慧鱼设计任务书
工业设计-德国慧鱼指导书原版彩图
慧鱼创新模型制作实验指导书机械与结构组（93291）第一节概述机械教具提供了动手实验大量的机构系统的机会，包括：旋转动作、动力传输、齿轮系统、斜齿轮、冠齿、小齿。
（杠杆和联杆）直线运动和旋转运动的相互转换——通过条齿、小齿、螺杆。
旋转运动转换到往复运动和摆动运动——通过凸轮、曲柄、滑块、杠杆链传动、滑轮传动、带传动使相关原理包含教学内容，包括：齿轮比、机械利益、速度比率和效率。
而用结构组能节省宝贵的教学时间，可省去用材料建立结构的时间，快速搭建简单结构，给学生提供了基础实验的机会，他们能依次设计、运做、评估。
一、实验目的：通过对慧鱼机械结构组模型，熟练的掌握机械结构的应用技术。
二、实验内容：机械结构组包括2类模型，分别为齿轮传动机构桁架机构三、实验步骤：（1）制作导线：将慧鱼模型中所给的导线如图所示连接好（2）电池与电动机的连接：(3)一些主要零件：实验一：立式铣床的的模型制作（93291－1）1．实验目的：通过立式铣床模型的制作，了解齿轮的传动。
2．实验步骤：（1）首先，如第一幅图所示找出所需零件，注意将元件放在底板上以防止丢失。
然后按照第二幅图所示将零件插好。
注意：图中1X代表需要该零件1个。
下同。
（2）注意：有颜色部分为本步骤中装配上的零件。
下同（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）总装图（16）操作方法：连接上电源后，通过开关控制使铣刀运转或停止。
实验二：工场起重机的模型制作（93291－2）1．实验目的：通过工程起重机模型的制作，了解桁架的稳定性。
2．实验步骤：（1）首先，如第一幅图所示找出所需零件，注意将元件放在底板上以防止丢失。
然后按照第二幅图所示将零件插好。
注意：图中1X代表需要该零件1个。
下同。
（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17）（18）（19）（20）（21）（22）总装图（23）操作方法：连接上电源后，通过改变开关方向控制吊钩向上、向下移动或停止。
慧鱼机器人课程设计说明书
1．绪论 21.1课题背景 31.2 慧鱼机器人 31.3 走进实验室 41.4 按键式传感器 41.5 设计工作原理 51.6慧鱼模型操作规程 62. 移动机器人62.1 移动机器人基础模型72.2 移动机器人仿真图72.3移动机器人结构简图82.4移动机器人仿真程序框图93. 仿生人103.1仿生机器人迈克仿真示意图103.2仿生机器人迈克仿真程序图示103.3仿生机器人结构简图114. 寻光机器人104.1寻光机器人仿真示意图154.2寻光机器人仿真程序框图164.3寻光机器人结构简图165.寻踪机器人145.1寻踪机人仿真示意图155.2寻踪机人仿真程序框图165.3寻踪机器人结构简图16 6．个人总结18 7。
参考文献19摘要1.1课题背景由机器人的发展和快速广泛的被使用，可知科学家对于机器人的功能也相提高，除了超强的逻辑运算、记忆能力及具备类似的自我思考能力，另外在机器人的外表及内部结构，科学家更希望能模仿人类。
对于外在资讯的选集，也透过各种感应器，企图达到类似人类各种触觉的功能，选集了外在环境的资讯，一旦外在环境起了改变，机器人一定要能随着变化，做出该有的反应动作，更新自己的资料库，达到类似人类学习的功能。
移动式机器人形态分为车轮式、特殊车轮式、不限轨道式、不行式等，若是在平坦的地面上移动时，车轮式是最具效率的，不懂机构简单，且具实用性，但其缺点是在凹凸不平的岩地上便不能行走。
此外，因普通车轮无法在阶梯及有段差的地外行走，因此积极研究一种有车轮、三辆以上连结构的特殊形态，及特殊组合的不限轨道式机器人，最近亦努力开发步行机器人，使其能登上阶梯。
本次研究即为移动机器人设计及其在控制器的实现，是说明当移动机器人在轨行动作中若遇到障碍物时会透过微动开关将讯息传回电路板中进行判断，再配合计数器的动作使机器人能避开障碍物并往下个路径前进，知道要到远的目标。
无疑，自动化控制理论本来是要使机器人变聪明。
慧鱼模型说明书
慧鱼模型说明书1. 引言本文档旨在介绍慧鱼模型的设计原理、功能特点以及使用方法。
慧鱼模型是一种基于人工智能技术的智能鱼类模拟器，能够模拟鱼类的行为和生态系统，为科研人员和教育工作者提供了一个模拟真实水生环境的平台。
本文档将详细介绍慧鱼模型的各个方面，旨在帮助用户了解并正确使用慧鱼模型。
2. 设计原理慧鱼模型的设计基于以下原理：•生物学模型原理：慧鱼模型通过研究真实水生生物的行为和生态系统，构建了一套模拟鱼类行为的数学模型。
这些模型包括鱼类的运动、觅食、繁殖等行为。
•人工智能技术原理：慧鱼模型使用了人工智能技术，包括机器学习和深度学习，来进行鱼类行为的预测和模拟。
通过分析大量真实鱼类行为数据，模型可以学习和推断鱼类的行为规律。
•交互设计原理：慧鱼模型还包含了交互设计的原则，使用户可以通过图形界面与模型进行交互，并观察和控制模拟的水生环境。
3. 功能特点慧鱼模型具有以下功能特点：•真实鱼类模拟：慧鱼模型能够模拟真实鱼类的各种行为，包括游动、觅食、逃避、繁殖等。
模型还考虑了鱼类与环境的相互作用，可以模拟鱼类对水温、光照等环境因素的感知和适应。
•自动学习和预测：慧鱼模型可以根据观察到的真实鱼类行为数据，自动学习和预测鱼类的行为。
模型可以根据当前环境条件和鱼类个体的特征，预测其接下来的行为，并进行模拟。
•灵活的参数设置：慧鱼模型提供了一系列参数供用户进行设置。
用户可以调整参数来模拟不同种类的鱼类，或者模拟不同环境条件下的鱼类行为。
•可视化展示：慧鱼模型通过图形界面向用户展示模拟的水生环境和鱼类行为。
用户可以观察鱼类的运动轨迹、觅食行为等，并对模拟环境进行交互操作。
4. 使用方法使用慧鱼模型的方法如下：1.安装慧鱼模型软件：用户需要下载并安装慧鱼模型软件。
软件提供了版本适用于不同操作系统的安装包，用户可以根据自己的操作系统选择合适的版本。
2.启动软件：安装完成后，用户可以启动慧鱼模型软件。
软件会打开一个图形界面，显示模拟环境和控制面板。
慧鱼创意组合模型设计报告范文书
慧鱼创意组合模型设计报告范文书慧鱼创意组合模型设计报告书目录1模型设计及简介21.1测量机器人组合说明21.1.1测量机器人组合简介21.1.2实验步骤21.1.3实验注意事项81.2其它组合简介82创新设计及详细说明142.1创意142.2模型搭建142.3组装142.4控制程序162.5试验183遇到的问题194结语201模型设计及简介十一个示例模型有：通信号灯、洗碗机、温度调节器、基础标准型小车、电梯、干手机、寻踪车、测量机器人、足球机器人、割草机和叉车。
1.1测量机器人组合说明1.1.1测量机器人组合简介在测量温度很高的物体时，由于温度太高人无法靠近，因此需要机器人代替人类去进行测试。
测量机器人右侧安装可以伸出的手臂，手臂前方有温度传感器，如果温度高于设定值，可以通过程序设定使机器人收回手臂或者使机器人停止前进。
这样减小人员因温度过高受伤的事件，也提高了可测量温度的范围，大大方便我们测量高温物体。
机器人下方有传感器，可以自动寻迹行走；也可以按照设定的程序行走，非常方便。
测量机器人的大概原理如下：测量机器人按照预定程序或寻线行走，机器人手臂伸出以测量温度。
若温度低于设定值则绿灯亮，机器人继续行走；若温度高于设定值则红灯亮，且机器人手臂退回，机器人停止运动。
1.1.2实验步骤（1）准备工作按照所给测量机器人的视图，了解并熟悉组装模型所要实现的功能和其用途，观察分析所给样图，从慧鱼提供的所有部件中找出该模型需要的机械构件和电气元件。
然后将所找的零件分类。
具体准备工作如下：电机两个，慧鱼智能接口板一个，电源，以及下图中的零件。
（2）组装a组装第一个零件，即车轴支架。
b安装车轮C进一步安装小车底座d加固小车底架e安装电动机f安装另一个车轮g将两个车轮和电动机组合在一起，并且加固底架。
h安装辅助小车轮。
i安装小车尾座底架j安装小车手臂k将手臂安装到小车上。
l安装尾座m加固小车前部n安装小车前部，并且连接电路。
慧鱼机器人创新设计报告书
目录摘要 (2)1. 模型的设计分析 (2)1.1机械模型的装配构成分析 (2)1.2驱动部件和传动机构的分析 (5)1.2.1 蜗轮蜗杆传动 (7)1.2.2机械手前后运动的传动机构 (6)1.2.3机械手上下运动的传动机构 (6)1.2.4机械手的夹紧放松的传动机构 (7)1.3控制器技术的分析 (9)1.3.1控制器技术分析 (9)1.3.2运动轨迹的位移、速度、加速度、运动形式等参数的控制 (9)2. 机器人总体结构设计 (9)2.1机器人总体结构设计 (9)2.2机器人机构设计 (10)3. 三维建模和机器人系统的总调试 (10)4. 项目感想 (11)5. 参考文献 (11)摘要采用德国慧鱼（fischertechnik）公司生产的创意教学组合模型来进行实验课程。
这些模型通过演示程序控制过程和机械结构中的传动，位研究设计工业自动化设备提供模拟示范。
模型有许多形状各异的仿真的机械零部件与电子驱动元件组成，可以进行富有想象力和创造力的装配，从而得到多样式、多功能的模拟机械装置。
教学模型具有驱动、感应识别、信息处理等功能。
因此还需通过计算机控制软件系统和智能信号接口盒，把几何造型、三维拼装和计算机语言有机结合在一起。
借助于设置动态变量参数则可设定机构运动方向并建立运动数学模型。
通过系统自带的计算机语言对任务进行编程，使生成的指令数据作用于模型。
它是机电一体化的产品，使由一套完整的机械电子系统组成的。
关键词：运动模型、装配、驱动部件、传动机构分析、自由度1.模型的设计分析1.1机械模型的装配与构成分析按照说明书的步骤，进行拼接，得到的机器人模型如图1所示，这种机器人主要由底座（或躯干）、上臂和前臂构成。
上臂和前臂可在通过底座的垂直平面上运动。
在前臂和上臂间，机械手有个肘关节；而在上臂和底座间有个肩关节。
在水平平面上的旋转运动，既可由肩关节进行，也可以绕底座旋转来实现。
这种机器人的工作包迹形成球面的大部分，称为关节式球面机器人。
慧鱼设计方案
慧鱼设计方案慧鱼设计方案摘要慧鱼设计方案旨在提供一款以人工智能技术为核心的智能鱼缸管理系统，使用户能够更方便、更高效地管理和养殖鱼类。
该方案基于人工智能和物联网技术，结合智能设备和云端服务，为用户提供鱼缸水质监测、鱼类饲养建议、智能喂食等功能，以满足用户对养鱼的需求。
1. 引言随着人们生活水平的提高和对休闲娱乐方式的追求，养鱼成为了一种受欢迎的兴趣爱好。
然而，传统的鱼缸管理方式存在许多问题，如水质监测不准确、鱼类饲养知识匮乏等。
为解决这些问题，本文提出了一种基于人工智能技术的慧鱼设计方案。
2. 设计目标慧鱼设计方案的主要目标是提供一种智能化的鱼缸管理系统，以帮助用户更好地管理和养殖鱼类。
具体设计目标包括：- 实时监测鱼缸水质，并及时提供报警和建议- 根据鱼类品种、数量和大小，智能调控鱼类的饲养环境- 提供智能喂食功能，根据鱼类的需求，自动定时喂食- 支持远程操作和监控，在任何时间、任何地点都能方便地管理鱼缸3. 系统架构慧鱼设计方案的系统架构包括以下几个主要组件：3.1 传感器传感器是慧鱼设计方案的基础。
通过安装多种传感器，如温度传感器、氨氮传感器、PH传感器等，可以实时监测鱼缸水质的各项指标。
传感器将采集到的数据发送给中央控制器进行处理。
3.2 中央控制器中央控制器是慧鱼设计方案的核心。
它负责接收传感器发送的数据，并进行处理和分析。
中央控制器还负责监控鱼缸的各项状态，并根据设定的规则进行自动化控制，如自动调节水温、控制氧气供应等。
3.3 智能设备慧鱼设计方案支持多种智能设备，如智能手机、平板电脑等。
用户可以通过智能设备连接到中央控制器，实现对鱼缸的远程操作和监控。
此外，智能设备还可以接收中央控制器发送的报警和建议，并提供相关的功能和服务。
3.4 云端服务云端服务是慧鱼设计方案的重要组成部分。
通过将数据存储到云端，用户可以随时随地访问和管理自己的鱼缸。
云端服务还提供鱼类饲养建议和喂食计划等功能，帮助用户更好地养殖鱼类。
“希望之光”设计说明书(慧鱼)
目录1. 作品创意来源 (3)2. 方案设计 (3)3. 实物照片及必要的说明文字 (9)4. 作品主要功能指标和工作原理 (14)5. 作品运动分析和动力分析 (18)6. 作品软件程序分析 (21)7. 创新设计与已有或者相近产品的异同与创新之处 (29)8. 实用化的可能性、成本分析及应用前景 (32)9. 总结 (34)1.作品创意来源唐山大地震、汶川地震、海地地震、智利地震、玉树地震……残忍的灾难带来惨重的伤亡。
从过去发生的一些地震灾难中，我们发现，除了地震带来塌方造成直接伤亡外，还有不少人都死于等待救援的过程。
由于楼房塌方，救援人员往往不能很快到达受困者所在地，受困者处于黑暗环境之中，空气不流通，没有饮水，没有食物，被沉重的石块压着也基本丧失了行动能力，很难维持自己的生命。
大部分幸存者都是在靠精神意志维持着自己的生命，度过一个又一个极限，直至获救。
如何激励受困者坚强地与困难情况斗争，维持生命，争取救援时间，就是我们设计产品的出发点。
据此，引入“为受困者送去光明，让他们看到生的希望”这一理念。
设想用废墟下的光亮点燃受困者生的希望，给予他们精神上的支撑，使他们始终充满希望，以至于可以暂时忘记身体的疼痛，顽强地与死神抗争，直到获救。
此外，机体上还配备过氧化钠药品提供氧气。
最大程度地为救援工作赢得时间，尽可能多地抢救人民生命和财产。
2.方案设计2.1方案设想2.1.1轮、足结合移动方案：结合足越障能力强和轮移动快速稳定的特点，采用轮式和足式结合的移动方式。
这样，既可以在没有障碍或较小障碍的条件下，以较快的速度移动，又能通过废墟中常遇到的沟壑、陡坡以及洞口。
2.1.2仿猫传感器方案：猫的胡须和耳朵可以感知洞口的大小。
据此，采用仿猫的传感器设计，利用接触传感器模拟猫的胡须和耳朵的功能，可以探测洞口的大小和障碍物的高度。
2.1.3多边形车轮方案：传统圆轮与多变形轮结合（图1）。
相较于圆轮，多边形轮作为前轮，机体在采用轮式移动方式时就可以越过一定高度障碍。
慧鱼创意组合设计实验指导书
《慧鱼创意组合设计实验》课程实验指导书江西理工大学机械基础实验室慧鱼创意组合设计实验指导书一、实验目的本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。
二、实验设备介绍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 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。
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机器创意设计报告
任务编号与名称：04 工业搬运机器人
姓名学号13 40 班级机电1302
合作者学号13 094 班级机电1304
实验日期2019年 4 月日
一.任务书
设计并组装一机器，实现该机器从A区出发，到B区拾取货物（小方块），搬运到C区并摞起来（两个为一摞），进行比赛看效果。
比赛规则在规定的时间内计算所摞货物的数量得分，成一摞的得五分，没能成一摞的得一分，分数高者胜出。
二.任务分析（功能需求分析，动作与运动分析，规则分析等）
1.功能需求分析：该机器需要进行移动，应该有一个抓取货物的机构，有可以上
下移动的机构（摞货物），可以进行脱机运行（需要下载程序的操作）
2. 动作与运动分析：机器需要从A区移动到B区，先是转弯使头部朝向B区，
前行到B区，通过可以上下移动的机构实现抓取货物的机构下移，拾取货物（可拾取多个），转弯使机器头部朝向C区，前行到C区，放下部分货物，通过可以上下移动的机构实现抓取货物的机构上移，移动到超过第一批放下的货物的高度，放下剩余的货物实现两批货物摞在一起。
转弯使机器头部朝向B区，前行到B 区，重复机器从A区到B区之后的所有动作及运动。
3. 规则分析：
比赛规则：比赛规则要求我们的机器从A区移动到B区，然后抓取货物到C 区，胜出形式是在规定的时间里所得分数高者胜出。
分析：三个区之间的移动我们需要选择功率较大的电机，由于需要实现转弯的操作，因此我们只能使用两个电机（方便控制），而且由于实验室电机提供的型号以及数量已定，没有优势可言，再者由于每一位操作手都是新手，也就是说
操作手的影响几乎可以忽略不计。
因此我们的制胜点应该考虑拾取货物的数量上，我们应该设计一款可以同时拾取多个货物的机构，我们可以在C区先放下一部分然后再摞起另一部分，这样我们就可以得到比较多个两个摞在一起的货物，这样我们就可以得到比较高的分数，最终胜出。
三.方案设计与选择（围绕功能实现，策略与创意方案，多方案比较）
方案一：实现三个区的移动可以设计一款移动小车的底盘，上层机构与底盘隔开连接，空出来的部位安装慧鱼控制板以及接线。
上层机构参考起重机模型，即搭建一起重机座，架起起重臂，安装一大范围的开合爪。
开合爪的开合由电机通过三级减速机构将运动通过伞齿轮传送到连着连杆的滑块中的丝杆，通过丝杆的转动带动滑块的移动，滑块的移动通过连杆使开合爪进行张合运动。
通过电机的转动带动链条的转动使起重机实现上下移动。
方案二：实现三个区的移动可以设计一款移动小车的底盘，上层机构与底盘隔开连接，空出来的部位安装慧鱼控制板以及接线。
采用加配重的方式,对小车头部进行改造，夹持采用开合爪的形式，电机通过丝杆的转动实现滑块的移动，带动连杆使开合爪实现开合动作，上下移动机构采用齿轮齿条的形式，电机的输出通过三级减速器带动齿轮转动，进一步带动齿条的移动，进而实现开合爪机构的上下移动。
方案选择：经过试验模拟分析综合，我们最终选择了方案二。
原因：首先由于我们的机器制作时间少，不可能完成很复杂的机器设计以及相关的运动可行性分析；
其次方案二相对来说更容易实现，机构设计地也比较合理；最后经过综合考虑分析，我们发现对于方案二，我们在完成设计制作之余还可以进行比赛模拟，我们有充足的时间在不发生意外的情况下获胜。
四.机械本体设计与控制设计
1．机械工作原理与运动实现（动力的选择，机构的运用与工作原理）；
对方案二进行分析：动力的选择，我们采用电能控制电机输出动力，我们一
共采用了四个电机，两个用来控制底盘的转动，一个用来控制开合爪的开合
动作，一个用来控制升降机构的升降运动。
机构的运用与工作原理，开合爪
的运动，采用丝杆的转动使滑块前后移动，滑块的移动通过连杆实现开合爪
的张合运动。
2．运动规划与控制原理（运动顺序关系，检测与传感器的运用，驱动控制）；
3．控制流程图
五．任务实现结果
小车基本实现转动、移动、拾取货物、放下货物、摞起货物等功能，由于机械爪设计没有很好地考虑到需要同时拾取较多个货物的需求，因此在规定的时间里没能实现快速摞起更多的货物的功能，进而我们的得分不是很高。
六．设计总结
本次机器创意设计作品——工业搬运机器人，基本实现所要求的功能：前进、后退、左右转、抓取货物、放下货物、摞起货物等，并且进行了比赛调试，成绩相对来说还不错，只是没有考虑到电机性能要求，没能解决电机失控问题，最后比赛调试没有进行很长时间，只是进行了粗略的比赛调试，没能测出最理想的工作状态。
七．学习收获与感想
这次的机器创意设计，是一次很好地头脑风暴体验，我们在开始这次机器创意设计之前一直抱着得过且过的心态，虽然也有很好地听课而且加以实践训练，但是都是以模仿的形式进行的，几乎没有加入自己的想法，或者说我们一直都处在别人的成功里面沾沾自喜。
这次的机器创意设计也许是因为时间不够，没能把更多更好的想法付诸实践，因此晓军认为这次的机器创意设计作品不是很理想。
虽然作品不是很理想，我们也是有很大的收获的，比如，我们居然能在如此短的时间里完成在做之前还一片空白的东西；比如，我们团队虽然因为方案的不合而吵架了，但是我们都看到了自己提出的方案的不足，最终我们能确定出最优方案也是因为吵架得到的。
经过这次的机器创意设计课程，让我看到了理论结合实际的重要性以及必要性，因为我们团队的两个人，一个很注重理论知识，一个很注重实践经验，但是谁都不服谁，最后就发生吵架了，都觉得自己的方案很合理。
我就是那个很注重实践经验的同学，现在我明白了，实践跟理论同样重要，不可有所偏颇，不可过于侧重，时刻要牢记理论联系实际。