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第五届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组设计说明书作品名称：多功能全自动储物柜参赛人员：谢友春唐琳杨猛洪海闫亚娟指导教师：覃莉杜超所属单位：西南石油大学2012年 3 月目录1、设计背景 (2)2、创新点分析 (3)3、设计方案 (4)3.1 外形设计 (4)3.2 升降构件设计 (5)3.3 伸缩取放构件设计 (5)3.4 副柜设计 (6)3.5 书桌设计 (7)4、工作过程分析 (7)5、控制程序 (8)6、实用可行性及成本分析 (9)7、作品应用前景 (10)参考文献................................................................................... 错误!未定义书签。
1、设计背景近年来，随着我国房地产市场持续升温，房价也一涨再涨，小户型住房成了市场的宠儿。
由于小户型房间面积小，对各种家具的设计既是机遇又是挑战，同时对储物柜的要求也有了新的要求。
因此对于居民来说，如何利用有限的空间发挥最大的效益是一个摆在每个家庭面前的难题。
而对于家具制造商来说这却是一个极好的商机，谁能解决好这个空间利用的问题，谁就拿到了进入未来家具市场的门票。
传统的成品家用储物柜（图1）约有2.5米左右，储物柜顶部距离屋顶还有一定的距离，但由于这部分空间由于取放东西的不便且存有安全隐患，因此绝大多数家庭不得不放弃使用这部分空间。
当今的小户型住房本来面积就不大，如果利用传统的储物柜就不能充分地利用本来就小的空间，这无疑是雪上加霜。
因此需要充分考虑传统储物柜到天花板之间的这部分闲置空间，将这一部空间分利用上，那么平时要占据很多空间而又不经常用的物什就可以放置在这些空间里。
目前常用的方法就是根据房间的大小高低定制储物柜（图2，图3），但是定制的柜子成本较高，不能移动改变摆放位置，无法重复利用。
图1传统储物柜图2传统储物柜 图3传统储物柜通过以上分析，成品家具和定制家具各有弊端，而本文设计制作的多功能全自动储物柜可以很好地解决这些问题，既提高了空间利用率，又能像成品储物柜一样可随意移动，实现资源可持续利用。
1 引言机器人是21世纪技术前沿课题，随着科学技术的发展，机器人在社会各领域的作用越来越大。
对机器人的研究已成为热门课题。
寻迹机器人是一种被广泛研究的机器人，而且国内外都有许多重要的比赛。
它是在给定的区域内延着轨迹完成对各个目标点的访同。
其主要指标是速度和顺利完成任务的能力。
寻迹机器人涉及到传感器技术，单片机控制、信号处理、电机驱动、人工智能、驱动电源的设计等诸多领域。
本文描述的通讯排障机器人利用红外传感器感知外界信号、光电编码器和编程控制来寻线行走。
从机器人技术的发展水平来看，机器人主要经历了简单的可编程机器人，低级智能机器人和高级智能机器人三代。
机器人有几个方面是我们有必要去发展的理由:一个是机器人干人不愿意干的事，比如说从事，有毒的、有害的、高温的或危险的，把人从这样的危险的环境中解放出来，同时机器人可以干不好干的活，比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳，一天焊几千个点，就重复性的劳动，一方面他很累，但是产品的质量仍然很低；另一方面机器人干人干不了的活，这也是非常重要的机器人发展的一个理由，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，叫机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体的小机器人，以及在微观环境下，对原子分子进行搬迁的机器人，都是人们不可达的工作。
机器人有三个发展阶段，一种是第一代机器人，那么也叫示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的一个机械，通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果，再现出这种动作，比方说汽车的点焊机器人，它只要把这个点焊的过程示教完以后，它总是重复这样一种工作，它对于外界的环境没有感知，这个力操作力的大小，这个工件存在不存在，焊的好与坏，它并不知道，那么实际上这种从第一代机器人，也就存在它这种缺陷，因此，在20世纪70年代后期，人们开始研究第二代机器人，叫带感觉的机器人，这种带感觉的机器人是类似人在某种功能的感觉，比如说力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉和人进行相类比，有了各种各样的感觉，比方说在机器人抓一个物体的时候，它实际上力的大小能感觉出来，它能够通过视觉，能够去感受和识别它的形状、大小、颜色。
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。
AbstractFischer 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.目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1慧鱼创意模型实验介绍 (1)1.2机械手的组成和分类 (4)1.2.1 机械手的组成 (4)1.2.2 机械手的分类 (7)1.3机器人领域的未来发展趋势 (8)1.4课题的提出及主要任务 (9)1.4.1 课题的提出 (9)1.4.2 课题的主要任务 (10)2 机械手的设计方案 (11)2.1工作原理 (11)2.1主要机构构件的介绍 (12)2.2.ROBOP RO的介绍 (14)2.3如何编程 (15)3组装过程 (23)6 结论 (26)致谢 (28)1 绪论1.1 慧鱼创意模型实验介绍1964年，慧鱼创意教学组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是由德国发明家Arthur Fischer 博士在 1964 年从其专利“六面拼接体”的基础上发明的。
1慧鱼创意组合模型简介第一节慧鱼模型一、机械极件1.六面拼接体（见图Ⅳ-1、Ⅳ-2）六面拼接体的6 个面各有U 形槽或凸出的小方块，二者是相互配合的。
通过U 形槽和小方块的相互拼接，可以实现极件之间的互连。
由于这些极件是六面体，因此接合的角度一般为0°或90°。
如果需要其他角度的连接，有专用的楔形体可供使用，这些楔形体提供的角度有7.5°、15°、30°、60°等，楔形体的角度已在其侧面标明。
图Ⅳ-1 六面体及六面体的拼接图Ⅳ-2 其他外形的六面体及楔形体2.齿轮、齿轮轴与齿条（见图Ⅳ-3、Ⅳ-4、Ⅳ-5）慧鱼模型提供的齿轮种类比较多，其中普通外齿合齿轮还可用作蜗轮。
图Ⅳ-3 齿轮图Ⅳ-4 齿轮轴和此条图Ⅳ-5 图Ⅳ-3 中的第4 个通过夹具与金属杆组成齿轮轴3.蜗轮、蜗杆和螺旋传动（见图Ⅳ-6、Ⅳ-7）慧鱼模型提供的蜗轮蜗杆形式多样，除图中所示的蜗轮外，所有的外啮合齿轮也都可用作蜗轮。
小尺寸蜗杆还可以用作螺旋传动的蜗杆，如图Ⅳ-7 所示。
2图Ⅳ-6 蜗轮和蜗杆图Ⅳ-7 螺旋传动4.导轨与连杆（见图Ⅳ-8）慧鱼模型提供了多种长度的塑料或金属杆件，可用作导轨、连杆和传动轴等。
图Ⅳ-8 金属杆、连接杆（塑料）、传动轴（塑料）5.万向节、齿轮箱（见图Ⅳ-9）万向节用于和塑料传动轴（见图Ⅳ-8）配合以传递扭矩。
齿轮箱用于和电动机相连接，起减速器的作用。
图Ⅳ-9 万向节、齿轮箱、齿轮箱（用于齿条）6.链条和履带（见图Ⅳ-10、Ⅳ-11）链条由链节连接而成，在链条上安装履带板后，就成为履带（输送带）。
链轮可以用齿轮代替。
图Ⅳ-10 链节、履带板图Ⅳ-11 安装链节和履带板此外慧鱼模型还提供了大量其他的极件，很好的扩展了模型的功能，在此不再详述。
二、电气极件1.电动机与灯泡（见图Ⅳ-12、Ⅳ-13）慧鱼模型提供的电动机有普通迷你电动机和大功率电动机两种，提供的灯泡也有普通灯泡和聚光灯泡两种，可根据实际需要选用。
基于慧鱼模型的割草机器人设计作者：孙波刘永嘉王继慧来源：《山东工业技术》2017年第08期摘要：本课题用慧鱼模型设计并构建了一种小型自动割草机器人器人模型。
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。
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，运用电脑界面板去控制驱动割草机器人器人，使机器人的行为动作达到我们的要求。
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，实现对电磁线圈的控制，操作简单易懂，更加方便快捷。
关键词：慧鱼；智能机器人；循迹；边界识别DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.1801 割草机器人功能实现1.1 割草机器人割草功能割草机器人的割草功能实现是由电动机通过蜗轮蜗杆连接到头实现。
小型电动机连接齿轮箱，然后在连接上刀头来控制刀片转速，实现割草过程。
1.2 边界识别功能边界识别的实现是利用循迹传感器可以寻找到白色表面的黑色边界的功能，割草机器人左右轮各用直流双向电机驱动，所以通过设置两个轮子的转速从而达到控制转向的目的。
1.3 避障功能割草机器人车头安装两个活动挡板，挡板底下安装两个微动开关I3，I4。
当前方障碍推动挡板会触碰微动开关I3，I3触动，控制系统会控制机器人M1旋转，M2旋转，使机器人偏移避开障碍。
2 割草机器人的控制系统设计2.1 软件介绍慧鱼控制器模拟运动过程的实现需要通过ROBOPro软件来进行编程。
ROBOpro软件在Windows平台上运行，使用图形化的控制单元，流程图式的图框编程过程。
2.2 控制程序编制软件设计的程序大体可分为割草、循迹边界识别、避障和计时循环四大部分。
程序将实现开始机器人前进→割草刀片旋转→避障→边界识别→循环计时等动作。
a.子程序。
① Random。
该程序执行，初始值为0，一个路径传至random计数量，另一个路径执行值为一，进行判断Z>15是否成立，若为否则+1继续进行判断，并且传至下一个程序，同时等待0.06秒后继续判断。
