教案-简易物体结构模型(慧鱼创意组合模型)
项目名称慧鱼创意组合模型
6.视觉传感器：1个，100万像素，USB2.0数据接口。
7.ROBO TXT控制器1个：32位ARM Cortex A8 + Cortex M3处理器；128 MB DDR3 RAM, 64 MB Flash内存；带有一个Micro SD卡插槽；带有2.4英寸的彩色触摸屏，分辨率320x240像素；内置Bluetooth/WiFi RF通讯模块，支持BT 2.1 EDR+ 4.0, WLAN 802.11 b/g/n内置红外无线接收模块，适用于遥控套件；内置扬声器；4路电机输出接口，容量DC 9V/250mA (最高800 mA)，可软件控制实现无级调速，带有短路保护，也可作为8路单回路输出（例如灯光）；8路通用输入接口，可接入DC 0~9V数字量或0～kΩ模拟量；4路高频数字量输入，最高频率1KHz；1个USB2.0计算机接口；1个USB2.0视觉传感器接口；1个I2C总线扩展接口；内置Linux操作系统，支持ROBO Pro编程软件、C语言编译器等；工作电压：DC 9V.
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机器人探索组合包(601011)
含多个智能控制平台和多个可移动智能小车模型，用户可根据拼装手册搭建出标准模型，并结合ROBO TXT控制器，视觉传感器和ROBO Pro软件，实现模型的智能化控制。电器元件技术参数：
1.微动开关：2个，按钮式，双投型，适用负载最大电流50mA（DC3V~DC32V），最大触发行程3.3mm，触发动作行程1.6mm，恢复行程0.7mm，重复精度0.1mm，重复动作次数不少于一万次；
慧鱼创意组合设计实验指导书模板
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）。
实验的目的是经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；同时经过创意实验，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），因此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，你能够把传感器提供的信息（如亮/暗、通/断，温度值等）经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，因此有两种使用方法：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。
慧鱼模型说明书
2.1 所建模型的主要功能
本次实践中我们组所设计的慧鱼模型三维图如图1，其主要功能是可通过人工控制机械臂的张合，伸长缩短以及方位旋转等，能够灵活实现大型物件的夹持、运输、安型的主要原动件为如图2所示的摇柄，传动机构为如图3所示的一对锥齿轮啮合，执行机构为如图4所示的可转圆台。传动过程为通过摇动手柄，带动手柄末端的锥齿轮旋转，然后通过锥齿轮副带动竖直杆旋转，由于模型中竖直杆与圆台是过盈配合，因此可带动圆台旋转，从而实现机械手臂的旋转操作。
（3）可另设一个控制室，使操作环境更加舒适，使操作人员对机械手的方位观察得更加清晰。
（4）可增设机械手的关节，使其结构更加接近人手，从而提高机械手的灵活度，更加容易夹持物件，并容易控制夹持所需力度。
2.2 结构设计……………………………………………………………………………2
3 性能拓展说明部分…………………………………………………………………… 4
1 绪论
1.1创新创业实践Ⅱ性质目的
《创新创业实践Ⅱ》作为一门实践性必修课程，旨在提高机械设计制造及其自动化专业学生的实践动手能力，同时增进学生对机械以及控制的了解。
图2
图3
图4
另外，如图5所示模型中的机械手臂可以实现上下摆动、伸长缩短、手爪开合的操作。
图5
3 性能拓展说明部分
此模型只是人控机械手臂的雏形，当中还有很多可以改进、拓展的地方，现举例分述如下：
（1）底盘可改成履带式并增设原动机，即可实现模型整体的平面移动，使模型的行进方位更加灵活。
（2）此模型原动件为手柄，但实际应用中可改成步进电动机，通过控制对电动机转速、转数的控制实现机械手旋转快慢、旋转角度的更精确的控制。
1 绪论…………………………………………………………………………………… 1
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。
“慧鱼创意组合模型”实验
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 传递圆周运动
直（斜）齿轮传动
锥齿轮传动
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机械运动
传递圆周运动
涡轮蜗杆传动 （自锁）
冠状齿轮
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机械运动
• 传递直线运动
齿轮齿条传动
丝杆螺母传动
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机械运动
带传动
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机械运动
• 滑轮传动
定滑轮： 固定的， 不省力但改变方向
例： 旗杆
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机械运动
• 滑轮传动
动滑轮：
省力 但不能改变力的方向
例： 吊车
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机械运动
• 滑轮传动
滑轮组
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慧鱼教具编程模块简介
2）Input——输入模块
按键开关 光电传感器 磁敏感应器
插入该功能模块时，应从“Image” 对话框中选择显示的对应图标。 在“Swap 1/0 branches” 中选择 希望的输出状态。
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慧鱼教具编程模块简介
3）Wait for input——等待输入模块
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慧鱼教具编程模块简介
5）Time delay——延时模 块
延时模块是在程序中设定延迟时 间长短的功能模块。当程序步骤到达 Wait延时模块时，时间延迟，然后再 执行程序的下一步。
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慧鱼教具编程模块简介
6）Start——开始模块
慧鱼实验_精品文档
慧鱼实验21世纪将是个全面创新的时代,如何培养、提升现代学生的创造力、想象力与科学技能，来迎接这个竞争的时代微型组合机器人能实现多种控制方式及多种模型设计，适合于机电一体化、工业自动控制、机械创新等课程，推荐采用PLC控制技术。
微型组合机器人配有教材，图文并茂、浅显易懂，对每一个模型都作深入浅出的原理说明、功能解释，鼓励学生举一反三、活学活用，让他们不断发展创新。
微型组合机器人是通过各种各样的构件(功能模块)组合拼装而成，因此，“构件”是模型的最小组成部分。
实验一计算机组合包创意实验设计一实验目的:1、熟悉慧鱼模型的各个模块。
2、了解三自由度机器人的基本结构。
3、能够运用计算机编程，合理控制机器人的运动。
4、能进行简单创意实验设计。
二实验器材:慧鱼计算机组合包一套慧鱼专用电源一套PC机一台LLWIN软件一套接口电路板一块三实验原理:如图所示(见附图):为一三自由度机器人，能够实现搬运工件的作用，三自由度机器人包括腰部、大臂以及夹钳。
腰部能够实现左右旋转运动，大臂能够实现上下的俯仰运动，夹钳则能够实现夹取物体。
该三自由度机械人总共涉及到6个行程开关以及3个电动机，其中M1驱动腰部旋转，M2驱动大臂俯仰，M3驱动夹钳的关闭。
E1用于限定夹钳的开闭位置，E2用于腰部旋转进行计数，E3限定了大仰起后的极限位置，E4用于夹钳的驱动轴旋转次数进行计数，E5对大臂处的蜗杆旋转次数进行统计，E6限制腰部旋转的极限一些置。
四实验内容1、按照装置图组装出机器人。
2、按照连线图将机器人各部与计算机数据线连好。
3、用计算机中的软件(LLWIN)对机器人进行控制操作。
(1)对各个部分进行检测:M1M2M3E1E2E3E4E5E6全部测试通过后再进行以下实验内容。
(2)调试出控制程度，进行连续操作。
4、对软件进行改编，使机器人实现更多的功能。
(1)实现夹取与放置的换位。
(2)改变大臂运动轨迹。
五实验思考题1、单个测试腰部可旋转，但整体测试时腰部却不按程序规定的运行，可能是什么原因2、大臂可以俯仰，但程序并不向下运行，会是什么原因3、夹钳不能开闭，会是什么原因4、如何实现运动轨迹投射到平面后为非矩形实验二移动机器人创意实验设计一实验目的:1、了解移动机器人的基本结构2、能够运用计算机编程，控制移动机器人的运动3、进行创意实验设计二实验器材:慧鱼移动机器人组合包一套慧鱼专用电池盒一个或专用电源一套PC机一台(要求:486、66以上，8M以上内存，空闲的LPT2口)LLWIN专用软件一套，(WINDOS3、1以上或WINDOWS95)接口电路板一块电缆若干三实验原理如图所地：为一跟踪光源移动机器人，能够跟踪光源而运动。
1.慧鱼模型拼装方法及使用技巧
2、制作连接导线 *确定导线的长度和数量 这里推荐参考每个组合包中的操 作手册里推荐的导线长度和数量，当 然在自己设计模型时，就需要根据自 己模型的实际位置以及走线的合理布 置选择合适的长度，以及所需导线数 量。 *接线头的连接 将导线两头分叉3cm左右，两头 分别剥去塑料护套，露出约4mm左右 的铜线，把铜线向后弯折，插入线头 旋紧螺丝。
连接回路的同时要保持模型的整体美观，尤其是电气控制回路用的 导线要适当规划布线。 下图给出了几种布线方法：
1 导线沿着极件的凹槽走
2 导线在基板上走
3 导线穿过线卡
4 导线可以在基板下穿过
这里介绍的根据拼装手册拼装的方法不是十分灵活，但是这样的训 练是有必要的。在按规则拼装过程中，你会不知不觉地形成按步骤，按 规律工作的习惯，而这就是学习拼装手册的目的。在此后的基于已有模 型开収或者完全自己开収模型的过程中，有计划地去完成拼装任务将会 有很大的帮助。
按照拼装手册迚行拼装时，先将组合包中的零件包拿出并打开，为取零件 做准备。 *拼装第一步：迚行拼装前预备工作 在每次拼装之前，拼装手册中都给出了一些拼装建议，对一些零件迚行预 处理，以备随后在拼装过程中使用。 *拼装第二步：按分步找零件 在每一步拼装时，要根据使用手册中给出所需零件的图形信息，从零件包 中将零件找齐。 *拼装第三步：按分步拼装 在找全每步所需的零件后，就可以开始这一步的拼装任务。除去第一步拼 装，剩下每步拼装之前拼装好的模块在手册中均显示为黑白色，只有本步拼装 为彩色。 *拼装第四步：连接气动、电气控制回路 根据拼装手册中的气动回路与电气控制回路连接软管与导线。
使用慧鱼创意组合模型，不止是拼装一个完整的模型，更是去创新，去 快乐的体验拼装的乐趣。再结合 ROBO Pro 软件的学习，你将会有更加丰富 的体验。
机械设计专业综合实验-机构创新设计慧鱼拼装
设计性实验指导书实验名称：机械设计模型拼装实验实验简介：“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
它集教具和仿真模型于一身，是科技知识启蒙、创造性思维训练及创造力开发的最佳载体。
“慧鱼教具及创意组合模型”是由德国发明家、企业家、当今世界拥有专利最多（5000 项）的Artur Fischer 博士于1964 年发明问世的。
菲舍尔博士因此还荣获了德国诺贝尔工程奖。
“慧鱼”的技术含量极高。
目前，国际最前沿的工程技术，如仿生技术、气动技术、传感技术、计算机技术以及机器人技术等，在“慧鱼”中都实现了微型仿真替代。
“慧鱼”有各种型号和规格的零件近千种，一般工程机械制造所需要的零部件如连杆、齿轮、马达、蜗轮，以及汽缸、压缩机、发动机、离合器，甚至热（光、触、磁）敏传感器、信号转换开关、计算机接口等等，在“慧鱼”中都可以找到。
因此，“慧鱼教具及创意组合模型”零部件的仿真度，几乎能够实现任何复杂技术过程和大型设计的模型，使之真实地“再现”。
该实验设备能够组装各种机械及设备，将其用于辅助理论教学，将使学生获得很强的感性认识，并且能发挥其无限的创造力。
适用课程：机械设计专业综合实验实验目的：A 通过对动手组建模型，连线，控制模型等各阶段学习后，对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉；B 了解基本的机械结构和特点掌握电气动控制工业技术的基本概念、分类及特点；C 了解电气动元件的工作原理、种类和实际应用方式，电气动控制系统的组成和结构掌握基本的电气动控制技术的应用，了解现代自动化控制系统的结构和特点。
面向专业：机类实验项目性质：设计性实验地点：图书馆——506 室（机械系统创新实验室）开放办法：先登陆网站进行网上预约或到S403填写预约表进行预约，根据预约时间提前预习写出预习报告、进行实验。
实验分组： 5-6 人/组《机械设计专业综合实验》课程实验机械设计慧鱼模型拼装实验“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
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教案-简易物体结构模型（慧鱼创意组合模型）
实训目标：
1．了解慧鱼结构包的诞生及意义、价值。
2．了解并掌握慧鱼结构包各构件名称、用法及如何组装。
3．掌握组装简易物体结构的方法与技能，探索不同结构形状的牢固程度。
4．激发和培养学生的动手、动脑能力，拓宽知识面，培养创新意识。
实训材料：慧鱼结构包，部分模型（如图）
实训过程：
1．介绍慧鱼结构包的来历及意义、价值。
2．识别零件：介绍构件名称及用法，教给简单的拼装方法。
3．教师示范制作一物体模型：房子。
结构是一种能承受负载的东西,它必须能承担起自身的重量和足够的负载。
观察下列图示，思考各种形状所能承受的压力大小，认识到三角形是一种天然稳定结构，房子、桥梁都会用到这种结构。
桥梁桌子房子
仔细观察下图，这是个四边形，本可以自由转换成平行四边形。
想一想，装上中间的斜杠后，还能自由变换成其他图形吗？
4．学生独立拼装房子模型。
展示自己的房子模型，比一比，谁的房子结构更牢固、更完美、更有创新意识。
秀一秀，说一说：
你还会拼装更复杂点的其他结构模型吗？试一试，2人为一组，合作拼装一座桥梁，做
一回桥梁设计师，当一次能工巧匠。
拼装完工后相互点评，哪一组拼装的桥梁模型更牢固，更能赢得大家的喝彩。
课外拓展：
探索纸结构的承重
1．用相同的卡纸（或一种较厚的纸片），做成不同形状的桥（如图所示），试一试，哪种形状的桥最牢？为什么？
2．比一比，哪种纸结构能承受的重量最大？
用一张10×25cm的厚纸和一条2×30cm的胶纸制作各种纸结构（可采用图中形状，也可自由创作）。
在纸结构上面放一10×10cm轻质塑料板，再在板上不断加重，直至结构变形为止。
从中可以比较出哪种结构最能承重，你知道其中的奥秘吗？
知识联接：
慧鱼模型作品欣赏
爬楼梯爬坡围棋。