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电子技术课程设计报告 电动轮船设计


河南机电高等专科学校 电子技术课程设计报告
设计课题:电动轮船设计

电动轮船设计

一、设计任务与要求
1.了解基本直流电路 2.掌握制作简易的变速装置 3 了解轮船行驶方法

二、方案设计与论证
玩具轮船从诞生的那天起,极受各国人喜爱。其主要原因是一定要爱好者自己亲自动 手组装和改造才能完成和提高可玩性。轮船模型是一项有着广泛群众基础、健康有益的体 育活动,它有利于青少年增长知识、开阔眼界,培养他们动手动脑的能力,有利于青少年 综合素质的提高。轮船在水中开着,能增强孩子的成就感,亲少年在比拼谁的船在水中开 的更加快更加稳当,分出高下后,有的亲少年会想办法改进轮船,这是一个很有意思的事。 方案:用 130 电机两个, 分别提供行驶动力和控制方向。 用双向正反无线开关控制电路。 用 3.7v 锂电池作为电源。

三、总原理图及元器件清单
1.原理图

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其中一电动机提供行驶动力,另一个掌控方向

2.元件清单 元件序号
电源 电动机 无线双路正 反开关

型号
130

主要参数
3.7v

数量
1 2 1

备注

三.调研分析报告
1.玩具四驱车的定义及分类 按真船按一定比例缩小若干倍,以 130 电机和两节 5 号电池为动力的模型,简称玩具 电动车。 四驱车现有的产品主要分为两大类:一类是拼装车,另一类是改装配件。 拼装车的各个部分均为单独的部件,需要消费者按照组装示意图将各个部件组装成一 部整车,在拼装的过程中需要消费者有充分的耐心和细心,从而能充分锻炼消费者的动手、 动脑能力。 改装类配件则是单独零售的各个改装零部件,改装零配件性能均比拼装车本身的零部 件性能要好,四驱车迷需要利用各类改装配件对原车进行改装,使之成为一部独特的新型 赛车,使车在轨道中速度更快、稳定性更好。 而以产地和结构来区分,种类不胜列举。 2. 玩具四驱车的基本构造 (一)动力部分 一、动力部分的结构组成及工作原理 电动机(马达)及小齿轮、后导电片 1 个、开关按钮 1 个、电机罩、船桨叶片、开关 罩形成完整的直流闭合回路。可控地将直流电能转变成稳定的机械能,并以运轮圆周转动 形式输出。 二、电动机组成 (1)作用:将电能转变成机械能 (130 型电机电压 2.4~3V)
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(2)型号:银超霸 28000rad/min 低转速、磁场强、扭力大、省电、适合多弯道行驶 作用。金超霸 32000rad/min 中高速扭力很强,耗电适中,可连续持久地工作。捷豹 55000rad/min 外壳散热性能好,前后盖均采用含油轴套,速度很好。美洲豹 55000rad/min 高耐磨合金换向器,高速适合于各种轨道,综合性能好。烈豹 62000 转/分,电脑设计高耐 磨合金换向器,适合直线冲刺。劲霸 25000 转/分,风冷式马达,合金磁块电刷,转速高但 马达不易发热,可长时间持续工作,适合耐力拉力赛。 (3)电机轴上的小齿轮,与电机轴过紧配合,将动力输出给冠状齿轮,外形呈现圆柱 形。采用白色尼龙材料。 (4)导电片 作用:使马达的正负极与电池的正负极相连接的导体,起导电流的作用。 材料:镀铜或镀金金属。 特点:具有导电性(是金属的物理性能之一) (5)开关按钮 作用:控制电路的切断与接通。 原理:通过机械挤压,推动导电片的闭合。 材料:ABS 工程塑料。 (6)电机罩 作用:与底盘过紧配合,承托电机,安装后导电片,与齿轮箱配合,封闭齿轮箱。 材料:ABS 工程塑料。 (7)电池 作用:是储备电能的元件,是四驱车的动力来源。 型号:①锰锌普通电池。②碱性高能电池,奥迪双钻牌碱性电池具有容量大,放电量 大等特点。③充电电池:a. 镍镉电池(特点:放电量大,但容易形成记忆效应);b. 镍 氢电池(特点:放电平衡,没有记忆效应)。④奥迪双钻牌有可充电镍隔电池和镍氢电池 两种,特点:容量大,放电时间长,而用内阻小,大电流,性能优。 (8)电池扣 作用:将电池紧固于底盘上,以免行车时弹出及接触不严。 (二)传动部分 一、结构组成(按高速齿型配备) 冠状齿轮 1 个、短轴 1 个、动力输出齿轮 2 个、中轴承轴根、小齿轮 2 个、齿轮箱 1
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个。 二、工作原理 通过组齿轮的变速,将电动机产生的动力,按一定传达动比,传递给叶片,从而使轮 船运动。 三、动力传递顺序 电机→小齿轮→冠状齿轮→高动力输出齿轮→六角轴→盘状齿轮→小齿轮(后)→中 轴小齿轮(前)→盘状齿轮 2→前轮→后轮。

四.设计研究及方案
1.设计要求的提出 运用头脑风暴法,采纳许多玩家的意见,整合成以下几条观点: 使用功能 安全、调整、配换、使用的合理性,船身部件便于更换组装 动力参数:功率、作用力大小、方向,车子的稳定性能良好,车身 功能 技术功能 行动灵巧 性能参数:寿命、可靠度、有效性、精度等各方面达标 精神功能 形态、色彩、装饰、包装有个性化,能够拥有自己独特的车身设计 材料的选择、要求、限制,车身取材轻量化,又不影响其稳定性 加工制造 加工工艺、要求、检验条件及限制 装配条件,部件安排需考虑拥有良好的散热性能,组建便于拆装 经济性 尺寸、体积、重量、生产率 成本:理想成本,最高允许成本 期限 设计完成

2.仅解决了以往船撞到岸时四分五裂的问题, 还能更有效的提高少年儿童的动手能力, 使得这款船更靠近模型领域。 3. 散热性:侧边流线型进风口设计,能更有效的利用空气,产生风冷效果来降低电机 热量,更好的保护电机和车架。 4. 空气动力学:车底凹槽进风口设计,能更有效的利用空气,产生风冷效果来降低电 池热量,更有效的提高电池的使用效能。
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5. 创新:新式马达座设计,不仅改变了以往马达座和车底的松紧问题,更能让玩家轻 松的拆装和更换各种不同的马达。 6. 可延伸性:全新的结构设计理念,不仅让轮船的升级空间变的更大,更通用了以往 船的所有升级部件,让玩家能更随意,更轻松的体验到这款全新轮船的无穷魅力。

实物图

五、结论与心得
此次设计使我收获颇丰,首先我了解到了产品开发与设计的过程是解决问题的过程, 是创造新产品的过程。新产品的设计开发,从明确任务、设计调研,到分析、提出概念, 到设计定位,到设计构思,到设计展开,到深入设计、方案验证,到设计制图、制造报告, 到最后的生产销售,是有个漫长而艰难的过程。在设计中,从工作原理到模型设计、功能 结构到整体造型都要作详细地规划与设计。 设计是一种智慧、一种哲学、一种修炼、一种手段、一种探索,设计给我们带来的酸 甜苦辣的感受正是它的独特魅力,召唤着设计师们发自心底的创造力,去不断的突破、超 越、创新、编织新的精彩。 我们经常学到很多知识,但也经常不知道在当前场景下应用哪一条知识。所以你知道 多少知识并不重要,重要的是在各种应用场景下,能提取出多少。设计需要注意观察,发 现问题,有的放矢。比如鞋,一位四次获得美国工业设计协会 IDSA 学生组 IDEA 奖项的设
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计师看来,它又焕发出不同的意义。设计的足套鞋,它看上去是那么的与众不同,并不是 因为炫目的外在形式,而是内在隐藏在设计背后对人无微不至的关怀。产生这样全新的设 计概念,应该归功于设计者的观察和调研。在观察取得第一手感性资料的基础之上,提出 问题,用理性的逻辑推力方式解决问题是设计中重要的一个环节。 在我看来,设计产品思维一定要开放,排除限制,产生尽可能多的、有差异的设计方 案。设计思路连贯,不停滞,但也要学会有放有收,在明确思路的情况下,推敲细节。 再好的设计师也很难已开工就一步到位的,设计师不计时间和精力的。对于大多数设 计,往往最初一时灵感的闪现,只是起点。不断的反复修改,达到一定数量的累积,才能 找到设计方向,明确设计细节。 “纸上得来终觉浅,觉知此事要躬行。 ”是我这次设计最大 的感受。这个设计前前后后花了大约有一个半月的时间,由开始对产品造型设计感兴趣, 到最后的设计完成,设计资料的搜索和设计三维造型,配色等等,这样的过程丰富了我的 设计感受和认识,提高了设计技巧,受益匪浅。

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六、参考文献
[1] 刘涛主编, 《工业产品造型设计》 ,冶金工业出版社,2008 年 3 月 [2] 吕梓源主编, 《工业造型设计手册》 ,2008 年 5 月 [3] 蔡润林,刘书麟,刘富龙编著, 《UGNX5 中文版玩具设计实例精讲》 ,人民邮电出版社,2008 年 11 月 [4] 靳桂芳主编, 《机动玩具设计原理与实例》 ,化学工业出版社,2005 年 1 月 [5] 中国设计之窗,http://www.333cn.com/industrial

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