哈尔滨工程大学 哈工程 工程认识 创意 报告

工程认识课程创意报告选题名称：燃放烟花院系：动力与能源工程学院班级：20160316成员：2016-11-20组员分工情况整体方案设计：姓名学号分工步骤构思绘图步骤构思步骤构思报告整理电路设计演示文稿制作总体规划步骤构思步骤构思1.设计要求与设计原理在完成方案设计的过程中，我们使用了蜗轮蜗杆机构，齿轮齿条传动装置以及带传动装置来设计其机械结构部分。需要控制电动机，可编程机械手、风扇、高压发生器等装置实现目标。为了第一步操作安全，我们选用继电器来控制电动机。采用震动开关与场效应晶体管组成一个控制电路控制电风扇。应用机电一体化技术对可编程机械手编程以实现特定功能。我们还使用N沟道场效应晶体管实现了类似继电器自锁电路的功能。2.方案论证与比较2.1根据设计要求，我们的方案主要由以下若干个步骤组成：2.1.1第一步，闭合开关K1，继电器吸合，电动机M开始运转2.1.2第二步，电动机输出的动力经轴A1，由蜗轮蜗杆减速机构减速，再由轴A2经过轴B1连接到直齿锥齿轮传动机构由轴B2输出，转速进一步降低。轴B2末端连接的曲柄触发与机械手相连的开关。2.1.3第三步，机械手按照附录1所示程序动作，把铁块抓取，移动到右侧释放。2.1.4第四步，齿条C1与齿轮C2组成齿轮齿条传动结构，齿轮C2与连杆C3、滑块C4组成曲柄滑块结构。铁块落在齿条C1上端的平台上，齿条C1在铁块重力的作用下向下滑动，带动齿轮C2逆时针方向旋转，滑块C4随即向右滑动2.1.5第五步，滑块C4与齿条C5相连，齿条C5与齿轮C6啮合。齿条C5随滑块C4向右滑动，齿轮C6逆时针方向旋转，带动皮带轮C7与C7’逆时针方向转动。2.1.6第六步，皮带轮C8与C8’通过带传动与皮带轮C7和C7’连接。曲轴C9随皮带轮C8与C8’转动。2.1.7第七步，曲轴C9上悬挂一铁块，曲轴C9逆时针旋转，铁块落入联通器一侧，联通器另一侧水位上升，浮子上的针扎破气球，气球爆炸。2.1.8第八步，震动开关在气球爆炸声中瞬间合上又断开，场效应管栅极和源极间寄生电容充电完成，场效应管导通，风扇运转。2.1.9第九步，风扇吹出的风使轻质小球沿斜面滚下，挤压注射器喷出水柱2.1.10第十步，水柱喷射在包裹有金属钠的脱脂棉上，随即脱脂棉开始燃烧，烧断细线，细线下端的小球右摆，触动按键开关Key2.1.11第十一步电路图中的1，2接线座连接到一高压发生器，高压发生器的两个电极分别连接到雅各布天梯电极上。电弧于雅各布天梯下部生成，电弧升温，构成电弧的高温等离子体上升，最终点燃本课题所设置的烟花。3.设计总结我们的方案涉及的工程管理、制造技术，机电一体化技术、工程材料等相关内容。3.1.1对工程管理相关内容的总结我们在实施本工程过程中，应用了工程管理的相关理念。我们首先对成员进行明确的分工（工序分解定义），之后步骤构思和报告书整理同步开始，步骤构思过程中其他成员协助创意，完成设计草图，之后完成演示文稿和报告书（工序排序、工程进度计划制定）。为了安全，第一步我们采用继电器驱动电动机（安全管理）。在本工程中，我们改用场效应管简单经济地实现了继电器自锁电路的功能（工程成本管理）。3.1.2对制造技术相关内容的总结在本工程中机械结构部件需要多种机械制造工艺，第一步到第六步中的蜗轮蜗杆、齿轮、齿条由铣削工艺制造，皮带轮由车削加工工艺制造。3.1.3对工程材料相关技术的总结本工程在设计中选用了多种材料，机械结构部件主要由金属材料制成，曲轴由铸造工艺制造。皮带由有机高分子材料制成，电路导线采用电阻较小的金属材料，所使用的机械手控制器和场效应晶体管由半导体材料制成。3.1.4对成本和环境因素的总结本工程中成本较高的部分是机械手和机械结构部件，场效应晶体管控制电路部分成本较继电器要低。影响创意实现的环境因素主要有：第十步金属钠在空气中变质，为此，包裹钠的脱脂棉需干燥。第九步中小球质量与风以及小球质量与压缩注射器的对立关系，需要选取一个最佳的小球质量来解决此矛盾。附录2.1.3中机械手程序//假定已包含正确的头文件intmain(void){while(Key_is_pressed()==FALSE);//等待按键被按下hand_down();//机械手下降while(arrival_platform()==FALSE);//等待机械手到达平台hand_up_down_stop();//机械手停止下降hand_catch();//捕获小木块hand_up();hand_slide();//机械手上升，同时向右移动while(arrival_top_flag==FALSE||arrival_right_flag==FALSE){if(arrival_top_flag==FALSE){if(arrival_top()==TRUE){arrival_top_flag=TRUE;hand_up_down_stop();//机械手停止上升}}if(arrival_right_flag==FALSE){if(arrival_right()==TRUE){arrival_right_flag=TRUE;hand_slide_stop();//机械手停止滑动}}}hand_release();//释放物块while(1);附录}