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机电一体化原理(合集7篇)

时间:2023-09-10 14:40:25
机电一体化原理

机电一体化原理第1篇

关键词:机电一体化;本科教学;人才培养;项目教学法

作者简介:王昊(1972-),男,安徽泗县人,上海电力学院能源与机械工程学院,副教授;吴懋亮(1970-),男,山东莱芜人,上海电力学院能源与机械工程学院,副教授。(上海 200090)

基金项目:本文系2011年上海市教委重点课程机电一体化原理项目(项目编号:20115301)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0075-02

为了满足电力行业对机械类专门人才的需求,各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年,该专业毕业生的就业形势喜人,但是,由于制造类相关行业广受金融危机的影响,导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势,作为专业教师,应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。

机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科,在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习,能明显提高学生素质,从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题,以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题,提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路,并辅以项目教学法的教学改革方案,以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。

一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性

学生在学习“机电一体化原理”的时候,由于缺乏实际经验,加上该课程牵涉面很广,学习难度较大,因而学习热情不足。因此,在教学过程中,教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性,从而激发学生的学习热情。

首先,应使学生明确,机电一体化是多学科交叉,相互渗透的综合性课程,广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”(计算机信息处理与控制),极大限度地延伸了机械的概念,使机电一体化产品几乎无处不在。例如,“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一,已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1]

其次,针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点,认真学习“机电一体化原理”这门课程,将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段,学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。

最后,机电一体化的重要性还体现在很多产品,特别是高科技产品,难以将机械和电子部件完全分开。例如,机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识,又要精通电子方面的知识。因此,掌握机电一体化原理,并将其应用到解决实际工程问题当中,已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。

二、增加实验课时、加强实验室建设与整合

“机电一体化原理”理论学习固然重要,实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中,实验教学所占学时明显偏少,而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此,现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。

此外,很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上,广泛开拓思路,整合、组合、创造出新的机电一体化实验,以实现锻炼学生动手能力的目的。而且,实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面,进行广泛市场调研,根据需要进行采购和扩充。

因此,必须在加强实验室建设的基础上,适当增加机电一体化的实验课时,才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握,体会机电一体化应用的目的。

三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路

激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法,是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法,才会产生学好“机电一体化原理”的动力。

目前,机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业,但就业机会终归有限。由于能力的欠缺,择业的时候,面对机电一体化行业广泛的就业机会,学生更多的是无奈。鉴于此,任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。

引导学生领悟,若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养,将会拓宽自己的就业面,从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业,若是在机电一体化方面有比较扎实的基础,也会开拓自己的视野,何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段,完全分开的机械和电子几乎没有。

因此,在教学过程中,应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说,可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例,引导和激发学生的学习热情。另外,在教学过程中,也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路,引导学生如何跨越机械专业的局限,尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式,学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣,从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。

四、开展项目教学法、培养学生综合能力

为了使学生加强对机电一体化领域的认识,启发他们在机电一体化行业内就业的热情,“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多,目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域,教师提出使用项目教学法。

项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式,这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计,履行和管理项目的全过程,在项目实施的过程中完成教学任务,培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心,以教师为中心,以教材为中心”的教学模式,强调使用的技能和知识创新,有效地交流课堂与社会生活的联系,充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2,3]

项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系,加强理论联系实际,有助于培养学生的多方面能力,更重要的是展示学生的创造性,培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段:

1.拟定题目

学生自主分组或教师分组,查阅资料、主动思考,充分发挥主观能动性,拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预,要求学生选定的题目具有创新性或实用性,特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性,又要切实可行、经过学生的努力可以完成。

2.可行性分析及方案设计

通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划,要求该进程安排基本与课堂教学进度并行,即:按照课堂教学的进度安排项目的实施进度,即首先是机械机构、执行机构,然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。

3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结

这一阶段,对于学生在项目研究所用到的内容,有可能在课程学习中没有学到,要求教师指导学生进行再学习,以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中,学生将有大部分工作需要在实验室中完成,因此,在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。

4.项目考评

以小组为单位,认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。

5.项目拓展

建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。

项目教学法可以极大提高学生的兴趣,激发学生的学习热情,挖掘学生的创造性思维,同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验,发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码,将成为机电一体化行业的敲门砖。

五、增设“机电一体化原理”课程设计环节

现有的教学手段,还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充,还可以通过增加机电一体化原理设计环节,从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。

课程设计时,要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点,分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中,进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。

课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题,学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程,加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中,注意培养学生的创新设计能力,充分发挥学生的创新潜能。此外,还要注意课程设计必须与项目教学法互补,对于项目教学法中没有涉及的部分,要适当加强。[4]

课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准,全面掌握机电一体化产品设计规范和过程,并培养学生扎扎实实的工作作风。

六、结论

本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标,针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题,进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性,以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设,增加学生动手实践的机会,以拓宽学生的就业面为目的,激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案,着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力;该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。

参考文献:

[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京:北京理工大学出版社,2006.

[2]曾励.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社,2004.

机电一体化原理第2篇

关键词 机电一体化系统;接口配置;控制方式;动力功能;应用原理

中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)17-0012-02

现如今机电一体化这个新兴的产业技术已逐步应用到现代工业生产中,在诸多领域中都有应用,该系统融合了多种现代数据参数控制的技术,其中包括计算机控制技术、微电子接口配置技术、动力传感测控技术、应用自动化控制技术以及机械设备数控参数优化技术,这种系统可以根据用户的需求自动调整设备的动态变化过程,与传统的生产工艺相比,传统的模块比较单一,只能实现单独的生产模式,比如在数控车床生产工艺中,只是有效整合了机械设备数据参数的优化以及应用自动化控制功能,所以在生产加工过程中,只是履行单独的生产调配功能,在动力传感测控技术以及微电子接口配置技术上没有进行有效的整合,使之在生产过程中出现阻力加大,得不到足够动力上的供应,使之出现生产效率低,工程任务量大的现象,但是在经过技术的不断整合后,结合了多方面的动态数据参数控制技术,其中在电子接口配置模式上整合了现代化生产接口配置的特性,实现了各个机电系统之间能够有效的进行物质和能量之间的信息传递,采用了统一接口配置模式的调整,使之在生产过程中发挥出巨大的经济效益。

1 机电一体化主要组成部分

1.1 机械配置部分

机械配置在机电一体化结构中充当着十分重要的角色,是构成该系统总体结构的框架部分,其中包括机械设备的核心处理器、外部的机身框架结构以及机械连接线的配置都是机械主体的重要组成部分,机电一体化在机械主体配置中主要设计机身的外置轮廓,在轮廓设计结构过程中利用多种配置设计参数,有效的将各种组成部分有效的整合到一起,其中在外观轮廓设计中,利用CAD操作软件将大致轮廓模拟到液晶显示平面上,然后通过通信网传输到设备动态参数模块中,与之进行操作流程的执行。

1.2 动力控制部分

对于动力控制部分,一般在机电一体化系统中充当着一种提供能源的机构,这种组成部分有效的整合了传感控制部分,当在实际设备进行正常工作时,会出现欠压、功率不足等现象,这时设备中机电一体化系统的传感器将这种欠缺动力的数据资料通过有线传输,依次经过线路传输部分、核心处理部分,最后由核心处理系统下达命令指标,调整动力控制系统部分,使之能够在短时间内,达到生产流程中的足够的应用力度,并且动力控制部分,能够有效调整动力分配参数,当设备在欠缺动力时,会自动分析动力欠缺的原因,以及对动力欠缺的多少做出及时性的调整,以满足实际的生产需要。

1.3 传感控制部分

传感控制部分可以规划至数据信息的传输,对于传感装置主要是有针对性的监测,及时了解动态数据的变化,在有限的时间内反馈到终端系统中,这种测定的结构主要还是由一些测控装置掌握,传感控制分为很多种其中包括光控制器,对于光源的敏感程度,在照光亮度比较良好的条件下,传感控制器会显示一种动态变化过程,当遇到光线照射强度差时,又会出现另外一种显示变化过程,随着环境的不同调配产生与之不同的变化过程,传感控制在多方面都有应用。

2 功能原理接口配置模型及分析进程

2.1 接口配置模型的分析

在机电一体化模块中由上面介绍的多种重要组成部分,并且把多种部分结构有效的整合到一个系统模式中,使之能够实现彼此之间信息的传递,所以大部分的系统结构设计都是采用的是相同或相异的协同调做功能,完成彼此之间的需要,设计接口的分配流程如下图所示,这种流程的分配与传统机电的流程相比较,不但在整体布局上有了一个更深层次的认识并且还综合了多个参考接口配置的配置模式,使之在无人看守状态下,自动完成模式转化功能。

对于图中的接口配置主要定义了系统在结构优化原理上对系统各部分的功能、配置原理、动态变化程序都能够在模型下作出简单的分析过程,并且这种方式的探索可在运行程序中自动求解出分析过程,是机电一体化系统中最核心的配置模型。

2.2 机械配置原理分析

在数控车床加工相应零部件时,不仅需要大型操作设备的配合还需要微观电子计算机的使用,在操作设备中主要依据刀口的排序方式,对零部件加工时采用不同的道具,而这些刀具的使用是由计算机微观控制的,做到了机与电的有效结合,对于电子的使用是对数据参数的设定,在仪表X、Y、Z轴中设定动态变数变化,X轴是水平的变化结构单纯操作平面的设计结构,可以设定长度的微量变化,Y轴设定的是宽度上的调整,对于削去沟槽的宽度,以及旋转角度都可以在Y轴上操作,在Z轴上设定的只是高度的变化,对于内边沿和外边沿在高度上的差距,都可以在此坐标设定的数值上进行调整,然而对于内部结构的勾勒只能依靠计算机CAD的制图操作系统,主要在测定标准体系中,结构的具体模型还得完全依靠图纸的详细介绍,这充分结合了机器与电子行业有效性结合,所以在参考动态数据变化过程中,主要参照图纸中一些数据性的变化,对于整改的部分,可以很方便的在计算机制图操作系统中做出合理性的调整,做好调整之后的数据模型传送至设备动态微观控制器上,做出不同结构层次坐标轴的调整,使之完成合理的布局方案。

2.3 动力控制系统原理分析

在生产工艺过程中难免出现一些意外性的障碍,其中对于动力系统的调解,机电一体化系统可以很好地做出动态分析过程,并且在存在欠缺的故障点做出及时性的排查,对于一些机械强度大的设备才正常运行时,由于线路老化等原因,造成主体运行部分瘫痪,使之难以运行工作,但是一般的检测设备很难辨认出故障的原因,并且也不会采取相应的变更措施,但在一体化系统中合理的做到了有效性的布局结构,其分析的原理是根据供电线路的电压加以识别,对于大型机械设备中磁感线圈每秒震动的频率会到达3000多次,正常工作时的电压会达到30 kW,动力系统的支撑点依靠的是每秒的震动次数,然后传送至电压适配器当中,然后根据计算机中设定的参考值作出调整,以此来调整皮带轮的转速,由公式v=rω=2πr/T,得出运转的角速度和线速度,当设备出现动力不足时,系统会自动做出排查,解析现在的运转的带速与系统中设定的转速参数做出对比,然后根据浮动的偏差作出调整,通过调整线圈运转的角速度带动皮带轮线速度的变化,以此来满足系统动力供应的需求。

2.4 传感控制原理分析

这种原理技术主要基于传输设备的应用,传感控制器里面包含了对噪声强度以及光线强度的分析,对于设备正常工作时产生的震动赫兹都是经过应用系统处理过之后使用的,其噪声源传感器依据震动产生的赫兹强度做出排查,人类听觉的范围在20 Hz~20000 Hz,分贝值在20 dB~30 dB,但是超过90 dB时就会产生强烈的噪声源,但是传感器会根据产生不同的分贝值做出检测分析,噪声传感器里面设定的有振动膜、频谱分析仪,其中振动膜根据内部震动的幅度做出变化,当幅度过高就会使振动膜产生强烈的震动效应,下图为震动频率与产生分贝值之间的关系,对于频谱分析仪主要分析分贝值知否达到噪声的标准界限,在频谱分析仪器上会显示正弦波与余弦波的幅值的变动情况,如果设备内部中产生强烈的震动达到振动膜的标准参考频率,便会把这种数据结构传送至频谱分析仪上做出估测分析,以便及时做好防范处理准备工作。

3 结束语

随着机电一体化系统的不断发展,在企业诸多领域中都有广阔的发展应用场景,不仅带动了国内企业市场的发展,而且为我国科技技术的研发建立了良好的开端。

参考文献

[1]刘杰,赵春雨.机电一体化技术基础与产品设计[M].北京:冶金工业出版社,2003.

[2]张建明,魏小鹏,张德珍.产品概念设计的研究现状及其发展方向[J].计算机集成制造系统,2003,9(8):613-618.

[3]师平,冯培恩,徐国荣.液—液分离原理方案设计目录的研制及应用[J].工程设计,1996(3):11-15.

[4]沈敏德,冯培恩,宋烨.基于力学效应的机械传动原理设计知识库的结构研究[J].工程设计,1992(2):11-16.

机电一体化原理第3篇

关键词:机电一体化;控制原理,应用

前言:现代科学技术的飞跃发展,对不同学科的交叉与渗透起到了极大的推动作用,引起了工程领域的技术改造和革命。机电一体化作为机械技术与微电子技术相互融合发展的结晶,打破了传统的机械工程、建筑工程、控制工程等旧单元模块的划分,形成了集机械技术、计算机技术等技术为一体的新兴交叉学科。

1.机电一体化技术的控制原理

PC机控制一个机器运动是机电一体化技术典型的代表。就现代工业来说,基本上由PC机发出的电子信号,然后被机械识别,最后由电动机拖动。对于控制电动机的起动、停止、调速和制动,一般需采用接触器或电子元件,通过控制电动机电路的通断实现【1】。

接触器要控制电动机电路的通断,主要是控制线圈的电源,即:接触器的线圈通电,使其触头改变状态,由原来的断开的变成闭合,或者原来的闭合的变成断开。由于计算机输出的信号功率太小,而控制接触器一般需要较大的功率才能工作。因此,为了实现对电动机的工作状态的控制,需要通过断电器或其它元件对控制信号进行功率放大,再用放大后的信号控制接触器的通电与断电。

有触点的控制系统是采用继电器、接触器控制的电路系统,是较早采用的控制方案,目前仍具有相当广泛的应用;现在的控制系统很多采用晶闸管、晶体管等作为控制元件,称为无触点控制系统【2】。计算机输出的信号同样需要进行功率放大,然后控制允许通过的较大电流、能承受高电压的晶闸管或大功率晶体管。通过控制信号控制晶闸管或大功率晶体管,实现晶闸管或大功率晶体管接通或断开电动机的主电路,从而控制电动机工作。

2.机电一体化技术的应用

纵观我国机电一体化的发展历程,可发现机电一体化在我国的起步发展是较晚的,为此,大量的基础理论与技术未能得到较好的研究,国内也未能涌现出强大的自助研发能力,前期只能研究国外的机电一体化产品,从中获得经验和技术成果。但是,20世纪80年代起,机电一体化技术得到了国务院的重视,成立了专门的机电一体化领导小组,并纳入了“国家863计划”。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向,以及由此可能带来的影响【3】。在国内,许多研究机构、高校设立专门项目、专业课程来研发、学习该技术,部分大型企业也对机电一体化技术的发展及应用做了大量工作,取得了一定的成果,具体有以下几个方面的突出表现。

2.1 在现代机械制造业中的应用

传统的机械制造业是建立在规模经济的基础之上,靠企业规模、批量生产、产品结构和重复性来获得竞争优势,主要强调的是资源的有效利用,以低成本获得高效率、高质量,其盈利来自于机器取代人,复杂的专业加工取代人工技能。而先进的机械制造业则不同,是以信息为主导,采用先进的生产模式、制造系统、制造技术、组织管理的全新机械制造业,具有网络化、虚拟化、智能化、全球化以及环保绿色化的特征。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度【4】,近年来,制造工程领域也相继诞生了很多的新技术,如:计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术等。

2.2 在煤矿行业中的应用

随着工业的快速发展,向机电要产量、要效益是煤炭行业提出的新要求和目标。机电一体化在煤炭行业中有着小型化、智能化、数字化、绿色化的发展方向。

机电一体化技术在煤矿含有中的应用主要体现在一下几个方面:(1)在线监控、故障自诊、自动报警,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位;(2)节能降耗,提高生产效率,例如:井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高【7】;(3)自动化或半自动化程度的提高。煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足对作业精度的影响。

2.3 在数控机床中的应用

机电一体化技术在数控机床及相应的数控技术中的使用,经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度等方面都得到了迅速提高【9】,主要体现在一下几个方面:(1)总线式、模块化、紧凑型的结构,以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置;(2)能同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去,实现了多过程、多通道控制;(3)WOP技术和智能化的运用,系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制;(4)系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力;(5)硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益,实现了开放性设计;(6)数控功能、CNC系统控制功能,得到丰富和加强的大容量存储器的应用和软件的模块化设计。

结束语:

机电一体化将会促使机械工业发生战略性的变革,也会使传统的机械设计方法、设计概念发生革命性的变化。本文对机电一体化技术的控制原理及主要应用领域进行了讨论阐述,大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且也是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献:

[1]郭致江.机电一体化技术浅析[J].中国电子商务,2011,2:102-103.

[2]董金森,张小扬.论机电一体化技术[J].有色金属加工,2009,38(1):51,55-58.

[3]郝明焕,汤宏伟.机电一体化的应用[J].科技论坛,2011,(19):72-72.

机电一体化原理第4篇

关键词:机电一体化;系统功能原理;相关研究

中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)05-0269-02

如今,机电一体化系统已逐渐进入现代化的工业生产当中,在多个行业领域当中都有应用,该套系统具有多种现代化的数据控制及分析技术,其中计算机控制技术、微电子接口配置技术和动力传感测控技术是机电一体化系统内最为显著的三大技术,这套系统可以根据使用者的需求来及时调节所需的数据,因此,机电一体化系统在现代化的生产过程中将起到积极的效果,为生产厂家带来巨大的经济效益。

1 机电一体化系统的主要组成部分

1.1 机械配置部分

机械配置是机电一体化结构当中充当着核心的角色,可以说是构成机电一体化系统的框架部分,其中机械设备的核心处理器、设备外部框架结构和机械设备连接线都属于机械主体的重要组成部分,机电一体化当中的机械主体配置主要能够联系到机械设备的外部框架,再设计设备轮廓时采用多种配置的设计参数,将各个组成部分有效的结合在一起,此外,在进行外部轮廓设计时,可以利用CAD软件将设计的大致轮廓展现到液晶显示器上。

1.2 动力控制部分

机电一体化系统中的动力控制,往往充当着提供能源的角色,这环节的组成部分整合了传感控制技术,在实际运转的过程当中,设备会出现欠压和功率不足的现象,若出现这种情况,那么设备中的机电一体化系统就会将这些数据通过有线传输,并让其经过线路传输环节、核心处理环节、最后在核心控制的指令之下,从而来调整动力控制中的供应力量。

1.3 传感控制部分

传感控制主要承担了设备数据传输的能力,传感装置主要具有针对性的监测效果,及时了解数据的动态发展,并在有限的时间内将多方面的信息传输到设备的系统终端,这些数据测定的方式主要还是由一些专业的测控装置组成,传感控制器有很多种,其中最为常见的包括光传感器,这种传感器对光源有极高的敏感度,在光照条件良好的情况下,光传感控制器能够显示出一种动态变化的过程。

2 机电一体化系统功能原理结构配置模型以及进程分析

2.1 接口配置模型分析

机电一体化系统的模块由上文的多种形式组成,并且能够将部分有效的结构整合到一个系统模块当中,从而能够实现数据之间的快速传递,所以大部分系统结构的设计都是采用相同或相异的设计方案,设计方案能够在彼此之间互补需求,设计接口的分配流程如图一所示,这种新式的分配流程与传统的机电分配相比较,不仅在整体设计的布局上有了更加深入的认识,并还综合考虑了接口设置的配置模式,能够在无人看守的情况下,自动转化系统的功能。

2.2 机械配置原理分析

当数控机床在加工生产零件时,不仅需要大型机械设备的配合,还需要合理使用微观电子产品,设备的具体操作要根据机床刀口的排列顺序来定,加工不同的零件应采取不同的刀具,这些刀具的选择和实际的运转都有微观计算机来进行控制,从而让机、电两大类型的设备有效地结合起来。

2.3 动力控制系统原理分析

在生产产品的过程中难免会出现一些意外问题,其中对于动力系统的调节和管理,机电一体化系统能够有效制作出动态数据分析的过程,并且在第一时间在故障点做出相应的排查工作,让一些机械强度过大的设备才能够正常的运行。由于机械设备线路老化等问题,导致部分位置出现瘫痪,使之难以进行运转,但是一般的系统很难辨别出导致故障出现的主要因素,并且还不能采取相应的管控措施,但是机电一体化系统却能够做到布局有效性,分析其原理,主要是由于机电一体化系统是根据供电线路的电压对问题进行识别,大型机械设备的磁感电圈每秒的震动频率为3000次上下,正常运转时的电压通常为30kw,动力控制系统主要是根据计算供电线路相应的参数是否正常,若计算数值与正常数值相差较大,那么就以及分析问题的源头,并及时的处理。

3 结束语

机电一体化系统的发展速度越来越快,其应用的行业领域也逐渐增多,但是,机电一体化系统在发展过程中暴露出来的问题,也应该得到我们大家的关注,为后续技术的发展做好铺垫。

参考文献:

[1] 许勇, 邹慧君. 机电一体化系统功能原理求解[J]. 上海交通大学学报, 2012(7): 1196.

[2] 许勇. 机电一体化系统方案生成及优选研究[D]. 上海: 上海交通大学, 2011.

机电一体化原理第5篇

【关键词】 :机电一体化;技术原理;发展方向

[Abstract] in: with the rapid development and wide application of computer technology, electromechanical integration technology have hitherto unknown development, become an integrated computer and information technology, automatic control technology, sensor technology, servo drive technology and mechanical technology, cross system technology, is currently the light mechanical and electrical integration of technology development, application range and more extensive. This paper introduces the principle of the electromechanical integration technology, constitute the five elements of mechatronic system and four principles, development direction of electromechanical integration technology and prospects of the comprehensive exposition.

[keyword]: in mechanical and electrical integration; technology; development direction

中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

机电一体化又称机械电子学,英语名称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。

机电一体化技术是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术,从系统理论出发根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础,对各组成要素及其间的信息处理,接口耦合,运动传递,物质运动,能量变换进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质的和能量的有规则运动,在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术,目前正向光机电一体化技术方向发展,应用范围愈来愈广,现代化的自动生产设备几乎可说都是机电一体化的设备。

一、机电一体化系统的五大组成要素

机电一体化系统一般可分为机械本体、动力驱动部分、检测传感部分、控制及信息处理部分和执行机构五个组成部分,即一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、感知组成要素、职能组成要素、运动组成要素五大组成要素有机结合而成。

1、机械本体(结构组成要素)是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括机身、框架、支撑、联接等。

2、动力驱动部分(动力组成要素)依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

3、检测传感部分(感知组成要素)对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。

4、控制及信息处理部分(职能组成要素)将来自检测传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。

5、执行机构(运动组成要素)根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能。

二、机电一体化技术的四大原则

构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循接口耦合、能量转换、运动传递与信息控制四大原则。

1、接口耦合:两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合后,才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定的模式进行交换与传递。

2、能量转换:两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。

3、运动传递:运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间,不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

4、信息控制:在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

三、机电一体化技术的发展方向

20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有:

(一)智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而必要的。

(二)模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

(三)网络化。20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

(四)微型化。微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统,泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

(五)系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。

机电一体化原理第6篇

【关键词】电视机原理与维修;一体化;教学模式

彩色电视机原理与维修课程是中等职业学校应用电子专业的一门主干专业课,它的理论性和实践性均很强。随着科技的进步和经济的发展,我国家电市场得到了突飞猛进的发展,新产品新工艺的不断更新,家电维修行业对维修工人的要求不断提高,需要的是更多既懂理论而实际操作也过硬的专业技术工人。也就是说要求中等职业学校在教学的过程中要理论与实践并重,才能培养出社会所需的技术工人。传统的教学方法已难以适应新形势的需要,而采用一体化教学模式是一种行之有效的培养途径。依据本人在长期的教学实践中不断地尝试及探索,谈谈对一体化教学肤浅的认识和体会。

一、传统教学方法存在的缺陷

传统教学方法是先进行理论教学,然后进行实习教学,由于理论教学与实习教学相隔一定时间,再加上课程进度有时不统一,因此存在如下一些问题:

1.理论学习比较抽象,不利于与实践相结合。如在学习“彩色电视机基本构成”一节时,教师在讲台费尽心血向学生讲述,学生往往却听得一塌糊涂,如果对照电路板进行讲解就会一目了然,将能达到事半功倍的效果。

2.学习内容枯燥,难以激发学生的学习兴趣。学生对电视机原理等理论知识只是采用死记硬背、机械记忆,很难达到灵活应用的目的,难以提高学生的学习积极性。

3.学生做理论作业不能达到提高技能的目的。学生做作业没有实践操作的机会,缺乏感性认识,很难提高思维能力和实践能力。

4.理论学习具有盲目性,缺乏针对性。学生在学理论课时,不知道重点与非重点,只是盲目进行接收,所学内容和目的不够清楚。

5.实习教学滞后,加重了理论与实践的脱节。传统教学方法是理论教学和实习教学分阶段进行的,理论学习不扎实,到实习时把前期所学理论知识遗忘等原因。都会造成不能很好利用理论知识来指导实习训练。

针对上述原因,本人在教学过程中对课程安排和教学方法进行了改革,采用了先进的教学手段和充分的理论与实践相结合的一体化教学方法,以解决教学过程中存在的缺陷。

二、一体化教学模式介绍

一体化教学模式就是在职业技术教育中,理论和实践教学实现一体化,打破传统的课程体系,遵循“实用为主,够用为度”的原则,根据培养目标的职业标准要求,以技能训练为核心,确定该项技能所需要的知识内容(包括专业基础知识、专业知识和相关工艺知识),按照技能的特点和分类,将理论教学和技能训练有机地结合在一起,完成教学任务的一种教学模式。一体化教学模式的优点表现在以下方面:

1.有利于激发学生的学习积极性,培养了学生的综合能力和创新能力。

2.加强了理论与实践的结合,突出了操作训练,又使学生学到了扎实的理论知识。

3.能够充分发挥学生的主体作用;实现培养学生的创新精神和创新能力的目标。

4.转变了传统的即以教师、书本为中心的教育思想。

三、电视机原理与维修课程一体化教学实施的要素

1.抓好基础知识的传授是整个教学的基础

掌握好电子元器件的选用、识别和检测、调试是搞好彩色电视机原理与维修课程一体化教学的前提,掌握基本线路的原理是搞好一体化教学的关键。这些知识对彩色电视机的故障检修不可或缺。通过单元电路测试、拆装、维修、调试的方法理实教学,使学生获得整机维修的能力。通过独立考核的方式督促学生加强练习,要求学生人人过关。为使学生尽快地掌握彩电基本单元电路的原理,可利用故障机通电演示,让学生仔细观察现象,亲自动手排除各个单元电路典型的故障,再对结果进行总结分析,这样学生很快就能理解和掌握各个单元电路的原理和维修方法。

2.把握好重点、难点教学内容,做好示范操作,是整个教学的重点

示范操作是重要的直观教学形式,也是一体化教学的重要步骤。教师的示范操作必须在“范”字上下功夫,力求操作正确、规范。示范操作前教师要对学生提出明确的要求,包括观看的目的、重点、方法等,在示范操作过程中一定要边演示,边讲解。充分调动学生的视觉和听觉功能。示范操作最好要有“慢动作”,以放慢的速度演示循环完成的劳动方式,使学生看清楚操作中的要领,必要时要重复示范。

在讲授彩色电视机原理与维修课程当中,每个电路模块都有其关键点,关键点的检测方法及故障分析思路,是讲授的关键。例如,在分析开关稳压电源部分故障时,维修检测的第一关键点是:开关管集电极电压是否正常,当等于300V、高于300V、低于300V、等于0V时都是哪些元件损坏引起的。维修检测的第二关键点是:+B(110V电压)是否正常,当等于+B、高于+B、低于+B、等于0V时都是哪些元件损坏引起的,在教学中一定要注意讲清这一关键性的问题并进行重点示范操作。教师在示范检修中,每一个步骤都要告诉学生为什么进行这一步,这一步在整个过程中起什么作用。

3.巡回指导是一体化教学工作中心环节

一体化教学中巡回指导的主要内容是检查学生生产实习准备工作是否充分,操作姿势和动作是否正确,设备工具使用是否合理等等。从思想到技术,从理论到实践进行全面的、深入的、细致的了解和指导。

一体化教学的实习指导教师在巡回指导时要注意以下几个问题:

(1)要提醒学生严格的按照操作规程进行操作,安全第一,彩色电视机电源部分有220V电压,行扫描电路有2万多伏高压,要强调引起学生足够的注意,防止发生意外事故。(2)巡回指导目的要明确,灵活运用指导方式,注意每个学生是否能按要求进行实际操作,发现错误后引导学生分析错误的原因,及时帮助学生独立纠正错误,以培养学生克服困难的意志和品质,如果在巡回指导过程中发现同一类型的错误,教师要暂时中止实习,并进行集体指导。(3)在巡回指导中,还要注意后进生的情况,加强对他们的个别指导,表扬较好的同学和有进步的同学,做到因材施教,以积极的态度帮助每一名同学获得成功,要对每一位同学倾注爱心,使他们的潜能最大限度的得以开发。例如在进行彩色电视机故障检修实训时,教师设好故障点后,应着重指导学生如何从故障现象着手分析,逐渐引导学生采用正确的检修步骤和方法。对于接受能力较差的学生,切忌一面的批评指责,应耐心细致的讲解,并多做几次示范以帮助他们解决问题。

4.总结指导是理论知识向技能技巧转化的一个重要环节

课后小结可加深对操作技能的理解。首先再次强调该课题的目的和要求、重点和难点,操作中的一些注意事项,然后简评上课学习情况,对学习认真的学生给予表扬,点评同学中存在的问题和不足之处,要求大家理论与实践相结合,做到举一反三,最后布置下一节实践课题的内容,为后续的操作训练做好准备。

四、电视机原理与维修课程一体化教学实践的几点体会

通过教学实践,在开展一体化教学法时需要注意和解决一些问题,具体体会主要有下面几点:

1.教师要转换角色提高自我

一体化教学强调了学生学习的主体性,并不能认为教师的任务就减轻了。其实教师的职责不但没有减轻,反而是加重了。因为教师不但要对所任教课程理论知识和实训操作都要融会贯通,随时回答各类学生提出的各种问题,而且还要为学生创设学习的情景、培养协作学习的气氛、评价学生实训任务完成的情况,理清理论知识要领,引导学生得出正确结论等。因此,教师必须实现从传统的“教书匠”向具有发展型、反思型和创新型的双师型教师转变,通过自由而富有创新性地对教学进行积极探索和深刻反省,不断地确认自我、提升(下转第153页)(上接第150页)自我、完善自我。

2.处理好理论与实践的关系,科学开展一体化教学

在一体化教学中,处理好理论教学与实践教学的关系,对一体化教学成功可以起到事倍功半的效果,应该根据具体的课题内容进行修正和调整来灵活掌握。传统教学模式是理论课讲完后,再进行实训教学。实践证明这样的教学不利于知识的接受和掌握。反过来先进行实践教学,再进行理论教学呢?实践证明这样做的结果是很多的课题内容学生无法正确掌握,实践教学无法正常开展。因此在教学中必须根据教学的内容、学生的情况,课题的难易程度来灵活掌握理论和实践的关系。灵活地将理论安插在实践教学过程中,不但可以克服这个难题,还有助于提高教学效率。

3.学生分组是一个重要的环节

采用小组协作学习的方式,对各成员进行合理分工。分组的原则、组员的搭配、工作的分工、成员的数量等等直接影响着组员的学习。实践证明,每组人数不宜太多,人多“手脚乱”、意见不一;组员分工要明确,防止出现依赖思想。采取互补方式进行搭配有利于同学之间互相学习;如:动手能力强的负责“一对一”动手能力弱的,性格内向的与外向的搭配等,小组成员在学习过程中探索或发现的信息可为全组成员共享,甚至于为全班同学共享。教师要积极创设学生小组讨论交流的情景,让学生共同评判各种观点和假设,协商解决各路难关。

4.精讲示范,做到精而不散

首先讲清每次实训的目的要求,其次讲清仪器、工具的正确使用方法和操作规范,然后讲清实训的方示步骤,最后讲清关键操作技能和技巧、安全事项,引导学生在实训中树立认真、刻苦、一丝不苟的精神和掌握提高实训效率的方法。讲解内容应简明扼要,有针对性、启发性和指导性。讲解以后,教师在进行示范演示,对容易出现问题的地方一定在提醒全体学生注意并演示正确的操作和提出防止不良操作的方法。示范时分解动作可放慢节奏,让学生看清老师的每一个操作细节,为学生的模仿操作打下基础。必要时老师可运用事先设计好的挂图、投影、多媒体课件等现代化教学手段辅助教学。

5.注意学生的两极分化

由于采用一体化教学方式,学生通过亲自动手操作实践使个性化得到充分的发展,但还应当注意学生的两极分化。特别是个别后进生,他们的模仿能力和自控能力都比较差,容易产生依赖思想,无所事事,所以要结合推行“一帮一”的措施,安排学习先进生对后进生给予及时的帮助和纠正。

6.做好评估总结

教师的评估总结是一体化教学的重要环节。学生的实训会存在各种各样的问题,教师在评估中要指出问题的所在及解决的方法,要总结比较各组的特点,引导他们学习别人的长处来改进和提高自己,使学生的各种能力在评估中得到进一步提高,评估的过程是总结以前学过的知识,提出和学习新知识的过程。

总之,提高理实一体化教学的效果,增强学生的动手能力和岗位适应能力,不是一朝一夕就能做好的,需要多方面共同的努力才能实现,其中激发学生的学习兴趣是基础,把握好实习教学的各个环节是关键,提高双师型教师素质是重要保证。在不断地总结教学经验,探讨和研究教学方法,对全面的提高电视机原理与维修实践课技能训练的教学质量是一种有益的尝试。

参考文献

[1]彭克发.电视机维修技能与训练[M].北京:化学工业出版社,2010.

[2]石伟平.比较职业技术教育[M].上海:华东师范大学出版社,2001.

机电一体化原理第7篇

关键词:“彩色电视机原理与维修”;一体化;教学模式

“彩色电视机原理与维修”是一门理论性和实践性非常强的课程,同时也是中等职业学校电子电器应用与维修专业的一门必修专业课。随着科技的进步和发展,我国家电市场新产品不断更新,这就要求家电维修行业中的维修工人必须懂理论而且要有实践操作这样过硬的本领。所以在教学过程中将理论和实践并重,才能培养出社会所需的技术工人。教学中采用一体化教学模式是一种行之有效的培养途径,而传统的教学方法已难以适应新形势的需要。

一、一体化教学模式简介

一体化教学模式就是在职业技术教育中,将理论知识和实践操作教学融为一体,实现理论和实践一体化教学,打破传统理论和实践脱节的课程体系,遵循“实用为主,够用为度”的原则,根据职业标准要求和培养的目标,以培养技能为重点,选定该技能所需要的知识内容,根据该技能的特点和分类,把理论教学和技能训练充分结合在一起来完成教学任务的一种新型教学模式。一体化教学模式的优点表现在:①激发了学生的学习积极性,培养了学生的综合能力和创新能力;②加强了理论与实践的结合,突出了操作训练,充分发挥了学生的主体作用;③转变了教师以书本为中心的传统教育思想。

二、一体化教学实施的几点要素

教师可以从如下几个方面开展一体化教学:

1.基础知识的传授是整个教学的基础

电子元器件的识别、选用、检测、调试是搞好“彩色电视机原理与维修”课程一体化教学的前提,掌握基本线路的原理是开展一体化教学的关键。这些知识在彩色电视机的故障检修中起到了非常重要的作用。通过单元电路(包括电源电路、行场扫描电路、高频头电路、中频信号和解码电路、伴音电路、遥控电路等),测试、拆装、维修、调试的方法的教学,使学生获得整机维修的能力;对每一个单元电路都要分别进行考核,督促学生加强练习每个单元电路,要求学生个个考核过关。为了使学生尽快地掌握彩色电视机基本单元电路的工作原理,可以设置故障机通电演示情境,教师动手排除各个单元电路典型的故障,让学生通过仔细观察各个单元电路故障现象,再对结果进行分析总结,这样他们对各个单元电路的原理和维修方法就有了很好的掌握和理解。

2.示范操作是整个教学的核心

示范操作是重要的直观教学形式,也是一体化教学的重要步骤。示范操作力求操作正确、规范。教师在做示范操作之前,学生要明确教师提出的要求(重点、操作方法、学习目标),在做示范操作的过程中教师一定要一边演示一边讲解,充分激发学生的听觉和视觉功能。在示范操作过程中,示范的速度一定要放慢,这样才能使学生看清楚教师在操作中的基本要领,彩电每个电路都有关键测试点,教师必须把关键点的检查方法和故障原因传授给学生。例如,在分析场扫描电路部分故障时,第一维修检测关键点是:场扫描集成电路LA7840的6脚工作电压是否正常,当高于24V、低于24V、等于0V时都是哪些集成电路元件损坏引起的。第二维修检测关键点是:集成电路2脚输出电压是否正常,大于12V、低于12V、等于0V时都是哪些元器件损坏引起的。在教学过程要对每一个关键测试点重点示范,在示范操作检修过程中教师要把每个步骤告诉学生并说明每个步骤会起什么样的作用。

3.往返操作指导是理实一体化教学工作中的重要环节

一体化教学中的往返操作指导主要是对学生在操作过程中存在的错误进行指导,包括操作姿势、动作是否规范等。学生在教师的指导下能够得到深入的、全面的、细致的了解。在一体化教学的实习指导中,教师要注意以下问题:

(1)往返指导目的要明确,指导方式要灵活运用,留意每个学生能否按要求进行实际操作,发现错误后引导学生分析错误的原因,及时帮助学生纠正操作中所犯的错误,在往返指导中如果发现错误都是同样的,教师要暂停操作实习,并统一对学生进行集体指导。

(2)提醒学生必修严格地按照操作规程进行操作,安全为主。彩电电源部分有220V的电压,行扫描电路中的行输出变压器有2万多伏高压,这些电压都不是安全电压,必修予以强调引起学生足够的注意,防止发生意外事故。

(3)在往返操作指导中,要加强对后进生单独的指导,鼓励在操作过程中做得^好的学生,对每一位学生都要倾注爰心,这样他们的智慧才能得到最大开发。例如,在彩电故障维修时,教师应该重点指导学生从电视机的故障现象开始分析,引导他们正确使用检修方法和维修步骤。教师对操作能力较差的学生要耐心细致地讲解和指导,根据情况可以多做几次示范来解决问题。

三、电视机原理与维修课程一体化教学实践的体会

1.精讲示范,做到精而不散

首先讲清每次实训的主要目的, 其次是操作规范和工具设备的正确使用方法,再次是把整个实训步骤逐个讲清楚,最后讲清实训过程中的安全事项和操作技巧。对讲解的实训内容要简明扼要,具有指导性和启发性。教师在做示范操作时要提醒学生注意操作时容易出现问题的地方,提示他们用正确的操作方法。教师在做每个分解动作时一定要放慢操作的节奏,让学生把教师每个操作细节看透、看清,为接下来的操作打下良好的基础。教师在教学中可以利用多媒体课件、挂图、投影等教学手段来辅助教学。

2.学生分组是一个重要的环节

教学中的学习方式多采用小组协作的形式,合理分工各小组成员。小组人员的多少、人员工作分工、组员的成绩直接影响每位组员的学习。经过实践证明,按岗位每组人数适宜安排2~5人,组员过多容易出乱,而且容易出现意见不统一。为了防止组员出现依赖,组员的分工一定要明确。为了增强组员之间的相互学习,教师可以采用互补的搭配方式。例如,组员中性格内向和外向的搭配,动手能力差的和动手强的搭配。教师在教学中为学生搭建小组讨论情境,让学生对各种的假设和疑点做出正确的评判,共同协商解决各种难关。

3.注意学生的两极分化

由于采用一体化教学方式,学生的个性化通过亲手操作能得到充分的发展,但还是要注意优生和学困生的两极分化。特别是能力较差的后进生,他们的自控和效仿能力都比较差,容易依赖能力较强的同学,最后无所事事,所以要结合推行“一帮一”的措施,安排能力较强的学生及时帮助和纠正能力较差的后进生在操作上的不足。

4.做好总结评估

教师的总结评估是理实一体化教学的重要环节。学生在操作实训中会碰到各种问题,在评估中教师要指出实训中存在的问题和问题解决的方法,对各组特点进行总结比较,引导学生向在操作实训中做得较好的同学学习,在评估中使学生能力得到较快的提高。

总之,提高理实一体化教学的效果并不是一蹴而就能实现的,需要多方面共同的努力。其中激发学生的学习兴趣是提高效果的基础,掌控好各个教学环节是关键,提升双师型教师素质是完成任务的重要保证。

参考文献:

[1]孙永旺.在理实一体化教学模式中培养学生的学习兴趣[J].职业技术,2009(10).

[2]韩广兴.电视机原理与维修[M].北京:电子工业出版社,2008.