微型氣動教學實驗箱

微型氣動教課實驗箱研究意義隨著教育教課改革，應(yīng)用技術(shù)型高校學生數(shù)目逐年增添，理科生更是大幅度的增添，實驗設(shè)備需求量也是愈發(fā)緊張。目前市場上以大型氣動實驗臺為主，其體積大、占地面積大、使用不方便，由好多模塊進行不同樣方式的連接，安全性能低、價格較高、不易攜帶，并且需要外接動力源——氣泵。教育行業(yè)是一個革故鼎新的行業(yè)，隨著教課模式、種類的不停擴大，一般的實驗臺早已沒法知足教師教課的需乞降學生對學習的希望，我們不得不直視教育這個弘大的市場?；舅枷牖谀壳暗膽?yīng)用現(xiàn)狀，為知足于《液壓與氣壓傳動》課程理論與實踐教課環(huán)節(jié)的需要，提高理實一體化教課收效，設(shè)計了集氣動、電子、計算機等技術(shù)于一體的微型氣動教課實驗箱。該實驗箱能夠應(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驗項目。將氣動、電子和計算機的實驗項目有機的交融到了一起，實現(xiàn)了實驗的模塊化組合。同時，還能夠夠?qū)嶒炏到y(tǒng)帶入理論課堂，學生能夠?qū)⒗碚撆c實踐充分的結(jié)合在一起，使書籍上的實驗回路不再是若干簡化符號和若干線條連接而成，而是讓學生著手連接各個回路，加強和培育學生置身于工作現(xiàn)場的感覺，實現(xiàn)理論知識和實質(zhì)工作的無縫對接，進而提高學生的著手操作能力。實驗箱設(shè)計方案經(jīng)過對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)，該實驗箱主要有以下幾個方面的特色：①實驗數(shù)據(jù)記錄方面，我們能夠?qū)崟r察看到每個學生的實驗過程;②結(jié)構(gòu)方面布局精良，內(nèi)置有獨立氣源裝置;③在功能方面不只限制于機械專業(yè)學生，還可同時供電子、計算機等專業(yè)同學使用;④其體積較小，方便攜帶，價格比較低價，相對性價比高。該實驗系統(tǒng)主若是經(jīng)過壓縮空氣、電氣動控制技術(shù)、計算機控制技術(shù)、以及建模擬真技術(shù)等，搭建微型氣動教課實驗箱。主要包含：箱體、回路工作臺、起落平臺、氣動組件、氣缸泵、人機界面等組成。此中箱體主要有兩層組成，上層為回路工作臺，安裝有氣動組件;基層為抽拉式結(jié)構(gòu)，安裝有氣缸泵。該實驗箱可供工科類院校機械類專業(yè)、電子相關(guān)類專業(yè)、計算機類專業(yè)的學生使用，在教課方面可為教師和學生供給輔助教課?，F(xiàn)在已開發(fā)的實驗數(shù)目有：機械類專業(yè)22種、電子相關(guān)類專業(yè)3種、計算機類專業(yè)3種。實驗箱人機工作界面微型氣動教課實驗箱，設(shè)計了一款開源的人機工作界面。教師或?qū)W生可進行模塊化的組合，同時還能夠夠進行二次開發(fā)。可用“氣動實驗系統(tǒng)中的‘安卓’”來形容。經(jīng)過在人機工作界面上附帶其余的功能，使其更擁有經(jīng)濟性和合用性。①如圖1所示，為實驗箱計算機登錄界面，該界面系統(tǒng)同時能適應(yīng)計算機和觸摸控制屏操作，特虛構(gòu)了“屏幕鍵盤”，使計算機上的鍵盤和屏幕上的鍵盤能同時使用，學生需在姓名欄和學號欄輸入姓名和學號，點擊“進入”進行登錄。②當操作者輸入正確的姓名和學號后即可進入操作系統(tǒng)，打開實驗主界面。主界面為實驗選擇界面，該工作界面左邊為信息顯示欄，顯示有實驗當日的日期、詳盡時間和登錄取戶的信息，并提示用戶選擇實驗種類;右邊為實驗內(nèi)容選擇欄，該實驗箱系統(tǒng)目前采用了六個回路實驗內(nèi)容，直接點擊實驗圖標即可進入相關(guān)實驗。若是需要注銷用戶可點擊左下角的“注銷”圖標即可注銷，如圖2所示。③在主界面選擇好實驗項目并點擊相關(guān)實驗圖標即可進入相關(guān)實驗內(nèi)容。如點擊“自制氣缸泵測定實驗”圖標即可進入該實驗控制界面，如圖3所示。④在該實驗工作原理圖的下方共有“轉(zhuǎn)動”、“停止”、“加速”、“減速”四個圖標，點擊可分別控制可調(diào)速直流電機轉(zhuǎn)動、停止;可調(diào)速直流電機加速轉(zhuǎn)動、減速轉(zhuǎn)動。點擊圖標后將會彈出經(jīng)過計算機串口輸出的十六進制數(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所示為點擊“轉(zhuǎn)動”圖標后輸出的十六進制數(shù)。5實驗箱應(yīng)用該實驗箱經(jīng)過結(jié)合“機—電—液”三者理論課程與實踐教課的需要，使用壓縮空氣作為工作介質(zhì)，利用電氣動控制技術(shù)和計算機控制技術(shù)，建模仿真技術(shù)，設(shè)計了該氣動實驗臺的氣動、電子、計算機于一體的實驗系統(tǒng)，將所一定的實驗項目經(jīng)過一些特定的組件集中于一個實驗箱中，主要能完成以下的實驗內(nèi)容：①基于動力裝置的原理性實驗：該動力裝置模擬柱塞式氣泵。傳統(tǒng)的氣動實驗臺中都裝備了壓力氣源或使用外接氣源，只是動力裝置就占用了實驗臺的很大一部分體積和重量。在該實驗臺中模擬了動力裝置，不需要使用外接氣源，并且還能夠使操作者對壓力氣源的原理進行仿真研究。②基于實驗回路的原理性實驗：該實驗裝置的實驗回路暫定模擬六種實質(zhì)設(shè)備上必備的工作回路，進行分開模擬，使工作回路簡單、易懂、易學。③該實驗箱設(shè)計了優(yōu)異人機界面，可經(jīng)過觸摸屏控制或計算機串口輸出直接控制，能夠讓學生直接著手操作，教師能夠?qū)W生的實驗狀態(tài)有清晰的認識。④該實驗箱能