救援無(wú)人機(jī)機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

救援無(wú)人機(jī)機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要近年來(lái)，科技領(lǐng)域的各個(gè)方面都得到高速的發(fā)展，例如材料應(yīng)用技術(shù)、動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字傳感技術(shù)等等，與此同時(shí)救援無(wú)人機(jī)以及相關(guān)設(shè)備也得到了全面而快速的發(fā)展，裝備了先進(jìn)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，使其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。其主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在其復(fù)雜和危險(xiǎn)的環(huán)境下也能進(jìn)行航空救援工作。對(duì)救援無(wú)人機(jī)的研究也將是科技創(chuàng)新的新時(shí)代。救援無(wú)人機(jī)主要是通過(guò)圖像識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)救援對(duì)象進(jìn)行識(shí)別，然后通過(guò)遙控器發(fā)射信號(hào)，飛行控制系統(tǒng)可以快速捕捉到信號(hào)，然后結(jié)合各個(gè)傳感器的反饋信號(hào)來(lái)控制電流的輸出，來(lái)使救援無(wú)人機(jī)完成上升、下降、置空等救援動(dòng)作，同時(shí)控制著救援無(wú)人機(jī)機(jī)械手的工作。首先對(duì)現(xiàn)有救援無(wú)人機(jī)與機(jī)械爪手展開研究，構(gòu)建救援無(wú)人的大致框架。根據(jù)前人的設(shè)計(jì)進(jìn)行模仿創(chuàng)新，將各功能重新分開研究，在基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，其中包括無(wú)人機(jī)的整體結(jié)構(gòu)、續(xù)航系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、各個(gè)控制系統(tǒng)及機(jī)械手，將其完美組合使得救援無(wú)人機(jī)整體協(xié)作起來(lái)，且能夠在經(jīng)濟(jì)高效的前提下達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的的要求。關(guān)鍵詞：救援無(wú)人機(jī)；機(jī)械手；結(jié)構(gòu)優(yōu)化RescuedronemechanicalsystemandstructuraldesignAbstractWiththedevelopmentofmaterialstechnology,digitaltechnology,powersystemtechnology,andsensortechnology,inrecentyears,rescuedronesequippedwithautonomousdrivingequipmenthavealsodevelopedrapidly,andtheirapplicationfieldsarebecomingmoreandmoreextensive.Itsmainadvantagesarereflectedinitsabilitytoconductaerialreconnaissanceinitscomplexanddangerousenvironment.Researchonrescuedroneswillalsobeatrendoftechnologicalinnovation.Therescuedronemainlytransmitssignalsthroughtheremotecontrol,andthereceiverreceivesthesignalsandtransmitsthemtotheflightcontroller.Thesignalsfromtheflightcontroller'sintegratedsensorsandthesignalsreceivedbythereceivercontroltheoutputofthecurrent,soastocontrolthespeedofeachrotoroftheaircraftThecorrespondingflightattitude,whilecontrollingtheworkoftherescuedronemanipulator.First,researchtherescuedroneandsortouttheoveralldesignideas.Throughthemethodofimitationcreationandfunctionaldecomposition,therescuedroneisdecomposedintovariousmodules,includingracks,brushlessmotors,electronicgovernors,batteries,flightcontrollers,remotecontrollers,androbots.Themainfunctionsareanalyzed.,Andthendesignandanalyzethemanipulator,sothattherescuedroneasawholecooperatesandcanmeettherequirementsofgraduationdesignunderthepremiseofcost-effectiveness.Keywords:Rescuedrone;manipulator;structuraloptimization目錄TOC\o"1-3"\h\u1前言 11.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 11.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 12機(jī)械爪手設(shè)計(jì)方案 32.1機(jī)械爪手的設(shè)計(jì)要求和功能要求 32.1.1設(shè)計(jì)要求 32.1.2功能要求 32.2常見機(jī)械爪手 32.2.1夾鉗式機(jī)械爪手 32.2.2彈性力機(jī)械爪手 32.2.3勾托式機(jī)械爪手 32.3方案對(duì)比分析和確定 42.3.1方案一二指平動(dòng)手爪 42.3.2方案二三指關(guān)節(jié)機(jī)械手爪 42.3.3方案分析 53機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 63.1機(jī)械手的結(jié)構(gòu)分析 63.2手指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 73.2.1手指數(shù)量 73.2.2手指的材料 73.3底座的設(shè)計(jì) 73.4驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 83.4.1驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和選擇 83.4.2電動(dòng)機(jī)的選擇 93.5螺栓連接的選擇與校核 103.5.1螺栓選擇 103.5.2螺栓校核 114三維設(shè)計(jì)與分析 124.1軟件概述 124.1.1參數(shù)化設(shè)計(jì) 124.1.2基于特征建模 124.1.3單一數(shù)據(jù)庫(kù) 124.2三維設(shè)計(jì)與裝配 124.2.1零件三維設(shè)計(jì) 124.2.2虛擬裝配 145基于ANSYS的有限元分析 165.1本設(shè)計(jì)的目的、意義 165.2ANSYS軟件的概述 165.3ANSYS抓手有限元靜力分析 165.3.1材料設(shè)置 175.3.2模型創(chuàng)建 185.3.3網(wǎng)格劃分 185.3.4邊界條件的設(shè)置 205.3.5約束的設(shè)置 205.3.6載荷加載 205.3.7求解計(jì)算 205.3.8結(jié)果分析 215.4結(jié)論 226總結(jié) 23參考文獻(xiàn) 24謝辭 25PAGE31前言近年來(lái)，多旋翼無(wú)人飛行器得到了快速的發(fā)展，裝配無(wú)人駕駛系統(tǒng)。這些無(wú)人機(jī)也稱為空中無(wú)人機(jī)器人，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)按用途分可以分為兩種，一種為軍用無(wú)人機(jī)，另一種則為民用無(wú)人機(jī)。在軍事無(wú)人機(jī)中發(fā)展較為完善，而在民用無(wú)人機(jī)的發(fā)展中還存在很多的空間。所以本研究重點(diǎn)研究民用的多翼無(wú)人機(jī)。多翼無(wú)人機(jī)它的好處在于無(wú)論地勢(shì)多復(fù)雜、氣候多惡劣都能優(yōu)秀的完成偵查救援任務(wù)。由其是將四翼無(wú)人機(jī)與救援系統(tǒng)相結(jié)合其升力大、成本低、升級(jí)空間大、靈活性強(qiáng)、飛行靈活、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。隨著材料技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、電力系統(tǒng)技術(shù)和傳感器技術(shù)的高速發(fā)展，配備了一個(gè)夾緊機(jī)械手的設(shè)備援助無(wú)人機(jī)也獲得了快速發(fā)展，其主要的優(yōu)勢(shì)是拯救一個(gè)在復(fù)雜或危險(xiǎn)環(huán)境中等待救援的人，并且可以通過(guò)救援無(wú)人機(jī)傳遞必要的救援信息。1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況2012年，日本注冊(cè)了約2.4萬(wàn)架多旋翼無(wú)人機(jī)，這原因是用于農(nóng)藥噴灑的多旋翼無(wú)人機(jī)數(shù)量龐大。2011年以來(lái)，美國(guó)由于研究經(jīng)費(fèi)大大增加，使得多翼無(wú)人及的到空前的高速發(fā)展。相對(duì)來(lái)說(shuō)，歐洲此時(shí)在無(wú)人機(jī)方面的發(fā)展較為緩慢。目前，許多公司已經(jīng)研發(fā)生產(chǎn)了100多架無(wú)人多旋翼無(wú)人機(jī)，其中最常見的是四旋翼和六旋翼。主動(dòng)防御技術(shù)也被引入到無(wú)人機(jī)中。與此同時(shí)，很多民間小企業(yè)也十分重視無(wú)人行業(yè)的發(fā)展，向其引入了許多新型技術(shù)，使得多種多樣的無(wú)人機(jī)出現(xiàn)在人們視野中。有關(guān)六旋翼無(wú)人機(jī)攜帶用于執(zhí)法、視頻和檢查的攝像頭的新聞很常見。以深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司為例，自2012年以來(lái)，公司規(guī)模不斷壯大，現(xiàn)已成為世界領(lǐng)先的無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)及無(wú)人機(jī)解決方案研發(fā)和制造企業(yè)。該公司的客戶遍及100多個(gè)國(guó)家。早在上世紀(jì)90年代末，美國(guó)就開始使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)和救援，但在中國(guó)，無(wú)人機(jī)還沒(méi)有用于地震災(zāi)害等應(yīng)急方面的應(yīng)用。在2008年汶川地震發(fā)生之前，中國(guó)科學(xué)院課題組是第一個(gè)嘗試將遙感無(wú)人機(jī)應(yīng)用于震中災(zāi)害航拍的課題組。之后，遙感無(wú)人機(jī)在玉樹、蘆山地震后的應(yīng)急救援中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。許多緊急救援實(shí)踐證明,無(wú)人機(jī)可以迅速進(jìn)入災(zāi)區(qū)地震后的航拍照片,現(xiàn)在也可以直接遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)回清晰的圖像;無(wú)人機(jī)具有成本低、操作方便和快速的反應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，這是更加有效的調(diào)查在大面積地震破壞的災(zāi)難面前。無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，專家們可以利用無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)對(duì)難情進(jìn)行分析以及評(píng)估傷害。目前的無(wú)人機(jī)技術(shù)除了可以對(duì)災(zāi)害進(jìn)行航拍外，還可以裝載多種有效載荷模塊，若將其“轉(zhuǎn)化”為移動(dòng)通信基站，同時(shí)具備災(zāi)后運(yùn)輸、物資配送、宣傳等救援的潛力。因此，無(wú)人機(jī)將成為應(yīng)急救援中不可或缺甚至不可替代的航空力量。1.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本文介紹了一種救援無(wú)人機(jī)的機(jī)械爪的設(shè)計(jì)，這種無(wú)人機(jī)與機(jī)械爪手的組合是一種能在惡劣環(huán)境中幫助救援人員展開救援工作的新方法。它不僅自身有很好的抓取能力，將其優(yōu)勢(shì)與無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，充分發(fā)揮救援無(wú)人機(jī)的作用。救援無(wú)人機(jī)通過(guò)與機(jī)械手相互配合，完成對(duì)各種物體的抓取任務(wù)，且自動(dòng)返回。本文包括了機(jī)械爪的建模與工作原理，還包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和ansys靜力學(xué)分析。2機(jī)械爪手設(shè)計(jì)方案2.1機(jī)械爪手的設(shè)計(jì)要求和功能要求2.1.1設(shè)計(jì)要求機(jī)械爪手首先抓物體十分牢靠，自身要有一定的強(qiáng)度，然后再與四翼無(wú)人機(jī)相結(jié)合，利用其準(zhǔn)確快速的飛行能力完成許多救援工作，并最后安全返回。機(jī)械爪手應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和輕量化，避免錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。爪手控電路應(yīng)該簡(jiǎn)單可靠，在不影響功能的前提下，盡可能減少驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量，并且可以在不通電的情況下自鎖，實(shí)現(xiàn)低功耗、高效率，為無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力創(chuàng)造條件。2.1.2功能要求可以對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)假設(shè)，能抓取方形或圓柱形，球體及不規(guī)則形狀的物體。在理想狀態(tài)下，可抓取最大尺寸為100mm、重1000g的物體。2.2常見機(jī)械爪手2.2.1夾鉗式機(jī)械爪手夾鉗式的機(jī)械爪手，它一般由手指、驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)系統(tǒng)及連接與支承原件組成，通過(guò)手指的上下移動(dòng)來(lái)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行夾取。其手部結(jié)構(gòu)與螃蟹鉗子相似，廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的一種手部結(jié)構(gòu)。夾鉗式機(jī)械爪手又可以分為兩種結(jié)構(gòu)，一種為回轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)，另一種為平移型結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)型的工作原理是兩個(gè)杠桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)手指，然后手指會(huì)繞指定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)開閉運(yùn)動(dòng)。而平動(dòng)型機(jī)械爪手的工作原理是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)兩個(gè)手指作相對(duì)的平移運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)開閉運(yùn)動(dòng)。2.2.2彈性力機(jī)械爪手彈性力機(jī)械爪手的特點(diǎn)是通過(guò)彈性原件來(lái)夾緊物品，它在裝夾目標(biāo)物體時(shí)僅需要施加一定的壓力就可，可以省去特定的動(dòng)力裝置。但是，在放下物體時(shí)需要施加一個(gè)拉力，且這個(gè)拉力要大于目標(biāo)物體的自重。對(duì)于目標(biāo)物體的形狀也有要去，其必須與手指的形狀相似，而且抓取的方向要同一方向進(jìn)行抓取。2.2.3勾托式機(jī)械爪手鉤爪不是通過(guò)夾緊力來(lái)抓住物體，而是利用物體的重量和水平手指產(chǎn)生的支持力來(lái)鉤住或拖動(dòng)物體。由于鉤式手爪主要依靠手指的支持力來(lái)夾緊物體，不是特別依賴于驅(qū)動(dòng)裝置的力矩大小，且不需要很大的夾緊力。2.3方案對(duì)比分析和確定機(jī)械手爪是救援無(wú)人機(jī)最關(guān)鍵的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是否能精確穩(wěn)定的加持物體是提高救援無(wú)人機(jī)的工作效率和推進(jìn)工作水平為重點(diǎn)。機(jī)械手抓的設(shè)計(jì)好壞主要取決于裝夾是否牢固、定位是否精確、是否具有普遍性。目前常用的機(jī)械爪手多數(shù)為三種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的爪手，一種為夾鉗式，另一種是彈性力式，還有一種是勾托式。他們都有一個(gè)缺陷就是其工作原理過(guò)于簡(jiǎn)單導(dǎo)致裝夾對(duì)象單一。近些年以來(lái)隨著機(jī)械的各個(gè)方面的發(fā)展，出現(xiàn)了許多各種各樣的爪手的結(jié)構(gòu)，從簡(jiǎn)單變復(fù)雜，從單一到普遍，他們的功能也越來(lái)越多樣化。從自然界尋找靈感，爪手也趨于仿生化。實(shí)踐證明，手指越多抓取物品更加穩(wěn)定，可以抓取各種形狀不一的物品，但手指過(guò)多使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜多余，所以三指機(jī)械爪手的結(jié)構(gòu)是最佳選擇。2.3.1方案一二指平動(dòng)手爪方案一是一種多連桿的二指平動(dòng)機(jī)械爪，它是由很多個(gè)可以自由活動(dòng)的小關(guān)節(jié)組成的。然后使用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，使得機(jī)械爪完成裝夾的動(dòng)作。圖2.1二指平動(dòng)機(jī)械手原理圖該類型機(jī)械爪手以步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)源，具有傳動(dòng)靈敏和傳動(dòng)精度高的特點(diǎn)。該類型的機(jī)械爪一般結(jié)構(gòu)大小適中，生產(chǎn)成本不高，一般用于科研機(jī)器人和教學(xué)機(jī)器人。其工作原理是電機(jī)帶動(dòng)第一動(dòng)力桿，再通過(guò)連桿傳給平行四邊形結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)手指的張合。手指的表面是粗糙的，目的是為了增加與裝夾物體間的摩擦系數(shù)，使得抓的更加的牢固。手指與裝夾物體之間還有壓力傳感器通過(guò)物體的硬度大小來(lái)判斷需要多大的夾緊力，防止物體被夾壞。2.3.2方案二三指關(guān)節(jié)機(jī)械手爪方案二是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三指關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)機(jī)械手，使得機(jī)械爪手更靈活、更穩(wěn)定的抓取目標(biāo)物體。從而設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三指機(jī)械手爪。其工作方式為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與其連接的圓盤，再通過(guò)曲型連接件傳動(dòng)，與其端部分別通過(guò)連桿與三根手指連接；電機(jī)帶動(dòng)圓盤和曲形連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)連桿控制手爪開合。三根手指呈正三角形排布，抓握時(shí)被抓取物受力均勻。該新型的三指手爪設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)出機(jī)械爪手具有控制簡(jiǎn)單、抓握可靠的優(yōu)點(diǎn)。2.3.3方案分析應(yīng)根據(jù)機(jī)械爪的具體使用情況來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)械爪結(jié)構(gòu)，它的功能確定時(shí)，爪手的結(jié)構(gòu)及工作也就大致確定。當(dāng)爪手的自由度數(shù)越高，手指的靈活性就越高，夾持的對(duì)象就越來(lái)越多樣化，與此同時(shí)控制也會(huì)變得越復(fù)雜、制造成本也會(huì)隨著其復(fù)雜程度而變高。方案一：夾鉗式的機(jī)械爪，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本底，但是電機(jī)的轉(zhuǎn)速與手指工作時(shí)的速度成非線性的關(guān)系，造成機(jī)械爪在夾取物體時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊力，沖擊力接觸物體產(chǎn)生慣性力，同時(shí)慣性力對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)就會(huì)產(chǎn)生較大影響，為了能使夾持更可靠，無(wú)人機(jī)需要消耗大量的電量來(lái)維持平衡，使得無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力大大縮減。與此同時(shí)此機(jī)械爪只能上下平動(dòng)，夾取物體有一定的難度，難以實(shí)現(xiàn)一手多用。方案二：三指關(guān)節(jié)機(jī)械爪，相對(duì)于二指的來(lái)說(shuō)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，但是電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以保證手指也是勻速運(yùn)動(dòng)，在夾取物體時(shí)不會(huì)產(chǎn)生沖擊力。故不會(huì)拉低無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。該機(jī)械爪手具有三個(gè)指節(jié)，能夠?qū)Υ笮∠嗨疲螤畈灰坏奈矬w實(shí)現(xiàn)抓取，并且受力均勻，而在手爪末端的彎曲，使其不僅依靠摩擦力抓取，在對(duì)方形物體以及其他不同形狀物體的抓取，也有著不俗的表現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)一手多用的功能。3機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1機(jī)械手的結(jié)構(gòu)分析考慮到被抓取物的多樣性，以及其裝載在無(wú)人機(jī)上的行程限制，這對(duì)機(jī)械手的選擇提出了具體的要求，其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。有三個(gè)手指的手爪，圓周對(duì)稱的三個(gè)手指。在電機(jī)的控制下，通過(guò)曲形連桿與電機(jī)相連的三個(gè)手指可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)開合，并對(duì)不同形狀物體的夾緊。下圖為由Pro/E軟件設(shè)計(jì)的救援無(wú)人機(jī)抓取端執(zhí)行器的三維模型。圖3.1機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖工作原理：將當(dāng)無(wú)人機(jī)的機(jī)械手位于被抓取物附近時(shí)，機(jī)械手上的傳感器檢測(cè)到物體，機(jī)械手的位置的相對(duì)位置與被抓取物的的中心位置對(duì)齊，在機(jī)械手的控制信號(hào)，觸發(fā)單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的位置傳感器，控制與手爪相連的電機(jī)工作，繼而機(jī)械手合起抓住貨物，手指端壓力傳感器檢測(cè)能保證檢測(cè)到的壓力的實(shí)時(shí)性，以及確定是壓力是否達(dá)到閾值，閾值由實(shí)驗(yàn)得出并在無(wú)人機(jī)單片機(jī)程序中設(shè)定好。如果達(dá)到這個(gè)閾值，則停止機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)并反饋給單片機(jī)抓取完成的信號(hào)。3.2手指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為了使機(jī)械爪手有良好的通用性，在減少驅(qū)動(dòng)源的基礎(chǔ)上，使之能夠抓住任意形狀，能適用于更廣的應(yīng)用范圍，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加的簡(jiǎn)單，容易控制。機(jī)械手手指的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞模式主要用在通過(guò)曲形連桿及關(guān)節(jié)開合手爪。這樣的設(shè)計(jì)可以很好的適用于無(wú)人機(jī)上驅(qū)動(dòng)行程短，載重能力較低的情況3.2.1手指數(shù)量相對(duì)于兩個(gè)手指，三個(gè)手指能更好的抓取各種形狀的物體，且穩(wěn)定性更好。配合傳感器，可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的抓取及載運(yùn)工作。3.2.2手指的材料手指選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，?duì)救援無(wú)人機(jī)的作用有著很大的影響。為了使手指需要有著足夠的強(qiáng)度和質(zhì)量且符合機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)尺寸，本設(shè)計(jì)選用的材料是尼龍6/10。因?yàn)槟猃埦哂泻芨叩臋C(jī)械強(qiáng)度，質(zhì)量輕，非常有韌性吸震性，耐油，耐弱酸等特點(diǎn)。圖3.1單節(jié)手指機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.3底座的設(shè)計(jì)機(jī)架主要是用來(lái)安裝驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和各手爪手指，對(duì)其有著機(jī)身小巧，體積小，重量輕的設(shè)計(jì)要求。考慮到安裝三根手指的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其主體為正六邊形，用以固定和支撐手爪驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及手爪。機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。圖3.2底座結(jié)構(gòu)3.4驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.4.1驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和選擇目前常見的機(jī)械手驅(qū)動(dòng)主要有三種，一種是氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，一種是電氣驅(qū)動(dòng)，最后一種是液壓驅(qū)動(dòng)：（1）氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)一般是用空氣壓縮機(jī)來(lái)作為動(dòng)力的來(lái)源，是一種用壓力驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器來(lái)氣動(dòng)壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)能保證操作者的安全，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，污染少，可通過(guò)調(diào)節(jié)空氣流量，調(diào)節(jié)速度，但大尺寸設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定，定位精度不高，抓取力小。（2）液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出力的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)流體壓力驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，有效的，應(yīng)速度快，簡(jiǎn)單，可以滿足一個(gè)非常廣泛范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)速要求，應(yīng)用十分的廣泛，不會(huì)產(chǎn)生額外的附加力，轉(zhuǎn)變方向也十分的柔和，但容易泄漏，污染和成本很高，傳輸特性受液體粘度變化的影響。（3）電氣傳動(dòng)模型，電脈沖信號(hào)控制的開環(huán)控制元件的線性位移成為步進(jìn)電機(jī)的角位移，其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單，快速的反應(yīng)，無(wú)累積誤差等。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)子，具有良好的動(dòng)態(tài)特性，精度高，便于調(diào)速，速度快，運(yùn)行平穩(wěn)，易于控制等特點(diǎn)。基于步進(jìn)電機(jī)的這些優(yōu)點(diǎn)本設(shè)計(jì)中采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。3.4.2電動(dòng)機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)，是將一種信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖和脈沖數(shù)成正比的角位移或線位移的執(zhí)行元件。它的優(yōu)勢(shì)在于以下：（1）脈沖頻率和線速度為線性關(guān)系；（2）不受環(huán)境條件的變化、電壓波動(dòng)和負(fù)載的變化而變化；（3）反應(yīng)靈敏能快速的啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，且速度可以調(diào)控；（4）定位精度高，同步啟動(dòng)特性好。救援無(wú)人機(jī)機(jī)械手手爪的適用環(huán)境，要求電機(jī)應(yīng)有響應(yīng)迅速、具有普遍適用性、受環(huán)境影響小，額定功率小，并可用于開環(huán)系統(tǒng)。根據(jù)所有這些條件，本設(shè)計(jì)選擇90BF004型的步進(jìn)電機(jī)，該機(jī)功率為60W。以下為選擇主要有步驟：（1）根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩和脈沖當(dāng)量來(lái)初選電機(jī)型號(hào)(a)步距角首先初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，從手冊(cè)中查到步距角,由于（3-1）綜合考慮，我初選了，滿足以上公式。(b)距頻特性步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩Mjmax為電機(jī)的定位轉(zhuǎn)矩。步進(jìn)電機(jī)的名義啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mmq與最大靜轉(zhuǎn)矩Mjmax的關(guān)系式為：Mmq=（3-2）電機(jī)在沒(méi)有外加工作負(fù)載下的啟動(dòng)稱為步進(jìn)電機(jī)空載啟動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)所需要空載啟動(dòng)力矩按下式計(jì)算：（3-3）式中：為絲桿預(yù)緊折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；Mkq為空載啟動(dòng)力矩；Mka為空載啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件由靜止升速到最大快進(jìn)速度折算到電機(jī)軸上的加速力矩；Mkf為空載時(shí)折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩。而且初選電機(jī)的型號(hào)時(shí)要符合步進(jìn)電動(dòng)機(jī)必要的空載啟動(dòng)力矩小于步進(jìn)電機(jī)名義啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即：MkqMmq=λMjmax（3-4）計(jì)算Mkq的各項(xiàng)力矩如下：①加速力矩②空載摩擦力矩③附加摩擦力矩（2）啟動(dòng)矩頻特性校核步進(jìn)電機(jī)分可以為三種工作狀態(tài)：一種是啟動(dòng)，第二種是快速進(jìn)給運(yùn)行，第三種是工進(jìn)運(yùn)行。前面提出的，不能避免電機(jī)啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)不丟步的現(xiàn)象，只是為了最大靜轉(zhuǎn)矩滿足初選電機(jī)后，最后在檢查電機(jī)的要求。因此，后面還要多一步就是對(duì)啟動(dòng)矩頻特性進(jìn)行進(jìn)一步校核。步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)有升速啟動(dòng)和突跳啟動(dòng)。突跳啟動(dòng)時(shí)加速力矩很大，啟動(dòng)時(shí)不可避免丟步，因此很少用。而升速啟動(dòng)過(guò)程中只要保證升速時(shí)間足夠長(zhǎng)，且啟動(dòng)過(guò)程緩慢，空載啟動(dòng)力矩中的加速力矩不會(huì)很大。一般不會(huì)發(fā)生丟步現(xiàn)象，滿足要求。3.5螺栓連接的選擇與校核3.5.1螺栓選擇因?yàn)檩S承受一定橫向工作載荷的作用，所以選用鉸制孔用螺栓。從《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中表10-1中查得螺栓為：M3×0.5，D1=3mm，P=0.5mm。3.5.2螺栓校核①根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中表10-6選取螺栓材料性能為4.8級(jí)，公稱屈服極限σs=320Mpa,由于裝配時(shí)不要求嚴(yán)格控制預(yù)緊力，按表10-8取安全系數(shù)S=3。螺栓的許用應(yīng)力：螺栓的拉應(yīng)力：，滿足要求。②因?yàn)殂q制孔用螺栓受橫向載荷，所以螺栓按受剪切進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中表10-7取螺栓的剪切應(yīng)力為：螺栓的剪切應(yīng)力：，滿足要求。4三維設(shè)計(jì)與分析4.1軟件概述Pro/Engineer簡(jiǎn)稱Pro/E是一款十分常用的三維建模軟件。它是由美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司開發(fā)的，集中了CAD、CAM、CAE為一體。在各行各業(yè)中都發(fā)揮著重要的作用，由于他是現(xiàn)在機(jī)械領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)，得到業(yè)界的高度認(rèn)同，所以是當(dāng)今社會(huì)十分流行的三維建模軟件之一。4.1.1參數(shù)化設(shè)計(jì)當(dāng)建模時(shí)，可以將一個(gè)復(fù)雜的三維模型分解為多個(gè)構(gòu)成要素，每一個(gè)構(gòu)成都具有它各自的特點(diǎn)，而且它是被有限個(gè)參數(shù)所限制的，這就是參數(shù)化設(shè)計(jì)。4.1.2基于特征建模當(dāng)我們操作軟件時(shí)，Pro/E固有的系統(tǒng)模型是構(gòu)成一切三維模型的基礎(chǔ)，可以根據(jù)三維模型的特點(diǎn)畫草圖，然后通過(guò)拉伸、掃描、陣列等操作得到自己想要的三維模型。操作簡(jiǎn)單通俗易懂。4.1.3單一數(shù)據(jù)庫(kù)Pro/E在一個(gè)獨(dú)有的數(shù)據(jù)庫(kù)上建立的，和其他系統(tǒng)不同，是在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上建立的。不管它的部門，一般統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目都是從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以每一個(gè)產(chǎn)品的用戶在獨(dú)立的模擬和工作。4.2三維設(shè)計(jì)與裝配4.2.1零件三維設(shè)計(jì)在Pro/E零件設(shè)計(jì)模塊對(duì)各零件進(jìn)行三維建模，主要零件的建模結(jié)果如下：（1）第一關(guān)節(jié)圖4.1第一關(guān)節(jié)（2）第二關(guān)節(jié)圖4.2第二關(guān)節(jié)（3）手指末端圖4.3指尖（4）曲形連桿圖4.4曲形連桿（5）支架圖4.5支架4.2.2虛擬裝配虛擬裝配就是先將前面所設(shè)計(jì)好的零件分別組裝在一起，即首先先將手指與各連接件裝配到一起，然后將裝配好的手指與底座間接在一起，最后裝配到無(wú)人機(jī)中。（1）手指裝配圖4.6手指虛擬裝配總成裝配圖4.7總成虛擬裝配裝配入無(wú)人機(jī)圖4.8裝配入無(wú)人機(jī)5基于ANSYS的有限元分析5.1本設(shè)計(jì)的目的、意義目前，無(wú)人機(jī)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥噴灑、播種、電纜檢測(cè)、婚禮攝影、電影攝影等多個(gè)領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)還可以裝配各種負(fù)載，例如攝像頭、雷達(dá)、紅外攝像頭和通信設(shè)備等，完成攝影、探測(cè)以及救援等工作。救援無(wú)人機(jī)的應(yīng)用必將成為當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，救援無(wú)人機(jī)的研究也必將成為科技創(chuàng)新的趨勢(shì)。救援無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展必將會(huì)為人們的生活帶來(lái)巨大便利，所以這項(xiàng)研究具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)、地震等自然災(zāi)難時(shí)，人很難第一時(shí)間快速準(zhǔn)確的到達(dá)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，但是如果利用好救援無(wú)人機(jī)的話，則可以很好地克服這些缺陷。將救援無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)充分利用起來(lái)，來(lái)挽救更多人的生命及財(cái)產(chǎn)安全。裝配機(jī)械爪手的救援無(wú)人機(jī)具有豐富種類。救援無(wú)人機(jī)要根據(jù)不同的情況來(lái)搭建所需要的模塊，這是因?yàn)榫仍h(huán)境不同、氣候不同及救援的對(duì)象也不同等，所以需要具體情況具體分析。這就是救援無(wú)人機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)所在。例如，每當(dāng)需要運(yùn)輸或空投物資時(shí)，無(wú)人機(jī)可以攜帶便攜式自救設(shè)備或食物和飲用水。5.2ANSYS軟件的概述ANSYS軟件是一款進(jìn)行靜力學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)分析、流體分析、以及磁場(chǎng)分析的有限元軟件，可以與許多建模軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，例如CAD、Pro/E、Solidworks等。大大方便了教研項(xiàng)目的進(jìn)行，無(wú)論是較為簡(jiǎn)單的靜力學(xué)分析，還可以進(jìn)行復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)分析，基本在所有工業(yè)制造領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。由于它對(duì)硬件的要求不高，所以基本可以在所有平臺(tái)運(yùn)行。5.3ANSYS抓手有限元靜力分析本章針對(duì)抓手進(jìn)行ANSYS有限元靜力分析，通過(guò)分析確認(rèn)抓手的應(yīng)力情況及應(yīng)變情況，通過(guò)分析得到抓手的最大應(yīng)力的大小，確認(rèn)是否超過(guò)屈服極限，進(jìn)一步來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否合理。如圖所示為ANSYS里的分析流程圖，包括材料設(shè)置，模型創(chuàng)建、網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置、求解計(jì)算、結(jié)果分析，本次分析我們就按照下圖流程進(jìn)行分析。圖5.1分析流程圖5.3.1材料設(shè)置我們這里使用的材料為尼龍6/10，設(shè)置如圖所示泊松比，密度，彈性模量，屈服強(qiáng)度等參數(shù)，在ANSYS材料庫(kù)里進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，如圖所示。圖5.2材料庫(kù)里進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置5.3.2模型創(chuàng)建這里我們采用三維軟件Proe創(chuàng)建了三維模型，然后轉(zhuǎn)成STP格式導(dǎo)入到ANSYS進(jìn)行有限元分析，如圖所示為本次分析的模型。圖5.3分析的模型5.3.3網(wǎng)格劃分材料定義我們定義零件使用的材料，選中材料定義為40Cr，如圖所示。圖5.4材料定義網(wǎng)格劃分，我們選用加密的網(wǎng)格劃分，設(shè)置如下。圖5.5網(wǎng)格劃分如圖為劃分完成的模型網(wǎng)格。圖5.6完成的模型網(wǎng)格5.3.4邊界條件的設(shè)置邊界條件設(shè)置包括有約束設(shè)置和載荷加載。5.3.5約束的設(shè)置將抓手上下圓柱面設(shè)置為圓柱約束，如圖所示。圖5.7約束設(shè)置示意圖5.3.6載荷加載根據(jù)抓手工作狀態(tài)，抓手底部加載5N的力，如圖所示。圖5.7加載后示意圖5.3.7求解計(jì)算插入應(yīng)力和應(yīng)變求解器，如圖所示進(jìn)行計(jì)算。圖5.8求解示意圖5.3.8結(jié)果分析如圖為位移分布圖，從應(yīng)力圖中可以看出抓手的應(yīng)力分布，最大位移位于抓手底部為0.2341mm。圖5.9結(jié)果分析一如圖為應(yīng)力分布圖，從應(yīng)力圖中可以看出抓手的應(yīng)力分布，最大應(yīng)力為2.1994Mpa小于抗拉強(qiáng)度139Mpa，符合設(shè)計(jì)要求。圖5.9結(jié)果分析二5.4結(jié)論通過(guò)ANSYS軟件對(duì)抓手的受力進(jìn)行了分析，得到了抓手的應(yīng)力圖和位移圖。從應(yīng)變圖得出，最大位移位于抓手左右兩側(cè)為0.2341mm。從應(yīng)力圖得出抓手的最大應(yīng)力為2.1994Mpa小于抗拉強(qiáng)度139Mpa，符合設(shè)計(jì)要求。綜上所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)符合強(qiáng)度和剛度要求。6總結(jié)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)是非常不容易的理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，通過(guò)這次救援無(wú)人機(jī)機(jī)械系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中綜合利用我的的理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)應(yīng)用，解決實(shí)際問(wèn)題的操作能力，同時(shí)也提高了我的文獻(xiàn)搜索指南的設(shè)計(jì)能力，怎樣確定裝配方案,了解了無(wú)人機(jī)與機(jī)械爪手的基本結(jié)構(gòu),提高了獨(dú)立完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)的能力，也是對(duì)我的計(jì)算能力、繪圖能力、三維建模能力、軟件自學(xué)能力以及文字撰寫能力的鍛煉。對(duì)于需要控制地方，選擇的細(xì)節(jié)和我所有的能力都得到很好地鍛煉，獲得工作經(jīng)驗(yàn)，獲得豐富的和意志品質(zhì)的抗壓能力，力量和耐力，也被不同程度的提高。這也正是此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義所在，也正是我們所追求的過(guò)程，為提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為了設(shè)計(jì)的全面全面性，但時(shí)間是有限的，所以都是專心致志的，正是在這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最好是讓我的大腦知識(shí)重新武裝起來(lái)的，使我們思維更加的活躍，行動(dòng)更為的迅速。相信在不就將來(lái)的工作生活中也能回想起自己所學(xué)，讓我在以后工作中如魚得水，有更好專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也有極強(qiáng)的溝通能力和應(yīng)變能力。按照時(shí)間表完成本該畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我知道，專業(yè)知識(shí)，專業(yè)發(fā)展以及對(duì)未來(lái)的信心，但也發(fā)現(xiàn)它的許多缺點(diǎn)和不足，留下一點(diǎn)遺憾，但不幸的是沒(méi)有足夠完美的細(xì)節(jié)和不給我的打擊只會(huì)更好地激勵(lì)我前進(jìn)，我會(huì)第一時(shí)間在未來(lái)當(dāng)更多的新技術(shù)，新設(shè)備，新技術(shù)的出現(xiàn)時(shí)，力爭(zhēng)盡快學(xué)習(xí)掌握這些先進(jìn)的新設(shè)備新工藝，并巧妙的運(yùn)用于工作當(dāng)中，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。參考文獻(xiàn)[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.[2]鄧星鐘主編.機(jī)電傳動(dòng)控制[M].第三版，華中科技大學(xué)出版社2012[3]嚴(yán)霖元主編.機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2013[4]鄭文緯，吳克堅(jiān)主編.機(jī)械原理[M].高等教育出版社2013[5]范思沖.畫法幾何及機(jī)械制圖.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995：3―12.[6]于永泗、齊民主編，機(jī)械工程材料[M]，大連：大連理工大學(xué)出版社，2007[7]余桂英、郭紀(jì)林主編，AutoCAD2008中文版實(shí)用教程[M]，大連：大連理工大學(xué)出版社，2017[8]邵立新、夏素民、孫江宏等編著，Pro/ENGINEERWildfire4.0中文版標(biāo)準(zhǔn)教程[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2007[9]王承義.機(jī)械手及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981：105-125[10]徐麗明,張鐵中.救援機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵問(wèn)題和對(duì)策[J].機(jī)械工業(yè)出版社,2016,20(5);38.[11]孫建設(shè).我國(guó)無(wú)人機(jī)救援模式沿革與思考[J].專家視點(diǎn),2017,2:22-24.[12]姜麗萍,陳樹人.果實(shí)采摘機(jī)器人的研究綜述[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2015,2,32(1):8-10.[13]崔玉潔,張祖立,白曉虎.農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)機(jī)化研究,2017,(2):4-5.[14]LingP,EhsaniR,TingKC,etal.Sensingandend-effectorforarobotictomatoharvester[C]//ASAEPaper043088,2004.[15]S.Jacobsen,J.Wood,K.Bigger.TheUtah/MIThand:Worksinprogress[J].InternationalJournalofRoboticsResearch.1986,4(3):221-250.謝辭本文在接近尾聲的時(shí)候，讓我在這四年的學(xué)習(xí)，我的大學(xué)生活提供的支持和鼓勵(lì)的親愛的老師和同學(xué)表示深深的感謝。首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師李春，她在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)我和我的研究提供指導(dǎo)和幫助。老師深厚的理論素養(yǎng)、淵博的知識(shí)和誨人不倦的精神，讓我贏了，而且，更重要的是，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和科學(xué)問(wèn)題的能力和抽象的合成影響我，因?yàn)槲业慕逃Ｔ谖业拇髮W(xué)生活，教師的言行和給我許多無(wú)私的關(guān)懷和幫助，所有這些我不僅能成功地完成本文，更是使我一輩子。我還想感謝尊敬的系里的老師，他們是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提出了許多好的建議和努力的方向，所以我能夠較快地完成設(shè)計(jì)。其次，我還要特別感謝我的母校，給我的學(xué)習(xí)和工作在現(xiàn)代的條件，使我順利完成自主學(xué)習(xí)不同的課程。最后，讓我將這學(xué)士學(xué)位論文完成，感謝我的父母的養(yǎng)育的恩典，使我成為對(duì)社會(huì)有用的，他們的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)我，這是我所有的信仰是力量的源泉。

電腦不啟動(dòng)故障診治了解電腦啟動(dòng)的過(guò)程在諸多電腦故障中，無(wú)法正常啟動(dòng)是最令用戶頭痛的事了。筆者長(zhǎng)期從事維護(hù)電腦的工作，在這個(gè)方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在就將這些經(jīng)驗(yàn)整理歸納出來(lái)與朋友們分享。本文將以家用電腦和windows98操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，介紹電腦無(wú)法正常啟動(dòng)故障的診治。要想準(zhǔn)確地診斷電腦不啟動(dòng)故障，首先要了解的起動(dòng)過(guò)程，當(dāng)我們按下電源開關(guān)時(shí)，電源就開始向主板和其它設(shè)備供電，此時(shí)電壓還沒(méi)有完全穩(wěn)定，主板控制芯片組會(huì)根據(jù)CMOS中的CPU主頻設(shè)置向CPU發(fā)出一個(gè)Reset(重置)信號(hào)，讓CPU初始化，電壓完全穩(wěn)定后，芯片組會(huì)撤去Reset信號(hào)，CPU馬上從地址FFFF0H處執(zhí)行一條跳轉(zhuǎn)指令，跳到系統(tǒng)BIOS中真正的啟動(dòng)代碼處。系統(tǒng)BIOS首先要做的事情就是進(jìn)行POST(PowerOnSelfTest，加電自檢)。POST的主要任務(wù)是檢測(cè)系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵設(shè)備(電源、CPU芯片、BIOS芯片、定時(shí)器芯片、數(shù)據(jù)收發(fā)邏輯電路、DMA控制器、中斷控制器以及基本的64K內(nèi)存和內(nèi)存刷新電路等)是否存在和能否正常工作，如內(nèi)存和顯卡等。自檢通過(guò)后，系統(tǒng)BIOS將查找顯示卡的BIOS，由顯卡BIOS來(lái)完成顯示卡的初始化，顯示器開始有顯示，自此，系統(tǒng)就具備了最基本的運(yùn)行條件，可以對(duì)主板上的其它部分進(jìn)行診斷和測(cè)試，再發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，屏幕上會(huì)有提示，但一般不死機(jī)，接著系統(tǒng)BIOS將檢測(cè)CPU的類型和工作頻率，然后開始測(cè)試主機(jī)所有的內(nèi)存容量，內(nèi)存測(cè)試通過(guò)之后，系統(tǒng)BIOS將開始檢測(cè)系統(tǒng)中安裝的一些標(biāo)準(zhǔn)硬件設(shè)備，這些設(shè)備包括：硬盤、CD－ROM、軟驅(qū)、串行接口和并行接口等連接的設(shè)備，大多數(shù)新版本的系統(tǒng)BIOS在這一過(guò)程中還要自動(dòng)檢測(cè)和設(shè)置內(nèi)存的相關(guān)參數(shù)、硬盤參數(shù)和訪問(wèn)模式等。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備檢測(cè)完畢后，系統(tǒng)BIOS內(nèi)部的支持即插即用的代碼將開始檢測(cè)和配置系統(tǒng)中已安裝的即插即用設(shè)備。每找到一個(gè)設(shè)備之后，系統(tǒng)BIOS都會(huì)在屏幕上顯示出設(shè)備的名稱和型號(hào)等信息，同時(shí)為該設(shè)備分配中斷、DMA通道和I/O端口等資源。最后系統(tǒng)BIOS將更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，擴(kuò)展系統(tǒng)配置數(shù)據(jù))。ESCD數(shù)據(jù)更新完畢后，系統(tǒng)BIOS的啟動(dòng)代碼將進(jìn)行它的最后一項(xiàng)工作，即根據(jù)用戶指定的啟動(dòng)順序從軟盤、硬盤或光驅(qū)啟動(dòng)。以從C盤啟動(dòng)為例，系統(tǒng)BIOS將讀取并執(zhí)行硬盤上的主引導(dǎo)記錄，主引導(dǎo)記錄接著從分區(qū)表中找到第一個(gè)活動(dòng)分區(qū)，然后讀取并執(zhí)行這個(gè)活動(dòng)分區(qū)的分區(qū)引導(dǎo)記錄，而分區(qū)引導(dǎo)記錄將負(fù)責(zé)讀取并執(zhí)行IO.SYS，這是Windows最基本的系統(tǒng)文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，然后就顯示出我們熟悉的藍(lán)天白云，在這幅畫面之下，Windows將繼續(xù)進(jìn)行DOS部分和GUI(圖形用戶界面)部分的引導(dǎo)和初始化工作，一切順利結(jié)束，電腦正常啟動(dòng)。根據(jù)故障現(xiàn)象診治了解電腦啟動(dòng)的過(guò)程，故障就好判斷了，下面我們就根據(jù)故障現(xiàn)象開始診治了：現(xiàn)象一：系統(tǒng)完全不能啟動(dòng)，見不到電源指示燈亮，也聽不到冷卻風(fēng)扇的聲音。這時(shí)，基本可以認(rèn)定是電源部分故障，檢查：電源線和插座是否有電、主板電源插頭是否連好，UPS是否正常供電，再確認(rèn)電源是否有故障，最簡(jiǎn)單的就是替換法，但一般用戶家中不可能備有電源等備件，這時(shí)可以嘗試使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盤，CPU風(fēng)扇，或者CDROM連好，然后把ATX主板電源插頭用一根導(dǎo)線連接兩個(gè)插腳（把插頭的一側(cè)突起對(duì)著自己，上層插腳從左數(shù)第4個(gè)和下層插腳從右數(shù)第3個(gè)，方向一定要正確），然后把ATX電源的開關(guān)打開，如果電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明電源正常，否則電源損壞。如果電源沒(méi)問(wèn)題直接短接主板上電源開關(guān)的跳線，如果正常，說(shuō)明機(jī)箱面板的電源開關(guān)損壞。現(xiàn)象二：電源批示燈亮，風(fēng)扇轉(zhuǎn)，但沒(méi)有明顯的系統(tǒng)動(dòng)作。這種情況如果出現(xiàn)在新組裝電腦上應(yīng)該首先檢查CPU是否插牢或更換CPU，而正在使用的電腦的CPU損壞的情況比較少見（人為損壞除外），損壞時(shí)一般多帶有焦糊味，如果剛剛升級(jí)了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻擊，這要考慮BIOS損壞問(wèn)題（BIOS莫名其妙的損壞也是有的），修復(fù)BIOS的方法很多雜志都介紹過(guò)就不重復(fù)了；確認(rèn)CPU和BIOS沒(méi)問(wèn)題后，就要考慮CMOS設(shè)置問(wèn)題，如果CPU主頻設(shè)置不正確也會(huì)出現(xiàn)這種故障，解決方法就是將CMOS信息清除，既要將CMOS放電，一般主板上都有一個(gè)CMOS放電的跳線，如果找不到這個(gè)跳線可以將CMOS電池取下來(lái)，放電時(shí)間不要低于5分鐘，然后將跳線恢復(fù)原狀或重新安裝好電池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都沒(méi)問(wèn)題還要考慮電源問(wèn)題：PC機(jī)電源有一個(gè)特殊的輸出信號(hào)，稱為POWERGOOD（PG）信號(hào)，如果PG信號(hào)的低電平持續(xù)時(shí)間不夠或沒(méi)有低電平時(shí)間，PC機(jī)將無(wú)法啟動(dòng)。如果PG信號(hào)一直為低電平，則PC機(jī)系統(tǒng)始終處于復(fù)位狀態(tài)。這時(shí)PC機(jī)也出現(xiàn)黑屏、無(wú)聲響等死機(jī)現(xiàn)象。但這需要專業(yè)的維修工具外加一些維修經(jīng)驗(yàn)，因此，建議采用替換法；電源沒(méi)有問(wèn)題就要檢查是否有短路，確保主板表面不和金屬（特別是機(jī)箱的安裝固定點(diǎn)）接觸。把主板和電源拿出機(jī)箱，放在絕緣體表面，如果能啟動(dòng)，說(shuō)明主板有短路現(xiàn)象；如果還是不能啟動(dòng)則要考慮主板問(wèn)題，主板故障較為復(fù)雜，可以使用替換法確認(rèn)，然后更換主板。現(xiàn)象三：電源指示燈亮，系統(tǒng)能啟動(dòng)，但系統(tǒng)在初始化時(shí)停住了，而且可以聽到嗽叭的鳴叫聲（沒(méi)有視頻）：根據(jù)峰鳴代碼可以判斷出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短聲：說(shuō)明系統(tǒng)正常啟動(dòng)。表明機(jī)器沒(méi)有問(wèn)題。2短聲：說(shuō)明CMOS設(shè)置錯(cuò)誤，重新設(shè)置不正確選項(xiàng)。1長(zhǎng)1短：說(shuō)明內(nèi)存或主板出錯(cuò)，換一個(gè)內(nèi)存條試試。1長(zhǎng)2短：說(shuō)明顯示器或顯示卡存在錯(cuò)誤。檢查顯卡和顯示器插頭等部位是否接觸良好或用替換法確定顯卡和顯示器是否損壞。1長(zhǎng)3短：說(shuō)明鍵盤控制器錯(cuò)誤，應(yīng)檢查主板。1長(zhǎng)9短：說(shuō)明主板FlashRAM、EPROM錯(cuò)誤或BIOS損壞，更換FlashRAM。重復(fù)短響：說(shuō)明主板電源有問(wèn)題。不間斷的長(zhǎng)聲：說(shuō)明系統(tǒng)檢測(cè)到內(nèi)存條有問(wèn)題，重新安裝內(nèi)存條或更換新內(nèi)存條重試。AMIBIOS1短：說(shuō)明內(nèi)存刷新失敗。更換內(nèi)存條。2短：說(shuō)明內(nèi)存ECC較驗(yàn)錯(cuò)誤。在CMOS中將內(nèi)存ECC校驗(yàn)的選項(xiàng)設(shè)為Disabled或更換內(nèi)存。3短：說(shuō)明系統(tǒng)基本內(nèi)存檢查失敗。換內(nèi)存。4短：說(shuō)明系統(tǒng)時(shí)鐘出錯(cuò)。更換芯片或CMOS電池。5短：說(shuō)明CPU出現(xiàn)錯(cuò)誤。檢查CPU是否插好。6短：說(shuō)明鍵盤控制器錯(cuò)誤。應(yīng)檢查主板。7短：說(shuō)明系統(tǒng)實(shí)模式錯(cuò)誤，不能切換到保護(hù)模式。8短：說(shuō)明顯示內(nèi)存錯(cuò)誤。顯示內(nèi)存有問(wèn)題，更換顯卡試試。9短：說(shuō)明BIOS芯片檢驗(yàn)和錯(cuò)誤。1長(zhǎng)3短：說(shuō)明內(nèi)存錯(cuò)誤。內(nèi)存損壞，更換。1長(zhǎng)8短：說(shuō)明顯示測(cè)試錯(cuò)誤。顯示器數(shù)據(jù)線沒(méi)插好或顯示卡沒(méi)插牢?，F(xiàn)象四：系統(tǒng)能啟動(dòng)，有視頻，出現(xiàn)故障提示，這時(shí)可以根據(jù)提示來(lái)判斷故障部位。下面就是一些常見的故障提示的判斷：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS參數(shù)丟失，有時(shí)可以啟動(dòng)，使用一段時(shí)間后死機(jī)，這種現(xiàn)象大多是CMOS供電不足引起的。對(duì)于不同的CMOS供電方式，采取不同的措施：1.焊接式電池：用電烙鐵重新焊上一顆新電池即可；2.鈕扣式電池：直接更換；3.芯片式：更換此芯片，最好采用相同型號(hào)芯片替換。如果更換電池后時(shí)間不長(zhǎng)又出現(xiàn)同樣現(xiàn)象的話，很可能是主板漏電，可檢查主板上的二極管或電容是否損壞，也可以跳線使用外接電池，不過(guò)這些都需要有一定的硬件維修基礎(chǔ)才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS檢驗(yàn)和讀出錯(cuò)；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系統(tǒng)未設(shè)置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中顯示類型的設(shè)置與實(shí)測(cè)不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存儲(chǔ)器與CMOS中設(shè)置的不一樣；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的時(shí)間和日期沒(méi)有設(shè)置。這些都需要對(duì)CMOS重新設(shè)置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死機(jī)原因：主板上鍵盤接口不能使用，拔下鍵盤，重新插入后又能正常啟動(dòng)系統(tǒng)，使用一段時(shí)間后鍵盤無(wú)反應(yīng)，這種現(xiàn)象主要是多次拔插鍵盤引起主板鍵盤接口松動(dòng)，拆下主板用電烙鐵重新焊接好即可；也可能是帶電拔插鍵盤，引起主板上一個(gè)保險(xiǎn)電阻斷了（在主板上標(biāo)記為Fn的東西），換上一個(gè)1歐姆／0.5瓦的電阻即可。四、自檢過(guò)程中斷在xxxKCache處這表示主板上Cache損壞，可以在CMOS設(shè)置中將“ExternalCache”項(xiàng)設(shè)為“Disable”故障即可排除。同理，在自檢主板部件時(shí)出現(xiàn)中斷，則可以認(rèn)為該部件損壞，解決方法一般可以在CMOS中將其屏蔽，如果不能屏蔽該部件最好更換主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能與軟盤驅(qū)動(dòng)器交換信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能與硬盤驅(qū)動(dòng)器交換信息。應(yīng)檢查FDD（HDD）控制卡及電纜。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片壞；提示“DMAError”，DMA控制器壞。這種故障需要更換。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的顯示模式跳線設(shè)置錯(cuò)誤，重新跳線。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”鍵盤被鎖住，打開鎖后重新引導(dǎo)系統(tǒng)。九、IDE接口設(shè)備檢測(cè)信息為：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示該IDE接口都沒(méi)有找到硬盤，如果該IDE口確實(shí)接有硬盤的話，則說(shuō)明硬盤沒(méi)接上或硬盤有故障，可以從以下幾方面檢查：1、硬盤電源線和數(shù)據(jù)線是否接觸不良，或換一根線試試；2、CMOS設(shè)置有無(wú)錯(cuò)誤，進(jìn)入CMOS將“PrimaryMaster”、“PrimarySlave”、“SecondaryMaster”三項(xiàng)的的“TYPE”都設(shè)置成“Auto”；3、替換法確認(rèn)硬盤本身有故障。十、IDE接口設(shè)備檢測(cè)信息下面顯示“Floppydisk(s)fail(40)”出錯(cuò)信息表示CMOS所指定的軟盤驅(qū)動(dòng)器有問(wèn)題。判斷和解決的方法與硬盤相似?，F(xiàn)象五：系統(tǒng)不能引導(dǎo)。這種故障一般都不是嚴(yán)重問(wèn)題，只是系統(tǒng)在找到的用于引導(dǎo)的驅(qū)動(dòng)器中找不到引導(dǎo)文件，比如：BIOS的引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置中將軟驅(qū)排在了硬盤驅(qū)動(dòng)的前面，而軟驅(qū)中又放有沒(méi)有引導(dǎo)系統(tǒng)的軟盤或者BIOS的引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置中將光驅(qū)排在了硬盤驅(qū)動(dòng)的前面，而光驅(qū)中又放有沒(méi)有引導(dǎo)系統(tǒng)的光盤，這個(gè)都很簡(jiǎn)單，將光盤或軟盤取出就可以了，實(shí)際應(yīng)用中遇到“DiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”的提示，多數(shù)都是這個(gè)原因。如果是硬盤不能引導(dǎo)的話一般有兩種情況：一種是硬盤數(shù)據(jù)線沒(méi)有插好，另一種就是硬盤數(shù)據(jù)損壞。前者一般多會(huì)出現(xiàn)硬盤容量檢測(cè)不正確和引導(dǎo)時(shí)出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象；后者則是干脆找不到引導(dǎo)文件或提示文件損壞。前者只需重新連接好數(shù)據(jù)線即可；后者則需要用win98的啟動(dòng)軟盤或啟動(dòng)光盤啟動(dòng)，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定：一、提示“Invalidpartitiontable”或“NotFoundany[activepartition]inHDDDiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”，這說(shuō)明找不到硬盤活動(dòng)分區(qū)，需要對(duì)硬盤重新分區(qū)。二、提示“Missoperationsyste”，說(shuō)明硬盤活動(dòng)分區(qū)需要重新格式化（formatc:/s）。三、提示“InvalidsystemdiskReplacethedisk，andthenpressanykey”或顯示“StartingWindows98…”時(shí)出現(xiàn)死機(jī)，說(shuō)明硬盤上的系統(tǒng)文件丟失了或損壞，使用“sysc:”，命令傳遞系統(tǒng)文件給c盤，再將C拷貝給c盤?，F(xiàn)象六：硬盤可以引導(dǎo)，但Windows不能正常啟動(dòng)，也不能進(jìn)入安全模式。這種情況表明Windows98出現(xiàn)了嚴(yán)重的錯(cuò)誤，首先，用殺毒軟件查殺病毒，看是不是病毒造成的，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)病毒可以用以下方法試一試。一、直接將接口卡與各個(gè)外設(shè)都撥去，再插回去，并調(diào)整接口卡上的設(shè)置（如果可以的話）來(lái)檢查是否是硬件沖突造成，開機(jī)看看是否可正常進(jìn)入Windows。二、檢查CMOS中的設(shè)置是否有不正確的地方，若不清楚，可選擇LoadBiosDefault項(xiàng)目，然后重開機(jī)，開機(jī)看是否可正常進(jìn)入Windows。三、在啟動(dòng)時(shí)按下F8鍵，一般會(huì)出現(xiàn)6個(gè)選項(xiàng)（如果安裝了DOS6.22則出現(xiàn)7個(gè)選項(xiàng)）選擇第4項(xiàng)“step－by－stepconfirmation”進(jìn)入單步運(yùn)行方式，按照出現(xiàn)死機(jī)的命令選擇處理方法：1、執(zhí)行“Processthesystemregistry”計(jì)算機(jī)就死機(jī)，說(shuō)明是注冊(cè)表故障，那么可以重新啟動(dòng)按F8鍵，選第4項(xiàng)后，只在Device=c:\windows\himem.sys這一項(xiàng)上按“Y”，其余的按“N”后，在DOS提示符下輸入Scanreg／fix