机构设计大纲.doc

全自动垃圾桶设计报告选题意义：垃圾桶是生活中非常常见的用品，在学生的寝室中也是必不可少的。但是我们发现在实际生活中垃圾桶使用起来还是有不方便之处。比如为垃圾桶套上垃圾袋是件非常繁琐的事情。而且通常垃圾之间的间隙很大，垃圾还不多的时候垃圾就会溢出垃圾桶，需要人为的挤压它才能获得更多空间。除此以外，垃圾桶的盖子也需要人为的打开和关闭，使人感觉不便。所以我们认为垃圾桶在功能上有很大的改进之处。因此我们在本次选题中选择了全自动垃圾桶这个题目。这不仅是一个对生活中的用品的改进，一种创新，同时，利用慧鱼套材制作这样一个全自动垃圾桶对我们来说是没有任何借鉴可循的。我们完全要靠自己对于慧鱼套材中每一个部件功能的理解的来搭建机构。这对于我们的想象力，创造力以及机构制作能力也是一个挑战。而且我们的全自动垃圾桶具有从装垃圾袋到垃圾装满后取走垃圾袋的全自动流程，是具有多功能的，会用很多的输出端。因此程序的的编写也是具有挑战性的。本机构中用到的两块控制电路板，也足以说明程序的复杂性。总而言之，我们选择这个题目，即改善的了生活又能体现出我们在本课程中学习的成果。分工说明：在本次机构的设计与制作过程中,本人陈恺唯主要负责设计与制作机构的主体部分并负责制作电线，连接电线，布置电线和端口，校验程序的工作。而徐圣知同学主要负责程序的编辑与制作过程，并且参与机构的制作和设计。所以在本文中主要描述机构的设计与制作，机械的程序部分详见徐圣知的设计报告。主要功能简介:1、 自动从放置垃圾袋的集袋器中取出垃圾袋；2、 能够全自动套好垃圾袋；3、 感应是否有人在垃圾桶前，自动开关垃圾桶盖以便扔垃圾；4、 能够自动压缩垃圾；5、 感应桶内垃圾位置，及时收口打包垃圾；6、 可重复使用，整个全自动过程应该循环；端口设置：本机构中用到了表示两块电路板，分别用bin1和bin2表示。BIN1M1：机械爪，套垃圾袋、压缩垃圾M2、M3：支架齿条，固定垃圾袋M4：底部转盘，垃圾袋收口E1：触敏，判断收口后的垃圾袋是否取出E2：触敏，判断垃圾容量是否到达临界BIN2M2：发光管，配套BIN2-EX光敏M3：桶盖转轴，控制桶盖开合M4：同BIN1-M1，压缩垃圾EX：光敏，判断垃圾桶前是否有人机构设计大纲：本全自动垃圾桶的机构部分主要可以分为：机械爪，支架，底盘和顶盖4个部分。机械爪是本机构的主体部分。由四个机械臂组成，它们之间的夹角均为90度。单个机械臂的主体为两个相连的平行四边形。利用平行四边形形状的不稳定性可让机械臂伸展与收缩。而两个平行四边形分别位于竖直方向和水平方向，使机械臂课向水平和竖直方向伸展。在竖直方向的平行四边形上有一个三角形的支架，用于增加伸展距离。机械臂下端固定一个齿轮，四个齿轮均与位于中心的螺杆啮合。将螺杆的位置固定。当螺杆转动时，四个机械臂可以同时向上伸展向内收缩。中心螺杆由一电机带动。图1 机械爪全图图2 机械臂与螺杆示意图底盘位于机械爪的下方，机械爪放置于底盘上。底盘部分是由一个齿轮盘和驱动电机组成，电机带动齿轮盘可以使齿轮盘旋转，从而使机械爪旋转。图3 底盘部分支架位于机械爪和底盘结构的两侧，每个支架由带齿条的立柱和电机组成。主要用于抬升；垃圾袋的支架和支撑结构。图4 支架部分顶盖部分是用于控制垃圾桶的盖子的开闭。由电机和桶盖组成，桶盖连接在电机之上。桶盖的另一侧有一触敏传感器，当桶盖闭合时，触敏传感器被触发。由此来判断桶盖是否闭合。图5 顶盖部分程序编写：制作过程描述：首先我先设想垃圾桶应该具备的功能，然后根据想要的功能设计出实现功能的机构。比如在设计机械爪的时候就是考虑到垃圾桶应该具有自动打开垃圾袋，自动收紧垃圾袋，压缩垃圾的功能后设计出来的。设计出结构后就开始找制作的材料。因为没有参考，所以在制作实际过程中尝试过很多组件，最后才确定下来用现在使用的组件。而且还要克服各种材料限制，比如齿轮无法固定在机械臂上就用双面胶固定。齿轮和螺杆的啮合是非标准的，所以在采用了可以调节位置的方式连接结构，所以可以看到机构中有些地方是不整齐的，实际是为了调节到合适的位置。而支架的高低和顶盖的大小都是根据现实中的使用需求和机构中主体机械爪的大小综合考虑后决定的。在制作支架时也经过多次调试才确定的合适的初始位置以及合适的环的大小。顶盖的制作过程中尝试了各种不同材料的顶盖，最后还是选择了质轻而且有强度强度的硬塑料泡沫板。然后将泡沫塑料板和电机相连就制作完成的。个人制作总结和感想：起初想到这个题目只是觉得是对生活的改善，觉得挺好的，也没有想到具体的机构和方案。后来在没有参考的情况下能想出这样的机构，个人感觉还是不错的。在制作过程中常常碰到很多瓶颈，有很多问题在制作时才发现，而为了解决问题往往要思考很久，有时一节课都没什么进展。但是最后还是把这个题目完成做出了作品，能够较好的实现功能，感觉也是件挺不容易的事了。这个作品不能算完美，仍有很多需要改进的地方。比如结构不是很稳定，又比如桶盖有时无法按动判断桶盖是否闭合的触敏