全自动电脑洗车机系统的设计

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1、http://www.paper.edu.cn全自动电脑洗车机系统的设计李建平，谭彧中国农业大学工学院,100083E-mail:li62337285@tom.com摘要：通过对汽车清洗机功能的要求，清洗过程中各主要清洗机构运动轨迹分析，完成了清洗机总体方案设计；完成了汽车清洗机驱动系统设计，使洗车机在断电或气压不足时，各机件都能处于安全位置，从根本上避免了在失电等情况下对汽车损害的可能，同时采用硬件电气联锁设计，保证了驱动电机的安全性；完成了汽车清洗机控制系统的设计，硬件设计采用了PLC控制器，提高了控制系统运行的可靠性，保证了洗车机的安全运行。关键词：汽车

2、清洗机PLC自动控制1引言随着我国汽车保有量的迅速提高，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇。汽车清洗机作为洗车工作必不可少的设备，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护的要求，成为其开发和生产必须要考虑的内容。2全自动洗车机的总体方案设计[1]汽车清洗机主要由机械系统、驱动系统、控制系统以及水循环系统等组成。机械系统主要由机架、导轨、顶刷摆臂机构、小侧刷摆臂传动机构、大侧刷摆臂传动机构和吹干系统等构成。驱动系统的作用是根据控制系统发出的指令，将来自电液压和气压等各种能转化为直线运动或旋转运动的机械能的系统。根据能量转换方式，可分为电气驱动、液压驱

3、动和气压驱[2]动。从运行精度、功能、结构、体积、成分等角度综合考虑，本设计选用电气驱动和气压驱动方式，其中，机架的行走，顶刷、大侧刷和小侧刷和吹干风箱运行采用气动驱动方式。控制系统的设计：可编程控制器PLC是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存命令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输[3]入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。水循环系统的作用是将汽车清洗机洗车废水净化，循环利用。3全自动洗车机气路系统的设计通过对汽车清洗机气动系统的工况分析，可确定顶刷、大侧刷、风管选用单作用气缸即可完成控制要求，但由于受力状况

4、均为活塞杆退回状态，若通过机构转换不仅增加了成本，[4]而且传动效率和机构尺寸将受很大的影响，因此，气缸均选用双作用气缸，工作原理如图1所示。顶刷依靠气缸活塞杆拉动摆臂而下降，回位则依靠平衡机构实现。吹干管的工作原理与顶刷基本相同，只是又加了一重机械保护装置，图中元件17为滚轮杠杆式换向阀，当风管距离车身到达滚轮的保护距离时，阀芯被压下，阀换向，从而使风-1-http://www.paper.edu.cn8131419222371112182731263061021172529165920152428102340气源1继电器2过滤器3、5、9、15、20、24

5、、28减压阀4油雾器6、10二位四通换向阀7、11、12、18节流阀8、13、14、19、22、23气缸16、17、21二位三通换向阀25、29二位二通换向阀26清洗剂箱30水蜡箱27、31发泡器图1洗车机气动原理图管配重的作用下向上运动，避免风管损伤车体。小侧刷运动为双向运动控制，因此其双作用气缸的两个腔室均要求起作用。当换向阀21不通电时，小侧刷气缸活塞收回，小侧刷不张开；当换向阀21通电时，小侧刷气缸活塞推出，以使小侧刷靠近车轮。为实现这一目的，选用一个二位五通阀作为换向机构。在汽车清洗机喷洒清洗液和水蜡时，如果加入一定压力的空气对溶液进行泡沫化处理，则

6、洗车效果更加，因此在气动回路中加入了一个二位二通阀25和29以控制气路的通断，同时，空气压力需控制在一定的范围，否则影响泡沫化程度，甚至会阻断液路的喷淋，所以各需要在回路中安装一个减压阀，以保证压力波动在合理的范围。4全自动洗车机控制系统软硬件设计4.1全自动洗车机控制系统硬件设计汽车清洗机主要包括机架行走结构、大侧刷刷洗结构、小侧刷刷洗结构、顶刷刷洗结构、吹干系统以及清洗液管路系统。机架采用两台交流异步电动机作为驱动源。通过控制行走电机的正转、反转，使机架前进或后退。同时，为保证汽车清洗机在轨道上运行的安全性，在轨道两端特设立两个行程开关，以控制机架行走的范

7、围。机架行走电机的控制由手动前进按钮、手动后退按钮。两个[5]行程开关等控制两台电机的接触器来实现。大侧刷刷洗机构由大侧刷定位机构和刷子转动机构组成。刷子转动由两台交流异步电动机作为驱动源，且需要对刷子转动通过对两个交流接触器的控制来实现正反转控制，大侧刷定位机构以两支气缸作为驱动源，气缸的状态通过控制电磁阀来实现，同时大侧刷要进行原位，中间位置和与车头、车尾相碰位置的识别，这些位置识别则通过四个接近开关和两个-2-http://www.paper.edu.cn行程开关来实现。小侧刷刷洗机构由定位机构和刷子转动机构组成。刷子转动由两台交流异步电动机作为驱动源，

8、不需要对刷子进行正反转控制。小侧刷定位