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日心说展品的设计与研究

作　者: 王安民
导　师: 刘心雄
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 日心说展品多轴运动控制器人机界面
分类号: J524
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 30次
引　用: 1次
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内容摘要

现代科技馆是通过能引起感官情绪和理智兴趣的展览来解释科学的发展,并引导观众参与科学与工程技术活动并激发智力的全新场所。展品设计是科技馆中心环节,展品除了带给观众美的享受外,还要满足观众的求知欲望,在互动中将展项主题潜移默化到观众心中。展品的操作者来源复杂,可靠性和互动性方面比机床要求高。展品设计是工业设计和机械设计的结合。机械设计中不仅要完全表达出设计的初衷和展馆的主题,还要在整个机械的所有功能实现中结合观众的思维和意图考虑展品的应用。太阳系展品是我校承接广东科学中心实验与发现馆的重要展品,是该馆的核心展品之一。日心说作为中世纪重大发现代表了中世纪的技术水平,整个日心说发现和建立是哲学、数学和天文学等科学与理论的推导和实验不断结合的过程。从此西方摆脱了宗教的束缚并迈入科学时代。本文叙述了太阳系展品的原理和设计。提出用开放式数控技术来设计模型机械系统。从机电控制角度采用伺服半闭环系统作为该控制系统的架构。采用PID调节加强运转稳定性,根据现场环境,从可靠性的原理提出并实践了硬件和软件的可靠性,采取了一些抗干扰措施。根据展品功能和观众互动要求,按照观众接受事物的方式和猎奇心编排了互动内容和功能,并编写实现相应展示内容的运动程序和人机界面程序。根据工业设计界面设计原则设计的人机界面软件,并设计了用户管理和维护操作程序,从太阳系实际运行原理和展示简化模型角度,分析模型运转误差,提出了校正思路。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题来源和背景  8-10
  1.2 国内外研究现状综述  10-12
  1.3 研究任务和方法  12-13
2 日心说模型展示设计  13-21
  2.1 日心说展示内容  13
  2.2 展示实现思路  13-14
  2.3 模型总体方案  14-15
  2.4 展品可靠性  15-19
  2.5 展品设计的原则  19-21
3 展品机械部分的设计  21-27
  3.1 展品的需求与模型设计  21-23
  3.2 内齿轮公转盘设计  23-24
  3.3 尼龙内齿轮设计  24
  3.4 自转电机电流通路设计  24-25
  3.5 啮合齿轮的校核  25-27
4 展品控制方案的设计  27-40
  4.1 展品模型控制  27
  4.2 展品模型公转控制  27-30
  4.3 公转控制  30-34
  4.4 展品伺服系统PID 设置  34-36
  4.5 伺服驱动器调整  36-38
  4.6 运动程序  38-40
5 展品人机交互界面设计  40-51
  5.1 展品展示需求分析  40-41
  5.2 展品人机界面实现  41-48
  5.3 图形显示设计  48
  5.4 数据库设计  48-51
6 展品抗干扰、软件界面设计和误差分析  51-57
  6.1 系统干扰  51-54
  6.2 行星位置的误差分析  54-55
  6.3 人机界面的工业设计  55-57
7 总结与展望  57-58
  7.1 全文的总结  57
  7.2 对将来的展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
附录1 研究生期间发表的论文  63-64
附录2 下位机程序  64

日心说展品的设计与研究

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