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1、工程项目设计1、课题要求和主要性能指标:假如你应聘到某单位负责设备维护和改造，现单位计划采用数显 装置将一台普通车床改造为自动车床，专门用于车削螺纹。此任务委 托给你完成，具体要求如下: a.能分别显示横向（最大为500mm）和纵向（最大为100mm）的进给 位移量（精度必须达到0.01mm）； b.能自动控制螺距（精度必须达到0.01mm）； c.当加工到规定的螺纹圈数（精度优于1度）时，能自动退刀，此 时喇叭响（“嘀”一声）;d. 若横向走刀失控，当溜板运动到床身的左、右两端限位时，喇叭 报警并立即使机床停止下来;e. 有较强的抗振、抗电磁干扰、抗腐蚀等能力;f. 有较高的性能/价格比。|
2、t| .1-16得加工棉花包及幼妙厂用的开节犀桓【陶院包h)开潸棉机、课题要求及主饕技术指标幕轴承公司希望对本厂牢间生己的汽中-川懵柱的直径进行自动测晓祁分迷.技术指标及 具体要求如下：浪柱的标;称直径为10. 000mm，允许介差范|同为叩m .超出公差值围均F以剔除(分别落A jL偏差和负偏差两个废料箱中)L在公差公,内,潦柱的?径从土泌F - 10.003mm,分为AG共7个等级.分浏落人 时应的了个料箱中-浪柱的分选速度为如个而希，介选结果在 LCD屏匚显示.图3-LT蕖柱轴腰及癖柱直径的部量G凯检后的半住袖章 m剖南伐烈抵毕个滚柱徒的粮电位松 s革阡分场机外厄3、一、矗来源卫技术指标
3、曜够厂的白动开清棉机”经常携棉花包里混柴的铁丝、铁钉等杂物统.私并可能弓1 起火无现欲在“开清棉”之前对棉花包进行非接触自动椅硒和金属报务技术指标如下：破捡测铁丝最小尺寸w /2nunT长Mmtn棉花包额定尺寸;0, 7m(VZ)X0. 53m(H)XL4ma)o棉花包运动速度w, lm/%待加工棉花包及纺纱厂用的“开清棉机”如图416所示-升清棉机”的功能是把原棉 ?F包，使原棉恢复箕天然的柔软性和使纤维块松解，并去除杂质，依靠风机和输梅管近将纤嶷烛麹，毓到舰厂的默中族有救炸的雷懿其也金履理膊在博翻腾 脚城麟汛麟,当敞煽和其顺时瞩秘翻腿带上的耕鼬 输毓赣妣球及计Y触翻破具藉艇D酬该骚的躯j
4、2）画！u饬励i 3）简概明麒副L5、酒后驾车易出事故，但判定驾驶员是否喝酒过量带有较大的主观 因素。请你利用学过的知识，设计一台便携式、交通警使用的酒后驾 车测试仪。总体思路是：让被怀疑酒后驾车的驾驶员对准探头（内部装有多 种传感器）呼三口气，用一排发光二极管指示呼气量的大小（呼气量 越大，点亮的LED越多）。当呼气量达到允许值之后，“呼气确认” LED亮，精酒蒸气含量数码管指示出三次呼气的酒精蒸气含量的平 均百分比。如果呼气量不够，则提示重新呼气，当酒精含量超标时， LED闪亮，蜂鸣器发出“嘀嘀”声。根据以上设计思路，请按以下要求操作：1）画出你构思中的便携式酒后驾车测试仪的外形图，包括一
5、根 带电缆的探头以及主机盒。在主机盒的面板上必须画出电源开关、呼 气指示LED若干个、呼气次数指示LED3个、酒精蒸气含量数字显 示器、报警LED、报警蜂鸣器发声孔等。2）画出测量呼气流量的传感器简图。画出测量酒精蒸气含量的传 感器简图。画出测试仪的电原理框图。3）简要说明几个环节之间的信号流程。写出该酒后驾车测试仪的 使用说明书。6、构思一个多功能警棍，希望能够实现：产生强烈眩光；产生 30kV（3万伏）左右的高压；能在50mm距离内探测出犯罪嫌疑 人是否携带枪支或刀具。请画出该警棍的外形图，包括眩光灯按键、高压发生器按键、报 警LED、电源总开关等，并写出使用说明书。7、工业或汽车中经常需
6、要测量运动部件的转速、直线速度及累计行 程等参数。现以大家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为 例，来了解其他运动机构的类似原理。现要求在自行车的适当位置安装一套传感器及有关电路，使之能 显示出车速（km/h）、及累计公里数（km），当车速未达到设定值（初） 时绿色LED闪亮，提示运动员加速;当累计公里数达到设定值0m疽 时，红色LED闪亮、喇叭响，提示运动员停下休息，计数器同时复 位，为下一个行程作准备。具体要求如下:1）你所选择的测圈数的传感器是？。2）画出传感器及显示器在自行车上的安装简图（必须较形象地 画出自行车及传感器，并标出传感器的安装位置。8、下图是金属零件自动装箱检测控制系
7、统示意图，金属零件陆续从 落料管中落到正下方的零件盒中。当零件盒中的数量达到设定值N 时停止落料。传送机构动作，将下一个空盒传送到落料管正下方金属零件分装、计数系统图1）请你选择合适的传感器有效地检测下落零件的个数。2）画出整个测控系统的原理框图。9、请设计：可连续监测和控制绝缘薄膜的厚度的检测系统。要求：请画出测量控制装置的示意图，包括信号处理框图、控制 薄膜厚度的张力伺服电动机、卷取辊、变频器、变速传送电动机、传 动辊等机械传送装置，并简要说明闭环控制的工作过程。10、粮食部门在收购、存储谷物、菜籽等时，需测定这些粮食、种子 的干燥程度，以防霉变。设计一台粮食含水量测试仪，要求：1）能显示
8、在标准质量（100g）条件下粮食的含水量（一般在 10%20% 之间）。2）能进行粮食品种的选择（能输入不同的纠正系数）。3）粮食易于倒入及倒出（内极柱应为圆锥顶）。4）外壳对操作者有静电屏蔽作用（可减少手的影响），引线从下 方中心接出，并考虑与周边接地外壳绝缘。5）画出测量系统图说明其工作原理及优、缺点。11、请根据学过的知识，设计一套装在汽车上和大门上的超声波遥控 开车库大门的装置。希望该装置能识别控制者的身份密码（一串32 位二进制编码，包括4位引导码、24位二进制码以及4位结束码， 类似于电视遥控器发出的编码信号），并能有选择地放大超声信号， 而排除汽车发动机及其它杂声的干扰（采用选频
9、放大器）。要求：1）画出传感器安装简图（包括汽车、大门等）。2）分别画出超声发射器、接收器的电信号处理框图及开门电路。3）简要说明该装置的工作原理。4）上述编码方法最多共有多少组？如何防止盗取密码？4）该装置的原理还能用于哪些方面的检测？保存贵重物品的场所都需要安装多种不同类型的防盗报警器，例 如PVDF压电薄膜玻璃破碎感应片、超声波、红外光电开关、热释 电元件、微波多普勒报警器等。现希望在窗户、门口、保险箱前面、 上下、左右安装多种传感器、多道防线，组成“与”逻辑的“天罗地 网”，以达到多重防护、报警的目的。请你画出相应的图纸，包括立 体图和平面图，并写出工程说明书。13、希望用温度IC控制
10、养鸡场（5000只肉鸡的规模）的室内温度， 请你做一个方案，要求如下：1）写出出你所选用的温度IC型号。2）画出养鸡场的加热、测温设备布置图。将凸轮轴跳动检具改造为可以实现自动测量的转置。请选用合适 的传感器并描述为何选用该类型传感器。描述系统结构凸论轴蹴动粒ft溯I量金戮：凸轮轴加工工炉司各轴颈相对中心孑戒！I单W穿，宋用带彩检具枷通，百令表或牛分表职示“两稀顶失定位凸沦轴，在捋个祓测抽役处 分别布匿一卜百分志，手勃耽4*工件一周.读取百:分曩变化室.15、希望用温度IC控制养鸡场（5000只肉鸡的规模）的室内温度，请你做一个方案，要求如下：1）写出出你所选用的温度IC型号。2）画出养鸡场的
11、加热、测温设备布置图。16、有关部门计划在街道十字路口的4处斑马线前26m处，各安装 1只传感器，用以检测四个方向的汽车流量，以控制红绿灯的节奏， 减少交通堵塞。现请你分别采用方型大尺寸电涡流线圈及磁敏电阻两 种方案，来检测是否有汽车停在四个斑马线之前的右侧马路上。具体要求为：1）电涡流线圈的长、宽各为多少米?2）电涡流线圈及磁敏电阻中，哪一个应埋在地下，哪一个应吊挂在汽车的上方？3）分别画出两种检测方案的传感器布置图及与汽车的关系。4）试比较这两种方案的优缺点。17、回答以下问题：1）总结现代汽车中，大约共有多少个传感器？可分成多少种类 型？2）请观察各种类型的汽车，例如小轿车、大客车、大卡
12、车、工 程车甚至拖拉机之后，你觉得除了本书介绍的传感器之外，还可以在 这些车辆的哪些部位、安装哪些传感器，从而可以进一步提高车辆的 舒适性和诸如效率、环保、安全性能等？3）除了汽车之外，飞机、火车等交通工具中都安装有众多各种 类型的传感器。请你举例谈谈传感器可靠性和寿命在这些综合应用系 统中的重要性。18、请观察空调的运行过程，谈谈你对“模糊空调”的初步想法。必 须包含哪些传感器才能实现这个构思?请观察打印机的运行过程，谈谈你对打印机的工作原理，必须包 含哪些传感器才能实现这个构思？20、有一驾驶员希望实现以下设想：下雨时，能自动开启汽车挡风玻 璃下方的雨刷。雨越大，雨刷来回摆得越快。请谈谈你
13、的构思，并画 出你的方案。21、风靡一时的“机器狗”实际上是一台玩具机器人。当你喊它名字 的时候，它会发出叫声；当你对它击掌时，它会向你跑来；当你抚摸 它的头时，它会翘起尾巴；当你在它的前面一定距离放一个球时，它 会走过去并抱住球1）要实现上述这些功能，要用到哪些传感器？这些传感器分别 安置在机器狗的什么部位？2）在机器狗上还可以开发哪些娱乐功能？相应的传感器是怎样 的？有一台吸尘机器人，在沿地面行走的同时进行吸尘。当感知墙壁 或障碍物时能自动避让或绕开；当判断蓄电量快用完时，自动返回充 电座进行充电。从该吸尘机器人所用传感器的角度分析：1）自动避让或绕开，采用的传感器是哪种类型的？2）设充电
14、座所处位置为地面平面坐标系的原点，吸尘机器人能 从任意位置正确返回至充电座，请设想该机器人会采用什么样的检测 技术？（提示：请拆一个电脑用滚球光电鼠标，观察内部结构，想一 想光标在电脑屏幕上的定位是怎样实现的） 23、下面一段文字是有关“排爆机器人”的描述：可以用轮子在平整的道路上以较高的速度行驶，其可伸缩 手臂的活动半径为4m，最大仰角87。，肘能弯曲90。，腕部活动范围 160。，手爪可旋转360。，手爪抓握力可达54kg；另外，手臂上装有 一支半自动猎枪，可与激光指示器配合使用，能在45m远处发射， 使弹丸命中直径为2.5cm的目标。”根据上述描述，请完成：1）按照以上论述，画出该排爆机
15、器人的结构示意图（主要表现 出各关节的活动状态和范围）。2）机器人的臂、肘、腕及手爪的角度由什么样的传感器测量出 来？3）手爪抓握物体时要考虑哪些问题？通过这些传感器能获得哪些信息?4）激光指示器在该机器人上起什么作用？它利用了什么样的测 量原理？24、冲床工作时，工人稍不留神就有可能被冲掉手指头。请选用两种 以上的传感器来同时探测工人的手是否处于危险区域（冲头下方）。 只要有一个传感器输出有效（即检测到手未离开该危险区），则不让 冲头动作，或使正在动作的冲头惯性轮刹车。请以文字形式，谈谈你 的检测控制方案，以及必须同时设置两个传感器组成“或”逻辑的关 系以及必须使用两只手（左右手）同时操作冲
16、床开关的必要性。25、请调研银行验钞机的工作原理，谈谈其是如何自动验钞和数钞？ 画出去结构示意图和工作原理图等。轴位移传二单抑数据处理一.课题来源党义及主要技术指标近十年来，中国制鞋业在全球制鞋业中跃升为全球最大的畦熊生产国和出|，2-您叽 对制作鞋子的模型鞋植的制造提出了更高的要求c传统轶橙机加工多采用机被诉膜协+咯 如工的原理方法，效率较低，而且较席建立有关鞋柜形状和尺寸等方面的廿爵mW 实物的存放还要占用大最空间nV：.，一二维月前已研制出各种数控鞋檀机.它首先采用数字化逆向制造技:甘明担汶:： 扫描】.形成母檀数据文件.然后再经过数据处理软件，对母椎数据进行旋牛y .*粉f= 插值和表
17、面光顺等数学处理，就可以形成各种尺码的鞋楫加工数据文件，送到数控加工_ （e L鞋植的数字化加工大大改善了产品的精度、尺寸-.致性以及表面丽.成：4罚w 、 的开发周期.大大提高我国鞋类产品国际竞争力。w所谓逆向制造-就是在没有设计图样或没很）建模的情况下按照现将为，： 模型（或称为零件康形）利用各种数字化技术及CAn技术而而建模的H胜：的数宇逆向制造流程图如图11-源所示。孝项目的主要技术指标有:栓构.舞模型外形修改缩彼码鞋植产品图1器 数控鞋植机的数字逆向制造流程图系统响成速度, X轴仿形轮不丢点最高扫描速度5r/min.X轴分辩方；Q. 005mm,换算为伟编码器的分辨力：0. 03。轴角分辨力：优于0.炉6&鞋植截面-数据点数：W00-2000点/圈每双鞋植数据量：4MB （:当鞋植氏Omm,加工螺距1. 6mm时） 测量加工极限：最大旋转直径20mm,最大测最反度450mm
