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        慧魚模型在應(yīng)用技術(shù)教育中的運(yùn)用

        2016-05-18 04:47:29
        電子制作 2016年18期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械模型設(shè)計

        慧魚模型在應(yīng)用技術(shù)教育中的運(yùn)用

        趙晉芳 黃宇航 何 欣 姚 峰 王 磊 方山迪 沈陽工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院

        慧魚模型作為教具能夠讓學(xué)生自主地展示科學(xué)原理和技術(shù)過程,緊密聯(lián)系研究設(shè)計和生產(chǎn)實(shí)踐過程,不斷發(fā)展的創(chuàng)意組合模型??芍^是應(yīng)用技術(shù)教育的有效載體,對于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有很大裨益。

        慧魚;應(yīng)用教育;機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計

        引言

        1964年,慧魚創(chuàng)意組合模型誕生于德國,它是技術(shù)含量很高的工程技術(shù)類智趣拼裝模型,是展示科學(xué)原理和技術(shù)過程的理想教具,也是體現(xiàn)世界最先進(jìn)教育理念的學(xué)具,為創(chuàng)新教育和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了最佳的載體。

        慧魚創(chuàng)意組合模型的主要部件采用優(yōu)質(zhì)尼龍塑膠制造,尺寸精確,不易磨損,可以保證反復(fù)拆裝的同時不影響模型結(jié)合的精確度;構(gòu)件的工業(yè)燕尾槽專利設(shè)計使六面都可拼接,獨(dú)特的設(shè)計可實(shí)現(xiàn)隨心所欲的組合和擴(kuò)充。

        1.在應(yīng)用技術(shù)教育中引入慧魚模型的目的

        可以使學(xué)生了解機(jī)器人和機(jī)電一體化技術(shù)基本原理,了解和掌握機(jī)器人和機(jī)電一體化技術(shù)的基本知識,使學(xué)生對機(jī)器人和機(jī)電一體化技術(shù)有一個完整的理解。培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電一體化設(shè)計的能力。

        為了達(dá)到良好的教學(xué)目的,教室通常要求學(xué)生在動手操作前必須認(rèn)真預(yù)習(xí)教科書與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的相關(guān)內(nèi)容。 要求學(xué)生綜合利用前期課程及本門課程中所學(xué)的相關(guān)知識點(diǎn),了解電機(jī)安裝與使用的基本知識,學(xué)習(xí)電機(jī)控制技術(shù)、機(jī)電傳動控制、電工電子技術(shù)等課程的相關(guān)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)電一體化技術(shù)方面綜合分析與解決實(shí)際問題的能力。

        2.開展慧魚模型試驗(yàn)的內(nèi)容及步驟

        在利用慧魚模型開展的實(shí)驗(yàn)中,教師通常會擬定一些設(shè)計題目或?qū)W生自選題目,設(shè)計并組裝一個機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)。促使學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計等課程的相關(guān)知識,通過閱讀慧魚機(jī)器人說明書,培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。

        此類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟一般有以下幾步:

        (1)根據(jù)惠慧魚模型的圖紙組裝慧魚模型組裝機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu);

        (2)在組裝好的慧魚模型組裝機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,安裝驅(qū)動元件;

        (3)連接電氣線路及輸入輸出信號線;

        (4)接通電源(或在光照下)驅(qū)動裝配好的機(jī)器人運(yùn)動;

        (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束,拆卸機(jī)械結(jié)構(gòu)和元器件。

        3.學(xué)生作品實(shí)例——張開橋

        作品靈感來源于倫敦塔橋,這是一架能夠同時滿足航運(yùn)和路面交通兩方面的需要的張開橋。作品工作原理:橋面由鋼索經(jīng)滑輪連接到發(fā)動機(jī),由發(fā)動機(jī)拉動鋼索帶動橋面的張開與閉合。電動機(jī)的啟動與停止由張開橋的三個方位的傳感器控制,以及傳感器接收到信號時,信號燈的亮滅。傳感器信號的轉(zhuǎn)換是由單片機(jī)導(dǎo)入的程序來控制。

        圖1 張開橋作品機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

        作品機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)分別如圖1、圖2所示,作品控制流程圖如圖3所示。

        圖2 張開橋作品電氣結(jié)構(gòu)圖

        圖3 張開橋作品控制流程圖

        4.結(jié)論

        通過對慧魚模型在應(yīng)用技術(shù)教育中運(yùn)用情況的分析和研究,筆者認(rèn)為,通過實(shí)體建模與功能設(shè)想可以提高學(xué)生的動手能力,能夠鍛煉學(xué)生的工程思維?;埕~模型在應(yīng)用技術(shù)教育中的應(yīng)用,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力提供了一個良好的載體,不失為大學(xué)生的創(chuàng)新教育的一條新的途徑。

        [1]尚銳,曾紅.基于“慧魚”模型的開放式實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新教育中的經(jīng)驗(yàn)與啟迪.遼寧工學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版).2007(4)

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