机械设计及自动化专业综合试验指导书分解.doc

机械设计及自动化专业 综合实验 李晓利 李大寨 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院 机械工程及自动化系 2016年8月31日 实验总则 自控与电子集成技术的发展使机电一体化成现代设计的发展方向，这种趋势，促使社会在人才选择上对机电综合能力与实际操作技巧的重视。因此，机电一体化实验是顺应社会需要而设置，意在提高学生机电知识综合应用能力与设计水平。 微型计算机中的主要部件均属于典型的机电一体化产品，因此，本项实验就以计算机中的软盘驱动器与光盘驱动器为实验体，围绕着机械结构与电路控制设置六项实验，即： 实验一：软盘驱动器拆装实验。 实验二：软盘驱动器的结构、工作原理、运动分析及主要零件测绘实验。 实验三：光驱拆装及结构分析实验。 实验四：软盘驱动器磁头运动控制和编程实验。 实验五：光驱光学头运动控制和编程实验。 实验六：软盘驱动器磁头运动寻道综合测试实验 其中，实验一、二、三、六属于机械结构分析及测试部分，实验四、五是电路控制及编程实验，两部分内容紧密结合，组成一个有机的整体。 通过上述六项实验，机电一体化实验包括了产品开发与产品设计中的功能分析、结构设计、控制设计、控制编程及运动测试与误差分析的全过程。为达到预期目的，要求实验者必须做到： 按实验安排时间准时入室，不得缺席、迟到或早退。严格遵守实验室一切规章制度，按操作规程独立完成实验。 上课前认真阅读实验指导书，认真听老师讲解，按指定席位进行实验，不得窜位及私自调换。有问题及时问老师，不得擅自动试验系统内的非实验环节。 实验过程要小心仔细，拆卸下来的零件要放入指定的器皿内，不得损坏或丢失实验原件、工具。 实验完毕要认真填写实验报告，数据要真实，不得修改，分析要透彻。 实验结束后应切断电源，整理全部仪器、工具、实验桌凳及垫子，并经请示老师后离开实验室。 实验一 软盘驱动器拆装实验 一. 实验目的 1. 了解软盘驱动器的功能原理。 2. 了解软盘驱动器的运动规律。 3. 了解软盘驱动器的结构原理、结构特点、结构与运动之间的对应关系。 二. 实验器具 软盘驱动器一个 仪表改锥一套 零件盒一只 三. 软盘驱动器的功能原理 软盘驱动器（Floppy Disk Driver）是一个机电磁结合的产品。它的任务是实现数据的读、写、抹，它由读写系统、控制系统、机械定位与运动系统组成。 ·读写系统由磁头、软磁盘片和读写电路组成。它的基本功能是将软磁盘控制器送来的一串编码的脉冲序列经过写电路由磁头转换成介质磁层的磁化翻转，记录在软磁盘上；或将软磁盘上记录的磁化状态经过磁头和读写电路读出数据和时钟混合的脉冲送到数据分离电路，还原成数据序列。 ·控制系统由控制电路、步进电机及电机组成，它的作用是接受与执行软盘控制器的信号，控制磁头的寻道与定位动作，寻找所需要的磁道和扇区进行读、写、抹操作。 ·机械定位与运动系统主要是实现软磁盘的送进、退出及定位，磁头的寻道位移及软磁盘片的转动。它由磁盘送进机构、磁头位移机构、磁盘转动定位机构组成。 四. 软盘磁片的结构 软盘磁片（Mini Floppy Disk）是计算机数据信息的外部储存介质，自1976年5.25in 软盘问世之后，1968年发展到3.5in 盘，自1990年以后3.5in 盘应用成为主要趋势。因此，主要介绍3.5in 盘的结构。 1．3.5″软盘的外形与盘片结构 2．3.5″软盘的构件与装配 3.5in 磁盘是由12个零件所构成，各部件名称如表1－1所示。各部件装配关系图见 编号 部件名称 1 盘片 2 粘结环或A环 3 金属中心环 4 上半外壳 5 下半外壳 6 轴垫 7 提升垫 8 快门 9 衬里（两片） 10 快门弹簧 11 写保护块 图1－2。 五．软盘驱动器结构原理 要实现数据的读写抹，软盘驱动器工作时要完成下列工艺动作： 软盘片快门的打开与定位； 软盘片的送进与退出及定位； 寻找磁道与扇区时，软盘磁片的旋转与磁头小车的往复。 图1-3 软盘驱动器结构原理图 软盘驱动器是由板金件元件上、下盖板，上、下推板及基板构成的盒状体，将基板作为主体固定体，把控制电路、读写电路及运动元件固定在上面。主要结构是四部分： 拨叉机构。实现软盘片的打开与复位。 上下推板组成的水平与竖直的滑动机构。实现软磁盘片的送进与退出。 丝杆、导轨机构，把步进电机的旋转转换成磁头小车的直线位移运动，其中圆柱导轨起导向作用，丝杆机构起运动转换作用。 磁盘转动机构。主要实现磁盘的定位与旋转运动，其中定位是靠机械定位和电磁定位起共同作用。 图1-4 软磁盘片定位机构图 六．软盘驱动器的拆装步骤 软盘驱动器的拆卸是由外向内，装配是