, 开设4个矩形槽, 放置4块不锈钢板条, 底部用顶丝调整零件高度。考虑钢轨承重和定距固定问题:计算选用I字形钢轨, 利用活节螺栓将钢轨固定在舱壁和设备导轨之间, 舱外钢轨可以打地脚螺栓及水泥固定。当夹具装夹找正后需要固定位置, 采用千斤顶方式用4个螺杆将夹具固定在导轨上。

4 方案设计

4.1总体方案

根据上述论证, 我们设计方案结构总图, 如图1所示。其中右侧为焊接设备舱体示意, 左侧为铺设的钢轨, 中央部分是我们设计的夹具体。

4.2夹具体设计

如图2所示, 其中1为夹具体, 两侧采用铸件支撑, 上部采用框架焊接结构;2为夹具台面采用2000X2000X50mm的铝板;3为水平调整装置, 共4处, 分别布置在夹具台面的四个角部, 用来零件装夹找正时X-Y方向位置, 采用螺栓固定在夹具台面, 可以拆卸;4为滚动轴承装置, 由滚珠和砂架及上下滚道组成, 滚道分别固定在夹具平台和转盘上, 滚道沿圆周方向布置, 用来支撑零件重量并能够绕回转中心旋转;5为转盘, 依靠下部外止口和夹具2号件连接, 依靠4滚动轴承支撑, 转盘上部沿四个方向开设四槽, 用来放置9号件;6为夹具盖板式压紧装置, 设计成两段, 底部用发栏盘结构与转盘5连接, 固定不变, 上部可以根据零件高度换装, 顶部安装压紧盖板, 用螺母压紧;7为联动插板, 共6件, 用来连接设备转盘与夹具转盘5, 使其工作时保持同步转动、停止;8为顶丝或千斤顶装置, 用来调整件9以达到零件装夹找正时Z方向的高度调节, 固定在件2的四个槽外侧;9为不锈钢板条, 共4件, 用来负荷零件, 作用使支撑零件可以调整高度, 并且防磁;10为滚轮装置, 支撑夹具体可以沿钢轨水平方向直线移动, 两侧共4组, 由滚轮、芯轴和防脱元件构成;11为角钢, 焊接在夹具体框架上, 根据实际情况分段加强;12为套节定距固定螺栓, 共8对, 用来将钢轨15固定定距固定, 内侧顶在设备工作台固定导轨上, 外侧固定在舱内壁上;13为夹具体固定装置, 由压块和顶丝组成, 夹具移动到位后, 将夹具顶紧固定在钢轨上, 共4对;14为搭接段, 类似机车道叉装置, 连接舱内外钢轨, 夹具进出舱时, 搭接段放下, 可以使夹具和工作台沿钢轨移动, 当需要工作时, 搭接段提起, 可以关上舱门工作, 成对安装;15为钢轨, 共两段, 各长8.8m。

4.3 夹具转盘设计

如图2和图3所示, 转盘材料可以选用钢件, 靠内止口定位, 靠滚珠支撑在夹具平台上转动, 盘面上开设4个放射状的槽, 放入4个不锈钢板条, 底面用顶丝或千斤顶调整零件高度, 另一个目的是采用不锈钢材料可以防磁化。在盘中央固定可以快换的螺柱, 用来放置压紧装置压紧零件。转盘中间开设6个扇形窗口, 在顺时针方向开设可以放置拨叉的槽, 当夹具和设备找正连接时, 在设备转盘对应T形槽中放入置板, 连接设备转盘和夹具圆盘, 工作时设备转盘带动夹具圆盘同步工作。

4.4其它机构设计

如图4所示, 采用套接螺栓将钢轨固定在舱体侧壁和设备工作台支撑导轨两侧, 实现钢轨定距和固定, 左图反映夹具左支撑和钢轨滚动连接情况, 右图表示夹具装夹找正完毕, 利用顶紧螺栓和顶紧块将夹具固定在钢轨上, 使工作时夹具定位。

5 强度校核

加工零件最大限重P1≤4000KG。

夹具体重量:按照体积计算或用UG的功能得出P2=5700kg。

钢轨承重计算和选用:按照I字钢截面矩计算挠度和弯矩, 在单点承受重量F1= (P1+P2) /2情况下, 选用轻轨YB222-63 24钢轨两段, 每段长度8.8m, 截面形状及主要尺寸见图5。

夹具强度分析计算

根据夹具体结构, 在有限元分析软件ansys中三维模型, 设置材料参数并划分网格 (如图6) 。添加I字钢底面全约束, 将承受重量添加到受力表面上, 其大小, 分析结果如图7所示。

由分析可知, I字钢最大受力位置在中间截面与底面过度部分, 最大应力为4.317Mp, 最大变形量为1.099E-3mm, 很显然满足强度要求。

另外, 为了防止夹具体受力后在薄弱环节变形, 我们设计了珩架结构, 选用角钢加固, 在夹具体上部, 采用整体钢板连接, 在转盘靠外圈铺设滚珠, 最大限度转移受力部位, 以更好的满足实际应用。

6 结语

按照我们设计的方案制造出多功能夹具, 通过实际调试应用, 解决了重燃十七级盘焊接难点, 实际证明, 我们提出的方案扩大了设备的功能和使用范围, 满足生产需求, 节省费用, 缩短零件的加工周期, 达到预期的目的。