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四川农业大学
机电一体化实践论文
机电学院农机201201
姓名：范新虎 学号：20122141 日期：2015.07.06
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，并拥有自己的控制程序robo。通过慧鱼创意系统建立“骏枣分级”模型，并对其进行实例分析，体现机电一体化设计思想。
基于慧鱼产品的机电一体化实例
摘要：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，并拥有自己的控制程序robo。通过慧鱼创意系统建立“骏枣分级”模型，并对其进行实例分析，体现机电一体化设计思想。
关键词：慧鱼创意模型系统 骏枣分级 机电一体化
机电一体化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。慧鱼模型介绍
1.1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7000 prn），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Brightne 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 产生不同的电阻值，引发不同信号。
②接触传感器Contact sensor（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 2 1
图1触动开关原理示意图断开，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的意思是负温度系数，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，二路模拟信号输入，具有断电保护功能（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，直接与PLC相连。智能接口板自带微处理器，通过串口与计算机相连。在计算机上编的程序可以移植到接口板的微处理器上，它可以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（fischertechnik）LLWin3.0软件：LLWin3.0是慧鱼创意模型系统的专用软件。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。编辑程序的其最大特点是使用系统提供的工具箱中的功能模块就可以建立控制程序（无须其它高级计算机语言的背景做支持），图标式的功能模块简单易懂。模型可用电脑、PLC 或 单片机对其进行控制。2 “骏枣分级”机电一体化模型总体方案设计 2.1方案构思
方案来源为毕业设计——新疆和田骏枣农户专用栅条滚筒式红枣分级机改进设计，在注重机械本体的设计的同时，体现机电一体化设计的设计及理念。2.2模型介绍
模型主要分为三个部分。第一部分为传送带，目的是减少工作的劳动强度；第二部分为水平方向的分级滚筒，可以讲骏枣粗略的分为三级；第三部分为垂直方向的轴针式滚筒，将已经初步分级的骏枣进行细分，该机电产品可以讲骏枣分为九级，第三部分总共分为三条。骏枣分级完成后通过挡板分别装进箱子进行打包处理，减轻的枣农的劳动。2 3
2.3方案评价
骏枣在分级过程中对速度的要求比较敏感，速度过快会导致分级不明显或者最后比较大的一级出现小枣子，为了防止这样的情况，可以采用水平与垂直方向的的分级结构的空隙相同，最后可以将枣子分为总共分为三级，虽然分级变少，但是分级失误变少。3 控制程序
控制程序采用慧鱼创意组合系统自带软件进行控制。程序分为两级，主程序标明流程，子程序具体控制。
主程序
传送带程序
水平分级程序
垂直分级程序实验思考
基于慧鱼创意组合模型的机电一体化实例设计，创意方案实现快，修改容易，能够直接反映出创意方案的可行性与实际操作性，不仅可以直观的展示方案，而且可以根据实际情况反馈实际中出现的问题，方便优化。再设计过程中，机械本体、检测与传感器技术、接口技术、控制系统等都可以涉及到，符合机电一体化的设计，
