机电控制实训报告.docx

第部分慧鱼工业机器人机构设计与制作引言年,慧鱼创意组合模型()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、美国等一大批著名公司都采用慧鱼模型来论证生产流水线。慧鱼创意组合模型体现不同学科知识点的各种组合包,不仅可以应用于中小学各个年级学科教学、还可以用于大学不同专业以及研究生工程实验和技术创新活动,现在以清华大学、上海交通大学为代表的一批高校建立的慧鱼创新实验室就是利用慧鱼模型组合包系列建立的工程技术实验室,是创新教育的一个全新平台。通过慧鱼模型的使用,不仅可以让我们的孩子将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过程中,更重要的是培养了他们的创新意识和创新能力。 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、 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 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。 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,学生将运用到机械加工、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学生的实际动手的能力、解决实际问题的能力和创新设计的能力。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。实验目的怎样用慧鱼创意模型的构件大家我们自己的机器人呢?传感器(如:接触传感器)和动力装置(如马达)是必不可少的,然后加上许许多多的机械部件,组成所需的模型。慧鱼移动机器人组为此提供了理想的模式。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,透过圈形式人机介面,经由智慧型微电脑介面板去驱动机器人,使机器人细部动作很容易达到我们需求,进而取代以往由硬体描述语言所驱动架构,不但操作简易,更可使我们了解机械运作的原理。认识了解及熟悉运用“慧鱼”模型中的各种硬件。按照模型拼搭机器人,掌握各个部分的硬件组成原理,理解各部分之间的协调和控制。学会软件的应用,理解编程原理创新实现自己的思想,用现有零件组成自己的模型,提高创新能力。自己编写软件程序并调试成功,真正实现模型的可实现性。慧鱼元件慧鱼机器人模型组合包,智能板接口,个人计算机及相关程序,实验使用手册。如图图 系统设计原理分析三自由度机械手能够实现在不同的方向上抓取物体,其运动系统主要由部分组成,分别为:水平运动、垂直运动、旋转运动和手爪运动。每一个运动系统的控制部分组成都是由一个直流电机、两个行程开关组成。下面以垂直运动为例介绍三自由度机械手的工作原理。垂直运动主要由三个主要部件组成:电机、限位行程开关和计数行程开关。电机为垂直运动提供动力;这里所选用的电机为直流电机,通以电压,则开始旋转。通以电压,则反向旋转。限位行程开关限制垂直运动的极限位置,也是垂直运动的起始位置;当机械手臂向上运动碰到上面的限位行程开关后,机械手臂停止运动。计数行程开关是用来计量电机的旋转圈数的,从而可以精确的计算垂直运动的距离,起到定位的作用。垂直运动具体的运动过程可分为两个阶段:定位阶段和复位阶段。定位阶段