目錄1引言.12童車功能設(shè)計.22.1功能要求.22.2功能設(shè)計方案.22.2.1童車車體設(shè)計.22.2.2折疊功能設(shè)計.22.2.3自動行駛功能設(shè)計.22.2.4危險處理功能設(shè)計.32.3功能總結(jié).33童車零件設(shè)計.53.1各功能所需零件設(shè)計.53.1.1折疊功能零件.63.1.2立式功能零件設(shè)計.63.1.3傳動部件設(shè)計.64機械手設(shè)計.74.1機械手動力設(shè)計.74.2機械手的具體功能.74.2.1伸縮功能設(shè)計.74.2.2轉(zhuǎn)動功能設(shè)計.74.2.2螺絲電機原理.85系統(tǒng)功能設(shè)計.105.1系統(tǒng)可控機構(gòu).105.2系統(tǒng)功能設(shè)計.115.3系統(tǒng)軟件選擇.126主要零部件設(shè)計.156.1車輪繪制.156小結(jié).16致謝.17參考文獻.1811引言現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對自動化技術(shù)提出越來越高的要求，同時也為自動化技術(shù)的革新提供了必要條件。70年代以后，自動化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級的智能控制發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到國防、科學(xué)研究和經(jīng)濟等各個領(lǐng)域，實現(xiàn)更大規(guī)模的自動化，例如大型企業(yè)的綜合自動化系統(tǒng)、全國鐵路自動調(diào)度系統(tǒng)、國家電力網(wǎng)自動調(diào)度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動化指揮系統(tǒng)、國民經(jīng)濟管理系統(tǒng)等。自動化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴展，如醫(yī)療自動化、人口控制、經(jīng)濟管理自動化等。自動化將在更大程度上模仿人的智能，機器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測等領(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。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農(nóng)業(yè)自動化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。自動化是一門涉及學(xué)科較多、應(yīng)用廣泛的綜合性科學(xué)技術(shù)。作為一個系統(tǒng)工程，它由5個單元組成：（1）程序單元決定做什么和如何做。（2）作用單元施加能量和定位。（3）傳感單元檢測過程的性能和狀態(tài)。（4）制定單元對傳感單元送來的信息進行比較，制定和發(fā)出指令信號。（5）控制單元進行制定并調(diào)節(jié)作用單元的機構(gòu)。自動化的研究內(nèi)容主要有自動控制和信息處理兩個方面，包括理論、方法、硬件和軟件等，從應(yīng)用觀點來看，研究內(nèi)容有過程自動化、機械制造自動化、管理自動化、實驗室自動化和家庭自動化等。機器或裝置在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動進行操作或控制的過程，其目標是“穩(wěn)，準，快”。自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產(chǎn)率，增強人類認識世界和改造世界的能力。因此，自動化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標志。現(xiàn)代家庭自動化多數(shù)為使生活更舒適、更方便、更安全，而對于兒童的安全與成長考慮的非常少，子女是家庭和國家的希望和未來，兒童的健康成長對于國家的富強有著極其重大的意義，所以設(shè)計這款集娛樂、保護、教育為一體的童車是非常適應(yīng)的和需要的。22童車功能設(shè)計2.1功能要求本款童車的基本功能有：可乘坐、折疊、自動行駛以及處理危險事物。孩子在剛學(xué)會站立時，是不能長時間站立的，在孩子無法站立或剛剛學(xué)會站立是可乘坐這款童車。如果孩子自己行走，童車可折疊和在后跟隨，時刻對孩子四周的環(huán)境進行監(jiān)測，如有危險，信號會被系統(tǒng)接收，并作出反應(yīng)，機械手可帶離孩子遠離危險區(qū)域，或者是機械手將危險物處理掉，從而保證孩子的安全。童車功能復(fù)雜，必然對設(shè)計要求嚴格。首先，童車整個車身設(shè)計必須能夠使諸多功能實現(xiàn)。其次，童車功能的實現(xiàn)與各個零件的準確設(shè)計以及配合是分不開的。最后，設(shè)計完畢在童車的準確度和靈敏度上要滿足實際的需要。童車動力可有電動和燃料動力，由于童車是用于兒童使用，其就必須要輕便、動力穩(wěn)定，而且考慮對兒童身體健康的因素，電動是比燃料動力更好的選擇。2.2功能設(shè)計方案2.2.1童車車體設(shè)計現(xiàn)在的童車市場，有多種多樣的童車：傘柄車、手推車、雙胞胎車等等，種類繁多。雖然其大都是對童車形狀進行改進，功能單一，但是在車身方面從兒童視角考慮，充分滿足兒童的需要。由于現(xiàn)有童車設(shè)計車身設(shè)計已是多種多樣，所以本款童車車身的設(shè)計重點不是外型設(shè)計，而是在四輪童車和三輪童車（圖1）的設(shè)計上。四輪童車在安全方面比三輪童車優(yōu)越，在行駛時很穩(wěn)定，但如果在四輪童車的基礎(chǔ)上設(shè)計本款童車，設(shè)計難度將會增大，同時由于童車的行駛速度比較慢，所以三輪童車的安全也比較可靠，設(shè)計也是比較簡單，而且培養(yǎng)孩子的騎行能力，為以后學(xué)習(xí)自行車打個堅實的基礎(chǔ)。圖12.2.2折疊功能設(shè)計折疊并不是拆卸，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。通過旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)童車的狀態(tài)，即坐式或立式。2.2.3自動行駛功能設(shè)計要自動行駛除了系統(tǒng)程序調(diào)節(jié)外，童車機械結(jié)構(gòu)應(yīng)有相應(yīng)的配合。系統(tǒng)程序3在后面再做敘述，現(xiàn)從童車的硬件分析：萬向輪可調(diào)節(jié)行駛方向，在童車自動行駛時，方向需要有效調(diào)節(jié)，在選擇三輪童車的方案，唯一可用來調(diào)節(jié)方向的輪子，只有單輪，即非動力輪。由于現(xiàn)市場在有電控萬向輪，所以此項設(shè)計可省去，其可完全適用童車輪子的360度角度調(diào)節(jié)，對童車自動行駛時方向自動調(diào)節(jié)功能完全可以實現(xiàn)。如圖2：圖22.2.4危險處理功能設(shè)計本款設(shè)計最大特點是在對危險的處理上，由于在孩子的眼中，一切事物都是好奇的，但是有的事物對幼兒來說是相當危險的。一般有水、火、電等，避免孩子的接觸。童車的設(shè)計要實現(xiàn)這一功能，就必須有一個可以將危險物帶離孩子身邊的設(shè)計機械手。機械手是一種能自動化定位控制，并可重新編程序改變動作的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。生產(chǎn)中應(yīng)用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率；可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；工業(yè)機械手在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。因單片機設(shè)計復(fù)雜,需較多繼電器,接線繁雜,易受車體振動干擾,而存在可靠性差、故障多、維修困難等問題?？删幊绦蚩刂破鱌LC控制的機械手控制系統(tǒng)動作簡便、線路設(shè)計合理、具有較強的抗干擾能力,保證了系