机械驱动范文（精选12篇）
机械驱动 第1篇
舞台机械通常是指:在剧场所提供的表演区内, 直接参与表演活动或为表演提供保障和服务的机械与设备。在多数情况下与舞台或表演空间有关并在舞台区域内, 统称舞台机械和设备。具体工艺布置见机械设备布置如图1所示。
2 舞台机械的主要功能
1) 在大幕关闭或暗转的情况下快速迁换布景;
2) 参与表演活动。在观众视线下运送演员、变化布景、制造特殊气氛;
3) 按照演出剧种和演出方式的要求, 改变舞台布局的形状和形式;
4) 按需要改变舞台及观众厅的形状 (即观、演关系) ;
5) 为演出提供技术保障。如各种灯光设备、隔声或声反射设备等;
6) 为演出提供安全保障。如防火幕、防火网等舞台机械设备;
7) 为演出提供后勤保障。如布景转运升降台、软景与台毯储存升降台等设备, 为演出用布景、道具等的内部转运与存储提供了条件。
3 舞台机械的分类
从不同的角度和用不同的方法可以对舞台机械进行分类, 通常按舞台机械设置位置的不同把舞台机械分为台上舞台和台下舞台;从舞台机械所在区域的不同把舞台机械分为主舞台设备、侧舞台设备、后舞台设备和前舞台设备;也有从舞台机械的运动方向的不同把舞台机械分为横向 (左右) 或纵向 (前后) 水平运动的 (俗称推拉) 、垂直运动的 (俗称升降) 、旋转运动 (俗称转) 及复合运动的, 如水平与旋转的复合 (推拉转) 、垂直与旋转的复合 (升降转) 、同向或逆向的旋转复合 (转转) 和横向与纵向复合等。
4 台上设备的驱动计算方法
舞台机械台上设备包含很多种, 本文主要介绍其中一种剧场常用的吊杆机驱动设计选型方法。
电动吊杆机设置于舞台上空用来悬挂布景、景物、演出器材的杆状物或桁架型升降设备。其驱动采用卷扬驱动的方式驱动升降, 卷扬驱动系统的设计是台上悬吊设备的重点。吊杆机卷扬驱动系统设计计算如图2所示。
4.1 技术参数 (设计输入条件
1) 杆体规格L=24m;
2) 垂直行程:H=26.00m;
3) 运行速度:v=0.015m/s~1.500 m/s;
4) 额定载荷:Qe=7.5k N;
5) 预停位点:2;
6) 杆体结构形式:双排杆;
7) 驱动传动形式:卷扬升降;
4.2 初步计算;
1) 杆体自重 (估算) :F1=2.20k N;
2) 钢丝绳及锁具重:F2=0.32k N;
3) 设计总载荷:F3=F1+F2+Qe=2.20+0.32+7.5=10.02k N;
4) 传动总效率:η=0.85;
5) 吊点数:n=6;
6) 钢丝绳直径:d=6.00mm;
7) 初选电机功率:
8) 初选电机型式:
4.3 运动及动力计算
1) 选卷筒计算直径:D=320.00mm
2) 总传动比:
3) 静阻负载转矩:
4) 折算到电机轴上的静阻负载转矩:
5) 电机额定转矩:
6) 平均启动转矩
7) 卷筒转速
8) 选取电机减速器
SEW产品选用KA97, 服务系数fB=2.20, 输出转速N2=88.00r/min, 扭矩N2=2000.00 N.m;
NORD产品选用SK9052.1AZ, 服务系数fB=2.20, 输出转速N2=89.00r/min, 扭矩N2=1985.00N.m。
(注:SEW和NORD是舞台机械工程中常用的两种电机减速器产品)
4.4 材料 (结构) 力学计算
1) 卷筒处的峰值扭矩
SEW M2max=2000×2.2=4400>Tm max (满足)
NORD M2max=1985×2.2=4367>Tm max (满足)
3) 单根钢丝绳承受拉力
S=F3/z=10.02/6=1.67k N
4) 选用钢丝绳
6 ZBB 6×19W+NF1770ZS 21
(d=6mm, B级镀锌, 6股19丝瓦林吞股, 天然纤维绳芯, 抗拉强度1770.00MP, 右交互捻, 破断拉力F0=21.00KN)
5) 钢丝绳安全系数
n=F0/S=21.00/1.67=12.5>10 (满足)
6) 卷筒槽距
P=7.00mm, 绳槽预留圈数M0=7, 每吊点钢丝绳圈数:
M=1000H/ (πD) +M0≈33.00
7) 卷筒最小总长
Lm=6×33×7+54=1440.00mm
摘要：简单介绍舞台机械设备的组成, 台上设备的驱动计算方法。
关键词：舞台机械,电动吊杆,驱动设计
参考文献
东莞机器换人驱动食品机械产业发展 第2篇
正装备水平越来越受食品生产厂家的重视,食品工业的发展,离不开与之密切相关的食品机械设备业的发展,设备的不断推陈出新是食品行业实现快速发展的主要基础。人们对食品的消费从来没有停止过,对于食品机械领域来说,不断增长的食品行业大大提高了食品机械设备的市场需求
食品机械企业应注意的是，国内市场严峻的经济形势及日趋白热化的竞争;自动化生产线的增长潜力。市场需求极大的促使中国食品机械制造业在今后相当长的一段时间内将会保持高速增长，自动化程度越来越高，同样可以带动自动化产品的飞速发展。
当前食品机械中推广应用的新技术主要有纳米技术、智能技术、膜分离技术、冷杀菌技术、挤压膨化技术等，其中纳米技术与智能技术在烘焙食品机械方面具备比较大的优势。纳米陶瓷有很好的耐磨性及韧性，可以用在制造刀具、包装食品机械的轴承及密封环上，可以用来提高它的耐蚀性和耐磨性，食品机械在经过多年的经营与发展，正由传统简单机械向自动化机械过度。
面对人口红利的渐失，食品加工企业对食品机械自动化生产线需求越来越多。市场需求量的提高在很大程度上激励了行业的技术升级，全新的具有智能化、自动化功能的食品机械机型将逐步替代传统成为未来发展的主流。这是食品机械企业获得可持续发展的有效途径，也是其进行技术改革的终极目标。
东莞素有“世界工厂”之称，近年来，用工荒频现，制造业名城备受考验。今年6月，东莞首次提出“机器换人”战略，提出打造2—3个工业机器人产业园和6—8个智能装备产业集聚区，增强智能装备产业的发展动力，引领企业升级。
国际模协秘书长、东莞市机器人技术协会副会长罗百辉认为，东莞机器人产业有望先做成规模优势，再形成性价比优势，市场还是很乐观的。
东莞市长袁宝成多次表示，面对日趋激烈的产业、劳动力竞争格局，实施“机器换人”对产业转型升级、城市竞争格局具有重大现实意义和战略意义。翟所领则呼吁政府加大对自动化的支持力度，弥补企业普遍存在的近三成的用工缺口，提升产业竞争力。
东莞市经信局最新统计显示，目前东莞已经聚集了200多家与机器人相关的企业，其中拥有专利的超过四成。去年工业机器人产业总产值约14.53 亿人民币，整个智能装备产业产值则达200多亿，工业机器人产业已经在东莞崛起。
广东拓斯达科技股份有限公司是中国制造业自动化整体解决方案第一品牌。自2007年以来，拓斯达机械手产品和自动化解决方案已广泛应用于汽车制造、食品饮料、家电、家具、五金铸造等行业，可代替工人在及其恶劣的工作环境中完成搬运、装配、上下料取件、打磨、抛光等工作。不仅将工人从繁重的工作中解脱出来，还大大提高了生产效率，提升产品质量，为企业节约成本。专注于为客户提供整体自动化系统的解决方案，尤其在汽车制造、家电、光电、连接器和通讯行业有多年的丰富经验。
机械驱动 第3篇
7.5%积极面更大
王瑞祥表示，7.5%将增长目标略微调低，是要把经济增长的速度适当放缓，不过分地追求速度和总量，把经济增长方式转到注重发展质量和发展效益上来。7.5%也还是留有余地的，为结构调整、加快发展方式转变、传统产业转型升级和走上科学发展的工业化道路，来营造良好的市场环境。现在把增速放缓，集中力量解决过去存在的遗留问题。
王瑞祥表示，7.5%是综合各种因素后提出来的，是切实可行的，对全局来说也是有好处的。提出这个目标有个很重要的意义，就是发出一个强烈信号，要正视现在面临的困难和挑战，要看到我们面临国际国内的经济环境所带来的挑战，要加快结构调整和发展方式转变的力度和步伐。
“7.5%，对行业的影响也是有的，整个增速放缓，投资规模必然会放缓，有些产业的结构调整在总量控制上也会反应在对装备的市场需求上，市场需求减少了，对装备制造业的发展是有影响的。但总体看来，我觉得还是积极因素多的。”王瑞祥说。
王瑞祥认为，我国的经济发展仍处在战略机遇期，我国传统优势也仍然存在，市场前景也还看好，最重要的是，工业化和城镇化的推进为发展提供了巨大的市场需求。另外，我国多年以来形成的产业规模、制造能力、配套产品不仅在国内，在国际上也有了一定的竞争力。
根据机械行业发展实际，尽管2012年增速降为7.5%，考虑到各种因素，王瑞祥判断，行业年度工业总产值、主营业务收入增长幅度在18%左右，利润增幅在12%左右，出口创汇增长幅度在15%左右，主营业务收入利润达到7.5%左右的目标应该能实现。
转型升级应对危机
对于政府工作报告中，多处提到产业结构调整、优化升级，特别是提到“大力发展高端装备制造业”，王瑞祥觉得“很受鼓舞”。
王瑞祥表示，发展高端装备制造业已经成为国家意志。机械行业要本着“存量更新换代、增量高端替代”的主导方针，以智能和清洁安全为重点，推进产品结构调整。通过加快新兴科技与传统产业的有机融合，提高关键基础零部件及基础装备的技术水平。培育发展一批高端装备，推进重大技术装备的自主创新，提高新产品产值的占比。逐步形成以高新技术为引领，处于价值链高端和产业链核心环节，能够提升整个产业核心竞争力的高端装备制造业。
但在王瑞祥看來，目前，我国已经成为世界机械制造业大国，但我国的国际市场去掉加工贸易部分，只能排在美、日、德之后居第四位。机械工业尚未形成一批占有较大市场份额、具有国际竞争力的大企业和企业集团，也未形成一大批水平较高的专业化协作配套厂。机械行业至今还没有一个叫得响的品牌产品。产业集中度低、专业化程度低、缺乏品牌产品，这些问题必须摆在行业发展战略的高度加以重视，大力推动转型升级的工作力度。
目前，以美国为代表的发达国家实施“再工业化”战略，对产业向高端升级的前景提出了严峻挑战。全球范围内新兴产业发展进入加速成长期，信息网络、生物、可再生能源等新技术正酝酿新的突破。人工智能、机器人、数字化制造等高科技飞速发展，将重新构建国际制造业的竞争新格局。美国、欧盟、日本等发达经济体，将科技创新和新兴产业发展上升为国家战略，纷纷出台了加速发展新兴产业和实施以先进制造业为核心的“再工业化”战略规划，加紧在新兴科技领域进行前瞻布局，通过政府补贴和税收减免加大支持力度，抢占未来科技和产业发展制高点。
另外，巴西、印度、俄罗斯等新兴经济体和发展中国家，也纷纷出台了未来科技和产业发展规划，加速发展具有比较优势的产业和技术，实行优惠政策承接先进发达国家制造业转移，对我国形成了前阻后追的压力。
“我们如果缺乏应有的敏感和危机意识，应对不当，贻误时机，不尽快实现产业升级，将无法改变现有的大而不强的被动局面，而且还会拉大我国与发达国家之间的差距，并可能落伍于部分发展中国家。”王瑞祥说。
王瑞祥特别强调，实现转型升级是机械工业突破瓶颈解决症结的关键，是实现跨越发展的必然要求。
转型就是转变产业发展方式，由整机带动零部件发展向整机与零部件并重发展转变；由主要依靠实物生产带动向依靠实物生产与制造服务业协同拉动转变；由主要依靠增加物质资源消耗、粗放管理向主要依靠科技进步、管理创新和劳动者素质提高转变(以下简称三转变)，由传统产业加快向创新型、绿色低碳型、智能制造型、服务型、内需主导型转变，走新型工业化道路。
升级就是全面优化产业结构、技术结构、产品结构、组织结构、工艺结构，促进行业结构的整体优化提升。尽快提高产业技术水平、提高产品质量、提高经济附加值(以下简称三提高)，打造结构优化、技术先进、清洁安全、附加值高、核心竞争能力强的现代产业体系。全行业要围绕三转变、三提高的转型升级目标，力争取得实质性成效，为建设机械制造强国奠定坚实基础。
王瑞祥最后表示：“加快转型升级的步伐，尽快提升机械工业的发展质量和水平，尽快实现三转变、三提高，已经迫在眉睫、刻不容缓。”
关于液压驱动机械长距离行走的研究 第4篇
关键词：液压驱动,长距离行走,散热系统,闭式系统
从近几年工程机械的发展来看, 挖掘机的发展相对较快, 已成为工程建设中最主要的机械之一。各种类型的挖掘机已被广泛应用于工业和民用建筑、交通运输、水电工程, 农田改造、矿山采掘和现代化军事工程等的机械化施工中。据统计, 工程施工中超过60%的土石方量的挖掘由挖掘机来完成。在管道施工等特殊领域, 需要挖掘机和吊管机沿作业带长距离行走作业。因此, 施工作业中对液压驱动工程机械的性能要求比较高。
1 挖掘机底盘介绍
液压挖掘机的行走装置按结构可分为履带式和轮胎式两大类。本文所研究的底盘为履带式结构。
履带式行走装置的特点是驱动力大 (通常每条履带的驱动力可达机重的35%~45%) 和接比压小 (40~150 k Pa) , 因而其越野性能和稳定性好、爬坡能力强 (一般为50%~80%, 最大的可达100%) 、转弯半径小、灵活性好。履带式行走装置在液压挖掘机上使用得较为普遍。
履带式行走装置由“四轮一带” (即驱动轮、导向轮、支重轮、托轮和履带) 、张紧装置和缓冲弹簧、行走机构和行走架等组成。具体如图1所示。
目前, 国内外挖掘机采用的液压系统种类较多, 一般采用双泵双回路开式系统, 该系统按照控制形式可分为总功率控制、正流量控制和负流量控制。由于负流量控制消除了六通多路阀产生的空流损失和节流损失, 从而减小了能量消耗, 因此被大多数厂家所采用。
2 长距离行走的故障分析
挖掘机长距离行走易导致液压系统发热。液压系统发热是指液压油超过了系统规定的最高温度。正常状态下, 液压油的工作温度不宜超过80℃。挖掘机在长距离行走时, 最明显的特征就是液压系统和行走减速机发热, 如果温度过高, 就会烧毁减速机的滚动轴承和油封, 造成行走无力和漏油的现象。滚动轴承和油封位置如图2所示。
液压系统发热会直接影响设备的正常运行, 比如造成液压油黏度降低、传动效率降低、加速元器件磨损、析出沥青物质堵塞阀芯、空气分离压降低、产生气穴等问题。
长距离行走后的减速机发热主要是由于液压油和减速机润滑油的温度升高而导致的。液压油的温度升高是因系统长时间运行造成的, 虽然挖掘机一般都配有液压油散热器, 其中的热平衡会限制液压油的最高温度, 但是在环境温度过高时, 液压油的温度也会超过80℃;减速机润滑油的温度升高是因长时间的械摩擦造成的, 润滑油处于密闭空间, 热量不易散发, 只能通过减速机的壳体缓慢散热, 致使减速机温度升高, 进而发生故障。
3 改进方案
可采取闭式系统降低油温。闭式系统利用液压泵输出液压油, 并通过控制元件或不并通控制元件驱动执行机构, 液压油通过执行机构做完功后, 直接回到液压泵, 形成一个封闭的回路。具体过程如图3所示。
闭式系统能耗低、结构紧凑, 并容易实现无级变速, 在工程机械的行走系统中得到了广泛的应用。闭式系统容易发热, 需要在油路中增加冲洗油路以加速热交换;闭式系统的泵和马达存在泄漏现象, 需要预设补油泵给为系统补油, 这样也能提高系统运行的平稳性。针对上述情况, 闭式系统的过滤器、散热器和油箱容积只需满足补油泵的要求即可。利用开式系统的油箱和散热器, 并采用闭式系统驱动, 可有效减小系统的发热量。另外, 闭式系统的泵和马达的工况可逆, 可实现静压制动, 从而提高行走的安全性。
减速机润滑油的冷却可以采用外循环的方式降温, 该方案在索道的牵引绞车上已成功应用。通过利用带有温度检测功能的吸油泵将减速机内的润滑油吸出, 经集成散热器冷却后再输送至减速机壳内进行外循环冷却。如果油温未达到设定温度, 则油泵不工作。这样的设置不仅提高了控制水平, 还降低了能耗。润滑油降温系统如图4所示。
将上述两个改进方案相结合, 利用集成散热器可有效降低液压油和润滑油的温度, 进而降低减速机的温度, 使设备能更好地适应长距离行走。
参考文献
[1]史青录.液压挖掘机[M].北京:机械工业出版社, 2012.
[2]彭晓, 周志鸿.挖掘机液压系统的分类与比较[J].液压气动与密封, 2011 (02) .
[3]刘水, 刘冬.CAT挖掘机液压系统发热故障分析[J].黑龙江交通科技, 2010 (09) .
机械驱动 第5篇
“深化职业教育教学改革”是《国务院关于大力发展职业教育的决定》（国发〔2005]35号）中提出的重要精神之一《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》进一步提出“加大课程建设与改革的力度”重要意见，并明确指出：“改革教学方法和手段，融‘教、学、做’为一体，强化学生能力的培养。”可见传统的以学科知识为主线的教学体系已不适合职业教育发展，在教学方法上必须形成以主题教学法为主要特点的新的教学体系，重构教学主体的行为方式。
任务驱动教学法，是指在建构主义教学理论指导下，教师将教学内容设计成一个或多个具体的任务，力求以任务驱动，以某个实例为先导，进而提出问题引导学生思考，让学生通过学和做掌握教学内容，达到教学目标，培养学生分析问题和解决问题的能力。它是一种以学生为中心，以能力为本位的教学方法，既符合探究式的教学模式，又符合教学的层次性和实用性，尤其适合新知识或新技能的学习。本文以机械专业课中一个重要的知识点—“摩擦”为例，探讨对任务驱动教学法的理解。
1任务提出
要使任务驱动教学取得成功，教师首先必须在课前对教学实例进行精心的选择和处理，实例选取原则是在明确教学目标前提下，实例应具有相关性、综合性、典型性和趣味性相关性是指实例应与已学知识紧密关联；综合性是指实例应涉及本课程或相关课程，是这些知识的综合运用；典型性是指实例应与日常生活或生产实践结合；趣味性是指实例应能引起学生学习兴趣。“摩擦”一课以“砖块的烦恼”提出问题，为了增加直观性与趣味性实例采用了多媒体教学手段并将砖块拟人化，提问：“假如我是一块砖，重120N，手指最多能出400N力，谁能告诉我我会不会掉下去？”
2任务分解
任务提出后教师需要针对学情对具体任务进行分解，把一个综合问题拆解成若干个小问题，然后引导学生分段、分层分析讨论各问题，并探索解决方案。教师在此环节中起着关键作角，依据任务分解出的小问题一定要适合学生的接受程度，利于学生各个击破，让学生在过程中体会到成功的喜悦，以此激发对学习的更大兴趣。
“摩擦”一课先把任务分为两阶段，再在每阶段中将任务进一步分层。第一阶段为知识积累部分，提出3个问题，主要是为分析、解决任务做必要的准备，学生需要对学过的知识进行巩固整理并在此基础上生长出新的知识。第二阶段为任务分析部分，提出2个问题和1个指导性建议，有了第一阶段的理论知识基础后学生就可以通过协作活动比如分组讨论等形式来构建自己的知识结构。
2。1第一阶段知识积累部分
（1）提问：①什么是摩擦力？②有哪些摩擦力？
此部分可称其为知识积累1，特点是以学生原有知识为主，需要学生巩固已学知识，并对所学知识进行整理，将其系统化。
第一问意在唤起学生对摩擦知识的记忆，通过引导学生例举一些日常生活中的摩擦现象，归纳出摩擦力的确切概念。第二问意在引导学生对所学过的摩擦力归类总结：摩擦分滑动摩擦和滚动摩擦，滑动摩擦又分为静滑动摩擦和动滑动摩擦。
（2）提问：8如何区分滑动摩擦各阶段？
此部分可称其为知识积累2，特点是在学生复习巩固原有摩擦知识基础上，生长新知识——滑动摩擦力辨析。这是一个同化过程，学生把外界环境中的新的信息纳人原有的认知结构，以丰富和加强已有的思维倾向和行为模式。
具体教学手段可以采用实验方式，通过让学生亲手尝试一个简单实验，并观察实验现象：重量为G的物体A放在水平面上，绳子一端与重物A相连，另一端与装粉笔头的空盒相连，逐渐增加盒内粉笔重量，见图1。通过简单讨论与总结学生很容易掌握滑动摩擦三阶段，即滑动摩擦力用平衡方程求解；最大静摩擦力用，Fmx求解；动滑动摩擦力用F求解。
2。2第二阶段任务分析部分
完成了理论知识的积累，接下来就可以对具体任务进行分析讨论。讨论可以采用分组形式，教师此时主要负责引导、协助，充分发挥学生的主观能动性，让学生在具体的实践中发现自己的不足并尝试自我发展。这是一个顺应过程，当外部环境发生变化，学生原有的认知结构无法同化新环境中的信息，产生冲突，引发原有认知结构的调整或改造，从而建立新的认知结构。
（1）提问：如何对任务进行力学抽象？
此问对整个任务能否顺利解决非常关键，对实例进行力学抽象或是数学建模对学生而言有一定的难度，教师需要在学生各年级各阶段不间断的培养、训练，不可操之过急也不可轻言放弃。在刚开始训练阶段教师要加大参与程度，待学生慢慢掌握一定的方法、经验之后再逐渐抽身，改参与为协助。“摩擦”一课中让各组充分讨论后，先在此引导学生进行一下阶段分析总结，然后再继续进行，各组最后归纳总结出来力学抽象条件为：已知G=150N，F=400N，uz=0。3，c=0。25。试判断状态，并求摩擦力。模型如下图2所示。至此，一项现实任务转变成了一个习题，任务得到了大大的简化，学生自信心得到了鼓励，此时再激励学生一鼓作气，按最后两问继续分析讨论此题的解决方案，争取完全解决问题。
（2）提问：任务中出现的摩擦力属于哪个类型，怎么要求？
（3）建议：能否采用假设推理方法，假设砖块静止，然后进行推理。
师生共同讨论攻克了问题难点后，教师进一步放手，在最后的一问一议中，更加发挥学生的主观能动性，以学生在组内之间的交流为主体，促成学生间共同探索，并在探索过程中相互交流和质疑，了解彼此的想法，共享群体的思维和智慧，最后使整个学习群体共同完成对所学知识的构建。3任务解决
其实任务解决是一个过程，很多小任务的解决可以在任务分解分析各阶段各层次中灵活穿插，这样可以逐步减轻学生压力，渐渐增强学生自信心。此处的任务解决是对整个任务而言的。各组组内学生进行充分讨论，并尝试各种解题思路后，让每组选取一种组内认为最优的解决方案，然后实施，教师只需在组内实施具体方案碰到疑点时加以点拨，而实际工作完全由学生自己承担。在限定时间结束后，教师指导各组进行成果展示，并让各组派选代表对方案以及实施过程进行解说，让学生自己分析对比各组工作表现，期间应及时表扬学生解题过程中涌现出的创新思维和创造能力。对于有明确结论性的任务，教师还需在分析、对比各组方案与实施过程后，师生共同归纳总结此类问题解决思路，形成新的经验。
“摩擦”一课就在分析、对比各组解题方案和实施过程后，选取最优的解题思路和实施方案，并将此介绍给全体学生，在此基础上归纳这类问题的解决思路，让其成为学生新的经验。此过程可以采用板书推导的教学手段，实践证明含有公式、计算在内的理论推导，尤其适合板书，教学效果明显。任务具体解决过程分为3个阶段，板书推导如下：
此致，本课堂任务得到了完美的解决，此时可以进一步归纳此类任务特点，以便学生形成新的经验，实际上该任务属于考虑摩擦时的平衡问题，解题方法非常典型，可以续解题后归纳总结成方法论。
（4）考虑摩擦时的平衡问题解题方法。
3评价标准
完成任务后，教师还需对学生进行综合评价，如果说教学方式改革是提高教学质量的有效途径的话，那么评价体系的优化是机械专业课教学改革的保障。教学评价体系应包括两部分：课堂教学质量评价和学习成绩评价叫。本文仅介绍课堂教学质量评价部分，笔者建议采用“三评原则”，即教师评价、组内评价（或称他人评价）、自我评价相结合，给出学生的综合评定结果，三者比例可以灵活掌握。这种评价标准打破了“一卷定成绩”的传统局面，能够准确的、客观的实现对学生全面质量的考查，可以调动学生自主学习的积极性，并有利于培养学生解决实际问题的主动性和创造性。
机械驱动 第6篇
【关键词】印刷机械 无轴传动 驱动技术 驱动故障
无轴传动技术（SeCtional Driving Technology）伺服驱动技术是指每一组机械单元或机组都由独立的电机驱动，各电机之间通过先进的控制系统进行跟踪和平衡，从而使各组机械单元或机组实现比机械轴传动更为精确和灵活的传动方式。无轴传动技术的产生和发展是机械类传动和电子技术广泛应用相结合的产物，它大大简化了机械结构，并使机械单元或机组的组合更为灵活、便捷。无轴传动技术也叫伺服传动技术。无轴传动又称为虚拟电子轴，电子齿轮传动，将机械传动比转化为电子比。在无轴传动印刷机上，每个印刷单元都由高性能的交流伺服电机独立驱动每个单元，通过现场总线，进行高速的通讯交换，各个伺服电机跟随虚拟电子主轴运转，消除了机械齿轮传动中齿轮间隙积累误差，具有极为优异的传动控制精度。
传统的有齿轮印刷机需要一个大型传动马达，因为所有的机械等部件使摩擦力越来越大。在齿轮传动系统运转时，所不可避免的扭力不稳定性及齿轮的滞后性，都会导致套准有所飘移，尤其是在加速或減速时。如果传动轴越多、越长，齿轮越多、越大，其积累误差系数就越大，这种误差在新的传动与控制系统中就不可避免。
无轴传动印刷机是一种开放式结构、模块化设计的独立驱动单元，消除了机械摩擦，不需要通过高精度的齿轮箱传递力矩，不需要齿箱的润滑系统，需要的是每个独立的驱动单元的套印同步技术。目前，主流印刷机采用正弦一余弦编码器，将电机的位置传送给控制器，提供速度与加速度信息。一个好的编码器每旋转一周应包含超过3，300，000个脉冲，即每旋转一周可划分为3，300，000步，这远远大于电动机的运行精度，极大地提高了套准精度和印刷质量。
伺服与矢量传动系统精度极高，可进行非常准确的位置控制、比例控制与速度控制。同步协调性的提高，每个驱动单元的光电信号的获取及传输，都是通过无噪音光纤电缆来完成的，不再使用主轴及齿箱传递力矩。驱动单元的张力调节辊的同步协调性的提高，为调节速度提供了很大的方便。每个驱动单元具有独立的套准系统，套准控制反应快，控制信号直接作用于交流伺服电机，而电机直接调节印版滚筒的相位，就为快速反应提供了可靠保证。
无轴传动系统使用了功能强大的工业电脑，人机界面变得更为高效实用，更重要的是减轻了操作人员的作业强度。图形用户界面可以简化复杂的设备系统，使员工的培训更为简单明了。电脑触摸屏可以把全部的控制功能组件整合在屏幕里面，印刷机组操作人员把精力进一步集中在整个的印刷生产过程，大大缩短调试的时间。控制屏幕把很多的机器信息呈现给操作员，包括张力、温度、各传动数据、控制实时数据等。具有过程控制的自动化技术使得设备操作人员有更多的时间去及时观察运行状况，有效地提高了产品的质量，而且一旦出现问题可以立即采取措施。
随着独立传动理念的提出以及A/C伺服技术的成熟，无轴印刷最终面世并应用于包装加工及印刷行业。当前我国大部分印刷机械都是2000年以后从国外进口。了解国内外无轴传动技术生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。
现在的无轴传动多数采用现场总线控制，无论接口实时其他专用运动控制网络，都存在对支持现场设备数量的限制，以至于还要应用另外的现场控制网络，如INTERBUS总线等，从而弥补专用运动控制网络的不足。这样一来，多种网络的采用势必增加了系统配置和集成的复杂性，限制了系统的性能，增加了成本。目前的现场总线网络通讯带宽和数据传输稳定性很难达到平衡与妥协。于是现场总线开始转向以太网。经过几年的努力，以太网技术已经被工业自动化系统广泛接受。随着关键技术被逐个攻破，工业现场环境的安装应用解决，工业以太网相对现场总线的性价比优势将逐渐体现。我们有理由相信在不久的将来，完全采用以太网技术的新型无轴传动技术将会大量上市。
印刷包装行业快速发展，竞争越来越激烈，公司投资重金购买了曼罗兰UNISET75印刷机组（无轴传动），其驱动系统是德国Baumüller集团的一套系统。Baumüller同步驱动系统的构成部件有电动机、变流器、驱动控制器、编码器系统、总线系统、驱动器诊断系统等相关硬件和软件。多年来的一线印刷技术服务工作，总结积累了几条故障排除思路。
1 搞清楚同步驱动技术的各个组件
（1）电动机。AC电动机（DS/DA）为标准电动机，在这里是可以控制速度、位置和转短的受控执行机构。一般釆用交流异步电机与交流同步电机。
（2）驱动控制器。驱动器对电动机进行电流、 速度和位置数字控制。每台电机需要一台M-Drive（单轴控制器），使电源装置或电源模块成为一个完整的伺服放大器，进行电流速度和位置控制。
（3）同步驱动器。同步驱动器进行不间断地信息与数据的交换，为电机驱动器提供参数，从而得以控制电动机的转速、 加速度、位置等，实现多台电机的同步驱动。
（4）编码器。编码器是测量元件，，是测量电动机受控变量的实际值、实际速度、实际旋转位置。根据应用情况安装在负载侧、电机侧。
（5）变流器。变流器作为控制电路的执行机构，将数字控制器的控制信号转换成不动频率（转速）和工作电流（转矩），施加受控电机上。
2 利用Baumüller驱动诊断系统BAUDIS初步诊断故障原因，确定是否主电机故障或者是通讯故障类型
诊断计算机可收集大量数据：（1）电动机相关数据。电动机电流、实际速度、实际位置、电机温度；（2）变流器信息。功率单元模式（工作/故障）、中同电路电压、功率单元温度；（3）关于控制系统的信息。实际值和给定值之间的差值（如位置、转速）。比如，当发生电机侧温控问题时，故障代码为575，这时可在BAUDIS电脑里面查看相关电机温度参数代码1682，如果该参数值异常，那么说明电机超温或者热敏电阻有问题。
3 驱动控制器指示灯信息、故障代码，至关重要，能够快速确定解决故障的大致方向
Baumüller驱动控制系统一般采用三种驱动控制器：MDC（单台电机驱动控制器）；MDS（带同步功能驱动器）作为印刷机的一个主轴，控制一个小组内的电机同步；MDS-G（带编码器仿真功能的驱动器）为整台机组主轴提供位置速度信号。三种驱动器面板布局基本相似，其中有两个关键的指示信号：H20液晶数字显示屏，正常状态时显示“IDLE”，有故障时则根据不同故障显示不同的故障代码。例如，驱动控制器显示代码“200”表示系统中某一驱动控制器通许断开了，可以复位恢复。“144”或“141”大致就是编码器问题，多次复位未果就要考虑更换主电机编码器了。折页机夹纸辊电机驱动如果显示“43”代码，就要做电机磁极零位等。
4 利用网络寻求远程诊断技术支持
果蔬采摘欠驱动灵巧机械手的设计 第7篇
果蔬采摘机器人的研究在国外已经有40多年的历史, 日本和欧美等发达国家相继研究用于采摘番茄、黄瓜、苹果、蘑菇等果蔬的智能机器人[1,2,3,4,5,6]。对于外表皮较薄较脆的果蔬, 对手爪抓持力的控制要求很高, 同时要求夹持系统需要具有一定柔性, 可以补偿部分力控制产生的误差, 避免夹持力过大压伤外表或夹持力过小抓取失稳而造成果蔬掉落。欠驱动灵巧机械手是一种理想的方案, 其结构紧凑, 重量轻, 控制简化, 抓取可靠[7], 并能很好地贴合各种球状水果外形。
通常一般机构正常工作的条件是驱动器数目等于机构本身自由度, 即所谓的全驱动方式, 如常见的6自由度工业机器人都具有6个驱动器。当机构的驱动器数目少于机构本身自由度数目, 可依靠机构自身的动力约束条件来正常工作[8], 这类机构称之为欠驱动机构。在欠驱动方式下, 机械手爪上可以只安装1个驱动器, 依靠弹簧和机械限位装置来实现机构正常工作所需的动力约束条件, 即1个驱动器可以驱动手指上每个关节的运动。欠驱动机械手的原理[9] (如图1所示) 采用曲柄连杆方式, 与滑轮和凸轮方式相比, 在传动过程中损失能量较小, 产生的力更大, 运用范围更广。
与全驱动多指手爪相比, 欠驱动机械手具有驱动器数目少、成本低、控制简单、可靠性高的特点, 由于欠驱动机械手手指机构中存在作为动力约束的弹簧或扭簧, 使机械手本身具有一定的柔性, 可实现无损采摘。本文利用欠驱动机构设计了一种果蔬采摘欠驱动灵巧机械手 (以苹果采摘为例) , 采用1个电动机驱动三根手指, 灵活性高、结构简单。
1 采摘对象物理特性分析
该欠驱动灵巧手采摘对象选取直径为60~95 mm, 高度为50~85 mm的苹果为例。根据文献[10], 采用果实硬度计测定我国典型品种苹果的不同果实部位的果肉硬度的试验得知, 苹果的硬度一般为100 N/cm2, 因此当果实表面受压小于20 N时不会遭到破坏, 而其果肉细胞在小于100 N的压力时也不会遭到破坏。
2 欠驱动机械手的结构和工作原理
该欠驱动机械手由手指、支架、滚珠丝杠、曲柄摇杆机构和直流伺服电动机构成。共有6个自由度, 采用1个电动机同时驱动3根手指。整体机构采用硬质铝合金, 既保持了铝本身较轻的特性, 也保证了较好的机械性能。结构和尺寸如图2、图3所示。
其工作原理如下:电动机正转时, 滚珠丝杠旋转, 带动与丝杠螺母相连的支架上升, 并驱动3个手指的曲柄和连杆上升, 在弹簧的作用下, 推动手指下关节和上关节使3个手指收拢, 抓取水果。当手指的压力达到压力传感器设计的压力阀值时, 电动机停止转动, 依靠手腕关节的旋转, 完成苹果的摘取, 如图4 (a) 和图4 (b) 所示。当机械手臂运动到包装箱处, 电动机反转, 带动联接在滚珠丝杠上的螺母下降, 从而使支架下降, 手指张开, 松开水果后, 电动机停止转动, 如图4 (c) , 完成一次水果的采摘和放置动作。
1.丝杠螺母2.连杆1 3.轴承端盖4.轴承5.轴套6.摇杆 (下关节) 7.支架上板8.丝杠9.弹簧10.连杆2 11.曲柄12.支架支撑杆13.支架中板
3 欠驱动机械手主要部件和机构设计
3.1 指端结构的设计
在手指的数量选择方面, 可以模仿人类手指设计, 利用5指可以完成所有动作, 但并不是手指数量越多, 精度和可靠性就会越高:因为手指数量增加, 需要的传感器就会增加, 传动结构和控制系统就越复杂, 在实际应用中的可靠性和精度就会降低。对于抓取苹果这类球型水果, 3根手指即能保证平稳抓取, 其余手指只是起到辅助作用, 因此设计中选择3指。3根手指以120°夹角均匀安装在支架上, 通过轴与上板相连接。每根手指分上下两段指节, 尺寸为34 mm和60 mm, 完全能够包络尺寸较大的水果, 完成采摘动作。与3指节的欠驱动机械手爪[9]相比性能上各有优势, 而其结构简单、成本低的特点更能适合农业采摘自动化的应用发展。
水果汁液一般为弱酸性, 因此手指材料采用尼龙。相比金属材料和聚酯材料, 尼龙具有较好的综合力学性能和耐磨损性、耐腐蚀性。
1.轴2.固定螺钉3.硅胶层4.手指上指节5.固定螺钉6.轴承盖7.轴承套8.轴承
为了在水果受到压力时保护表皮不受破坏, 手指指面和下指节内侧均覆盖一层硅胶, 内嵌压力传感器。在压力达到阀值时, 控制系统会发出信号, 电机停止转动。手爪指端结构如图5所示。
3.2 传动机构的设计
传动机构以支架为主体, 利用丝杠螺母副和曲柄摇杆机构传递力和运动。
滚珠丝杠传动精度高, 摩擦力小, 使用寿命长, 且具有自锁功能。在电动机停止转动后, 中板在丝杠的自锁作用下停止运动, 手爪会保持抓住水果的姿态不变。中板与螺母使用螺栓连接, 与丝杠组成一个由旋转运动转变为直线升降运动的运动副。支架上下板采用3根支撑杆固定, 并起到导向作用, 使中板沿支撑杆上下运动。
为了使曲柄摇杆机构顺畅运动, 在连接轴上安装了37系列内径为4 mm的深沟球轴承, 用以承受径向载荷, 减小动摩擦力。
为了实现1个驱动力产生2个自由度的效果, 在连杆和摇杆之间安装扭簧。当手指下指节接触到苹果时, 受到苹果的反作用力, 而无法继续运动;连杆2在下方曲柄的推动下继续运动, 此时扭簧被压缩, 连杆2继续驱动与上指节相连的连杆1运动, 上指节在下指节和连杆2的共同作用下运动, 并抓住苹果;当手指上的压力达到所设计的阈值时, 控制系统发出信号, 电动机停止转动。
3.3 驱动机构的设计
由于水果表皮受压过大后容易受损, 在选择电动机时需要考虑到其驱动力和控制精度两方面因素。对于小型的机械手爪而言, 选择直流伺服电动机较为合适。这种电动机转动惯量小、动态特性好, 控制精度高。调节电动机的控制电压可调速, 操作简便。驱动机构的结构如图6所示。
1.电动机2.电动机架3.联轴器4.支架下板5.固定螺钉
假设夹取的苹果高为55 mm, 直径为79 mm;苹果受到20 N的临界压力时表皮被破坏, 取临界压力的85%为安全压力F, 则F=15 N;手爪的夹取力为N, 各杆受力分别为F1、F2、F3、F4, 曲柄连杆机构受力分析如图7。N、F1、F2、F3的力臂分别为L1、L2、L3、L4。
根据力矩平衡条件可知, NL1=F1L2, F1=15×14.17÷5.67=37.5 N。
连杆1和曲柄均为二力杆, 则F1=F2, F3=F4, F3L4=F2L3, F3=37.5×35÷11.6=113.1 N=F4。
滚珠丝杠受到电动机向上的驱动力F5和曲柄通过支架中板的反作用力F4, 其简化的受力模型分析如图8所示, 可得F5=F4/cos24.3°=113.1÷0.91=124.1 N。
丝杠导程为L0=0.2 cm, 本设计中选择的丝杠均为单头, 导程即为螺距。
因此电动机上的负载转矩为
考虑实际工作中的安全系数K, 设K=2, 则T=Tm·K=3.95×2=7.9 N·cm。
根据计算所得的电动机实际负载转矩值Tm, 可选取Maxon Re13微型直流伺服电机, 电压为12 V, 输出功率为2.8 W, 空载转速为13 500 r/mmin, 带1∶68减速器, 最终输出转速为195 r/min。
4 结语
本文通过对欠驱动原理的研究分析, 设计并研制了一种果蔬采摘欠驱动机械手。该欠驱动机械手爪由手指、支架、滚珠丝杠、曲柄摇杆机构和直流伺服电动机构成, 整体机构采用硬质铝合金, 指端结构采用尼龙和硅胶材料制成。该机共有6个自由度, 采用一个微型直流伺服电机同时驱动3根手指、6个指节, 可以实现对果实的包络抓取, 并具有控制简单可靠、抓取稳定、不损伤果实等特点。其灵活性高、结构简单、体积小、成本低, 能够适应农业采摘自动化技术的推广。
参考文献
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[9]金波, 林龙贤.果蔬采摘欠驱动机械手爪设计及其力控制[J]机械工程学报, 2014, 50 (19) :1-8.
现代农业的驱动器:农业机械化 第8篇
1. 农业机械化在稳定粮食生产、推动现代农业发展中发挥着重要作用
毛主席曾经说过:“农业的根本出路在于机械化”。这既为我国发展现代农业指明了方向, 也很好诠释了农业机械化的基础和战略地位。纵观西方发达国家农业现代化的历程, 尽管在实现的途径和方式上有所不同, 但实现农业现代化农机先行可谓是一条普遍的、共性的规律和经验。当前, 我国正处于加快农业发展方式转变, 推动工业化、城镇化和农业现代化同步发展的关键时期。工业化、城镇化的深入推进, 既为构建以工补农、以城带乡长效机制, 促进工农、城乡要素加速融合创造了有利条件, 同时, 也带来了人增地减趋势难以逆转, 保障农产品有效供给压力加大;农村劳动力加快转移, 农业老龄化、兼业化的趋势逐步加剧, 一定程度上制约着农业生产力的进一步提高。在这一大背景下, 如何提高资源利用率、土地产出率和劳动生产率, 无疑农业机械化将发挥越来越重要的作用。
(1) 农业机械化是保障粮食安全的“稳定器”。粮食是关系国计民生的战略物资, 保障粮食安全事关经济发展和社会稳定大局。总体上看, 当前粮食生产有着比较效益低、劳动强度大、自然风险多等特点, 尤其是在家庭承包小规模分散经营格局下, 进一步影响了农民种粮积极性。如何正确处理好稳定粮食生产与调整农业结构的关系, 解决好政府“要粮”与农民“要钱”的矛盾, 越来越需要我们正确把握、积极应对。众所周知, 2011年我国粮食实现了“八连增”, 总产突破了5 500亿kg, 比2010年增4.5%。浙江省2011年粮食生产也总体稳定, 总产有望比2010年提高11万t, 达到781万t。这既有近年来从中央到地方加大种粮直接补贴的因素, 也得益于近年来农业机械化的快速发展。一方面, 农业机械化发展可以大幅度降低种粮劳动强度, 提高作业效率;另一方面, 实行农机化作业还有利于提高粮食单产、减少自然风险。以浙江省为例, 全省126.7万余hm2的粮食播种面积, 目前粮食综合机械化作业率为64.8%, 就相当于替代了210万青壮年劳力。据省农业厅试验, 机械插秧不仅效率惊人, 是手工插秧的34.4倍, 而且还具有增产优势, 尤其是早稻实行机插比传统移栽单产可提高16%。又比如, 2011年6月, 全省遭受梅汛期阴雨天气, 给小麦收获带来不利影响, 农机部门通过调度联合收割机抢收小麦1.73万hm2, 烘干机抢烘小麦7.8万t, 有效减少了粮食因灾损失。可以说, 在农村劳动力加快向城市、非农产业转移的背景下, 稳定粮食生产, 保障粮食安全, “减人、增机、增产”是一条现实而必然的路子。
(2) 农业机械化是提高农业效益的“助推器”。众所周知, 农业机械化有利于实现人畜力无法达到的作业效率和质量。近年来的实践表明, 发展农业机械化对于实现节本增效、增加农民收入作用十分明显, 尤其是在劳动力和物化成本持续攀升的形势下, 是提高农业效益的有效途径。首先, 农业机械化有利于降低人工成本。近年来, 茶叶水果采摘、粮食抢种抢收等关键节点, 用工荒、雇工难、成本高已处于常态。相比较而言, 机械作业成本要明显低于人工作业成本, 而且还可以不耽误农时。如采用畜禽养殖“自动投喂系统”, 不仅可以实现定时定量投喂, 还可以有效提高养殖效率, 原先一个工人养五六百头猪, 如今能养八九百头, 且有效减少了饲料浪费, 避免了人畜接触。其次, 发展农业机械化可以减少物化投入, 提高资源利用效率。比如节水灌溉、精准播种、高效植保、秸秆还田等机械化生产方式的推行, 可以有效提高水、种、肥、药的利用效率, 既节约成本又有利于保护环境。有试验表明, 通过农机化生产方式可以节约种子、化肥、农药成本10%左右。其三, 发展农业机械化还可以提升农产品品质和商品性。近年来, 随着农业结构调整的深入, 农业机械化的内涵和领域也正在不断拓展, 设施栽培、喷灌滴灌、茶叶机制、食用菌工厂化生产、水果商品化处理以及农产品采后贮藏保鲜等机械装备、设施正逐步普及应用, 在提升农产品品质、减少过程消耗、调节上市时间等方面发挥着重要作用, 成为农民增收致富的重要渠道。
(3) 农业机械化是现代农业发展的“加速器”。规模集约经营、先进设施装备和现代科学技术广泛运用, 是农业现代化的重要标志, 这都与农业机械化有着密切关系。首先, 农业机械化是提升农业装备条件的题中之义。从农田灌溉、设施栽培、播种收获、病虫防治, 到采后分级处理、冷藏保鲜、加工包装等各环节, 都属于农业机械化发展的范畴。可以说, 改变农业靠天吃饭的格局, 农业机械化是主要依托。其次, 农业机械化是实现农业规模经营的助推力量。一方面, 农业机械化的发展可以为农村劳动力转移, 加快土地流转、发展规模经营创造条件、提供装备技术支撑;另一方面, 加快土地流转, 提高农业规模化水平, 可以有效促进农业机械化发展, 两者相辅相成、相互促进。其三, 农业机械化是推进农业科技进步的现实载体。从当前农业实际看, 发展精准农业, 推行农业标准化等现代农业技术都有赖于农业机械化, 没有温光水肥的机械化控制, 就难以实现精准农业目标;没有机械化的工厂化育秧、播种机插, 就难以实现农产品的标准化。
2. 浙江农业机械化发展已经有了良好基础
相对而言, 浙江省地形地貌多样, 平原、丘陵、山地相互交错分布, 而且农业规模化、产业集聚度不高, 发展农业机械化并没有明显的比较优势。但一直以来, 省委省政府始终高度重视农业机械化发展, 坚持把发展农机化作为建设现代农业的重要抓手, 按照“立足大农业、发展大农机”的思路, 采取政策拉动、部门推动、市场驱动多措并举, 坚持农机制造、农机推广、农机服务各业并进, 全省农业机械化取得了长足发展, 探索走出了一条轻型、高效、多元富有浙江特色的农业机械化发展路子, 呈现出鲜明的特点:
(1) 农机装备条件得到明显加强。进入新世纪以来特别是2004年《农业机械化促进法》颁布实施以来, 是浙江省农机化发展最快, 装备条件改善最为明显的阶段。预计到2011年底, 全省拥有大中型耕作机械1.7万台、联合收割机1.9万台、插秧机7 586台、烘干机2 132台、机动喷雾 (粉) 机20万架、农副产品加工机械22万台 (套) 、冷藏保鲜库140万m3。全省农业机械原值预计240亿元, 农机总动力达到2 470万k W, 每百亩耕地拥有农机动力88 k W, 比2005年分别增长46.5%、18.5%和23.2%。在农机总量快速增长的同时, 存量结构不断优化, 各种高性能农机装备大量涌现。大中型耕作机械、高速乘坐式插秧机械、机动式植保机械、半喂入联合收割机逐步取代了传统农业机械, 茶叶加工机械、畜禽水产养殖和农产品储藏保鲜等配套机械装备快速增长。2004年以来, 全省累计增加各类农业机械58.2万台套, 其中主导产业机械装备近30万台套;新增设施栽培面积逾5.33万hm2, 目前全省设施栽培面积已近12万hm2。
(2) 农机制造产业得到明显加强。近年来, 各级农业主管部门主动服务企业, 对接市场, 引导创新, 利用农机购置补贴政策实施, 引导农机企业加大科技投入, 推动农机制造业转型升级, 取得了明显成效。据统计, 全省农机装备制造企业超过5 000家 (含配件生产企业) , 2010年实现农机制造总产值660亿元, 比2004年翻了一番, 居全国第四位, 农机产品出口额居全国首位。履带式联合收割机、水泵、植保机械、茶叶机械、柴油机、拖拉机、农机配件等产品居全国领先地位, 占据了较大份额, 并形成了台州喷雾器、新昌茶机、温岭水泵、湖州收割机等一批农机产业集群。目前, 全省全喂入稻麦联合收割机年产量2.5万台, 约占全国市场份额的50%以上;水泵类产量占全国70%以上;茶叶机械产量占全国总量80%以上;植保机械年产值近100亿元, 其中50%销往国外。
(3) 农机服务能力得到明显加强。农机购置补贴政策的深入实施, 有效驱动了农机专业合作社、作业公司、经纪人等新型农机服务主体的发育和壮大, 推动了农机服务领域的快速拓展和服务产品的不断创新。统一机耕、统一机插、统一植保、统一机收、统一烘干以及统一产后加工等全程服务逐步普及, “菜单式”、“托管式”、“全程化”、“跨区式”等服务模式不断涌现, 农机服务已成为浙江省农业社会化服务的主导力量, 有力推动了农业规模化、标准化、产业化进程。目前, 全省拥有农机服务组织5 000多家, 其中农机专业合作社1 016家, 预计2011年实现农机作业服务总收入超过130亿元, 农机作业服务为浙江省农民人均增收约400元。2011年, 全省粮食生产耕种收机械化作业面积超过220万hm2, 机械化耕作、收获、植保和排灌率分别达89%、78%、92%和99%, 粮食生产耕种收综合机械化水平从2004年的40.7%提高到64.8%。与此同时, 机插、机烘等薄弱环节机械化推广取得突破性进展, 水稻机插面积从2005年的433 hm2扩大到15万hm2, 粮食机烘能力从2008年的3.8万t提高到130.7万t。“十一五”期间, 全省累计组织调度1.9万多台次收割机开展跨省区作业, 完成机收面积93万多hm2, 实现收入7.7亿多元。
(4) 法制政策保障得到明显加强。从国家层面看, 继2004年《农业机械化促进法》颁布实施后, 同年国家出台了农机购置补贴政策, 2010年, 国务院又颁布了《农业机械安全监督管理条例》, 出台了《关于促进农业机械化和农机工业又好又快发展的意见》。几年来, 农业部也相继修订了7个农机化发展的规章。从浙江省情况看, 2006年, 省政府颁布了《浙江省农业机械化促进与农业机械安全管理办法》, 2007年, 率先在全国实施了农机作业补贴政策, 2011年省政府又出台了《关于提升发展农业机械化的意见》, 同时, 《浙江省农业机械化促进与农业机械安全管理条例》也已列入省人大立法计划。这一系列法律法规、政策举措的出台, 有力推动了农业机械化发展走向法制化轨道。据统计, 2005-2011年, 全省投入农机化资金85亿元, 其中各级财政扶持资金超过30亿元, 中央安排浙江省购机补贴资金从2005年的350万元增加到2011年的4.1亿元, 省财政扶持资金从500万元增加到1.1亿元。在此基础上, 农业 (农机) 部门坚持农机产业发展和安全生产两手抓, 主动加强与公安等部门协作, 率先在全国探索建立“公安驻农机警务室”, 健全农机监理和安全监管体系, 有效遏制了拖拉机道路交通事故高发势头, 为农业机械化持续健康发展提供了有力保障。2010年, 全省共发生拖拉机道路交通事故815起、死亡238人, 分别比2004年减少1 023起和154人。2011年1-11月, 全省发生拖拉机道路交通事故516起, 死亡153人, 又比2010年同期分别下降28.3%和28.2%。
3. 政策意见的实施必将推动浙江省农业机械化加速发展, 为加快农业发展方式转变提供物质技术支撑
2011年, 浙江省人民政府专门出台《关于提升发展农业机械化的意见》, 这又是全省推进农机化发展的重大举措, 标志着全省农机化发展进入了一个新的发展阶段。分析这一政策意见, 主要呈现三大亮点:一是特点鲜明。《意见》在全面贯彻国家有关农机化发展法律法规政策的基础上, 紧密结合浙江实际, 将实践中的好做法和行之有效的措施通过政策制度层面固定下来, 突出“促进”, 兼顾“管理”, 强化“服务”, 体现了浙江特色和发展要求。二是内容全面。《意见》全面系统地提出了浙江省农业机械化发展的指导思想、总体目标、基本原则、发展重点、扶持政策以及加强组织领导等方面的新要求, 内容涵盖农业机械化发展的各个方面, 有利于调动政府、农民、企业、科研院所等各相关主体的积极性, 更好地发挥有关部门公共管理、社会服务职能, 促进农业机械化全面协调发展。三是含金量高。《意见》围绕促进全省农机制造、农机推广、农机服务等各环节, 在财政、税费、金融、保险、基础设施建设等方面出台了实实在在的扶持措施, 有着很高的含金量。《意见》的出台实施, 必将对全省农业机械化持续健康发展以及加快现代农业进程产生积极而深远的影响。
(1) 政策意见的实施, 必将进一步加速农机装备结构的大优化, 推动农业机械应用从粮油产业、生产环节为主向种养全产业、生产全过程、农业全领域转变。尽管近几年来, 浙江省农机化取得长足进步, 但总体上看, 产业的差异性、地区间的不平衡性仍然十分明显。客观地说, 近几年农机化的发展主要表现为粮食生产机械化的快速发展。相对而言, 农业主导产业、产后加工保鲜等领域的农机化水平有待提升, 有的产业和环节还处于研发试验甚至空白阶段, 这与浙江省的经济发展水平、农业产业结构还不相适应。政策意见非常强调重点突破、全面发展, 明确要在继续推进粮食生产全程机械化的基础上, 着力提升农机在农业主导产业关键生产环节的应用水平。要求到2015年, 全省水稻、小麦等主要粮食作物全程机械化率达到70%以上, 规模生产的蔬菜、水果、林业特产、花卉苗木、畜禽、水产的主要生产环节和产品初加工等基本实现机械化。农机购置补贴政策的不断优化, 农机工业的加快发展以及农机化促进工程的深入实施, 必将进一步推动农机应用从粮油产业向主导产业拓展、从种植业向种养业覆盖、从生产环节向产后环节延伸。
(2) 政策意见的实施, 必将进一步加速农业科技的大进步, 推动农业科技创新从注重单一环节自主创新向农机与农艺、工程与农技融合转变。农业科技进步是涉及面非常广的系统工程, 需要良种良法良机良制的综合配套, 才能实现最理想的效果。农业机械目的是要服务产业发展, 因此, 农机技术进步不仅仅局限于农业机械产品和本身技术的创新, 还需要育种技术、产品特性、栽培模式、养殖方式等的密切配合, 才能提高农机的应用面和适用性。从当前情况看, 浙江省农机与农艺技术在研发、集成、推广等方面结合还不够紧密, 既制约着农机化的持续健康发展, 也使得一些产业的农机化应用的“短板”效应十分明显。政策意见非常注重农机农艺融合发展长效机制构建, 强调要加强协调和指导, 引导农机企业研究开发和生产农民迫切需要、与现行农作制度和农艺规范相衔接的农机产品, 并建立农机和农艺科研单位协作攻关机制, 加强农机农艺技术集成, 以提高农机作业适应性为重点, 推动栽培和养殖方式改进、品种选育, 形成农机农艺融合发展的技术体系。政策意见切中了全省农机化发展的制约瓶颈, 非常具有针对性。农业 (农机) 部门将在注重先进适用农机推广的同时, 更加注重与科研单位的协作、与农机企业的联合, 围绕生产发展迫切需要的产业、环节, 整合力量加强技术集成攻关, 更好地推动农机农艺融合发展、农机产业与现代农业协调发展。
(3) 政策意见的实施, 必将进一步加速农机制造产业的大提升, 推动农机工业从制造大省向制造出口强省转变。当前, 尽管浙江省农机制造工业在全国占据重要位置, 但总体上看, “低小散”的现象仍然存在, 企业规模偏小、产品结构雷同、科技含量不高等较为普遍, 总体上处于依靠规模数量扩张的发展阶段。政策意见十分重视农机工业发展, 强调要培育农机制造业龙头企业和产业集群, 加快集团化、集约化进程;要优化农机产业和产品结构, 建立农机行业市场退出机制, 逐步淘汰落后产能, 优化产业布局;要提高农机工业制造水平和产品质量, 支持农机制造企业加大技术改造力度, 提高农机制造工艺及装备水平。同时, 要加强农机科技创新平台建设, 并在农机科研、技术改造、金融信贷、税收减免等方面加大扶持, 引导农机企业增加新技术、新产品开发投入, 支持农机企业成为技术创新主体。这一系列措施的实施和到位, 必将进一步巩固浙江省农机工业原有优势, 加快推进农机产业转型升级, 实现农机制造大省向制造出口强省转变。
(4) 政策意见的实施, 必将进一步加速农机服务产业的大发展, 推动农业生产方式从以人畜力为主向依靠农业机械的转变。发展农机服务业, 有利于优化资源配置, 提高农业机械利用效率。毋庸置疑, 近年来浙江省农机服务业的快速发展, 为推进农业科技进步、实现节本增效作出了积极贡献, 尤其是为稳定粮食生产发挥了重要作用。但也清醒地看到, 当前农机服务主体总体规模还不大、服务领域还不广, 服务的标准化、组织化、信息化程度还有待提升。政策意见在扶持农机服务业发展方面也有着实质性举措, 明确要大力培育发展新型农机社会化服务主体, 推进区域性、综合性农机服务中心建设。推进农机信息化建设, 构建农业机械化公共信息网络平台, 促进农机服务供需对接, 并对跨区作业的联合收割机以及运输联合收割机等的车辆, 在收费公路上免收通行费。根据政策意见的要求, 要把发展农机服务业作为推进农业社会化服务体系的重中之重, 积极引导、探索推进农业生产性服务外包机制, 加大对农机服务主体在基础设施建设的扶持和技术培训, 加快推进农机服务信息平台建设, 形成以农机服务业发展带动农机化应用的良性互动机制, 着力提升全省农机化整体水平。
机械驱动 第9篇
在科学技术突飞猛进的今天, 依托现代微机械加工技术制作的微机械陀螺 (MEMS陀螺) 已经成为现代陀螺的代表。微机械陀螺外部接口电路可分为驱动电路和检测电路两个部分:驱动电路维持陀螺可动梳齿沿驱动方向以固有频率做简谐振动, 并保持振幅的稳定;检测电路则把由输入角速度引起的梳齿间电容变化转化成相应大小的电信号, 处理得到输入角速度大小。
驱动信号的频率和驱动模态的固有频率相等, 即陀螺工作在谐振状态时, 此时驱动模态振动幅度最大, 电容变化量也最大, 检测灵敏度最高。然而, 硅是一种热敏材料, 外界环境因素的细微变化, 驱动模态的固有频率以及品质因素会随着发生漂移。如果驱动信号的频率不能保持恒定, 将导致振幅的变化, 进而影响陀螺的检测精度。因此设计一个能够跟随驱动模态固有频率变化并维持恒定振幅的驱动电路是至关重要的, 也成为微机械陀螺接口电路设计最关键的环节之一。
本文以北京微电子技术研究所自主研发的803电容式静电驱动微机械陀螺为研究对象, 重点分析了它的闭环驱动电路, 对关键电路模块进行了分析和设计实现。
闭环驱动电路分析与设计
闭环驱动原理
电容式微机械陀螺是一个机电耦合系统, 其中存在电信号和机械振动信号的相互转化。电容式微机械陀螺工作的基本前提是使其在驱动方向振动起来, 然后才能感知输入角速度。本文中研究的陀螺是采用静电驱动电容检测方式工作, 使陀螺可动梳齿做简谐振动, 而静电力由外部的驱动电路来提供。
由于电容式微机械陀螺的开环驱动电路, 受外界环境因素的变化影响较大, 不能够确保陀螺驱动模态谐振振幅的稳定性, 导致陀螺在开环驱动电路驱动下灵敏度低[1]。因此, 为了提高陀螺的灵敏度和稳定性, 提出了闭环驱动电路方案。其基本思想是:通过检测驱动模态的振动频率和幅度, 反馈以调整驱动电压的频率和幅度, 来提高陀螺运行的稳定性。
电容式微机械陀螺驱动电路主要有两种实现方式:自激驱动方式和锁相环方式。
实现方式分析
(1) 自激驱动方式
由于陀螺的驱动模态是一个二阶振荡系统, 其等效电气模型可通过线性器件模型来加以分析。所以, 类似于电子正弦波振荡器, 陀螺驱动同样可以利用自激振荡的方法来实现。自激振荡形成了一个闭环系统:当驱动模态的振动频率小于驱动模态的固有频率时, AGC使环路的增益变大, 闭环系统失去稳定, 从而使驱动模态的振动幅度增大;同理, 当驱动模态的振动频率大于驱动模态的固有频率时, 环路的增益变小, 使驱动模态的振动幅度减小;系统环路增益最终保持恒定值, 达到临界稳定状态。
自激驱动系统原理框图如图1所示。微机械陀螺的驱动检测电容变化被C-V转换模块检测出来, 通过信号解调块解调成相应的驱动振动幅度, 然后由AGC反馈回路根据检测的振动幅度调相应的驱动信号, 使驱动信号频率向驱动模态固有频率靠拢。
(2) 锁相环方式
锁相环 (PLL) 由鉴相器 (PD) 、低通滤波器 (LF) 和压控振荡器 (VCO) 三部分组成, VCO除输出外还反馈到PD, 构成一个闭合的相位反馈控制系统[2]。其原理框图如图2所示。
锁相环 (PLL) 本质上是一个相位负反馈的自动控制系统, 相当于一个中心频率可跟踪目标信号频率的窄带带通滤波器, 因此锁相环具有跟踪功能。
闭环驱动电路实现
我们重点分析C-V转换电路和AGC反馈回路。
C-V转换电路
本文中研究的微机械陀螺包括驱动模态的两个差分检测电极和检测模态的两个差分检测电极。这两对电极敏感的都是电容的变化, C-V转换电路主要是将微弱的电容变化量转变成相应的电压信号量, 其特性对陀螺的驱动和检测精度都有很大的影响, 特别对硅微陀螺的检测电路至关重要。图3为C-V转换电路原理图, 载波信号V连接到差动电容的公共极板, 电容的另外两端分别接两个电荷放大器。从图中看, C1、C2右端为驱动检测极板, 左端为公共极板。
当驱动模态振动时有C1=C0+ΔC, C2=C0-ΔC其中C0是静止时极板间电容, 是变化电容。同时, 在电路中使C3-C4=Cf。则由计算可知:
1V、2V分别接差分放大器的两端, 电路如图4。
得到:
其中, dA是差分放大器的共模增益。
至此, 驱动极板间电容变化量被转换为电压信号, 驱动极板运动状态被转换为电压输出, 完成了C-V转换。AD620AN差分增益:, 取RG=10kΩ, 可得G=5.94。这对示波器信号显示是不够的, 所以后面还需接放大器。
在该检测电路前一级放大器中, 输入端为虚地, 所以差动电容到放大器输入端的分布电容对检测影响很小[3]。而差分放大电路能抑制共同噪声, 并且抑制了零点漂移。
AGC反馈回路
AG C电路的基本原理是随着输入信号幅度的变化产生一个相应变化的直流电压 (AGC电压) , 利用这一电压去控制某种可变增益放大器的放大倍数[4]。当输入信号幅度较大时, AGC电压控制可变增益放大器的放大倍数减小;当输入信号幅度较小时, AGC电压控制可变增益放大器的放大倍数增加。我们需要将驱动检测信号输入G C反馈电路, 产生相应的直流电压, 将其与参考电压比较, 来控制波形信号发生器[5]。电路如图5所示:
图5中, 输入信号经电阻R1、R2分压后送往运放U1的同相输入端, 二极管D1对运放U1的输出信号分压信号整流后, 经过一个π形滤波电路得到一个负向的AGC电压, 该电压经运放U2放大后送往场效应管Q1的栅极。
当输入信号的幅值较大时, 相应地得到了较大的AGC电压, 运放U2输出较大的负压至场效应管Q1的栅极, 增大了场效应管Q1的源漏极间的电阻, 从而减小了运放U1的放大倍数。反之, 当输入信号的幅值较小时, AGC电压也较小, 运放U2输出也小, 场效应管Q1的源漏极间的电阻很低, 使运放U1得到较大的放大倍数, 从而在U1的输出端得到幅值较大的信号。
试验发现, 当输入信号由300mV逐渐增加到2.5V时, 运放U1的输出信号都能基本稳定在1.5V。通过调整电阻R9和R10的阻值, 就能在U1的输出端得到不同幅值的输出信号。
结束语
本文对微机械陀螺的闭环驱动电路进行了分析和设计, 实现途径主要分为自激驱动方式和锁相环方式。设计的闭环驱动电路可保证陀螺始终工作在谐振频率, 从而保证优异的系统性能。但是, 闭环驱动需要检测陀螺振动情况, 对电路要求较高, 而且电路体积大, 这需要在以后的工作中改进的地方。
参考文献
[1]郭秀中, 阮爱武.微机械梳状驱动陀螺仪的理论分析[J].传感器技术, 1997.16 (3) :23
[2]王慧泉, 郁发新, 金仲和, 等.高性能微机械陀螺接口电路研究[J].传感技术学报, 2006.8 (4) :1136-1139
[3]Zhang Fuxue, Wang Hongwei, Zhang Wei, et al.The Structure principle of Silicon Micro-machined Gyroscope Driven By The Rotating Carrier Proceeding of IEEE International Journal of Information Acquisition.2005 (3) :11-18
[4]MARINIS T F, SOUCY J W.Vacuum Packaging of MEMS internal sensors[C].International Microelectronics and Packaging Society Conference, Boston, Massachusetts, November18-20, 2003:386-391
液压传动技术在机械驱动中的应用 第10篇
关键词：液压传动技术,液压传动系统,机械驱动
在我国的工业生产当中, 液压传动技术是被使用的最为广泛的一门工业技术。液压传动技术在实际工作当中主要是通过将受压流体作为生产转动介质在系统回路中进行合理的组合, 继而实现对工业生产中机械的自动化控制。
1 液压传动技术的系统构成
就当前的实际情况来看, 系统中良好的执行能力、动力、控制能力以及装置中与辅助功能相对应的系统和工作介质构成了完整的液压传动系统。每一种功能以及与其相配套装置都是液压传动系统在进行工业生产时必不可少的组成部分。
1.1 液压传动技术中的动力装置
液压传动技术中的动力装置实质上指的是液压传动系统中的液压泵。液压泵在实际工作中的主要作用是通过将原动机当中的机械能转换成液压能来实现, 与此同时, 其在工作过程中还要保证液压保持满荷的状态。
1.2 液压传动技术中的执行装置
液压传动技术中的执行装置实质上指的是工业生产过程中的机械能输出装置。该装置在实际的工作过程中可以将液压泵中的液压能转化成为动力系统工作时所需要的机械能。其中输出转矩、输出推理、转速的回转型液压马达以及位移的直线型液压缸等都是液压传动技术中执行装置进行工作时所需要用到的工序。
1.3 液压传动技术中的控制装置
液压传动技术中的控制装置需要在液压系统进行工业生产时对其各部分元件进行控制。其控制方向包括对液压转动技术中工作介质所产生的压力和流量进行控制以及包括压力控制在内的诸多生产程序的控制。
1.4 液压传动技术中的辅助装置
保障液压系统在进行正常工业生产时的配套元件就是液压传动技术中的辅助装置, 其中包括交换器和管子等。这些辅助装置在正常情况下能为液压传动技术提供冷却和净化的功能。
1.5 液压传动技术中的工作介质部分
液压传动技术中的工作介质部分指的是其装置内部的矿物基液压油, 该介质能在液压传动技术中提供能量的传递, 并且在其传递过程中起到净化和润滑等作用。从目前的工业生产情况来看, 液压传动系统出现故障的原因大多数是由液压油的浑浊所引起, 故液压油的清洁程度越高, 液压传动技术在进行工业生产中的工作效率也就越高。因此, 做好液压油的清洁工作在工业生产过程中是一件至关重要的事情。
2 在机械驱动中液压传动系统的应用
目前, 液压传动系统因其自身具备速度低、功率大以及运行平稳等优势, 在我国现代化的机械工业生产中得到了广泛的应用。例如, 在工业生产中的装卸堆垛装置中, 液压传动系统可以保证在其中进行自动化作业的货物的稳定性, 而在万能外圆磨床的生产过程中, 液压传动系统的应用可以保证外圆磨床在磨削过程中对于精度的较高要求。
2.1 液压传动系统中的纯粹液压传动方式
因液压传动技术具有低速负载的特性, 故对于工业生产中所出现的动力参数和运动参数的精确度有很强的控制能力。相对于工业生产中的纯机械运动来讲, 液压传动技术在目前所有的机械自动化工业生产中都能够很好的运行, 并逐渐超越了其他传动方式成为了工业生产中的主要机械传动控制方式。液压传动技术能够将工业生产中所需要用到的动力装置、执行装置、控制装置、辅助装置以及工作介质等多个组成部分进行分配, 并且其分配的位置相当符合工业生产需求, 与其进行自动化生产的要求不谋而合。
2.2 液压传动系统中复合传动技术的应用
液压传动系统中复合传动技术指的是工业生产中的机电液一体化技术。其在实际工作的运行步骤为:首先, 通过液压传动系统对机械进行控制。其次, 通过电气对液压进行控制。最后, 通过电气将机械在运行的过程中所需的信息进行反馈, 执行元件通过反馈回的信息实现对液压的控制, 继而形成一个闭环多类型的传动控制系统, 同时这也是机电液一体化在工业生产过程中的具体内容。液压传动系统中的复合传动技术不仅智能化的程度高, 其自动化的程度也很高, 一般是将液压技术与电子技术相结合, 以实现对液压系统进行调节控制的目的。
2.3 液压传动技术在实际工业生产中的应用
液压传动技术在一般的工业生产中以其自身突出的性能优势得到了广泛的应用, 而在实际的工业生产中也有很多应用实例可循, 如其在水利工程中防洪闸门以及堤坝装置、船头门、桥梁操纵装置、核电厂、河床升降装置、升降舞台、飞行器仿真等方面都有应用。
3 液压传动系统在未来的发展趋势
目前, 在我国的国防领域和工业生产中, 液压传动技术都为其提供了至关重要的技术保障。液压传动技术在未来发展中的主要发展发向是朝着高精度、高效率、全自动以及微型化等方面发展, 当然, 这也是液压传动技术在未来与机械传动、电传动进行竞争的关键所在。
液压传动技术中工作介质方面的改革是液压传动技术在未来发展趋势中的主要体现。液压传动系统在未来发展的过程中, 将彻底改变目前在进行工业生产时以油液作为工作介质的现状, 并将既无污染又有利于环保的水资源作为其在进行工业生产时的新兴工作介质, 继而在极大程度上提高其工作效率。
4 结语
机械驱动 第11篇
摘 要：本文对机械类专业基于项目驱动的实践教学模式进行了探索与实践，以“天然气压缩机智能监控与故障诊断系统”这一项目为主线，围绕团队组建方式、项目负责人选择、项目进展汇报模式三个重要环节，分析了如何结合专业学位研究生与本科生培养，对学生进行多层次、多元化的创新、实践能力培养。
关键词：项目驱动；机械工程专业；实践教学
机械学科是一门理论严谨、实践性与应用性强的学科，培养理论基础扎实、实践能力强，具有组织能力、团队协作与协调能力、决策判断与创新能力和工程意识的复合型人才，既是经济社会发展对人才素质的要求，也是学生自我发展和增强就业竞争力的现实需要。本文在广东海洋大学教育教学改革项目的资助下，对机械类专业基于项目驱动的实践教学模式进行了探索和实践。在分析团队组建方式、项目负责人选择、项目进展汇报模式三个环节的基础上，以“天然气压缩机智能监控与故障诊断系统”这一项目为主线，重点讨论了如何结合专业学位研究生培养，以专业学位研究生作为项目实施小组负责人，以三、四年级本科生为项目主要成员，以导师为指导，以项目为主线对学生进行多层次、多元化的创新、实践能力培养。
一、项目驱动式教学模式探索
基于CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate，即构思、设计、实现、运行）理念的项目驱动式教学是近年来活跃在教育教学舞台上的当代教学模式。它以项目为主线、项目实现为目标，实施以学生为主导的创新能力培养，促进学生对团队、责任、工作任务的理解，同时以学生为中心，教师在整个项目实施过程中起指导监督的作用，提高学生创新能力和实际解决问题的能力。与传统的教学方法相比，项目驱动教学法能更大地激发学生的学习兴趣和求知欲望，充分调动学生的学习积极性和主动性，从而培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力和协作、创新、探索的精神。
项目驱动式教学的特征是，学生通过寻找完成工作任务的途径与方法，在真实的工作环境下带着任务学习，围绕工作项目完成调查研究、网络信息搜集、文献查阅、个人独立思考、学习方案制订、讨论答辩、团队合作学习等各项相关的实践与创造活动。因此，教师的引导与定期的进展汇报是项目实施的关键。
（1）教师的引导
项目驱动式教学的主体是学生，教师主要发挥引导作用。从项目一开始，指导教师就要引导学生对项目内容进行目标分解，对任务进行分工，要求学生带着项目或问题去学习，以探索问题来启发学生的学习兴趣和动机，通过引导充分调动学生参与项目与学习的积极性。使学生在项目完成过程中获得学习能力和技术应用能力。
这种引导式教学要求指导教师必须对项目要解决的问题与关键点有明确的了解，能够预测学生在完成项目过程中易出现的问题，并在实施过程中精心引导学生学会如何去发现问题、思考问题、寻找解决问题的办法。在阶段任务完成之后需要及时总结和指导，引导学生自己制订目标、分解任务，鼓励学生自己提出问题，自己解决问题。
（2）定期的项目进展汇报
项目驱动式教学强调的是以工程项目的研发过程为引导，采用小组讨论与独立工作相结合的形式，让学生独立进行工程项目的资料收集、方案调研、认证等实践工作，通过对项目的任务分工和执行来培育学生的团队合作精神、独立工作能力、交际能力以及语言表达能力和自我管理能力。各项目子团队或成员需要进行定期的项目集中汇报，汇报内容应包括：项目建议，上一阶段的任务完成情况，采用的主要手段与技术，存在的问题，拟解决方案，进度安排等。其他成员从中可以了解不同的知识点与技术，并了解项目的整体进度与各环节衔接状况，推动整个项目的顺利实施。
交流讨论环节应重点培养学生的交流表达和分析问题能力。为了激发所有团队成员的主动学习积极性，在各阶段都要求每个成员能利用多媒体进行口头报告并进行互评，让每个学生都能通过汇报来展示其思考、质疑、研究、决定和呈现的能力。在讨论时，教师鼓励学生集思广益、开拓思路、鼓励创新，讲解一些共同的难点和重点，展开热门问题的讨论与方法交流，并尽可能给出多个与项目相关的应用案例，鼓励学生查阅、了解各种同类与近似项目的设计方案及设计理念，引导学生触类旁通，在思路上得到一些启发。
由于团队学生成员的知识层次、思维方式不同，在设计过程中会出现不同的设计方案，教师应对错误明显的方案做适当地引导、纠正，使方案尽量集中在较优秀的几个类别中，并引导学生对几个相近方案进行比较、遴选。考虑到团队成员的年级、层次、专业特长都有差异，教师应根据每个学生个体差异来对其任务完成情况进行个性化的点评。对高年级主力成员，侧重于引导其在查阅同类项目工作的基础上，了解当前项目的最新技术进展，综合利用已学知识来解决遇到的问题；对低年级学生，则重点引导其学习与具体任务相关的课程知识。
二、项目驱动式教学的实践
根据上述思路，笔者以“天然气压缩机智能监控与故障诊断系统”项目尝试进行项目驱动式教学。该项目是教师的横向科研项目，来源于企业研发需求，研发内容涉及压缩机的实时监控、故障分析、故障诊断系统研发三部分，是一个综合性与复杂性较大的实践工程项目。在签订项目合同前，指导教师对项目的前期分析与需求、研发内容、主要技术路线、软件模块组成与功能的要求都非常明确。
由于项目涉及的研发内容多、工作量大，企业给予的研发时间周期短。因此，指导教师不仅将此项目作为一名机械学科硕士研究生的课题项目，借此项目完成一名全日制硕士研究生的培养，并且根据项目研发内容，组建了液压传动、自动控制、程序软件开发三个子方向的研发团队，每个子团队由2～3名本科生组成，以保证学生通过互相激励与协商完成各方向的研发内容。研究生作为项目负责人负责整个系统的具体实现与各子部分的衔接。
项目开展后，教师每周安排一次组内大讨论，研究生每天负责集中各子团队进行组间讨论，分析当天的项目进展情况。小问题由组内讨论解决，碰到大问题则通过研究生直接向指导教师请示。导师视情况，决定是否临时召开大组讨论，引导学生查阅资料获取类似项目的技术路线、解决方案与相关专业知识点，用于解决项目开发中遇到的问题。
由于项目直接来源于企业真实需求，与企业的实际生产、工作需求、企业现有设备资源、软硬件条件密切相关。因此，项目的研发过程还必须与企业时刻保持联系，了解企业的软硬件资源，以保证项目采用的技术路线与解决方案是企业可以接受的。为此，课题指定研究生与企业方负责此项目的工程师对接，详细了解压缩机的工作环境、所需要的检测参数、相应的控制策略、上下位机通讯所需端口与地址等信息，并及时向各组成员反馈所获取的企业方信息。若有较大的技术方案变动，则导师再与企业方技术负责人沟通并确定解决方案。例如在本项目的开发过程中，遇到从下位机的数据读取速度难以满足压缩机的实时监控要求，上位机采集到信息显示滞后于压缩机的实际运行状况。对此，项目团队一方面对原先以Java语言设计的软件进行完善来提高读取速度；另一方面，根据企业方工程师建议，对当前普遍用于实时监控的组态软件的性能与价格进行对比分析，很多技术细节则直接让研究生与组态软件公司的研发人员沟通，以确认不同公司的组态软件是否可以满足500ms的数据读取速度。经过多次反复，开发程序最终满足了企业的实时监控要求，由此降低了压缩机的制造成本（组态软件的成本约2000元/台）。更重要的是，项目组成员也由此扩展了对相关行业技术的了解，并对企业的生产实践与实际工作有了更为直观的认识。
经过一年半时间的项目研发，验证了这种以企业实际工程项目为载体开展自主和协作学习的方式能够充分激发学生的学习兴趣。在教师的引导和帮助下，所有参与项目研发的学生不仅掌握了理论知识，增强了实践能力，而且掌握了自主学习和协作学习的各种策略。尤其是通过企业项目研发，学生在校期间就获得面向企业岗位的实践技能锻炼，使得其毕业后能够快速与企业中的实际工作接轨，缩短了毕业生进入企业的适应期。因此，对来源于企业真实需求，或从实际生产和工作的需求中产生并经过教师再加工、设计后实施的项目驱动式教学，能有效解决机械类专业在校学生知识学习与实践能力培养的脱节问题，有利于培养具有厚基础、宽口径、强能力的应用型人才。
价值驱动式发展中的我国机械制造业 第12篇
1 明确教学目标
众所周知, 语文是一门综合性很强的学科, 即便是篇幅短小的课文, 也同长课文一样, 字词句篇, 应有尽有。假若不顾及教材的编辑意图和编排体系, 不遵从语文教学的规律和宗旨, 随心所欲地去教, 一个课时即能处理好的课文非要上成3课时甚至5课时, 如此教学哪还有效率可言?可见确定教学目标, 实施目标教学, 有助于克服教学的随意性, 提高教学效率。
问题在于目标如何确定, 确定什么样的目标。我们主张还是要老老实实抓“双基”, 即抓住字词句篇基础知识, 读写听说基本能力。语文教学帮助学生打好基础, 是天经地义的事。基于这一认识, 在“教什么”的问题上我们提出四句话, 即:识字解词, 增加词语积累;整体认知, 把握课文概要;局部推敲, 训练遣词造句;熟读背诵, 领悟读写之道。一篇课文, 无论何种文体, 无论长篇还是短篇, 必将有助于学生积累语言, 学好语文基础知识, 训练语文基本能力, 增强语感, 提高悟性。具体到一篇课文的教学, 教者还要把它化作合理的便于操作的教学目标, 逐一写进教案。一旦化作教学目标并在施教过程中逐一落实, 学生便会所得甚丰, 课堂教学效率也会提高。
2 优化教学方法
在教学改革中, 致力于教学方法的改革, 是十分必要的, 因为“惟有特别注重方法, 才会收到事半功倍的效果”。目前课文教学方法异彩纷呈, 著名教师都创造了独具特色的教学方法。实践证明, 科学的教学方法有助于提高教学效率。研究、设计教学方法, 应当遵循以下基本原则:
a.要有利于确立学生的学习主体地位, 使他们在教师的主导下成为学习的主人, 主动地、生动活泼地学习;
b.有利于学生学好基础知识, 历练基本能力;
c.有利于发挥“读”这一重要教学手段;
d.有利于强化语言训练和积累;
e.有利于从整体到局部再回到整体地施教, 体现认知规律;
f.有利于培养学生良好的学习品质。一种教学方法应力求具有多种功能。
在总结优秀教师教学经验的基础上, 提出了语文阅读教学的“三读”教学法, 即自读感知、导读领悟、教读演练。自读感知阶段, 教师提出自读要求, 让学生自读课文, 学习、积累字词, 初步感知课文内容。学生仔细读课文, 并动笔勾画圈点, 必要时查词典, 也可以质疑。这一步对学生是自学, 对教师而言则是属于教学调查, 以便下一步有的放矢地施教。导读领悟, 是在学生自读感知的基础上, 引导他
(上接214页) 产值就计划发展到接近0.6万亿元。瞄准“十二五”期间我国机械制造业得发展前景, 立足于我国设计机械制造业的现状, 在价值驱动式发展的运行轨迹下, 应该从设计理念和设计实践两个方面, 来寻求发展。
我国机械制造业目前采取的设计方法包括:设计元素法;图形建模法;矩阵设计法;构思设计法、键合图法等, 这些方法在世界范围说来都是适用的。在发展的视域下, 我国机械设计制造业将展示点, 把握其精髓。对于学生的答问、板书、笔记, 要求“话要清清楚楚地说, 字要规规矩矩地写”。教读演练, 主要是在领悟课文主旨、章法结构、写作技巧的基础上, 抓住精彩或重要的语句、语段进行语言训练, 培养学生组词成句、组句成段的能力, 同时指导学生或正确流畅或绘声绘色地诵读, 以培养语感。“三读”之后, 教者小结, 再让学生通读课文, 以通盘体会、整体把握。自推广“三读”教学法以来, 在大面积的课堂教学中出现了书声朗朗的新气象, 语言的训练与积累受到了重视, 基础知识学习、基本能力的训练得到了加强。
3 增强教学力度
有了合理的教学目标和比较科学的教学方法, 还得讲究教学的力度。有些课教学目标提得准确、合理, 运用的是“三读”教学法, 但效果并非很理想。这是为什么?有的是教者功底不厚、素质不高所致, 更多的则是因为课上得平平, 没有起伏, 没有高潮, 该重锤猛敲的地方却轻描淡写, 该浏览、带过的地方却不厌其烦地讲。教学不到位, 重点不重, 泛泛地讲, 给学生的印象淡薄, 教学效果自然不佳。我认为, 教师上课要有感情, 要调动自己与课文一致的情感引起学生的感情共鸣。教师上课要有力度, 把轻描淡写与精雕细刻结合起来, 该讲的到位地讲, 该练的切实地练, 课上得朴实、真实、扎实, 既不平铺直叙, 也不花里胡哨, 要用自己的“投入”引发学生的“共振”。
4 增加教学容量
密度、容量与效率有直接关系。有些课节奏缓慢, 45分钟之内没做几件事, 学生所得无几, 浪费了宝贵的时光。有经验的教师总是珍惜学生的学习时间和演练时间, 当讲时精要地讲, 要言不烦, 不说闲话、废话;当练时充分练, 实实在在地练。讲和练过渡自然、流畅, 环环相扣, 无堵塞现象, 无滞留之感。有的老师还善于联系和扩充, 新知联系旧知, 课内联系课外, 书本联系生活, 阅读联系写作。这样的课使人听了、看了, 感到美不胜收, 如此循环往复, 教学效率的提高就指日可待了。
以上所述只是课堂教学和课堂中的阅读教学, 教师在抓好课堂教学的同时, 应当组织学生开展以读写为主的课外语文活动。单靠一本教材、每学期七八次作文, 课外从不读书从不写作, 最多能够应付考试, 更不用说具备生活和工作所需要的语文能力了。因此, 语文教师在加强课堂教学的同时, 要树立“大语文”的观念, 把学生的目光引向生活, 引向社会, 使他们能够运用课本上学到的知识, 解决社会生活中遇到的实际问题。
参考文献
[1]肖川.教育的智慧与真情[M].长沙:岳麓书社出版社, 2005.[2]林崇德.教育的智慧[M].北京:开明出版社, 1998.
出柔性化、敏捷化、智能化、信息化的特点。柔性化将使工业装备与工艺路线适宜于各种产品的需要, 能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要。敏捷化将使生产推向市场的准备时间缩为最短, 是机械制造长的机械能灵活转向。智能化是柔性自动化的新发展和延伸, 显著减少制造过程的能耗, 显著地提升传统制造业的水平。信息化机械制造业以信息技术的发簪为支撑, 通过信息交换和信息共享来加快发展。
的轮式装载机产品则刚刚起步。如今, 中国已经成为世界上最大的挖掘机市场, 而且整个中国工程机械市场也成为全球最大、竞争最为激烈的市场。
我国机械制造业发展到今天, 走过从市场驱动型向价值驱动型发展的道路。可谓之是社会主义市场经济激活了我国机械制造业, 是经济发展方式的转变, 将我国机械制造业带入了又好又快发展的新时期。