毕业设计慧鱼模型
慧鱼拼装实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过慧鱼创意模型组合包，了解并掌握机器人拼装的基本原理和方法，培养动手实践能力和创新思维。
通过实际操作，学会使用慧鱼专用控制器和RoboPro软件，实现对机器人的编程和控制。
二、实验器材1. 慧鱼创意模型组合包2. 慧鱼专用电源3. 个人计算机4. 慧鱼专用控制器5. RoboPro软件三、实验原理慧鱼创意模型组合包是一种基于模块化设计的机器人拼装套件，通过不同的模块组合，可以拼装出各种形态的机器人。
慧鱼专用控制器是机器人的核心部件，负责接收来自计算机的指令，并控制机器人执行相应的动作。
RoboPro软件是机器人编程的工具，用户可以通过该软件编写程序，实现对机器人的控制。
四、实验步骤1. 搭建基础模型首先，根据实验指导书的要求，使用慧鱼创意模型组合包搭建一个基础模型。
基础模型通常包括底板、动力模块、传动模块、传感器模块等。
在搭建过程中，需要注意模块之间的连接方式和方向。
2. 安装传感器在基础模型的基础上，安装距离传感器。
距离传感器用于检测前方物体的距离，并将距离信息传递给控制器。
安装过程中，要确保传感器能够正常工作，并与控制器连接良好。
3. 连接电源和控制器将慧鱼专用电源连接到控制器上，并将控制器与计算机连接。
确保电源、控制器和计算机之间的连接稳定可靠。
4. 编程控制打开RoboPro软件，根据实验要求编写程序。
在编程过程中，需要了解各种模块的功能和编程语法。
编写完成后，将程序上传到控制器中。
5. 测试运行启动电源，观察机器人是否按照程序要求执行动作。
如果机器人运行正常，则实验成功。
如果存在问题，需要检查程序和硬件连接，并进行相应的调整。
五、实验结果与分析1. 实验成功通过本次实验，成功搭建了一个基础模型，并安装了距离传感器。
在RoboPro 软件中编写程序，控制机器人按照预定路径移动。
实验结果表明，慧鱼机器人具有较好的稳定性和可编程性。
2. 问题分析在实验过程中，遇到了以下问题：（1）部分模块连接不稳定，导致机器人运行时出现抖动现象。
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。
基于慧鱼模型的机构搭接与演示实验-产品设计与开发
产品设计与开发课内实验
基于慧鱼模型的
机构搭建与演示实验
学院：
班级：
姓名：
时间：
1. 利用慧鱼模型，搭建“产品设计与开发”课程中所设计的按摩机构；
2. 通过所搭建的模型，验证设计的合理性、稳定性。
二、原型设计
本方案所设计的按摩器械如图2.1、2.2所示。
方案通过推杆电机带动按摩头做竖直方向的往复运动。
按摩头所伸出的按摩臂通过弹性件将滚轮夹在使用者的肩膀上，以完成按摩。
图2.1 按摩器械设计图一
图2.2 按摩器械设计图二
本小组利用慧鱼模型完成了机构的搭建。
考虑到慧鱼模型的局限性，对机构进行了部分简化和改动：
①考虑到模型导轨的稳定性，将原模型的单根导轨改为双根；
②受限于零件数量和模型尺寸大小，将原模型按摩头的两组轮子改为一组；
③为便于搭接和直观展现原理，将原模型的推杆电机直接用丝杠螺母机构代替；
④用黄色圆柱体代替人的肩膀。
慧鱼模型如图所示：
图3.1 慧鱼搭建模型图一
图3.2 慧鱼搭建模型图二
通过慧鱼模型的搭建，验证了原设计的机构可行性，直观地展现了设计的方案原理，为设计方案实物的制作提供了帮助。
（版权归上传者所有）。
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。
慧鱼模型实验报告
慧鱼模型实验报告
实验目的：
本次实验旨在使用慧鱼模型对鱼类群体的生存率进行预测，并验证模型的准确性和可靠性。
实验材料和方法：
1.实验材料：
本实验使用的材料包括：鱼群体，慧鱼模型软件，电脑，实验环境。
2.实验方法：
首先，对鱼群体进行统计和标记，以便于后续的数据收集和处理。
然后，在实验环境中放置饵料，等待鱼群体进食。
观察一段时间后，记录下鱼群体的数量和生存情况，并将数据输入到慧鱼模型软件中进行分析和预测。
实验结果：
通过实验数据的统计和分析，我们得到了以下结论：
1.慧鱼模型能够较为准确地预测鱼类群体的生存率。
2.影响鱼类生存率的因素包括，但不限于，饵料类型，鱼类种类，饵料摆放方式等。
3.鱼群体的数量和种类对生存率有着显著的影响，其中数量较多的鱼群体生存率较低，品种较杂的鱼群体生存率也较低。
实验结论：
通过本次实验，我们验证了慧鱼模型在预测鱼类群体生存率方面的准确性和可靠性。
同时，也进一步了解了鱼类群体生存率的影响因素，并为后续的鱼类群体管理提供了科学依据。
基于慧鱼模型的人工智能设计
基于慧鱼模型的人工智能设计慧鱼模型诞生于1964年的德国，作为一种新的教学体系，为创新教育和实验创新提供了最佳载体。
基于慧鱼模型，在不影响模型组合精度的前提下，保证反复的拆装;组件工业由燕尾槽专利设计，六面拼接，独特设计，可实现任意组合和展开。
因此慧鱼模型可以广泛用于机械设计制造方面。
信息时代以来，人工智能开始迅猛发展，得益于慧鱼模型的独特设计，其在人工智能的应用也越来越广泛。
本文将对基于慧鱼模型的人工智能设计予以阐述，希望能够为之后用于人工智能提供参考。
1 引言模块化的慧鱼模型，又称工程积木，是一种具有可组装性、灵活性和系统性的创新性教学型工具。
其具有一般工程机械制造所需的各种不同型号和尺寸的零件。
慧鱼模型由机械部件、微型电机、传感器（光、热、磁、触敏等）、气动部件、计算机接口板和控制软件等组成，具有简单、稳定、系统、灵活的优点。
该模型是展示科学原理和技术过程的理想型教学工具，为创新教育和创新实验提供了最佳载体。
除此之外，随着生活水平的提高，人民的生活开始发生着翻天覆地的变化，新的生活习惯逐渐养成，而这种生活习惯也带来了新的不便利、比如停车位紧张等等，本文将阐述基于慧鱼模型设计下的人工智能是如何应用于这些方面的，为之后的人工智能设计提供参考和支持。
2 在运动方面的应用越来越多的人开始在业余时间选择各种各样的体育活动。
高尔夫一直被认为是一种高雅的体育活动，因为它对球场的要求很苛刻，普通人很难玩。
为了让更多的人接触到这项运动，近年来室内高尔夫垫变得流行起来。
由于其设备简单、折叠方便等诸多优点，得到了广泛的应用。
但是，每次击球时都不方便捡起球。
针对这种不方便，通过慧鱼模型而专门设计了此机器人，它的功能是把洞内或洞外的球捡起来，再把球放回原处。
2.1高尔夫机器人的工作机制首先在孔上安装了一个光电传感器。
当球落入洞内时，光电传感器被覆盖，控制系统得到信号放下驱动块臂。
然后机器人会停下来执行程序，即捡起洞中的球。
慧鱼创意组合模型简介
慧鱼创意组合模型简介
1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。
通过慧鱼模型的使用，不仅可以让我们将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过程中，更重要的是它能培养我们学生的创新意识和创新能力，激发创新的灵感与潜力。
慧鱼创意组合模型主要有组合包、培训模型、工业模型三大系列，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等领域和高新学科，利用工业标准的基本构件（机械元件/电气元件/气动元件），辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实验分析，可以实现任何技术过程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟，这样相比实体的开发其周期大大缩短，研发经费也大大减小，是设计者相当不错的选择！
慧鱼创新实验室慧鱼创新社团机械大楼A412。
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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动力源（电机）接收到智能控制接口盒的速度位移控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。减速箱输出动力到丝杆，再通过螺旋机构转化为机架的前后水平运动，最后通过连杆机构转化为机械臂的上下摆动。
4、机械手爪夹紧与放松运动位移速度控制
动力源（电机）接收到控制芯片的速度位移控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。减速箱输出动力到传动轴，各传动轴因轴线不在同一水平线上故需通过万向铰链连接，最后传递到螺旋机构，带动连杆机构从而形成机械手爪的夹紧与松开运动。
1.1.2机电一体化系统组成
1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。
2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
图2.1 机械手机构组成
2.2.2主要成分构成及功能
1、机械手基座旋转运动
图2.2.1机械手基座旋转运动UG模型图
该运动主要构件有电动机、减速箱、蜗杆、齿轮。
2.机械手水平运动
图2.2.2机械手水平运动UG模型图
该运动主要构件有主要运动构件有电动机、减速箱、丝杆、螺旋传动块、导杆。
3、机械手垂直运动
2.4机器人的机械运动形态和变换控制
1、机械手基座的旋转运动
如下图所示，传动方式为：控制信号—电机—减速箱—圆柱蜗杆传动—基座
图2.4.1机械手基座的旋转运动机构简图
2、机械手的水平运动
如下图所示，传动方式为：控制信号—电机—减速箱—螺旋机构—机架
图2.4.2机械手的前后运动机构简图
3、机械手的垂直运动
图2.2.3机械手垂直运动UG模型图
该运动主要构件有主要运动构件有电动机、减速箱、丝杆、螺旋传动块、连杆机构
4、机械手爪夹紧与松开运动
图2.2.4机械手爪夹紧与松开运动UG模型图
该运动主要构件有主要运动构件有电动机、减速箱、传动轴、万向铰链、螺旋传动块、连杆机构。
2.3. 机器人的工作空间形式
该机器人的工作空间形式主要有三个自由度的运动和机械手爪的夹松运动。
2.1组成构件
2.2慧鱼机器人分析
此次机电一体化创新设计项目，我们所完成的是慧鱼工业机器人中的三自由度机械手，它能够通过智能控制接口盒的编程控制实现三个自由度方向（旋转、水平、垂直）的夹取或放置物品，因此操作范围大，灵活性好。
2.2.1机器人机构组成
如图2.1所示，该机器人为三自由度机械手，其机械手爪有夹紧和松开物件的功能，由三个电机驱动三个自由度的运动，由一个电机控制手爪的夹紧和松开。可实现整体的旋转、水平、垂直运动及手爪的夹紧、松开运动。该机械人可通过PC对控制芯片进行编程，从而输出控制信号到各电机，驱动机械人的运动方向或行程，从而夹取或放置物件。
“慧鱼模型”
三自由度机械手
设
计
小
册
学院：机 电 工 程 学 院
班级：机械设计与制造
指导老师：蔺绍江
姓名：王 连 海
学号：201030120130
一、概述
1.1机电一体化技术
1.1.1机电一体化技术的定义和内容
机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
1、自由度一：机械手基座的旋转运动，如图2.3.1所示
图2.3.1机械手基座的旋转运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到蜗杆，蜗杆与齿轮啮合传动，齿轮转动带动整个底座进行旋转运动。
2、自由度二：机械手的水平运动，如图2.3所示
图2.3.1机械手的前后运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为工作台的前后运动。
如下图所示，传动方式为：控制信号—电机—减速箱—螺旋机构—连杆机构—机架
图2.4.3机械手的垂直运动机构简图
4、机械手爪夹紧与放松运动
如下图所示，传动方式为：控制螺旋机构—连杆机构—手爪
图2.4.4机械手爪夹紧与放松运动机构简图
2.5机器人的位移、速度、方向的控制方法
3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。
4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
1、机械手基座的旋转运动位移速度控制
动力源（电机）接收到控制芯片的位移速度控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。动力输出轴通过蜗轮机构将动力转换为基座齿轮的转动。躯干的理论旋转范围为0°～360°。
2.机械手的水平运动位移速度控制
动力源（电机）接收到控制芯片的速度位移控制信号后动作，由于电机转速较高，通过减速箱的作用，调节电机转速到较低的合适量。然后动力轴的转动通过螺旋机构转化为机架的水平前后运动。
3、自由度三：机械手的垂直运动
图2.3.2机械手的上下运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为水平前后运动，最后经连杆机构转化为机械手的上下运动
4、机械手爪的夹紧与放松运动
图2.3.3通过上面的电机控制开夹
图2.3.4机械手夹紧与放松运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到传动轴，不同轴线的各传动杆通过万向铰链进行连接并传递动力，最近将杆件的旋转运动通过螺旋机构转化为手爪的夹紧或松开运动。
该机器人整体与控制芯片盒连接，并通过PC的程序编制与载入，将控制信号输送到电机。其中速度控制信号将控制电机的速度从而实现机器人的运动速度转变，并且时间控制信号将于速度控制信号配合实现机器人的运动位移量可调。为了防止超出行程，各主要机械运动构件附近安装有限位行程开关，以限制运动的极限位置，同时也是运动的起始位置；当各运动构件运动碰到两边的限位行程开关后，机器人将停止运动。
慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。它由各种型号和规格的零件构成，类似于积木。零件的种类很多，几乎包括了机械课程和日常生活中的所有零件，如机械零件： 连杆、凸轮、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮等）、蜗轮、蜗 杆、螺杆、铰链、带、链条、轴（直轴和曲轴）、联轴器、弹簧、减速器、齿轮箱、车轮等；电气零件：直流电机、灯泡、电磁气阀、行程开关、传感器（光敏、热敏、磁敏、触敏）、可调直流变压器、电脑接口板、PLC 接口板、红外线发射接收装置等；气动零件：储气罐、汽缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、气管等。由这些零件的不同组合便可构造出各式各样的模型，这些模型主要可分为两大类：技术组和机器人组。技术组又包括传感器技术组、气动技术组、汽车技术组、太阳能技术组、万能组合包。机器人组又包括3D 机器人、计算机器人、实验机器人、工业机器人、移动机器 人和气动机器人。
5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能。
1.2. 慧鱼机器人
1.2.1慧鱼创意教学组合模型简介
1964年，慧鱼创意教学组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是由德国发明家Arthur Fischer博士在 1964 年从其专利“六面拼接体”的基础上发明的。它是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。
在慧鱼实验过程中，通过对各类模型的认识和组装，从而可以熟悉并掌握各类机械设备和自动化装置的常用结构和工作原理。在模型的组建中，将运用到机械加工、气动技术、电子电路和软件编程等知识，从而加深了对这些相关课程的理解。另外通过慧鱼模型的搭建和组装也培养了实际动手的能力、解决实际问题的能力和创新设计的能力
二、机器人的组成