哈尔滨工程大学 哈工程 工程认识 创意 报告

工程认识课程创意报告

选题名称：燃放烟花

院系：动力与能源工程学院

成员：

2016-11-20 组员分工情况

整体方案设计：

1. 设计要求与设计原理

在完成方案设计的过程中，我们使用了蜗轮蜗杆机构，齿轮齿条传动装置

以及带传动装置来设计其机械结构部分。需要控制电动机，可编程机械手、风扇、高压发生器等装置实现目标。为了第一步操作安全，我们选用继电器来控制电动机。采用震动开关与场效应晶体管组成一个控制电路控制电风扇。应用机电一体化技术对可编程机械手编程以实现特定功能。我们还使用N 沟道场效应晶体管实现了类似继电器自锁电路的功能。

2. 方案论证与比较

2.1根据设计要求，我们的方案

主要由以下若干个步骤组成： 2.1.1 第一步，闭合开关K1，继电器吸合，

电动机M 开始运转

报告整理 电路设计

演示文稿制作

总体规划 步骤构思

步骤构思

2.1.2 第二步，电动机输出的动力经轴A1，由蜗轮蜗杆减速机构减速，再由轴A2经过轴B1连接到直齿锥齿轮传动机构由轴B2输出，转速进一步降低。轴B2 末端连接的曲柄触发与机械手相连的开关。

2.1.3 第三步，机械手按照附录1所示程序动作，把铁块抓取，移动

到右

侧释

放。

2.1.4

第四

步，

齿条

C1与

齿轮

C2组

成齿

轮齿

条传

动结构，齿轮C2与连杆C3、滑块C4组成曲柄滑块结构。铁块落在齿条C1上端的平台上，齿条C1在铁块重力的作用下向下滑动，带动齿轮C2逆时针方向旋转，滑块C4随即向右滑动

2.1.5 第五步，滑块C4与齿条C5相连，齿条C5与齿轮C6啮合。齿条C5随滑块C4向右滑动，齿轮C6逆时针方向旋转，带动皮带轮C7与C7’逆时针方向转动。

2.1.6 第六步，皮带轮C8与C8’通过带传动与皮带轮C7和C7’连接。曲轴C9随皮带轮C8与C8’转动。

2.1.7 第七步，曲轴C9上悬挂一铁块，曲轴C9逆时针旋转，铁块落入联通器一侧，联通器另一侧水位上升，浮子上的针扎破气球，气球爆炸。

2.1.8

第八

步，震

动开

关在

气球

爆炸

声中瞬间合上又断开，场效应管栅极和源极间寄生电容充电完成，场效应管导通，风扇运转。

2.1.9 第九步，风扇吹出的风使轻质小球沿斜面滚下，挤压注射器喷出水柱

3.设计总结

我们的方案涉及的工程管理、制造技术，机电一体化技术、工程材料等相关内容。

3.1.1 对工程管理相关内容的总结

我们在实施本工程过程中，应用了工程管理的相关理念。我们首先对成员进行明确的分工（工序分解定义），之后步骤构思和报告书整理同步开始，步骤构思过程中其他成员协助创意，完成设计草图，之后完成演示文稿和报告书（工序排序、工程进度计划制定）。为了安全，第一步我们采用继电器驱动电动机（安全管理）。在本工程中，我们改用场效应管简单经济地实现了继电器自锁电路的功能（工程成本管理）。

3.1.2 对制造技术相关内容的总结

在本工程中机械结构部件需要多种机械制造工艺，第一步到第六步中的蜗轮蜗杆、齿轮、齿条由铣削工艺制造，皮带轮由车削加工工艺制造。

3.1.3 对工程材料相关技术的总结

本工程在设计中选用了多种材料，机械结构部件主要由金属材料制成，曲轴由铸造工艺制造。皮带由有机高分子材料制成，电路导线采用电阻较小的金属材料，所使用的机械手控制器和场效应晶体管由半导体材料制成。

3.1.4 对成本和环境因素的总结

本工程中成本较高的部分是机械手和机械结构部件，场效应晶体管控制电路部分成本较继电器要低。影响创意实现的环境因素主要有：第十步金属钠在空气中变质，为此，包裹钠的脱脂棉需干燥。第九步中小球质量与风以及小球质量与压缩注射器的对立关系，需要选取一个最佳的小球质量来解决此矛盾。

//假定已包含正确的头文件

int main(void)

{

while(Key_is_pressed() == FALSE);//等待按键被按下

hand_down();//机械手下降

while(arrival_platform() == FALSE);//等待机械手到达平台

hand_up_down_stop();//机械手停止下降

hand_catch();//捕获小木块

hand_up();

hand_slide();//机械手上升，同时向右移动

while(arrival_top_flag == FALSE || arrival_right_flag == FALSE)

{

if(arrival_top_flag == FALSE)

{

if(arrival_top() == TRUE)

{

arrival_top_flag = TRUE;

hand_up_down_stop();//机械手停止上升

}

}

if(arrival_right_flag == FALSE)

{

if(arrival_right() == TRUE)

{

arrival_right_flag = TRUE;

hand_slide_stop();//机械手停止滑动

}

}

}

hand_release(); //释放物块

while(1);

}