毕业设计慧鱼模型
慧鱼拼装实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过慧鱼创意模型组合包，了解并掌握机器人拼装的基本原理和方法，培养动手实践能力和创新思维。
通过实际操作，学会使用慧鱼专用控制器和RoboPro软件，实现对机器人的编程和控制。
二、实验器材1. 慧鱼创意模型组合包2. 慧鱼专用电源3. 个人计算机4. 慧鱼专用控制器5. RoboPro软件三、实验原理慧鱼创意模型组合包是一种基于模块化设计的机器人拼装套件，通过不同的模块组合，可以拼装出各种形态的机器人。
慧鱼专用控制器是机器人的核心部件，负责接收来自计算机的指令，并控制机器人执行相应的动作。
RoboPro软件是机器人编程的工具，用户可以通过该软件编写程序，实现对机器人的控制。
四、实验步骤1. 搭建基础模型首先，根据实验指导书的要求，使用慧鱼创意模型组合包搭建一个基础模型。
基础模型通常包括底板、动力模块、传动模块、传感器模块等。
在搭建过程中，需要注意模块之间的连接方式和方向。
2. 安装传感器在基础模型的基础上，安装距离传感器。
距离传感器用于检测前方物体的距离，并将距离信息传递给控制器。
安装过程中，要确保传感器能够正常工作，并与控制器连接良好。
3. 连接电源和控制器将慧鱼专用电源连接到控制器上，并将控制器与计算机连接。
确保电源、控制器和计算机之间的连接稳定可靠。
4. 编程控制打开RoboPro软件，根据实验要求编写程序。
在编程过程中，需要了解各种模块的功能和编程语法。
编写完成后，将程序上传到控制器中。
5. 测试运行启动电源，观察机器人是否按照程序要求执行动作。
如果机器人运行正常，则实验成功。
如果存在问题，需要检查程序和硬件连接，并进行相应的调整。
五、实验结果与分析1. 实验成功通过本次实验，成功搭建了一个基础模型，并安装了距离传感器。
在RoboPro 软件中编写程序，控制机器人按照预定路径移动。
实验结果表明，慧鱼机器人具有较好的稳定性和可编程性。
2. 问题分析在实验过程中，遇到了以下问题：（1）部分模块连接不稳定，导致机器人运行时出现抖动现象。
慧鱼模型说明书
慧鱼模型说明书1. 引言本文档旨在介绍慧鱼模型的设计原理、功能特点以及使用方法。
慧鱼模型是一种基于人工智能技术的智能鱼类模拟器，能够模拟鱼类的行为和生态系统，为科研人员和教育工作者提供了一个模拟真实水生环境的平台。
本文档将详细介绍慧鱼模型的各个方面，旨在帮助用户了解并正确使用慧鱼模型。
2. 设计原理慧鱼模型的设计基于以下原理：•生物学模型原理：慧鱼模型通过研究真实水生生物的行为和生态系统，构建了一套模拟鱼类行为的数学模型。
这些模型包括鱼类的运动、觅食、繁殖等行为。
•人工智能技术原理：慧鱼模型使用了人工智能技术，包括机器学习和深度学习，来进行鱼类行为的预测和模拟。
通过分析大量真实鱼类行为数据，模型可以学习和推断鱼类的行为规律。
•交互设计原理：慧鱼模型还包含了交互设计的原则，使用户可以通过图形界面与模型进行交互，并观察和控制模拟的水生环境。
3. 功能特点慧鱼模型具有以下功能特点：•真实鱼类模拟：慧鱼模型能够模拟真实鱼类的各种行为，包括游动、觅食、逃避、繁殖等。
模型还考虑了鱼类与环境的相互作用，可以模拟鱼类对水温、光照等环境因素的感知和适应。
•自动学习和预测：慧鱼模型可以根据观察到的真实鱼类行为数据，自动学习和预测鱼类的行为。
模型可以根据当前环境条件和鱼类个体的特征，预测其接下来的行为，并进行模拟。
•灵活的参数设置：慧鱼模型提供了一系列参数供用户进行设置。
用户可以调整参数来模拟不同种类的鱼类，或者模拟不同环境条件下的鱼类行为。
•可视化展示：慧鱼模型通过图形界面向用户展示模拟的水生环境和鱼类行为。
用户可以观察鱼类的运动轨迹、觅食行为等，并对模拟环境进行交互操作。
4. 使用方法使用慧鱼模型的方法如下：1.安装慧鱼模型软件：用户需要下载并安装慧鱼模型软件。
软件提供了版本适用于不同操作系统的安装包，用户可以根据自己的操作系统选择合适的版本。
2.启动软件：安装完成后，用户可以启动慧鱼模型软件。
软件会打开一个图形界面，显示模拟环境和控制面板。
基于慧鱼模型的机构搭接与演示实验-产品设计与开发
产品设计与开发课内实验
基于慧鱼模型的
机构搭建与演示实验
学院：
班级：
姓名：
时间：
1. 利用慧鱼模型，搭建“产品设计与开发”课程中所设计的按摩机构；
2. 通过所搭建的模型，验证设计的合理性、稳定性。
二、原型设计
本方案所设计的按摩器械如图2.1、2.2所示。
方案通过推杆电机带动按摩头做竖直方向的往复运动。
按摩头所伸出的按摩臂通过弹性件将滚轮夹在使用者的肩膀上，以完成按摩。
图2.1 按摩器械设计图一
图2.2 按摩器械设计图二
本小组利用慧鱼模型完成了机构的搭建。
考虑到慧鱼模型的局限性，对机构进行了部分简化和改动：
①考虑到模型导轨的稳定性，将原模型的单根导轨改为双根；
②受限于零件数量和模型尺寸大小，将原模型按摩头的两组轮子改为一组；
③为便于搭接和直观展现原理，将原模型的推杆电机直接用丝杠螺母机构代替；
④用黄色圆柱体代替人的肩膀。
慧鱼模型如图所示：
图3.1 慧鱼搭建模型图一
图3.2 慧鱼搭建模型图二
通过慧鱼模型的搭建，验证了原设计的机构可行性，直观地展现了设计的方案原理，为设计方案实物的制作提供了帮助。
（版权归上传者所有）。
慧鱼创意组合模型设计报告范文书
慧鱼创意组合模型设计报告范文书慧鱼创意组合模型设计报告书目录1模型设计及简介21.1测量机器人组合说明21.1.1测量机器人组合简介21.1.2实验步骤21.1.3实验注意事项81.2其它组合简介82创新设计及详细说明142.1创意142.2模型搭建142.3组装142.4控制程序162.5试验183遇到的问题194结语201模型设计及简介十一个示例模型有：通信号灯、洗碗机、温度调节器、基础标准型小车、电梯、干手机、寻踪车、测量机器人、足球机器人、割草机和叉车。
1.1测量机器人组合说明1.1.1测量机器人组合简介在测量温度很高的物体时，由于温度太高人无法靠近，因此需要机器人代替人类去进行测试。
测量机器人右侧安装可以伸出的手臂，手臂前方有温度传感器，如果温度高于设定值，可以通过程序设定使机器人收回手臂或者使机器人停止前进。
这样减小人员因温度过高受伤的事件，也提高了可测量温度的范围，大大方便我们测量高温物体。
机器人下方有传感器，可以自动寻迹行走；也可以按照设定的程序行走，非常方便。
测量机器人的大概原理如下：测量机器人按照预定程序或寻线行走，机器人手臂伸出以测量温度。
若温度低于设定值则绿灯亮，机器人继续行走；若温度高于设定值则红灯亮，且机器人手臂退回，机器人停止运动。
1.1.2实验步骤（1）准备工作按照所给测量机器人的视图，了解并熟悉组装模型所要实现的功能和其用途，观察分析所给样图，从慧鱼提供的所有部件中找出该模型需要的机械构件和电气元件。
然后将所找的零件分类。
具体准备工作如下：电机两个，慧鱼智能接口板一个，电源，以及下图中的零件。
（2）组装a组装第一个零件，即车轴支架。
b安装车轮C进一步安装小车底座d加固小车底架e安装电动机f安装另一个车轮g将两个车轮和电动机组合在一起，并且加固底架。
h安装辅助小车轮。
i安装小车尾座底架j安装小车手臂k将手臂安装到小车上。
l安装尾座m加固小车前部n安装小车前部，并且连接电路。
慧鱼模型实验报告
慧鱼模型实验报告
实验目的：
本次实验旨在使用慧鱼模型对鱼类群体的生存率进行预测，并验证模型的准确性和可靠性。
实验材料和方法：
1.实验材料：
本实验使用的材料包括：鱼群体，慧鱼模型软件，电脑，实验环境。
2.实验方法：
首先，对鱼群体进行统计和标记，以便于后续的数据收集和处理。
然后，在实验环境中放置饵料，等待鱼群体进食。
观察一段时间后，记录下鱼群体的数量和生存情况，并将数据输入到慧鱼模型软件中进行分析和预测。
实验结果：
通过实验数据的统计和分析，我们得到了以下结论：
1.慧鱼模型能够较为准确地预测鱼类群体的生存率。
2.影响鱼类生存率的因素包括，但不限于，饵料类型，鱼类种类，饵料摆放方式等。
3.鱼群体的数量和种类对生存率有着显著的影响，其中数量较多的鱼群体生存率较低，品种较杂的鱼群体生存率也较低。
实验结论：
通过本次实验，我们验证了慧鱼模型在预测鱼类群体生存率方面的准确性和可靠性。
同时，也进一步了解了鱼类群体生存率的影响因素，并为后续的鱼类群体管理提供了科学依据。
基于慧鱼模型的人工智能设计
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。
慧鱼创意组合模型简介
慧鱼创意组合模型简介
1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。
通过慧鱼模型的使用，不仅可以让我们将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过程中，更重要的是它能培养我们学生的创新意识和创新能力，激发创新的灵感与潜力。
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，这样相比实体的开发其周期大大缩短，研发经费也大大减小，是设计者相当不错的选择！
慧鱼创新实验室慧鱼创新社团机械大楼A412。
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”。
基于慧鱼模型下的循迹小车设计毕业设计
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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
(完整word版)慧鱼实验报告
慧鱼机器人模型组装综合实验LLWin3。
0软件包等必需设备和工具，已进行过调试和试运行，方可进行本实验项目的实施。
五、实验步骤（1）慧鱼模型名称及工作过程避障机器人（2）模型组件选择柱、块：固定支撑和机器人实体搭建；板:一侧具有平滑表面，通常用于制作平台或装饰；轮孔条:可用于轴、连杆等组件的支撑；连接件:在结构制作中起到衔接的作用。
连杆、链条、履带、齿轮、齿条、涡轮、蜗杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节等9V双向直流电机、按钮、灯、接线插头、光敏晶体管、电磁阀、接口板等储气罐、气缸、活塞、气弯头、电磁气阀、气管（3）模型组件组装【提示】:①各个组件之间是如何连接的;②组件连接中有哪些注意事项。
可以附模型装配图。
构件连接方式：基本构件采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接,可多次拆装。
确保构件要到位,不滑动；注意电子元件正负极，接线稳定可靠不松动;整体美观，布线规范。
（4)接线电路连接：通信线路连接：①USB口连接方式：需要安装硬件驱动；②串口连接：硬件不支持热拔插,须关闭计算机后再进行硬件连接。
（5）端口设置及硬件调试2。
后退子程序:将模块中的马达输出M1和M2的速度调为4，方向为顺时针旋转。
3.左转子程序：将模块中的马达输出M1和M2的速度调为4，其中M1的运动方向为逆时针旋转、M2的运动方向为顺时针旋转。
4。
停止子程序：将电动机M1和M2的动作状态调为停止。
5.避障子程序：设置距离传感器D1的判断距离即:D1＜12cm，若距离不小于12cm则程序从Y/N分支的N分支出来→M4灯灭→程序结束。
而若距离小于12cm则程序从Y/N分支的Y分支出来→M4灯亮→智能车停止→延时1S→智能车后退;距离传感器继续判断距离,判断条件：D1＞13 cm，如果距离不小于13cm则程序回到判断起点，继续循环.反之，程序从Y/N分支的Y分支出来→智能车停止→智能车左转→延时0.5S→程序结束。
6.循线子程序：程序开始→智能车左转→循环计数开始，循环计数从=1开始，判断计数器的数值是否大于预定的循环计数10,若不大于10则从（N）口出→轨迹传感器I3开始判断,若搜寻到轨迹→M3灯亮→智能车停止→子程序出口；若未搜寻到轨迹→判断轨迹传感器I4是否搜寻到轨迹,若搜寻到轨迹→M3灯亮→智能车停止→子程序出口;若I4未搜寻到轨迹→M3灯灭→循环计数器开始→连接避障子程序→若遇到障碍，执行避障程序，然后返回程序入口；若未遇到障碍,则循环计数+1。
_慧鱼_模型在学生创新教育中的运用
“慧鱼”模型
在学生创新教育中的运用
文 ／ 娄保东
当今世界， 知识和创新成为一个国家经济发展最重 要的动力， 拥有知识、信息、技术和创新思维、创新能 力成为主宰经济增长乃至整个社会发展的战略性资本。 创新的时代需要创新型的人才， 培养创新型人才的关键 是使其具有创造性思维的能力。
慧鱼创意组合模型有体现不同学科知识点的各种组合包主要有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
学校是培养和造就高素质创造性人才的摇篮， 是知 识创新推动科技成果向现实生产力转化的基地， 探究对 学生创新能力的培养具有重要意义。
一、慧鱼模型的内容和特点 德国慧鱼集团是世界建筑锚固技术的主导企业， 总 部 坐 落 在 德 国 黑 森 林 图 木 岭 。 目 前 ， 集 团 公 司 拥 有 ３０００ 多名员工， 在 全 世 界 ２２ 个 国 家 设 有 子 公 司 。 公 司 的 创 始 人 ＡｒｔｕｒＦｉｓｃｈｅｎ 博 士 是 当 今 世 界 上 拥 有 专 利 （５０００ 项） 最 多的科 学 企 业 家 ， １９６４ 年 从 他 的 专 利 六 面 体 拼 接 体 开 始， 发明了 “慧鱼创意组合模型” （ｆｉｓｃｈｅｒｔｅｃｈｎｉｋ）。 该智能模型是能够让学生自主地展示科学原理和技 术过程， 紧密联系研究设计和生产实践过程， 不断创新， 不断发展的创意组合模型， 一直被欧美的大、中、小学 广泛地用作教学教具， 在我国也逐步被许多有识之士所 认识和广泛采用。它适合于理工科大学、师范院校、职 业大学， 以及中小学的各科教学。 慧鱼创意组合模型是技术含量很高的工程技术类智 趣拼装模型， 是展示科学原理和技术过程的理想教具， 也是体现世界最先进教育理念的学具， 为创新教育和创 新实验提供了最佳的载体。 慧鱼创意组合模型有体现不同学科知识点的各种组合 包， 主要有培训模型、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。 二、创新教育的现状及发展的障碍 创新人才的培养必然要求学校教育模式的创新， 教
基于慧鱼创意组合模型模型的综合实验的开设和创新能力的培养西安交通大学金悦
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四、综合实验中的学习引导
设立阶段性的目标
学习学习
自主学习方法的培养
学习思维
学习探索
学习创造
探索研究的培养
创新能力的激发和培养
学习探索
学习引导的四个单元
学习引导的目的
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会说
视唱
信息整合的过程是不可知的，需要按照基于认知规律的方法对学生引导。
通过阅读了解新的教学理念指出应试教育造成能力的不足让学生明白能够达到的技术高度
四、综合实验中的学习引导
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实验前和实验后清点模型，保证实验的顺利进行
五、慧鱼模型的管理
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五、慧鱼模型的管理
为每组同学建立模型借用档案，保证实验效果
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谢 谢！
请各位老师批评指正
难点：过程性知识是不可教不可学的
四、综合实验中的学习引导
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自主学习的意义和重要性
自主学习的是能力培养的基础，是重要的个人素质经合组织的研究结论认为：真正影响经济及社会进步的是学习结果的质量。阅读“素养”成为成功的核心技能。“素养”不是知识，也不是技能，而是个人获取或应用知识和技能的能力，以及兴趣、动机、学习策略等。自主学习对于实验是不可缺少的能力
深刻理解创新
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激发创新的欲望
三、综合实验中创新能力的培养
创新给我们的生活带来的影响机械的魅力、技术的魅力用自己的设计改善人们的生活
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创新的出发点--为客户创造价值
三、综合实验中创新能力的培养
阅读《蓝海战略》，把握产品的应用背景
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慧鱼
慧鱼模型装配方法
1 . 2 . 先选出第一步骤所要的构件，按 照图示装配完成第一步。 再选出第二步骤所要的构件，此 时已完成装配部分为黑白色，按 照图示装配完成第二步。
3 .
注意观察上一步与下一步的关联 配合，用同样的方法依次类推直 到完成最后一步。
下图是齿轮箱的安装方法，表示齿轮 箱与马达配合的安装。用以驱动其他构件
图Ⅳ-14 小型开关图Ⅳ-15 脉冲齿轮
传感器的工作原理
光敏传感器用于检测光源强度，当光线足 够强时，传感器内部的电路闭合，接口板 上检测到数字信号“1”，否则检测到数字 信号“0”。 光敏传感器也可以用作限位开关。同时， 由于深色物体吸收光线，而浅色物体反射 光线，光敏传感器还可以用来鉴别深色和 浅色物体。
二、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.小型开关的工作原理
小型开关上有3 个针脚：0 针脚和1 针脚形 成一个常闭开关；0 针脚和2 针脚形成 一个常开开关；当按键3 被压下时，小型 开关的通断状态改变，电脑接口板检测到 数字 信号“1”或“0”，利用这个原理，小型 开关可以用作运动部件的限位开关。
2 电气类元件
直流电机（9V双向），红外线发射接收装置、传感 器（光敏、热敏、磁敏、触敏），发光器件，电磁气阀， 接口电路板，可调直流变压器（9V，1A，带短路保护功 能）。
3 气动元件
气缸、气阀（手动、电磁阀）、气管、管接头（三通、 四通）、气泵、储气罐等
1.六面拼接体（见图Ⅳ-1、Ⅳ-2）
4. 磁敏传感器的工作原理 磁敏传感器用于检测环境的磁场强度，当 磁场强度达到一定值后，传感器内部的电 路闭合，接口板上检测到数字信号“1”， 否 则检测到数字信号“0”。 5.热敏传感器的工作原理 热敏传感器是一个模拟信号传感器，其电 阻的阻值随温度上升而减小。 图Ⅳ-17 光敏传感器、磁敏传感器、热敏传 感器
慧鱼创意组合模型介绍
能够实现：
❖ 任何技术过程的还原； 1.机械元件 ❖ 工业生产和大型机械设备操作的模拟；
❖ 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
传感器
2.电气元件
执行器
软件
3.气动元件
北京中教仪科技有限公司
第五页，共19页。
慧鱼 创意组合模型
北京中教仪科技有限公司
1
What -什么是慧鱼
2
Why -为什么选择慧鱼
第十页，共19页。
…
Step 3 Step 2
Step 1
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第十一页，共19页。
北京中教仪科技有限公司
开展机电控学科的配套实验
第十二页，共19页。
北京中教仪科技有限公司
面向全院开展机电创新课程
第十三页，共19页。
成为本科毕业设计使用的工具和方法
北京中教仪科技有限公司
第十四页，共19页。
什么是慧鱼
慧鱼创意组合模型 fischertechnik
❖ 技术含量高的工程技术类智趣拼装模型 ❖ 展示科学原理和技术过程的理想教具 ❖ 适用于机电类创新实验和创新教育
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第三页，共19页。
❖ 主要构件分类
1.机械元件
2.电气元件 3.气动元件
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第四页，共19页。
第十九页，共19页。
北京中教仪科技有限公司
开展学校机械设计创新大赛
第十五页，共19页。
慧鱼 创意组合模型
北京中教仪科技有限公司
1
What -什么是慧鱼
2 Why -为什么选择慧鱼
3
How -如何使用慧鱼
4
慧鱼发展应用现状
慧鱼创意组合模型简介
慧鱼创意组合模型简介第一节慧鱼模型一、机械构件1.六面拼接体（见图Ⅳ-1、Ⅳ-2）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（见图Ⅳ-3、Ⅳ-4、Ⅳ-5）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。
齿轮图Ⅳ-43.蜗轮、蜗杆和螺旋传动（见图Ⅳ-6、Ⅳ-7）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。
12图Ⅳ-6蜗轮和蜗杆图Ⅳ-7螺旋传动4.导轨与连杆（见图Ⅳ-8）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。
图Ⅳ-8金属杆、连接杆（塑料）、传动轴（塑料）5.万向节、齿轮箱（见图Ⅳ-9）万向节用于和塑料传动轴（见图Ⅳ-8）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。
图Ⅳ-9万向节、齿轮箱、齿轮箱（用于齿条）6.链条和履带（见图Ⅳ-10、Ⅳ-11）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。
图Ⅳ-10链节、履带板图Ⅳ-11安装链节和履带板此外慧鱼模型还提供了大量其他的构件，很好的扩展了模型的功能，在此不再详述。
二、电气构件1.电动机与灯泡（见图Ⅳ-12、Ⅳ-13）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。
3图Ⅳ-12普通电动机和大功率电动机图Ⅳ-13普通灯泡和聚光灯泡2.小型开关的工作原理（见图Ⅳ-14、Ⅳ-15、Ⅳ-16）小型开关上有3个针脚：0针脚和1针脚形成一个常闭开关；0针脚和2针脚形成一个常开开关；当按键3被压下时，小型开关的通断状态改变，电脑接口板检测到数字信号“1”或“0”，利用这个原理，小型开关可以用作运动部件的限位开关。
慧鱼模型创新组合实验报告书
慧鱼模型创新组合实验报告书题目：缠树机学院（系）：机械工程与自动化学院专业班级：机设122班学号：学生姓名：指导教师：目录一、实验项目 ................................. - 2 -二、实验目的 ................................. - 2 -三、组合模型的方案拟定 ....................... - 2 -四、组合模型功能 ............................. - 3 -五、模型控制线路 ............................. - 7 -六、模型的设计意义 ........................... - 8 -七、实验小组成员 ............................. - 9 -一、实验项目慧鱼模型创新组合实验——缠树机。
二、实验目的慧鱼模型创新组合实验是学生理论联系实际的实践教学环节，是对学生进行的一次专业设计训练。
本实验的任务是应用慧鱼模型进行工业产品的组合与设计，通过本次实验使学生获得以下几方面能力：1、进一步巩固和加深学生所学的专业理论知识。
2、培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力。
3、培养计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能。
4、培养学生的团队协作精神、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。
三、创新组合模型的方案拟定1、模型的名称：缠树机。
2、模型的工艺路线：开关——电机——执行机构转动。
3、创意模型的执行机构方案：电机——啮合齿轮运动。
4、模型的驱动方式：电动驱动。
5、模型的传动方案：电机——齿轮啮合——执行机构转动。
6、模型的控制方案：开关控制。
7、方案简图：图1四、组合模型功能1.动力系统功能图2图32、控制系统功能图4电机转动，通过齿的啮合把运动传递到执行部分。
3、执行系统功能图5图6 4、传动系统图5 5．模型总体布局图线轮，提供缠树的线。
“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。
毕业设计慧鱼模型.
“慧鱼模型”三自由度机械手设计小册学院：机电工程学院班级：机械设计与制造指导老师：***姓名：王**学号：************一、概述 (1)1.1机电一体化技术 (1)1.1.1机电一体化技术的定义和内容 (1)1.1.2机电一体化系统组成 (1)1.2. 慧鱼机器人 (2)1.2.1慧鱼创意教学组合模型简介 (2)二、机器人的组成 (3)2.1组成构件 (3)2.2慧鱼机器人分析 (6)2.2.1机器人机构组成 (6)2.2.2主要成分构成及功能 (7)2.3. 机器人的工作空间形式 (9)2.4机器人的机械运动形态和变换控制 (11)2.5机器人的位移、速度、方向的控制方法 (13)一、概述1.1机电一体化技术1.1.1机电一体化技术的定义和内容机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
1.1.2机电一体化系统组成1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。
2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。
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动力源（电机）接收到智能控制接口盒的速度位移控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。减速箱输出动力到丝杆，再通过螺旋机构转化为机架的前后水平运动，最后通过连杆机构转化为机械臂的上下摆动。
4、机械手爪夹紧与放松运动位移速度控制
动力源（电机）接收到控制芯片的速度位移控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。减速箱输出动力到传动轴，各传动轴因轴线不在同一水平线上故需通过万向铰链连接，最后传递到螺旋机构，带动连杆机构从而形成机械手爪的夹紧与松开运动。
1.1.2机电一体化系统组成
1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。
2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
图2.1 机械手机构组成
2.2.2主要成分构成及功能
1、机械手基座旋转运动
图2.2.1机械手基座旋转运动UG模型图
该运动主要构件有电动机、减速箱、蜗杆、齿轮。
2.机械手水平运动
图2.2.2机械手水平运动UG模型图
该运动主要构件有主要运动构件有电动机、减速箱、丝杆、螺旋传动块、导杆。
3、机械手垂直运动
2.4机器人的机械运动形态和变换控制
1、机械手基座的旋转运动
如下图所示，传动方式为：控制信号—电机—减速箱—圆柱蜗杆传动—基座
图2.4.1机械手基座的旋转运动机构简图
2、机械手的水平运动
如下图所示，传动方式为：控制信号—电机—减速箱—螺旋机构—机架
图2.4.2机械手的前后运动机构简图
3、机械手的垂直运动
图2.2.3机械手垂直运动UG模型图
该运动主要构件有主要运动构件有电动机、减速箱、丝杆、螺旋传动块、连杆机构
4、机械手爪夹紧与松开运动
图2.2.4机械手爪夹紧与松开运动UG模型图
该运动主要构件有主要运动构件有电动机、减速箱、传动轴、万向铰链、螺旋传动块、连杆机构。
2.3. 机器人的工作空间形式
该机器人的工作空间形式主要有三个自由度的运动和机械手爪的夹松运动。
2.1组成构件
2.2慧鱼机器人分析
此次机电一体化创新设计项目，我们所完成的是慧鱼工业机器人中的三自由度机械手，它能够通过智能控制接口盒的编程控制实现三个自由度方向（旋转、水平、垂直）的夹取或放置物品，因此操作范围大，灵活性好。
2.2.1机器人机构组成
如图2.1所示，该机器人为三自由度机械手，其机械手爪有夹紧和松开物件的功能，由三个电机驱动三个自由度的运动，由一个电机控制手爪的夹紧和松开。可实现整体的旋转、水平、垂直运动及手爪的夹紧、松开运动。该机械人可通过PC对控制芯片进行编程，从而输出控制信号到各电机，驱动机械人的运动方向或行程，从而夹取或放置物件。
“慧鱼模型”
三自由度机械手
设
计
小
册
学院：机 电 工 程 学 院
班级：机械设计与制造
指导老师：蔺绍江
姓名：王 连 海
学号：201030120130
一、概述
1.1机电一体化技术
1.1.1机电一体化技术的定义和内容
机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
1、自由度一：机械手基座的旋转运动，如图2.3.1所示
图2.3.1机械手基座的旋转运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到蜗杆，蜗杆与齿轮啮合传动，齿轮转动带动整个底座进行旋转运动。
2、自由度二：机械手的水平运动，如图2.3所示
图2.3.1机械手的前后运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为工作台的前后运动。
如下图所示，传动方式为：控制信号—电机—减速箱—螺旋机构—连杆机构—机架
图2.4.3机械手的垂直运动机构简图
4、机械手爪夹紧与放松运动
如下图所示，传动方式为：控制螺旋机构—连杆机构—手爪
图2.4.4机械手爪夹紧与放松运动机构简图
2.5机器人的位移、速度、方向的控制方法
3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。
4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
1、机械手基座的旋转运动位移速度控制
动力源（电机）接收到控制芯片的位移速度控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。动力输出轴通过蜗轮机构将动力转换为基座齿轮的转动。躯干的理论旋转范围为0°～360°。
2.机械手的水平运动位移速度控制
动力源（电机）接收到控制芯片的速度位移控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。然后动力轴的转动通过螺旋机构转化为机架的水平前后运动。
3、自由度三：机械手的垂直运动
图2.3.2机械手的上下运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为水平前后运动，最后经连杆机构转化为机械手的上下运动
4、机械手爪的夹紧与放松运动
图2.3.3通过上面的电机控制开夹
图2.3.4机械手夹紧与放松运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到传动轴，不同轴线的各传动杆通过万向铰链进行连接并传递动力，最近将杆件的旋转运动通过螺旋机构转化为手爪的夹紧或松开运动。
该机器人整体与控制芯片盒连接，并通过PC的程序编制与载入，将控制信号输送到电机。其中速度控制信号将控制电机的速度从而实现机器人的运动速度转变，并且时间控制信号将于速度控制信号配合实现机器人的运动位移量可调。为了防止超出行程，各主要机械运动构件附近安装有限位行程开关，以限制运动的极限位置，同时也是运动的起始位置；当各运动构件运动碰到两边的限位行程开关后，机器人将停止运动。
慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。它由各种型号和规格的零件构成，类似于积木。零件的种类很多，几乎包括了机械课程和日常生活中的所有零件，如机械零件： 连杆、凸轮、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮等）、蜗轮、蜗 杆、螺杆、铰链、带、链条、轴（直轴和曲轴）、联轴器、弹簧、减速器、齿轮箱、车轮等；电气零件：直流电机、灯泡、电磁气阀、行程开关、传感器（光敏、热敏、磁敏、触敏）、可调直流变压器、电脑接口板、PLC 接口板、红外线发射接收装置等；气动零件：储气罐、汽缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、气管等。由这些零件的不同组合便可构造出各式各样的模型，这些模型主要可分为两大类：技术组和机器人组。技术组又包括传感器技术组、气动技术组、汽车技术组、太阳能技术组、万能组合包。机器人组又包括3D 机器人、计算机器人、实验机器人、工业机器人、移动机器 人和气动机器人。
5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能。
1.2. 慧鱼机器人
1.2.1慧鱼创意教学组合模型简介
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。它是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。
在慧鱼实验过程中，通过对各类模型的认识和组装，从而可以熟悉并掌握各类机械设备和自动化装置的常用结构和工作原理。在模型的组建中，将运用到机械加工、气动技术、电子电路和软件编程等知识，从而加深了对这些相关课程的理解。另外通过慧鱼模型的搭建和组装也培养了实际动手的能力、解决实际问题的能力和创新设计的能力
二、机器人的组成