第六届全国大学生机械创新设计大赛全国一等奖:便携式多功能制图架ppt
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便携式水果采摘装置本案例荣获全国大学生机械工程创新设计大赛一等奖1.设计目的我国不仅是水果生产大国,同时也是第一消费国。
国民对水果旺盛的需求为果园种植业创造了巨大的市场,果园种植业具有广阔的发展前景。
传统人工釆摘的方式易造成果实损伤,同时,采摘不及时将会导致经济上的损失。
为了节约人力物力,提高果农的经济效益,开展采摘器械的研究有重要的意义。
目前普遍使用的半自动机械式釆摘器对外界环境伤害大、通用性差、操作复杂。
基于这样的研究现状,我们设计了一种新型的电动机械式采摘机。
该器械采摘时对外界环境干扰小、工作可靠方便、通用性强,适用于大多数果园种植水果的釆摘。
2.工作原理根据分离果树与果实的方式,目前大部分末端执行器大体分为两类:第一类是强行拉断果梗来实现果实与果树的分离;第二类是先用夹具加紧果实,再通过剪刀、锯条、高压水枪、激光等工具切断果梗,从而将水果从果树上釆摘下来。
第一类采摘执行末端容易拉断其他枝条,对果树的伤害较大。
而第二类采摘执行末端也存在较多缺点:其一,执行器在切断果梗之前,要先用夹具夹住果实,夹具的夹紧力很难控制,过小会导致果实脱落,过大则会损坏水果;其二,准确抓取果实对机器人视觉系统以及机械手的控制要求较高,微小的误差都会导致采摘失败。
本次设计釆用的剪切执行机构的俯视图如图1所示。
该切割装置由动定切割刀组和伺服电动机组成,控制系统通过控制伺服电动机往复旋转从而带动切割刀切断果柄。
同时,我们建立了活动刀片在剪切果柄时受到的切应力模型并结合该模型对伺服电动机进行选型。
釆集水果时手动控制红外信号发射装置,单片机接收信号后控制电动机转动,进而对水果枝梗进行剪切。
切割时,单片机通过实时监测伺服电动机的工作电流做出相应的控制策略,以防止果柄过硬刀片无法切断导致伺服电动机堵转的情况发生。
切掉的水果经过下落口直接输送到水果采集箱当中,同时实现水果的摘取、收集工作。
红外发射装置如图2所示,该机构釆用收缩式的折叠方法。
第六届全国大学生机械创新设计大赛幻梦全方位多媒体模型展示台设计计算说明书西南交通大学指导老师:张祖涛孟冠军设计者:陈晓昊丁维高黄熙刘富涛王岩设计单位:西南交通大学机械工程学院西南交通大学目录第一章 问题的提出 (2)1.1 产品设计背景 (2)1.2 产品问题提出 (2)1.3 产品创新点 (3)第二章 整体方案设计 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 方案设计 (4)2.2.1 全方位观察运动方案的确定 (4)2.2.2 展开收纳机构的确定 (5)2.2.3 机械调焦机构的确定 (5)2.3 总体方案阐述 (5)第三章 全方位观察机构的研究与设计 (7)3.1 全方位观察功能的实现 (7)3.2 载物台的无轴自定心机构 ........................................ 7 3.21 无轴自定心机构方案的提出.................................................................................................................................................................................7 3.2 载物台的轴向定位设计 ...................................... 7 3.2 载物台的定位位置设计 ...................................... 8 3.24 载物台的三维模型建立 ...................................... 9 3.25 载物台的强度校核 .......................................... 9 3.3 摄像机的旋转运动设计 .. (11)第四章 双“蔡氏”机械调焦机构的研究与设计 (12)4.1 机械调焦功能的实现 (12)4.2 双“蔡氏”直线运动方案的提出 (12)4.3 双“蔡氏”直线机构运动学解析设计 (13)4.3.1 双“蔡氏”直线机构的设计计算要求 (13)4.3.2 双“蔡氏”直线机构的设计计算 (13)4.3.3 惯性力的平衡 (14)4.3.4 双“蔡氏”直线机构三维模型建立 (15)4.3.5 双“蔡氏”直线机构运动学仿真 (16)西南交通大学5.1 剪式升降机构 (17)5.1.1 剪式升降机构方案的提出 (17)5.1.2 剪式升降机构运动学解析设计 (17)5.1.3 剪式升降机构三维模型建立 (19)5.2 空间变自由度锁定机构 (19)5.2.1 空间变自由度锁定机构方案的提出 (19)5.2.2 空间变自由度锁定机构的设计计算要求 (20)5.2.3 空间变自由度锁定机构的尺寸计算 (22)5.2.4 空间变自由度锁定机构的三维模型建立 (23)第六章 控制系统的设计与分析 (24)6.1 控制系统的设计 (24)6.2 电路控制分析 (24)6.2.1 控制模块设计 (24)6.2.2 驱动模块设计 (24)6.2.3 集成电路设计 (25)第七章 展示台整体机构的设计计算 (26)7.1 全方位模型展示台整体装配方案 (26)7.1.1 剪式升降机构的装配 (26)7.1.2 载物台的装配 (26)7.1.3 摄像机旋转机构的装配 (26)7.1.4 空间变自由度锁定机构的装配 (26)7.1.5 摄像升降机构的装配 (26)7.2 整机的三维模型建立 (27)7.3 全方位模型展示台的工作过程 (27)7.4 工作参数的设计与计算 (28)7.4.1 载物台的工作参数 (28)7.4.2 摄像机旋转装置的工作参数 (28)第八章 整机选型与加工制作 (29)8.1 整机主要部件选型 (29)8.1.1 电机选型 (29)8.1.2牛眼轮选型 (30)8.1.3导轨选型 (30)8.2成员加工制作场景 (30)结束语 (32)收获与体会 (32)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)附录1.1 专利受理书 (34)附录1.2 控制模块Arduino 程序源代码 (35)西南交通大学西南交通大学第一章 问题的提出1.1 产品设计背景目前高校中,在以机械类为主的各类教学场景中,常常使用三维模型进行辅助教学。
全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品展示全国一等奖北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳大连理工机械式自动节水水龙头第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机哈工并联与分布控制机哈工并联与分布控制机器人器人器人哈工并联与分布控制机器人哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工大微定位仿生机器人哈工大微定位仿生机器人海军工程大学摆式特种发动机天津大学爬杆喷漆机器人天津大学爬杆喷漆机器人中国农大菌液自动抽取喷涂机中国农大菌液自动抽取喷涂机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机全国二等奖北工大助力器北工大助力器北工大助力器长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人大连理工蚯蚓爬行器大连理工蚯蚓爬行器东北大学圆柱凸轮数控铣削加工装置哈工程螺旋传动管道机器人海军工程大学舰船探测者海军工程大学舰船探测者华东理工易拉罐有偿回收装置/华南理工健身洗衣机华南农大气动式龙眼去核机华南农大气动式龙眼去核机南昌大学脉动式无极变速器上海交大可折叠崎岖表面自适应障碍小车上海交大可折叠崎岖表面自适应障碍小车西安电子科大新型球形机器人西安思源学院纱线卷绕防叠机西北工业大学方形区域喷灌龙头西南交大液压式无极变速器西南科大环卫保洁清扫自行车西南科大环卫保洁清扫自行车浙大虫虫小强浙大虫虫小强全国三等奖安徽工大新型立轴风力机北航仿生虫北航基于仿生的高适应性六足机器人北航爬杆爬管道年用机器人北科大自行车防盗锁成都大学球形机器人运动结构创新设计成都电机高专自适应上下非等高台阶小车东南大学智能机器鱼哈工大汽车同步照明灯湖大两足行走机器人华南农大机器昆虫步行机构华中科大仿生机械灵巧手昆明理工草坪剪草机兰州交大智能型全开式窗户辽宁工程技术大学爬杆爬绳机器人陕西科大揉搓式洗衣机陕西科多功能自走式清洁车四川工程职业技术学院异形齿轮泵天津大学双轴连动摩擦式翻谱台西华大学科氏加速度观察试验台新疆大学上下楼梯搬运机器人浙大仿生壁虎重庆工商大学楔铁式滚针超越离合器重庆工学院无机变速行星轮系操纵机构第二届机械创新设计大赛参赛作品展示螺旋电机爬楼梯机器人自行履带闭链两足步行机器人轻便按摩器新型三维仪自动清洁器旋转展示台仿生虫家用采棉机爬杆机器人。
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第六届全国大学生机械创新设计大赛参赛作品点的合成运动的演示与验证实验装置设计说明书设计者:姜红山葛茂叶振齐王焱陈关国指导老师:王涛杨丹武汉科技大学机械自动化学院点的合成运动演示与验证实验装置设计说明书设计者:姜红山葛茂叶振齐陈关国王焱指导老师:王涛杨丹武汉科技大学机械自动化学院作品内容简介在大学理论力学课程学习中,关于点的合成运动这一重要章节中,关于牵连速度、相对速度和绝对速度的概念只是通过理论来阐述,对于初学者显得十分抽象且难以理解,从而给后面章节的学习带来困难,为了能让同学们能更好的学习、理解并掌握这些理论,本小组特设计了一套点的合成运动的演示与验证的实验装置演示各速度间的关系并验证点的合成运动公式的正确性。
本套实验装置分为平行四边形机架、滑块导轨、电机、连杆、曲柄、滑块、速度测量系统以及画板几个部分。
曲柄、连杆、滑块导轨和平行四边形机架组成一个曲柄滑块机构,该机构由安装在平行四边形上的电机驱动,在滑块导轨上安装一个曲柄滑块机构,该机构由曲柄、连杆、滑块以及滑块导轨组成,其也是由电动机驱动。
电机工作时,通过曲柄滑块机构驱动滑块导轨运动,滑块导轨上的曲柄滑块机构被电机驱动,使得滑块沿滑块导轨上的沟槽运动,安装在机架上的速度传感器则可以测量滑块的速度,在此过程中,机架模拟静坐标系,滑块导轨模拟动坐标系,滑块模拟质点,通过观察机架、滑块导轨和滑块间的运动关系即可清晰的演示出各速度以及各速度间的关系。
运用曲柄滑块的机构分析,可以分别计算出理论上的牵连速度和相对速度,然后根据点的合成运动运动公式便可以计算出点的绝对速度,通过绝对速度的理论计算值与速度传感器测得的值相比较,即可以验证点的合成运动公式的正确性。
研制背景及意义理论力学课程几乎是所有工科学生必须深刻理解和重点掌握的科目,但是大多数章节的内容基本都是抽象的理论阐述,没有相应的实验器材去演示与验证各章节的理论与公式。
在点的合成运动这一章节,牵连速度、相对速度和绝对速度对于初学者十分容易造成混淆,而且也让老师详细清楚的讲解该章节的内容带来了困难。
幻梦全方位多媒体模型展示台西南交通大学版权所有设计单位:西南交通大学机械工程学院设计者:刘富涛丁维高陈晓昊王岩黄熙指导老师:张祖涛李静波设计背景模型教学目前的问题西南交通大学版权所有3D打印的流行智能设备的普及设计要求▪如何实现简单操作?西南交通大学版权所有▪如何全方位展示模型?▪如何适应不同大小展品?▪如何便于携带与收纳?控制及信息传输方案控制方案信息传输方案西南交通大学版权所有手机按键控制蓝牙传输控制模块驱动模块电机机械运动方案西南交通大学版权所有坐标变换动画演示西南交通大学版权所有创新点1:无轴自定心载物台轴向定位:两组牛眼万向轮西南交通大学版权所有径向定位:导轮动力来源:带传动创新点2:并联蔡氏直线机构西南交通大学版权所有蔡氏直线机构创新点3:欠驱动自适应夹持机构西南交通大学版权所有创新点4:空间变自由度锁定机构运动至死点西南交通大学版权所有空间变形自由度锁定创新点5:机、电、信耦合系统Arduino Nano Blue-tooth Wifi 西南交通大学版权所有创新点6:先进的外观设计CNC精雕机加工西南交通大学版权所有造型富有流动性整体透明、视觉上消除体积感亚克力材料、机身轻便创新点▪无轴自定心载物台▪并联蔡氏直线机构西南交通大学版权所有▪欠驱动自适应夹持机构▪空间变自由度限定机构▪机、电、信耦合系统▪先进的外观设计实用西南交通大学版权所有新型专利已授权已授权已受理发西南交通大学版权所有明专利已受理已公示前景展望▪1.可结合虚拟现实技术,增强交互性,更好地实现机、电、信耦合。
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