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智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實(shí)踐

智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實(shí)踐

出版社：西安電子科技大學(xué)出版社出版時間：2023-11-01
開本： 26cm 頁數(shù)： 144頁
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智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實(shí)踐 版權(quán)信息

智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實(shí)踐 本書特色

以智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計為主的綜合創(chuàng)新實(shí)踐是向畢業(yè)論文過渡的一個重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，本書針對此教學(xué)環(huán)節(jié)編寫而成，力圖通過多個設(shè)計實(shí)例培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識的意識和能力。本書具有如下特點(diǎn)： (1) 本書以完整的智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計流程為主線，合理安排各章節(jié)的內(nèi)容，讓讀者身臨其境地體驗(yàn)設(shè)計過程，更好地掌握各個環(huán)節(jié)的設(shè)計方法和技巧。 (2) 本書精簡了對理論知識的敘述，面向設(shè)計對象的具體問題，注重實(shí)戰(zhàn)，側(cè)重對具體的設(shè)計過程中可能遇到的問題提出詳細(xì)的解決思路，并給出設(shè)計注意事項(xiàng)。 (3) 本書側(cè)重模塊化的設(shè)計思想，傾向于通過對市場上現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行選型和系統(tǒng)集成來實(shí)現(xiàn)縮短設(shè)計周期和降低設(shè)計成本的目標(biāo)，更符合市場上大部分公司研發(fā)新型智能機(jī)電產(chǎn)品的策略。 (4) 本書每章都提供了豐富的設(shè)計實(shí)例，其中，兩輪平衡小車實(shí)例貫穿全書，意在提高讀者閱讀的連貫性。

智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實(shí)踐 內(nèi)容簡介

本書系統(tǒng)介紹了智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計流程和方法，以完整的智能機(jī)電產(chǎn)品從0到1的設(shè)計流程為線索，全面介紹了各個環(huán)節(jié)的設(shè)計方法和注意事項(xiàng)。首先，從智能機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)和市場需求分析，介紹產(chǎn)品總體方案設(shè)計的步驟以及機(jī)械機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選型，并從文獻(xiàn)檢索和專利檢索兩個方面進(jìn)行；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行總體方案核心功能的可行性驗(yàn)證；然后，介紹智能機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方法以及控制系統(tǒng)設(shè)計方法、智能感知系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和產(chǎn)品樣機(jī)的制造及調(diào)試策略；*后，對智能機(jī)電產(chǎn)品的產(chǎn)品化設(shè)計方法進(jìn)行簡單介紹，對創(chuàng)新實(shí)踐成果進(jìn)行整理歸檔。

智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實(shí)踐 目錄

第1章 緒論 1 1.1 課程簡介 1 1.2 智能機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計流程與設(shè)計內(nèi)容 2 1.3 課程內(nèi)容及結(jié)構(gòu) 3 第2章 智能機(jī)電產(chǎn)品需求分析 4 2.1 市場需求分析 4 2.1.1 市場分析的相關(guān)知識 4 2.1.2 數(shù)據(jù)收集方法 5 2.1.3 數(shù)據(jù)樣本容量確定 7 2.1.4 數(shù)據(jù)調(diào)研法 8 2.2 技術(shù)需求分析 9 2.2.1 技術(shù)需求分析的意義與途徑 9 2.2.2 文獻(xiàn)和專利檢索數(shù)據(jù)庫 12 2.3 設(shè)計實(shí)例——移動機(jī)器人 20 2.3.1 移動機(jī)器人市場需求分析 20 2.3.2 移動機(jī)器人技術(shù)需求分析 21 2.3.3 移動機(jī)器人產(chǎn)品需求分析報告 26 第3章 智能機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)方案設(shè)計 27 3.1 智能機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)方案設(shè)計步驟 27 3.1.1 項(xiàng)目規(guī)劃 27 3.1.2 產(chǎn)品功能劃分 28 3.1.3 原理方案設(shè)計 29 3.1.4 產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計 30 3.1.5 產(chǎn)品支持 31 3.2 核心功能可行性驗(yàn)證 31 3.2.1 核心功能可行性驗(yàn)證的重要性 31 3.2.2 核心功能可行性驗(yàn)證實(shí)例 32 3.3 智能機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)方案設(shè)計實(shí)例 33 3.3.1 設(shè)計實(shí)例1——兩輪自平衡小車 33 3.3.2 設(shè)計實(shí)例2——掃地機(jī)器人 34 第4章 智能機(jī)電產(chǎn)品機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計 36 4.1 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu) 36 4.1.1 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)簡介 36 4.1.2 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)類型及原理 37 4.1.3 機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計要素 41 4.1.4 運(yùn)動執(zhí)行部件 42 4.2 機(jī)械驅(qū)動機(jī)構(gòu) 43 4.2.1 液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計 46 4.2.2 氣壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計 48 4.3 驅(qū)動電機(jī) 49 4.3.1 有刷直流電機(jī) 49 4.3.2 無刷直流電機(jī) 52 4.3.3 關(guān)節(jié)電機(jī) 52 4.3.4 驅(qū)動電機(jī)的選型原則 53 4.4 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 55 4.4.1 常用的運(yùn)動仿真軟件介紹 55 4.4.2 設(shè)計實(shí)例——六自由度機(jī)械臂運(yùn)動分析 55 4.4.3 設(shè)計實(shí)例——六自由度機(jī)器人傳動臂有限元分析 60 4.5 移動機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)設(shè)計 63 第5章 智能感知芯片與接口選型 68 5.1 智能感知芯片 68 5.1.1 溫濕度傳感器 68 5.1.2 霍爾式傳感器 68 5.1.3 角速率傳感器 69 5.1.4 加速度計 69 5.1.5 里程計 71 5.1.6 視覺傳感器 71 5.1.7 激光雷達(dá) 73 5.2 常用輸入輸出接口 76 5.2.1 SPI總線 77 5.2.2 I2C總線 77 5.2.3 UART 78 5.2.4 串行通信的電平標(biāo)準(zhǔn) 79 5.3 常用微控制器 80 5.3.1 Arduino 80 5.3.2 Raspberry Pi 81 5.3.3 STM32 83 5.3.4 計算平臺 87 5.4 機(jī)器人操作系統(tǒng) 88 5.4.1 機(jī)器人操作系統(tǒng)簡介 88 5.4.2 機(jī)器人操作系統(tǒng)基本概念 90 5.5 設(shè)計實(shí)例——雙軸傾角傳感器通信測試 90 第6章 智能控制系統(tǒng)設(shè)計 93 6.1 智能控制系統(tǒng)總體設(shè)計 93 6.2 智能控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計 94 6.2.1 智能控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 94 6.2.2 智能控制系統(tǒng)軟件流程圖的設(shè)計 96 6.2.3 常用的流程圖軟件 99 6.2.4 設(shè)計實(shí)例——紅綠燈系統(tǒng)的流程圖繪制 99 6.3 典型的智能控制算法 100 6.3.1 典型的智能控制算法介紹 100 6.3.2 智能控制算法應(yīng)用——機(jī)器學(xué)習(xí) 104 6.4 兩輪自平衡小車智能控制要素分析 105 6.5 設(shè)計實(shí)例——turtlebot系列ROS機(jī)器人 109 第7章 智能機(jī)電產(chǎn)品樣機(jī)試制與調(diào)試 113 7.1 樣機(jī)試制 113 7.2 樣機(jī)調(diào)試 113 7.2.1 調(diào)試準(zhǔn)備 114 7.2.2 調(diào)試準(zhǔn)則 115 7.2.3 調(diào)試方法 115 7.3 設(shè)計實(shí)例——平衡小車樣機(jī)制作 117 7.3.1 平衡小車機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 117 7.3.2 工程圖紙制作 117 7.3.3 樣機(jī)制作 118 第8章 智能機(jī)電產(chǎn)品的產(chǎn)品化設(shè)計 123 8.1 產(chǎn)品化設(shè)計概述 123 8.2 產(chǎn)品化設(shè)計的流程與方法 123 8.2.1 認(rèn)識問題 123 8.2.2 設(shè)計調(diào)研 124 8.2.3 設(shè)計構(gòu)思與概念展開 125 8.2.4 深入設(shè)計 125 8.3 手板模型產(chǎn)品化制作 127 8.3.1 手板模型概述 127 8.3.2 手板模型制作方法 128 8.3.3 手板表面處理工藝 130 8.3.4 制作案例——加油槍把手手板 132 8.4 產(chǎn)品化設(shè)計實(shí)例——平衡車 133 8.4.1 平衡車設(shè)計分析 133 8.4.2 平衡車結(jié)構(gòu)分析 134 8.4.3 平衡車設(shè)計說明書 135 第9章 智能機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計實(shí)踐成果報告 138 9.1 設(shè)計說明書 138 9.2 圖紙 140 9.3 科技查新報告 141 9.4 質(zhì)量檢測報告 142 9.5 用戶使用報告 142 參考文獻(xiàn) 144
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