慧鱼详解
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湖北理工学院毕业设计（论文） “慧鱼模型”三自由度机械手 设 计 小 册 学院：机电工程学院 班级：机械设计与制造 指导老师： 姓名：学号：201030120130 湖北理工学院毕业设计（论文） 一、概述 ............................................................ 1 1.1机电一体化技术 ................................................... 1 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 (1) 1.1.2机电一体化系统组成 (1) 1.2. 慧鱼机器人 ..................................................... 2 1.2.1慧鱼创意教学组合模型简介 (2) 二、机器人的组成 .....................................................
2.1组成构件 ......................................................... 3 2.2慧鱼机器人分析 ................................................... 6 2.2.1机器人机构组成 (6) 2.2.2主要成分构成及功能 (7) 2.3. 机器人的工作空间形式 ............................................ 9 2.4机器人的机械运动形态和变换控制 .................................. 11 2.5机器人的位移、速度、方向的控制方法 (13) 湖北理工学院毕业设计（论文） 一、概述 1.1机电一体化技术 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则 运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 1.1.2机电一体化系统组成 1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。 2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。 3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。 4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压
机电系统设计综合实训 报告 课题：自动门的设计及其控制电路设计 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机械091 学生姓名： 指导老师：顾军、晟
引言 在经济飞速发展的当今社会，高楼耸立的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼、车库等，自动门已是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的传感器来感应人或车辆的出入，当人走近自动门时传感器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来进出方便，而且可以节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更能让门显得大方美观。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已逐渐被淘汰。基于慧鱼、PLC、单片机控制的自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。因此选择自动门作为典型综合实训课题来巩固我们对慧鱼软件、单片机、PLC等应用技术的学习。 1.系统功能分析 自动门整体结构图如图1.1所示。自动门控制装置的硬件组成：自动门控制装置由门内光电探测开关K1，门外光电探测开关K2，开门到位限位开关K3，关门到限位开关K4，开门、关门执行机构KM1（电动机正反转），传动机构等部件。控制要求： 1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。 2）自动门在开门位置停留10秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM1被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。 3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或 K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。 图1.1
基于慧鱼模型搭建的自动门设计及其控制电路设计
机电系统设计综合实训 报告 课题：自动门的设计及其控制电路设计 学院：机电工程学院
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
浅述基于慧鱼模型的履带型立体停车库设计 摘要基于慧鱼模型设计了一种用来解决小区停车困难的立体停车库，本车库采用一位多车侧方位停取方式，利用电机带动卷筒收放绳索来实现车辆的升降；利用履带实现水平横移，具有自动化停车、节省空间、便于安装拆卸等优势，具有广阔的应用前景。本文将从结构设计做简要的设计分析。 关键词慧鱼；立体停车库；结构设计 前言 随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是小区停车状况的尴尬。老式小区结构已很难改变，意味着其车位数量已很难增加，而新式小区其车位的增加量也远不及私家车增加量。各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，小区中也同样会出现停车难的一系列问题[1]。 目前市面上也有一些立体停车库，但是这些停车库大都是一些大型的停车库，不适合建在空地小且零散的小区中。而一些小型的车库，当用户要停车时需要极高的“车技”才能把车停好。本文解决了现有大型停车库难以安装和小型车库停车困难的问题，设计了一种智能化小型立体停车库，该小型立体停车库拆卸简便、造价低、使用方便、安全、空间利用率高，而且可以针对不同小区的各种复杂且零散的情况来相应的选择不同结构来安装。 1 基本结构原理 本文设计的“履带传输横移式”立体停车库，主要针对小区停车位少及其侧方位停车困难的问题而设计，尽量做到接近实际，在实践中检验，充分利用已有的慧鱼结构，进行组合创新，通过比较论证，选用科学合理机构，以实现其操作智能化，功能集成化。本产品由以下几个部分构成[2]。 （1）载车板：车停放至载车板，通过履带同向运转带动载车板的进出，从而实现车辆的存取。 （2）停车装置：停车装置固定在框架之中，可以用于停车。 （3）载车装置：载车装置能与停车装置配合运动，实现载车板的进出。 （4）悬臂装置：可以实现载车装置升降与进出。 （5）横移装置：可以将悬臂装置移动至相应车位正上方。 2 功能模块的设计
慧鱼创意组合设计实验指导书
《慧鱼创意组合设计实验》课程 实验指导书 江西理工大学 机械基础实验室
慧鱼创意组合设计实验指导书 一、实验目的 本实验主要基于慧鱼创意模型系统（fischertechnik）。实验的目的是经过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计的有一定功能的机器人模型产品，使学生体会创意设计的方法和意义；同时经过创意实验，使学生了解一些计算机控制、软件编程、机电一体化等方面的基础知识，加深对专业课学习的理解，为后续课的学习做一个很好地铺垫。 二、实验设备介绍 1．慧鱼创意模型系统的组成： 慧鱼创意模型系统（fischertechnik）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等。 拼插构件单元：系统提供的构件主料均采用优质的尼龙塑胶，辅料采用不锈钢芯铝合金架等，采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，多次拆装。系统提供的技术组合包中机械构件主要包括：齿轮、联杆、链条、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮）、齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。 驱动源：①直流电机驱动（9V、最大功率1.1W、转速7000 prn），由于模型系统需求功率比较低（系统载荷小，需求功率只克服传动中的摩擦阻力），因此它兼顾驱动和控制两种功能。②减速直流电机驱动（9V、最大功率1.1瓦，减速比50：1/20:1）。③气动驱动包括：储气罐、气缸、活塞、电磁阀、气管等元件。
传感器：在搭接模型时，你能够把传感器提供的信息（如亮/暗、通/断，温度值等）经过接口板传给计算机。系统提供的传 感器做为控制系统的输入信号包括：①感光传感器 Brightness sensor （光电管）：对亮度有反应，它和 聚焦灯泡配合使用，当有光（或无光）照在上面 时，光电管 产生不同的电阻值，引发不同信号。 ②接触传感器Contact sensor （触动开关）：如图1所示， 当红色按钮按下，接触点1、3接通，同时接触点1、2 断开，因此有两种使用方法：常开：使用接触点1、3，按下按钮＝导通；松开按钮＝断开；常闭：使用接触点1、2，按下按钮＝断开；松开按钮＝导通。③热传感器Thermal sensor （NTC 电阻）：可测量温度。温度20°C 时，电阻值1.5K Ω。NTC 的意思是负温度系数，温度升高电阻值下降。④磁性传感器 Magnetic sensor ：非接触性开关。⑤红外线发射接收装置：新型的运用可控制所有马达电动模型的红外线遥控装置由一个强大的红外线发射器和一个微处理器控制的接收器组成。有效控制范围是10米，分别可控制三个马达。 接口板：自带微处理器，程序可在线和下载操作，用LLWin3.0或高级语言编程，经过RS232串口与电脑连接，四路马达输出，八路数字信号输入，二路模拟信号输入，具有断电保护功能（新版接口），两接口板级联实现输入输出信号加倍。 PLC 接口板：实现电平转换，直接与PLC 相连。智能接口板自带微处理器，经过串口与计算机相连。在计算机上编的程序能够移植到接口板的微处理器上，它能够不用计算机独立处理程序（在激活模式下）。 3 2 图1触动开关原理
摘要 慧鱼创意组合模型主要有组合包、培训模型、工业模型三大系列，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等领域和高新学科，利用工业标准的基本构件（机械元件／电气元件／气动元件），辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实验分析，可以实现任何技术过程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟，从而为实验教学、科研创新和生产流水线可行性论证提供了可能，世界知名的德国西门子、德国宝马、美国IBM等一大批著名公司都采用慧鱼模型来论证生产流水线。 Abstract Fischer creative combination model mainly include the combination packages, training mode , industrial model three series, covers the mechanical, pneumatic, automotive, electronics, control technology, energy technology and robot technology, and high and new disciplines, using industrial standard of the basic building blocks (mechanical components/electrical components, pneumatic components), supplemented by sensor, controller, actuator and software, using design and experimental analysis, can implement any reduction of technology process, more can realize industrial production and the simulation of large mechanical equipment operation for feasibility experiment teaching, scientific research and innovation and production lines provides a possible, world famous Germany Siemens, Germany's BMW, the United States a large number of famous companies such as IBM model is used to demonstrate the production assembly line.
摘要 利用慧鱼创意模型组合拼建后轮驱动的电动小车模型，其动力装置安装在底板，由发动机提供。慧鱼创意组合模型是一种技术含量较高，经拼接后形成的工程类模型，是展示科学原理和科学技术的理想教学器材。而本文设计是以德国慧鱼创意积木所搭建而成的模拟机器人为基本构架，通过圈形式人机界面LLwin,再由智慧型电脑界面板去控制驱动机器人，使机器人的细节部分动作达到我们的要求，再而取代我们以后常用的由硬体描述语言所驱动的构架，通过慧鱼模型拼接组装，程序编制，任务达到要求，简明扼要的阐释了机械之间的配合关系，各种传感器安装使用，软件编写，实现对伺服电机，电磁线圈的控制，操作简单易懂，更加方便快捷。自动循迹小车是智能机器人的一种，这种智能小车可以适应不同的环境，在不受湿度，温度，磁场及重力等条件影响下可发挥很大的作用。 关键词：智能机器人慧鱼模型循迹小车边界识别
Abstract Fischertechnik models use a combination of creative spell built rear-wheel drive electric car models, the power device installed in the floor, provided by the engine.Fischer creative combination model is a high-tech, engineering model formed after splicing, is to demonstrate the scientific principles and ideals of science and technology teaching equipment.In this paper, design studios and German Fischer creative building blocks are made of simulated robot built as a basic framework, in the form of man-machine interface by ring LLwin, then by intelligent computer interface board to control the drive robots, robot parts to make the details of action to achieve our requirements,We later used again and replaced by a hardware description language driven architecture, with the model by stitching assembly, programming, meet the requirements of the task, with a concise explanation of the relationship between mechanical,Install and use a variety of sensors, software development, to achieve servo motors, solenoid control, easy to understand, faster and more convenient.Automatic tracking car is an intelligent robot, this smart car can adapt to different environments, can play a significant role in the unaffected by humidity, temperature, magnetic field and gravity conditions affected. Keywords:Robot;Fischertechnik;Tour Line; Boundary identication
“慧鱼模型” 三自由度机械手 设 计 小 册 学院：机电工程学院班级：机械设计与制造 指导老师：蔺绍江 姓名：王连海 学号：201030120130
一、概述 (1) 1.1机电一体化技术 (1) 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 (1) 1.1.2机电一体化系统组成 (1) 1.2. 慧鱼机器人 (2) 1.2.1慧鱼创意教学组合模型简介 (2) 二、机器人的组成 (3) 2.1组成构件 (3) 2.2慧鱼机器人分析 (6) 2.2.1机器人机构组成 (6) 2.2.2主要成分构成及功能 (7) 2.3. 机器人的工作空间形式 (9) 2.4机器人的机械运动形态和变换控制 (11) 2.5机器人的位移、速度、方向的控制方法 (13)
一、概述 1.1机电一体化技术 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 1.1.2机电一体化系统组成 1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基 础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。 2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是 检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变 化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到 的信息向执行器发出相应的控制。 3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器 的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根 据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控 制整个系统有目的地进行。 4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行 器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械 系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气 能和液压能。
目录 1.机电一体化技术 (6) 1.1机电一体化技术的定义和内容 (6) 1.2机电一体化系统组成 (6) 2.慧鱼机器人 (7) 2.1慧鱼创意教学组合模型简介 (7) 2.2慧鱼机器人分析 (7) 2.2.1机器人机构组成 (8) 2.2.2机器人工作空间形式 (8) 2.2.3机器人机械传动方式 (10) 2.2.4机器人位移速度控制方式 (13) 2.2.5机器人模型图绘制 (14) 3.总结 (17) 4.参考文献 (18) 1.机电一体化技术 1.1机电一体化技术的定义和内容
机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 1.2机电一体化系统组成 1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。 2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。 3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。 4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能。 2. 慧鱼机器人 2.1慧鱼创意教学组合模型简介
创新创业实践2 慧鱼模型建模 滑动秤锤式测量计 陈仲键 201130510203 指导教师王慰祖 学院名称工程学院专业及班级11机制2
目录 一、建模 (3) 1.1 模型名称 (3) 1.2 概述 (3) 1.3 慧鱼模型零件建模 (3) 1.4 滑动秤锤式测量计建模 (3) 1.4.1 测量计组成 (3) 1.4.2 分析 (3) 二、性能拓展及改进 (7) 2.1 问题分析 (7) 2.2 改进方案 (8) 三、总结与感想 (10)
一、建模 1.1 模型名称：滑动秤锤式测量计 1.2 概述： 常见的测量物体重量的天平为对称式，而滑动秤锤式测量计采用非对称式平衡，利用杠杆原理，结构简单，且实用方便。此次将以其为例子对其进行建模，并进行功能分析等。 1.3 慧鱼模型零件建模 慧鱼模型零件为统一标准零件，因此可以组合出各种模型，然而并非所有零件都会用到，对于绝大多数普遍会使用到的零件我们小组进行分工画图，然后通过实体建模，再确定自己的模型需要哪些特别零件，自己再进行补充建模。 1.4 滑动秤锤式测量计建模 1.4.1 测量计组成 测量计包括底板，支架，杠杆（含刻度），秤砣，挂盘，指针共6大部分 1.4.2 分析 1）底板 起支撑固定作用，支架等其他零件需要安装固定在其上。 2）支架 支架底座为三角架，受力较均匀，不易倾倒。三脚架上的红色长方形薄片上正中有0刻度，为
观察指针是否偏斜，判断物体与秤砣两边是否平衡。再往上支架顶端有安装杠杆用的套筒，通过轴杆与杠杆相连。 3）杠杆 支架，挂盘，指针，秤砣都需要连接在杠杆上，杠杆长度较长，作为其他部件的连接件，杠杆要求刚度较高，在承受较大的力时不易变形，防止结构破坏或者造成读数不准确。 4）挂盘 挂盘作为物体的承载部件，其刚度也要求较高，另外，为避免因挂盘自身过重而造成杠杆量程变短，挂盘的材质可选择采用PP塑料。
基于慧鱼模型的水上垃圾 收集器设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
毕业设计（论文）基于慧鱼模型的水上垃圾收集器设计专业年级机械工程及自动化 2008级 学号姓名 指导教师 评阅人 二○一二年六月 中国常州
河海大学 本科毕业设计（论文）任务书 （理工科类） Ⅰ、毕业设计（论文）题目： 基于慧鱼组合模型的水上垃圾收集器设计 Ⅱ、毕业设计（论文）工作内容 （从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）： 一、翻译英文资料； 二、水上垃圾收集器在水上能更加方便地收集各种垃圾，清理河道水面。通过机器前部分的叶片装置，再加上机械手臂的水面辅助功用，可以大大的加强机械水上收集垃圾的效率，进行更加方便快捷地处理水上垃圾。这个装置在设计中设计为可拆装组件，在考虑机械手臂的同时，在手臂的中间部分采用网状设计，可以减少水的阻力，也可以收集垃圾，使之更为方便和快捷。叶片的功能，在装置的前部分以叶片为主要部件。装置主要通过叶片的旋转来实现其主要功能——收集垃圾。除此外，叶片收集垃圾的可以达到不间断性，提高收集垃圾的效率。最终要求实物与设计方案一致，搭接实物模型应能够实现论文中所涉及到的相关功能，实物应以慧鱼基本构件为基础辅以其他相关零配件。 三、每周汇报进度； 四、毕业论文的撰写、修改、打印； 五、参加毕业设计论文答辩。 Ⅲ、进度安排： 1—2 周相关资料收集，拟定初始搭接方案 3―4 周英文资料查找及翻译，完善搭接方案 5―8 周进行模型搭接，并完成最终模型 9―12周完成模型软件部分设计
慧鱼机器人 一、概述 1.1机电一体化技术 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 1.1.2机电一体化系统组成 1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着 支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。 2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电 一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递 给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的 控制。 3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信 号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果， 按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。 4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动 部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械系统提供 能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能。
目录 1 绪论 (1) 1.1 创新创业实践Ⅱ性质目的 (1) 2 结构模型说明部分 (1) 2.1 所建模型的主要功能 (1) 2.2 结构设计 (2) 3 性能拓展说明部分 (4)
1 绪论 1.1 创新创业实践Ⅱ性质目的 《创新创业实践Ⅱ》作为一门实践性必修课程，旨在提高机械设计制造及其自动化专业学生的实践动手能力，同时增进学生对机械以及控制的了解。 2 结构模型说明部分 2.1 所建模型的主要功能 本次实践中我们组所设计的慧鱼模型三维图如图1，其主要功能是可通过人工控制机械臂的张合，伸长缩短以及方位旋转等，能够灵活实现大型物件的夹持、运输、安放等操作。 图1 2.2 结构设计
此模型的主要原动件为如图2所示的摇柄，传动机构为如图3所示的一对锥齿轮啮合，执行机构为如图4所示的可转圆台。传动过程为通过摇动手柄，带动手柄末端的锥齿轮旋转，然后通过锥齿轮副带动竖直杆旋转，由于模型中竖直杆与圆台是过盈配合，因此可带动圆台旋转，从而实现机械手臂的旋转操作。 图 2 图 3
图 4 另外，如图5所示模型中的机械手臂可以实现上下摆动、伸长缩短、手爪开合的操作。 图5
3 性能拓展说明部分 此模型只是人控机械手臂的雏形，当中还有很多可以改进、拓展的地方，现举例分述如下： （1）底盘可改成履带式并增设原动机，即可实现模型整体的平面移动，使模型的行进方位更加灵活。 （2）此模型原动件为手柄，但实际应用中可改成步进电动机，通过控制对电动机转速、转数的控制实现机械手旋转快慢、旋转角度的更精确的控制。 （3）可另设一个控制室，使操作环境更加舒适，使操作人员对机械手的方位观察得更加清晰。 （4）可增设机械手的关节，使其结构更加接近人手，从而提高机械手的灵活度，更加容易夹持物件，并容易控制夹持所需力度。
毕业设计（论文）基于慧鱼模型的水上垃圾收集器设计专业年级机械工程及自动化 2008级 学号姓名 指导教师 评阅人 二○一二年六月 中国常州
河海大学 本科毕业设计（论文）任务书 （理工科类） Ⅰ、毕业设计（论文）题目： 基于慧鱼组合模型的水上垃圾收集器设计 Ⅱ、毕业设计（论文）工作内容 （从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）： 一、翻译英文资料； 二、水上垃圾收集器在水上能更加方便地收集各种垃圾，清理河道水面。通过机器前部分的叶片装置，再加上机械手臂的水面辅助功用，可以大大的加强机械水上收集垃圾的效率，进行更加方便快捷地处理水上垃圾。这个装置在设计中设计为可拆装组件，在考虑机械手臂的同时，在手臂的中间部分采用网状设计，可以减少水的阻力，也可以收集垃圾，使之更为方便和快捷。叶片的功能，在装置的前部分以叶片为主要部件。装置主要通过叶片的旋转来实现其主要功能——收集垃圾。除此外，叶片收集垃圾的可以达到不间断性，提高收集垃圾的效率。最终要求实物与设计方案一致，搭接实物模型应能够实现论文中所涉及到的相关功能，实物应以慧鱼基本构件为基础辅以其他相关零配件。 三、每周汇报进度； 四、毕业论文的撰写、修改、打印； 五、参加毕业设计论文答辩。
Ⅲ、进度安排： 1—2 周相关资料收集，拟定初始搭接方案 3―4 周英文资料查找及翻译，完善搭接方案 5―8 周进行模型搭接，并完成最终模型 9―12周完成模型软件部分设计 13―14周完成论文初稿，拍摄作品动作视频 15―16周论文修改并定稿，参加答辩 Ⅳ、主要参考资料： [1] 《机电创新实践教程》周军河海大学出版社 [2] 《机械原理》申永胜清华大学出版社 [3] 《机械设计》濮良贵高等教育出版社 [4] 《慧鱼创意机器人设计与实践教程》曲凌上海交通大学出版社 指导教师：安翠翠， 2011 年 12 月 20 日 学生姓名：付泽，专业年级：机械工程及自动化2008级 系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）： 该课题来自实际情况，符合机械工程及自动化专业的培养目标，对学生进行多方面的综合训练，内容难度及工作量均符合要求。
教案-简易物体结构模型（慧鱼创意组合模型） 实训目标： 1．了解慧鱼结构包的诞生及意义、价值。 2．了解并掌握慧鱼结构包各构件名称、用法及如何组装。 3．掌握组装简易物体结构的方法与技能，探索不同结构形状的牢固程度。 4．激发和培养学生的动手、动脑能力，拓宽知识面，培养创新意识。 实训材料：慧鱼结构包，部分模型（如图） 实训过程： 1．介绍慧鱼结构包的来历及意义、价值。 2．识别零件：介绍构件名称及用法，教给简单的拼装方法。 3．教师示范制作一物体模型：房子。 结构是一种能承受负载的东西,它必须能承担起自身的重量和足够的负载。观察下列图示，思考各种形状所能承受的压力大小，认识到三角形是一种天然稳定结构，房子、桥梁都会用到这种结构。
桥梁桌子房子 仔细观察下图，这是个四边形，本可以自由转换成平行四边形。想一想，装上中间的斜杠后，还能自由变换成其他图形吗？ 4．学生独立拼装房子模型。展示自己的房子模型，比一比，谁的房子结构更牢固、更完美、更有创新意识。 秀一秀，说一说： 你还会拼装更复杂点的其他结构模型吗？试一试，2人为一组，合作拼装一座桥梁，做
一回桥梁设计师，当一次能工巧匠。拼装完工后相互点评，哪一组拼装的桥梁模型更牢固，更能赢得大家的喝彩。 课外拓展： 探索纸结构的承重 1．用相同的卡纸（或一种较厚的纸片），做成不同形状的桥（如图所示），试一试，哪种形状的桥最牢？为什么？ 2．比一比，哪种纸结构能承受的重量最大？ 用一张10×25cm的厚纸和一条2×30cm的胶纸制作各种纸结构（可采用图中形状，也可自由创作）。在纸结构上面放一10×10cm轻质塑料板，再在板上不断加重，直至结构变形为止。从中可以比较出哪种结构最能承重，你知道其中的奥秘吗？
慧鱼创意设计实验报告 篇一：慧鱼实验报告 华北电力大学 实验报告 实验名称: 慧鱼创意系统的实践与开发 课程名称：科技创新实践3 实验人：设制1301班施宗财 XX04410121 输电1402班张志聪 XX04400231 机电1401班侯文涛 XX044XX0 成绩：优秀 指导教师：房静 实验日期：XX.3.28 华北电力大学工程训练中心 | || | 隧道蔽障寻迹机器人 作品设计说明 一．研制背景及意义 我们知道，隧道、涵洞、高楼等工程建筑物发生事故时会发生坍塌，此时，救援人员是无法直接进入这些建筑物中进行营救工作的。同时，也没法得知里面的实际状况。为了解决这个问题，我们此次设计了这个隧道蔽障寻迹机器人，以期解决这个问题，以方便营救，代替人力进入这些复杂地段进行探测工作。
根据设计方案，我们先搭建了慧鱼模型，并进行了调试及简单的实地实验。 二、实验目的 1、认识了解慧鱼创意模型组合包中的各种功硬件。 2、了解ROBOPRO软件及编程。 3、了解慧鱼创意模型是如何控制与协调机构运动的。 4、锻炼机械创新能力，初步建立对机电一体化产品的认识。 三、实验原理 隧道机器人是一种代替人力进入到坍塌建筑物中的机器。能够进行蔽障、循迹，并且能够携带摄像头、红外探头、热敏、光敏、声敏电阻等的传感器进入复杂地段进行探测的机器。拥有很大的市场开发前景。 四、实验器材 1、“慧鱼”创意模型组合包。 2、“慧鱼”专用电源、数据线。 3、计算机一台。 4、“慧鱼”专用智能接口板。 5、ROBOPRO软件。 五、实验准备 认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型。 六、实验内容
2010慧鱼创意组合模型组合包系列介绍 目录 2010慧鱼创意组合模型组合包系列介绍 (1) 初级组合系列 (4) 初级包JUNIOR STARTER (30323) (4) 初级组合包JUMBO PACK (16551) (4) 基础类组合包 (5) 飞机AIRCRAFT (96776) (5) 乐趣汽车FUN CARS (96777) (5) 起重机CRANES (96778) (6) 拖拉机TRACTORS (96779) (6) 推土机BULLDOZER (41858) (7) 缆车SEILBAHNEN (41859) (7) 船舶BOATS (46230) (7) 机械组合包Mechanics (57481) (8) 拓展类组合包 (8) 马路清扫车组合包KEHRMASCHINEN (500878) (8) 遥控汽车组合包RC CAR SET (46231) (9) 万能组合包II UNIVERSAL II (93290) (9) 汽车组合包II AUTOMOBILE (41860) (10) 消防车FIRE TRUCKS (500879) (10) 超级卡车SUPER TRUCKS (77790) (11) 超级吊车SUPER CRANES (41862) (12) 轮船SHIPS+MORE（46233） (12) 创意添加组合包配件 (14) 灯泡LIGHTS (500880) (14) 远红外遥控添加组IR CONTROL SET (500881) (14) 可充电电源ACCU SET 220V ( 34969) (14) 创意散件添加组1000 CREATIVE BOX 1000 (91082) (16) 专业组合包 (17) 机械与结构组合包MECHANIC STATIC (93291) (17) 达芬奇机械包Da Vinci Machines （500882） (18) 气动技术包II PNEUMATIC II （77791） (19) 电子技术包E-TEC（91083） (20) 机器人组合包 (22) 机器人起步组合包ROBO STARTER SET(41863) (22) ROBO移动组ROBO MOBILE KIT ( 96808) (23) ROBO 探险家机器人ROBO EXPLORER (46234) (25) 气动机器人Pneumatic Robots (34948) (26) 工业机器人2 INDUSTRY ROBOTS II (96782) (27) 机器人起步技术包STARTER SET (18353) (28) 仿生机器人BIONIC ROBOTS（505001） (29)
慧鱼创意组合模型 实验任务书 一、实验目的 1、熟悉慧鱼模型的各个模块，了解机器人的基本结构。 2、能够运用计算机编程，合理控制机器人的运动。 3、通过实验提高动手能力和创新技能，对创造技法有一定的了解 二、实验内容 利用慧鱼创意组合模型搭接组装机器并运用专用软件编程实现机器运动的控制。 三、实验仪器 1）Computig Starter模型一套； 2）慧鱼专用电源一套； 3）PC机一台； 4）LLWIN 软件一套； 5）智能接口板一块； 6）还根据不同的实验机器人，包括可充电电池和远红外遥控添加组等设备。 四、实验任务书 1、至少搭建原说明书中的一个较复杂的模型； 2、在原有模型基础上进行扩充，可自己设计一个模型并搭建（也可以是程 序的改进）； 3、运用LLWin软件编制控制软件，实现模型的动作控制，完成规定功能。 自我设计模型的主要目标； 1）新颖性:模型的构思要新颖独特； 2）实用性:模型要有—定的实际意义,最好能从生活的观察中选题； 3）功能性:模型实现的功能要有一定的可靠性；
4）巧妙性:某些地方能够体现巧妙的构思。 主要文字资料： Computig Starter原说明书一套 Software LLWin 3.0软件使用说明书 推荐的参考书目： 爱德华.德.波诺: 《思维的技能》 《六顶思考帽》 《六双行动鞋》 《横向思维》 高桥诚：《创造技法手册》 托尼.巴赞: 《思维导图》 参考的创新技法： 头脑风暴法 NM法 形态分析法 USIT法 五、时间进度安排： 1、实验方案的确定及相关资料的介绍：1学时 2、慧鱼组合模型的设计组装（包括机械部分和电路部分）：5学时 3、LLWin软件的讲解学习：2学时 4、慧鱼组合模型控制程序的编制及调试：8学时 六、评分标准 1、实验方案选择合理性及难易程度占1分 2、慧鱼组合模型的设计组装过程及结果（能完成相应的机械动作和功能）占1分 3、LLWin软件的编写是否符合规范，程序是否调试通顺，相应的硬件是否能够完成既定的动作占3分。
目录 1．绪论 1 1.1课题背景1 1.2 慧鱼机器人3 1.3 走进实验室3 1.4按键式传感器5 1.5 设计工作原理 6 1.6慧鱼模型操作规程8 2.仿生机器人（迈克）9 2.1仿生机器人简介9 2.1仿生机器人原理9 2.2实物图和结构简图10 3. 仿生机器人（吉姆）11 3.1仿生机器人简介11
课 程 设 计 报 告 学生姓名: 学 号： 2011319020214 学 院: 机械工程学院 班 级: 机械112 题 目: 慧鱼机器人 指导教师： 2014 年 1 月 8 日
慧鱼组合机器人的组装设计 摘要：慧鱼创意组合模型是一种技术含量很高的工程技术类拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具。本设计是以德国慧鱼创意积木所组成的仿生模拟机器人为其基本架构，透过圈形式人机介面LLWin，经由智慧型微电脑介面板去驱动机器人，使机器人细部动作很容易达到我们需求，进而取代以往由硬体描述语言所驱动架构，通过慧鱼模型的组装，程序的编制，任务的完成，阐述机械机构之间的配合关系，各种传感器的安装和使用，以及软件程序的编制思维，实现对伺服电机，电磁线圈的控制,不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。 关键词：慧鱼组合模型；机器人； 引言:由机器人的发展和快速广泛的被使用，可知科学家对于机器人的功能也相提高，除了超强的逻辑运算、记忆能力及具备类似的自我思考能力，另外在机器人的外表及内部结构，科学家更希望能模仿人类。对于外在资讯的选集，也透过各种感应器，企图达到类似人类各种触觉的功能，选集了外在环境的资讯，一旦外在环境起了改变，机器人一定要能随着变化，做出该有的反应动作，更新自己的资料库，达到类似人类学习的功能。 本次研究即为移动机器人设计及其在控制器的实现，是说明当移动机器人在轨行动作中若遇到障碍物时会透过微动开关将讯息传回电路板中进行判断，再配合计数器的动作使机器人能避开障碍物并往下个路径前进，知道要到远的目标。 无疑，自动化控制理论本来是要使机器人变聪明。但是如何实现呢？ 我们先用一个启发式实验进行说明。我们可能都观察过飞蛾趋光的特点，飞蛾找到光源，向那里飞去，即使非常近的距离，也绝不会拍打到光