基于慧鱼模型的“机械发展史”演示教具设计
基于慧鱼模型的机械机构教具设计
ISSN1008超446承德石油高等专科学校学报第22卷第3期，2020年6月CN13-1265/TE Journal of Chengde Petroleum College Vol.22,No.3,Jun.2020基于慧鱼模型的机械机构教具设计桑兴华1，桑成成2(1.中车山东机车车辆有限公司，山东济南250022；2•新疆吐鲁番实验中学，新疆吐鲁番838000)摘要：利用慧鱼模型，设计机械机构教具。
该教具由载重车、支架及六个机械机构面板组成，六个面板上所设计的机构分别为凸轮机构、齿轮传动、平面连杆机构、增速器和减速器、带传动及平面四杆机构的展示，该教具具有能够在教室中自由穿梭、局部定位等功能，使学生更加容易掌握机械机构类的相关理论知识#关键词：机构教具；慧鱼模型；自动化中图分类号:THW5文献标志码:A文章编号：1008-9446(2020)03-0053-04Design of Teaching Aids for Mechanical MechanismBased on Fischerchns MoSelSANG Xing-huo1,SANG Cheng-cheng2(1.CRRC Shandong Co.,Ltd,Jinan250022,Shandong,China；2.Xinjiang Turpan Experimental School,Turpan838000,Xinjiang,China)Abstract：Using the model of fischerchni,the mechanical mechanism teaching aid is designed, which is composed of truck,bracket and six mechanical mechanism panels.The mechanism designed on the six panels is the display of cam mechanism,gear transmission,plane linkaae mechanism,speed increaser and reducer,belt transmission and plane four-bar mechanism.The teaching aid can shuttle freely in the classroom,position locally and other functions,making it easier for students to maste6the6e ee eant theo6etica eknow eedge of mechanica emechanism.Key words：institutional teaching aids;fischerchnik model;automation机械结构的学习是学好机械专业的关键，目前机械类教育在课堂方面存在一些问题#一是教学方法比较落后，其教学方法实际上是简单套用传统的教学模式#二是教学设备不够完善，机械类专业在实践教学中需要大量的机械设备和机械材料供学生实践训练，这需要投入大量科研资金，部分高校无力承担如此高额的费用，学生得不到很好的锻炼#最终导致学生在课堂上无法理解和记忆相关机械理论知识［1+#针对以上存在的问题，设计一款小型实体教具带进课堂，用具体的实物操作体验帮助学生理解抽象的理论知识，使学生能够掌握扎实的基础知识并能够运用到工程当中［2+。
利用慧鱼教具及创意组合模型设计自动立式钻铣床
输入
输出
自动控制
X00 电机M1
Y00
停止
X01 电机M2反转
Y01
手动控制
X02 电机M2正转
Y02
工作台点动 X03 电机M3
Y03
刀具上移点动 X04 自动工作指示灯
Y04
刀具下移点动 X05 手动工作指示灯
Y05
刀具转动
X06 工作台转动指示灯 Y06
刀具停止
X07 刀具上移指示灯
Y07
行程开关E1 X10 刀具下移指示灯
体实例阐明了设计过程。经实践，该机床模型功能完善，动作可靠，可以满足教学及科研需要。
关键词：慧鱼；PLC；自动立式钻铣床
中图分类号：TH12
文献标识码：B
文章编号：1008-8814(2001)04-0018-03
1 引言
“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程 积木”，“智慧魔方”，简称“慧鱼”。 它集教 具和仿真模型于一身，是科技知识启蒙、创造性思 维训练及创造力开发的最佳载体。“慧鱼教具及创 意组合模型”是由德国发明家Artur Fischer博士于 1964年发明的。“慧鱼”有各种型号和规格的零件 近千种，一般工程机械制造所需要的零部件如连 杆、齿轮、马达、涡轮，以及汽缸、压缩机、发动 机、离合器，甚至热 (光、触、磁)敏传感器、信号 转换开关、计算机接口等等，在“慧鱼”中都可以 找到。 因此，“慧鱼教具及创意组合模型”零部 件的仿真度，几乎能够实现任何复杂技术过程和大 型设计的模型，使之真实地“再现”。作者通过慧 鱼教具在自动立式钻铣床设计方面的应用举例来简 单介绍如何将慧鱼教具引入学校的实验教学的。
“基于慧鱼创意组合模型的机电一体化”实验教学大纲-西安交通大学.doc
“基于ACAIW的仿真实验"实验教学大纲The Ex peri nront of si nul ati ng based on ADM\S课程中文名称：基于ADMVE的仿真实验课程英文名称：The Experi n®nt of si null ati ng based on ADM\^ 课程编码：实验学时：32 学分：2 适用专业：大机类各专业先修课程：工程制图、理论力学、材料力学,机械设计基础开课学院：机械工程学院开课学期：第4学期教材及实验指导书：1. 陈晓南，《机械设计基础》，北京：科学出版社，2010年2. 金悦编，《基于ACAIVE的仿真实验项目计划书》3. 郑建荣编著，《ACAM—虚拟样机技术入门与提高》，北京：机械工业出版社4. 赵卫军主编，《机械原理》，西安:西安交通大学出版社5•陈立平等著，《机械系统动力学分析及ACAM应用教程》，北京：清华大学出版社6. 郑凯等著，《ADMVE2005—机械设计高级应用实例》，北京：机械工业出版社7. 赵稳年编，《机构运动参数测定实验指导书》，西安一、实验课程简介学生在《机械设计基础》课程学习的基础上，学习仿真分析的基本概念,通过仿真案例学习，了解现代设计的工具、流程，仿真分析的过程，以及理论、实验、仿真分析在现代设计中的作用，学习ADAMS软件，熟悉ADAMS 的基本功能，并能完成简单的机构建模、仿真分析和设计，实验测定机构运动的参数，将实验结果和仿真结果进行比较分析，自主选题，对所选对象用ADAMS做研究分析。
二、实验课性质、目的和任务性质：独立设置的实验课目的：通过机器的运动学、动力学仿真实验，了解现代设计的工具、流程, 仿真分析的过程，以及理论、实验、仿真分析在现代设计中的作用，熟悉ADAMS的基本功能，并能完成简单的机构建模、仿真分析和设计，培养研究能力以及大型软件的学习、应用能力。
任务：学习ADAMS软件的使用以及仿真分析的相关内容，测量机构的运动参数并和ADAMS软件的分析结果进行比较分析，自主选题，对所选研究对象进行研究分析。
机械结构创新实验设计
设计性实验指导书实验名称：可拼装智能模型实验实验简介：“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
它集教具和仿真模型于一身，是科技知识启蒙、创造性思维训练及创造力开发的最佳载体。
“慧鱼教具及创意组合模型”是由德国发明家、企业家、当今世界拥有专利最多（5000项）的Artur Fischer博士于1964年发明问世的。
菲舍尔博士因此还荣获了德国诺贝尔工程奖。
“慧鱼”的技术含量极高。
目前，国际最前沿的工程技术，如仿生技术、气动技术、传感技术、计算机技术以及机器人技术等，在“慧鱼”中都实现了微型仿真替代。
“慧鱼”有各种型号和规格的零件近千种，一般工程机械制造所需要的零部件如连杆、齿轮、马达、涡轮，以及汽缸、压缩机、发动机、离合器，甚至热（光、触、磁）敏传感器、信号转换开关、计算机接口等等，在“慧鱼”中都可以找到。
因此，“慧鱼教具及创意组合模型”零部件的仿真度，几乎能够实现任何复杂技术过程和大型设计的模型，使之真实地“再现”。
该实验设备能够组装各种机械及设备，将其用于辅助理论教学，将使学生获得很强的感性认识，并且能发挥其无限的创造力。
适用课程：机械原理实验目的：A通过对动手组建模型，连线，编程，运行程序控制模型等各阶段学习后，对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉；B了解基本的机械结构和特点掌握电气动控制工业技术的基本概念、分类及特点；C了解电气动元件的工作原理、种类和实际应用方式，电气动控制系统的组成和结构掌握基本的电气动控制技术的应用，了解现代自动化控制系统的结构和特点；D在机构创新实验的基础上利用实验模型零件拼装创新机构实物模型。
面向专业：机械类实验项目性质：设计性（课内选做/课外开放）计划学时：8学时实验分组：4人/组面向专业：机械类实验要求：A预习《机械原理实验指导书》中实验目的、原理、设备、操作步骤或说明，并写出预习报告，提出设计方案；实验前没有预习报告者不能够进行实验；B 进行实验时衣着整齐，遵守实验室管理规定、学生实验守则、仪器设备操作规定等相关规定，服从实验技术人员或实验教师的指导与管理。
基于慧鱼技术的机械手臂方案设计
基于慧鱼技术的机械手臂方案设计基于慧鱼技术构思设计了机械手臂模型。
设计的主要内容包括机械手臂的总体方案设计，完成机械系统方案设计和模型的制作，对机械手臂在搬运物品过程中的动作指标进行了整体规划，最后编制完成了整体控制程序并进行了调试。
通过对机械手臂方案的运行试验表明：该系统结构简单，原理可行。
标签：慧鱼技术机械手臂控制程序roject Design of a Mechanical arm Based on Fischer TechnologyLiao Shengwen Wang Yuqin Zhang Xiaoying Wu Na Yang Jian（ChaoHu University Chaohu city 238000）Abstract：Fischertechnik model based on the conceptual design of the mechanical arm. Design of the main content including the overall design of the mechanical arm，complete mechanical system scheme design and model making，of mechanical arm in the process of cargo handling the operation parameters of the overall planning，the final preparation of the completed the overall control program and debugging. The experimental results show that the structure of the system is simple and feasible.Key words：Fischer Technology；mechanical arm；control program中圖分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）10-0270-02引言近年来，随着科技发展迅速，人们的生活节奏不断加快，越来越多的人不想从事体力劳动，进而企业出现“用工荒”的问题。
慧鱼机器人创新设计报告书
目录摘要 (2)1. 模型的设计分析 (2)1.1机械模型的装配构成分析 (2)1.2驱动部件和传动机构的分析 (5)1.2.1 蜗轮蜗杆传动 (7)1.2.2机械手前后运动的传动机构 (6)1.2.3机械手上下运动的传动机构 (6)1.2.4机械手的夹紧放松的传动机构 (7)1.3控制器技术的分析 (9)1.3.1控制器技术分析 (9)1.3.2运动轨迹的位移、速度、加速度、运动形式等参数的控制 (9)2. 机器人总体结构设计 (9)2.1机器人总体结构设计 (9)2.2机器人机构设计 (10)3. 三维建模和机器人系统的总调试 (10)4. 项目感想 (11)5. 参考文献 (11)摘要采用德国慧鱼（fischertechnik）公司生产的创意教学组合模型来进行实验课程。
这些模型通过演示程序控制过程和机械结构中的传动，位研究设计工业自动化设备提供模拟示范。
模型有许多形状各异的仿真的机械零部件与电子驱动元件组成，可以进行富有想象力和创造力的装配，从而得到多样式、多功能的模拟机械装置。
教学模型具有驱动、感应识别、信息处理等功能。
因此还需通过计算机控制软件系统和智能信号接口盒，把几何造型、三维拼装和计算机语言有机结合在一起。
借助于设置动态变量参数则可设定机构运动方向并建立运动数学模型。
通过系统自带的计算机语言对任务进行编程，使生成的指令数据作用于模型。
它是机电一体化的产品，使由一套完整的机械电子系统组成的。
关键词：运动模型、装配、驱动部件、传动机构分析、自由度1.模型的设计分析1.1机械模型的装配与构成分析按照说明书的步骤，进行拼接，得到的机器人模型如图1所示，这种机器人主要由底座（或躯干）、上臂和前臂构成。
上臂和前臂可在通过底座的垂直平面上运动。
在前臂和上臂间，机械手有个肘关节；而在上臂和底座间有个肩关节。
在水平平面上的旋转运动，既可由肩关节进行，也可以绕底座旋转来实现。
这种机器人的工作包迹形成球面的大部分，称为关节式球面机器人。
机械设计专业综合实验-机构创新设计慧鱼拼装
设计性实验指导书实验名称：机械设计模型拼装实验实验简介：“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
它集教具和仿真模型于一身，是科技知识启蒙、创造性思维训练及创造力开发的最佳载体。
“慧鱼教具及创意组合模型”是由德国发明家、企业家、当今世界拥有专利最多（5000 项）的Artur Fischer 博士于1964 年发明问世的。
菲舍尔博士因此还荣获了德国诺贝尔工程奖。
“慧鱼”的技术含量极高。
目前，国际最前沿的工程技术，如仿生技术、气动技术、传感技术、计算机技术以及机器人技术等，在“慧鱼”中都实现了微型仿真替代。
“慧鱼”有各种型号和规格的零件近千种，一般工程机械制造所需要的零部件如连杆、齿轮、马达、蜗轮，以及汽缸、压缩机、发动机、离合器，甚至热（光、触、磁）敏传感器、信号转换开关、计算机接口等等，在“慧鱼”中都可以找到。
因此，“慧鱼教具及创意组合模型”零部件的仿真度，几乎能够实现任何复杂技术过程和大型设计的模型，使之真实地“再现”。
该实验设备能够组装各种机械及设备，将其用于辅助理论教学，将使学生获得很强的感性认识，并且能发挥其无限的创造力。
适用课程：机械设计专业综合实验实验目的：A 通过对动手组建模型，连线，控制模型等各阶段学习后，对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉；B 了解基本的机械结构和特点掌握电气动控制工业技术的基本概念、分类及特点；C 了解电气动元件的工作原理、种类和实际应用方式，电气动控制系统的组成和结构掌握基本的电气动控制技术的应用，了解现代自动化控制系统的结构和特点。
面向专业：机类实验项目性质：设计性实验地点：图书馆——506 室（机械系统创新实验室）开放办法：先登陆网站进行网上预约或到S403填写预约表进行预约，根据预约时间提前预习写出预习报告、进行实验。
实验分组： 5-6 人/组《机械设计专业综合实验》课程实验机械设计慧鱼模型拼装实验“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
慧鱼机器人教学设计PPT
Mission 1 任务实施 接受任务 接收零件 清点零件
制定方案 实施任务 检查任务 提交任务
Mission 1
Mission 1
Mission 1
Mission 1
Mission 1
Mission 1
Hale Waihona Puke Mission 1 任务要求
1、分组实施。项目负责 陆天宇 陈杨 任务组 TEAM1(name) TEAM2(name) TEAM3(name) TEAM4(name)
2、填写表单/任务记录 3、4S整理（每人/每次） 整理、整顿、清洁、清扫
1、Bucket wheel excavator by Fischertechnik!
2、fischertechnik慧鱼-紧凑型立体仓库 3、fischertechnik慧鱼-魔方机器人_高清
4、fischertechnik慧鱼-七自由度机械手_标清
5、fischertechnik慧鱼-终极弹球机_超清
慧鱼模型工业机械手设计
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。
基于慧鱼模型移动教学机械手的设计_李志斌
图 2 移动底盘
2. 1. 2 机械手的设计 工业产品中机械手通常采用气动控制球型坐
图 3 移动教学机械手
在主控 电路板 硬件设 计中, 采用 了 ATM EL 公司的芯片, 理论上可以达到 32 的电机位置控 制. 系统工作时, 通过多个限位开关来防止电机位 置失控, 操作员通过自编控制软件的实时指挥运 动操作系统来操纵机械手的执行部件, 以改变机 械手的运行状态.
3 教学机械手控制软件的设计
2. 1. 1 移动底盘的设计 移动行进底盘采用轮式机构, 双后轮直流电
机驱动, 差速实现装置转向. 结构设计中考虑到其 本身要承担的负载较重, 基于分散平衡负载的思 想, 后置接口板, 前移机械手.
底盘纵轴通过拼接伸长结构块, 同时考虑控 制操作的简易性, 前轮采用万向轮轴结构, 无独立 电机驱动.
2. 2 教学机械手主控电路板的设计
由于整个系统实现的是多电机实时控制, 其 控制采用分层控制结构, 分两级对机械手进行控 制. 上位机作为主控型计算机, 主要用于接受操作 指令、协调电机运动和控制运动轨迹. 下位机是由 我们自主设计的 32路多电机控制器为核心的控 制系统, 如图 4所示.
图 4 移动教学机 械手 32 主控制器流程
法及数字低通滤波器 的优化 设计 [ J] . 中国 电机 工程学 报, 2007, 27( 34 ) : 96-101. [ 5 ] 王群, 姚为正, 王兆安. 低通滤波器对谐波检测电路的影 响 [ J]. 西安交通大学学报, 1999, ( 4) : 33-40. [ 6 ] 王群, 姚为正, 王兆安. 高通和低通滤波器对谐波检测电 路检测效果 的影 响研 究 [ J] . 电 工 技术 学报, 1999, 14 ( 5) : 22-26. [ 7 ] 邝乃兴, 钱照明, 童立青, 等. 一种高性能的谐波检测数 字低通滤波器 [ J] . 电力系统自动化, 2006, 30( 20) : 64-
“慧鱼”工业机器人的三维实体建模及仿真
兰州交通大学毕业设计（论文）“慧鱼”工业机器人的三维实体建模及仿真摘要工业机器人作为现代制造技术发展的重要标志之一和新兴技术产业，已为世人所认同，并正对现代高技术产业各领域以至人们的生活产生了重要影响。
本设计从工业机器人的发展为引线，阐述了工业机器人以及焊接机器人的发展和应用现状，分析介绍了焊接机器人系统的组成、特点和发展趋势。
然后以德国“慧鱼”焊接工业机器人模型为基础，并对其所有模型零件进行了系统的测绘和记录，并运用美国参数技术公司开发的以参数化设计著称的产品设计软件Pro/E对“慧鱼”焊接工业机器人模型的零件逐一地进行了三维建模，再运用Pro/E装配对零件进行了装配并对工业焊接机器人模型的三维实体模型进行了仿真和部分的应力结构分析。
关键字：慧鱼创意组合；工业机器人；焊接机器人；Pro/E；三维仿真。
“fisher” industry robot'sthree dimensional entity modelling and simulationabstractThe industrial robot takes one of important symbols in modern technique of manufacture development and the emerging technological industry, has been widely recognized by the whole world, and is in all areas of modern high-tech industries as well as the lives of the people had a major impact. The design of the development of industrial robots from the lead, industrial robots, and described the development and application of welding robots, analyzed describes the composition of the welding robot system, characteristics and trends . Then the German industrial robots welding Fischertechnik model, and its parts all models of the system mapping and records, and using technology developed by the U.S. argument for parametric design software, product design, known for Pro / E on Fischer model of industrial robots welding the parts one by one carried out three-dimensional modeling, and then use Pro / E assembly of parts and assembly of industrial welding robot model three-dimensional solid model simulation and structural analysis of some of the stress.Key words:fischertechnik creative combined ；Industry robot; The welds robot; Pro/E;Three dimensional simulation目录1绪论 (1)1.1工业机器人的发展与应用 (1)1.1.1工业机器人的发展及应用领域 (1)1.1.2工业机器人的国内外发展现状及趋势 (3)1.2焊接机器人的应用与展望 (4)1.2.1焊接机器人的发展历程 (4)1.2.2焊接机器人的应用和技术现状 (5)1.2.3焊接机器人的发展趋势 (5)1.3. Pro/ENGINEER软件系统 (7)1.3.1 Pro/ENGINEER系统概况及特点 (7)1.3.2 软件应用状况及影响 (8)1.3.3用该软件建立三自由焊接机器人零件的特点 (8)2 “慧鱼”焊接工业机器人的工作原理解析 (9)2.1慧鱼焊接工业机器人的整体设计思路 (9)2.2 “慧鱼”焊接工业机器人的工作原理 (9)3 “慧鱼”工业机器人 (12)3.1慧鱼创意组合模型的概况及运用 (12)3.2 “慧鱼”机器人的基本构件和用法 (13)3.2.1慧鱼的特点 (13)3.2.2 基本构件 (15)3.3 “慧鱼”常用机构和拓展设计 (20)4 “慧鱼”工业焊接机器人模型的建模及虚拟运动仿 (24)4.1 零件建模 (24)4.1.1 建立标准件 (24)4.1.2 参数化建模 (25)4.1.3 建立三自由度工业焊接机器人模型零件库 (26)4.2 三自由度工业焊接机器人模型装配 (26)4.3 运动仿真 (30)致谢 (33)参考文献 (34)兰州交通大学毕业设计（论文）1绪论1.1工业机器人的发展与应用1.1.1工业机器人的发展及应用领域工业机器人是一种典型的光、机、电一体化高科技产品，一般指在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。
“慧鱼创意组合模型”实验
齿轮齿条传动
丝杆螺母传动
河南职业技术学院机电系
机械运动
带传动
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 滑轮传动
定滑轮： 固定的， 不省力但改变方向
例： 旗杆
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 滑轮传动
动滑轮：
省力 但不能改变力的方向
例： 吊车
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 滑轮传动
滑轮组
河南职业技术学院机电系
联杆、链条、履带、齿 轮（齿轴、齿条、涡轮、 涡杆、凸轮、弹簧、曲 轴、万向节、差速器、 轮齿箱、铰链等。）
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 传递圆周运动
直（斜）齿轮传动
锥齿轮传动
河南职业技术学院机电系
机械运动
传递圆周运动
涡轮蜗杆传动 （自锁）
冠状齿轮
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 传递直线运动
长不同。传感器的一端接 到信号A1或A2端，另一端 接到9V电源端及公共端。
黑色轨道。（传感器检 测表面应为5mm30mm，它包含两个发 射和两个接收装置，连
可以在程序检测界面的A1 接该传感器你需要有两
或A2中得到相应0-1000的 个数字量输入端和9V电
数值。
源端。
河南职业技术学院机电系
机械元件
1、升降机； 2、自动门； 3、移动机器人； 5、机械臂。
河南职业技术学院机电系
智能接口板
电源接口
连接计算机接口
E1 E2 EX EY E3 E4 E5 E6 E7 E8 M1 M2 M3 M4
+
绿接线柱插口 （上排口）
红线接柱插口 （下排口）
慧鱼创意组合设计实验指导书
《慧鱼创意组合设计实验》课程实验指导书江西理工大学机械基础实验室慧鱼创意组合设计实验指导书一、实验目的本实验主要基于慧鱼创意模型系统（fischertechnik）。
实验的目的是通过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计的有一定功能的机器人模型产品，使学生体会创意设计的方法和意义；同时通过创意实验，使学生了解一些计算机控制、软件编程、机电一体化等方面的基础知识，加深对专业课学习的理解，为后续课的学习做一个很好地铺垫。
二、实验设备介绍1．慧鱼创意模型系统的组成：慧鱼创意模型系统（fischertechnik）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等。
拼插构件单元：系统提供的构件主料均采用优质的尼龙塑胶，辅料采用不锈钢芯铝合金架等，采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，多次拆装。
系统提供的技术组合包中机械构件主要包括：齿轮、联杆、链条、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮）、齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。
驱动源：①直流电机驱动（9V、最大功率1.1W、转速7000 prn），由于模型系统需求功率比较低（系统载荷小，需求功率只克服传动中的摩擦阻力），所以它兼顾驱动和控制两种功能。
②减速直流电机驱动（9V、最大功率1.1瓦，减速比50：1/20:1）。
③气动驱动包括：储气罐、气缸、活塞、电磁阀、气管等元件。
传感器：在搭接模型时，你可以把传感器提供的信息（如亮/暗、通/断，温度值等）通过接口板传给计算机。
系统提供的传感器做为控制系统的输入信号包括：①感光传感器Brightness sensor （光电管）：对亮度有反应，它和聚焦灯泡配合使用，当有光（或无光）照在上面时，光电管 产生不同的电阻值，引发不同信号。
②接触传感器Contact sensor （触动开关）：如图1所示，当红色按钮按下，接触点1、3接通，同时接触点1、2断开，所以有两种使用方法：常开：使用接触点1、3，按下按钮＝导通；松开按钮＝断开；常闭：使用接触点1、2，按下按钮＝断开；松开按钮＝导通。
“智慧型”慧鱼实验室设计说明书
2014年第六届全国大学生机械设计创新大赛慧鱼组作品设计说明书作品名称：“智慧型”慧鱼创意实验室设计者指导教师：参赛单位：天津工业大学日期： 2014年1月11日“智慧型”慧鱼创意实验室设计者：指导教师：（天津工业大学机械工程学院，天津300387）摘要本作品设计是将物联网技术与传统的机械结构相结合，设计一“智慧型”慧鱼创意实验室。
该实验室设计主要致力于如何更好地建设未来慧鱼实验室、利用慧鱼零件来满足对机械相关专业课程学习的需要，能够使课堂教学更加丰富、更具吸引力。
该实验室分为四大区域，分别是零件摆放区、拼接区、成品展示区和作品演示区，每块区域都涵盖了不同的简单机械装置。
实验室用慧鱼零件拼接成机械装置完成，并利用WIFI和二维码技术将慧鱼零件、作品与互联网上的电子信息相连接、以手机为终端读取相应机械装置的机械原理知识及机构间运动关系的分析，拓展慧鱼实验室的使用功能。
关键词：智慧型慧鱼实验室二维码作品内容简介本作品旨在设计一“智慧型”慧鱼创意实验室，将物联网技术与传统的机械结构相结合，不仅满足现有慧鱼实验室的基本需求，同时体现未来实验室的智能型、知识共享性。
mm，室内分为三大区域，分别是本实验室模型的整体尺寸为800x600x5003零件摆放区和拼接区、成品展示区和作品演示区、休息区。
零件摆放与拼接区设计一公共零件存放盒，以满足不同种类零件的存放要求。
零件拼接区设计一可折叠桌椅，以减少对实验室的占有率，提高现有实验室的使用率。
在拼接桌上面有控制面板，按下具体功能键会有相应的零件盒翻转，体现零件查找自动化。
成品展示区所展示的是机械原理模拟区、往年竞赛的优秀作品和校企合作产品，用慧鱼模型去展示机械原理相关知识点，以对机械原理会有更深入的了解，也减少对实物模型的依赖进而节省实验费用。
成品展示区中的典型的实例和机构上，均设有二维码，学生通过手机扫描二维码可了解到该机构的原理和其它的应用，并将相关信息存到手机中，随时查阅，将现有实验室的知识进行拓展，提高实验室使用的智能化。
基于“慧鱼”模型的机械传动机构教具百宝箱设计与制作
基于“慧鱼”模型的机械传动机构教具百宝箱设计与制作徐瑞霞【摘要】为了更好地学习典型机械传动机构、培养学生实践动手能力,利用慧鱼创意组合模型,设计组装了机械传动机构教具百宝箱.详细阐述了机械结构和工作原理、控制流程及设计创新点,并通过实验和机械创新大赛验证了本设计的实用性.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2016(045)002【总页数】3页(P52-54)【关键词】慧鱼模型;传动机构;教具;旋转【作者】徐瑞霞【作者单位】山东职业学院机电装备系,山东济南 250014【正文语种】中文【中图分类】TH13现阶段，高等职业教育更加强化了学生实践动手能力和创新精神的培养，对于机械机电类专业的学生来说，对教具的要求是既能学习专业基础知识，还能提高学生专业能力素养、实践动手能力及创新能力。
在学生学习《机械设计》、《机械原理》课程过程中，老师在讲解各种传动机构时，往往拿最简单的教具或者是直接讲解理论，认识非常不直观。
而一些教学仪器公司设计的综合实训装置价格教贵、功能非常综合、占用空间也很大，不方便每个学生单独进行操作训练。
很多教具都不适应现代高职教育中“项目导向、学做一体”的教学模式。
德国慧鱼创意组合模型为“项目导向，学做一体”的教学模式提供了最佳教学载体，既能让学生在动手做的过程中学习到知识，还能根据他们的创意进行创新设计，结合第六届全国大学生机械创新设计大赛“幻梦课堂”主题，针对现在教具中存在的一些问题，参考数控机床刀库及自动换刀装置和旋转式立体车库的工作原理，设计了“机械传动机构教具百宝箱”，本作品获得第六届大学生机械创新大赛慧鱼组一等奖[1-2]。
本百宝箱包括各典型传动机构、旋转机构库、提升演示装置和控制系统四部分。
典型传动机构共十种，包括链传动、带传动、四杆机构、齿轮传动等各种传动机构；旋转机构库主要作用是放置各传动机构并将被选用传动机构输送至提升演示装置位置；提升演示装置的作用是将被选用的典型传动机构提升到演示位置。
慧鱼机器人课设(说明书).
课程设计报告学生姓名:XXX 学号：201131xxxx学院: 机械工程学院班级: 机械xx班题目: 慧鱼组合机器人的组装设计指导教师：陈国君职称: 高级工程师 2014年 12 月 31 日目录1．绪论 11.1课题背景 11.2 慧鱼机器人 21.3 走进实验室 21.4 按键式传感器 31.5 设计工作原理 31.6慧鱼模型操作规程 52.四足仿生机器人（乔）52.1四足仿生机器人简介 52.2四足仿真机器人模型 62.3四足仿生机器人仿真程序 72.4四足仿生机器人连线图和结构简图 73. 双足步行仿生机器人（吉姆）83.1双足步行机器人简介 83.2机械部分设计 83.3工作原理和系统线路图 93.4双足步行机器人结构简图和仿真模型 93.5双足步行机器人仿真程序 104.1任务分配 11一、绪论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，透过人机界面LLwin,经由智慧型微电脑界面去驱动机器人，使机器人细部动作很容易达到我们的需求，进而取代以往由硬件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，实现对伺服电机的控制，不但操作简单，更可使我们了解机械运作的原理。
由于机器人的发展和快速广泛地被使用，可知科学家对于机器人的功能要求也相对提高，除了超强的逻辑运算、记忆能力，另外在机器人的外表及内部结构，科学家更希望模仿人类。
对于外在资讯的选集，也透过各种传感器，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，一旦外在环境变化，机器人也要随之变化，做出该有的动作，更新自己的资料库，达到类似人类学习的功能。
1.1课题背景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。
基于“慧鱼”模型实行机械类创新教育的教学改革
速器 的设 计 。
答应该能，１９％ ．３ 回答不清楚。可见较大多数 的学
生 对 当前 的 教学 管 理 制度 不 满意 。
基于 ‘ ‘ 慧鱼 模 型的创新教 育教 学改革
２０年我院从德国 “ ０２ 慧鱼” 引进４ 套模型， 后来又 引进 了２套创意组合模型， ２ 并配备 了１ 台电脑， １ 从而 组建了开放式创新实验室， 并以此为基础， 开展了机 械类创新教育的教学改革。根据教学和实践内容的 不同， 整个创新教育教学改革主要集中在三个方面：
行 教 学 从 “ 师 为 主 型 ” 向 “ 生 为 主 型 ” 转 变 ，实 践 从 “单一 、 演 示 、验 证 型 ” 向 “综 合 、研 教 学 究 、设计 型 ”转 变 的机械 类创 新教 育 的教 学改 革 。 关键词：机械 慧鱼 创新 实践
淮 阴工学 院是一所 地方 性普通 本科 院校 ，多年 来 一直致力 于学 生创新 意识和 创新 能力 的培养 ，尤 其在我 院机械 设 计制造 及其过模型培养学生的兴趣 ． 和 创 新意 识 ，通 过模 型 帮助 学生 消化 、掌握和
数。因此在整个学习过程 中，学生要么被老师牵着
中 ｌ式 目Ｌ 树
维普资讯
高 教装 备
—■— － 一 ＿ ＿
巩 固 知 识
赛 ，并将优秀 的作 品推荐到各类竞赛 中去，比如 “ 中国高校慧鱼创意组合模型大赛 ”等，通过竞赛 激发全院学生的创新意识，通过竞赛检验全院学生
鼻子走 ，要 么按 部就班 的进行 ，毫 无主动 性可 言 。 “ 测试 技术 ”是机 械类 学生必 须要 掌握 的一 门 专业基 础课程 ，由于 内容多牵 涉到 的知识 面广 ，学 生在 学习过 程 中往 往疲 于听课 ，实 验也 只是对所 讲 知识 的个 别验 证 ，最后在 进行 毕业 设计或 相关 设计 时 ，碰 到测 试部分 就 一筹 莫展 。 ２０ 年２ ０ ０ 月福 州 大 学对 该校 机 械类 三 个年 级本 科生 约一千 人进 行调查 ，其 中有一 项 ：你 认 为 目前
基于慧鱼技术的机械手臂方案设计
基于慧鱼技术的机械手臂方案设计【摘要】本文主要介绍了基于慧鱼技术的机械手臂方案设计。
在分析了研究背景和研究目的。
在详细阐述了慧鱼技术在机械手臂设计中的应用、机械手臂结构设计、慧鱼技术对机械手臂性能的影响、基于慧鱼技术的机械手臂控制方案以及机械手臂的应用领域。
在总结了基于慧鱼技术的机械手臂方案设计的优势，展望了未来研究方向。
通过本文的研究，将有助于提高机械手臂的性能和应用范围，推动机械手臂技术的进步。
【关键词】慧鱼技术、机械手臂、方案设计、应用、结构设计、性能、控制方案、应用领域、优势、未来研究方向、总结1. 引言1.1 研究背景在传统的机械手臂设计中，通常需要通过编程或者预定路径来实现机械手臂的运动控制。
而慧鱼技术则可以通过学习和优化算法，让机械手臂更加智能化地处理各种复杂任务。
慧鱼技术在机械手臂设计中的应用不仅可以提高机械手臂的精准度和速度，还可以减少人为干预，降低运行成本。
基于慧鱼技术的机械手臂方案设计成为了当前研究的热点之一。
本文旨在探讨慧鱼技术在机械手臂设计中的应用，分析慧鱼技术对机械手臂性能的影响，并提出基于慧鱼技术的机械手臂控制方案，以期为机械手臂的发展提供更加智能化和高效的解决方案。
1.2 研究目的研究目的是为了探索基于慧鱼技术的机械手臂方案设计，以实现更高效、更精准的操作。
通过深入研究慧鱼技术在机械手臂设计中的应用，我们旨在找到最佳的结构设计方案，提高机械手臂的性能表现，并探讨慧鱼技术对机械手臂性能的影响。
我们希望通过本研究得出基于慧鱼技术的机械手臂控制方案，为机械手臂的应用领域提供更多可能性。
最终，我们的目的是明确基于慧鱼技术的机械手臂方案设计的优势，展望未来研究方向，并为相关领域的发展做出贡献。
2. 正文2.1 慧鱼技术在机械手臂设计中的应用慧鱼技术在机械手臂设计中的应用是一种先进的技术手段，它通过模仿鱼类的游泳原理和结构特点，实现了机械手臂的柔顺性和高效性。
在机械手臂的设计中，慧鱼技术可以用来优化手臂的结构，使其更加灵活、适应性更强，并且可以有效地提高机械手臂的工作效率和精度。