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产品创意设计实验课程实验指导书
机械工程实验中心
产品创意设计实验指导书
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 .
一、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 7000prn), 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 Brightnesssensor( 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 Contactsensor( 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 . ③ 热 传 感 器
Thermalsensor(NTC 电阻): 可测量温度 . 温度 20 °C 时, 电阻值 1.5K Ω.NTC 的意思是
负温度系数 , 温度升高电阻值下降 . ④磁性传感器 Magneticsensor: 非接触性开关 .
⑤红外线发射接收装置 : 新型的运用可控制所有马达电动模型的红外线遥控装置由
一个强大的红外线发射器和一个微处理器控制的接收器组成 . 有效控制范围是 10 米 ,
分别可控制三个马达 .
接口板 : 自带微处理器 , 程序可在线和下载操作 , 用 LLWin3.0 或高级语言编程 , 通过
RS232 串口与电脑连接 , 四路马达输出 , 八路数字信号输入
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