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
源。显然飞蛾之所以能够这样做，是因为它发觉光源，划出路线然后再向其扑去。这本领是基于这种昆虫自身具备的机敏的行为模式。
现在我们将上述能力应用到一个技术系统中。先用光学传感器探测到光源，马达执行动作，这样，我们必须在发现信号和执行信号之间建立一个合理的连接，即程序。
20世纪50年代，一位名叫沃特格雷(Walter Grey)的英国人将上述引人思考的实验付诸于实践。借助于几个简单的传感器，马达和电路，他创作出多种自动化动物，可以准确模仿出飞蛾的动作。左图所示的是“自动”海龟的复制品，展示在华盛顿的史密森博物馆里。
鉴于上述的奇思妙想，我们也要为我们的机器人建立起类似的行为模式，并用程序来和机器人进行交流。
但是我们为什么需要可移动机器人？让我们试着将“虚拟的飞蛾”的动作应用到技术装置上。首先，一个很简单的例子就是寻光。我们将一个光条粘在地上作为光源，把传感器面朝下并排放在一起，而非面向前。这样，如果是在仓库，移动机器人就会从中找到自己的行进路线。沿着这条线，还有一些特殊的信息采集点，如条形码，将引导机器人进行下一步的动作，比方说到达这些点时，抓取和放下货盘。事实上，这样的机器人系统到今天已经存在了。在很多大医院里，通常需要走很远的路来运送日常所需的消耗品，比如被单枕套等，让护理人员运输这些物资无疑是既耗时、耗财又费力的事情。当然，也大大减少了对病人照顾的时间。
最近今年里，科学家们开始研究另一种本质上非常相近的动作形式，走或跑。开发出的机器人具备了用腿移动的能力。由布鲁塞尔皇家军事研究院研制的电气气动步行机器人“阿基里斯”（Achille）就是一个六足步行机器人的典型。头上和六条腿上分别都配备了照相机，阿基里斯能够机械的对提起或放下的障碍（物体或者坑）能够机械的做出反应。
这种步行机器人能运用到各个地方，比如轮轨式车辆不可能通过的坎坷或松软的地带，它翻越障碍，攀爬楼梯，跨越壕沟进入诸如核电站、煤矿隧道等危险地带作业或者进行营救。
1.2慧鱼机器人
怎样用慧鱼创意模型的构件大家我们自己的机器人呢？传感器（如：接触传感器）和动力装置（如马达）是必不可少的，然后加上许许多多的机械部件，组成所需的模型。慧鱼ROBO 移动机器人组为此提供了理想的模式。
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，不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。
1.3走进实验室
先从一个简单测试安装来检查接口板和各个传感器的基本功能。然后，搭建出简易模型，让其具备特定的功用，再渐渐尝试越来越复杂的系统。
你是不是觉得有时候编制自己的程序要么太难，要么太浪费时间？你可以先下载软件中提供的一些现成程序到接口板，控制机器人。该接口板的最重要的作用在于输入量的逻辑连接。这就需要程序来完成，程序决定输入数据和传感器信号如何处理并转换为适当的输出数据，电机控制信号等等。有了ROBO接口板，我们就有足够的计算能力来设计和处理最复杂的程序。
搭建和最初控制机器人，是非常重要的环节，一定要格外认真才行。连接各个电气元件时一定要严格按照说明书操作，然后检查两三遍以确保准确无误。在进行机械构件搭接时，我们要特别注意连接的平滑度，尤其是齿轮与紧固件的连接，不要太用力。好了，现在让我们发挥自己无穷的创造力为机器人“谱写”新的动作程序啦！
1.4按键式传感器（行程开关）
举例说明，将一个接触传感器接在数字输入口I1，观察一下当键按下去时，输入端状态框的变化。
虽然极性在连接电机或接触传感器不起作用（充其量电机旋转方向错误），准确接通光电传感器是至关重要的。晶体管有红标的接点应连接红色接头，没有标注的接点连接绿色接头。第二个绿色接头要插在输入端AX 的插孔中（靠近接口板边缘的那个孔），第二个红色的插头要插在靠近里面的AX的插孔中。（注意：连接光电传感器到数字输入端I1——I8，红色接头需插在紧靠接口板边的插孔中。
现在，我们用一个手电来改变光电传感器光的亮度。这将改变AX蓝色状态条的读数。如果指示器从其最大值没有变动，那就得检查一下光电传感器的连接情况。如果即使手电筒灭掉，指示仍为零，那有可能是房间里的光太亮了。我们遮住光电传感器，状态条的位置就会变化。
再回到红绿接线头上来：装配时，要红色接头接红线，绿色接头接绿线。当电路配线时必需极性正确的话，通常我们将红线作为正，绿线为负。这样，非常细心的配线，将使得线路走势更系统，更一目了然，自然更方便了我们排除故障。
1.5设计工作原理
机器人指的是可程式控制的机械，整体来说可分为两大部分，分别为机械架构及软体的控制的两大部分。
（一）机械架构
本设计移动机器人之机械构架采用德国慧鱼创意积木所组成，它的优
点在于方便组装，能在设计阶段能起到一定的辅助作用，减少设计成本以
及更好的观察到设计的可行性及其优缺点，以便更好改进设计中的缺点。一般机械所用到的零组件如齿轮、马达、光电开关等，都可以在慧鱼创意
积木中找到，且功能毫不逊色。
首先针对我们所需的机械架构做规划，收集所需用到之慧鱼创意积木
零件，将其组装机械架构。
该架构主要是由两个丝杆与一个马达连接，两丝杆再平均接上传动齿
轮实现此仿生机器人的运动及其开关所组成，而这个开关主要用于判断机
器人的开关及其运动方向。
（二）软体控制
在控制软体方面，我们使用圆形式人机介面软体LLWin（Lucky Logic for Windows），LLWin是一种新控制语言，它的特色在于使用了
创新的程式模块，你只需事先将机器人行动流程规划好，再配合所需用到
的程式模块，将内部参数设定好即可，不但避问了以往繁杂的程式语言，更让使用者不再被要求学习程式语言的复杂语法，使之达到更为快速和方
便的效果。
图1为智慧型微电脑界面板，它的主要功用在于储存LLWin之程式，使程式经由此介面板驱动机器人，达到预设之动作。
图1-1
智慧型微电脑介面板细部说明如下：
1、此装置是所有电脑控制套件的控制逻辑核心，他负责与PC间的通讯
和运算，将电脑所编辑的程式转换成控制命令来控制马达等。
2、此装置有八个数位输入，两个类比输入可接收0~5欧姆的电阻值，四
个可逆马达输出控制，控制马达dc relay等。
3、电源供应电池或充电器的方式，大小为9伏特5瓦。
4、可在On-line（以传输线与PC连线），也可在Off-line（不需与电脑连线）
两种模式下作业。
5、与电脑连接时不需额外插卡，利用CMOM2通讯即可。
1.6慧鱼模型操作规程：
1、实验前先按照清单清点零件个数；
2、熟悉零件分装方式，了解零件分装的大致规律；
3、检查袋子的封口；
4、每次仅取出要用到的零件；
5、每次取用零件后勿忘将袋子封口封好；
6、拆除模型后将零件放回相应的袋子；
7、按照清单清点零件。
二、仿生机器人（迈克）
机器人简介：机械迈克，即仿生态六足爬行机器人，是一种基于仿生学原理研制开发的新型足式机器人，仿生态六足爬行机器人比传统的轮式机器人有更好的移动性，自动化程度高，具有丰富的动力学特性。此外，足式机器人采用类似生物的爬行机构进行运动，比其他机器人具有更多的优点：它可以较易的跨过比较大的障碍，并且机器人足所具有的大量自由度可以是机器人的运动更加灵活，对凹凸不平的地形的适应能力更强；足式机器人的立足点是离散的，跟地面的接触面积较小，因而可以在可达到的地面上选择最优支撑点。
运动原理：两个电机通过齿轮分别与两传动联接，每一传动轴上固定三个蜗轮蜗杆机构。因为每轴上三个蜗杆旋向不同，所以可以实现前后两个机械腿与中间机械腿运动方向相反，模拟爬行运动。机器人每侧机械腿上分别有两处接触式传感器，机器人前左右两面也设置有接触式传感器，当机器人撞上障碍物或地面凹凸不平时可将这些信息通过传感器传送给电脑进一步处理。
仿真机器人实体图
机器人单侧原理图
三、仿真机器人（吉姆）
机器人简介：到此，我们所做的机器人都可以行走一段路了。但是都是爬行，吉姆是我们组装的唯一一个可直立行走的机器人，仿真对象更接近人类，动作方式也更贴近人类的行为习惯，但是也不能很好的仿真。
机器人原理：电机通过蜗轮蜗杆机构将动力传送给曲轴，曲轴带动机械腿运动，通过机械腿的支撑作用实现模拟人的行走。
机器人实物图
原理图
四．任务分配与心得体会任务分配
1．：小组长，机器人搭接方案设计；
2．：设计电路图和搭接电路图；
3．：资料的查阅及整理；
4．：编程和调试，器材清点；
5．：元件的选择及分析和协助安装；
6．：画结构简图，拍照，协助拆装；
7．：论文的整理和编写；
总结与体会
在这个机电创新设计实验中，我们首先根据图纸和零件，按照操作步骤，组装出各个部件。具体的收获与体会如下：
一、通过课程设计，使我加深了对所学理论知识的理解与巩固，并能将
课本上的纯理论应用到实践中，进一步加深了对知识的认识。同时，
也有助于对其他知识的理解。
二、培养了我耐心、仔细、谨慎的工作态度。这次课程设计的内容最多
的是绘画机构简图。在绘图过程中，对比例尺的选定以及合理的步
图都要有细致的规划，这是最考验一个人的耐心与严谨态度的过程。
三、通过这次课程设计，使我更充分认识了团队合作的重要。由于这次
课设是以小组为单位对机构不同的运动位置进行运动分析和受力分
析，还有查找资料，每个人都有分工。我们小组成员间都互帮互助。
共同思考，相互查缺补漏，互相给予信心，充分体现了团队精神。这次课程设计可以提高自己的动手能力，也提高了自己的查阅书籍的能力。最后感谢老师在这个课程设计的耐心指导。
五参考文献
[1]张剑平，王益.机器人教育：现状、问题与推进策略.中国电化教育，2006(12)：
10~12
[2] 熊有伦.机器人技术基础.武汉：华中科技大学出版社，1996：3~15
[3] 顾震宇.全球工业机器人产业现状与趋势.机电一体化，2006(2)：6~9
[4] 王庭有.可编程序控制器原理及应用.北京：国防工业出版社，2005：13~16
[5] 廖常初.FX 系列 PLC 编程及应用.北京：机械工业出版社，2006：3~4，150~151
工业机器人机械系统设计 机器人技术是利用计算机的记忆功能、编程功能来控制操作机自动完成工业生产中某一类指定任务的高新技术，是当今各国竞相发展的高技术内容之一。它是综合了当代机构运动学与动力学、精密机械设计发展起来的产物，是典型的机电一体化产品，工业机器人由操作机和控制器两大部分组成。操作机按计算机指令运动，可实现无人操作；控制器中计算机程序可依加工对象不同而从新设计，从而满足柔性生产的需要。 机器人应用领域广泛，包括建筑、医疗、采矿、核能、农牧渔业、航空航天、水下作业、救火、环境卫生、教育、娱乐、办公、家用、军用等方面，工业机器人在国内主要应用于危险、有毒、有害的工作环境以及产品质量要求高（超洁、同一性）的重复性作业场合，如焊接、喷涂上下料、插件、防爆等。 一、工业机器人的总体设计 1．主体结构设计 工业机器人主体结构设计的主要问题是选择由连杆件和运动副组成的坐标形式。工业机器人的坐标形式主要有直角坐标式、圆柱坐标式、球面坐标式、关节坐标式等。 直角坐标式机器人主要用于生产设备的上下料，也可用于高精度的装配和检测作业。 圆柱坐标式机器人主要有三个自由度：腰转，升降，手臂伸缩。手腕常采用两个自由度，绕手臂纵向轴转动与垂直的水平轴线转动。手腕若采用三个自由度，机器人总自由度达到六个。 球面坐标式机器人也叫极坐标式机器人，具有较大的工作范围，设计和控制系统比较复杂。 关节坐标式主体结构的三个自由度腰转关节、肩关节、肘关节全部是转动关节，手腕的三个自由度上的转动关节（俯仰、偏转和翻转）用来最后确定末端操
Cobra Series 桌面机器人 Reach:600mm/800mm Payload:5.5kg Repeatability:0.02mm Weight:34/35kg Desingn Life: 60 Million Cycles SmartModules 框架机器人 Mas Stroke:2000mm Min Stroke:130mm Number of Axis: 1 to 3 Max Payload:60kg Max speed:1200mm/sec Repeatability:0.01mm Design Life:5000km Cartesian Robots Size:600*450mm Payload:5.5kg Accuracy:0.025mm Weight:54kg Design Life:5000km 直角坐标机器人工作台： 2．传动方式 传动方式选择是指选择驱动源及传动装置与关节部件的连接形式和驱动形式，主要包括： 直接连接传动。驱动源或带有机械传动装置直接与关节相连。 远距离连接传动。驱动源通过远距离机械传动后与关节相连。 间接驱动。驱动源经一个速比远大于1的机械装置与关节相连。 直接传动。驱动源不经过中间环节或经过一个速比等于1的机械传动这样的 中间环节与关节相连。 3．模块化结构设计 模块化机器人是有一些标准化、系列化的模块件通过具有特殊功能的结合部用积木拼接的方式组成一个工业机器人系统。模块化设计是指基本模块设计和结合部设计。 模块化工业机器人主要的特点是：经济性、灵活性 4．材料的选择 与一般机械设备相比，机器人结构的动力特性是十分重要的，这是材料选择的出发点。材料选择的基本要求是：强度高、弹性模量大、重量轻、阻尼大、材料价格低。 5．平衡系统设计 工业机器人是一个多刚体耦合系统，系统的平衡性是极其重要的，在工业中采用平衡系统的理由是：安全、借助平衡系统能降低因机器人结构变化而导致重力引起关节驱动力矩变化的峰值、借助平衡系统能降低因机器人运动而导致惯性
专题六：滑轮组组装 1．按图中所给的省力条件,画出各滑轮组绳子旁绕方法。图中G 表示物重，G ′表示动滑轮重，F 表示人对绳子的拉力。（不计绳重及摩擦） 2'G G F += 3'G G F += 4 'G G F += 2．如图所示装置，绳重及摩擦不计，请利用图示的三个滑轮，补画该滑轮组完整的绕线 （2题） （3题） 3．站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶,请在图中画出滑轮组绳子的绕法 4．如图，人站在地面上将重物拉起，画出滑轮组最省力的绕线方法。 （4题） （5题） 5．如图所示的滑轮组，若重物升高2m ，绳子的自由端移动6m ，不计绳重和摩擦。 (1)用笔画出此滑轮组绳子的绕法； (2)若重物G 为100N ，所用拉力为40N ，求：动滑轮的重力为多少？ 6．如图所示，某人站在A 处用一根绳子和两个滑轮提起物体B ，画出最省力的绕线。 （6题） （7题）
7．小昕要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N.于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物 (1)已知每个滑轮重20N，小昕想站在地上向下拉绳，他最好选择图中_____滑轮组来提起重物(选填“a”、“b”或“c”)； (2)请在所选的图中画出正确的绕绳方法； (3)如果小昕的实际拉力是280N，不计绳重和摩擦，求动滑轮的重。 8．如图所示，请画出滑轮组最省力的绕法。 （8题）（9题） 9．如图所示，小明站在地面上，欲用滑轮组提升重物，请画出最合适的绕线方法。10．小明做“测定滑轮组的机械效率”的实验时，用如图所示的滑轮组成滑轮组，请用笔画线在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。 11．下图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法． （10题）（11题）（12题） 12．如图所示，用滑轮组提升物体，请在图甲中画出最省力的绳子绕法。 13．如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A，请画出最省力的绕绳方法。 （13题） 14．一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮，借助位于汽车正前方不远处的大树将将汽车从泥潭中拉出。请在图中画出最省力的绳子绕法，并标出拉力的方向。 （14题）
《滑轮组的设计与组装》 一、作图题 1.用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中 画出最省力的绕法。 2.小华借助滑轮组提升重物，请画出最省力的绕线方法。 3.根据题中所给出的滑轮，请在图中用划线方法画出绕法。(要 求所给的滑轮都利用)
4.利用图中的滑轮组，用200N向下的拉力将重为800N的物体匀 速提升到高处，请画出滑轮组中绳的绕法。 5.工人站在地上利用滑轮组把货物提起来，请你把图中绳子的绕 线方法补充完整。 6.如图所示，人站在一斜面顶上，用滑轮组将一重物G拉上来， 请画出最省力的绕线方式。 7.请在图中画出人拉重物上升，最省力的绕线方法。
8.要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图中画出最省力的 绕绳方法。 9.一辆汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机找来足够的绳子、三个 滑轮，想组成滑轮组将汽车拖出，请你在图中画出最省力的绳子的绕法。 10.根据图中的省力要求，画出滑轮组绳子的绕法(忽略动滑轮的 重力和一切摩擦)． 11.按要求连接滑轮组．
12.按图中所给的省力条件，画出各滑轮组绳子穿绕方法。图中G 表示物重，G′表示动滑轮重，F表示人对绳子的拉力。 13.如图，站在地面上的人通过滑轮组提升物体，请画出滑轮组的 绕线。 14.如图是未装配好的滑轮组，请在图中画出滑轮组的绕绳方法， 要求使用该滑轮组提升重物时最省力。 15.要利用如图所示的滑轮组吊起重1000N的重物，若绳子能承受 的最大拉力为400N，则应怎样绕制滑轮组？(滑轮重和摩擦不
计) 16.站在地面上的人想尽可能小的力提升水桶。请在图中画出滑轮 组绳子的绕法。 17.工人师傅想站在水平地面上，利用滑轮组把重物提升到楼 上．请你帮助工人师傅组装如图所示的滑轮组． 18.在图中画出最省力的绳子绕法。
摘要 工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸多方面有着举足轻重的地位。而机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一；是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分；是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。 本课题将设计一台四自由度的工业机器人，将会被用作自动送料装置。主要工作部件及设计重点就是机械手。第一，本人将设计该机器人的底座、大臂、小臂以及执行机构机械手爪的结构和模型；第二，再设计出适合于该机器人的驱动、传动方式，以期构成其的结构平台。最后，在此基础上再将其控制系统设计出来，由下面几个步骤组成：数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计。其中重点要加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终要实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：工业机器人；机械手；驱动；控制
Abstract Industrial robot technology is one of the important fields in the development of new technologies in recent years, is a cross, a variety of emerging technology and mechanical technology integration with microelectronics technology as the leading into a comprehensive high and new technology. This technology has been used more and more in the fields of industry, agriculture, national defense, medical, office automation and service life. Industrial robots play a decisive role in improving the quality of products, to speed up the update products, improve production efficiency, promote manufacturing flexibility, strengthen enterprise and national competitiveness etc. The manipulator is the traditional task execution mechanism of industrial robot system, is one of the key components of the robot; is a product of modern control theory and automation of industrial production practice, and to become an important part of modern mechanical manufacturing system; it is one of the effective ways to improve the production process automation, improve working conditions, to improve the product quality and production efficiency. Especially with a radioactive pollution in high temperature, high pressure, dust, noise and occasions, more widely applied. This topic will be the design of industrial robot with a four degree of freedom, will be used for the automatic feeding device. The main working parts and design focus is manipulator. First, the base, I will design the robot big arm, small arm and gripper actuator structure and model; second, redesign drive, drive mode suitable for the robot, in order to form the structure of platform. Finally, on the basis of the designed control system, consisting of the following steps: the design of data acquisition card and servo amplifier selection, feedback system and the feedback component selection, terminal board circuit design and control software. The key to strengthen the security of operation reliability and robot control software, to achieve the ultimate goals include: Joint servo control and brake problems, real-time monitoring the movement of each joint of robot, robot teaching programming and online modify the program, set the reference point and the reference point return. Key Words：Industrial robot; Manipulator; Drive; Control
塑料件压配 塑料制件组装中最简单的是利用它们的弹性形成压配组装。组装圆柱形塑料制件最常使用压配组装。用过大的斜度角模制的孔径在组装前可能需要扩大。 有纹理或滚花轴的扭曲强度包含某种程度的机械互锁。对刚性的、无定形聚合物推荐用光滑轴，而较粗糙的表面可与对应力集中效应不太敏感的更柔软的、半结晶聚合物配合使用。机械设计的改进如键槽或其他轴结构，也可提高轮毂\轴组装的扭曲强度。 搭配组装 搭配组装最突出的缺点是接头破坏，搭配接破很难或不可能修复。因此，对一定的产品，需要对所需的接头进行保险设计。过剩度可能对设备和最终产品成本有一定影响，但制件的使用寿命延长了。另一个缺点是制件的配合公差较难控制。过盈或过度应力可能忖破坏；而欠盈可导致固定不紧或制件松动。
机械紧固件 机械紧固件包括机制螺钉、自攻丝螺钉、金属嵌件、推进紧固件、变速夹、螺母、螺钉、双头螺栓、卡钉、活页和各种专用金属附件产品。机械紧固件大多是金属的，在多数塑料产品的使用范围内其尺寸和性能几乎不随温度、时间和相对湿度而变化。用不锈钢或塑料做的紧固件可在很高温度或腐蚀性条件下使用。连接较大的塑料制件时，机械紧固件有是与黏合剂一起使用。机械紧固件起夹具作用，当黏合剂交联时，制件安装就位，并且在产品使用过程中也增加了一种安全措施。机械紧固件是点接触的，因此形成潜在的、局部高应力区域，这种紧固件在使用时需要孔洞，使应力集中和熔合线问题增加。使用机械紧固件达到流体密封或气密封也是困难的，除非使用像塑性密封件或弹性垫圈这些附加制件。 组装塑料产品用的最多的一灯机械紧固件是螺钉。这些丝扣紧固件可任意控制组装预载荷。根据螺钉用途而分的机械组装方法包括：机制螺钉、带有螺纹嵌件或模塑螺纹的机制螺钉以及自攻丝螺钉。 针对拆卸的设计产品必须具备两个共同点：拆卸简单且便宜，所选原材料必须容易回收且经济。组装件所用螺钉数且应保持最少，所用螺钉尺寸\类型应尽可能标准化。用气动工具可快速移动螺钉，或当啮合螺纹是塑料时，有时可用强力将螺钉从啮合制件的空洞或凸台中拉出。 机制螺钉和螺母 组装塑料产品中常用机制螺钉、螺母和垫圈。使用局限于产品表面要求不苛刻的操作中。机制螺钉组装和自动化非常困难。如果被连接的两个制件是由膨胀
1、数字逻辑信号测试系统(测试高、低电平)设计 设计说明:设计一个逻辑信号高低电平测试装置。被测信号电压范围1~12V 。 设计要求: ① 测试范围:低于0、8V 为低电平,高于3、5V 为高电平; ② 高、低电平分别用1200Hz 与750Hz 的音响表示; ③ 信号在0、8V ～3、5V 之间不发声。 2、数字频率计设计 设计说明:数字频率计用于测量正弦信号、矩形信号等波形的频率,其概念就是单位时间里的脉冲个数, 如果用一个定时时间T 控制一个闸门电路,时间T 内闸门打开,让被测信号通过而进入计数译码,可得到被测信号的频率N f x =,若T =1秒,则f x =N 。 设计要求: (1)基本部分 ① 被测信号的频率范围为1Hz ~999KHz,分成三个频段,即1Hz ~999Hz,1~100KHz 。100KHz~999KHz 。 ② 具有自检功能,即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。 ③ 用3为数码管显示测量数据,测量误差小于10%。 (2)发挥部分 ④ 用发光二极管表示单位,当绿灯亮时表示Hz,红灯亮时表示KHz 。 ⑤ 具有超量程报警功能,在超出当前量程挡的测量范围时,发出灯光与音响信号。 ⑥ 测量误差小于5%。 ⑦ 量程自动转换功能。 正弦波
3、自动节能灯的设计 设计说明:采用红外传感器接收人体位置信号,由控制电路实现夜间人到灯亮、人走灯灭功能。 设计要求: ①红外传感器接收信号距离不低于20m; ②设计延时电路,人走出20m距离1分钟后,自动熄灭路灯 4、视力保护仪电路设计 设计说明:设备采用选用高亮度绿色发光管LED作为光源,设计电路使其可按一定规律发光,当用眼疲劳时眼睛随着发光管的亮灭不停地转换,可达到消除视力疲劳,预防近视的目的。 设计要求: ①设计电路电源; ②实现三个档位的发光管的亮灭频率:30Hz、20Hz、10Hz; ③实现多个LED循环点亮、 5、汽车尾灯控制器的设计 设计说明:根据实际应用设计汽车尾灯控制器 设计要求: ①系统共设6盏灯; ②正常行驶灯全灭; ③按左转键只有左面3盏依次点亮,每盏亮1s,每周期3s,右转同样要求; ④踩下刹车则6只同时闪亮,频率为1Hz。 6、音频放大器设计 设计说明:能够对音频信号进行前置放大与功率放大 设计要求: ①采集音频信号; ②额定功率P0Ω≤1W; ③输入阻抗R i>20kΩ,负载阻抗R L=8Ω,响应频率10Hz~40kHz; ④音调特性在1 kHz处增益为0dB、100 Hz与10 kHz出具有±12dB的调节范围。 7、多功能数字钟 设计说明:设计并制作一个24小时制多功能数字钟,并带有闹钟功能。 设计要求: (1)基本要求 ①具有时间设置(小时与分钟)、闹钟设置、闹钟开、闹钟关功能; ②数字显示小时、分钟,有AM与PM指示灯,闹钟就绪灯,蜂鸣器;
滑轮组组装“口诀”及绳子穿绕方式 初中物理教材中，简单滑轮组的组装问题，是学生在学习这一章的一个难点。根据不同的要求，设计与组装滑轮组的方法很多。利用口诀：“奇动偶定；一动配一定；偶数减一定；变向加一定。”去解决这一问题，可以使学生准确记忆和掌握组装滑轮组的要领。 一、滑轮组的结构特点分析 1、基本结构：定滑轮、动滑轮、绳子。 二、组装滑轮组的要领 1、确定“n”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。 2、确定动滑轮个数。 n （1）、当n为偶数时，动滑轮的个数是： 2 1-n （2）、当n为奇数时，动滑轮的个数是： 2 3、确定定滑轮的个数。口诀：“一动配一定，偶数减一定，变向加一定。” （1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；但当n为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。 （2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的
个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。 4、组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。 确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。 （1）当n 为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。 （2）当n 为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。 三、组装滑轮组实例解析 例1某物重为5100N ，现有一绳最大只能承担1200N ，站在地面把重物向上提升。请设计一个滑轮 组，并画出组装示意图。 【分析与解答】 （1）确定n 。根据题意n= 1200N 5100N =4.2 在这里n 不能四舍五入，n 应为5段绳子。 （2）确定动滑轮个数。n=5为奇数，则动滑轮的个数为 2 1-n = 2 1 -5=2（个）。 （3）确定定滑轮个数。“一动配一定，偶数减一定。” n=5为奇数，定滑轮应为2个。但又根据题意，站在地面把重物和向上提升，需要改变施力的方向，即：“变向加一定”。则应在2个的基础上再加上一个，即定滑轮的个数这时应取3个。 （4）组装滑轮组。按“奇动偶定”，确定绳子的起始点。n=5为奇数，绳子的起始点应从动滑轮的挂钩上开始，经定滑轮依次作螺旋线缠绕。如图所示： 例2某物重为5100N ，现有一绳最大只能承担1200N ，站在楼上把重物向上提升。请设 计一个滑轮组，并画出组装示意图。 【分析与解答】 （1）n= 1200N 5100N ≈5 （2）动滑轮个数：2 1-n =21 -5=2（个） （3）定滑轮个数：n=5为奇数，不变向。即：“一动配一定”。定滑轮个数为2（个）。 （4）组装滑轮组。按“奇动偶定”，确定绳子的起始点。n=5为奇数，绳子的起始点应从动滑轮的挂钩上开始，经定滑轮依次作螺旋线缠绕。如图所示： 例3不计轮重，绳子及摩擦力，不改变施力方向，把物体从地面向上提升，要求拉力是物重的6 1 。 请设计一个滑轮组，并作出组装示意图。 【分析与解答】 （1）设拉力为F ，物重为G ，在不计滑轮重、不计摩擦及绳重时，F=n 1G 。由题意可知F=6 1 G 。则n=6。 （2）动滑轮的个数为： 2 6 =3（个）。
多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————社会的迅速发展推动工业的更新升级，随着工业生产生活的发展，在厂家机械设备方面也同样需要相对应进行。工业机器人有比较强的可控能力以及生产能力，能够加快产品的更新换代。接下来由安徽泰珂森智能装备科技有限公司为您简单介绍其集成系统设计，希望能给您带来一定程度上的帮助。 控制系统是整条生产线的指挥调度中心，调度和指挥各系统单元设备完成各自的工作，需具有以下功能： ①生产线运行控制功能。主要是协调、控制、保障整条锻造生产线、可靠运行，根据工艺要求把生产线分为几个区域。采用区域启动、分区控制方式来完成对整个生产线的控制。总线通过检测各单机设备的运行状态，在某一区域或某一设备故障时，指挥其它设备动作，根
多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————据不同的状态对各单机设备发出等待、重启、权限停车等不同指令； ②现场监控功能。提供生产场景在线仿真界面，图形化实时显示在线产品所处工序、产品信息、设备状态、故障情况提示、报警信息等； ③生产管理功能。对各种生产信息进行收集、传输、统计并执行生产管理指令的人机交互系统； ④数据处理功能。监控系统具有数据采集，显示和记录功能，对于数字量，监控系统可以直接显示状态；对于模拟量既可进行趋势显示，又可进行数字显示。同时，对于重要数据可以进行数据库存储，以便对生产数据进行分析处理。 安徽泰珂森智能装备科技有限公司集机械手、工业机器人系统集
多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————成研发、制造、销售、自动化控制工程承包于一体的综合性自动化技术企业。公司在自动化领域具备充足的技术研发能力和丰富的项目经验，为各行业工厂量身订做适合、先进的自动化控制系统和解决方案。 公司在机械加工及自动上下料、自动打磨抛光，包装物流及搬运，汽车零部件加工组装，无人化工厂解决方案等众多行业中拥有成熟的应用案例。致力于以工业机器人应用为核心，为客户提供完善的自动化解决方案和交钥匙工程，同时是德国库卡、日本发那科、日本川崎、国产埃夫特机器人授权代理商与系统集成商，在机器人技术应用上有着密切的合作，为用户提供强有力的技术支撑。
嵌件组装设计教程 (以下由无维网-不怕整理，转载请注明。欢迎光临无维网：https://www.doczj.com/doc/984845988.html,) 通常金属嵌件与塑胶制件一起使用，形成高质量，耐久的机械组装。这种结构适用于有耐用要求的产品。（如多次组装/拆卸操作）。也适用于减小摩擦的改良设计。如图实例所示： 实例一：金属螺母的嵌件设计实例二：金属轴的嵌件设计接下来，我们一起来详细讨论下这种结构工艺的注意事项及其优劣点： 一，埋塑嵌件 这种工艺是我们最常见，也最常用的。到底什么是埋塑嵌件呢。 埋塑就是指将嵌件预先放入模具中，利用塑胶熔体将其浸埋，当塑胶熔体冷却后，将嵌件固化，锁定在适当的位置。 常见的嵌件种类： 我们常见的有如：螺纹紧固件，加强筋，轴承，提供导电性连接点，或是其它的特殊作用，如像很多面板上的防刮伤用的铝合金等等……最常见的就是螺母或双头螺栓类的嵌件。埋塑嵌件会明显的增加产品的成本，只有当功能需要或成本合算时才使用。（到时老板发火别找我^^） 埋塑嵌件的常用材质： 像车工嵌件我们常用铝镀黄铜，不锈钢镀黄铜或是直接用黄铜来车加工制造，因为黄铜的耐腐蚀性和易加工性是非常好的。总之一句话，制造嵌件最好选用有一点韧性的材质，从材料工程的专业角度来讲，因为嵌件必须提供熔体流动截流作用时提供一点韧性（这个不懂没有关系，用多了你就会知道了）。当嵌件的形状很复杂时，无法用车加工时，通常用粉末冶金来制作嵌件零件。但是埋塑嵌件存下这几个值得注意的事项，如下： 1：循环时间使用埋塑嵌件会增加零件成型的周期，且模具的保养费也会明显增高。 2：报废制件各种原因，如注塑不良，或是嵌件遗漏，位置不良等等，会造成整个零件报废3：模具损伤如果嵌件尺寸不对，或是嵌件设计不良，会造成模仁的损伤。（如图示）
1．用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小杰和小华各选取 一种方法做实验。 （1）小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。他通过滑轮组用3N 的 拉力F 将重4.8N 的物体匀速提升了0.1m 的距离，此滑轮组的机械效率为 。 （2）小华采用了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助小华在图22乙中画出滑 轮组的绕线。 2．图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测 力计拉动绳子自由端，将总重为6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的A ＇位置匀速竖直上升到B ＇位置，在 这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F ，弹簧测力计的示数如图15 乙所示。则： （1）钩码上升的高度是 cm ； （2）拉力F 做的功是 J ； （3）滑轮组机械效率是 %。（结果保留一位小数） 3．小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图23所示。 （1）表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为 。 （2）根据另一组正确的数据计算出的机械效率为 ；比较两次的机械效率可 图23 乙 甲 甲 图15 乙 0 1 N 2 3
（3）实验中拉动弹簧测力计时要注意 。 （4）小刚用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象， 引起这种现象的原因是 造成的。为改变这种现 象，小刚让弹簧测力计静止下来读数，这样他测得的 机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，滑 轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4．图19甲是小刚测动滑轮的机械效率的示 意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端， 将重为6N 钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的A ' 位置匀 速竖直上升到B ' 位置， 在这个过程中， 弹簧测力计对绳的拉力为F ，弹簧测力计 的示数如图18乙所示。则： (1) 弹簧测力计的示数是 N ； (2) 弹簧测力计移动的距离为 cm ； (3) 滑轮组做的有用功是 J 。 5.在探究滑轮组的机械效率实验中小文连成了如图18的滑轮组并分别测出了实 验数据。 图18 甲 9 乙 0 1 N 2
电子技术课程设计报告 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
电子技术课程设计报告 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 目录 一、设计目的 二、设计要求 三、设计框图及整机概述 四、各单元电路的设计及仿真 1、检测电路 2、放大电路 3、滤波电路 4、整形电路 5、定时电路 6、计数、译码、显示电路 五、电路装配、调试与结果分析 六、设计、装配及调试中的体会 七、附录（包括整机逻辑电路图和元器 件清单） 八、参考文献 一、设计目的
巩固和加深在"模拟电子技术基础"和"数字电子技术基础"课程中所学的理论知识和实训技能,基本掌握常用电子电路的一般设计方法,并通过这一实训课程,能让学生对电子产品设计的过程有一个初步的了解，使学生掌握常用模拟、数字集成电路（运算放大器、非门、555定时器、计数器、译码器等）的应用。 二、设计要求 掌握整机电路组成及工作原理,并能运用所学过的电路知识分析、解决电路制作过程中所遇到的问题。 三、设计框图及整机概述 红外线心率计就是通过红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动，由计数器计算出每分钟波动的次数。但手指中的毛细血管的波动是很微弱的，因此需要一个高放大倍数且低噪声的放大器，这是红外线心率计的设计关键所在。整机电路由放大电路、整形电路、滤波电路、3 位计数器电路，译码、驱动、显示电路等几部分组成。 四、各单元电路的设计及仿真 1、检测电路 血液波动检测电路首先通过红外光电传感器把血液中波动的成分检测出来，然后通过电容器耦合到放大器的输入端。如图4所示。 图4 血液波动检测电路 2.放大电路 3、滤波电路 由三脚输入信号，六脚输出信号
设计滑轮组的“四步法” 如何根据要求设计滑轮组，采用以下介绍的“四步法”比较简捷。 第一步确定吊起动滑轮的绳子段数。 确定吊起动滑轮的绳子段数n的方法有两种：①利用物重G与动力F的比值G/F来确定；②利用动力作用点（或绳子自由端）移动的距离S与重物（或阻力作用点）移动的距离h的比值S/h来确定。但无论采用哪种方法确定，吊起动滑轮的绳子段数n都应为整数，若n不为整数，在取值时应按“只入不舍”的方法取成整数。 第二步确定定滑轮和动滑轮的个数。 （1）根据绳子股数（n）推算出动滑轮的个数（n动）；当n为偶数时，n动＝n/2；当n为奇数时，n 动＝（n－1）/2。（2）再根据绳子股数及拉力方向推算出定滑轮的个数（n定），当拉力方向与物体提升方向相同时，n为奇数，则n定＝n动，n为偶数，则；当拉力方向与物体提升方向相反时，n为奇数，则，n为偶数，则。 第三步：确定绳头固定端的位置。 绳头固定端的位置可用“奇动偶定”的方法来确定，即若n为奇数时，则固定端拴在动滑轮上；若n为偶数时，则固定端拴在定滑轮上。 第四步穿绕绳索。 固定端确定后，将绳子从里向外，逐个绕在滑轮上，每个滑轮上只能穿绕绳子一次，不能交叉重复。 例1. 一位同学站在地面上，要利用滑轮组提升重物，已知物重1000N，而绳子最多只能承受400N 的拉力，请你帮他画出符合要求的绳子绕法。（动滑轮重和摩擦不计） 解析：由题意可知，拉力F＝400N，物重G＝1000N，且要求改变用力方向。 （1）吊起动滑轮的绳子段数 取n＝3段。 （2）因为n为奇数，所以动滑轮的个数 又拉力方向与物体提升方向相反，所以定滑轮的个数 （3）绳头固定端拴在动滑轮上。 （4）穿线以序号1－2－3的次序依次经过定滑轮和动滑轮绕绳，如图1所示。
《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 2014 年10 月1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15)
一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，
电子技术课程设计题 1 音频小信号功率放大电路设计 设计并制作音频小信号功率放大电路。具体要求如下： （１）放大倍数A V≥1000； （２）通频带100Hz~10KHz； （３）放大电路的输入电阻R I≥1MΩ; （４）在负载电阻为8Ω的情况下，输出功率≥2W； （５）功率放大电路效率大于50%； （６）输出信号无明显失真。 说明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。不能选用集成音频功放。 测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰值Vp=10mV的条件进行测试（输入电阻通过设计方案预以保证），设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。 参考元器件：NE5532、TL082或TL084，3DG6/3DG21，3AX83/3BX83，1N4148/1N4001，TIP41/42中功率管或2N3055大功率管等。 主要测试设备：直流电源，信号源，示波器和8Ω功率电阻。 2 数控直流电源的设计 设计一线性输出电压可调的直流电源。电源有电压增（UP）和电压减（DOWN）两个键，按UP时电压步进增加，按DOWN时电压步进减小。具体要求如下：（１）输出电压5~12V，步进为1V； （２）输出电压误差最大±0.1V； （３）输出电流不小于1A； 测试条件：分别测试输出为5V、6V、7V、。。。、12V的输出电压。输出电流通过设计预以保证。 发挥部分：用LED或数码管显示电压设定值； 参考元器件：74LS192,74HC138,三极管S8050/S8550，LM317，CD4511等。 3 数控直流稳压电源设计 设计一个数控直流稳压电源。具体要求如下： （1）输出电压：0~9.9V步进可调，调整步距0.1V； （2）输出电压值用LED数码管显示； （3）电压调整：由“+”、“-”两键分别控制输出电压的步进增减； 提示：（1）用可逆计数器和D/A实现电压预置和电压步进控制； （2）用线性电源实现可控电源； 发挥部分：输出电压可在0~9.9V范围任意预置。 参考元器件：74HC190，DAC0832，三极管S8050/8550，3DD15等。 4 DDS信号源的设计(A) 设计一个简单的DDS正弦波信号发生器，有频率增（UP）和频率减（DOWN）两个键，按UP时频率步进增加，按DOWN时频率频率步进减小。具体要求如下：（１）输出信号的频率范围为10Hz~1000Hz，步进为10Hz。 （２）要求输出信号无明显失真。
滑轮组组装的方法 一、怎样确定承担重物绳子段数n： ①首先要分清楚哪个是定滑轮，哪个是动滑轮： ②在动滑轮和定滑轮之间画出一条虚线，将它们隔离开来，只查绕在动滑轮上的绳 子的段数。 二、组装滑轮组： 解决简单滑轮组装配问题时，在承重的绳子股数确定以后，如何根据要求设计滑轮 组的方法不唯一。下面介绍一种称为“偶定奇动”的简单定则。 ①当承重的绳子段数为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上（即“偶定”），如 不改变作用力的方向（例如自由端向上拉），则需要动滑轮个，定滑轮个，比动滑轮少1个，如下图甲所示，如果改变力的作用方向（例如“自由端向下拉），则需要再加一个定滑轮，这时动滑轮=定滑轮=个，如下图乙所示。 ②当承重绳子的段数n为奇数时，绳子的固定端应在动滑轮（即“奇动”），如上 图丙、丁所示，如不改变力的方向，则需要的动滑轮=定滑轮=个，如图丙所示； 如果要改变力的方向，则需要加一个定滑轮，即动滑轮个，定滑轮 个，如图丁所示。 综上所述，滑轮组的设计原则可归纳为：奇动偶定。 具体操作如下： （1）画出定、动滑轮挂钩（无滑轮无绳）。如图①所示：
（2）绕绳。绳始端连接在定滑轮挂钩上，绕绳的过程中数着绳子段数，数到4时停止，如图②所示； （3）补上滑轮，结束组装。如图③所示。补全后，为了准确起见，应再检验一下绳子的段数。 说明：（1）通常的绕绳方法是先确定动滑轮、定滑轮的个数，再绕绳组装。该法恰相反，它是在确定绳子段数n以后，再绕绳，最后补上滑轮（需要几个就补几个）。这种方法不需要预先确定滑轮个数，较易接受。 （2）若题中无其它要求，该法组装出的滑轮组是最简装置。如果题目另有要求，如例1中，若小刚站在地面上拉绳，则需要再补上一个定滑轮，如图④所示。 ◆例1.小刚最多能施加500N的拉力，他要提起1600N的物体，请你帮他设计一个滑轮组 （不计动滑轮重及摩擦）。 分析因为， 所以。 n值只入不舍，所以n至少取4段。 不计摩擦但考虑动滑轮重的滑轮组。 此时n用公式确定（由推导）。G动为滑轮组中动滑轮的总重力。上题中，若滑轮组中动滑轮总重为40N（不计摩擦），则
滑轮组的设计与组装 Hessen was revised in January 2021
滑轮组的设计与组装 一、组装滑轮组的要领 1、确定“n”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。 2、确定动滑轮个数。 （1）当n为偶数时，动滑轮的个数是： （2）当n为奇数时，动滑轮的个数是： 3、确定定滑轮的个数。口诀：“一动配一定，偶数减一定，变向加一定。” （1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；但当n为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。 （2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。4、组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。 （1）当n为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。
（2）当n为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。 二、滑轮组的绕线问题 一般来说，在给滑轮组绕线时，首先要确定承担物重的绳子股数n，然后根据“奇动偶定，由内向外”的原则绕绳。“奇、偶”是指承担物重的绳子股数，“动、定”是指动滑轮和定滑轮。即如果n是奇数，则绳子起始端在动滑轮的小钩上开始绕起；如果n是偶数，则绳子起始端从定滑轮的小钩上开始绕起。需要注意的是：在绕线时，所画的线要直，并且要与两个滑轮外侧相切；在一般情况下，要在最后一股 (最外层)绳子的末端用箭头标出拉力的方向。在中考中此类问题包括以下几种类型： (1)已知滑轮组的省力情况 (2)未知滑轮组的省力情况 (3)根据特定要求绕线确定滑轮组绕线时要注意一些特殊的要求，比如“最省力”、“人要站在地面上”、“向上拉”等，还要符合一定的物理情景。
塑料嵌件的设计 在很多塑件中，为了安装，联结等的需要，常常要在塑件中放置一些金属件或其他材质的零件，这些零件，统称为塑料制品中的嵌件。图所示就是一些嵌件的典型形状 (1) 嵌件的特点 1) 嵌件多用金属制成，它可以增加塑件整体或某一部位的强度和刚度，如在手柄、箱攀上使用的金属骨杆嵌件，见图所示。 2) 壳以提高联结强度塑料的强度很低，要想把两个塑件联结在一起，如用螺钉联接，其强度要受到影响，而在塑件中事先安放带螺纹的嵌件，可使联结强度大为提高，且经久耐川，见图中所示。 3) 塑料是很好的绝缘体，而在塑件中安放一些金属片、线、板等，使得在电子、电器、电力元器件上大有用途，如图中等。 4) 塑料的硬度较低，抵抗外力的能力较差，在需要提高硬度和耐磨性的位置安放合适的金属嵌件，将有效地提高嵌件的硬度和耐磨性。 (2) 嵌件的材料 制作嵌件的材料很多，金属材料和非金属材料均可制作嵌件，但多数以金属材料为主。常用的金属材料有钢、铜、铝等。其中，铜合金机械强度高，不生锈、易加工，是制作嵌件的常用材料；但是铜与塑料的热胀系数相差较大，结合牢固性较义；而铝,的热胀系数最大，与塑料的结合最牢固，也是常用材料，但强
度较低。 (3) 嵌件的设计要点 1) 金属嵌件嵌人塑料部分不能为尖角，应适当倒圆，以减少嵌件周围塑料冷却时产生的应力集中对塑件的影响，提高塑件强度 2) 如嵌件设泎塑件上的凸起部位时，其嵌入深度应大于凸起部位的高度，以保证嵌入塑件的机械强度，见图所示 3) 嵌件与塑件侧壁的间距一般不得小于0.6mm如塑件相对面都有嵌件, 则两嵌件间所隔塑料层厚不得少于3. 5mmo 4) 对于内、外螺纹嵌件，其高度应稍低于型腔的成型高度0.05mm 左右，以免压坏嵌件和模腔，见图所示。 1) 嵌件底面距塑件底面间的塑料层应有一定厚度，一般不小于嵌件外径的1/6，若厚度过小，塑件在此位置易产生凹痕和裂纹等缺陷。 2) 外螺纹嵌件，应设置一段无螺纹区，以防止熔料渗入模具内，见图所示。 (4) 嵌件的固定 1) 为了使嵌件与塑件结合紧密，嵌件表面应进行滚花或加工出沟槽，以增大摩擦力。使嵌件在使用中不易被拔出，不旋转等。 2) 为便于嵌件在模具中的安放和定位，嵌件安放于模具中的部分应设计成圆柱形，这样才便于将嵌件安放于模具上有关的定位圆孔中。 3) 为了使金属嵌件不被拔出，可在嵌件的中间部位车一环形槽，见图所示。