机电产品模型设计及控制一、实验目的1. 了解常用机械传动机构的形式和使用条件。2. 了解典型机电系统的布置形式及工作原理。3. 了解机械系统的基本运动控制方法。4. 培养综合设计、优化设计机械系统的能力。5. 培养动手能力、创新能力和编程能力。二、实验原理本实验使用的器材为德国慧鱼公司出品的“慧鱼创意组合模型” （见附录Ⅳ）。该模型由多种构件组成，通过接口板和计算机相连，使用软件控制模型的运动。慧鱼创意组合模型提供了工业机器人、移动机器人、实验机器人、仿生机器人、气动机器人等套装产品， 这些套件中除了少数特殊零件外（如工业机器人的机械手、移动机器人的车轮、启动机器人的气动元件、实验机器人的链条和齿条等），大部分零件是相同的，可以通用。慧鱼创意组合模型由各种各样的构件组合拼装而成，因此“构件” 是模型的最小组成部分。它的构件大体上可以分为机械构件、电气构件和气动构件3 类。机械构件组要包括六面拼接体、连杆、 链条、 履带、 齿轮（普通齿轮、 锥齿轮、 斜齿轮、内啮合齿轮） 、出轮轴、齿条、蜗轮、蜗杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱等。电气构件主要包括直流电机、大功率电机、传感器（光敏、热敏、螆敏、小型开关）、灯泡、电磁气阀、直流变压器、可充电电源、红外线遥控装置、电脑接口板（串口、并口、USB 端口）、 PLC 接口板等。气动构件主要包括储气罐、气缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、气管等。通过以上基本构件，学生可自行设计并组装机电产品模型，并通过软件或高级语言编程控制模型的运动，实现预期的设计目的。三、实验内容1. 观察慧鱼工业培训模型，了解常用机械传动机构、传感器布置模式、 典型机电液系统。2. 遵照实例组装机电产品模型，了解慧鱼创意组合模型的基本使用方法。四 实验步骤1. 观察工业培训模型“带输送带的冲床”该模型是使用慧鱼创意组合模型拼装而成的，模拟工业现场冲床和输送带相结合实例。传动和检测功能由2 个直流电动机、2 个小型开关、 5 个光敏传感器组成（见图7-1）。图 7-1 带输送带冲床2. 观察工业培训模型“三自由度机械手”该模型是使用慧鱼创意组合模型拼装而成的，模拟工业现场中的三自由度机械手。传动和检测功能由4 个直流电动机、 8 个小型开关组成。 机械手的活动范围为：围绕底座在180 °范围内旋转，以底座为中心在半径方向上前后移动100mm，高度上进行160mm 的升降（见图 7-2）。...
