畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-多功能童車開發(fā)設(shè)計(jì)構(gòu)想-在線瀏覽
2025-03-06 00:21本頁(yè)面
【正文】 間： 2022 年 5 月 20 日 1 摘 要 本設(shè)計(jì)是用于 父母忙于工作，對(duì)子女無法隨時(shí)隨地照看，避免兒童接觸水、電、火等危險(xiǎn)物，基于機(jī)電結(jié)合，利用棘輪機(jī)構(gòu)、電控機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)童車的折疊功能、自動(dòng)行駛功能以及機(jī)械手伸縮功能，并在與 Solidworks 設(shè)計(jì)軟件結(jié)合 設(shè)計(jì)一款集保護(hù)、教育、娛樂為一體多功能童車，在整個(gè)設(shè)計(jì)中，對(duì) 車體整體、功能部件以及童車運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了基本的設(shè)計(jì)。 本童車的基本功能有：可乘坐、折疊、自動(dòng)行駛以及處理危險(xiǎn)事物 。 70年代以后，自動(dòng)化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級(jí)的智能控制發(fā)展，并廣 泛地應(yīng)用到國(guó)防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的自動(dòng)化，例如大型企業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、全國(guó)鐵路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、國(guó)家電力網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)等。自動(dòng)化將在更大程度上模仿人的智能，機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測(cè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。 自動(dòng)化是一門涉及學(xué)科較多、應(yīng)用廣泛的綜合性科學(xué)技術(shù)。 （ 2） 作用單元 施加能量和定位。 （ 4） 制定單元 對(duì)傳感單元送來的信息進(jìn)行比較，制定和發(fā)出指令信號(hào)。自動(dòng)化的研究?jī)?nèi)容主要有自動(dòng)控制和信息處理兩個(gè)方面，包括理論、方法、硬件和軟件等，從應(yīng) 用觀點(diǎn)來看，研究?jī)?nèi)容有過程自動(dòng)化、機(jī)械制造自動(dòng)化、管理自動(dòng)化、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化和家庭自動(dòng)化等。自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。因此，自動(dòng)化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。 5 2 童車功能設(shè)計(jì) 功能 要求 本款童車的基本功能有：可乘坐、折疊、自動(dòng)行駛以及處理危險(xiǎn)事物。如果孩子自己行走，童車可折疊和 在后跟隨，時(shí)刻對(duì)孩子四周的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如有危險(xiǎn)，信號(hào)會(huì)被系統(tǒng)接收，并作出反應(yīng)，機(jī)械手可帶離孩子遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域，或者是機(jī)械手將危險(xiǎn)物處理掉，從而保證孩子的安全。首先，童車整個(gè)車身設(shè)計(jì)必須能夠使諸多功能實(shí)現(xiàn)。最后，設(shè)計(jì)完畢在童車的準(zhǔn)確度和靈敏度上要滿足實(shí)際的需要。 功能設(shè)計(jì)方案 童車車體設(shè) 計(jì) 現(xiàn)在的童車市場(chǎng)，有多種多樣的童車：傘柄車 、手推車、雙胞胎車等等，種類繁多。由于現(xiàn)有童車設(shè)計(jì)車身設(shè)計(jì)已是多種多樣，所以 本款童車車身的設(shè)計(jì)重點(diǎn)不是外型設(shè)計(jì)，而是在四輪童車和三輪童車 （圖 1）的設(shè)計(jì)上。 圖 1 折疊功能設(shè)計(jì) 折疊并不是拆卸， 折疊是將車把收起在車箱內(nèi)， 所以可在童車支撐處加一可供旋轉(zhuǎn)用的鉸鏈即可。 自動(dòng)行駛功能設(shè)計(jì) 要自動(dòng)行駛除了系統(tǒng)程序調(diào)節(jié)外，童車 機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)有 相應(yīng) 的配合 。 由于現(xiàn)市場(chǎng)在有電控萬向輪，所以此項(xiàng)設(shè)計(jì)可省去，其可完全適用童車輪子的 360度角度調(diào)節(jié)，對(duì)童車自動(dòng)行駛時(shí)方向自動(dòng)調(diào)節(jié)功能完全可以實(shí)現(xiàn)。一般有水、火、電等 ，避免孩子的接觸。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制 ，并可重新編程序改變動(dòng)作 的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；工業(yè)機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè) ?？删幊绦蚩刂破?PLC控制的 機(jī)械手控制系統(tǒng)動(dòng)作簡(jiǎn)便、線路設(shè)計(jì)合理、具有較強(qiáng)的抗干擾能力 , 保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性 ,降低了維修率 , 提高了工作效率 [3]。 功能總結(jié) （ 1）（折疊功能）當(dāng)童車無人乘坐時(shí)，童車可折疊跟隨，其車把部分收起，車箱立起，后輪著地，兩大輪為動(dòng)力輪，后輪為方向輪。 如圖 4： 圖 4 8 （ 3）（立式機(jī)械手操作功能）立式狀態(tài) ,機(jī)械手可伸縮 ,抓取危險(xiǎn)物品遠(yuǎn)離兒童 ,其可實(shí)現(xiàn) 360176。 如圖 5： 圖 5 3 童車零件 設(shè)計(jì) 各功能所需零件設(shè)計(jì) 由于功能較為復(fù)雜，且童車在實(shí)際使用中，特定的人群與特 定的用途，要求零件設(shè)計(jì)上要嚴(yán)格遵從安全、輕便、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的原則。 方案二 采用一種棘輪結(jié)構(gòu) [6]（圖 6） ，輪軸上纏繞一根鋼絲，在內(nèi)部設(shè)計(jì)一電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲收、放，來實(shí)現(xiàn)車體的折疊。 然后動(dòng)力輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到車體完全直立，收回機(jī)械手，完成折疊動(dòng)作。缺點(diǎn)是對(duì)動(dòng)作連續(xù)性和準(zhǔn)確性要求較高 。方案一，對(duì)技術(shù)要求高且在實(shí)際的使用中，將會(huì)有失靈或斷齒現(xiàn)象，在安全方面有缺陷，所以選方案二較為妥當(dāng)。 方案二 內(nèi)軸式結(jié)構(gòu) 在后車箱內(nèi)安裝動(dòng)力軸，靠齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且閉式齒輪，對(duì)齒輪壽命也有一定保障。 傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) 方案一 鏈傳動(dòng) 鏈輪傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比； 10 需要的張緊力小，作用在軸上的壓力小，可減少軸承的摩擦損失； 結(jié)構(gòu)緊湊； 能在高溫，有油污等惡劣環(huán)境下工作；缺點(diǎn)：瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)，傳動(dòng)的平穩(wěn)性較差， 有一定的沖擊和噪聲。結(jié)構(gòu)緊湊 ， 比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小。 4 機(jī)械手 設(shè)計(jì) 機(jī)械手動(dòng)力設(shè)計(jì) 由于童車的特殊用途和其自身設(shè)計(jì)特點(diǎn)的限制，童車不可能太過大，應(yīng)盡可能小、輕、便。 機(jī)械手的具體功能 伸縮功能設(shè)計(jì) 機(jī)械手的伸縮功能可采用螺絲桿旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，如圖 7： 圖 7 轉(zhuǎn)動(dòng)功能設(shè)計(jì) 機(jī)械手可實(shí)現(xiàn) 360176。 如圖 8： 圖 8 螺絲電機(jī) 原理 1）綠色部分為螺絲電機(jī)及絲桿，螺絲電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿上的螺紋帶動(dòng)機(jī)械手 2（右）伸縮。 如圖
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