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自動(dòng)化制造機(jī)器中的閉環(huán)傳感器系統(tǒng)
1.科學(xué)和工業(yè)研究學(xué)會(huì)，材料科學(xué)與制造業(yè)的關(guān)系，南非，ashaik@csir.co.za
2.土瓜灣-祖魯納塔爾大學(xué)，機(jī)械工程學(xué)院，南非，brightg@ukzn.ac.za
3.馬西大學(xué)，技術(shù)工程學(xué)院，新西蘭，wlxu@masey.ac.nz
xxx譯
摘要：自動(dòng)化多軸機(jī)器中的大部分多是以閉環(huán)控制為運(yùn)作方式的。在空間中的結(jié)束時(shí)刀具頭的確切的位置，是不是立刻響應(yīng)。為軟件控制的機(jī)器人或自動(dòng)化制造機(jī)器作計(jì)算，估計(jì)那里的刀具頭相應(yīng)的位置。這常常是以監(jiān)測(cè)傳感器軸線跟蹤軌道并行運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)軸或齒輪來(lái)達(dá)到的。低精度應(yīng)用這一系統(tǒng)，是合適的。然而，定位誤差經(jīng)常發(fā)生。這種方法可能不適合高精度機(jī)器人及自動(dòng)化機(jī)床。還需要一個(gè)傳感器系統(tǒng)，能夠保證獲取準(zhǔn)確的空間坐標(biāo)的工具，以點(diǎn)或終止時(shí)直接反應(yīng)。此項(xiàng)活動(dòng)的目的是研究設(shè)計(jì)低成本的傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)將精確定位刀具點(diǎn)在空間坐標(biāo)中直接由‘閉環(huán)’控制。這有助于減少錯(cuò)誤，以閉環(huán)控制的為依托。這種系統(tǒng)能夠無(wú)縫集成與現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制。該傳感器系統(tǒng)能夠找到刀具頭在二維空間中的位置。簡(jiǎn)單補(bǔ)充和修改，使其適應(yīng)于3維空間所在的刀具頭。這是模塊化，除了魯棒及誤差補(bǔ)償例外，會(huì)在幾乎任何環(huán)境下。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化，制造業(yè)，閉環(huán)控制
1.序言
需要有一個(gè)傳感器系統(tǒng)，能提供直接反饋的最終效應(yīng)器的空間坐標(biāo)必需精確的裝配和加工。該研究的目的是要為設(shè)計(jì)一個(gè)平行機(jī)器人將擁有一個(gè)完整的傳感系統(tǒng)。該傳感器系統(tǒng)應(yīng)成本低，并定位刀具點(diǎn)空間坐標(biāo)直接或間接減少錯(cuò)誤，在‘開(kāi)環(huán)’控制中。該系統(tǒng)應(yīng)能無(wú)縫整合現(xiàn)有技術(shù)，為運(yùn)動(dòng)控制盡可能找到刀具頭在二維空間位置。與簡(jiǎn)單的修改應(yīng)該使本身適用地點(diǎn)在三維空間。應(yīng)該模塊化，能充分健全和誤差補(bǔ)償工作，在幾乎任何環(huán)境下。有許多技術(shù)可用于目的把物體定位在空間中。這些都是全球定位系統(tǒng)（GPS-與10米的精確度，差分全球定位系統(tǒng)解決方案[1]，減少失誤小于5厘米）;鄰近位置，通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)，WiFi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)（立場(chǎng)是，推導(dǎo)了解細(xì)胞與哪個(gè)設(shè)備是溝通）和三角測(cè)量系統(tǒng)（用激光，超聲波等）。此外，還有成像方法用來(lái)確定方位。[2]論述了一種低成本解決方案雇用一臺(tái)攝像機(jī)和LCD（液晶顯示器）屏幕上找到一個(gè)對(duì)象的坐標(biāo)，在二維高準(zhǔn)確性。vslam（視覺(jué)同步位置和測(cè)繪）系統(tǒng)用于移動(dòng)機(jī)器人使用相機(jī)建立一個(gè)地圖，其周圍為導(dǎo)航用途。此外，還有圖像處理技術(shù)能確定運(yùn)動(dòng)從幀所提供的照相機(jī)。這些圖象也提供有關(guān)環(huán)境，并完全被動(dòng)的。準(zhǔn)確性和決議不過(guò)依靠多遠(yuǎn)對(duì)象攝像是和決議的相機(jī)本身。所有這些技術(shù)都適合大型定位物體在一個(gè)比較大的空間，例如定位人們?cè)诮ㄖ颷3]。在工業(yè)方面，但是，機(jī)器人武器用于裝配，焊接或噴漆動(dòng)議在密閉空間和地位年底效應(yīng)必須下大決心與毫米波至亞毫米級(jí)決議案。對(duì)于制造業(yè)而言，解決數(shù)控機(jī)器范圍從微到納米。作此用途激光干涉儀技術(shù)，有時(shí)被用來(lái)。這些位置傳感系統(tǒng)具有優(yōu)良的決議以及精度和使用制造業(yè)環(huán)境中的IC（積體電路）設(shè)計(jì)，原型設(shè)計(jì)和制造工作。一個(gè)光外差干涉儀的設(shè)計(jì)在美國(guó)航天局的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室可以測(cè)量直線位移與誤差為20時(shí)30分（微微米，10-12米）。網(wǎng)格編碼器，提供另一種解決辦法;電網(wǎng)發(fā)了言optra有一個(gè)覆蓋范圍可達(dá)380毫米×380毫米。其準(zhǔn)確性和可重復(fù)性在于，在相同遠(yuǎn)程激光干涉儀（即微納米決議）。兩個(gè)格編碼器和激光器干涉儀是昂貴的技術(shù)，通常是耗資數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)美元。此外，他們無(wú)法衡量的絕對(duì)位置直接;兩者都使用條紋圖（由于光波干擾），來(lái)衡量相對(duì)位移。該整合這些位移測(cè)量耦合隨著知識(shí)的末端效應(yīng)初始位置產(chǎn)生當(dāng)前的情況。
2.建立傳感器反饋系統(tǒng)
這里的定位末端效應(yīng)是指機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)世界中空間的問(wèn)題，首先是規(guī)約于尋找自己在二維平面里的位置通過(guò)確定一個(gè)參考點(diǎn)。一般地點(diǎn)問(wèn)題，在三維空間，是解決重兩個(gè)二維平面直角。這樣的安排，2條軸線相吻合，如果參考點(diǎn)，每架飛機(jī)相逢時(shí)，其結(jié)果是一個(gè)3軸傳感系統(tǒng)定位。本文試圖文件解決辦法是找到最終效應(yīng)，在二維平面。經(jīng)過(guò)考慮后對(duì)所提供的實(shí)物數(shù)量（超聲波，紅外光，無(wú)線電波，等等）使用時(shí)，定位物體，因此決定了激光將是最適合的原因。1鐳射光傳感器，可為條件提供一個(gè)數(shù)字輸出。相對(duì)模擬傳感器均需要數(shù)字化，用于數(shù)字系統(tǒng)。模擬信號(hào)是妥協(xié)大氣的影響，溫度，濕度和非屏蔽噪音來(lái)自周邊機(jī)械。三角利用無(wú)線電，超聲波或紅外線強(qiáng)，不適合用來(lái)作為多重思考從周圍表面造成干擾和提供不可靠的結(jié)果。它們還要求調(diào)制與解調(diào)，以分清信號(hào)產(chǎn)生從任何可以創(chuàng)造環(huán)境。該建議傳感器的概念，采用了一種直接的方法，與激光重視年底效應(yīng)和一個(gè)傳感器網(wǎng)格（一網(wǎng)格的激光傳感器，同樣間隔陳列館和專欄）直接安裝以上。這是一個(gè)很自然的選擇作為連貫性的雷射光，使找到年底效應(yīng)，在二維空間容易，如果激光束仍然是垂直傳感器飛機(jī)在任何時(shí)候都。末端效應(yīng)'的位置是一樣的傳感器這是刺激（在一個(gè)二維平面，深度不意思）。這種垂直約束的，可以強(qiáng)制執(zhí)行通過(guò)使用傾斜感應(yīng)器，可以告訴取向一個(gè)對(duì)象，更正，然后再作出保留完成垂直效應(yīng)。也是固有的性質(zhì)以及機(jī)器人能足以促成這一條件。該機(jī)動(dòng)工作機(jī)就是這樣一個(gè)例子，因?yàn)樗难b置，迫使其最后影響保持平行，基于在任何時(shí)候。
必須強(qiáng)調(diào)的是，這個(gè)傳感器系統(tǒng)要求只有位（1或0）信息，為每一個(gè)傳感器。每次傳感器或是受激或不受激。這使得數(shù)據(jù)處理和傳輸簡(jiǎn)單得多，并提出控制更加容易。該解決方案是為了限制傳感器彼此之間的距離。如果小于傳感器之間的距離時(shí)，這將是一個(gè)死區(qū)域跟蹤，將徹底丟失信號(hào)。該雷射光探測(cè)器phototransistors一達(dá)林頓裝置。目前制作技術(shù)可容納數(shù)百萬(wàn)晶體管的銀子硅這些制備方法，可以用來(lái)興建一個(gè)探測(cè)器的屏幕上的一個(gè)偶然和實(shí)際的決議案。決議影響到數(shù)據(jù)輸出，更大的決議，意味著更多的數(shù)據(jù)，每單位面積（更傳感器）。一種混合型制度，將涉及到一個(gè)傳感器網(wǎng)格以相對(duì)低廉的決議案。每個(gè)傳感器提供了一個(gè)檢查站。知道確切的空間它們之間的距離探測(cè)器提供控制器手段，限制失誤的招致。而非積累誤差從一個(gè)極端到下誤差的存在，只是與以往探測(cè)器。
圖1.1。傳感器的預(yù)期系統(tǒng)圖框。
3.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)
機(jī)電一體化設(shè)計(jì)包括3部分將機(jī)械，電子和軟件組件。作為在[4]，在這期間機(jī)電一體化，是用來(lái)為一體化微機(jī)控制系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，測(cè)試電子硬件和軟件控制，其目的是驗(yàn)證命題。機(jī)械設(shè)計(jì)也著手探索并行的機(jī)制。這些設(shè)計(jì)文件提供一個(gè)簡(jiǎn)單的原型。該規(guī)范對(duì)解決問(wèn)題方面是輕松的，因?yàn)檫@是說(shuō)明即制作技術(shù)，可以產(chǎn)生一個(gè)屏，采用現(xiàn)實(shí)的決議案。更多的重點(diǎn)放在了建立一個(gè)廉價(jià)的制度，它可以減少失誤。
機(jī)械結(jié)構(gòu)：
機(jī)械結(jié)構(gòu)是基于一個(gè)柔性接機(jī)和地點(diǎn)并聯(lián)工業(yè)機(jī)器人。這是一個(gè)規(guī)模適應(yīng)設(shè)計(jì)包括4鉸接武器4個(gè)伺服馬達(dá);一盤底相應(yīng)器與所附激光;球杯關(guān)節(jié)和裝配架。整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)是600毫米長(zhǎng)四百毫米寬和500毫米高。數(shù)字1.2和1.3 ，說(shuō)明部分和大體。
圖1.2 。對(duì)機(jī)械零件有意義的這一立場(chǎng)激光：
（一）球軸承，（二）改性軸承插座，（三）交流伺服電機(jī)與上臂連接和安裝托架，（四）項(xiàng)下臂組成，（五）激光和激光安裝
必須指出的是，下臂組件一起舉行途經(jīng)二泉水（未顯示），一個(gè)僅低于'肘'和其他略高于'腕' ，為每個(gè)前臂。球杯關(guān)節(jié)給予很大程度的自由。這些被制作的球是來(lái)自軸承凹槽中的，上面的可以自由搖動(dòng)的裝置，從各個(gè)方向，而下手臂可以上，下，左，右，可甚至旋轉(zhuǎn)約'肘'測(cè)序，對(duì)自己基本運(yùn)動(dòng)（誘導(dǎo)旋轉(zhuǎn)對(duì)伺服）。該激光可以走動(dòng)一段空間，這是大約半球下面敏感性區(qū)（廣場(chǎng)割喉式列于伺服裝配架，圖1.3（一）。準(zhǔn)則并行機(jī)制設(shè)計(jì)其次，作為提供[5]。
圖1.3。所有部件組合后的結(jié)構(gòu)：（一）所有伺服展開(kāi)與上臂和下
臂附激光，（二）減少手臂依戀激光完
效應(yīng)，（三）關(guān)節(jié)臂'肘'聯(lián)合，（四）完成組合
電子硬件：
所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，是一種混合型正如上文第1.2。這種分析，是因?yàn)榈偷?毫米直徑的主導(dǎo)型包裝的激光傳感器。此外，在PCB上軌道路由感應(yīng)器，緩沖器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器占據(jù)顯著的空間，而無(wú)法可以避免的。改善解決更小的裝配費(fèi)用應(yīng)使用，最好是表面貼裝，但這些貨源不能，在表面進(jìn)行了比較。每一個(gè)傳感器網(wǎng)格組成，64 bp103 phototransistors安排在一個(gè)8x8的網(wǎng)格。該分析（各中心之間的連續(xù)2傳感器），是18毫米兩行和項(xiàng)目。這種光敏三極管具有日光過(guò)濾，以防止不法行為刺激環(huán)境光線。它是敏感光波長(zhǎng)范圍600-900納米。650奈米鑰匙扣激光被用來(lái)作為傳感器的興奮劑。這是廉價(jià)和有效的解決方案。雖然輸出權(quán)力的這種激光小于1兆瓦，但它足以把光敏三極管。遙感信號(hào)，要緩沖/擴(kuò)增，以確保該電壓等級(jí)的輸出從lpt133是正確的數(shù)字范圍（0-0.8伏特為邏輯0和3.5-5伏為邏輯1），根據(jù)[6]為妥善電子設(shè)計(jì)。為此，每個(gè)傳感器一欄是通過(guò)一個(gè)晶體管驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部1uln2803，其中包括8個(gè)晶體管司機(jī)。8驅(qū)動(dòng)芯片使用，而每欄。產(chǎn)出從每個(gè)uln2803是美聯(lián)儲(chǔ)到一個(gè)平行的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)爐，74ls166以串?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)絇C上。8輸出串行線，從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸入到Atmel公司atmega8515微控制器。還有8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)和各位代表一個(gè)傳感器的現(xiàn)狀。該控制器用來(lái)傳輸8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)通過(guò)其串行通信口收發(fā)器與PC機(jī)的RS232串口端口。它還控制著74ls166數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與伺服電動(dòng)機(jī)。微控制器，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器及鐘表數(shù)據(jù)傳給他們每個(gè)人。
軟件：
該軟件主要有兩部分組成，即微控制器代碼和用戶界面。微控制代碼：有
4個(gè)部分，以微控制器代碼，即接收和解讀指令，由電腦;傳感器的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸及伺服旋轉(zhuǎn)。接收和解讀指令-有命令為活化，傳感器數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)讓和伺服旋轉(zhuǎn)。這些告訴控制器當(dāng)運(yùn)行相應(yīng)的例程。傳感器數(shù)據(jù)采集-這個(gè)例行使/禁用;擦亮及鐘表數(shù)據(jù)列并行，以串行轉(zhuǎn)換器。[7]，為一個(gè)完整的說(shuō)明如何用達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。數(shù)據(jù)傳輸一旦'傳感器數(shù)據(jù)采集'例行成后，8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，等待轉(zhuǎn)移。該串口的電腦作品與ASCII的字符集。每一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)一個(gè)號(hào)碼范圍0-255必須發(fā)出了微控制器的串口途經(jīng)三ASCII字符（1個(gè)字符對(duì)于每一種數(shù)百人，幾十本單位兩位數(shù)），代表號(hào)碼（0-九，其中以ASCII是0x30-0x39十六進(jìn)制樂(lè)譜）?？偣灿?2個(gè)字符位元組（4個(gè)字節(jié)每數(shù)據(jù)字節(jié)，其中包括完成字節(jié)字符）從控制器到PC上。用波特率9600（比特每秒），并包括一個(gè)校驗(yàn)位（9bits每字節(jié)），需要0.03s以完成。伺服輪換-作為有4個(gè)伺服馬達(dá)，4脈寬調(diào)制信號(hào)都必須產(chǎn)生。來(lái)襲命表明某一伺服和長(zhǎng)度其脈沖寬度。脈寬值，將收到在3個(gè)字節(jié)?？偣灿?6個(gè)字符字節(jié)從電腦控制器（4字節(jié)每伺服）定位激光視需要。需一段時(shí)間才能做到這一點(diǎn)，是0.015秒（9600波特率）。計(jì)時(shí)器內(nèi)的控制器將確保該P(yáng)WM信號(hào)符合預(yù)期射程1-2ms。
用戶界面-用戶界面提供了一個(gè)可視化展示收到的數(shù)據(jù)，64色的各界代表64phototransistors。展示例行搜查通過(guò)每一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)（欄），為低比特（行）和改變顏色的對(duì)應(yīng)圓（藍(lán)色時(shí)，沒(méi)有刺激，時(shí)為紅色，刺激）。該接口還允許用戶選擇二，為控制;要么通過(guò)鼠標(biāo)或選擇網(wǎng)格。隨著鼠標(biāo)，用戶可以手動(dòng)控制激光和舉措，它的任何地方它的機(jī)械限制。當(dāng)選擇的是網(wǎng)格積極激光將自己的定位，首先找到一個(gè)參考點(diǎn)，然后沿行和欄目。它會(huì)把所有的傳感器都被選定用戶。
控制設(shè)計(jì)概述：
傳感器網(wǎng)格提供直接反饋的立場(chǎng)該激光/工具頭在離散點(diǎn)的空間。該目的網(wǎng)
格是復(fù)位累積誤差在定位控制系統(tǒng)。坐標(biāo)的傳感器是儲(chǔ)存在控制軟件。當(dāng)誤差積累，需要加以復(fù)位結(jié)束效應(yīng)移至傳感器是最接近結(jié)束效應(yīng)。一旦它被定位和傳感器感應(yīng)，能否反饋它有錯(cuò)誤，其定位它然后修改位置傳感器和復(fù)位誤差。
4.性能/運(yùn)行
新穎的這一傳感器系統(tǒng)的虛假與事實(shí)，即它能確定位置的末端效應(yīng)，直接，只要所提到的限制嚴(yán)格保持。它沒(méi)有確定的位置，從作為計(jì)算在激光三角測(cè)量系統(tǒng)和它沒(méi)有整合的位移，作為在激光干涉儀。 新穎的機(jī)械設(shè)計(jì)，與4裝置同樣重視本末端效應(yīng)。安排并配置有優(yōu)勢(shì)比較容易控制，簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并補(bǔ)充說(shuō)：僵硬。
傳感器網(wǎng)格：
傳感器網(wǎng)格是對(duì)微控制器的運(yùn)作之后的意圖綜合各項(xiàng)職能，。這個(gè)項(xiàng)目目前還處于測(cè)試階段與目前正在整合到系統(tǒng)中。很多工作中，仍然需要以確保屏幕妥善工程同所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸例程。該第二個(gè)版本的畫面，目前正在設(shè)計(jì)提高分辨率和系統(tǒng)的可重復(fù)性。
機(jī)械結(jié)構(gòu)：
最重要的一環(huán)，機(jī)械結(jié)構(gòu)，是關(guān)節(jié)部件。模擬模型的建立是為了模擬和動(dòng)畫其動(dòng)向，以確保它完全符合設(shè)計(jì)要求。該結(jié)果表明，在圖1.4。一項(xiàng)議案發(fā)生器重視每個(gè)伺服頭，是一套以跟隨諧波功能。年底效應(yīng)分子的議案，歷時(shí)整個(gè)一系列的敏感性地區(qū)。最重要的激光安裝仍然是平行傳感器網(wǎng)格印刷電路板（傳感器平面）在其整個(gè)議案，是為了確保該激光光束始終垂直探測(cè)器。奇異，為這一機(jī)制發(fā)生時(shí)，武器是完全延長(zhǎng)或折疊時(shí)，上層和小腿的共線。這種情況是可以避免
在模擬演習(xí)中，可避免的現(xiàn)實(shí)。
5.結(jié)論
目標(biāo)是建立一個(gè)平行的機(jī)器人與集成傳感器系統(tǒng)已經(jīng)得到滿足。機(jī)械工程系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該唯一的問(wèn)題，與機(jī)械方面是球接頭。他們沒(méi)有提供足夠的定位精確性和可重復(fù)性。使用高性能
球接頭或接頭兼容，在未來(lái)的版本的機(jī)器人將消除這個(gè)問(wèn)題。該傳感器系統(tǒng)是成本低，并提供直接反饋。決議是目前唯一的問(wèn)題，而是正如剛才制作技術(shù)可以解決這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)系統(tǒng)采用模塊化和便于列入現(xiàn)有的系統(tǒng)。三維位置，是有可能與兩個(gè)這些傳感器網(wǎng)格放置在成直角對(duì)方。傳感器網(wǎng)格，也是穩(wěn)健的，是不會(huì)受環(huán)境光。公平的比較與最佳做法的行業(yè)可只可同一個(gè)傳感器系統(tǒng)，它大致同一決議和準(zhǔn)確性。這一項(xiàng)目旨在測(cè)試該理論認(rèn)為，這種制度可能造成的，如果將是有益的。因此，它已完成了它的為此目的，而是一個(gè)編造屏幕，可以提供適當(dāng)?shù)亩啃阅艿拇胧?
圖1.4。模擬激光刀具頭的運(yùn)動(dòng)：A和B
自下而上的看，C和D方面的看，E和F高層看
參考文獻(xiàn)
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Axis Automated Machines
寧XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
一種多用燒烤機(jī)的設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
2013 年 月 日
誠(chéng) 信 承 諾
我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《一種多用燒烤機(jī)的設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：
2013年 月 日
III
摘 要
目前國(guó)產(chǎn)的設(shè)備大多是對(duì)國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的簡(jiǎn)單仿制，因此針對(duì)燒烤機(jī)關(guān)鍵部件的深入研究，對(duì)原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、功能等分析，提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操作方便、機(jī)械化程度高、使用范圍廣的燒烤機(jī)是很有必要的。
本文在分析燒烤機(jī)的工藝和使用要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵部件的理論分析，提出一種實(shí)用、簡(jiǎn)單、可靠和通用的傳動(dòng)系統(tǒng)，將結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等做了較為詳細(xì)的研究和設(shè)計(jì);本文分析各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，提出可行的優(yōu)化結(jié)構(gòu)滿足切割工藝;對(duì)關(guān)鍵部件提出完整的設(shè)計(jì)方法，旨在滿足市場(chǎng)需求，推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新步伐。
本文借助了Autocad，pro/e等軟件分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析的方法，可以應(yīng)用于其它類型燒烤機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)和分析中。
關(guān)鍵詞：燒烤機(jī) ，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
Abstract
As the demand for food diversification, personalization, automatic powder food machine applications more generally. Most of the current China-made equipment is to copy。
Simple import of imitation products, the automatic food machine for powder-depth study of key components, the basic principles, structure, movement, functional analysis, to provide a simple and reliable structure, convenient operation, high degree of automation with a wide range of food machines is necessary.
Based on the analysis of powder food machine automatic food processes and the use of the requirements on the basis of the key components of the theoretical analysis, a practical, simple, reliable and versatile drive system, a single package for the bag to expand the size and output of long adjustable structure; for delivery of the film structure, the structure of closed traction, closed-end structure, such as cutting off key parts of the design principles, structural features, such as doing a more detailed study and design; This paper analyzes the law of the Kinematics , optimizing the structure and put forward feasible to meet the food process; a key component of a complete design method, designed to meet the market demand,Promoting innovation.
In this paper, using the autocad, pro/e, such as movement of software analysis and structural design, such as the use of computer-aided design and analysis methods can be applied to other types of food equipment design and analysis.
Key Words: automatic food machine , structure designing, CAD
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第1章 緒 論 1
1.1燒烤機(jī)的應(yīng)用及適用范圍 1
1.2燒烤機(jī)等食品裝置的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1
1.3 燒烤機(jī)等食品裝置研究開(kāi)發(fā)的意義 4
1.4 自動(dòng)燒烤機(jī)簡(jiǎn)介 4
1.5 自動(dòng)燒烤機(jī)分類 4
1.5.1無(wú)煙燒烤機(jī) 4
1.5.2 燃?xì)鉄緳C(jī) 5
1.5.3 自動(dòng)翻轉(zhuǎn)燒烤爐 5
第2章 燒烤機(jī)調(diào)查報(bào)告 6
2.1 調(diào)查目的 6
2.2調(diào)查對(duì)象及方法 6
2.3 調(diào)查歸納 6
2.5 調(diào)查結(jié)果分析 7
第3章 燒烤機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 8
3.1 與燒烤機(jī)尺寸設(shè)計(jì)相關(guān)的人體測(cè)量學(xué)尺寸 8
3.1.1 手功能高 8
3.1.2地區(qū)男女人體尺寸表 8
3.2 燒烤機(jī)尺寸結(jié)果及簡(jiǎn)評(píng) 9
3.3 燒烤機(jī)的結(jié)構(gòu) 9
3.4 燒烤機(jī)的顏色 9
第4章 一種多功能燒烤機(jī)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程 11
4.1儲(chǔ)炭箱設(shè)計(jì) 11
4.2中部箱設(shè)計(jì) 12
4.3儲(chǔ)物柜設(shè)計(jì) 13
4.4煎、烤、蒸、煮等功能部件設(shè)計(jì) 15
4.5支架部件設(shè)計(jì) 18
4.6輪子部件設(shè)計(jì) 18
4.6整體裝配設(shè)計(jì) 19
總結(jié)與展望 20
參考文獻(xiàn) 21
致 謝 22
第1章 緒論
第1章 緒 論
1.1燒烤機(jī)的應(yīng)用及適用范圍
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生活中，絕大多數(shù)產(chǎn)品都需要經(jīng)過(guò)機(jī)械加工來(lái)提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。而有些產(chǎn)品的包裝要借助包裝技術(shù)及裝備。所以包裝設(shè)備在包裝過(guò)程中是不可或缺的工藝手段。
燒烤機(jī)是包裝設(shè)備中較為重要的一種機(jī)械設(shè)備形式，可廣泛應(yīng)用于一般塊狀食品的包裝，尤其適用于大批量的轉(zhuǎn)移、稱重、封口 、碼放等過(guò)程。利用小型自動(dòng)包裝機(jī)械包裝是提高裝袋速度，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的有效方法。
1.2燒烤機(jī)等食品裝置的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況
燒烤機(jī)，最初是由美國(guó)于上世紀(jì)五十年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品。后來(lái)日本得到發(fā)展，并于上世紀(jì)六七十年代隨日本經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，技術(shù)性能得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。
上世紀(jì)八十年代初，我國(guó)大量引進(jìn)燒烤機(jī)并生產(chǎn)出自己的產(chǎn)品。以日清品牌為代表，主要針對(duì)方便面生產(chǎn)線配套使用。上世紀(jì)九十年代，這種機(jī)型開(kāi)始大量用于糧食流通，同時(shí)派生出各種各樣的類似包裝機(jī)。隨著機(jī)電一體化的應(yīng)用，粉料自動(dòng)包裝也向著高速全自動(dòng)模塊化的方向發(fā)展及創(chuàng)新。
現(xiàn)今國(guó)外開(kāi)發(fā)的燒烤機(jī)已極其人性化:高速、節(jié)能、全自動(dòng)、模塊化。
就國(guó)內(nèi)外燒烤機(jī)的開(kāi)發(fā)情況來(lái)看，主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行:
(l)不斷擴(kuò)大其通用能力，以滿足多種屬性粉料的包裝。
(2)高速全自動(dòng)，配備微機(jī)控制系統(tǒng)，借助預(yù)先儲(chǔ)存的程序控制多臺(tái)伺服電機(jī)，分別驅(qū)動(dòng)有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
(3)參數(shù)化調(diào)整和設(shè)置，對(duì)主要操作部件(供送、袋成型、牽引、封切等)作適當(dāng)調(diào)整有關(guān)工作參數(shù)，便可在較寬的尺寸范圍內(nèi)，滿足不同品種不同尺寸的包裝。
(4)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)供送、牽引、封切等主要部件進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立并又能較為自由組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足臥式組合和立式組合的包裝機(jī)。
德國(guó)與美國(guó)、日本、意大利均為世界燒烤機(jī)機(jī)械大國(guó)。在燒烤機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國(guó)燒烤機(jī)機(jī)械的設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行的，其，目標(biāo)是努力為客戶，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿足客戶要求，德國(guó)燒烤機(jī)機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門采取了諸多措施：
(1)工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備的柔性及靈活性。采用機(jī)械手完成復(fù)雜的動(dòng)作。操作時(shí)，在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。
(2)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿足生產(chǎn)要求。德國(guó)燒烤機(jī)機(jī)械以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和塑料燒烤機(jī)機(jī)械見(jiàn)長(zhǎng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達(dá)12萬(wàn)瓶/h，小袋燒烤機(jī)機(jī)的包裝速度高達(dá)900袋／min。
(3)使產(chǎn)品機(jī)械和燒烤機(jī)機(jī)械一體化。許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問(wèn)題。
(4)適應(yīng)產(chǎn)制品變化，具有良好的柔性和靈活性。由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又都很大，因此要求燒烤機(jī)機(jī)械具有良好的柔性和靈活性，使燒烤機(jī)機(jī)械的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性的要求。
(5)普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國(guó)燒烤機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了燒烤機(jī)機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期
燒烤機(jī)設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6％～8％，其他的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
我國(guó)燒烤機(jī)行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國(guó)已成為世界燒烤機(jī)工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。
燒烤機(jī)作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指食品機(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指食品機(jī)給用戶提供的實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指食品機(jī)的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等。所以食品機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)編寫及售后服務(wù)預(yù)案等。
燒烤機(jī)設(shè)計(jì)的類別主要有：測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)。如啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為1．6～4萬(wàn)瓶/h，其中灌裝機(jī)的灌裝閥工位數(shù)從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì)。
由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)就屬于改進(jìn)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)。對(duì)于中低速運(yùn)行的食品機(jī)，目前我們基本上可以進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。而高速運(yùn)行的食品機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測(cè)繪、仿制國(guó)外的同類機(jī)型，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。其主要的原因是：(1)大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒(méi)有真正掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如高速燒烤機(jī)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等，對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)精度分析等問(wèn)題還不能模擬解決；(2)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用，設(shè)計(jì)人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓(xùn)；(3)整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀調(diào)控的力度，優(yōu)勢(shì)資源不能得到合理的配置與調(diào)整。
在燒烤機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方法：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)尋找同類機(jī)型作為樣機(jī)；(2)參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍；(3)設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖；(4)設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件，部件；(5)設(shè)計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖；(6)設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對(duì)主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；(8)設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等。
而今，國(guó)內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計(jì)軟件，可以對(duì)食品機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，其開(kāi)發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)CAD／CAM軟件已經(jīng)能夠滿足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主設(shè)計(jì)的能力，但在實(shí)際燒烤機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍。
新型燒烤機(jī)往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設(shè)計(jì)人員不了解燒烤機(jī)的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說(shuō)以前我國(guó)燒烤機(jī)設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。
我國(guó)食品行業(yè)技術(shù)與機(jī)械近些年所取得的成績(jī)是顯著的，其起步于20世紀(jì)70年代末，剛起步時(shí)年產(chǎn)值僅七、八千萬(wàn)元，產(chǎn)品品種僅100 余種，技術(shù)水平也較低。在20紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)年代中期十余年的時(shí)間里，才得到快速發(fā)展，年增長(zhǎng)率達(dá)到20%—30% ，到1999年底塑料和燒烤機(jī)達(dá)40 大類，品種達(dá)1700種，到2000年產(chǎn)值增加到300億元，且技術(shù)水平也上了個(gè)臺(tái)階，開(kāi)始出現(xiàn)了規(guī)?；?、自動(dòng)化趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備也開(kāi)始出現(xiàn)，許多燒烤機(jī)如液體塑料灌裝機(jī)等設(shè)備已開(kāi)始成套出口。
1.3 燒烤機(jī)等食品裝置研究開(kāi)發(fā)的意義
針對(duì)國(guó)內(nèi)許多部門對(duì)燒烤機(jī)的需求，本設(shè)計(jì)著重探討燒烤機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊化結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出具有包裝速度快，通用性好以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操作方便、自動(dòng)化程度高的新穎燒烤機(jī)，對(duì)我國(guó)食品行業(yè)發(fā)展有著積極的意義。
1.4 自動(dòng)燒烤機(jī)簡(jiǎn)介
【自動(dòng)燒烤機(jī)】Automatic barbecue machine_158_O156_21O5。
【自動(dòng)燒烤機(jī)】根據(jù)形狀分為臺(tái)式自動(dòng)燒烤機(jī)和立式自動(dòng)燒烤機(jī)；根據(jù)性能又分為電自動(dòng)燒烤機(jī)、燃?xì)庾詣?dòng)燒烤機(jī)、無(wú)煙自動(dòng)燒烤機(jī)、木炭自動(dòng)燒烤機(jī)、竹簽自動(dòng)燒烤機(jī)或多功能自動(dòng)燒烤機(jī)。
【自動(dòng)燒烤機(jī)】是一款能夠自動(dòng)翻轉(zhuǎn)燒烤機(jī)，機(jī)器帶有自動(dòng)翻轉(zhuǎn)齒輪，無(wú)需人工操作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化，燒烤機(jī)在燒烤店有廣泛使用，烤串機(jī)。
【自動(dòng)燒烤機(jī)】機(jī)器全不銹缸結(jié)構(gòu)，清洗方便，外觀漂亮衛(wèi)生安全，設(shè)備經(jīng)過(guò)加工處理，做工精良，是燒烤吧、燒烤店使用比較多的設(shè)備。[1]
1.5 自動(dòng)燒烤機(jī)分類
1.5.1無(wú)煙燒烤機(jī)
所 謂的無(wú)煙燒烤爐,就是指徹底杜絕了油煙.飛灰的產(chǎn)生,爐體獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),工藝精良,外殼采用不銹鋼激光切割造型美觀。內(nèi)有極其獨(dú)特的紅外線玻璃水晶爐 板,多頭電子脈沖旋鈕點(diǎn)火控制火力和能耗！耗汽省、熱效高、成本底、移動(dòng)方便等特點(diǎn),真正體現(xiàn)“無(wú)煙燒烤環(huán)保節(jié)能”新概念！機(jī)器特點(diǎn)如下:
1.不銹鋼結(jié)構(gòu)，有溫控功能，有六個(gè)開(kāi)關(guān)單獨(dú)控制。
2.杜絕了油煙、飛灰的產(chǎn)生。非常環(huán)保。
3.進(jìn)口加熱系統(tǒng)燒烤雞腿、雞翅、魷魚(yú)、玉米、韭菜等。[2]
1.5.2 燃?xì)鉄緳C(jī)
燃?xì)鉄緳C(jī)內(nèi)設(shè)紅外線發(fā)熱系統(tǒng)，電子點(diǎn)火，提高熱效率，使制作過(guò)程達(dá)到方便，快捷得水平!智能恒溫，防止燃?xì)庑孤?，安全?jié)能!紅外線發(fā)熱板塊分別安裝在機(jī)身底部!發(fā)熱板塊上配有進(jìn)口美國(guó)防暴玻璃!滴油下去真正實(shí)現(xiàn)環(huán)保無(wú)煙得效果!底座配有不銹鋼地盤剩油!方便清潔!
其產(chǎn)品優(yōu)勢(shì):
1,獨(dú)立的燃燒器設(shè)計(jì)技術(shù),具有節(jié)能環(huán)保,遠(yuǎn)紅外穿透能力強(qiáng),燒烤溫度均勻,使用壽命更長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn).
2,不銹鋼結(jié)構(gòu)，無(wú)需用電,有溫控功能，分六段,可根據(jù)實(shí)際情況分段開(kāi)火。
3, 杜絕了油煙、飛灰的產(chǎn)生、非常環(huán)保。[2]
1.5.3 自動(dòng)翻轉(zhuǎn)燒烤爐
烤 串機(jī)是一種用電機(jī)帶動(dòng)鏈條使釬子旋轉(zhuǎn)的機(jī)器，把肉串放到上面會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)不需要顧客動(dòng)手，放上烤盤可以烤肉放上簾子還可以烤海鮮等食品?？敬畽C(jī)是每桌一臺(tái) 的，在室內(nèi)燒烤，有良好的通風(fēng)保持室內(nèi)的環(huán)境清新和衛(wèi)生。吃燒烤串不在是街頭巷尾煙熏火燎的時(shí)代了，烤串機(jī)把燒烤推上了一個(gè)新領(lǐng)域[3]。
21
第2章 燒烤機(jī)調(diào)查報(bào)告
2.1 調(diào)查目的
在市場(chǎng)細(xì)分的基礎(chǔ)上，企業(yè)投資新市場(chǎng)、新產(chǎn)品或改變經(jīng)營(yíng)策略的依據(jù)，是企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)一思想，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的工具．是評(píng)估項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)與回報(bào)的最初級(jí)文件，是對(duì)投資者 的第一份承諾書(shū)。即使在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代，可行性報(bào)告也是必不可少的，是企業(yè)上項(xiàng)目，要資金的關(guān)鍵文件，但是很多案例告訴我們，企業(yè)把項(xiàng)目拿到手之后，可行性 報(bào)告就失去了意義，項(xiàng)目的結(jié)果和成敗往往無(wú)人負(fù)責(zé)。進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)之后，很多國(guó)有企業(yè)還在沿用老思想、老方法去準(zhǔn)備可行性報(bào)告，而一些民營(yíng)企業(yè)則根本不去管 什么可行性報(bào)告，憑感覺(jué)做決策。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，沒(méi)有可行性報(bào)告：企業(yè)憑借領(lǐng)導(dǎo)人的聰明才智也可能成功，產(chǎn)品也可能暢銷，但是只能碰運(yùn)氣，而非長(zhǎng)久之計(jì)。
2.2調(diào)查對(duì)象及方法
1、 調(diào)查對(duì)象：一種多功能燒烤機(jī)和普通人群
2、 調(diào)查方法：通過(guò)網(wǎng)上收集一種多功能燒烤機(jī)資料、訪談?wù){(diào)查和群眾問(wèn)卷
2.3 調(diào)查歸納
1、網(wǎng)上資料歸納：
燒烤機(jī)現(xiàn)在的類型比較多，價(jià)格也分布不均，不過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)主要以金屬的材料為主，尤其是不銹鋼，主要是因?yàn)椴讳P鋼因?yàn)槠鋱?jiān)固耐用、易清潔、耐腐蝕、視覺(jué)效果好、防曬性能好等優(yōu)點(diǎn)。陶瓷的主要是易破碎，所以比較少用。水泥燒烤機(jī)堅(jiān)固，但是取燒烤機(jī)麻煩，主要用于景區(qū)。而玻璃鋼材料相對(duì)于金屬價(jià)格低廉，但存在在長(zhǎng)時(shí)間暴曬下易褪色的缺點(diǎn)。塑料和木制的燒烤機(jī)在室外暴曬、風(fēng)吹雨淋易老化，淘汰周期縮短，浪費(fèi)很大，主要用于樓層間。
2、使用者調(diào)查歸納：
用戶對(duì)于燒烤機(jī)的燒烤機(jī)分類比較關(guān)注，同時(shí)希望有智能分類的燒烤機(jī)。但人們對(duì)燒烤機(jī)的分類不是很了解。而對(duì)于燒烤機(jī)的外形設(shè)計(jì)傾向于有一定寓意的、流線型的、和仿生型的。而調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前市場(chǎng)上的造型比較單一?，F(xiàn)在的燒烤機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅限于內(nèi)箱和外箱。氣味、功能和潮濕問(wèn)題是困擾人們最大的問(wèn)題，因此有比較多的人有往遠(yuǎn)處燒烤機(jī)扔燒烤機(jī)的習(xí)慣。很多人都會(huì)認(rèn)為燒烤機(jī)的容量不夠且口不合理，會(huì)扔不進(jìn)燒烤機(jī)。對(duì)于清潔工人來(lái)言內(nèi)箱不易取出和清潔，通風(fēng)設(shè)計(jì)不合理。還有人們對(duì)于塑料、木材和金屬的燒烤機(jī)會(huì)有比較舒服的感覺(jué)。同時(shí)也覺(jué)得燒烤機(jī)的形狀、材料和顏色在人們感覺(jué)干凈時(shí)比較重要。會(huì)大多數(shù)人傾向綠色的燒烤機(jī)。對(duì)于燒烤機(jī)的標(biāo)語(yǔ)，大多數(shù)人都覺(jué)得不夠簡(jiǎn)明易懂，不夠吸引人過(guò)去扔燒烤機(jī)，且不能讓人一目了然，因此人們不去注意。最后人們覺(jué)得燒烤機(jī)放置的間隔太遠(yuǎn)、位置不好。
2.5 調(diào)查結(jié)果分析
針對(duì)以上調(diào)查情況，對(duì)于材料，在設(shè)計(jì)時(shí)可以多一些考慮塑料、木材和金屬的材料。當(dāng)然現(xiàn)在已經(jīng)有人采用可回收廢紙材料制作的燒烤機(jī)，這個(gè)也可以讓我們參考一下。而在經(jīng)濟(jì)允許的情況下，納米材料會(huì)不會(huì)更好呢？ 對(duì)于造型，可以仿生設(shè)計(jì)，但是要考慮所仿的生物裝燒烤機(jī)時(shí)人們的感受。且應(yīng)該向開(kāi)蓋式燒烤機(jī)改進(jìn)，因?yàn)榉奖銦緳C(jī)清除，其中箱蓋處可開(kāi)啟，同時(shí)作為回收口使用，避免了下開(kāi)口燒烤機(jī)燒烤機(jī)外泄的缺點(diǎn)。而且方便清理而延長(zhǎng)了使用壽命。但是還要多些考慮清潔工取燒烤機(jī)時(shí)的方便性和安全性。也可以考慮或者學(xué)習(xí)智能燒烤機(jī)的開(kāi)發(fā)，因?yàn)樗鼈兪侵灰形矬w接近感應(yīng)區(qū)范圍內(nèi)，桶蓋便會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，物體或手離開(kāi)感應(yīng)區(qū)數(shù)秒后桶蓋會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，且有一些不需要外接電源，靠電池供電，使用電耗低。結(jié)合紅外感應(yīng)及微電腦組成的精美流線型外觀感應(yīng)翻蓋設(shè)計(jì)，靈活方便，無(wú)需手動(dòng)或腳踩，就能輕松丟燒烤機(jī)。除此之外，方便衛(wèi)生，性能可靠，從而幫助用戶有效預(yù)防接觸性感染。對(duì)于容量問(wèn)題，現(xiàn)在的燒烤機(jī)的造型要么采用圓形，要么采用方形，這兩種形式的燒烤機(jī)形式簡(jiǎn)潔，容量大，但是顯得單調(diào)和呆板，因此可以想一下其它的造型，如球型是否可以等等，或者像一些著名園林里的燒烤機(jī)那樣于是富有藝術(shù)造型和古香古色的燒烤機(jī)或者智能燒烤機(jī)。當(dāng)然也可以考慮自動(dòng)將燒烤機(jī)壓扁或其它的。下圖燒烤機(jī)：（藝術(shù)型）、（智能型）、（仿生型）
現(xiàn)在燒烤機(jī)色彩非常豐富，能夠適應(yīng)不同的使用場(chǎng)所和環(huán)境。但是用戶主要傾向于綠色。不過(guò)我們也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同的顏色，例如，用紅色表示有害燒烤機(jī)，如廢電池等；用黃色表示不可回收燒烤機(jī)，如果皮等；用綠色放置可回收燒烤機(jī)，如可樂(lè)瓶等。但是設(shè)計(jì)這些顏色時(shí)要考慮人們會(huì)不會(huì)存在分辨不了和如何解決人們因色彩太多而覺(jué)得煩惱等問(wèn)題。對(duì)于標(biāo)志，除了燒烤機(jī)分類標(biāo)志行標(biāo)記外，由圖形、文字組成的標(biāo)志也必不可少。同時(shí)應(yīng)該注意標(biāo)志的位置和標(biāo)語(yǔ)的表述，可以給人們親切感，吸引人們過(guò)來(lái)人燒烤機(jī)。
第3章 燒烤機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1 與燒烤機(jī)尺寸設(shè)計(jì)相關(guān)的人體測(cè)量學(xué)尺寸
3.1.1 手功能高
手功能高的定義：上肢自然下垂時(shí)，從手握軸至地面的垂距。
在燒烤機(jī)尺寸設(shè)計(jì)中，最重要的人體測(cè)量學(xué)尺寸就是手功能高。這一參數(shù)直接決定了燒烤機(jī)燒烤機(jī)投放口的高度，過(guò)高或者過(guò)低的燒烤機(jī)投放口高度都會(huì)使人們?cè)谕斗艧緳C(jī)的時(shí)候產(chǎn)生不便，有可能導(dǎo)致在倉(cāng)促投放燒烤機(jī)時(shí)無(wú)法將燒烤機(jī)準(zhǔn)確的投入到燒烤機(jī)內(nèi)。所以說(shuō)這一參數(shù)對(duì)于燒烤機(jī)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
3.1.2地區(qū)男女人體尺寸表
由該表格可知，如若安放燒烤機(jī)，燒烤機(jī)的燒烤機(jī)投放口中心位置高度應(yīng)在75至80厘米為最佳。這一高度完美的符合本校學(xué)生的手功能高，可以有效的提高學(xué)生在投放燒烤機(jī)時(shí)的便利程度，不易出現(xiàn)在倉(cāng)促情況下無(wú)法將燒烤機(jī)準(zhǔn)確的投入到燒烤機(jī)的情況，符合人機(jī)學(xué)的原理。
3.2 燒烤機(jī)尺寸結(jié)果及簡(jiǎn)評(píng)
該燒烤機(jī)無(wú)論從燒烤機(jī)高度、燒烤機(jī)大小還是安放位置來(lái)看，都是本次調(diào)研的燒烤機(jī)中最合理的一個(gè)。十分符合人體測(cè)量學(xué)和人機(jī)學(xué)的要求。且該燒烤機(jī)為雙箱式燒烤機(jī)，可進(jìn)行分類回收燒烤機(jī)，有利于資源的回收再利用。在該燒烤機(jī)的中間位置還設(shè)置了一個(gè)煙灰缸，這有效的降低了煙頭引燃燒烤機(jī)內(nèi)燒烤機(jī)的危險(xiǎn)，這一設(shè)計(jì)雖然小巧，但是作用卻十分重要。
3.3 燒烤機(jī)的結(jié)構(gòu)
燒烤機(jī)一般有兩種結(jié)構(gòu)形式：一體式和開(kāi)蓋式。
一體式包括箱體，投入口，回收口三部分。
開(kāi)蓋式包括箱體，投入口，箱蓋，通常箱體內(nèi)含有一個(gè)內(nèi)桶，方便燒烤機(jī)清除，其中箱蓋處可開(kāi)啟，作為回收口用，有時(shí)也省去投入口，只包括箱體和箱蓋，箱蓋既作為投入口又作為回收口。
3.4 燒烤機(jī)的顏色
燒烤機(jī)的顏色一般要起到識(shí)別作用，尤其在分類燒烤機(jī)中不同顏色有不同的特定含義。分類燒烤機(jī)的分類如下：紅色燒烤機(jī)放置有害燒烤機(jī)，如廢電池，廢熒光燈管，水銀溫度計(jì)，廢油漆，過(guò)期的藥品等；黃色燒烤機(jī)放置不可回收的燒烤機(jī)，即在自然條件下易分解的燒烤機(jī)，如果皮，菜皮，剩菜剩飯等；藍(lán)色燒烤機(jī)放置可回收燒烤機(jī)，如廢紙，廢塑料，廢金屬，廢玻璃，廢織物等。紅，黃，藍(lán)三種顏色能給人們投入燒烤機(jī)提供一定的暗示。
第4章 一種多功能燒烤機(jī)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程
本課題研究一種多功能燒烤機(jī)的具體建模設(shè)計(jì)過(guò)程。
根據(jù)市場(chǎng)需求狀況，考慮大眾人群的需求狀況，燒烤機(jī)是一種燒烤設(shè)備，可以用來(lái)做羊肉串、烤肉等。燒烤機(jī)分為3種，碳烤機(jī)、燃?xì)饪緳C(jī)和自動(dòng)燒烤機(jī)，其中燃?xì)饪緳C(jī)和自動(dòng)燒烤機(jī)以無(wú)油煙、對(duì)產(chǎn)品無(wú)污染而備 受歡迎。燒烤機(jī)的最大特點(diǎn)就是可以同時(shí)燒烤和煎炸食物，也可單獨(dú)使用其一項(xiàng)功能。設(shè)計(jì)精巧，安裝簡(jiǎn)易，為歐美流行款式，適合多人野外或家庭聚會(huì)使用，增添 情趣。燒烤爐是一種燒烤設(shè)備?？梢杂脕?lái)做羊肉串、烤肉等。幾乎在中國(guó)每一個(gè)城市的燒烤店,燒烤攤都用的設(shè)備。燒烤爐又稱燒烤機(jī)、自動(dòng)燒烤機(jī)、燃?xì)鉄緳C(jī)、木炭燒烤機(jī)。
4.1儲(chǔ)炭箱設(shè)計(jì)
儲(chǔ)物箱通常也叫整理箱、儲(chǔ)物盒、整理盒、收納箱。儲(chǔ)物箱的材料多種多樣，通常有塑料、布藝、紙質(zhì)、金屬、木質(zhì)等。
4.2中部箱設(shè)計(jì)
4.3儲(chǔ)物柜設(shè)計(jì)
儲(chǔ)物箱通常也叫整理箱、儲(chǔ)物盒、整理盒、收納箱。儲(chǔ)物箱的材料多種多樣，通常有塑料、布藝、紙質(zhì)、金屬、木質(zhì)等。
4.4煎、烤、蒸、煮等功能部件設(shè)計(jì)
燒烤可能是人類最原始的烹調(diào)方式，是以燃料加熱和干燥空氣，并把食物放置于熱干空氣中一個(gè)比較接近熱源的位置來(lái)加熱食物。一般來(lái)說(shuō)，燒烤是在火上將食物（多為肉類）烹調(diào)至可食用，因此臺(tái)灣亦有稱此為烤肉；現(xiàn)代社會(huì)，由于有多種用火方式，燒烤方式也逐漸多樣化，發(fā)展出各式燒烤爐、燒烤架、燒烤醬等。
燒烤的由來(lái)
一般的都采用不銹鋼爐體,通過(guò)電子脈沖點(diǎn)火，使用石油液化氣或是天然氣的燃燒的了、熱量來(lái)加熱上面的四條獨(dú)立耐高溫水晶紅燃?xì)饧訜岚逶僭阼F板上烘烤食物。看節(jié)能分量控制,電子脈沖開(kāi)關(guān)還可以控制火苗的大小可以來(lái)控制鐵板的溫度實(shí)用方便。
有考據(jù)指燒烤的英文名稱barbecue這個(gè)字（俗稱BBQ）有可能是來(lái)自加勒比海。從前法國(guó)來(lái)到加勒比海，在島上會(huì)把整只宰好的羊從胡須到屁股（de la barbe au cul）放在烤架上烤熟后進(jìn)食，這個(gè)食物簡(jiǎn)稱 barbe-cul （法文cul 字末尾的“l(fā)”不發(fā)聲），演變成barbecue這個(gè)字，更由于cue的和英文字母Q同音，便變成了barbeque，后來(lái)更簡(jiǎn)寫為BBQ。
由于將肉類烘烤時(shí)會(huì)產(chǎn)生煙霧，常見(jiàn)的燒烤都是在戶外進(jìn)行。但不少餐廳也發(fā)展出室內(nèi)燒烤的用餐型式，在亞洲如日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等地，稱之為燒肉店，也就是在室內(nèi)每人座位前有建在桌子當(dāng)中的燒烤架，放上木炭，架上網(wǎng)架或欄架讓消費(fèi)者自行將生肉烤熟的方式。
雖然燒烤主要指烘烤肉類，但今日可烘烤的食材相當(dāng)多種，可說(shuō)是任何食材包括有蔬菜、水果等都可以烘烤，亞洲常見(jiàn)的還有豆腐、香菇、青椒等都是燒烤時(shí)常見(jiàn)的。
在中國(guó)食品方面，有一種叫燒味類，包括：燒鵝、豉油雞、燒肉、叉燒等等，不是食客自己即燒即食的一類燒烤，但是英文也是叫作BBQ。
燒烤分類
燒烤分為直接烤制和間接烤制兩種。直接烤制又有明火暗火之分，間接烤制也分為鐵板，石板，銅板等多種。而對(duì)木炭的要求也各不相同，目前中國(guó)的木炭共有三種適合燒烤。一：原木木炭，二：機(jī)制木炭，三：工業(yè)焦炭，原木木炭也分果木和雜木之分，果木就是，蘋果，梨，山楂等的硬質(zhì)木材燒烤的味道比較好，而雜木包括楊，槐，松等其它軟木燒烤味道一般。
燒烤文化起源
伏羲是中國(guó)文明代表人物"三皇之首"，《三字經(jīng)》中有"自羲農(nóng)，至黃帝，號(hào)三皇據(jù)上世"。創(chuàng)造精神是伏羲文化精神。在遠(yuǎn)古時(shí)代，河里、湖泊里、海里有許多魚(yú)，天空有許多鳥(niǎo)，地上有許多獸類，人們不會(huì)捕捉。人們手提一根樹(shù)干在水邊等著，看著魚(yú)游過(guò)來(lái)就打一棒子，靠這種方法偶爾才能捕到幾條魚(yú)。伏羲將野麻，曬成干搓成繩，然后用細(xì)一些的繩子編成網(wǎng)，教人們捕魚(yú)；用粗一些的繩子編成網(wǎng)，教人們捕鳥(niǎo)捕獸。這比只吃樹(shù)上野果要好多了，但是生魚(yú)生鳥(niǎo)吃起來(lái)味道并不好，嚴(yán)重的是有的弄不好，吃了還要鬧肚子生病。當(dāng)伏羲取來(lái)天火后，便教人們用火把鳥(niǎo)兒、魚(yú)兒烤熟了吃。從此，人們吃著香噴噴的烤肉，身體也就更健康了。為了紀(jì)念伏羲，人們把他稱"庖犧"即"第一個(gè)用火烤熟獸肉的人。
燒烤工具
燒烤爐
燒烤爐分為3種，碳烤爐、氣烤爐和電烤爐，其中氣烤爐和電烤爐以無(wú)油煙、對(duì)產(chǎn)品無(wú)污染而備受歡迎。市面上常見(jiàn)的燒烤爐種類有蘋果爐、長(zhǎng)方爐、輕便爐等等。蘋果爐外形最討巧，圓圓的輪廓，容量超大，一般里面用兩層罩網(wǎng)分隔，可以分別用來(lái)燜和熏，而且有輪子和把手，便于在燒烤過(guò)程中隨意變換位置，盡顯主人的細(xì)膩周到。但蘋果爐的架子不可調(diào)高度，個(gè)高或個(gè)矮者都不太容易找到舒服的燒烤姿勢(shì)。長(zhǎng)方爐橫面寬，方便幾個(gè)人同時(shí)操作，營(yíng)造出其樂(lè)融融的氛圍，兩側(cè)伸展出的木架還可以放些盤子和食物，減少往來(lái)奔波。如果不想占用太多空間，那種造型精巧的輕便爐也是不錯(cuò)的選擇，“紅客”、“探路者”等品牌都有這種爐子。該爐的優(yōu)點(diǎn)是燒烤架高低可調(diào)，便于控制火力，價(jià)格便宜，100元以內(nèi)。而氣烤爐和電烤爐相對(duì)貴一些。
燒烤車
由于街?jǐn)偼赓u燒烤爐攜帶不方便，現(xiàn)在燒烤車成為街?jǐn)偼赓u的主流燒烤工具，它可移動(dòng)，準(zhǔn)備一罐煤氣和燒烤材料就可營(yíng)業(yè)，成本低，成為小額投資成業(yè)者的首選，而且現(xiàn)在市場(chǎng)上流行的燒烤車功能也來(lái)越多，除了燒烤，還能做麻辣燙、酸辣粉等等。
燒烤炭
市面上常見(jiàn)的炭有易燃炭、木炭、機(jī)制炭。易燃炭在戶外用品店有售，分方形和餅形兩種。易燃炭的表面有一層易燃層，比普通木炭要容易引燃，缺點(diǎn)是較貴，一小盒就要百元以上。而普通木炭四公斤裝的售價(jià)僅為20元，但里面大小不一，燒烤時(shí)容易火力不均，且燃燒時(shí)間短，烤的過(guò)程中必須不斷加炭。機(jī)制炭其實(shí)是由炭和煤混合而成，壓制成中空的多棱形，從炭灰上就可看出其含有煤的成分。這種炭大小均勻，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，火力均勻，無(wú)煙，價(jià)格不貴，很多專業(yè)燒烤店選擇的都是這種炭，但引燃的過(guò)程比較費(fèi)勁。
釬子、魚(yú)夾和刀
選擇時(shí)要選便于清洗和消毒的。魚(yú)型釬和頂端分岔的長(zhǎng)釬都比較實(shí)用方便，絕對(duì)滿足平魚(yú)和雞翅的形狀需求。
4.5支架部件設(shè)計(jì)
4.6輪子部件設(shè)計(jì)
輪子是實(shí)現(xiàn)手推燒烤機(jī)往前行走的部件，由于該課題的要求簡(jiǎn)單，用普通的市場(chǎng)上的輪子就可以。
4.6整體裝配設(shè)計(jì)
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
一、總結(jié)
本設(shè)計(jì)是對(duì)燒烤機(jī)進(jìn)行的一次有效的理論討論。對(duì)食品機(jī)進(jìn)行有效的理論分析，不僅有一定的使用價(jià)值，更有較高的理論參考價(jià)值，這有利于我們技術(shù)人員消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家包裝業(yè)的差距。
二、今后研究方向
今后將理論計(jì)算應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，理論指導(dǎo)實(shí)踐。
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附 錄
致 謝
本論文是在導(dǎo)師XX的悉心指導(dǎo)下完成的，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)與能力的綜合應(yīng)用和檢測(cè)，是每一個(gè)合格的大學(xué)生的必經(jīng)過(guò)程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想；也同時(shí)讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識(shí)能力。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問(wèn)題。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識(shí)，而且也對(duì)自己的知識(shí)面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖的過(guò)程中，使用了AUTOCAD、PRO-E、等二維和三維繪圖軟件，并同時(shí)進(jìn)行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步提高了我們繪圖識(shí)圖的能力。
在學(xué)校的學(xué)習(xí)生涯，將隨著畢業(yè)論文的結(jié)束畫上圓滿的句號(hào)，在這里，在所有老師的細(xì)心教育和自己的刻苦努力下，我學(xué)到了很多很實(shí)用的知識(shí)，更重要的是，我學(xué)到不僅僅是書(shū)本上的知識(shí)，更是一種學(xué)習(xí)的能力，相信這一定可以幫助自己在今后的工作中起到積極的作用。
在這次畢業(yè)論文中，給予我?guī)椭畲鬅o(wú)疑就是我的指導(dǎo)老師。雖然老師工作繁忙，但卻對(duì)我的關(guān)心卻絲毫不受工作的影響，電話交流非常頻繁，并利用因特網(wǎng)及時(shí)進(jìn)行護(hù)動(dòng)交流，給予我很大的發(fā)展空間，不斷拓展自己的思維，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考、處理問(wèn)題的能力。在這次論文中，真的感覺(jué)學(xué)到了很多很多知識(shí)，在此表示我衷心的感謝。
由于本人知識(shí)有限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更加不足，因此我的設(shè)計(jì)還存在著很多的不足之處，敬請(qǐng)各位老師指正，本人將不勝感激！
最后，再次感謝所有在這次論文中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)。