微型氣動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱

微型氣動(dòng)教課實(shí)驗(yàn)箱研究意義隨著教育教課改革，應(yīng)用技術(shù)型高校學(xué)生數(shù)目逐年增添，理科生更是大幅度的增添，實(shí)驗(yàn)設(shè)備需求量也是愈發(fā)緊張。目前市場上以大型氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)為主，其體積大、占地面積大、使用不方便，由好多模塊進(jìn)行不同樣方式的連接，安全性能低、價(jià)格較高、不易攜帶，并且需要外接動(dòng)力源——?dú)獗谩＝逃袠I(yè)是一個(gè)革故鼎新的行業(yè)，隨著教課模式、種類的不停擴(kuò)大，一般的實(shí)驗(yàn)臺(tái)早已沒法知足教師教課的需乞降學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的希望，我們不得不直視教育這個(gè)弘大的市場?；舅枷牖谀壳暗膽?yīng)用現(xiàn)狀，為知足于《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程理論與實(shí)踐教課環(huán)節(jié)的需要，提高理實(shí)一體化教課收效，設(shè)計(jì)了集氣動(dòng)、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)于一體的微型氣動(dòng)教課實(shí)驗(yàn)箱。該實(shí)驗(yàn)箱能夠應(yīng)用于不同樣的教課科目，擁有高度的可拓展性。經(jīng)過更換氣動(dòng)元件、編寫不同樣的控制程序和不同樣的控制界面即可完成多種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。將氣動(dòng)、電子和計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)的交融到了一起，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的模塊化組合。同時(shí)，還能夠夠?qū)?shí)驗(yàn)系統(tǒng)帶入理論課堂，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐充分的結(jié)合在一起，使書籍上的實(shí)驗(yàn)回路不再是若干簡化符號(hào)和若干線條連接而成，而是讓學(xué)生著手連接各個(gè)回路，加強(qiáng)和培育學(xué)生置身于工作現(xiàn)場的感覺，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和實(shí)質(zhì)工作的無縫對(duì)接，進(jìn)而提高學(xué)生的著手操作能力。實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)方案經(jīng)過對(duì)市場上的德國力士樂產(chǎn)品和我國秦川教儀產(chǎn)品比較發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)箱主要有以下幾個(gè)方面的特色：①實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄方面，我們能夠?qū)崟r(shí)察看到每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程;②結(jié)構(gòu)方面布局精良，內(nèi)置有獨(dú)立氣源裝置;③在功能方面不只限制于機(jī)械專業(yè)學(xué)生，還可同時(shí)供電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè)同學(xué)使用;④其體積較小，方便攜帶，價(jià)格比較低價(jià)，相對(duì)性價(jià)比高。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主若是經(jīng)過壓縮空氣、電氣動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、以及建模擬真技術(shù)等，搭建微型氣動(dòng)教課實(shí)驗(yàn)箱。主要包含：箱體、回路工作臺(tái)、起落平臺(tái)、氣動(dòng)組件、氣缸泵、人機(jī)界面等組成。此中箱體主要有兩層組成，上層為回路工作臺(tái)，安裝有氣動(dòng)組件;基層為抽拉式結(jié)構(gòu)，安裝有氣缸泵。該實(shí)驗(yàn)箱可供工科類院校機(jī)械類專業(yè)、電子相關(guān)類專業(yè)、計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生使用，在教課方面可為教師和學(xué)生供給輔助教課?，F(xiàn)在已開發(fā)的實(shí)驗(yàn)數(shù)目有：機(jī)械類專業(yè)22種、電子相關(guān)類專業(yè)3種、計(jì)算機(jī)類專業(yè)3種。實(shí)驗(yàn)箱人機(jī)工作界面微型氣動(dòng)教課實(shí)驗(yàn)箱，設(shè)計(jì)了一款開源的人機(jī)工作界面。教師或?qū)W生可進(jìn)行模塊化的組合，同時(shí)還能夠夠進(jìn)行二次開發(fā)。可用“氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的‘安卓’”來形容。經(jīng)過在人機(jī)工作界面上附帶其余的功能，使其更擁有經(jīng)濟(jì)性和合用性。①如圖1所示，為實(shí)驗(yàn)箱計(jì)算機(jī)登錄界面，該界面系統(tǒng)同時(shí)能適應(yīng)計(jì)算機(jī)和觸摸控制屏操作，特虛構(gòu)了“屏幕鍵盤”，使計(jì)算機(jī)上的鍵盤和屏幕上的鍵盤能同時(shí)使用，學(xué)生需在姓名欄和學(xué)號(hào)欄輸入姓名和學(xué)號(hào)，點(diǎn)擊“進(jìn)入”進(jìn)行登錄。②當(dāng)操作者輸入正確的姓名和學(xué)號(hào)后即可進(jìn)入操作系統(tǒng)，打開實(shí)驗(yàn)主界面。主界面為實(shí)驗(yàn)選擇界面，該工作界面左邊為信息顯示欄，顯示有實(shí)驗(yàn)當(dāng)日的日期、詳盡時(shí)間和登錄取戶的信息，并提示用戶選擇實(shí)驗(yàn)種類;右邊為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇欄，該實(shí)驗(yàn)箱系統(tǒng)目前采用了六個(gè)回路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，直接點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)圖標(biāo)即可進(jìn)入相關(guān)實(shí)驗(yàn)。若是需要注銷用戶可點(diǎn)擊左下角的“注銷”圖標(biāo)即可注銷，如圖2所示。③在主界面選擇好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并點(diǎn)擊相關(guān)實(shí)驗(yàn)圖標(biāo)即可進(jìn)入相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如點(diǎn)擊“自制氣缸泵測定實(shí)驗(yàn)”圖標(biāo)即可進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)控制界面，如圖3所示。④在該實(shí)驗(yàn)工作原理圖的下方共有“轉(zhuǎn)動(dòng)”、“停止”、“加速”、“減速”四個(gè)圖標(biāo)，點(diǎn)擊可分別控制可調(diào)速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、停止;可調(diào)速直流電機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)、減速轉(zhuǎn)動(dòng)。點(diǎn)擊圖標(biāo)后將會(huì)彈出經(jīng)過計(jì)算機(jī)串口輸出的十六進(jìn)制數(shù)，可經(jīng)過該數(shù)編寫相關(guān)控制電子的控制程序，如圖4所示為點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)動(dòng)”圖標(biāo)后輸出的十六進(jìn)制數(shù)。5實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)用該實(shí)驗(yàn)箱經(jīng)過結(jié)合“機(jī)—電—液”三者理論課程與實(shí)踐教課的需要，使用壓縮空氣作為工作介質(zhì)，利用電氣動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建模仿真技術(shù)，設(shè)計(jì)了該氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的氣動(dòng)、電子、計(jì)算機(jī)于一體的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將所一定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)過一些特定的組件集中于一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱中，主要能完成以下的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：①基于動(dòng)力裝置的原理性實(shí)驗(yàn)：該動(dòng)力裝置模擬柱塞式氣泵。傳統(tǒng)的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中都裝備了壓力氣源或使用外接氣源，只是動(dòng)力裝置就占用了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的很大一部分體積和重量。在該實(shí)驗(yàn)臺(tái)中模擬了動(dòng)力裝置，不需要使用外接氣源，并且還能夠使操作者對(duì)壓力氣源的原理進(jìn)行仿真研究。②基于實(shí)驗(yàn)回路的原理性實(shí)驗(yàn)：該實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)回路暫定模擬六種實(shí)質(zhì)設(shè)備上必備的工作回路，進(jìn)行分開模擬，使工作回路簡單、易懂、易學(xué)。③該實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)了優(yōu)異人機(jī)界面，可經(jīng)過觸摸屏控制或計(jì)算機(jī)串口輸出直接控制，能夠讓學(xué)生直接著手操作，教師能夠?qū)W(xué)生的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)有清晰的認(rèn)識(shí)。④該實(shí)驗(yàn)箱能