畢業(yè)答辯-攝像機(jī)隨動(dòng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)俯仰回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

攝像機(jī)固定在上端支架上，通過俯仰機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)前后±90°調(diào)節(jié)，俯仰機(jī)構(gòu)通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖、能夠很好的固定位置。在±90°的位置通過接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)限位，同時(shí)采用機(jī)械限位的方式雙重保護(hù)，防止過角度旋轉(zhuǎn)損傷元器件。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過齒輪嚙合的方式驅(qū)動(dòng)，電機(jī)輸出軸直接固定小齒輪、小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)大齒輪同時(shí)可以增大輸出扭矩，大齒輪連接著旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)從而整個(gè)俯仰機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)360°不間斷旋轉(zhuǎn)，采用24V直流馬達(dá)、蓄電池供電。文中對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核等，通過SolidWorks進(jìn)行了三維建模、并通過了仿真分析更加直觀的展示了設(shè)計(jì)成果，通過分析得到機(jī)構(gòu)受力均勻、載荷平穩(wěn)、速度穩(wěn)定的結(jié)論。通過對(duì)裝置的運(yùn)動(dòng)仿真，得到俯仰機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)共同構(gòu)成的隨動(dòng)跟蹤系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。

攝像機(jī)廣泛用于影視行業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、商場監(jiān)控等各行各業(yè)，如果攝像機(jī)僅僅是固定就只能拍攝一個(gè)角度的視頻，通過設(shè)計(jì)俯仰回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)360度無死角拍攝，能夠達(dá)到更好的效果，俯仰回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)如同自動(dòng)化結(jié)構(gòu)自動(dòng)化程度很高、定位精度準(zhǔn)確。普通的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的發(fā)展是在多種社會(huì)因素和科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，縱觀改造自然的歷史過程中，人類為了省時(shí)省力而不斷創(chuàng)造各種工具，從工具的材質(zhì)上看，從木質(zhì)工具發(fā)展為金屬工具，發(fā)展為機(jī)械工具，都是在不算的發(fā)展和改變的，通過不斷的優(yōu)化和改革，使得生產(chǎn)效率不斷的提升，更加促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和不斷對(duì)科學(xué)的探索。

根據(jù)使用情況初選型號(hào)為東方馬達(dá)AZ系列DC電源輸入內(nèi)藏定位型AZM46MK-HP9+AZD-KD+CC020VZFB2電機(jī)

裝置使用可以用蓄電池供電、使用更隨機(jī)可以不用考慮現(xiàn)場電源的問題，很方便。為滿足裝置在室內(nèi)外均能使用的要求，為了實(shí)現(xiàn)自主供電，需要在裝置上安裝電池，本設(shè)計(jì)中的電源為可充電池。在選擇電池時(shí)需要充分考慮成本價(jià)格、使用壽命、電壓大小、電池容量等要素。電池成本隨著鋰液提純技術(shù)的提高也能夠接受。因此，本裝置選用高效環(huán)保的鋰電池作為供電能源。電源采用24V充電式電源，充滿一次電可連續(xù)24個(gè)小時(shí)使用。

俯仰機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)方式，該機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖，能夠很好的鎖定位置、保證精度。

Solidworks是目前機(jī)械行業(yè)的主流軟件，相比較于平面二維設(shè)計(jì)軟件，Solidworks更加直觀。工程師使用Solidworks進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，操作簡單便捷，因?yàn)樵赟olidworks中自帶一些模型和結(jié)構(gòu)，可以在設(shè)計(jì)的時(shí)候直接調(diào)用，也可以通過簡單的數(shù)字修改使其變更自己需要的模型，同時(shí)用戶還可以將自己平時(shí)經(jīng)常使用的模型等保存在數(shù)據(jù)庫中，備平時(shí)的調(diào)用[10]。設(shè)計(jì)出的零部件，在加工的過程中就不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不良，反復(fù)反復(fù)不斷的回去確認(rèn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，提高零部件的加工效率。零件設(shè)計(jì)生產(chǎn)的符合要求，也會(huì)在很大程度上方便產(chǎn)品的組裝和加工，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期大大的縮短。

Animator是SolidWorks軟件中自帶的一個(gè)插件，是需要在SolidWorks環(huán)境中應(yīng)用的，用來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真的一種插件。使用Animator做出的動(dòng)畫效果，可以將設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)的展示出，讓三維的模型動(dòng)態(tài)的展示出，使機(jī)構(gòu)可視化，可以在模型出來未投產(chǎn)的時(shí)候給客戶展示產(chǎn)品的性能與產(chǎn)品的外觀，對(duì)于客戶端非技術(shù)的人員也可以很直觀的看到產(chǎn)品的使用效果，并可以直接與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流。同時(shí)此插件還可以將模擬出來的裝配及拆卸過程錄制下來，發(fā)給客戶及相關(guān)的人員進(jìn)行了解，可以與相關(guān)的設(shè)計(jì)人員交流設(shè)計(jì)的思路，組裝的要點(diǎn)等。通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)的仿真，對(duì)整個(gè)裝置的隨動(dòng)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了校驗(yàn)，結(jié)論是設(shè)備能夠完成360度無死角式轉(zhuǎn)動(dòng)，滿足設(shè)計(jì)要求，后續(xù)可通過生產(chǎn)加工出實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次系統(tǒng)地對(duì)大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的梳理和檢測的過程，在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中一些學(xué)科的知識(shí)是相對(duì)分散的，很多知識(shí)我們學(xué)習(xí)了，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)活動(dòng)中需要在什么階段使用什么樣的方法進(jìn)行分析，我們經(jīng)驗(yàn)不是很足。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以更系統(tǒng)地將所學(xué)的相關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來，可以鍛煉我們遇到問題時(shí)，對(duì)問題的分析和解決的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段的最后一次考試，也是我們以后工作的開始，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以鍛煉我們獨(dú)立思考及將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行輸出的能力，這也會(huì)使我們對(duì)即將開啟的工作更有方法也更有信心。因?yàn)闆]有一些機(jī)會(huì)對(duì)一些大型機(jī)械及設(shè)備的原理及功能等進(jìn)行現(xiàn)場的學(xué)習(xí)和分析，在選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目時(shí)，我選擇了日常生活中比較常見的洗衣機(jī)作為著手點(diǎn)，對(duì)洗衣機(jī)中使用的行星輪減速器的原理及結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，通過專業(yè)課所學(xué)的知識(shí)及查找相關(guān)的資料等，對(duì)行星輪減速機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，機(jī)械的相關(guān)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)都是非常關(guān)鍵的，對(duì)判定設(shè)計(jì)是否合格，是否能夠滿足使用起著非常關(guān)鍵的作用，同時(shí)也使我意識(shí)到，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)人員來講是非常寶貴的一種素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)[1]徐志東.機(jī)械制造加工工藝合理化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造分析[J].科技風(fēng),2020(08):163.[2]楊柳.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(05):125.[3]何文斌.基于機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造技術(shù)的分析研究[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(05):127.[4]關(guān)鑫.淺談蝸輪蝸桿傳動(dòng)副在空間90°傳遞動(dòng)力的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究,2019(12):168-169.[5]邱洪濤.并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下滾子軸承回轉(zhuǎn)誤差測量技術(shù)[J].機(jī)械與電子,2019,37(12):56-59.[6]邢麗紅,王竹君.重型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的復(fù)合增力夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2019(07):75-77.[7]邵明輝,趙繼云,張嘉鷺.中心回轉(zhuǎn)式清倉機(jī)有限元仿真及優(yōu)化研究[J].煤礦機(jī)械,2019,40(06):61-64.[8]張偉明.齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)研究[D].蘭州交通大學(xué),2019.[9]侯遠(yuǎn)濱,王鑫.自動(dòng)化結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)中Matlab和SW的應(yīng)用研究[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2019,32(03):11-12.[10]司馬斌,邢化友,楊洋,韓彥龍.蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的自鎖性和失效原因研究[J].南方農(nóng)機(jī),2018,49(23):210.[11]王成,楊波,劉海.齒輪機(jī)構(gòu)認(rèn)知虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2018,37(08):102-105.[12]劉濤.齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析[D].西華大學(xué),2018.[13]陳志華,劉泉.新型漸開線齒輪范成儀設(shè)計(jì)[J].工具技術(shù),2018,52(01):131.[14]薛會(huì)玲,劉更,楊小輝.空間復(fù)雜齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].機(jī)械制造