【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)主要由1—杠桿、安裝板、電動(dòng)機(jī)、鍋蓋、聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承等組成。其工作原理是電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)杠桿運(yùn)動(dòng)，鍋蓋和杠桿之間通過(guò)螺釘連接為一體，當(dāng)電動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制著鍋蓋的開(kāi)合，當(dāng)電動(dòng)機(jī)主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，鍋蓋閉合；當(dāng)電動(dòng)機(jī)主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，鍋蓋打開(kāi)。電動(dòng)機(jī)主軸通過(guò)聯(lián)軸器與另一根軸聯(lián)接安裝在安裝板上。2) 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算： 由圖25不難看出，此機(jī)構(gòu)共有1個(gè)活動(dòng)件，1個(gè)低副，故機(jī)構(gòu)的自由度為 由此可以看出該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)，即只要電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，便可帶動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來(lái)。2．4 小結(jié)本章主要介紹了自動(dòng)烹調(diào)機(jī)總體結(jié)構(gòu)組成及其工作原理：1）自動(dòng)烹調(diào)機(jī)主要由控制計(jì)算機(jī)部分、伺服驅(qū)動(dòng)部分、檢測(cè)部分以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分組成。自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分主要是翻炒運(yùn)動(dòng)、鍋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、鍋蓋翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和送投料運(yùn)動(dòng)。2）詳細(xì)闡述說(shuō)明自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的基本工作原理，并且對(duì)烹調(diào)機(jī)本體的各部分機(jī)構(gòu)（包括鍋鏟機(jī)械手、鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等）分別進(jìn)行分析。3）畫(huà)出各機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)原理圖以及機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算，最終驗(yàn)證各機(jī)構(gòu)是否有確定的運(yùn)動(dòng)，為后面的研究作好鋪墊工作。3 鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算3．1 引言 根據(jù)第二章所述的烹調(diào)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括：鍋鏟機(jī)械手、鍋定位及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)。本章將對(duì)鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體分析設(shè)計(jì)及計(jì)算，自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是通過(guò)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹調(diào)物均勻受熱的目的，同時(shí)保證鍋蓋翻轉(zhuǎn)時(shí)與鍋蓋機(jī)構(gòu)和投料裝置不發(fā)生干涉。3．2 基于SolidWorks的虛擬設(shè)計(jì)虛擬設(shè)計(jì)（Virtual Design，VD）開(kāi)發(fā)是數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的最新進(jìn)展，通過(guò)各種虛擬現(xiàn)實(shí)裝置，例如頭盔、虛擬墻、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套、音頻設(shè)備以及軟件可以營(yíng)造一個(gè)三維的虛擬環(huán)境，設(shè)計(jì)者能夠多方位、多形態(tài)地與設(shè)計(jì)對(duì)象交互，提高設(shè)計(jì)者和所設(shè)計(jì)的實(shí)體之間的互動(dòng)性。在將來(lái)，從消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的約定到對(duì)產(chǎn)品的生命周期支持和最終的回收處置，建模和仿真都將是所有制造企業(yè)的基本工具。設(shè)計(jì)者和消費(fèi)者將在一個(gè)豐富的仿真環(huán)境中交互，這個(gè)環(huán)境映射了真實(shí)的世界并且能夠使開(kāi)發(fā)快速而準(zhǔn)確，同時(shí)找到消費(fèi)者需要的潛在解決方案。這種交互的輸出將是一個(gè)完全被定義了的數(shù)字化需要，它既確定了產(chǎn)品的外型，性能、生命周期、成本，也確定了產(chǎn)品交接的時(shí)間和數(shù)量。虛擬設(shè)計(jì)主要是開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，建立產(chǎn)品的數(shù)字模型，用于整個(gè)企業(yè)的各個(gè)部門(mén)。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)性功能仿真，工程師、設(shè)計(jì)人員或用戶(hù)可以在產(chǎn)品生命周期內(nèi)尋求其最優(yōu)化設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，如有限元分析、人機(jī)工程分析、干涉分析、加工過(guò)程分析等，然后迅速地修改產(chǎn)品的外觀形狀、裝配、加工工藝、材質(zhì)等。這種功能為制造商提供了前所未有的技術(shù)，使他們更快、更全面地了解想象中的產(chǎn)品，這將提高他們的競(jìng)爭(zhēng)力。虛擬設(shè)計(jì)（VD）主要涉及到以下幾方面內(nèi)容：1．虛擬建模。 虛擬建模不僅僅是運(yùn)用現(xiàn)有的三維CAD/CAE系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中建立產(chǎn)品各零部件的實(shí)體模型。虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)充分得體現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法論如并行工程等思想 ，充分利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和PDM所構(gòu)造的并行設(shè)計(jì)與管理環(huán)境，采用數(shù)字化產(chǎn)品模型，并能用不完備產(chǎn)品模型和迷糊產(chǎn)品來(lái)仿真產(chǎn)品全生命周期。2．虛擬分析。 根據(jù)需要，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行人機(jī)工程分析、干涉分析、有限元分析等。有限元分析是用來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品可靠性和性能的，它可以預(yù)測(cè)復(fù)雜零部件的應(yīng)力、變形、溫度等。在設(shè)計(jì)階段，使用有限元分析能夠幫助做出設(shè)計(jì)選擇，可以避免重復(fù)設(shè)計(jì)制造造成的時(shí)間和成本的浪費(fèi)。3．仿真。 對(duì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的仿真包括：①虛擬產(chǎn)品模型的演變過(guò)程的仿真；②虛擬產(chǎn)品性能仿真，包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、精度特性、熱物性及其它特殊性能的仿真；③虛擬裝配仿真，用計(jì)算機(jī)仿真產(chǎn)品的實(shí)際裝配過(guò)程，確定裝配的好壞。要求首先進(jìn)行裝配建模、裝配序列與路徑規(guī)劃、實(shí)況裝配零部件及在裝配路徑各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)干涉檢查。3．2．1 SolidWorks的簡(jiǎn)介 SolidWorks是在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械CAD軟件優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)機(jī)械CAD軟件，是面向產(chǎn)品級(jí)的機(jī)械設(shè)計(jì)工具。它全面采用非全約束的特征建模技術(shù)，為設(shè)計(jì)者提供了極強(qiáng)的設(shè)計(jì)靈活性。其設(shè)計(jì)過(guò)程的全相關(guān)性，即零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的完全動(dòng)態(tài)連接，使得設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)過(guò)程的任何階段修改設(shè)計(jì)，同時(shí)牽動(dòng)相關(guān)部分的改變。SolidWorks與其它三維軟件相比，具有以下顯著的特點(diǎn)： （1）生動(dòng)的人性化用戶(hù)交互界面。由于SolidWorks是在Windows環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，它能夠充分利用Windows的優(yōu)秀界面，為設(shè)計(jì)者提供簡(jiǎn)易方便的工作界面。其首創(chuàng)的特征管理員，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)過(guò)程的每一步都記錄下來(lái)，并形成特征管理樹(shù)，放在屏幕的左側(cè)，設(shè)計(jì)者可以隨時(shí)點(diǎn)取任意一個(gè)特征進(jìn)行一改變零件的形狀。在特征樹(shù)的基礎(chǔ)上，SolidWorks創(chuàng)新地提出配置管理器的功能，能使一個(gè)零件在每個(gè)文檔內(nèi)生成多個(gè)不同的派生樣式，它能夠在不同部分、不同屬性或其它方式下開(kāi)發(fā)和管理零件組和實(shí)體組。 （2）快速而靈活的裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks不是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)體建模工具，而是一個(gè)面向產(chǎn)品級(jí)的機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它既提供自底而上的裝配方法，同時(shí)還提供自頂而下的裝配方法。自頂而下的裝配方法使設(shè)計(jì)者在裝配環(huán)境中參考裝配體和其它零部件的位置及尺寸設(shè)計(jì)新零件，更加符合工程習(xí)慣。并提供了孔選擇和插入標(biāo)準(zhǔn)螺栓，增加螺母墊片的“智能零件”和“智能裝配”功能。同時(shí)SolidWorks還提供了動(dòng)態(tài)仿真的功能，并在仿真過(guò)程中提供了干涉檢查、間隙控制等功能，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的便利。 （3）迅速生成完整詳細(xì)的工程圖。SolidWorks提供了從3D模型自動(dòng)生成2D工程圖和任意剖面視圖的功能。對(duì)工程圖或3D模型的任何一個(gè)改動(dòng)都能關(guān)聯(lián)到整個(gè)設(shè)計(jì)，有效地保證了圖紙的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)更新。通過(guò)拖動(dòng)、解剖、投影等方式生成各種工程圖，自動(dòng)標(biāo)注、自動(dòng)生成剖面線，自動(dòng)生成材料清單。 （4）完善而強(qiáng)大的插件。SolidWorks還根據(jù)設(shè)計(jì)者的不同需要，提供了各種插件。Photoworks插件提供了方便易用的、最佳品質(zhì)的渲染功能，可有效地展示概念設(shè)計(jì)，減少樣機(jī)的制作費(fèi)用。而動(dòng)畫(huà)插件Animator則可以方便地實(shí)現(xiàn)演示產(chǎn)品的外觀和性能，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期，減少新產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，能迅速地制作動(dòng)畫(huà)文件并通過(guò)電子郵件發(fā)送或在網(wǎng)站展示。本研究選取SolidWorks作為虛擬設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，也正是基于以上幾個(gè)方面：他提供的特征管理樹(shù)可以使設(shè)計(jì)者對(duì)零部件的結(jié)構(gòu)特征有全面的了解。這樣設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)各零部件時(shí)可有的放矢，零部件的再設(shè)計(jì)也更為簡(jiǎn)單更具針對(duì)性；再者，SolidWorks可實(shí)現(xiàn)從底而上和從頂而下兩種裝配設(shè)計(jì)，為我們基于全局約束的裝配設(shè)計(jì)提供了極大的便利；運(yùn)動(dòng)仿真、干涉檢驗(yàn)、渲染等功能以及零部件、裝配體和工程圖之間的聯(lián)動(dòng)，對(duì)參數(shù)化虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，更是強(qiáng)有利的補(bǔ)充，使之更趨完備。3．2．2 SolidWorks的裝配方法 裝配是產(chǎn)品生命周期的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)的主要過(guò)程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中大約1/3左右的人力在從事產(chǎn)品裝配有關(guān)活動(dòng)，40%以上的生產(chǎn)費(fèi)用用于產(chǎn)品的裝配和調(diào)試，產(chǎn)品裝配所需工時(shí)占產(chǎn)品生產(chǎn)制造總工時(shí)的40%60%。另?yè)?jù)有關(guān)研究表明，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中良好的裝配設(shè)計(jì)，可減少20%40%的制造費(fèi)。同時(shí)提高100%200%的生產(chǎn)率。因此，良好的裝配設(shè)計(jì)和裝配性能，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品成本和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的意義。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)裝配問(wèn)題考慮越早，所獲取的 質(zhì)量、成本和時(shí)間效應(yīng)就越明顯。隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，特別是實(shí)體造型功能和特征造型技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)者可以方便地設(shè)計(jì)出各種形狀的零件。輸入零件之間的幾何約束關(guān)系，將設(shè)計(jì)好的零件裝配成產(chǎn)品，這是目前CAD系統(tǒng)可以支持的一種自底而上（Bottomup）的設(shè)計(jì)過(guò)程；另一種是自頂而下（Topdown）的方法，即在零件設(shè)計(jì)的初期就考慮零件與零件之間的約束和定位關(guān)系，在完成產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)之后，再實(shí)現(xiàn)單個(gè)零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，SolidWorks的裝配遵循這兩種方法。自底而上（Bottomup）是傳統(tǒng)CAD軟件通常使用的一種設(shè)計(jì)過(guò)程。他的主要思路是先設(shè)計(jì)好各個(gè)零件，然后將這些零件拿到一起進(jìn)行裝配，如果在裝配過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某些零件不符和要求，諸如：零件與零件之間產(chǎn)生干涉，某一零件根本無(wú)法進(jìn)行安裝等，就要對(duì)零件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，重新裝配；再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，再進(jìn)行修改。這樣做的優(yōu)點(diǎn)很明顯，思路簡(jiǎn)單，容易理解。自頂而下（Topdown）則是從產(chǎn)品的功能出發(fā)，選用一系列的零件去實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能：先設(shè)計(jì)出初步方案及其結(jié)構(gòu)草圖，建立約束驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品模型，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定每個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過(guò)幾何關(guān)系求解將零件裝配成產(chǎn)品。這種設(shè)計(jì)過(guò)程充分利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)良性能，最大限度地發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)潛力，最大限度地減少設(shè)計(jì)實(shí)施階段不必要的重復(fù)工作。本課題在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用SolidWorks的以上優(yōu)點(diǎn)，并同時(shí)應(yīng)用自底而上（Bottomup）和自頂而下（Topdown）的兩種裝配設(shè)計(jì)方法，極大地提高了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和可靠性。3．3 鍋定位的工作原理由于鍋鏟機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)限制在一個(gè)平面內(nèi)，顯然不能達(dá)到均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹調(diào)物均勻受熱的目的。