机电一体化系统综合课程设计说明书

机电一体化方向综合课程设计说明书学院嘉兴学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化一、绪论1.1家用自动发牌机国内研究现状随着时代的发展，我们的生活水平普遍有了很大提高，科技发展，作为一项重要的国家发展战略，逐渐取得了重大进步。

在过去的几十年里，科技发展多数都着重于社会建设、军事、工业等方面。

在人们对生活质量有了更大要求的时代，我们的社会将越来越需要“科技服务于生活”。

目前我们在家庭清洁、家具、家庭装饰等方面都已经有了很多突破，家居生活用品的科技上升空间越来越少，而家庭娱乐却存在着许多空白。

目前的与家庭娱乐有关的科技产品都有各自的限制，如家庭机器人，原理复杂、开发成本过高，虽然投入大并且已经发展多年但是娱乐效果很有限；健身器、跳舞毯，由于适用年龄层很低，在家庭中并不普遍，而且不够耐用；家庭影院、智能家电等，也都价格高昂，并非所有家庭都能拥有的。

从经济、技术上，我们国家与发达国家有着不小差距，因此在家庭娱乐上依然处于落后状态。

综合起来，现在国内市场上缺乏适合家庭的实用、低廉、娱乐效果明显的产品。

1.2家用自动发牌机的研究目标与意义在我们国家，最常见，最方便的家庭游戏便是纸牌游戏了。

针对我国家庭普遍都会参与并热衷的游戏——纸牌。

我们团队特地设计并制作了机械式家用发牌机，尽管现在市场上已经有了类似产品，目前，我们了解到，全自动发牌机和全自动麻将机类似,都是为了降低人的工作强度而产生的一种工具.发牌机主要由储牌室、分牌室、识牌装置、拨牌机构、传牌机构、分牌机构、牌套传送机构和控制电路组成，其中识牌装置主要由摄像头和照亮灯组成；本实用新型基于计算机图像识别技术，对要识别的扑克牌无特别要求，能够把识别出的扑克牌按预定要求迅速准确地发放到指定位置，以实现高可靠性、高效率的发牌；自动推入和推出牌套盒，实现了真正意义上的连续自动发牌。

但普遍成本高，机构复杂，所受的限制较多，是专为赌场或棋牌社设计的，不适合家庭使用。

机电⼀体化系统设计说明书课程设计说明书课程设计名称：机电⼀体化系统设计专业班级：机械电⼦⼯程XXX 学⽣姓名： X X X 学号： 09143413 指导⽼师： XXX机电⼀体化系统设计摘要：本次系统设计是完成典型机电⼀体化装置，该装置有车体和电路两个模块，车体有三个轮⼦，车体宽度可调，⽤齿轮齿条传动⽅式来实现左右轮距的调节范围为200mm到250mm。

该⼩车能够以光控⽅式启动，从起点出发，并沿“L”形路线运⾏，最终停靠在指定的终点位置。

将⼩车整体车形设计成“凸”形，⽤直流继电器输出稳定电压来控制⼩车驱动电机转动，⽤时控复位开关来控制由555定时器够成的单稳态电路，输出⼀个1S低电平脉冲波来实现⼩车转弯。

转弯后⽤另⼀个时控复位开关，响应时间继电器（E模式），来实现⼩车车轮距从200mm变到250mm，从⽽完成设计任务。

关键词：齿轮齿条、车轮轴、光控、555定时器、直流继电器、时间继电器Abstract:The system design is complete typical electromechanical device, this device has a body and two module circuit, the hull has three wheels, car body width can be adjusted, with gear rack drive ways around the adjustment range between 200 mm to 250 mm. The car to start, from control way start, and the "L" type line operation, at the end of the final designated location. Will the car whole car shape design into "convex" form, with ordinary relay stable output voltage to control the car drive motor rotation and use control switch to control by 555 reset timers enough of a single state circuit, output a 1 S low level pulse wave to realize the turning of the car. After turning with another possession in reset switch, response time relay (E mode), to realize the car wheels from 200 mm changed from 250 to mm, thus completing design task.Keyword:Super-modulus gear, electric, car wheel, 555 timer, Dc relay, time relay⼀、课程设计的⽬的要求和简介设计⽬的：通过典型机电⼀体化装置的设计，进⼀步加深对机械电⼦专业知识和理论知识学习的认识和理解，使⾃⼰的设计⽔平和对所学知识的应⽤能⼒以及分析问题、解决问题的能⼒得到全⾯提⾼。

机电一体化课程设计说明书目录一、设计的目的 (1)二、设计任务 (1)三、总体方案的确定 (1)四、机械传动部件的计算与选型 (3)五、控制系统设计 (14)六、总结 (17)7 七、附录 (1)一、设计的目的课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的:1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。

2、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式3培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想4锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力二、设计任务题目:X—Y数控工作台机电系统设计任务:设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台，主要参数如下: 1)立铣刀最大直径d=20mm;2)立铣刀齿数Z=4;3)最大铣削宽度; a,15mme4)最大背吃刀量; a,12mmp5)加工材料为碳素钢;6)X、Y方向的脉冲当量/脉冲; ,,,,0.005mmxy,0.01mm7)X、Y方向的定位精度均为;8)工作台尺寸230mmX230mm,加工范围为250mmX250;9)工作台空载最快移动速度; v,v,2000mm/minxy10)工作台进给最快移动速度; v,v,300mm/minxmaxfymaxf11)移动部件总重量为800N;12)每齿进给量 f,0.1mmz13)铣刀转速n=300r/min三、总体方案的确定1 机械传动部件的选择1.1导轨副的选用要设计的X-Y工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。

1.2丝杆螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杆螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm的脉冲当量和的定位精度，滑动滑动丝,0.01mm 杆副无能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到。

《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。

具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。

2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。

3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。

4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。

二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。

2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。

3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。

4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。

5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。

6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。

三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。

该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。

2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。

机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。

抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。

（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。

机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。

抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。

机电一体化课程设计班级：08级专二姓名：陈欣学号：1指导教师：杜辉日期：2010年12月24日机电一体化毕业课程设计题一、目的与要求机电专业课程设计是在学完了《机电一体化系统设计》课程之后进行的一个设计性和实践性教学环节。

通过本课程设计，使学生受到一次较为全面地综合运用所学课程知识进行机械系统及电气系统软、硬件设计的基本训练。

通过训练能够达到以下目的：1.能够正确运用数控技术、微机控制技术、机电一体化系统设计等课程的基本理论和有关知识，学会进行机电一体化系统设计时的方案分析、比较、拟订；掌握进行机电设备设计的设计步骤；掌握机电系统设计的设计方法。

2.通过对数控设备的机械部分设计，掌握数控设备工作原理、学会机械系统设计步骤、学会典型零件的设计计算方法或选型计算方法、提高结构分析能力和设计能力。

3.通过对数控设备控制系统硬件和软件的设计，掌握系统工作原理、熟悉数控系统硬件设计的基本方法、掌握元器件的选用原则、提高应用计算机进行电气原理图设计的能力、提高编制控制软件的能力。

4．通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力。

5.提高学生查阅手册、使用图表、应用标准以及编写技术文件资料的能力。

二、课程设计内容课程设计的内容一般是一个简单的数控装置或是对现有旧机床进行数控化改造的机械和电气系统的设计及其控制软件的设计。

1.数控装置总体方案的确定：（1）数控装置设计参数的确定或机床改造部分及现存设备总体情况的描述。

（2）总体方案的分析、比较、论证及最终确定。

2．机械系统设计：（1）机械脉冲当量确定。

（2）机械部分的总体尺寸及重量的估算。

（3）切削力计算。

（4）传动元件及导向元件的设计、计算和选用。

（5）步进电机选型计算。

（6）机械系统结构设计及部件装配图绘制。

3．微机数控系统设计：（1）微机数控系统总体控制方案设计（2）主芯片选型分析（3）存储器扩展电路设计（4）I/O接口电路及外接电路的设计（5）伺服控制电路设计（6）系统控制软件设计4. 课程设计说明书编制：（1）说明书是课程设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容。

机电一体化课程设计说明书机电一体化是现代制造业的重要组成部分，其涉及到机械工程、电气工程、计算机技术、控制工程等多个学科领域。

为了培养适应现代制造业需求的高素质人才，不少高校开设了机电一体化课程，而机电一体化课程设计则是学生在课程学习中的一项重要内容。

一、目的与意义机电一体化课程设计的目的是为了让学生在理论学习的基础上，通过实践掌握机电一体化原理、设计方法和实践技能，并培养解决实际问题的能力。

课程设计能够促进学生综合运用所学知识，掌握设计和制造的技能，提高科学研究和工程实践的水平。

二、设计内容机电一体化课程设计的内容主要包括以下几个方面：1.课程设计的选题选题的过程需要从市场需求、生产实际等方面进行全面考虑，将理论与实际相结合，确保课程设计的实用性和先进性。

学生可以从课程学习的重点内容或自己感兴趣的领域中选择选题。

2.课程设计方案的制定制定课程设计方案是课程设计的关键，应包括课程设计的目的、任务、具体步骤和实验条件等内容，同时还需要对项目分工和时间进度进行规划和安排。

3.实行课程设计方案课程设计的实施需要学生掌握一定的技能，包括制图、计算、加工及调试等技能。

学生应严格按照课程设计方案，展开实验与制作。

4.试验结果的分析和评价课程设计完成后，需要对试验结果进行全面评价。

学生要认真分析实验中的问题，总结出有关经验，发现不足之处并对试验结果加以评价。

三、设计要求与注意事项课程设计是提高学生综合素质、实践能力和创新能力的重要途径，需要具备以下要求：1.选题合理。

选题应符合实际需求，并能使学生深入了解机电一体化学科领域的主要问题和发展趋势。

2.方案制定合理。

制定方案时应注意前后任务之间的时间差，确定完成任务的能力和实践经验，保证制定的方案语言通俗易懂，可行性高。

3.实验准确和系统。

实验应尽量准确地进行，注意实验的规范、安全、环保、效率等问题，在进行实验的同时要注意记录数据，方便后期数据分析等。

四、总结机电一体化课程设计是机电一体化课程学习中的一个重要环节，对学生的综合素质和实践能力的提高具有重要意义。