三自由度机械手臂实验报告书

苏州大学2013级机械电子专业

《机电一体化》实验报告书

学生姓名：

指导教师：

机电工程学院

2013.11

1实验目的

培养学生设计、修改方案并掌握利用模型进行检验方案是否正确。

2实验原理

在进行机构或产品的创新设计时，往往很难判断方案的可行性，如果把全部方案的实物都直接加工出来，不仅费时费力，并且很多情况下设计的方案还需模型来进行实践检验，所以不能直接加工生产出实物。现代的机械设计很多情况下是机电系统的设计，设计系统不仅包含了机械结构，还有动力、传动和控制部分，每个工作部分的设计都会影响整个系统的正常工作。全面考虑这些问题来为每个设计方案制作相应的模型，无疑成本是高昂的，甚至由于研究目的、经费或时间的因素而变为不可能。

慧鱼创意组合模型由各种可相互拼接的零件组成，由于模型充分考虑了各种结构、动力、控制的组成因素，并设计了相应的模块，因此可以拼装成各种各样的模型，可以用于检验学生的机械结构设计和机械创新设计。

3实验设备和工具

慧鱼创意组合模型、电源、计算机、控制软件等。

4实验准备工作

熟悉慧鱼创意组合模型的拼装，领取模型。

5实验方法与步骤

1）根据教师给出的创新设计题目或范围，经过小组讨论后，拟定初步设计方案。

2）将初步设计方案交给指导教师审核。

3）审核通过后，按比例缩小结构尺寸，使该设计方案可由慧鱼创意组合模型进行拼装。

4）选择相应的模型组合包。

5）根据设计方案进行结构拼装。

6）安装控制部分和驱动部分。

7）确认连接无误后，上电运行。

8）必要时连接电脑接口板，编制程序，调试程序。步骤为：先断开接口板、电脑的电源，连接电脑及接口板，接口板通电，电脑通电运行。根据运行结果修改程序，直至模型运行达到设计要求。

9）运行正常后，先关电脑，再关接口板电源。然后拆除模型，将模型各部件放回原存放位置。

6慧鱼创意组合模型的说明

1）构件的分类慧鱼创意组合模型的构件可分成机械构件、电器构件、气动构件等几大部分。机械构件主要包括：

齿轮、连杆、链条、齿轮（圆柱直齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮）、齿轮轴、齿条、蜗轮、蜗杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。电器构件主要包括：

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）。接口电路板含电脑接口板、PLC接口板。

气动构件主要包括：储气罐、汽缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、气管等。

2）构件的材料

所有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。

3）构件联接方式

基本构件采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，满足构件多自由度定位的要求，可多次拆装，组合成各种教学、工业模型。

4）控制方式

通过电脑接口板或PLC接口板实现电脑或PLC控制器对工业模型进行控制。当要求模型的动作较单一时，也可以只用简单的开关来控制模型的动、停。

5）软件

用电脑控制模型时，采用LLWin软件或高级语言如C、C++、VB等编程。LLWin软件是一种图形编程软件，简单易用，实时控制。用PLC控制器控制模型时，采用梯形图编程。7三自由度机械手

8个人实验分工工作