第一篇：基于SolidWorks開發(fā)的機構(gòu)運動方案設(shè)計虛擬實驗系統(tǒng)

為了更好地實現(xiàn)實驗?zāi)康?，提高實驗效率，作者以機構(gòu)運動方案設(shè)計實驗的要求、實驗原理、方法為藍(lán)本，用計算機虛擬實驗技術(shù)，模擬仿真該實驗的全過程，設(shè)計了一個機構(gòu)運動方案設(shè)計虛擬實驗系統(tǒng).應(yīng)用該系統(tǒng)，學(xué)生在實驗前在計算機上對自己所設(shè)計方案的可行性、正確性進(jìn)行可視化驗證，然后再進(jìn)行實際的拼接，提高了實驗效率.虛擬實驗系統(tǒng)的功能

1)必須具備齊全的模型、而且盡量接近實物，這樣才能對實驗進(jìn)行真實的模擬.2)靈活性強，零件的參數(shù)能根據(jù)需要隨時進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)尺寸驅(qū)動功能，即改變其中一個零件的參數(shù)后，只需要重建模型，其它零件的相應(yīng)點的位置會跟著發(fā)生改變，零件之間依然保持相應(yīng)的聯(lián)結(jié)關(guān)系，而不需重新進(jìn)行裝配.3)對于機構(gòu)運動的模擬仿真功能.4)具有運動特性分析和動力特性分析的功能.5)具有實驗指導(dǎo)功能.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程圖如圖1所示.圖1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程圖

2系統(tǒng)開發(fā)方法

虛擬實驗系統(tǒng)選用的平臺是三維設(shè)計軟件系統(tǒng)SolidWorks。SolidWorks它是基于Windows的全參數(shù)化特征造型軟件，可十分方便地實現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖，以參數(shù)化和特征建模的技術(shù)為核心，為設(shè)計人員提供了良好的設(shè)計環(huán)境，還可以方便地對SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā).用戶二次開發(fā)的應(yīng)用程序，可直接掛在SolidWorks的菜單下，形成統(tǒng)一的界面.一般而言，開發(fā)人員首先需要在SolidWorks的界面上添加自己的菜單項，以此作為激活用戶程序的接口，完成與用戶的數(shù)據(jù)交換。

SolidWorks的API(Application Programming Interface應(yīng)用編程接口)提供了兩種接口方式:有OLE Automation的Idispatch和作為Windows基礎(chǔ)的COM(Component Object model).Idispatch的方法可用于VB、VBA或VC的開發(fā)環(huán)境，常作為快速開發(fā)的手段.本文開發(fā)的實驗系統(tǒng)所使用的程序就是采用的Idispatch接口方法，用VC++6.0編寫的.在程序編好后，編譯即可形成DLL文件.不同的操作系統(tǒng)需要用不同的設(shè)置:Windows95/98采用“MBCS”;WindowsNT/2000采用“Unicode”;生成需要的3dll文件后，就可以使用SolidWorks的“文件/打開”菜單，在過濾器中選擇“AddIns(3.dll)”，加載自己的DLL.若該DLL在注冊表中注冊成功，還可使用“工具/插件”菜單進(jìn)行一次性加載，以后啟動SolidWorks，就可自動加載該DLL，無須再進(jìn)行加載操作，十分方便.3系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

3.1實驗裝配零件庫的建立

為了滿足模型齊全的要求，筆者選用SolidWorks2001進(jìn)行零件的三維造型，并把所有實驗室內(nèi)要用到的零件做成了一個零件庫.通過對SolidWorks進(jìn)行設(shè)置，可以使自己創(chuàng)建的零件庫像工具條一樣陳列在SolidWorks主窗口中.具體方法是:通過選擇SolidWorks主菜單中的工具選項選擇文件位置，將文件夾顯示為調(diào)色板零件，再選“添加”，選中自己的零件庫文件夾的存放位置.要使用這個零件庫，只需要打開它就可以了.方法是，啟動SolidWorks后，在工具下選擇FeaturePalette，隨后便有一個小窗口被打開，選中用戶添加的文件夾，就會有一個新的窗口打開，創(chuàng)建的零件庫內(nèi)所有零件都以圖標(biāo)的形式陳列在窗口內(nèi)，就好象在真實實驗里看到的擺放在實驗室里的零件一樣.但使用起來比在真實實驗室里方便多了，你只需要移動滑動條，就可以找到所需要的零件.3.2機構(gòu)運動設(shè)計方案的確定

在擬訂方案之前，首先可以從過去成功的設(shè)計案例中進(jìn)行檢索，看是否有與設(shè)計要求類似的設(shè)計案例.如果有，則以這個案例為模板，并對其作適當(dāng)?shù)男薷?，以滿足當(dāng)前的設(shè)計要求.這樣做即可以保證設(shè)計要求，還可提高設(shè)計效率.如果沒有類似的設(shè)計案例，則利用所掌握的專業(yè)知識和經(jīng)驗進(jìn)行新的設(shè)計.機構(gòu)運動方案的設(shè)計具體由以下幾個步驟組成:

1)輸入設(shè)計要求(包括輸入輸出間的函數(shù)關(guān)系和工藝動作要求等等)以及外部的各種約束條件.2)將設(shè)計要求及外部條件分解成各個基本動作、基本運動及其約束條件

3)初步選定能完成設(shè)計要求的基本機構(gòu)或已有案例.4)將初步選定的基本機構(gòu)進(jìn)行組合，得到多種可能的設(shè)計方案.5)對各種方案進(jìn)行初步的尺度綜合.6)對各種方案的機構(gòu)進(jìn)行性能分析(包括運動和動力性能分析).7)對各種方案進(jìn)行評價和排序，以選出最滿意的方案.8)如果所有方案均不滿意，則重新進(jìn)行機構(gòu)選型及組合、尺度綜合及性能分析、方案評價及排序等工作.其中對方案的機構(gòu)性能分析可以通過所設(shè)計的虛擬實驗系統(tǒng)來完成.學(xué)生要做的就是先按以上步驟初步確定設(shè)計方案，畫出機構(gòu)運動簡圖，然后利用虛擬實驗系統(tǒng)進(jìn)行虛擬裝配，給出初始輸入條件，讓系統(tǒng)進(jìn)行分析計算，學(xué)生根據(jù)分析計算結(jié)果對設(shè)計方案優(yōu)劣作出判斷，如果滿意，則根據(jù)確定的方案進(jìn)行實際的拼接，如果不滿意，則對機構(gòu)進(jìn)行構(gòu)型演化，再裝配，再分析，直至得出滿意方案.3.3虛擬裝配

在虛擬裝配之前在磁盤上新建一個文件夾，用以存放選擇的零件和最后形成的裝配體.首先選出裝配所需要的零件，從零件庫拖出相應(yīng)零件的圖標(biāo)，系統(tǒng)就會打開相應(yīng)零件的編輯窗口，選擇另存為，把這個零件存放到新建的文件夾中.注意不要改變沒有保存的編輯窗口中零件的各項參數(shù)，因為放在這個零件庫中的零件是一個參考模板文件，它的參數(shù)一旦發(fā)生改變，所有以它為參考模板文件生成的文件中的相應(yīng)參數(shù)都會發(fā)生改變，所以在拖出圖標(biāo)后，一定要將其另存到自己的文件夾中.即可以在裝配之前選好所要用的零件，也可在裝配時隨取，一般只需要選好幾類零件就可以了.SolidWorks是基于Windows操作系統(tǒng)的，使用起來完全和 Windows 一樣，可以利用復(fù)制、粘貼的形式在裝配體窗口內(nèi)生成同樣類型的多個零件.如果是初始裝配，則需打開一個新的裝配體文件，將選好的零件插入到這個裝配體文件中，在零件之間添加相應(yīng)的裝配配合關(guān)系就可以了.各構(gòu)件之間的裝配關(guān)系和其運動副關(guān)系是這樣定義的:若是轉(zhuǎn)動副，則在兩零件連接處添加端面貼合和同軸心關(guān)系;若是移動副，則在兩零件接觸處添加平面貼合關(guān)系.對于機架和導(dǎo)軌等固定不動的構(gòu)件通過右擊SolidWorks特征管理樹(Feature manager)中相應(yīng)零件的實體名，在彈出的菜單內(nèi)選擇固定來實現(xiàn).由于是虛擬裝配，自然比真實裝配輕松得多.因為SolidWorks可以實現(xiàn)尺寸驅(qū)動，所以改變裝配完的機構(gòu)中構(gòu)件的某些參數(shù)，如桿長，機架的位置后，只需要對裝配體機構(gòu)進(jìn)行重建模型，其它零件的相應(yīng)位置會根據(jù)配合關(guān)系跟著改變，而不需要拆卸后重新裝配.圖2所示為運用此系統(tǒng)裝配好的四桿機構(gòu)，并且已在SolidWorks界面上加載了自己的菜單，準(zhǔn)備進(jìn)行運動仿真.3.4對機構(gòu)運動的干涉檢查

在裝配體形成后，首先要對其進(jìn)行初步的干涉檢查.可以使用SolidWorks自帶的干涉檢查功能.如果覺得不夠直觀的話，則可以用拖動其中某個構(gòu)件的方法，觀察各個構(gòu)件的運動情況，直觀地看它們的運動是否會發(fā)生干涉.進(jìn)一步的干涉檢查，可以在運動的仿真過程中.選擇編程加載的菜單下運動仿真項，對裝配搭建的機構(gòu)進(jìn)行運動仿真.在仿真過程中可以觀察到是否發(fā)生干涉，如果發(fā)生干涉，兩個零件將有重疊的部分，這就需要對機構(gòu)中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整.3.5機構(gòu)運動的仿真

機構(gòu)的動態(tài)仿真的實現(xiàn)相當(dāng)于在每一運動時刻，將各個構(gòu)件根據(jù)約束擺放到空間的指定位置上.構(gòu)件的初始位置在裝配體裝配好以后就確定了，其中機架位置的坐標(biāo)值用戶是可以自己設(shè)定的，而構(gòu)件在運動當(dāng)中的各個數(shù)據(jù)是由外部機構(gòu)分析程序提供.因此，這種機構(gòu)三維仿真方法不受機構(gòu)的復(fù)雜性和自由度所限制.給出不同的輸入，外部分析程低碳馬氏體在熱作模具中的應(yīng)用 http:// Cr13模具鋼開裂焊接工藝與Cr13模具鋼磨損焊接工藝 http:// 電熱水器選擇五要點與如何選購安全的燈具 http://序會提供不同的運動數(shù)據(jù)分析結(jié)果，使機構(gòu)得以實現(xiàn)不同的運動.運動數(shù)據(jù)分析結(jié)果被存儲在數(shù)據(jù)庫中以便需要時進(jìn)行調(diào)用.3.6機構(gòu)運動特性分析和動力學(xué)特性分析

運動仿真之后，還需要對機構(gòu)進(jìn)行運動特性和動力學(xué)特性分析.從而判斷出所設(shè)計出的機構(gòu)的優(yōu)劣.方法是輸出特征點的位置、速度、加速度、和力分析曲線.具體實現(xiàn)是通過VC編程繪制曲線圖，從數(shù)據(jù)庫中取出保存好的繪圖所用的數(shù)據(jù).如果所設(shè)計的方案未打到設(shè)計要求，就需要修改設(shè)計方案，進(jìn)行機構(gòu)構(gòu)型的演化.演化的方法主要有運動副變換、加桿組、運動倒置、加自由度、運動等效變換，不斷對方案進(jìn)行修改，然后裝配，進(jìn)行運動學(xué)特性和力學(xué)特性分析，直到形成最滿意的方案.3.7實驗指導(dǎo)功能

實驗指導(dǎo)主要是在修改設(shè)計方案時，系統(tǒng)提供幫助信息，告訴以通過那些方法來優(yōu)化機構(gòu)，在學(xué)生選好一種方法后，系統(tǒng)會給出方法的原理，幫助使用者快速地修改方案引言

混凝土攪拌機是使混凝土配合料均勻拌和而制備混凝土的專用機械，是現(xiàn)代化建設(shè)施工中不可缺少的機械設(shè)備。為了適應(yīng)不同混凝土攪拌要求，攪拌機有多種機型。按工作性質(zhì)分，有周期式和連續(xù)式攪拌機;按攪拌原理分，有白落式和強制式攪拌機。本次設(shè)計的是生產(chǎn)率為75m3/h的雙臥軸強制式攪拌機，它是由攪拌系統(tǒng)、傳動裝置、卸料機構(gòu)等組戊:攪拌系統(tǒng)由圓槽形攪拌筒和攪拌軸組成，在兩根攪拌軸上安裝了幾組結(jié)構(gòu)相同的葉片，但其前后上下都錯開一定的空間，使拌合料在兩個攪拌筒內(nèi)不斷地得到攪拌，一方面將攪拌筒底部和中間的拌合料向上翻滾，另一方面又將拌合料沿軸線分別向前推壓，從而使拌合料得到快速而均勻的攪拌。設(shè)置在兩只攪拌間底部的卸料門由氣缸操縱。卸料門的長度比攪拌筒長度短，80-90%的混凝土靠其自重卸出，其余部分則靠攪拌葉片強制向外排出，卸料迅速干凈。

SolidWorks軟件可以十分方便地繪制復(fù)雜的三維實體模型、完成產(chǎn)品裝配和生成工程圖。它能以立體的、有光的、有色的生動畫面表達(dá)大腦內(nèi)產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果，較之于傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖更符合人的思維習(xí)慣與視覺習(xí)慣，有利于發(fā)揮人的創(chuàng)造性思維，有利丁新產(chǎn)品、新方案的設(shè)計，幫助機械設(shè)計設(shè)計人員更快、更準(zhǔn)確、更有效率地將創(chuàng)新思想轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌霎a(chǎn)品。

為此，我們利用SolidWorks軟件來完成雙臥軸強制式攪拌機虛擬樣機設(shè)計雙臥軸強制式攪拌機主要參數(shù)的確定雙臥軸強制式攪拌機的主體樣機設(shè)計

在攪拌機的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，最困難、最繁瑣的工作就是運動機構(gòu)的設(shè)計與運動軌跡校核。目前主要采用的軌跡圖法或根據(jù)幾何約束條件建立方程組來求解，但這種設(shè)計比較麻煩，且設(shè)計工作不直觀，設(shè)計結(jié)果不盡人意，而利用三維設(shè)汁軟件Solidworks則能較好地解決上述問題，首先建立零件的三維模型，再將其裝配起來，并可進(jìn)行有限元分析計算，最后利用COSMOSMotion來模擬各零部件的運動情況。

2.1零件設(shè)計建模

利用拉伸、陣列、切除、掃描、鏡像等特征，建立雙臥軸強制式攪拌機主要零部件的三維參數(shù)化模型.包括攪拌臂、攪拌筒、各種襯板、8種規(guī)格的攪拌葉片、刮板、攪拌裝置等100多個零件。因電機、減速器、連軸器等為選購件，在設(shè)計時沒有建立這些零件的三維模型，僅建立雙臥軸強制式攪拌機主機上零件模型。在建模過程中，充分利用參數(shù)化尺寸、方程式共享數(shù)值、配置、派生零件等參數(shù)化設(shè)計和設(shè)計重用技術(shù)，便于虛擬裝配時發(fā)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)不合適時對其進(jìn)行修改。

2.2虛擬裝配

SolidWorks軟件提供了自上而下和自下而上兩種設(shè)計方式，因我們已完成了雙臥軸強制式攪拌機主要零部件設(shè)計，所以采用自下而上方式.按照同袖、共面等幾何約束關(guān)系先將側(cè)襯板、側(cè)攪拌葉片、攪拌葉片、攪拌裝置軸裝配體等小部件裝配起來.然后將子裝配體裝配成筒體攪拌裝置等較大的部件，最后將較大的子裝配體組裝成雙臥軸強制式攪拌機的整機裝配圖。采用分級裝配方法，既便于我們及時發(fā)現(xiàn)裝配問題，又便于修改。

在設(shè)計過程中為便于方案論證和與領(lǐng)導(dǎo)、制造工程師及其他相關(guān)人員進(jìn)行交流，我們使用了Animaior插件實現(xiàn)了攪拌機所有零部件的動態(tài)組裝模擬，并制作了裝配動畫，提高了設(shè)計的可視化。

2.3有限元分析計算

攪拌機在工作過程中，攪拌軸是主要的傳動和工作部件，利用SolidWorks內(nèi)嵌集成的COSMOSWorks有限元分析軟件對裝配有攪拌臂和葉片的攪拌裝置軸裝配體進(jìn)行有限元分析計算。首先將所建模型進(jìn)行簡化，忽略圓角倒角鍵槽等設(shè)計細(xì)節(jié)，通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，調(diào)人到CosmosWorks有限元分析模塊，進(jìn)行實體網(wǎng)格劃分，添加軸一端“不可平移”約束、軸承載荷和葉片上分布壓力，然后進(jìn)行有限元分析計算，得到攪拌軸應(yīng)力分布情況應(yīng)變和變形狀況，計算

CAD技術(shù)在建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用 建筑電氣設(shè)計CAD特點 http:// 低碳馬氏體在塑料模具中的應(yīng)用 http:// 室內(nèi)電線排線時應(yīng)注意什么 裝修房屋時如何考慮管 線 http://出危險點的應(yīng)力和應(yīng)變，為攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)，同時對設(shè)計是否合理進(jìn)行準(zhǔn)確快速的評估。

2.4攪拌運動模擬

攪拌機螺旋葉片繞水平軸旋轉(zhuǎn)時使物料向上翻動，軸向力的作用將物料沿水平軸推向中問和另一端，物料的運動軌跡非常復(fù)雜在方案論證時，為形象地表達(dá)物料的運動情況，我們首先借助COSMOSMotion全功能運動仿真軟件，制作了攪拌機空轉(zhuǎn)工作的運行動畫，再建立單個物料和攪拌葉片碰撞的數(shù)學(xué)方程，借助Swift 3D制作了單個物料在攪拌簡運行狀況，模擬出物料在整個攪拌筒中形成的封閉式環(huán)流，反映出物料的拌合、離析狀態(tài)，為進(jìn)一步借助控制方程模擬雙臥軸攪拌機的物料運動軌跡打下基礎(chǔ)。

3結(jié)束語

利用SolidWorks軟件進(jìn)行雙臥軸攪拌機設(shè)計，可以形象生動地表達(dá)產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果，既幫助設(shè)計人員更快更準(zhǔn)確地進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計，同時提高了設(shè)計的可視性和可靠性。

第二篇：基于虛擬仿真實驗系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)研究

基于虛擬仿真實驗系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)研究

摘 要：虛擬仿真實驗教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物[1]。為了研究基于虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的過程和效果，文章基于北京郵電大學(xué)電子信息虛擬仿真實驗教學(xué)中心的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，以《集成運算放大器的基本應(yīng)用―低通濾波器》實驗為例，歸納沒有模擬電路基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者通過自主學(xué)習(xí)完成虛擬仿真電路實驗的過程，并采用調(diào)查問卷的方式收集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。實驗結(jié)果表明，虛擬實驗可以讓學(xué)習(xí)者獲得相關(guān)的電路知識，虛擬仿真實驗平臺可以作為學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的工具，并且在自主學(xué)習(xí)的過程中提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的探索精神。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)；虛擬仿真實驗系統(tǒng)；模擬電路；學(xué)習(xí)效果

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2018）06-0093-04

在現(xiàn)代教育中，實驗教學(xué)占有越來越重要的地位，為了培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力和觀察能力，很多課程往往需要學(xué)生進(jìn)行大量的實驗，而且許多實驗需要多協(xié)同操作才能完成。但現(xiàn)實中許多問題在真實環(huán)境下實驗具有不可見性、危險性或需要昂貴的實驗設(shè)備，成為制約教學(xué)質(zhì)量提高的重要因素。虛擬仿真實驗是解決此問題的有效方案[2]。

虛擬實驗教學(xué)平臺不僅可以解決上述問題，而且對于提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機有很大的幫助。在利用虛擬仿真實驗平臺進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的過程中，完全是以學(xué)習(xí)者為中心，學(xué)生可以自主調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的時間、地點、順序以及學(xué)習(xí)的進(jìn)度，鼓勵學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，有利于學(xué)習(xí)者的主動建構(gòu)，符合建構(gòu)主義的教育觀和?W習(xí)觀，具有較高的理論意義和實踐價值[3]。自主學(xué)習(xí)虛擬實驗還有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的探索精神和實踐能力。學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實驗的過程中，也提高了遇到問題解決問題的能力，并且確實獲得了實驗的相關(guān)知識。將虛擬仿真實驗引入教學(xué)有利于推進(jìn)高等學(xué)校實驗教學(xué)信息化建設(shè)和實驗教學(xué)的改革與發(fā)展。

一、研究現(xiàn)狀及不足

1.虛擬實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

虛擬仿真實驗室受到了各國高校的普遍關(guān)注，我國教育部從2013年起開展了國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作，截止2015年共評審出300個國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心?？萍疾?010年將《虛擬實驗教學(xué)環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范》作為“十一五”國家支撐計劃重點項目開展研究，清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京郵電大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校已陸續(xù)在網(wǎng)上提供了虛擬實驗服務(wù)。在國際上有芝加哥伊利諾伊大學(xué)的數(shù)字化有機化學(xué)實驗室，卡羅萊納州立大學(xué)利用Java技術(shù)建設(shè)基于Web的探索式虛擬物理實驗室，密歇根大學(xué)為操作系統(tǒng)和高級語言課程建設(shè)了虛擬網(wǎng)上系統(tǒng)實驗室等。

2.國內(nèi)研究現(xiàn)狀及啟示

虛擬仿真實驗與實驗教學(xué)的結(jié)合方式主要有兩種，一種是先實驗教學(xué)后虛擬實驗，這里虛擬實驗主要是用于鞏固知識，完善知識結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的動手實踐能力。這也屬于先理論后實驗的教學(xué)方式，李旭鋒在《“先實驗后理論”化學(xué)教學(xué)方法探析》[4]中提出“先理論后實驗”的教學(xué)方法會抑制學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題的積極性和探索創(chuàng)新的主動性。另一種是先虛擬實驗后實驗教學(xué)，這里虛擬實驗主要是來達(dá)到預(yù)習(xí)實驗的目的，有利于教學(xué)更加順利地進(jìn)行，如藺智挺在《基于虛擬仿真實驗的模擬集成電路實驗教學(xué)》[5]一文中，以模擬集成電路實驗教學(xué)為例，介紹了安徽大學(xué)基于虛擬仿真實驗進(jìn)行實驗教學(xué)改革的做法和效果，利用虛擬仿真實驗中心，緩解了課時的矛盾，較好地達(dá)到了預(yù)習(xí)實驗的目的，拓展了實驗的內(nèi)容，對實驗教學(xué)改革的深化產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響。

虛擬仿真實驗可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的資源，培養(yǎng)學(xué)生的自主性、探究性學(xué)習(xí)能力。如潘雪濤、鄔華芝等在《創(chuàng)新虛擬實驗教學(xué)模式 培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力》[6]一文中提出“三三三”教學(xué)理論新模式，其中虛擬實驗室在課前應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)者興趣，進(jìn)行自主預(yù)習(xí)；在課中應(yīng)用，主要用于教學(xué)互動，提高效率；在課后應(yīng)用，用于自主復(fù)習(xí)，自主訓(xùn)練。多年的實踐證明，教學(xué)改革成果顯著，教學(xué)效果明顯，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實踐創(chuàng)新能力不斷提高。趙琪、孫紅等在《基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺構(gòu)建研究》[7]中，提出開放式網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗平臺豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容和手段，逐漸成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自助學(xué)習(xí)的重要場所和學(xué)習(xí)方式，能夠突出探究、實踐和創(chuàng)新，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)能力。

3.當(dāng)前研究的不足之處

通過以上文獻(xiàn)分析可以看出，廣大研究者對開發(fā)出的虛擬實驗系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用情況不太關(guān)注，對虛擬實驗系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)的過程設(shè)計與效果分析、虛擬實驗系統(tǒng)開發(fā)評價等方面的研究不多，尤其是關(guān)于學(xué)生對虛擬實驗系統(tǒng)學(xué)習(xí)體驗的調(diào)查和從學(xué)生視角對使用虛擬實驗系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)的評價很少。實際上，這方面的研究，對于檢查所開發(fā)平臺的有效性、實用性有很重要的意義[8]。

已有研究大多關(guān)注利用虛擬實驗進(jìn)行教學(xué)改革或者虛擬實驗平臺建設(shè)，目前尚未有研究者進(jìn)行虛擬實驗的自主學(xué)習(xí)過程以及學(xué)習(xí)效果驗證的研究，而基于沒有模擬電路知識基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)更能反映出虛擬實驗平臺對于知識掌握和實踐能力提高的效果。因此筆者基于北京郵電大學(xué)自主研發(fā)的電子信息虛擬仿真實驗教學(xué)中心，以未學(xué)習(xí)過《模擬電路》相關(guān)課程的學(xué)習(xí)者為研究對象，對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)效果進(jìn)行研究。

二、研究方法及過程

1.研究目的

本研究旨在通過對沒有模擬電路知識基礎(chǔ)的學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真實驗的自主學(xué)習(xí)過程和效果的調(diào)查研究，來分析通過自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實驗，學(xué)生是否可以獲得相關(guān)的電路知識；學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極性和注意力的集中程度如何，發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力是否有所提高，以及實驗平臺的易用性等問題，通過此次調(diào)查，了解虛擬仿真實驗是否可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具。

2.研究對象

本次調(diào)查問卷以40名研究生為例。在樣本的選取上，本次調(diào)查對象為沒有學(xué)過《模擬電路》相關(guān)課程、沒有做過任何一個模擬電路實驗的學(xué)習(xí)者，這樣更能體現(xiàn)出自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實驗的效果；本研究所用的實驗平臺是由北京潤尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司研發(fā)、北京郵電大學(xué)電子信息虛擬仿真實驗教學(xué)中心運營的。實驗課程類屬《模擬電路》，實驗名稱：《集成運算放大器的基本應(yīng)用―低通濾波器》，學(xué)習(xí)方式：自主學(xué)習(xí)。

3.研究工具

本次研究采用的工具為一份問卷調(diào)查表，在填寫完問卷之后采用訪談的方法來獲取被試者的主觀感受。

（1）問卷調(diào)查

本問卷的題目包括三個部分：第一個部分是第1題，是關(guān)于研究對象的個人信息，是否做過任何一個模擬電路的實驗。若做過，則被視為無效問卷；第二個部分是2～6題，從做實驗的積極性和注意力的集中性（問題2～3），遇到問題的解決辦法（問題4～6）三個方面來了解學(xué)生做實驗的過程。第三部分是7～9題，分別從實驗的原理（問題7）、器材的種類（問題8）、器材的作用（問題9）、學(xué)習(xí)虛擬實驗的基本步驟（問題10）、虛擬實驗對學(xué)習(xí)的幫助程度（問題11）四個方面來調(diào)查學(xué)習(xí)效果以及虛擬實驗對自主學(xué)習(xí)的有用性。

實驗在2017年6月份進(jìn)行，每個學(xué)生自主學(xué)習(xí)虛擬仿真實驗的時間不限制，可以使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息的查詢，學(xué)習(xí)過程沒有硬性要求，學(xué)習(xí)順序自主安排。調(diào)查問卷安排在做完實驗之后，其中問卷的第10題是關(guān)于學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)虛擬仿真實驗的步驟排序。將學(xué)習(xí)虛擬仿真實驗的過程進(jìn)行精簡和編碼：①進(jìn)入虛擬實驗界面，瀏覽實驗內(nèi)容；②打開各個儀器的開關(guān)；③根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實物圖連接完整的電路圖；④尋求場外人員幫助；⑤調(diào)節(jié)各個儀器的量程；⑥根據(jù)實驗原理圖連接實物圖的基本部分。分析學(xué)習(xí)者的排序，得出學(xué)習(xí)過程的活動圖如圖1所示。

進(jìn)入虛擬實驗界面，瀏覽實驗?zāi)康摹嶒炂鞑?、實驗原理、實驗報告以及實驗操作平臺。通過實驗原理可得知：濾波電路的基本功能是濾除（抑制）某一頻率段的輸入信號。低通濾波器抑制的是高頻段的信號，通過低頻段的信號，當(dāng)信號和噪聲在不同的頻帶時，可以實現(xiàn)信號分離，濾除噪聲。

通過參照實驗原理圖和百度的完整實物圖在虛擬實驗臺上進(jìn)行電路連接。在實驗過程中遇到不認(rèn)識的器材，通過雙擊實驗器材來獲得器材的屬性以及幫助信息，遇到不太懂的地方則通過網(wǎng)絡(luò)搜索或者尋求他人的幫助，原理圖中的三角形器件為運算放大器，有八個引腳，有放大信號的功能；信號發(fā)生器發(fā)出信號，通過泰克示波器來展示波形。

當(dāng)完成電路的物理連接后，打開和調(diào)節(jié)各個儀器設(shè)備。但是波形并沒有顯示出來，然后通過檢查自己的電路圖是否連接正確來進(jìn)行排錯處理，查完之后還沒有出現(xiàn)波形，請其他人員幫助，通過調(diào)節(jié)泰克示波器的量程來顯示出波形，實驗成功。實驗臺如圖2所示。

在整個實驗進(jìn)行的過程中發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知虛擬實驗平臺只需要三分鐘左右，實驗平臺簡單易用，查詢信息方式很多，有獲取實驗幫助、獲取智能指導(dǎo)、獲取器材信息等等，實驗過程中，學(xué)生一直都保持很高的積極性，注意力很集中，遇到問題時，能夠積極主動的尋找問題的來源，主動尋求幫助，提高了發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

（2）訪談

填寫完問卷，筆者對于調(diào)查對象關(guān)于做虛擬實驗的主觀感受以及填寫問卷的認(rèn)真程度進(jìn)行訪談。經(jīng)訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者表示不用去實驗室就能把實驗做出來，很方便快捷，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中充滿了好奇心，尤其是當(dāng)波形調(diào)出來之后，覺得很神奇，自主學(xué)習(xí)的結(jié)果能夠?qū)崟r的被觀察到，能夠激勵學(xué)習(xí)者進(jìn)一步學(xué)習(xí)，并且所有的被試者都認(rèn)真完成實驗和問卷，沒有無效問卷。

4.資料處理與分析

本研究共回收實驗問卷40份，其中第一題的選項均為B，即在本次實驗之前沒有做過虛擬實驗，因此問卷全部為有效問卷。

問卷首先調(diào)查了學(xué)習(xí)者在進(jìn)行實驗時的注意力保持情況，和學(xué)習(xí)者在使用虛擬實驗平臺時的態(tài)度，筆者將注意力的五級進(jìn)行編碼，在SPSS（“統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案”軟件，用于統(tǒng)計分析）中將選項依次賦值，A為4分，B為3分，C為2分，D為1分，E為0分，統(tǒng)計結(jié)果顯示，被試學(xué)習(xí)者的注意力平均水平為2.9分，說明虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)可以使學(xué)習(xí)者的注意力保持在中等偏上水平。

相關(guān)研究表明，根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，當(dāng)使用虛擬實驗室進(jìn)行虛擬實驗時，學(xué)習(xí)者往往需要先掌握相關(guān)的知識與技能，比如了解虛擬實驗系統(tǒng)的操作規(guī)范和技術(shù)流程等，雖然這些知識和技能可能跟當(dāng)前學(xué)習(xí)任務(wù)沒有必然聯(lián)系，但其實無形中增加了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷[9]。本組下的另一個研究主題是關(guān)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，通過圖3可以看出，被試對象的積極性保持在較高水平，所有的學(xué)習(xí)者都選擇了“積極”或“非常積極”。本主題的研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式相比，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷反而降低了。

虛擬實驗過程中，學(xué)生可以隨時登錄網(wǎng)站進(jìn)行各種實驗，操作實驗設(shè)備，不受時間和空間的限制；學(xué)生在實驗中自主發(fā)現(xiàn)并解決問題，有利于培養(yǎng)在實際操作中分析和解決問題的能力，可以有效提高學(xué)生的動手能力[10]。本部分問卷題目設(shè)置的目的是探索學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)、實驗過程中解決問題的途徑選擇。

由圖

4、圖5可以看出，當(dāng)學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)過程中遇到問題時，最常用的辦法是查看實驗平臺中的實驗幫助。此結(jié)果說明，在未來的虛擬實驗平臺或者其他在線學(xué)習(xí)的平臺建設(shè)過程中，需要提供盡可能詳細(xì)、準(zhǔn)確的平臺幫助或說明。詢問他人，說明自主學(xué)習(xí)的過程常常與學(xué)習(xí)者的社會網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。

本??卷的7至9題分別從實驗的原理（問題7）、器材的種類（問題8）、器材的作用（問題9）檢驗了虛擬實驗平臺的教學(xué)效果，其中問題7、8的正答率為100%，問題9正答率為97.5%，只有一位同學(xué)答錯，說明沒有模擬電路基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者經(jīng)過虛擬實驗平臺的操作和學(xué)習(xí)，可以對模擬電路的基礎(chǔ)知識達(dá)到很好的掌握程度，驗證了虛擬實驗教學(xué)平臺的實際教學(xué)效果。

圖6顯示了被調(diào)查者在試驗后對于虛擬實驗平臺的主觀評價，如圖6可知90%的學(xué)習(xí)者認(rèn)為虛擬實驗平臺對于掌握低通濾波器的知識和技能有幫助，驗證了筆者在上文中提出的假設(shè)，實驗證明，虛擬仿真實驗確實可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具。

三、研究結(jié)論

虛擬仿真實驗?zāi)軌蛱岣邔W(xué)習(xí)者的興趣，可以作為自主學(xué)習(xí)的工具。在完成虛擬仿真實驗的過程中，學(xué)習(xí)者被深深吸引，能夠保持極高的注意力，學(xué)習(xí)效率極高。學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)虛擬實驗的過程中能夠主動的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，提高了學(xué)習(xí)者的動手實踐能力。沒有模擬電路基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者通過虛擬實驗可以獲得相關(guān)的電路知識，學(xué)習(xí)效果良好。虛擬實驗室降低了實驗教學(xué)的成本，解決了傳統(tǒng)實驗室受時間、地點限制的問題，虛擬實驗簡單方便，虛擬儀器具有靈敏性與高效性。開展虛擬仿真實驗教學(xué)可以延伸實驗教學(xué)時間和空間，提升實驗教學(xué)質(zhì)量和水平。在今后的教學(xué)實踐中，我們要發(fā)揮虛擬實驗的優(yōu)勢，使之能夠與傳統(tǒng)的實驗教學(xué)密切融合。課堂教學(xué)、虛擬實驗和實驗室教學(xué)深度融合是現(xiàn)代實驗教學(xué)的發(fā)展模式，能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、動手實踐能力以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]教高廳函[2015]24號.教育部辦公廳關(guān)于開展2015年國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知[Z].[2]周勇，徐英卓.基于 VRML-JAVA 的網(wǎng)上協(xié)同虛擬實驗系統(tǒng)研究[J].電化教育研究，2006（5）：52-55.[3]馬秀麟，趙國慶，鄔彤.翻轉(zhuǎn)課堂促進(jìn)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力發(fā)展的實證研究――基于大學(xué)計算?C公共課的實踐[J].中國電化教育，2016（7）：99-106.[4]李旭鋒.“先實驗后理論”化學(xué)教學(xué)方法探析[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2008（15）：88.[5]藺智挺.基于虛擬仿真實驗的模擬集成電路實驗教學(xué)[J].實驗技術(shù)與管理，2016（1）：122-126.[6]潘雪濤，鄔華芝，蔡建文，張美鳳，孟飛.創(chuàng)新虛擬實驗教學(xué)模式培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力[J].實驗室研究與探索，2014（11）：72-76.[7]趙琪，孫紅，孫艷梅，車鵬程.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺構(gòu)建研究[J].實驗技術(shù)與管理，2016（11）：135-138.[8]李凌云，王佳，王海軍.我國虛擬實驗研究現(xiàn)狀的實證分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2009（12）：111-114.[9]王濟(jì)軍，魏雪峰.虛擬實驗的“熱”現(xiàn)狀與“冷”思考[J].中國電化教育，2011（4）：126-129.[10]余雷，劉志成，王娜.基于LabVIEW的智能照明網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代建筑電氣，2012（8）：71-74.（編輯：魯利瑞）

第三篇：實驗1管理軟件系統(tǒng)的開發(fā)

實驗一

管理軟件系統(tǒng)的開發(fā)

一、實驗題目：

設(shè)計一個簡單實用圖書管理系統(tǒng)。

二、實驗要求

1．該實驗的課內(nèi)學(xué)時是4個課時。

2．程序完成后應(yīng)該完成如下基本功能：

1）用自定義結(jié)構(gòu)體typedef struct設(shè)計該軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 2）用鏈表將所有的圖書按照圖書編號順序鏈接起來。

3）程序能夠輸入圖書名稱、圖書編號、ISBN號、單價、作者、出版社。4）程序能夠顯示已經(jīng)輸入的指定圖書編號的圖書的信息。5）程序能夠統(tǒng)計某一類圖書（ISBN號相同）的數(shù)量。6）能夠判斷輸入的ISBN號以及圖書編號的有效性。

3．1）程序能夠按要求顯示指定作者或者指定出版社的圖書的數(shù)量。2）允許添加、修改、刪除圖書信息。

3）設(shè)計一個通用模塊，能夠根據(jù)圖書的任何一項信息進(jìn)行排序，并且根據(jù)圖書編號進(jìn)程排序（升序或者降序）。

4）能夠輸入的數(shù)據(jù)長期存儲在文件中，再次運行程序時從文件中讀取數(shù)據(jù)，無須重復(fù)輸入。

5）在程序的提示語言清晰明確，界面美觀并且適用。

三、實驗說明

1．互相之間可以進(jìn)行算法的討論，但文檔以及程序每個人必須獨立完成，如果發(fā)現(xiàn)雷同，則重做。

2．認(rèn)真準(zhǔn)備，實驗前做好準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備工作包括完成實驗報告中的（1）~（6）的部分，實驗報告中（6）~（8）部分在實驗結(jié)束后繼續(xù)填寫。

3．程序要上機調(diào)試成功并形成可執(zhí)行的程序，記錄調(diào)試過程中出現(xiàn)的錯誤現(xiàn)象以及如果改正

4．程序的運行結(jié)果要結(jié)合程序測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

5．提交實驗報告（報告格式見附錄B）和源程序以及可以運行的程序。

五、實驗報告內(nèi)容（1）實驗題目

（2）實驗設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及說明

（3）用層次圖描述程序結(jié)構(gòu)，并說明程序各函數(shù)的名稱、功能，圖示各函數(shù)之間相互的調(diào)用關(guān)系。

（4）各個函數(shù)的設(shè)計及說明

（5）測試數(shù)據(jù)的設(shè)計及預(yù)期結(jié)果

（6）調(diào)試過程記錄：在程序調(diào)試過程中可能會出現(xiàn)許多問題，對這些問題要逐個記錄錯誤位置、編譯的描述（英文以及中文的含義）、如何解決。（7）實驗結(jié)果記錄以及與預(yù)期結(jié)果比較以及分析：在實驗過程中除非一次成功，否則會有多個實驗結(jié)果，對這些實驗結(jié)果要逐個記錄，并且與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較并分析。

（8）總結(jié)及心得體會：

六、實驗成績評定

每個實驗從三個方面考核每個實驗的成績：功能完成情況、實驗報告以及程序風(fēng)格、界面設(shè)計以及操作方便性。

第四篇：機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計實驗指導(dǎo)書-學(xué)生用-cxc

機構(gòu)運動方案綜合設(shè)計實驗指導(dǎo)書

一、實驗?zāi)康?/p>

1．培養(yǎng)學(xué)生機構(gòu)型綜合的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和實踐動手能力；

2．培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所知識對機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動性能加以評價的分析能力。

二、實驗原理

任何機構(gòu)都是將基本組依次連接到機架和原動件上而構(gòu)成的。

三、實驗內(nèi)容

1.多功能移動式殘病人浴缸翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

⑴ 上身部缸體翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

要求上身部缸體從水平位置向上翻轉(zhuǎn)至70度，即翻轉(zhuǎn)角為0-70度.可采用的機構(gòu)：

①

擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，導(dǎo)桿與上身部缸體固裝在－起，帶動缸體翻轉(zhuǎn)。由直線電機帶動主動桿擺動。

②

雙搖桿機構(gòu)，上身部缸體作為從動搖桿，在主動搖桿驅(qū)動下作0-70度擺動.主動桿由直線電機帶動擺動。

③

其它機構(gòu)

⑵ 腿部缸體翻轉(zhuǎn)機構(gòu)

要求腿部缸體從垂直位置向上翻轉(zhuǎn)至水平位置，利用死點保持腿部缸體在水平位置，借助凸輪機構(gòu)破壞死點，使腿部缸體在重力作用下復(fù)位。

可采用機構(gòu)：

①

雙搖桿機構(gòu)，腿部缸體作為主動搖桿；

②

其它機構(gòu)

2.牛頭創(chuàng)床機構(gòu)

要求刨刀（安裝在滑枕上）作直線往復(fù)運動。

可采用的機構(gòu)：

① 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)組合，由電機驅(qū)動主動件轉(zhuǎn)動。

② 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)和滑塊機構(gòu)組合，由電機驅(qū)動主動件轉(zhuǎn)動。

③ 其它機構(gòu)

3．翻轉(zhuǎn)機

要求翻轉(zhuǎn)模板裝在連桿上，模板翻轉(zhuǎn)180度。① 四桿機構(gòu)，電機驅(qū)動。②

其它機構(gòu)

4．飛機起落架

要求起落架上輪子從水平位置向下翻轉(zhuǎn)至垂直位置，利用死點使起落架輪子保持在垂直位置。

可采用的機構(gòu)：

① 四桿機構(gòu)，電機驅(qū)動。②

其它機構(gòu)

5．插床機構(gòu)

要求插刀作垂直上下往復(fù)直線運動，向下時（工作行程）較慢，向上運動（空程）時速度較快。

可采用的機構(gòu)：

① 雙曲柄機構(gòu)與曲構(gòu)滑塊機構(gòu)組合，電機驅(qū)動。②

其它機構(gòu)

6．沖壓成型機

壓頭作垂直上下直線運動，以較小功率帶動主動件運動時，滑塊能產(chǎn)生巨大的沖壓力?？刹捎玫臋C構(gòu)：

①六桿增力機構(gòu)，電機驅(qū)動.②

其它機構(gòu)

7.其他自選機構(gòu)

四、實驗方法

本搭接實驗是在具有六根立柱的機架上完成的。配有旋轉(zhuǎn)電動機和直線電動機，以輸出直線運動和旋轉(zhuǎn)運動；配有齒輪、凸輪、帶輪、槽輪等零件，通過搭接可完成直線、旋轉(zhuǎn)、往復(fù)、間歇等運動傳遞；配有連桿、滑塊座及連接零件，可搭接成各種執(zhí)行機構(gòu)。機構(gòu)搭接完成后可通電運轉(zhuǎn)以檢驗其創(chuàng)造結(jié)果。

一般情況下，學(xué)生在實驗前應(yīng)完成機構(gòu)方案的創(chuàng)造與選型，并仔細(xì)閱讀本實驗指導(dǎo)書后 方可進(jìn)行本實驗。

五、實驗步驟

為達(dá)到開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維和實踐動手能力之目的，拼接的機構(gòu)方案原則上應(yīng)在實驗前由學(xué)生自行完成。該實驗在2學(xué)時內(nèi)完成。每4人一組完成不少于1個機構(gòu)方案的拼裝。

1．實驗前，根椐文字資料或動畫演示的機構(gòu)功能進(jìn)行機構(gòu)運動方案設(shè)計, 初步畫出機構(gòu)運動簡圖；

2． 閱讀本實驗指導(dǎo)書，熟悉實驗中所用的設(shè)備、安裝工具和零部件的功能； 3． 閱讀本實驗指導(dǎo)書，熟悉各傳動裝置、各固定支座、移動副、轉(zhuǎn)動副的安裝方法； 4． 按照運動傳遞的順序，從原動機開始依次拼裝機構(gòu)； 5． 仔細(xì)檢查，確認(rèn)拼裝無誤、連接牢靠后方可通電運轉(zhuǎn)；

6． 仔細(xì)觀察機構(gòu)的運動，判斷是否滿足工藝要求并作出相應(yīng)改進(jìn)； 7． 根據(jù)要求寫出實驗報告。

六、實驗報告

1．按比例繪制拼裝機構(gòu)的運動簡圖，標(biāo)注出機構(gòu)運動簡圖的尺寸參數(shù)； 2．計算機構(gòu)的自由度；

3．說明該機構(gòu)是否滿足給定的工藝要求；

4．分析該機構(gòu)的優(yōu)缺點，如何改進(jìn)？有否代替機構(gòu)？ 機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計實驗報告書

一、實驗?zāi)康模?/p>

1、使學(xué)生鞏固和加深對課堂講授的基本理論知識的理解。

2、加強學(xué)生對機構(gòu)原理的認(rèn)識，進(jìn)一步了解機構(gòu)組成及運動特性。

3、增強學(xué)生對機構(gòu)的感性認(rèn)識，完成從運動簡圖設(shè)計到實際結(jié)構(gòu)設(shè)計的過渡。

4、使學(xué)生掌握現(xiàn)代實驗方法，培養(yǎng)學(xué)生用實驗手段進(jìn)行機構(gòu)分析。

5、培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和實踐動手能力。

二、實驗設(shè)備及工具：

1、ZBS-C機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計方案實驗臺及組裝機構(gòu)的配件。

2、組裝、拆卸工具：一字起子（1把）、十字起子（1把）、呆扳手（2把）、內(nèi)六角扳手（2把）

活動扳手（1把）、鋼板尺（1把）、卷尺（1個）、工具盤（1個）[每組共十件]

三、實驗內(nèi)容：

每次實驗分成八個組，每組3~4人，各組根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備及工具設(shè)計、組裝不同的機械系統(tǒng)。

四、實驗方法與步驟：

1、掌握平面機構(gòu)組成原理；

2、熟悉本實驗中的實驗設(shè)備，各零、部件功用和安裝、拆卸工具；

3、自擬平面機構(gòu)運動方案，形成拼接實驗內(nèi)容；

4、根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的運動特點，組成傳動系統(tǒng)；

5、將零、部件按運動傳遞規(guī)律順序聯(lián)接到機架上。

6、將動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)組接起來，構(gòu)成機械系統(tǒng)；

7、經(jīng)指導(dǎo)教師或?qū)嶒灷蠋煓z查許可后，才能開機運轉(zhuǎn)。

五、實驗要求：

1、機構(gòu)運動方案設(shè)計；

2、計算機構(gòu)的自由度；

3、機構(gòu)運動尺寸設(shè)計，并按比例畫出機構(gòu)運動簡圖，在簡圖中標(biāo)注實測得到的機構(gòu)運動尺寸；

4、分析該機構(gòu)的優(yōu)缺點，如何改進(jìn)？有否代替機構(gòu)？