自动排列（精选5篇）
自动排列 篇1
0 引言
目前,我国蚕业的总体机械化水平不高,生产效率低,劳动力投入大,严重制约了蚕产业的进一步发展。而在自动化制种过程中,关键的技术之一是如何能够将蚕茧自动分离、整齐排列、方便切削。当前,很多设计出的装置都不能很好地满足上述要求。此外,还容易损伤蚕茧,使里面的蚕蛹受到伤害。尤其是在蚕茧品种不同、规格尺寸分散较大的情况下,这种问题就更加严重。让蚕茧整齐排列是一个很关键的环节,处理的好坏将影响后续工序是否得以快速、顺利地进行。目前,这道工序还只能依靠手工完成,国内外的一些专家对排茧机也曾做过类似的尝试,尚未见到成功的例子。为此,笔者研制了一种蚕茧自动排列输送装置,能够实现对蚕茧的自动分离、整齐排列等操作,对各种大小的蚕茧都能够平稳输送,同时在输送的过程中不会损伤蚕茧[3]。
1 总体结构与工作原理
该蚕茧自动排列输送装置主要由同步齿形带(6)、压茧板(10)、倾斜输送板(5)、电磁铁(14)等组成,如图1所示。蚕茧从种茧箱(1)中滑落,通过排蚕轮(3)将蚕茧分离引导到倾斜的输送轨道上。此时,电磁铁(14)工作,带动一块倾斜输送板(5)振动,堆积在一起的蚕茧就会逐渐分开。同时,倾斜输送轨道上方的压茧板(10)做着循环往复的运动,将在输送轨道上的蚕茧整齐排列,平稳地往前运送。
1.种茧箱 2.蚕茧 3.排蚕轮 4.排蚕轮电机 5.倾斜输送板6.同步齿形带 7.步进电机 8.同步齿轮 9.直线导轨10.压茧板 11.橡胶垫片 12.弹簧钢片 13.弹簧 14.电磁铁
该装置的工作原理如下:系统通电后,电磁铁(14)带动蚕茧排列输送机构开始不停地振动,步进电机(7)带动拍打压茧机构也开始不停地动作;同时,带动排蚕轮沿逆时针方向旋转运动,料斗内的蚕茧沿着排蚕轮与料斗壁之间的间隙,在排蚕轮的带动下被分离开来;然后,蚕茧就沿着料斗下面的圆筒形通道运动到蚕茧排列输送通道上面。当蚕茧从料斗分离到蚕茧输送通道上面后,振动的输送通道就会带动蚕茧向下运动,同时伴随着拍打压茧机构的共同动作,蚕茧逐个排列,向输送通道的尾部运动。在蚕茧排列输送装置中,电磁铁通电后,带动弹簧钢片使得输送机构一直不停地振动,实现了系统的持续动作,效率高。拍打压茧机构的压茧板下面固定了一层橡胶垫片,能够很好地保护蚕茧不受太大的挤压。蚕茧在输送通道上有序排列的同时,也对蚕茧有向下推动的作用。拍打压茧机构和电磁铁的共同作用使得蚕茧能有序地输送,避免了蚕茧大量堆积在输送通道上,以致堵塞输送通道的现象。同时,压茧板和通道之间保留有一定的间隙,不会由于过松或者过紧的挤压给蚕茧带来损伤。
2 系统的硬件结构
2.1 控制系统总体框图
控制系统以单片机为核心,由电机驱动电路、步进电机、电磁铁和传感器等组成,总体结构框图2所示。其主要功能是实现通过对蚕茧堆积量和蚕茧的位置检测来控制各步进电机和电磁铁工作。系统中,各个传感器为输入量,单片机通过对各输入量的分析,来实现对各个步进电机和电磁铁的精确控制,以保证蚕茧能有序地输送。
2.2 单片机选择
在单片机选择上,本系统选择了Microchip公司的PIC16F877单片机。它是一款性价比很高的单片机,运行速度快,功耗低,使用方便。作为本系统的CPU,能高效地完成本系统各个模块的控制任务[1]。
2.3 步进电机模块
步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件。每当一个脉冲信号施加于电机的控制绕组时,其转轴就转过一个固定角度,顺序、连续地发给脉冲,则电机一步接一步地运转。
通过控制脉冲的个数,来控制线位移量或者角度位移量,从而达到准确定位的目的。通过控制脉冲频率,来控制步进电机的速度和加速度,从而达到调速的目的[4]。
在蚕茧自动排列输送装置中,同步齿形带电机和转臂挡板电机的驱动芯片选用L297/L298。用L297输出信号可控制L298双H桥驱动集成电路,用来驱动电压为46V,每项电流为2.5A以下的步进电机[7]。L297也可用来控制由达林顿晶体管组成的分立电路,驱动更高电压、更大电流的步进电机。L297主要由译码器、两个固定斩波频率的PWM恒流斩波器以及输出控制逻辑组成。L297只需要时钟、方向和模式输入信号,相位由内部产生,从而减轻了微处理器和程序设计的负担。L298是用来驱动步进电机的集成电路,采用双全桥接方式驱动,由于是双极性驱动,步进电机的定子励磁绕组线圈可以完全利用,使步进电机达到最佳的驱动[6]。本系统中,步进电机驱动模块采用L297和L298芯片共同驱动步进电机工作,驱动电路图如图3所示。
单片机接到L297相应的控制端,通过分析传感器传来的信号,保证排蚕轮电机、同步齿形带电机和转臂挡板电机合理、有序地工作。当传感器检测到倾斜输送板上的蚕茧堆积过多时,单片机就通过步进电机驱动模块来停转排蚕轮电机;当传感器检测到蚕茧到位时,单片机同样通过电机驱动启动转臂挡板电机,挡住蚕茧,关闭其它电机以及电磁铁,并等待蚕茧的后续处理。
2.4 传感器模块
在倾斜输送板斜上端安装蚕茧堆积量传感器,以避免出现蚕茧堆积过多、堵塞通道的情况;另外,在倾斜输送板的斜下端安装蚕茧位置检测传感器,以检测蚕茧是否到位,为后续的蚕茧加工做好准备。系统中各个传感器为输入量,单片机通过对各输入量的分析,来实现对电机和电磁铁的控制,以保证蚕茧能有序的输送。其中,蚕茧堆积量传感器和蚕茧位置检测传感器采用的是光电传感器,光电传感器首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器电路都由电子零件构成,所以不包含机械性工作时间,响应时间非常短,能够保证整个装置快速、准确地工作[8]。
该设计选用的是对射式光电传感器。该传感器因为检测无接触、检测距离大、检测精度高而广泛应用于测距、测速、计数和检测物体等。对射式光电传感器分为投光器和受光器两部分,两者光轴重合在同一直线上。工作时,投光器发出调制光,被受光器接收,变为电信号。当被检测体进入检测区时,光被遮挡,受光器无光可接收,传感器输出状态改变,如图4所示。输出状态的改变量被单片机接收,单片机通过分析改变量来控制对各电机的动作,从而使整个设计协调平稳工作。
3 系统软件设计
系统软件设计的主要任务是:首先,对单片机各个模块进行初始化设置;然后,启动排蚕轮电机和同步齿形带电机以及电磁铁,这样在料斗里的蚕茧会在排蚕轮的转动下掉入倾斜输送板;同时,电磁铁通过弹簧钢片带动其中一块倾斜输送板前后往复运动,使蚕茧滑下,同步齿形通过电机带动拍打压茧机构也开始不停地动作,以保证蚕茧整齐有序向下运动。
初始化的传感器模块一直检测蚕茧是否堆积过量和蚕茧是否到位,单片机对传感器传过来的数据进行处理,然后分析反馈数据对各个步进电机和电磁铁来精确控制,保证了蚕茧有序的排列。待检测出蚕茧到位时,单片机将启动挡臂电机挡住蚕茧,关闭其它电机和电磁铁的动作,等待后续处理完成后,再重新返回工作。另外,单片机通过传感器对步进电机和电磁铁进行闭环控制,从而有效避免了由于蚕茧堆积等原因引起系统无法正常作业的状况。本装置实现了蚕茧自动化分离排列,提高了工作效率,适合大规模的蚕茧分离场合。系统软件流程图如图5所示。
4 结论
1)蚕茧的输送通道设计为倾斜槽,并有振动机构和拍打压茧输送机构辅助该装置动作,使蚕茧能够逐个排列向下输送。
2)V型倾斜输送轨道的设计新颖,能够将蚕茧平稳的往前运送。
3)轨道上方的压茧板不仅可以将轨道上的蚕茧整齐的排列,而且还可以将蚕茧平稳的往前输送。
4)本装置结构紧凑、性能优良、操作轻便;可广泛应用于速度较高的分离种蚕的场合,方便对蚕茧进行后续加工。
摘要：设计了一种蚕茧自动排列输送装置,它能够将蚕茧整齐地排列在输送轨道上面,方便对蚕茧的后续加工。系统采用单片机对步进电机和电磁铁进行控制。此外,单片机和各传感器的配合使整个软件控制形成闭环系统,从而保证了装置作业的可靠度。该设计实现了对蚕茧的自动分离和整齐排列等操作,结构简单,作用可靠,可广泛应用于蚕茧的自动化生产过程中。
关键词：蚕茧,自动排列,单片机,传感器
参考文献
[1]李学海.PIC单片机实用教程-基础篇(2版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007:14-33.
[2]秦曾煌.电工学上册-电工技术(6版)[M].北京:高等教育出版社,2004:52-69.
[3]梁衣.转拨式蚕茧分离装置:中国,200810022315.0[P].2009-08-19.
[4]杨莉,魏萍.基于单片机控制的步进电机转速控制系统[J].南昌工程学院学报,2005,24(2):77-79.
[5]孟英红,齐婉玉,段学锋.用L297,L298组成步进电机驱动电路[J].仪器仪表学报,2003,24(4):573-574.
[6]王维正,臧玉萍.基于L297与L298N的步进电机控制系统设计[J].硅谷,2008(13):29.
[7]张建民.机电一体化系统设计(2版)[M].北京:高等教育出版社,2002.
[8]李训经,雍炯敏,周渊.控制理论与基础[M].北京:高等教育出版社,2010.
自动排列 篇2
1、多项式 是_______次______项式，最高次项是__________
2、多项式 的次数为 ，其中字母x的最高次数是 ，字母y的最高次数是 。
3、= (按字母 的降幂排列)
= (按字母 的升幂排列)
4、多项式 是 次 项式，按 的`升幂排列为 。
5、多项式 按 的降幂排列是__________________________。
◆典例分析
例：(1)把多项式 按t的升幂排列。
(2)把多项式 重新排列：①按a的升幂排列;②按a的降幂排列。
解：(1)
(2)① ;②
评析：按某个字母升幂排列或降幂排列的关键在于三点：①看清按哪个字母进行排列;②弄清这个字母在每一项中的次数;③排列时需将符号一起移动(带正号的项移至首项时需省略+，正系数的首项移作其他项时需添上+)。
◆课下作业
●拓展提高
1、将代数式3x2y+5xy23y35x3按y的升幂排列是( )
A、5x3+3x2y+5xy23y3 B、3y3+5xy2+3x2y5x3
C、5x33y3+3x2y+5xy3 D、3x2y+5xy23y25x3
2、把多项式 按x的降幂排列后，第三项是( )
A、B、C、7 D、
3、多项式6xy212x2y+8x3y3是______次______项式，按字母x的升幂排列是________ 。4、把多项式 按y的降幂排列是________，并补入其中的缺项是________。5、在 中，若把 看成一个字母，则按 的降幂排列为 。
6、把下列多项式先按字母x的降幂排列，再按字母x的升幂排列。
(1)
(2)
(3)
7、你能指出下列三种错误分别错在哪里吗?
(1)将多项式 按字母x降幂排列得： ;
(2)将多项式 按字母y降幂排列得： ;
(3)将多项式 按字母x降幂排列的：
●体验中考
1、(湖南娄底中考题改编)把多项式2x3y2-3x2y3-5x4y+6xy4-5按y的升幂排列是 。
2、(20贵州黔东南州中考题改编)把多项式 按x的降幂排列为___________________________。
3、(新疆乌鲁木齐中考题改编)把多项式
(1)按x的升幂排列;(2)按y的降幂排列。
参考答案：
◆随堂检测
1、四，四，
2、5，4，5
3、，
4、四，四，
5、
◆课下作业
●拓展提高
1、A 2、A 3、三，四， 4、，
5、
6、(1) ， ;
(2) ， ;
(3) ，
7、(1)符号搞错。正解： ;(2)忘记加+号。正解：
(3)没有连接。正解：
●体验中考
1、
2、
排列与组合模型 篇3
关键词：排列与组合；模型；考点
题型1：分组问题
例1.將5名实习老师分配到3个班实习，每班至少1名，至多2名，不同的分配方案有（ ）
A.30 B.90
C.180 D.270
解析：由题目可知，5名教师只能分组为1，2，2，首先选出分配1个老师的那个班，即C13·C15，然后把剩下的4名老师随机各选2名分给剩余两班，即C24·C22，则最后应该有分配方案C13·C15·C24·C22=90种，故选B。
考点升华：均匀分组与不均匀分组、无序分组与有序分组是组合常见题型。解决关键是是否均匀，无序均匀分组要除以均匀组数的阶乘数；有序分组要在无序的基础上乘以分组数的阶乘数。
题型2：捆绑问题
例2.将4名男生、3名女生排队照相，若7人排成一列，4名男生须排在一起，方法有（ ）
解析：先将4名男生排在一起，当成一个元素，再与其余3名女生排，故共有A44·A44=576种，故选B。
考点升华：把相邻元素看做一个整体，再和其他元素一起排列的方法称为捆绑法，此法应注意捆绑元素内部的排列。
题型3：特殊元素（位置）问题
例3.某晚会由7个节目组成，演出顺序有如下要求：甲节目须排在前两位，乙不排在第一位，丙须排在末位，则节目排序方案有
种。
解析：特殊节目有甲、乙、丙三个，可按甲的节目分两类：（1）甲排第一位，共有A55=120种排法；（2）甲排第二位，共有A14·A44=96种，据分类计数原理，共有方案120+96=216种，故填216。
考点升华：如果题目中含有特殊的元素或位置，应先满足这些特殊元素或位置，然后安排其他元素或位置，即采取先特殊后一般的解题原则。
题型4：插空问题
例4.8名学生和2名老师站在一处留影，2名老师不相邻的排
法有（ ）
A.A88·A29种 B.A88·C29种
C.A88·A27种 D.A88·C27种
解析：据题意先让8名学生排列，共有A88种，再让2名老师插
在8名学生形成的9个空中，有A29种，故共有A88·A29种，故选A。
考点升华：对于不相邻问题，先考虑不受限制的元素的排列，再将不相邻的元素插在前面元素排列所形成的空档中。
例说排列模型, 解决排列问题 篇4
一、占位模型
1. n个不同的元素占据n个不同的位置
此种问题很简单, 直接利用定义, 有Ann种排法。
2. n个不同的元素占据m个不同的位置
(1) 若n≥m且每个位置只占 (排) 一个元素;
(2) 若n≥m且每个位置至少占 (排) 一个元素;
(3) 若n<m且每个元素只占一个位置。
第一种情况有Anm种不同的占 (排) 法, 它与第二种有区别。第一种位置全满而元素有剩余, 第二种位置全满而元素没剩余, 它的占 (排) 法需因题而异, 一般做法是先分堆, 再全排。第三种位置有剩余而元素无剩余, 有Amn种不同的占 (排) 法。
例1.5人占4个房间, 每房间1人, 共有种占法;若每个房间至少有1人, 有种不同的占法。
在一些复杂的排列问题中, 一般不是一下子就将全部元素排好, 而是分步排列。
二、次序一定模型
排列时有一定的次序要求, 处理这类问题的方法:可以先排无要求元素, 次序一定的元素最后唯一安排在余下的位置。
例2.A、B、C、D、E五名同学速算比赛, 计算速度各不相同, 则A比B先算完的比赛结果共有种。 (当然此题亦可用概率平均法)
三、不相邻模型
排列时要求某些元素不相邻, 处理时常用的思路是:先安排无要求的元素, 将不相邻的元素安排在其空隙。但有时要注意捆绑问题, 元素间有无差别。
例3.4男3女排成一排, 3名女生恰有两名相邻的排法有种。
分析:恰有两名相邻, 言外之意是与第三名不相邻。要注意的是4男3女构成的元素各不相同, 他们本身也构成全排列。
例4.7个座位的连椅, 4人就座, 3个空座恰有两个连在一起的排法共有种。
分析:此题不用再乘以因为空座间无差别, 是相同的元素。
例5.7枪连续射击, 命中4枪, 未命中3枪则恰有2枪连在一起的情况有种。
分析:命中的4枪无差别, 不用再乘, 未命中的3枪也无差别, 不用再乘。有时直接计算情况很复杂, 此时可采用间接算法, 用总数减去不符合条件的情况。
例6.7个人站成一排, 甲不站在排头, 也不站在排尾, 则共有种排法。
例7. (2007年全国Ⅰ) 从班委会5名成员中选出3名, 分别担任班级学习委员、文艺委员与体育委员, 其中甲乙二人不能担任文艺委员, 则不同的选法共有种。
幸福排列组合 篇5
有位男孩叫程布吉，他的爸爸也要结婚了。
你猜两者之间有什么联系？没错，两个单亲家庭即将重组为一个双亲家庭。在商晓娜姐姐的新作《幸福排列组合》里，夏芊芊和程布吉就这样由陌生人变成了兄妹。
从此以后，程布吉给夏芊芊制造了无数的麻烦，可奇怪的是，他却不允许别人欺负她。在夏芊芊需要帮助的时候，程布吉总是及时出现，并伸出援手。慢慢地，夏芊芊发现了程布吉藏在心里的秘密，并努力揭开谜底，找寻真相。在遭遇多方磨难，经历一系列生活变故之后，他们终于与生活握手言和。幸福，就在此时悄然而至。
这是春天和夏天交替的季节，对于北方的城市来说，杨树和柳树的叶子，也不过只长出来一点点，还是新绿的颜色，看起来干净又柔嫩。
夏芊芊跟着妈妈坐在一辆租来的三轮车上，一路都是那样的绿色。偶尔有风吹过来，吹乱了她的头发，让她不得不掏出一把小梳子，时刻准备着整理她的乱发。
她并不算爱美的女生，但是今天不一样，妈妈要求她一定要保持着整洁的样子，因为今天对于她、对于妈妈，都算是很重要的一天。
她在三轮车上坐得久了，心里难免生出些不耐烦。
“还要多久才能到呢？”夏芊芊问道。
“快了！”妈妈回答说，“等一会儿他会站在小区门口接我们。”
妈妈口中的“他”，是夏芊芊的新爸爸，她并不认识他，只知道他跟妈妈很谈得来，并且要跟妈妈组织一个新的家庭。
“他为什么只在小区门口接？”夏芊芊低下头，心情莫名地烦躁起来，她嘟囔着抱怨，“他至少应该到我们的家里去，帮我们拿一下行李。”
她说完这些，低着的头又抬了起来，打量着她和妈妈带出来的两个编织袋和一台旧电视机。她们的东西一向不多，这几乎就是全部了。
妈妈并没有马上回答她的问题，她的眼睛紧盯着前方，当三轮车行驶到一排矮旧的红砖楼房时，她突然叫那蹬车的人把车速降下来。
“芊芊，妈妈以前住过这里的，就是那一栋楼。”她很轻易地陷入回忆里，“我住在这里的时候，也还是小姑娘呢，那是二十几年前，或者三十年前的事情。”
夏芊芊点点头，算是回应。但是今天，真不是谈论过去的好时候，她更多的心思，都放在了即将到来的见面上。
那个人长什么样子？
那个人脾气好不好？
那个人会虐待继女吗？
那个人有没有不好的生活习惯？
…………
她想的问题太多，都堵在心里，这让她的脸色也愈发难看起来。
终于，妈妈发现了她的不对劲。
“晕车了？”妈妈问。
夏芊芊闭上眼睛，索性就装出一副晕车的样子。
她听到妈妈对那个蹬车的人说：“还是走快点吧。”
三轮车真的快起来，就连拂过脸颊的风，都变大了，似乎也变冷了。
夏芊芊不愿意再去管她的头发好看还是不好看，就这么任由它飘着。也不知过了多久，她听到一声“到了”，三轮车就停了下来。
（选自《幸福排列组合》）