机电创新设计的方法有两类：一类是指首创、突破及发明；另一类是选择常用机构，并按某种方式进行组合，综合出可实现相同或相近功能的众多机构，为创新设计开辟了切实可行的途径。对于本科生的机电实验，其主要目的有三点：（1）加强学生对机电组成原理的认识，进一步了解机电组成及其运动特性，为机电创新设计奠定良好的基础。（2）增强学生对机电的感性认识，培养学生的工程实践及动手能力，体会设计实际机电产品时应注意的事项。（3）培养学生创新意识及综合设计的能力。但在传统机电实验中，只是简单拆装，不能进行创新性实验，也不能把机构运动与电子控制很好地结合在一起，已不能引起学生的兴趣，也不能适应社会的需求，而慧鱼模型为传统的机电实验注人了新的活力。

    1 慧鱼创意组合模型
    慧鱼创意组合模型又称“工程积木”“智慧魔方”，简称“慧鱼”，是由德国发明家Artur Fisher博士于1964年发明的，具有一般机械所具有的零部件，如齿轮、电机、电气开关等，通过声、光、电和辅助技术的配合，能够模拟各种机械运动和机械设备的自动控制，而且有比较真实的功能。
    慧鱼创意组合模型主要提供组合包、培训模型、工业模型三大系列。集能源（包括太阳能）、机械、液压、气动、遥控、自控、程控等多种学科知识于一身，利用工业标准的基本构件（机械元件、电气元件、气动元件），辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实践分析，可以实现任何技术过程的还原，实现工业生产和大型机械设备操作的模拟。

    1.1机械类元件
    如图1所示，机械类元件主要包括如下几类：六面体、齿轮、联杆、链条、履带、齿轮（齿轴、齿条）、蜗轮、蜗杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、轮齿箱、铰链等。
    其中，六面拼接体的6个面各有U形槽或凸出的小方块，二者是相互配合的。通过U形槽和小方块的相互拼接，可以实现构件之间的互连。由于这些构件是六面体，因此，接合的角度一般为0°或90°。如果需要其他角度的连接，有专用的楔形体可供使用，这些楔形体提供的角度有7.5°、15°、30°、60°。等，楔形体的角度已在其侧面标明。

    慧鱼模型提供的齿轮种类比较多，其中普通外齿合齿轮还可用作蜗轮。提供了多种长度的塑料或金属杆件，可用作导轨、连杆和传动轴等。
    如图2，万向节用于和塑料传动轴配合以传递扭矩。齿轮箱用于和电动机相连接，起减速器的作用，图2中的第二种齿轮箱用于齿条。

    此外，慧鱼模型还提供了大量的其他构件，很好地扩展了模型的功能，在此不再详述。

    1.2 电气类元件
    如图3所示，慧鱼模型提供的电动机有普通迷你电动机和大功率电动机两种，提供的灯泡有普通灯泡和聚光灯泡两种，可根据实际需要选用。红外线发射接收装置一、光敏传感器用于检测光源强度，当光线足够强时，传感器内部的电路闭合，接口板上检测到数字信号“1”，否则检测到数字信号“0”。光敏传感器也可以用作限位开关。同时，由于深色物体吸收光线，而浅色物体反射光线，光敏传感器还可以用来鉴别深色和浅色物体。电磁气阀，可调直流变压器（9 V,1 A，带短路保护功能）。小型开关上有3个针脚：0针脚和1针脚形成一个常闭开关；0针脚和2针脚形成一个常开开关；当按键被压下时，小型开关的通断状态改变，电脑接口板检测到数字信号“1”或“0”，利用这个原理，小型开关可以用作运动部件的限位开关。磁敏传感器用于检测环境的磁场强度，当磁场强度达到一定值后，传感器内部的电路闭合，接口板上检测到数字信号“1”，否则检测到数字信号“0”。

  
    1.3气动元件
    如图4所示，气动元件包括气缸、气阀（手动、电磁阀）、气管、管接头（三通、四通）、气泵、储气罐等。慧鱼模型的气动构件使用一个小型空气压缩机作为气源，压缩空气通过气管、弯头、气阀、气缸等部件来传递动力，可模拟液压系统。

    1.4  ROBO TX接口板
    如图5所示，ROBOPro软件在Windows平台下运行，该软件界面友好、功能丰富，能驱动ROBO接口板，但在驱动智能接口板时，不能将程序下载到接口板上。

    ROBOPro软件可以同时控制连接在计算机不同串口或USB端口上的多个接口板。通过利用木平台自带软件进行编程，对所搭建的机电产品进行控制，验证创新实验的思路是否正确。
    控制板的工作模式：
    （1）在线模式
    接口板始终和电脑相连（通过USB，串口或者无线射频通信模块）。程序在电脑上运行，显示器作为用户界面。

    （2）下载模式
    在这种模式下，程序被下载到接口板上且独立于电脑运行。两个不同的程序可以同时下载到FLASH存储器中，而且断电后程序也可以保存在内。也可以将程序下载到RAM中一旦电源中断或者启动FLASH中的程序，原RAM中程序就被删除。

    1.5 故障诊断及重要信息
    如果红色故障LED持续点亮，说明电源电压远超出了直流9V正常范围。这时接口板自动切断电源，直至供电电压达到正常范围。
    有关电磁干扰的问题：如果接口板被强烈的电磁干扰所影响，一旦停止干扰源接口板还可以恢复使用。有必要将电源中断一段时间后重新启动程序。

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