浅述基于慧鱼模型的履带型立体停车库设计

慧鱼创意组合模型在近机类专业机械设计基础课程教学中的应用范兴铎;应伟军;李映平【摘要】首先介绍了近机类专业机械设计基础课程教学现状及面临的一些问题,然后以慧鱼创意组合模型为工具,在理论教学环节重新设计教学方式,提升学生学习兴趣,在实验实践教学环节设置了综合性创新实验,培养学生实践创新能力,获得了满意的成效.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P95-97,111)【关键词】慧鱼;机械设计基础;理论教学;实践性教学【作者】范兴铎;应伟军;李映平【作者单位】浙江农林大学暨阳学院,浙江诸暨311800;浙江农林大学暨阳学院,浙江诸暨311800;浙江农林大学暨阳学院,浙江诸暨311800【正文语种】中文【中图分类】G642.30 引言机械设计基础是高等工科学校里面机械类和近机械类必开的一门重要的专业技术基础课和主干课，主要讲授机械设备中常用机构的工作机理、机构的创新组合设计应用，以及常用典型机械零部件的材料、参数选择及结构设计等基本内容，解决的是机械装备设计中方案和技术设计阶段的问题[1]。

该课是后续专业课的基石，并且与工程实际联系紧密，实践性较强，通过该课程的学习学生应具备通用设备的设计、使用及管理维护能力，是培养应用型本科技术人员的重要课程。

从涉及到的知识点来看，《机械设计基础》基本上是由《机械原理》与《机械设计》两门课删减掉一些章节后浓缩的一门课，所要掌握的知识量大面广，课程内容涉及到生产实践中的许多设备和零件，学生缺乏相关工程知识背景及阅历[2]。

此外在多数近机类专业学生看来，《机械设计基础》课程不是他们的专业骨干课，因此不愿意投入太多精力。

知识量大、工程背景缺失、非专业骨干课程等因素导致大部分学生学习积极性差，如何使近机类专业学生既能轻松地获得更多更有效的知识信息，又能产生主动学习的欲望，是教育教学改革诚待解决的问题。

慧鱼创意组合模型简称“慧鱼”系，是德国Arthur－Fischer博士的专利“六面拼接体”基础上发明的工程技术类智趣拼装模型，具有扩展性、启发性强，覆盖科学知识领域广等特点，被广泛应用于实验教学、科研创新和生产实际等方面。

机器人综合设计与实践之慧鱼机器人创意设计报告姓名：学号：专业班级：姓名：学号：专业班级：姓名：学号：专业班级：姓名：学号：专业班级：姓名：学号：专业班级：报告提交时间：2017 年12 月18 日1、作品名称：承载汽车停车装置2、主要材料：慧鱼创意组合模型3、设计目的随着社会的进步，家家户户都有了小汽车，出行啊是越来越方便，但随之而来的问题也成为了热点话题，出行方面，还有限号等措施来进行限制，但一辆车，无论如何限号，停车总是一辆车要实打实的占一个车位的，在这个寸土寸金的年代，停车位是越发珍惜。

我们小组就以此为契机设计了这款承载汽车停车装置，为的就是为解决停车难这一社会问题提供我们大学生的一点思路。

而理论上我们的这个装置思路，可将停车位土地的利用提高四倍左右。

切实解决了停车位稀缺引发争抢的问题。

4、设计与制作步骤□1计构思及设计草图:我们组五个人经过激烈的讨论后，最后选定做简易可实施的高空停车装置，并放弃了摩天轮式的传车和文具盒式的停车方式，最后选用可施行的货运传送方式。

□2基本骨架:我们组选用长条行快上下左右两层来模拟楼层，做到了简单，神似，美观的效果。

□3货运传送装置:□4动力装置:动力装置方面的问题我们组才用了电机动力，可施行，具有可靠性。

□5装运车辆的框架:这对于我们组来说是个难题，多次失败后，组长决定才用电梯式的方式将车辆运送到高空楼层进行停放。

可靠。

□6进行骨架，动力装置，传送装置的合并与组装。

□7进行局部修改，让装置高端大气上档次。

5、作品功能简述及其搭建过程中遇到的问题,解决方法?我们作品是一个简易的汽车停泊装置，主要的功能是停放轿车、面包车等中小型汽车。

在作品的制作过程中我们遇到的问题及解决方法如下:一、对制作零件和安装零件的方法不熟悉。

在我们的小组当中，大多数人所在的专业与本课程的内容没有联系，因此也鲜少有机会能接触到此类装置的制作，所以对它们不太熟悉。

但是好在老师为我们提供了相关的专业安装书集，并且给了我们一堂课的时间来熟悉并使用这些工具、零件，我们的小组通过积极参与这个活动，娱乐彼此之间的交流和分享，在短时间内，顺利解决这这个问题的。

一种无避让可旋转立体停车库的仿真模型设计作者：曹泰铭周桂宇来源：《价值工程》2020年第17期摘要：本装置主要对新型无避让可旋转立体停车库的慧鱼模型进行搭建、仿真，采用改进的平行四边形机构实现车位升降，在二层底盘上安装旋转装置，直接旋转车头方向，取车方便。

并通过对关键结构进行动力分析得出结论，其设计具有合理性，实际投产后，占地面积小，适应路况多，减少停车时间，降低驾驶者取车难度。

Abstract： This device mainly constructs and simulates the hui fish model of the new rotating three-dimensional parking garage， adopts the improved parallelogram mechanism to realize the parking space lifting， installs the rotating device on the second floor chassis， directly rotates the direction of the locomotive， and takes the car conveniently. Through the dynamic analysis of the key structure， it is concluded that the design is reasonable. After the actual production， it will cover a small area， adapt to more road conditions， reduce the parking time and reduce the difficulty for drivers to get the car.關键词：旋转立体停车库;慧鱼模型;动力分析Key words： rotary three-dimensional parking garage;fish model;dynamic analysis中图分类号：U491.2 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1006-4311（2020）17-0137-021 ;立体车库的背景停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通（车辆停放状态）问题，静态交通是相对于动态交通（车辆行驶状态）而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响。

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AbstractFischertechnik 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目录摘要 (1)第1章绪论 (1)1.1 课题背景与选题意义 (1)1.2慧鱼机器人 (1)1.3设备与制作环境介绍 (2)1.4研制小车过程 (2)1.5设计工作原理 (2)1.6慧鱼模型操作规程： (3)1.7慧鱼机器人发展前景 (3)第2章.总体设计 (5)2.1机器人的设计方法 (5)2.2参数及部件设定 (5)2.3基本构件 (6)第3章硬件设计 (10)3.1 ROBO 接线设计 (10)3.2 红外线控制设备 (10)3.3慧鱼ROBO接口板 (11)3.4 ROBO I/O扩展板 (14)第4章程序设计 (16)4.1软件介绍 (16)4.2程序单元的介绍 (17)第5章C语言下的循迹小车程序设计 (25)第6章实验慧鱼机器人步骤 (34)6.1 组装模型 (34)6.2 编程控制 (35)第7章结论 (36)致谢 (38)参考文献 (39)第1章绪论1.1 课题背景与选题意义由于机器人技术的发展和快速的被人们和科学研究所广泛运用，由此可知科学家对于机器人的功能和工作环境也相对提高，除了一些超强的记忆能力和逻辑思考能力，还有在机器人的能不结构以及外部形体上，科学家们更希望机器人能够进一步的模仿人类，对于外界信息的选集，也通过各种传感器的使用，试图达到类似人类各种感官的功能，选集外在环境变化，一旦外在环境发生了改变，机器人也会随着环境的变化，自身做出反应的动作，更新自己的条件发射资料库，达到类似于人类后天学习的功能。

机电工程技术第48卷 第 12期MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOG 丫Vol.48 No.12DOI: 10. 3969/j. issn. 1009-9492. 2019.12. 009万智辉，廖志鹏，徐巍涛，等.基于“慧鱼”的小型智能立体停车库设计[J].机电工程技术，2019, 48 (12)： 30-32.基于“慧鱼”的小型智能立体停车库设计*万智辉，廖志鹏，徐巍涛，程华兴(东华理工大学机械与电子工程学院，江西南昌 330013)摘要：“慧鱼”创意组合模型包括机械构件、电气构件、传感器、控制器及控制软件。

利用“慧鱼”创意组合模型，通过机构设计、软件编程和模块组装等环节，针对城市老旧小区，设计制作了一种小型智能立体停车库。

阐述了该立体车库的工作原理和基本结构，详细介绍了各功能模块的组建及原理，编制了软件控制程序，完成了存取车实验，为解决城市老旧小区停车难问题提出了一种可行的理论方案。

关键词：“慧鱼”创意组合模型；小型立体停车库；智能存取车；托夹机构中图分类号：TH 122文献标志码：A文章编号：1009-9492(2019)12-0030-03Design of Small Intelligent Mechanical Parking System Based on FischertechnikWAN Zhihui, LIAO Zhipeng, XU Weitao, CHENG Huaxing(College of Mechanical & Electrical Engineering, East China University of Technology , Nanchang, Jiangxi 330013, China)Abstract ： The fischertechnik includes mechanical components , electrical components , sensors , controllers and control software. Using the fischertechnik, a small intelligent mechanical parking system was designed and manufactured for old urban residential areas through mechanismdesign , software programming and module assembly. The working principle and basic structure of the stereo garage were described. The construction and principle of each functional module were introduced. The software control program was compiled and the experiment of storing and accessing vehicle was successfully carried out. A feasible theoretical solution is proposed so as to solve the problem of parking difficulties in old urbancommunities.Key words: fischertechnik; small mechanical parking system ; intelligent access vehicle; clamp mechanism0引言近年来我国私人汽车保有量井喷式增长，停车设施建设却远远滞后，停车问题已成为一些小区业主的生活难题和物业公司的管理难点，甚而影响到了小区周围动静态交 通环境叫 对已建成的老旧小区停车环境进行改造.解决路边停车问题，是解决我国各大城市停车难问题的重要方法之一叫机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见 缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难问题的有效手段'1。

技术平台基于慧鱼模型的三层无避让侧方位 停车装置的设计张 涛，李高旭，周进良，殷郑丽，周炽琳（西南石油大学，四川 成都 610500）摘 要：针对城市普遍存在的停车难问题，国内外专家学者先后提出了垂直升降式、平面移动式、垂直循环式立体车库等新型停车装置。

本项目组成员在查阅大量相关文献的基础之上分析得出目前已有的停车装置大多需要特定场地用于安装，并不适用于绝大多数小区。

三层无避让侧方位停车装置具有空间利用率高、结构模块化、停取车便捷等特点，可以极好地适应小区侧方位停车 需求。

关键词：无避让；侧方位；停车装置；慧鱼设计1 现状研究近年来，人们的生活水平不断提高，对于汽车的需求急剧增加。

2013年汽车的保有量突破1.3亿，2014年增至1.55亿，到2017年中国居民每百户家用汽车拥有量29.7辆。

虽然私家车超高速増长的时代己经结束，但中高速增长的新常态还将持续10年，年增长率基本维持在10%左右。

很多城市在早期规划时，对停车位重视力度不够，小区建设时未能对停车位的供求给予足够的考量，造成了现如今各大城市特别是用地紧张的一二线城市出现严重的“车多位少”的尴尬局面。

2 结构设计图1 整体结构设计2.1 停车架设计停车架由支架和停车板两部分组成。

停车架主要由刚性梁组成。

停车架单个车位的摆放方向与标准车位方向一致，其规格为2.0×4.5m，比同类停车位国标尺寸2.5~2.7×5~6m 略小，主要是由于程序控制准确，故所留停车余量较小且两车位总计空余的尺寸可用来安装存取机构。

停车架为两排三层式，两排中间留有合适的位置安装存取机构。

一层停车板是可以在电机的驱动下实现一定角度的控制，方便直接停取车辆。

二三层则考虑共用一套存取机构，用于放置由存取机构承送来的车辆。

2.2 存取机构设计存取机构由机械手和传动柱两部分组成，机械手又可分为悬臂和托盘。

传动柱可以在导轨上实现水平方向的前后移动，机械手可通过丝杆传动实现竖直方向的升降运动和在驱动机的作用下实现水平方向的旋转转动，传动柱通过上下铰链接将整个存取机构安装在整个停车装置的中间位置，在驱动机的作用下实现整体平台的转动。

基于慧鱼模型的人工智能设计慧鱼模型诞生于1964年的德国，作为一种新的教学体系，为创新教育和实验创新提供了最佳载体。

基于慧鱼模型，在不影响模型组合精度的前提下，保证反复的拆装;组件工业由燕尾槽专利设计，六面拼接，独特设计，可实现任意组合和展开。

因此慧鱼模型可以广泛用于机械设计制造方面。

信息时代以来，人工智能开始迅猛发展，得益于慧鱼模型的独特设计，其在人工智能的应用也越来越广泛。

本文将对基于慧鱼模型的人工智能设计予以阐述，希望能够为之后用于人工智能提供参考。

1 引言模块化的慧鱼模型，又称工程积木，是一种具有可组装性、灵活性和系统性的创新性教学型工具。

其具有一般工程机械制造所需的各种不同型号和尺寸的零件。

慧鱼模型由机械部件、微型电机、传感器（光、热、磁、触敏等）、气动部件、计算机接口板和控制软件等组成，具有简单、稳定、系统、灵活的优点。

该模型是展示科学原理和技术过程的理想型教学工具，为创新教育和创新实验提供了最佳载体。

除此之外，随着生活水平的提高，人民的生活开始发生着翻天覆地的变化，新的生活习惯逐渐养成，而这种生活习惯也带来了新的不便利、比如停车位紧张等等，本文将阐述基于慧鱼模型设计下的人工智能是如何应用于这些方面的，为之后的人工智能设计提供参考和支持。

2 在运动方面的应用越来越多的人开始在业余时间选择各种各样的体育活动。

高尔夫一直被认为是一种高雅的体育活动，因为它对球场的要求很苛刻，普通人很难玩。

为了让更多的人接触到这项运动，近年来室内高尔夫垫变得流行起来。

由于其设备简单、折叠方便等诸多优点，得到了广泛的应用。

但是，每次击球时都不方便捡起球。

针对这种不方便，通过慧鱼模型而专门设计了此机器人，它的功能是把洞内或洞外的球捡起来，再把球放回原处。

2.1高尔夫机器人的工作机制首先在孔上安装了一个光电传感器。

当球落入洞内时，光电传感器被覆盖，控制系统得到信号放下驱动块臂。

然后机器人会停下来执行程序，即捡起洞中的球。

基于慧鱼系统的机构创新设计作者：谷凤民居鹣海君来源：《山东工业技术》2015年第17期（1宁夏大学机械工程学院 ;2中国电信集团系统集成宁夏分公司，银川 750021）摘要：本文以慧鱼创意组合模型为平台，利用机构创新设计方法，设计出一种智能机器人—循迹识别小车。

小车采用慧鱼智能接口板进行控制，利用颜色传感器进行循迹，用直流电动机驱动，控制软件为ROBO Pro。

关键词：慧鱼模型;机构创新;循迹机器人0 引言慧鱼创意组合模型是由德国发明家Artur Fisher博士于1964年发明的。

它具有一般机械所具有的零部件，如齿轮、电机、电气开关等，通过声、光、电和辅助技术的配合，能够模拟各种机械运动和机械设备的自动控制，而且有比较真实的功能。

可以培养机器人开发、设计、生产、维护方面的人才，我国很多高校也为本科生和研究生开设了机器人学课程。

1 创新设计思路机构创新设计主要有以下两个方面。

（1）构造全新的新机构。

这类创新设计也称为机构的构型设计。

（2）对已有机构进行变异设计。

这类创新设计也称为机构的变异设计。

要创造出一种以前人们从未见过的新机构是一件非常困难的事，但是如果能从现有的机构中发现一些尚未被人察觉的某些性能，并将其加以巧妙利用，就有可能创造出一种新机构，这可能是当今机构创造发明的重要方法之一。

本文就是在原有的循迹机器人的基础上，添加了一个夹持机构，可以利用夹持机构进行取物。

2 设计过程根据慧鱼模型的特点，对于原有的机构进行了创新设计：确定机器人的任务要求，根据任务初步确定了机器人的机械结构、运动形式、驱动方案和控制方案等。

2.1 行走部分由于设计的是循迹机器人，考虑到机器人运行的路面情况可能会很复杂，就采用履带式行走机构，如图1所示。

这种移动方式支撑面积大、接地比压小，同时由于履带支撑面上有履齿，不易打滑，牵引附着性好。

机器人两侧的履带分别由一个带有齿轮的直流电动机驱动。

功率2.4W、额定转速为400r/min。

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2019年第09期·49·文章编号：2095－6835（2019）09－0049－03基于慧鱼模型的自行车智能停车装置设计＊聂阳文，黎子豪，闫磊，胡星（西安建筑科技大学机械基础实验中心，陕西西安710055）摘要：针对目前自行车停车装置存在停放位置不足（或乱停乱放）、久置积灰以及停放不安全等问题，设计了一种顶楼式自行车智能停车装置，采用了慧鱼模型零部件对该装置设计方案进行模型搭建，并基于慧鱼ROBO PRO 编程软件对该装置进行程序设计和系统调试，验证了该装置设计方案技术的可行性。

关键词：慧鱼模型；自行车；停车装置；环境污染中图分类号：U495文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2019.09.020近年来，随着交通拥堵、环境污染等问题日益严重，自行车作为一种经济便利、低碳环保的交通方式，作为一种健康的生活方式，受到世界各国青睐[1]。

与此同时，自行车停放问题随着自行车数量增长而越来越严重，例如停放位置严重不足（乱停乱放影响公共环境）[2-3]、久置积灰以及停放不安全等问题，而现有的自行车停车装置普遍存在占用公共空间、功能相对单一以及容易被盗等问题。

本文设计了一种顶楼式自行车智能停车装置，采用密码存放方式，将自行车停放在小区休息亭、路面车库或者公交站台候车亭的顶部，不占用公共空间，并且配置擦拭除尘装置对自行车上灰尘进行擦拭，有效解决目前自行车停放问题。

慧鱼模型是技术含量很高的工程技术类拼装模型，涵盖机械工程、计算机、自动控制等多个学科，具有很强的扩展性和启发性，被广泛应用于实验教学、科学研究和实际生产中[4]。

本文基于慧鱼模型对顶楼式自行车智能停车装置设计方案进行模型搭建，并采用ROBO PRO 编程软件对该装置进行程序设计和系统调试，验证了该装置设计方案在工程技术可行性。