慧鱼创意组合设计试验参考指导书.docVIP

《慧鱼创意组合设计试验》课程 试验指导书 江西理工大学 机械基础试验室慧鱼创意组合设计试验指导书 一、试验目标 本试验关键基于慧鱼创意模型系统（fischertechnik）。试验目标是经过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计有一定功效机器人模型产品，使学生体会创意设计方法和意义；同时经过创意试验，使学生了解部分计算机控制、软件编程、机电一体化等方面基础知识，加深对专业课学习了解，为后续课学习做一个很好地铺垫。 二、试验设备介绍 1．慧鱼创意模型系统组成： 慧鱼创意模型系统（fischertechnik）硬件关键包含：1000多个拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等。 拼插构件单元：系统提供构件主料均采取优质尼龙塑胶，辅料采取不锈钢芯铝合金架等，采取燕尾槽插接方法连接，可实现六面拼接，数次拆装。系统提供技术组合包中机械构件关键包含：齿轮、联杆、链条、齿轮（一般齿轮、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7000 prn），因为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摩擦阻力），所以它兼顾驱动和控制两种功效。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气动驱动包含：储气罐、气缸、活塞、电磁阀、气管等元件。 图1触动开关原理示意图传感器：在搭接模型时，你能够把传感器提供信息（如亮/暗、通/断，温度值等）经过接口板传给计算机。系统提供传感器做为控制系统输入信号包含：①感光传感器Brightness sensor（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 图1触动开关原理示意图 ②接触传感器Contact sensor（触动开关）：图1所表示， 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Thermal sensor（NTC电阻）：可测量温度。温度20°C时，电阻值1.5KΩ。NTC意思是负温度系数，温度升高电阻值下降。④磁性传感器 Magnetic sensor ：非接触性开关。⑤红外线发射接收装置：新型利用可控制全部马达电动模型红外线遥控装置由一个强大红外线发射器和一个微处理器控制接收器组成。有效控制范围是 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，经过RS232串口和电脑连接，四路马达输出，八路数字信号输入，二路模拟信号输入，含有断电保护功效（新版接口），两接口板级联实现输入输出信号加倍。 PLC接口板：实现电平转换，直接和PLC相连。智能接口板自带微处理器，经过串口和计算机相连。在计算机上编程序能够移植到接口板微处理器上，它能够不用计算机独立处理程序（在激活模式下）。 慧鱼创意模型系统ROBPRO软件：ROBPRO软件是一个图形编程软件，简单易用，实时控制。用PLC控制器控制模型时，采取梯形图编程。编辑程序其最大特点是使用系统提供工具箱中功效模块就能够建立控制程序（无须其它高级计算机语言背景做支持），图标式功效模块简单易懂。模型可用电脑、PLC 或 单片机对其进行控制。 2．控制元件基础原理——控制元件种类、基础原理、功效及使用 下面关键介绍在模型机器人组装过程和控制过程中将会碰到以下多个关键控制单元和其简单工作原理。 ①气动元件相关知识： 在组装气动机器人时会用到气缸作为实施机构，气缸中空气能够被压缩，压缩得越大，气缸里压强越大。压强单位是“帕”或“帕斯卡”，压强计算公式： P=13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米 ＝1.01×105帕 相当于质量为1千克物体所受重力在1厘米2 面积上产生压强。 ②气动活塞（气缸） 运动原理：图2所表示。 AB A B C D E F 左 右 图2 双动气缸 A、B——进出气口，可和气管连接 C、D——活塞、活塞杆（活塞和活塞杆连接） E、F——气缸壁、密封圈 活塞C能够在封闭气缸壁E中运动——当A口开进气，B口开出气时：活塞杆D右移； A口开出气，B口开进气时：活塞杆D左移。 ③压缩机压缩机有三部分组成：电动机驱动、空气压缩气缸、储气罐。 工作原理：电机带动曲柄轴转动，活塞杆和曲柄轴连接，使电机周转运动转变为活塞杆做左右往复运动。活塞杆向右运动时，口吸入空气，当活塞杆向左运动时，使压缩空气压入储气罐。 ④手动切换阀 图3 手动切换阀图4 图3 手动切换阀 图4进