机械创新设计结业报告

长江大学工程技术学院机械创新设计

结

课

报

告

系 (部) 机械系

专业班级机械61104班

学生姓名

学号/序号201161/0

指导教师杨勤 / 耿家源

完成时间2014-06-11

机械创新设计结业报告

通过这次的机械创新设计课程，我们受益非浅，它不仅锻炼了我们的动手能力，也培养了我们的团队精神，在实践中培养自己的创新能力和解决问题的能力。除此，对于慧鱼小型机器人硬件原理及编程也有了进一步的认识。

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。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，电磁线圈的控制,不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。

一般机械所用到的零组件如齿轮、马达、光电开关等，都可以在慧鱼创意积木中找到，且功能毫不逊色。下面让我们来了解下慧鱼的物理元件吧。

一.了解慧鱼构件

1.机械构件

1.六面拼接体

六面拼接体的6个面各有U形槽或凸出的小方块，二者是相互配合的。通过U形槽和小方块的相互拼接，可以实现构件之间的互连。由于这些构件是六面体，因此接合的角度一般为0°或90°。如果需要其他角度的连接，有专用的楔形体可供使用，这些楔形体提供的角

度有7.5°、15°、30°、60°

等，楔形体的角度已在其侧面标明。

2.齿轮、齿轮轴与齿条慧鱼模型提供的齿轮种类比较多，其中普通外齿合齿轮还可用作蜗轮。

3.蜗轮、蜗杆和螺旋传动

慧鱼模型提供的蜗轮蜗杆形式多样，除图中所示的蜗轮外，所有的外啮合齿轮也都可用作蜗轮。小尺寸蜗杆还可以用作螺旋传动的蜗杆，如图Ⅳ-7所示。

4.导轨与连杆

慧鱼模型提供了多种长度的塑料或金属杆件，可用作导轨、连杆和传动轴等。

5.万向节、齿轮箱万向节用于和塑料传动轴配合以传递扭矩。齿轮箱用于和电动机相连接，起减速器的作用。

6.链条和履带链条由链节连接而成，在链条上安装履带板后，就成为履带（输送带）。链轮可以用齿轮代替。

2.电气构件

1.电动机与灯泡

慧鱼模型提供的电动机有普通迷你电动机和大功率电动机两种，提供的灯泡也有普通灯泡和聚光灯泡两种，可根据实际需要选用。

2.传感器

有光敏传感器，热敏传感器，磁敏传感器，触敏传感器等，根据

实际需要选用

3.电源 9V电压，可用电池串联使用。

4.接口电路板

接口板通过计算机的USB端口或串口进行通讯。

5.开关

此外，还有一些气动元件等。

慧鱼模型操作规程：

1、实验前先按照清单清点零件个数；

2、熟悉零件，了解零件的大致作用；

3、按照说明书拼装，并编写程序；

5、在模型基础上进行创新；

6、拆除模型后将零件放好；

7、按照清单清点零件。

二.任务分配

刘辉:小组长，方案设计，指挥团队工作，分配队员任务。

罗平：资料的查阅及整理，协助编程。

刘洋：器材清点及整理，协助编程。

骆海伟：模型的分析和协助安装。

刘杰：器材清点，拍照，模型拆装。

陆佳磊：模型的搭接与拆卸。

三.拼装模型

模型的拼装是由简单到难的，先看下这个很一般的模型吧。

1 小车

此模型由一些最基本的零部件拼接而成，没有加上传感器、电源之类的应用元件，很简单，这个模型主要就是让每个同学通过拼装的过程，了解一下各元件之间是怎样连接的，在认识零件的基础上，知道怎么样才能做到既快又准确的拼装好一个成品，以及明白一些元件

之间最常用的连接，防止在之后复杂模型拼接时出现错误连接而导致要不断拆装情况的发生。该模型主要实现基本的转动，可以在外力作用下实现前进、后退、转弯等一些基本运动。

2龙门臂架型起重机模型

起升机构包括制动器、电动机、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。

3 旋转木马

这是旋转木马的模型，相对于小车，还是复杂点，用上了电机，电池，导线等，还可以装程序，让它不只是单纯的正转反转，可以转下停下的都可以。

4吹风机

功能很简单，就像我们所用的吹风机一样，通电会转，有开关控制。

还可以编写程序控制灯泡和传感器来实现自动控制。像干手机。

5洗衣机

当门关上时，灯亮，洗衣机开始工作，把门打开，则停止工作。这里只用到了开关，当门关上时，触碰了开关，电机工作，还没用到程序，如果用程序的话还可以实现很多功能，像转多长时间，停下，或者是门关上后等几分钟了电机才开始工作都是可以通过程序来实现的。

这是洗衣机的程序，当程序运行后，灯亮，一秒钟以后，若按下开关则

继续循环，若没有按下开关，则电机转动五秒后，回到选择位置。6叉车

样子看起来不是很美观，主要是线路看起来蛮乱的，不过它的功能还是很全的，可以显示工作状态，起重重物。

7循轨小车

看着小车自动的转圈，感觉是很神奇的事情，它会沿着轨道转圈，还是自动的，不过搞清楚它的原理，就撕开了它的神秘面纱。它的结构中包含了两个光电传感器，可以用作光线探测器。因此，每一个传感影响一个电机，使小车追踪光源成为可能。

这是循轨小车的程序图，程序由两个部分组成，一个部分来处理光源的寻找，另一部分来实现对光源的追踪。这里我们同样用子程序

来实现它们。小车通电之后，“轨道寻找”子程序就启动了，此子程序一直执行，直到检测到检测到一个轨道。然后主程序控制着小车在轨道上行驶。当小车偏离了目标轨迹的方向，其中一个传感器就不再检测到轨道。小车应该能够改变自己的方向，直到两个传感器重新都能检测到轨道。

四心得体会

历时八周的机械设计终于结束了，因为对我们来说学到的不仅是那些知识，更多的是团队和合作。在这个课程中，我们一起分享着学习的乐趣，虽然不是很辛苦，但也不是很轻松，但总的来说，还是学到了东西。现在想来，也许学校安排的课程设计有着它深层的意义吧，毕竟学校也是花了不少钱购进这些设备，让我们来学习，和老师，同学们一起学习的时光真的很宝贵，也很快乐，这次实践一定会成为我们人生中美好的回忆。