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液壓氣動傳動作為三大動力傳動方式之一，在機械人才培養(yǎng)計劃中占有非常重要的地位。國內大學機械工程及自動化專業(yè)、車輛工程專業(yè)和機電工程專業(yè)均可。液壓和氣動技術。作為必修的專業(yè)基礎課
本課程的教學目的是培養(yǎng)學生初步設計和應用液壓和氣動系統(tǒng)的能力，具有很強的實踐性。為了達到教學目標，必須結合一定數(shù)量的實踐和理論課程。如何開展和完善液壓與氣動傳動的實踐教學，如何培養(yǎng)學生的實踐能力，如何提高實驗教學質量是目前亟待解決的問題。液壓和氣動技術。課程實踐教學的重要內容
1液壓與氣動技術傳統(tǒng)實驗教學存在的問題及開放式實驗的意義
實驗教學是高校本科教學的重要組成部分，是學生理論聯(lián)系實際的重要途徑
當前& ldquo液壓和氣動技術。大多數(shù)課程實驗都是驗證性實驗。在實驗過程中，學生只按照實驗教學手冊中的步驟來驗證課堂上講授的理論知識和數(shù)據(jù)結果。由于實驗部分不要求考試，一些學生對實驗課重視不夠，實驗前沒有做好準備，實驗中沒有獨立思考所用方案的構思和技巧，實驗后沒有認真處理實驗數(shù)據(jù)，相互抄襲實驗報告。驗證性實驗對于在課堂上加強理解和掌握理論知識非常重要，但它們并沒有達到培養(yǎng)學生主動性、創(chuàng)造性和科學思維方法的目的，也沒有起到培養(yǎng)學生實驗能力和創(chuàng)新素質的作用。
開放實驗教學與傳統(tǒng)實驗教學的區(qū)別在于學生在實驗過程中的自主性和靈活性強，突出了學生在實驗中的主體地位，體現(xiàn)了以人為本的教育理念在開放式實驗中，教師只提出開放式實驗項目的題目。學生根據(jù)自己的興趣選擇實驗項目，然后通過查閱資料自行設計實驗方案。教師審核后，安裝調試后提交實驗報告，記錄并處理數(shù)據(jù)。在這個過程中，學生們獨立思考，并在遇到問題時積極尋找信息。這一過程提高了學生的學習興趣，增強了學生的實踐能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和探索精神。
由于傳統(tǒng)課程的實驗教學受實驗課時的限制，大型儀器實驗教學設備的數(shù)量少，實驗過程中通常會有5-7名學生分組，因此不可避免的會有一些學生沒有時間獨立完成實驗。公開實驗是在& ldquo內容、時間、工具& rdquo開放式教學方法使學生能夠在不同的時間進行不同的實驗，不僅解決了大型儀器數(shù)量少與學生實驗需求大的矛盾，而且充分提高了實驗場地和儀器設備的利用率，使大型儀器設備資源充分發(fā)揮其效益。
2液壓與氣動技術開放實驗
在現(xiàn)代自動化工業(yè)工程中，液壓與氣動傳動具有許多突出的優(yōu)點，如輸出功率大、不受空間位置限制、易于實現(xiàn)自動控制等。它不僅應用于機床、工程機械、冶金機械、半導體制造、汽車生產(chǎn)線、食品加工、醫(yī)藥等領域，還在航空航天、軍工、核電、機器人等領域有著重要的應用。在生產(chǎn)過程中，液壓和氣動技術往往與計算機和微電子技術如繼電器控制、單片機控制、PLC控制技術等緊密結合。實現(xiàn)搬運、進料、夾緊和定位、檢測、清洗等過程的工業(yè)自動化因此，液壓與氣動傳動的實踐教學內容應與工業(yè)發(fā)展的需要保持同步，實驗項目的開設應綜合運用多門課程的知識，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。< br/ > 2.1近年來教育部實驗設備概述；985 & rdquo在項目等專項資金的支持下，我校引進了先進的電液氣動傳動與控制教學設備，如力士樂DS4液壓教學系統(tǒng)、SMC氣動傳動教學系統(tǒng)和自動化研究軟件。這些實驗裝置實現(xiàn)了液壓與氣動傳動、電子技術和可編程控制器技術的綜合集成，可以從單個模塊到整個系統(tǒng)進行綜合實驗。< br/ > 2.1.1液壓傳動實驗設備概述
力士樂ts-ds4液壓教學系統(tǒng)是一套采用工業(yè)標準的移動式教學實驗平臺，如圖1所示DS4液壓教學系統(tǒng)由1個液壓發(fā)電站、2個帶固定框架的格柵板、1個集成工具箱、1個玻璃量筒和1個軟管吊架組成此外，它還配有多根液壓軟管，可快速插拔，確保實驗快速安全進行。DS4液壓教學系統(tǒng)配有電氣支架，并嵌入電氣單元，該電氣單元包括功率分配器單元、帶常開/常閉觸點的開關單元、繼電器單元、時間繼電器單元、PID控制器單元等。這些電氣單元用于控制液壓部件，如電磁閥、比例閥等。TS-DS4液壓教學系統(tǒng)配備了全套液壓元件，能夠滿足本科生的實驗需求。
2.1.2氣動傳動實驗設備概述
SMC氣動傳動教學系統(tǒng)主要由電源、試驗臺、實驗電路連接板、元件箱、電氣控制模塊等組成。如圖2所示動力源為靜音空氣壓縮機，啟動快，噪音低。橡膠輪安裝在試驗臺的底部，可以靈活移動。實驗回路的連接板用于封堵氣壓元件元件箱內有多種氣動元件，能滿足大學生的實驗要求。電氣控制模塊包括DC 24V電源單元、帶常開/常閉觸點的按鈕開關單元、可編程邏輯控制器單元等學生可以根據(jù)需要選擇不同的控制方法，如手動控制、電動控制和自動控制。
2.1.3軟件概述
AutomationStudio是一款模擬軟件，用于設計液壓/氣動部件、電路和電氣控制系統(tǒng)軟件包括六個標準模塊:液壓設計模塊、比例和伺服液壓模塊、氣動設計模塊、流體傳動組件編輯模塊、電氣控制模塊、可編程邏輯控制器梯形圖邏輯和數(shù)字電子模塊。如圖3所示，在模擬過程中，所有模塊都可以交互使用AutomationStudio允許用戶創(chuàng)建模擬真實世界操作的完整系統(tǒng)。用戶可以使用AutomationStudio設計、編譯數(shù)據(jù)、模擬和演示各種技術電路，包括液壓、氣動、電路控制、可編程邏輯控制器(PLC)、順序功能圖等技術。
at & ldquo；液壓和氣動技術。在開放式實驗教學中，學生使用該軟件完成液壓回路和回路控制回路的設計。

圖3AutomationStudio軟件界面< br/ > 2.2實驗項目示例
在工業(yè)生產(chǎn)線的末端，需要將工件從傳送帶上提起并放置在托盤中，提升動作由液壓缸完成為了縮短時間段，需要更快地完成動作序列。由于工件的重量不斷變化，提升時油缸必須以明顯較低的速度完成剩余行程，且速度不取決于負載的大小回程必須盡快完成。根據(jù)工業(yè)應用背景，教師設計了液壓缸的快/慢控制實驗，要求學生完成液壓回路系統(tǒng)的設計。
使用AutomationStudio軟件完成實驗液壓系統(tǒng)的設計，如圖4所示該系統(tǒng)采用恒壓變量葉片泵供油，一個二位四通電磁換向閥控制液壓缸改變方向，另一個二位四通電磁換向閥控制活塞桿一側的油通過流量控制閥流回油箱。通過控制流量控制閥，可以改變液壓缸的伸出速度而不依賴于負載的大小，并且液壓缸可以高速完成返回沖程。液壓缸的動作周期為:快進& mdash工作進度& mdash快速撤退
(1)快進
按下啟動按鈕S2時，電磁鐵Y1通電，電磁換向閥3切換到左側位置主油路入口:泵1 & rarr電磁換向閥3左位置& rarr液壓缸下腔& rarr電磁換向閥4右位& rarr燃料箱


(2)工人
快速前進到預定位置，液壓缸的活塞桿接觸限位開關B1，電磁鐵Y2通電，電磁換向閥4切換到左側位置主油路入口:泵1 & rarr電磁換向閥3左位置& rarr液壓缸下腔& rarr流量控制閥5 & rarr燃料箱
(3)快速后退
當液壓缸以工作速度移動到一定位置時，液壓缸活塞桿接觸限位開關B2，電磁鐵Y1和Y2斷電，電磁換向閥3和4切換到正確位置主油路入口:泵1 & rarr電磁換向閥3右位& rarr電磁換向閥4右位& rarr液壓缸上腔& rarr燃料箱
使用AutomationStudio軟件完成實驗電氣布線系統(tǒng)的設計，如圖5所示< br/ > 2.3教學效果
目前已建立的開放式綜合實驗包括:
(1)液壓缸的快/慢控制，使其不依賴于負載大??；
(2)壓力機上液壓缸工作系統(tǒng)回路的設計、組裝和調試；
(3)飲料灌裝機氣動傳動系統(tǒng)電路設計實驗
三個綜合實驗由學生獨立完成，從液壓/氣動系統(tǒng)的設計、組裝和調試到可行性驗證。在這個過程中，學生將理論與實踐緊密結合，不僅培養(yǎng)了他們獲取知識的能力，也培養(yǎng)了他們的實踐能力。經(jīng)過幾個學期的學習，證明學生容易接受，實驗效果良好。

圖4中的辨識模型模擬與實驗數(shù)據(jù)的比較
3結論
通過建立一個液壓與氣動傳動的綜合性開放式實驗項目等；液壓和氣動技術。課程實驗滿足了學生的興趣需求，激發(fā)了學生的學習主動性和實驗興趣，培養(yǎng)了學生的實踐能力。開放式實驗提高了儀器設備的利用率，更有效地發(fā)揮了實驗室現(xiàn)有資源的優(yōu)勢，實現(xiàn)了資源共享，實現(xiàn)了實驗室的可持續(xù)發(fā)展。

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