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方便針是在普通手縫針的基礎(chǔ)上為方便用戶使用而開發(fā)生產(chǎn)的一種新型手縫針,主要面向國(guó)際市場(chǎng)。 目前生產(chǎn)廠家多以散針（未經(jīng)包裝）的形式供貨。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的附加值和外觀形象，使其更好地與國(guó)際市場(chǎng)接軌,有必要設(shè)計(jì)生產(chǎn)一種方便針自動(dòng)包裝機(jī)。但由于沒有類似的自動(dòng)包裝機(jī)械可供參考，因此,其運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)難度較大。為了解決這一難題，本文從功能分析入手，應(yīng)用設(shè)計(jì)方法學(xué)和創(chuàng)造學(xué)的方法, 設(shè)計(jì)方便針自動(dòng)包裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案。

Levenberg - Marquardt優(yōu)化算法訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的迭代次數(shù)少，網(wǎng)絡(luò)的收斂速度快,且可得到較小的訓(xùn)練誤差。

表2中列出了四組正常樣本和四組劇烈磨損樣本用來驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別效果。由表2可看出網(wǎng)絡(luò)均能正確識(shí)別（為AR模型的前十個(gè)自回歸系數(shù)， 犬為模型的殘差方差）。

表2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別結(jié)果

—、設(shè)計(jì)要求

方便針的包裝采用如下形式:首先將6只針插在包裝紙上，然后再將包裝紙裝入透明的塑料盒中。根據(jù)所確定的方便針包裝形式，對(duì)方便針自動(dòng)包裝機(jī)提出以下具體要求：

1. 要求方便針6只為一組按照一定的順序排列后插入包裝紙中，每組分三個(gè)規(guī)格，長(zhǎng)度分別為 36. 0mm、38. 0mm、42. Omtn；直徑均為 0. 76mm。 2.在方便針的包裝過程要求包裝機(jī)每分包裝60包共360只方便針。 3.包裝紙的長(zhǎng)為 70mm,寬為30mm,具體包裝形式如圖1所示。

圖1方便針包裝形式

方便針自動(dòng)包裝機(jī)主要完成將6只方便針插入包裝紙中。由于將插好的包裝紙裝入包裝盒的動(dòng)作比較 簡(jiǎn)單，因此，可由人工完成，以便降低方便針自動(dòng)包裝機(jī)的復(fù)雜程度和設(shè)計(jì)難度。

二、總功能分析及功能分解

根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知,總功能就是把6只針按照要求的順序排列并插入包裝紙中。通過對(duì)總功能的分析可知,其機(jī)械系統(tǒng)比較復(fù)雜，難以直接求得滿足總功能的系統(tǒng)解,所以把總功能分解成能直接求解的分功能（功能元）。這些分功能與機(jī)器所要完成的一系列相互獨(dú)立的工藝動(dòng)作相對(duì)應(yīng)，并用樹狀功能圖（見圖2）

來描述。如圖2所示將總功 能分解為出料、排料、送料、 送紙、插針、切紙6個(gè)分功能。

包裝機(jī)工作過程如下：

1. 首先將三種規(guī)格的方便針按規(guī)定的順序裝入料斗的6個(gè)料倉(cāng)內(nèi),工作時(shí)推料機(jī)構(gòu)推動(dòng)出料板將6只針按一定順序推出料斗， 如圖3a所XT。
2. 兩組排料機(jī)構(gòu)從兩b）排料工位順序圖3出料及排料順序側(cè)將針排成如圖3b所示的形狀。

   3.送料機(jī)構(gòu)開始工作將其送到插針工位,同時(shí)送紙機(jī)構(gòu)將包裝紙送到插針工位。4.最后插針機(jī)構(gòu)完成插針動(dòng)作，同時(shí)切紙機(jī)構(gòu)在切紙工位將插好6只針的帶狀包裝紙按規(guī)定長(zhǎng)度切斷。 插好6只針的包裝紙?jiān)谥亓ψ饔孟卵鼗肋M(jìn)入料箱。

   三、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

   由于各分功能所對(duì)應(yīng)的工藝動(dòng)作彼此之間必須按照嚴(yán)格的工作時(shí)序進(jìn)行工作，因此擬將主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成凸輪機(jī)構(gòu),即靠裝在同一個(gè)分配軸上的多個(gè)凸輪來準(zhǔn)確控制各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的工藝在包裝機(jī)工作過程中，岀料、排料、插針、切紙4個(gè)工藝動(dòng)作均為往復(fù)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)上述工藝動(dòng)作的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件均為凸輪，同時(shí)考慮到包裝機(jī)的整體布局及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，上述4個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終選定為不同類型的凸輪組合機(jī)構(gòu),將各凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為不同方向的間歇往復(fù)移動(dòng)。

   按照設(shè)計(jì)要求送料及送紙動(dòng)作應(yīng)為單方向的間歇運(yùn)動(dòng)，在實(shí)現(xiàn)上述工藝動(dòng)作的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須包含不完全齒輪機(jī)構(gòu)或槽輪機(jī)構(gòu)等間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)?？紤]到與其它各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的匹配、相互組合的關(guān)系以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求等方面的因素，最終選擇了不完全齒輪機(jī)構(gòu)與其它齒輪機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿減速器、鏈傳動(dòng)共同組成包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)方便針的形狀特點(diǎn)，送料動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇了螺旋機(jī)構(gòu)。送紙動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用帶有滾輪的直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),靠相互壓緊的一對(duì)滾輪實(shí)現(xiàn)單方向的間歇送紙動(dòng)作,同時(shí)完成在包裝紙上壓出兩道棱脊，為接下來的插針動(dòng)作做好準(zhǔn)備。

   根據(jù)所設(shè)計(jì)的方便針自動(dòng)包裝機(jī)要求性能良好、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、工作平穩(wěn)可靠、成本低的特點(diǎn),最終確定方便針自動(dòng)包裝機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案如下：

各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4所示，其中兩組排料機(jī)構(gòu)和插針機(jī)構(gòu)由于執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式相同，因此均選用相同形式的凸輪機(jī)構(gòu)，如圖4b所示,但構(gòu)件尺寸和運(yùn)動(dòng)規(guī)律各不相同。

四、結(jié)論

1. 將AR模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用具有很好的實(shí)用性。
2. AR模型最小二乘參數(shù)估計(jì)方法的前提是平穩(wěn)信號(hào)，因此對(duì)所釆集的非平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)先進(jìn)行差分處理,再進(jìn)行AR建模，有一定的科學(xué)性。
3. Levenberg-Marquardt優(yōu)化算法訓(xùn)練BP網(wǎng)絡(luò)收斂速度快,識(shí)別精度高。

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