实验16机械创新组合及控制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验16机械创新组,合,合及控制,16.1实验目的,16.2教学内容,16.3控制系统的,安,安装及调试,16.4实验任务,15.5,部分作品图,片,片展示,16.6思考题,1. 锻炼,学,学生总结所,学,学课程的内,容,容，培养学,生,生的动手能,力,力。,2. 掌握,各,各种传动机,构,构的使用方,法,法和使用条,件,件，并会根,据,据不同机械,的,的要求选择,传,传动机构。,3. 了解,机,机械系统的,执,执行机构，,并,并能组合一,些,些简单的机,械,械执行机构,。,。,4. 了解,机,机械设计中,系,系统的布局,及,及合理性。,5. 掌握,机,机械运动系,统,统的基本控,制,制方法。,6. 培养,创,创新意识，,锻,锻炼学生独,立,立设计、组,建,建、控制及,调,调试能力。,16.1,实,实验目的,16.2,教,教学内容,16.2.1 机械设,计,计要点,(1) 机,械,械运动的设,计,计,1）根据机,械,械使用功能,、,、运动特点,、,、环境及特,殊,殊要求，选,择,择适合机械,使,使用的动力,源,源，可用电,传,传动、气传,动,动系统；,2）设计应,从,从机械运动,的,的规律及特,点,点结合课程,所,所学的知识,进,进行，必须,考,考虑机械运,动,动的合理性,、,、适用性、,有,有效性、经,济,济性及可操,作,作性；,3） 结合fischer 模型,的,的特点，有,效,效利用设备,的,的所有元件,进,进行设计，,使,使设计的机,械,械运动系统,能,能按设计要,求,求进行工作,。,。,（2） 传,动,动装置的设,计,计,根据所选动,力,力源，从已,学,学的机械传,动,动系统：齿,轮,轮传动、蜗,轮,轮蜗杆传动,、,、凸轮传动,、,、带传动等,设,设计所做机,械,械运动系统,的,的传动装置,，,，结合fischertechnik的实,际,际传动件模,式,式进行选择,和,和使用。,1) fischer,模,模型中提,供,供了齿轮传,动,动装置、凸,轮,轮传动装置,、,、蜗轮蜗杆,传,传动装置、,带,带传动装置,的,的基本元件,，,，在设计机,械,械传动系统,时,时根据机,械的功能、,使,使用条件及,动,动力方式选,择,择适合于该,机,机械系统工,作,作的传,动方式；,2) 使用fischer 提供,的,的传动装置,时,时，应根据,机,机械运动本,身,身的特点及,后,后续机械运,动,动系统和该,传,传动装置的,连,连接、匹配,、,、协调及合,理,理性进行选,用,用和设计；,（3）根据,机,机械设计原,理,理进行运动,执,执行部分的,设,设计,结合课程采,用,用不同的运,动,动机构,最,终,终实现机械,所,所要求的工,作,作内容，根,据,据 fischer,设,设备所具备,的,的条件进行,选,选用；,根据 fischer,所,所提供的,设,设备条件，,结,结合课程中,各,各种机械运,动,动机构，设,计,计适合本次,机,机械的机械,运,运动方式和,相,相应的机械,执,执行系统；,fischer,可,可提供多,种,种不同的,机,机械组合,系,系统，满,足,足各种机,械,械运动及,机,机械执行,系,系统的需,求,求，在使,用,用时，应,结,结合本设,计,计的要求,和,和特点，,选,选择适合,的,的系统，,并,并能使机,械,械运动系,统,统能有效,工,工作。,3）进行,该,该机械系,统,统设计时,，,，应根据,机,机械设计,、,、机械原,理,理及相关,课,课程的设,计,计原理及,要,要求进行,，,，同时应,保,保证系统,的,的可实施,性,性及工艺,性,性。,4）根据fischer,提,提供的三,种,种控制模,块,块，进行,机,机械运动,的,的控制，,编,编程原理,根,根据Liwin3.0进行,：,：正、反,向,向运动，,自,自锁和互,锁,锁功能，,实,实现有规,律,律的机械,运,运动；,16.2.2 fischer 使,用,用方法,图1-1,六,六面体的,连,连接,图1-2,连,连接件与,六,六面体,根据几何,六,六面体，,选,选择适合,该,该设计的,基,基本元件,，,，进行自,由,由组合。,组,组合步骤,：,：,（1）连,接,接元件的,使,使用,图1-3,六,六面体与,连,连杆,图1-4,连,连杆对接,图1-5,轮,轮系与轴,图1-6,六,六面体与,固,固定架,图1-7,轴,轴支座与,滚,滚筒,图1-8,连,连杆与固,定,定架,图1-9,六,六面体结,构,构,图1-10连轴节,（2）,结,结构组合,步,步骤,图2-1,图2-2,（3）接,口,口板与控,制,制器的连,接,接,图3-1,接,接口板与,电,电机及控,制,制器,图3-2,控,控制器,在,在机构上,的,的应用,（3）接,口,口板与控,制,制器的连,接,接,图3-3,传,传感器的,应,应用,（3）接,口,口板与控,制,制器的连,接,接,（4）运,动,动部件的,组,组合,图4-1,齿,齿轮与轴,图4-2,链,链与齿,图4-3,机,机器手,（4）运,动,动部件的,组,组合,图4-4,减,减速,器,器,图4-5,减,减速,器,器与电机,（4）运,动,动部件的,组,组合,图4-6,转,转动部,分,分的连接,（4）运,动,动部件的,组,组合,16.2.3 Intelligent lnterfac（,智,智能接口,板,板）使用,1）操作,面,面板：,2）电源,：,：可以用,慧,慧鱼稳压,电,电源（9V/100mA）,也,也可以是,电,电池组，,包,包括 6,节,节圆电池,（,（电池或,蓄,蓄电池）,当,当接口板,和,和电源正,确,确相连后,，,，红色发,光,光二极管,就,就亮了。,3）串口,接,接口,用9针RS232,串,串口和电,脑,脑连接。,用,用接口线,（,（所提供,的,的）连接,到,到你的电,脑,脑的串口,上,上（COM1或COM2）,；,；,4）数字,量,量输出M1-M4,：,：你可以,连,连接4个,马,马达（正,、,、反向）,电,电磁或灯,接,接到四位,数,数字输出,口,口，M1-M4。,5）数字,量,量输入E1-E8,：,：数字量,的,的输入用,来,来连接传,感,感器（如,：,：开关、,光,光敏、热,敏,敏等）。,6）模拟,量,量输入EX和EY,：,：用模拟,输,输入连接,电,电位计或,热,热光传感,器,器。这些,输,输入端被,设,设计成阻,值,值0到5,千,千欧。,16.2.4,用,用LLwin3.0控制fischer technik模型,(1)LLwin用户界,面,面,运行“LLwin3.0”,后,后，可以,创,创建一个,新,新文件或,调,调用已有,文,文件。在,“,“Prolect,”,”菜单中,点,点击“OPEN”,，,，出现“OpenLLWin Prolect（打,开,开LLWin文件,）,）”对话,框,框选择“Mobile robots”目录,中,中的“MR2”文,件,件，点击,“,“open”LLWin用,户,户界面出,现,现。,(2)将,接,接口板与PC相连,1）智能,接,接口板31002,连,连串口（COM1-COM4）；,2）并口,板,板30520连打,印,印口（LPT1-LPT2,）,）通常,先,先要把打,印,印机的电,缆,缆线拔下,）,）；,(3)确,定,定接口板,的,的准确连,接,接-,接,接口板设,置,置,为了确保,电,电脑与接,口,口板之间,连,连接准确,，,，要在软,件,件中设置,接,接板，执,行,行“START-PROGRAMS-LLWIN3.0-CHECKINTERFACE”出现,窗,窗口：,1）输入,：,：E！-E*是数,字,字量,输入，EX、EY,是,是模拟量,输,输入,。传感器,连,连接在输,入,入端。,2）输出,：,：接口板,的,的输出是,M1-M4，执行,机,机构就接,在,在这,上面，如,马,马达、电,磁,磁铁和灯,等,等,。,用马达可,以,以检查输,出,出，鼠标,移,移到图标,突,突出部位,，,，按下左,键,键，马达,顺,顺时针转,动,动，按下,右,右键，逆,时,时针转动,。,。如果先,按,按“Ctrl”键,，,，再按鼠,标,标键，马,达,达将保持,转,转动，再,按,按鼠标键,，,，马达停,止,止。,(4)用LLwin3.0,设,设计,1）建立,新,新项目,打开“PROJECT”菜,单,单，点击,“,“NEW,”,”命令，,出,出现“new project”对,话,话窗口，,有,有“移动,机,机器人”,“,“工业机,器,器人”等,模,模型的控,制,制程序模,板,板，选择,“,“EmptyProject”，按,“,“OK”,，,，就可打,开,开新项目,。,。,2）功能,模,模块,控,控制程序,的,的构成元,素,素,运动流程,图,图（图3.4.2-1）,控制状态(图3.4.2-2),图3.4.2-1,运,运动流,程,程,图3.4.2-2,流,流程图与,控,控制状态,（1),根,根据设计,所,所要求的,控,控制方式,将,将相应的,控,控制板装,入,入模型上,；,；(2) 按设,计,计的控制,回,回路要求,将,将各电气,元,元件接到,控,控制器上,，,， 并将,控,控制器与,计,计算机连,接,接；(3) 打,开,开LLWin软件,，,，用自检,功,功能检查,各,各相关元,件,件连接是,否,否可靠；,16.3,控,控制,系,系统的安,装,装及调试,(4),根,根据机械,运,运动的要,求,求，设计,机,机械运动,流,流程图，,使,使用LLWin软,件,件，按机,械,械运动的,先,先后顺序,及,及控制条,件,件，按实,验,验指导书,的,的步骤制,作,作运动流,程,程图；(5),按,按LLWin软件,的,的提示对,各,各工作系,统,统进行回,路,路检查,并,并确认设,计,计的动作,顺,顺序是否,合,合理和有,效,效;,(6),在,在,检,检,查,查,各,各,连,连,接,接,及,及,编,编,程,程,正,正,确,确,的,的,情,情,况,况,下,下,，,，,启,启,动,动,机,机,械,械,系,系,统,统,的,的,工,工,作,作,回,回,路,路,，,，,并,并,验,验,证,证,该,该,运,运,动,动,是,是,否,否,达,达,到,到,设,设,计,计,要,要,求,求,。,。,实,验,验,任,任,务,务1:,按,按fischer,模,模,型,型,提,提,供,供,的,的,设,设,计,计,图,图,，,，,组,组,装,装,一,一,种,种,可,控,控,制,制,机,机,械,械,人,人,；,；,(1),按,按,使,使,用,用,说,说,明,明,书,书,要,要,求,求,，,，,组,组,建,建,机,机,械,械,运,运,动,动,系,系,统,统,；,；,(2),建,建,立,立,机,机,械,械,运,运,动,动,流,流,程,程,图,图,及,及,设,设,定,定,相,相,关,关,控,控,制,制,参,参,数,数,；,；,(3),按,按,要,要,求,求,对,对,该,该,机,机,械,械,运,运,动,动,系,系,统,统,进,进,行,行,控,控,制,制,、,、,调,调,试,试,及,及,运,运,行,行,。,。,16.4,实,实,验,验,任,任,务,务,实,验,验,任,任,务,务2:,自,自,己,己,设,设,计,计,一,一,种,种,机,机,械,械,运,运,动,动,系,系,统,统,，,，,要,要,求,求,：,：,(1),具,具,备,备,独,独,立,立,的,的,动,动,力,力,源,源,，,，,可,可,用,用,电,电,动,动,系,系,统,统,、,、,气,气,动,动,系,系,统,统,；,；,(2),选,选,择,择,一,一,种,种,适,适,合,合,于,于,该,该,动,动,力,力,源,源,使,使,用,用,的,的,传,传,动,动,装,装,置,置,，,，,凸,凸,轮,轮,、,、,齿,齿,轮,轮,、,、,蜗,蜗,轮,轮,、,、,带,带,传,传,动,动,等,等,；,；,(3),选,选,择,择,适,适,于,于,该,该,设,设,计,计,使,使,用,用,的,的,机,机,械,械,执,执,行,行,系,系,统,统,机,机,构,构,至,至,少,少,应,应,有,有,三,三,个,个,独,独,立,立,运,运,动,动,单,单,元,元,；,；,(4),编,编,制,制,机,机,构,构,运,运,动,动,流,流,程,程,图,图,，,，,设,设,定,定,控,控,制,制,参,参,数,数,；,；,(5),完,完,成,成,自,自,动,动,控,控,制,制,。,。,16.5,部,分,分,作,作,品,品,图,图,片,片,展,展,示,示,步,行,行,机,机,器,器,狗,狗,自,动,动,升,升,降,降,吊,吊,桥,桥,智,能,能,过,过,障,障,机,机,器,器,人,人,邋,遢,遢,机,机,器,器,虫,虫,步,行,行,机,机,器,器,狗,狗,自,动,动,升,升,降,降,吊,吊,桥,桥,智,能,能,过,过,障,障,机,机,器,器,人,人,邋,遢,遢,机,机,器,器,虫,虫,（1,）,）,提,提,出,出,设,设,计,计,思,思,路,路,，,，,写,写,出,出,要,要,完,完,成,成,任,任,务,务,书,书,要,要,求,求,的,的,机,机,械,械,运,运,动,动,系,系,统,统,及,及,控,控,制,制,方,方,式,式,的,的,设,设,计,计,大,大,纲,纲,；,；,（2）,作,作出本,次,次任务,所,所完成,的,的机械,系,系统及,控,控制系,统,统的控,制,制流程,图,图;,（3）,写,写出该,次,次设计,的,的可行,性,性分析,报,报告,通,通过本,任,任务检,查,查设计,完,完成情,况,况及完,成,成质量,；,；,（4）,小,小结该,次,次设计,的,的体会,及,及收获,；,；,16.6,思考题,