液压实训总结范文

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“实践是检验真理的唯一标准”。这句名言在《液压与气动》课程的理论与实践相结合中体现更为突出。《液压与气动》课程是高职院校机械类专业和机电一体化专业学生必须掌握的技术基础课目，具有很强的实践性。有效地利用实验设备，增强学生理解能力，大大提高教学效果。

我校有“液压系统压力形成原理”实验台、“液压元件性能测试”实验台，这些只是做基础部分实验用，而未改装的QCS014拆装式液压系统教学实验台，有一定的局限性。学生对液压回路及其元件实际应用方面的知识只能通过老师在课堂上传授或多媒体课件学习，学习起来还是比较抽象也不容易掌握，使部分学生对该课程的内容缺乏感性认识，达不到理想的效果，也降低了学习的兴趣。

为了适应高职高专教育的现代化水平，陕西国防工业职业技术学院，机电学院对QCS014拆装式液压系统教学实验台进行了改造，改造后的实验台除了可以进行常规的液压基本控制回路实验实训外，还可以进行液压回路课程设计、毕业设计、以及利用可编程控制器（PLC）进行液压系统控制及中级工的培训等。是全液压控制、继电器控制液压部分动作和用PLC控制液压部分动作完美结合的典型实验设备。

该实验台采用的是中压系列液压元件和快速接头。通过该实验台，学生不但可以根据需要快速搭建成各种手动控制、半自动控制及全自动控制的液压回路或液压系统。而且还可以独立地进行实验实训科目设计、实训操作、安装、调试、故障排除、编制控制程序等。这样使学生得到理想的综合训练，较好地满足了当前职业教育和素质教育的要求，学生得到最大的收获。

1 QCS014拆装式液压系统教学实验台应用实例

下面通过两个实例说明QCS014拆装式液压系统教学实验台在液压传动实验、实训教学环节中的应用。

1.1 液压回路的设计、安装与调试 在实验实训教学中，一般由教师给学生提出实验和实训科目的内容、要求，提供实验实训设备、液压元件、电气元件、电脑与软件等。学生可根据所学的相关的理论知识，自己拟定实验实训方案，实验实训步骤，独立操作，安装调试或测试，及时解决操作过程中出现的问题。

安装液压元件：定量叶片泵1台，单杆液压缸2台， Y型溢流阀1台，调速阀2台，三位四通电磁换向阀2台，油箱1台，油管及管接头多个。

要求：用这些液压元件组成一个可以实现“A缸进B缸进A缸退B缸退停止”顺序动作的液压传动系统。

实验实训步骤如下：①画出液压系统的工作原理图，如图1。②分析运动过程，并作出电磁铁动作顺序表，如表1。

a.A缸前进时，1YA通电，油液经换向阀4的左端、调速阀6进入A缸左腔，活塞向右移动；回油经换向阀4直接回油箱，此时活塞运动速度由调速阀6调节，完成A缸的进给动作。b.B缸前进时，1YA继续保持通电，3YA通电，油液经换向阀5的左端、调速阀7进入B缸左腔，活塞向右移动；回油经换向阀5直接回油箱，此时活塞运动速度由调速阀7调节，完成B缸的进给动作。c.A缸退回时，1YA断电，2YA通电，3YA继续保持通电，油液经换向阀4的右端进入A缸右腔，活塞向左移动；回油经调速阀6中的单向阀，经换向阀4流回油箱，完成A缸的退回动作。d.B缸退回时，1YA、3YA断电，4YA通电，2YA继续保持通电，油液经换向阀5的右端进入B缸右腔，活塞向左移动；回油经调速阀7中的单向阀，经换向阀5流回油箱，完成B缸的退回动作。e.B缸退回到位停止，此时1YA、2YA、3YA、4YA均断电。③根据工作原理图，选择液压元件，在液压实验台上连接好回路。④开机调试，调节调速阀的手柄，观察液压缸的速度变化，做好记录。⑤实验实训完毕，拆卸回路，将元件清理并归位。

通过本实验实训项目，使学生进一步了解液压元件的结构、工作原理及性能特点以及所起的作用和如何正确合理选用，还能提高学生对液压回路的设计、组装、调试等技能和实际动手能力。

1.2 用PLC控制液压系统并设计、安装、调试 在此类实验实训中，教师给出控制内容及要求，提供安装设备，由学生根据所学的液压及PLC理论知识，自己拟定方案，步骤，设计液压回路，在欧姆龙软件中设计梯形图，独立操作，发现问题学生自己研究解决。

现有设备：电脑1台，装有可编程控制器的QCS014设备1台，定量叶片油泵1台，单杆液压缸1台，溢流阀1台，节流阀1台，三位四通电磁换向阀1台，两位两通电磁换向阀1台，油箱1台，油管及管接头多个，接近开关5个，数根导线。

要求：用这些元件组成一个用PLC控制实现“快进工进快进工进快退原位停止”液压传动系统。

具体实验实训步骤如下：①画出该系统的工作原理图，如图2。②分析运动过程，并作出电磁铁动作顺序表，如表2。

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a.快进时：由启动按钮SB2给电，1YA、3YA通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞右移；回油经换向阀4、7流回油箱，实现第一次快进。b.工进时：当活塞杆运动到接近开关SQ2时，使3YA断电，1YA继续保持通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞继续右移；回油经换向阀4、节流阀6流回油箱，实现第一次工进，工进速度由节流阀6调节。c.快进时：当活塞杆运动到接近开关SQ3时，1YA继续保持通电、3YA通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞继续右移；回油经换向阀4、7流回油箱，实现第二次快进。d.工进时：当活塞杆运动到接近开关SQ4时，使3YA断电，1YA继续保持通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞继续右移；回油经换向阀4、节流阀6流回油箱，实现第二次工进，工进速度和第一次相同。e.快退时：当活塞杆运动到接近开关SQ5时，1YA断电、2YA、3YA通电，油液经换向阀4的右端进入液压缸5的右腔，活塞左移；回油经换向阀4、7流回油箱，实现快退。f.原位停止：当活塞杆运动到接近开关SQ1时，1YA、2YA、3YA均断电，活塞运动停止。③绘制出PLC梯形图并附输入、输出地址（I/O）分配列表，如图3及表3。④根据液压系统工作原理图，选择液压元件，在液压实验台上连接好回路。⑤根据液压系统工作原理图、梯形图及输入、输出地址（I/O）分配列表，选择接近开关和导线，在液压实验台上连接好电路。⑥开机调试，调节节流阀的手柄，观察液压缸的工进速度，做好记录。⑦实验实习完毕，拆卸回路，拆卸电路，将元件清理并归位。

通过本实验及实训科目使学生进一步了解液压元件的结构、工作原理及性能特点以及所起的作用和如何正确合理选用；了解欧姆龙软件环境，掌握梯形图的制作及输入、输出地址（I/O）分配；了解接近开关的工作原理及应用并掌握电路中的线路连接方式。通过学生对液压回路的设计、组装、调试及欧姆龙软件的应用等技能提高实际动手能力。

2 总结及QCS014拆装式液压系统教学实验台的发展前景

液压教学不只是单纯教授学生理论知识，更多应该加强训练、提高学生自学能力、设计创新能力、以及实事求是的科学态度，充分锻炼学生实际动手能力。通过实验实训，不仅可以加强对液压理论知识方面的理解，而且也能掌握先进的控制技术，培养学生在机液电一体化综合控制等方面的综合能力。QCS014拆装式液压系统教学实验台综合性能比较强，在实践教学中有着良好的应用前景。

2.1 总结 本论文主要完成了以下方面的工作：①阐述了QCS014拆装式液压系统教学实验台在实践教学中的重要作用。②用举例说明法阐述了在该试验台上完成液压回路的设计、电磁铁动作顺序表、安装、调试的全过程。③用举例法阐述了根据液压系统和电气系统的控制要求，设计液压回路；用可编程控制器建立输入、输出地址分配表并设计绘制梯形图；安装元件、连接导线、调试观察结果。④总结了学生在实践学习中收获，体现了实实在在良好的教学效果，使学生对《液压与气动》课程从朦胧到清晰的全过程。

2.2 QCS014拆装式液压系统教学实验台应用前景 以上是液压基本元件以及PLC控制在该实验台上的应用，也基本满足了液压教学的要求，然而，该实验台的功能完善性方面还有待进一步的发展，还有很多的研究工作需要进一步的探索。①模拟量元件的应用。在该实验台上可以增加一些带有模拟量的元件，应用这些比例阀设计回路并且与PLC结合，紧贴技术发展要求。②插装阀和叠加法的应用。该实验台有着很大的发展空间，选用插装阀和叠加阀，是该实验台控制方式更多样化，科学化、先进化。③液压系统故障设置的开发。能在该实验台上开发“液压系统故障设置”功能，可以模拟实际工程中出现的常见液压故障，以便液压专业的学生在学习《液压系统故障分析与排除》课程中学习更方便，更实际，更便于学生在将来的工作中学以致用，对液压系统中的出现故障，进行排除。

总之，该实验台经过第一次改装后，增加了PLC控制，使QCS014拆装式液压系统教学实验台的发展取得了一定的进展，但随着科技的不断进步，该实验台也将不断的融入新的元素，使该实验台的功能逐步完善化，更好的为液压实践教学服务，培养优秀的液压技术人才。

参考文献：

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中图分类号：G642.423　文献标识码：A

一、前言

《液压与气压传动》是一门实践性很强的课程，是我校机电一体化专业主要的专业基础课。我校机电一体化专业属于专科，主要是为生产第一线培养应用型人才，这就要求毕业生具有较强的技术应用能力。前几年我校在该课程的教学中，没有相应的实验设备，学生只是在课堂上学习书本上的知识，学习起来普遍感到知识抽象、不易掌握，很难达到为生产第一线培养应用型人才的要求。为了提高我校的教学水平，适应社会对应用型人才的要求，近几年学校对实验和实训环节给予了高度的重视和支持，加强了实验设施的建设，其中包括新建的《液压与气压传动》实验室，购进了QCS-B双面气压传动综合实验台与部分液压元件，极大地提高了实践环节的教学条件。

QCS-B双面气压传动综合实验台是根据《液压气动传动》、《气动控制技术》等通用教材配套设计而成。集可编程控制和各种真实的气动元件、各执行模块为一体，除可进行常规的气动基本控制回路实验外，还可以进行模拟气动控制技术应用实验、气动技术课程设计；采用PLC控制方式，可从学习简单的PLC指导编程、梯形图编程，深入到PLC控制的应用；能完美结合气动技术和电气PLC控制技术，特别适用机电一体化等专业实训考核。

该实验台配备了多种气动元件，灵活的快换接头和软管，各元件的安装和固定都非常容易，各种元件可以根据需要任意组合，搭成所需的实验回路。另外，实验台配备的气动仿真软件，可以方便地绘制出符合工业标准的气动回路图，制图的同时，还可以检查回路图的正确性。由于该软件中元件参数的调节范围与实际设备完全一致，所以可对设计的回路进行准确的系统模拟。学生可以充分发挥自己的想象力，利用该软件设计所需的气动回路，然后通过实验台，现场安装、调试、检测所设计的回路，验证回路的正确性。

二、QCS-B气压实验台应用举例

下面通过两个实例说明QCS-B气压实验台在气压传动实验教学中的应用。

1　速度控制回路组成

实验内容与要求：通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等)，构成速度控制回路搭建，实现执行元件的速度控制与切换，组成驱动信号自如的换切连接。要求学生独立完成速度控制回路的设计，正确选择相应元件，正确构建回路联接，正确连接驱动信号，完成调试并正确运作。本实验为设计实验项目，要求学生发挥主观能动性，多思考，通过实际操作完成实验项目。

具体实验步骤如下：

①仔细阅读实验指导书，根据实验要求，运用所学理论知识设计、绘制气动回路图；

②根据设计的气动原理图，选择所需实验元件，并熟悉所选元件的工作原理及使用方法。

③安装并调试实际的实验回路；

④分析实验结果，完成实验报告。

图1为采用快速排气阀的出口节流调速回路图。将二位三通手动换向阀切换到通气位置，当电磁阀左位通电时，压缩空气经气动三联件到手动换向阀、电磁换向阀，再经过快速排气阀进入气缸的左腔，推动活塞右行。调节出口处单向节流阀的阀口大小，就可以控制活塞运动速度。当电磁阀右位通电时，压缩空气进入气缸的右腔，推动活塞左行，左腔的气体就通过快速排气阀排到大气中。

该实验所需要的元件大致有：双作用气缸、二位五通单电磁换向阀、手动换向阀、气动三联件、快速排气阀、单向节流阀、连接软管、接头等。

通过本实验，可以使学生加深理解在气压传动系统中各种节流调速回路的作用与常用控制元件的性能，提高分析、设计气压控制系统的能力与实际动手能力。

2　顺序动作程序控制回路组成

实验内容与要求：通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等)，构成顺序动作程序控制回路，实现多执行元件的单、多往复顺序动作，组成控制信号自动换切。

首先要提出顺序动作的框架简图要求，要学生在实验报告上绘制完成顺序动作程序控制回路图；由附录选择恰当的气动元件(气缸、方向阀、气动三联件、行程阀、接近开关等)，根据回路图在实验台上构成顺序动作程序控制回路搭建，连接程序控制单元等，组成能正确运转的顺序动作程序控制回路；操作并调试回路。

图2为双缸顺序动作回路图。当电磁阀左位通电时，压缩空气进入左缸的左腔推动活塞右行。此时右缸因没有压缩空气进入左腔而不能动作；当左缸活塞杆靠近磁性开关时，电磁阀右位通电，左位断电，压缩空气经右边气控换向阀左位进入右缸的左腔推动活塞右行，同时左缸回位；当右缸活塞杆靠近磁性开关时，电磁阀又回到左位，此时右缸回位，从而实现双缸的下一个顺序。

该实验所需要的元件大致有：双作用气缸、二位五通双电磁换向阀、单气控换向阀、手动换向阀、接近开关、气动三联件、连接软管、接头等。还可用行程阀、气控换向阀替代接近开关与电磁换向阀实现单、多往复顺序动作回路。

通过本实验，可以加深理解气动系统中各种顺序动作回路的实现方法，灵活掌握用行程阀、气控阀、电磁阀、行程开关等组成各种顺序动作回路，同时掌握如何与PLC继电输出单元，延时单元等配合来调整系统的方法。

三、效果与体会

在过去的实验教学中，学生只是被动地根据实验指导书的内容，进行常规的验证性实验。而现在学生利用QCS-B气压实验台，可以自主地完成从设计、绘图、选件、组装、调试的全部过程，大大提高了学生的主观能动性。目前，我们根据实验大纲的要求，设计了典型实验和综合型实验，综合实验仅给出实验要求，让学生自己根据所给出的实验要求设计一个回路，并要求这些回路可以完成给定的功能。还要求学生针对实验过程，在实验报告中阐述自己的设计思想、回路组成、搭建及调试步骤和过程，写出实验收获、心得和体会。

通过气动元件的选择与复杂的连线，学生对各种元器件有了深刻的认识，提高了动手能力，培养了学生的独立思考能力，使学生感受到原本枯燥的气压工作原理图变成了生动的实物，原本复杂的零件结构图变成简单易懂的元件。学生对气压传动有了实质的了解，对传动元件及各个部位的运动和功能有了感性认识。

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中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）50-0213-02

一、围绕办学目的组织实训教学

我院坚持“应用为本、学以致用”的办学理念，把“办好让学生、家长、社会满意的学校”作为办学宗旨，致力于为社会培养高素质应用型人才。我院通过强化实践教学，突出技能培养，努力探索工学结合和理论与实践相融合的人才培养模式。《液压与气动技术》是工程机械类专业十分重要的课，也是一门理论性和实践性很强的课程，针对我校教学环境和实验室硬件条件的特点，从实际情况出发，围绕办学目深入探讨如何在《液压与气动技术》实训中尝试各种教学方法，达到理论和实际相结合，提高学生的实践动手能力，激发学生学习兴趣，增加分析问题、解决问题的能力。

二、实训课强化实践应用能力

《液压与气动技术》是我院机械制造设计及自动化专业的一门重要课程，与机械制造技术、装备设计等主要专业课有着密切的关系，具有实践性强、与生产实际联系紧密的特点。是一门综合性较强的课程，也是专业课程中较难理解和掌握的一门课。根据培养目标，岗位需求，结合学生的实际情况，本门课程的主要任务是培养学生分析、设计简单的液压与气动基本回路，安装、调试、使用、维护液压与气动系统及故障诊断和排除液压与气动系统故障三项能力。通过实践和实训教学强化理论教学，突出对学生实践技能的培养。

三、实训教学条件及过程

1.实验室实训条件。我校液压与气动实验室有6台CQJDY-A2模块化机电液气综合实验台，并配有透明的液压元件及实物液压元件，这种试验台是专门为学校配备的教学性质实验台，实验台的各个元件的功能和实际生产用的元件有区别，容易出现故障，质量和性能很难达到理论要求，只能完成基本动作和各种基本回路运动。基于上述条件，我们开设的实训是：（1）液压与气动基本回路实训；（2）元件的拆装实训。结合开设的实训编写相应的实训报告手册。

2.降低成本，挖掘潜力扩大实训功能。购买企业报废的液压与气动元件用于实训拆装教学。拆装的目的是掌握结构和原理，无论新元件还是报废元件结构都是一样的，再者液压与气动元件种类多成本高。以低成本的价格购买，变废为宝服务教学。由于经常购买企业报废元件，元件的种类对每届学生实训都不同，在每次实训前要重新编写实训报告。如：根据新增加的元件改写拆装件的报告内容，根据需要增加元件的测绘功能，根据上一届的学生情况总结出经常出现的问题在报告中强调等。

3.实训过程和内容。学生分组：3～5名学生一组，学习委员根据每组学生的学习成绩要均衡分配，每组选个组长，组长的选择可以同学推荐也可以自荐，组长要求动手能力强善于思考并且具有组织管理的能力，或者想锻炼这方面的能力的学生。教师根据实训情况对学生提出实训要求，同时强调一定要在实训过程中把理论课教材用于实训参考。

4.带着问题拆装实训。每组分到的元件不同，在拆装前根据分到的元件复习教材中相关的理论，每组理论搞清楚后结合实训报告册的内容进行拆解，拆下的元件放到干净整洁的台面上，全部拆解后，小组成员一起讨论每个零件在元件中的作用及结构，分析特点，并延伸到零件结构特点在相关其他机构中的应用情况。比如说齿轮泵中弹簧卡圈，不注意会忽略这个小件，学生找到这个件并要求说出这个元件的作用时，好多学生不太清楚，了解了这个零件是限制齿轮轴向位置作用后，学生的兴趣非常高，没想到这么小零件会如此大的作用，同时让学生回顾在其他机械结构中如在减速机中的应用等，达到举一反三的作用，同时介绍这个元件是标准件，增加对标准件的认识。

5.基本回路连接可以锻炼学生基本回路设计和初步诊断故障的能力。学生做这个实训前，教师在一台实验台上连接透明基本回路，为学生介绍实验台各个按钮及相应各个元件的使用方法，根据学生在课堂上学过的理论知识，让学生自己设计液压和气动基本回路，自己连接，教师和学生一起检查回路，发现问题一起考虑解决的办法，在回路运动中，根据报告填写不同压力点的压力实验数据，根据实验数据和理论数据分析，实验数据和理论数据不同的原因，复习有哪些对压力损失有影响。

在基本回路完成的同时，推广到典型回路的应用，根据实验室的条件和学生对电器原理的理论知识设计简单的公交才车门和翻斗车及挖掘机的液压系统。实现机电液气综合实验台的综合性能。在整个过程中，首先肯定学生的方法及特点，然后总结出正确的方法和思路，强调在设计过程中注意的事项，对学生做个正确的评价。

实验台在使用过程中经常出现些故障，如对漏油处采取更换密封件，换向阀无法实现换向时是因为阀芯卡住；行程开关不灵学生自己动手组装行程开关等。扩展到液压系统故障的隐蔽性的特点，液压系统发生故障以后，应该有选择，有侧重，有次序地检查液压装置的内部状况，根据有关的判据，推断出各故障原因可能性的大小，然后再根据现场的具体情况，对液压装置作更深入细致的分析与评判。通过对系统多方面的综合考察，得出更加具体的结论。

6.测绘液压元件服务主干专业课的项目教学。机械制造技术是机械设计及自动化专业的主干专业课，采用项目教学方式授课，以项目形式在实习厂授课，授课结束学生即能加工出相应的产品。液压元件如各种压力阀、流量阀、换向阀、各种泵等，作为机械制造技术的小项目，项目前期的图纸绘制在液压实训中完成。实训按小组分配各个元件，拆开后测绘出零件的尺寸，绘制零件图和装配图的草图，老师检查合格后统一在电脑上绘制零件图和装配图。通过测绘培养了学生的工程意识、贯彻、执行国家标准的意识，锻炼学生生产实践的测绘能力和绘图能力。培养学生认真负责，一丝不苟的工作作风和严谨的科学态度，强化时间观念，树立国家标准意识，养成良好的绘图习惯和工作作风。为后续的专业课打下良好的基础，让学生有实践生产项目概念。通过电脑绘图熟悉软件的应用。

在机械制造技术基础的项目中，学生按照自己设计的图纸动手加工和装配。生产的产品让学生有劳动快乐和成就感，学习兴趣大大提高。同时学生做出的产品可以用于下届学生实验室实训拆装元件用，为学校节约了购置元件的成本。这种方式与企业的产品生产方式类似。同时，这也为学生参加就业适应企业的生产方式打下良好基础。

四、结论

这种方式的实训共做了两届，学生兴趣高，学习态度端正，调动了多种感官，做到理论和实际相结合。在这种教学模式下，学生的动手能力增强了，加深了对液压元件的结构和原理的理解，初步具有分析、设计液压与气动基本回路能力，安装、调试、使用、维护液压与气动系统的能力提高了，能够进行简单故障诊断和排除，为学习其他专业课和工作打下牢固基础。小组成员的密切合作，能充分发挥每个人的特长，使学生取长补短，增强创新意识，理论和实践能力共同提高。

参考文献：

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中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0037-02

随着经济形势的飞速发展，企业间的竞争也日趋激烈。越来越多的企业意识到，要想在激烈的竞争中占得先机，最为有效的途径就是员工素质的提高。员工的素质是企业实现战略目标的关键因素，企业只有加强员工的培训，加强知识技能更新才能跟上新技术的发展，只有通过培训员工整体水平才能不断提高。而企业培训能否有效实施，归根结底依赖于培训教学。成功的培训教学对提高培训质量、提高企业生产效率具有重要的意义。以往的企业员工的培训教学，无外乎有两种，尽管这两种方式在客观上也起到了一定的作用，但培训效果均不是最佳。一种是依靠企业内部自行进行培训的教学，缺点体现为知识深度不足，不能形成系统的、规范的知识体系；另一种是把企业员工送到相应的大专院校进行培训，但培训教学内容脱离生产实际，技术应用能力和实践能力较差。因此，通过校企合作对实训教学进行改革来完成培训逐渐成为现代化企业培训的最佳选择。基于实际生产需要，大连固特异轮胎有限公司于2009年与我校开展校企合作，将企业的培训基地设置于本校，主要承担可靠性技术员的专业技能培训工作，在理论上、实践上为员工打下坚实的基础，提高其岗位综合技能水平。在本校与固特异的校企合作员工培训过程中，对该企业可靠性技术员进行了多期班（现已完成十二期，20人/期）的培训，笔者主要负责液压与气动培训部分，在此培训过程中，摒弃了传统教学方式的弊端，采取了校企结合的新型培训方式，针对企业生产实际对液压与气动培训教学进行了改革和实践，并取得了令人满意的培训效果。

一、参与液压与气动培训教学改革的人员选择

在液压与气动培训教学改革过程中，采用企业培训人员、工程技术人员与学校专职培训教师的共同合作研究，学校教师最终实施教学的方法。企业培训人员根据学员岗位职能和实际生产要求提供所培训人员需要达到的教学目标；相关岗位的工程技术人员（工程师、技术员等）从专业角度提供本岗位所需进行的专业知识培训内容；而培训教师则负责将教学目标与培训内容联系在一起，根据液压与气动教学的教学规律和学科特点将教学进行改革，以适应企业生产需求。整个教学改革过程要求所有人员全员参与，加强沟通合作，在培训工作的平稳推进下对教学持续改进。

二、培训内容更具针对性，理论与实践充分结合

参加培训的可靠性技术员来源于企业，大部分具有中专或大专以上文凭，针对这种学员的文化基础，培训内容要结合培训对象实际和企业要求加以改革。基于培训的具体实际情况，培训中在以下几个方面对教学进行了改革。

1.液压与气动培训教学的理论部分内容的改革。结合工程实际对液压与气动教学理论内容进行适当的删减。对于流体力学部分（如流体的流动状态、伯努利方程等）、阀体结构受力分析、液压缸、邮箱的结构设计、液压系统设计等理论性过强的内容，对于可靠性技术员来说，并不属于必须掌握的专业知识，应予以删除；对于某些与工程实际不相符的环节，予以适当修改。例如，工程上习惯使用公斤力作为压力单位，而且固特异企业主要采用欧美元件，因此在讲解压力单位时，不能局限于国际单位，需要把各种常用压力单位加以讲解和区别。对于液压与气动元件，常规的教学内容是介绍常见的元件类型，随着液压与气动技术的飞速发展，元件的更新速度日新月异，根据企业的元件的应用情况，应结合厂商提供的产品手册对新型元件的使用和维护进行介绍和讲解。在进行典型液压与气动系统分析时，需要以活页教材的形式引入企业的工程液压与气动图纸，既在元件学习的基础上掌握了液压与气动系统的分析方法，又对企业生产设备有了清晰地了解，做到能够熟练使用相关的元件。除了以上几点，在教学中还应加强比例阀、板式阀、插装阀和叠加阀等新型阀体的介绍，更多结合工程实际分析其特点及安装要点。内容的选择原则是：实践为主、理论为辅，着重知行合一，理实一体。

2.液压与气动培训教学的实践动手操作部分内容的改革。校企合作使我校液压与气动培训中心拥有了国内一流的液压实训室、气动实训室，辅助教学设备齐全（Festo、Rexroth、SMC等本行业知名企业液压与气动元件等），为开展液压与气动的实训教学奠定了坚实的物质基础和有力保障。需要指出的是，在进行教学实践操作之前，所有参加培训人员应参照工厂生产规程加入安全教育部分，经过安全教育，不但能够保证学员在实验过程中的人身安全和设备安全，也能够使学员尽快进入角色，融入生产实际，具备适应工厂生产要求的工作能力。这也是在培训中始终需要贯穿的一种企业文化，即安全意识。以往的液压与气动实训，仅对基本元件与基本回路系统进行了简单的实验操作练习，属于验证性实训项目，并没有以企业需求为导向，表现为对理论知识要求过高，而对实践动手能力要求过低，很难使学员入职后马上适应工作岗位。因而，针对企业实际要求而开展实验项目已经成为教学改革的首要任务。在培训中，为了加强学员实践动手能力，使其更快熟悉工厂设备，根据橡胶企业中的生产设备――硫化机开发了硫化机液压阀组模拟实验台和硫化机气动阀组实验台。实训中直接采用工厂系统图纸的局部回路作为指导进行回路组建与操作，对系统进行了改造与简化，以便于操控、实训和最终实践环节考核。此类实训装置在培训中效果显著，最大程度地锻炼了学员的动手实践能力，大大提高了学生的学习兴趣。实训指导以活页形式出现，在基本培训大纲下根据实际需要穿插不同内容，并根据企业生产要求不断丰富改进，增加新的案例。培训内容与企业的设备体系紧密联系，及时获得最新的技术发展信息和行业领先的技术设备，实现技术的与时俱进，实时更新。同时，还采取了“引进来，走出去”的实训理念，除了邀请来自企业一线的工程技术人员、工程师参与讲解某些企业内部的专业交叉性较强的设备与新兴技术，也根据培训需要在适当的时候将学员送进企业实地学习实践。

三、教学改革实施与考核

在教学方法上，液压与气动元件的教学主要采用直观教学法；液压原理、液压系统等内容的教学主要采用现场教学法。采取边练边讲、理论与实践相结合的教学方式，并充分运用现代化教育技术，对一些难以表述清楚地运动过程采用三维动画和视频加以演示说明。在教学组织上，着重采用小组教学方式，通常以5人一组进行各种实训操作训练，这种教学组织方式利于教学资源的合理利用和最大化为学员提供实践动手机会，同时也提高了学员的团体协作能力和组织协调能力。改变传统的教学考核方式，除了采取闭卷笔试之外，还通过硫化机的液压和气动模拟装置的组建和操作来测试学员的实际动手能力（需进行4次测试），并参考企业考核标准，分别对安全、系统组建、演示效果、系统分析和5s等项目赋分，再结合平时表现和理论测试最终评定本科目的成绩。

四、教学的评估与持续改进

1.学员参加培训后提出反馈意见。学员在培训后，在回到企业工作一段时间之后，根据自身的学习体会和实践应用情况，提出教学改进意见（教学反馈意见表），对于教学内容的建议由企业汇总后转交培训教师，培训教师参考后，酌情确定是否对下一期培训班的培训进行适当调整。在此过程中不断总结、反馈、提升，有助于提升培训效果与培训质量。

2.企业根据学员培训后在企业的表现提出反馈意见。其一，由企业技术人员根据实际岗位需求确定入职考试内容，在学员参加培训之前进行考核，成绩记录在册，结业考试仍采用同一份试卷，对比培训前后的差距，由企业技术人员汇总分析，反馈到培训教师处。针对薄弱环节，对下一期培训班的培训进行适当调节。其二，每期员工参加培训后入职满三个月，由所在部门技术主管向培训中心反馈意见，对于培训后的员工表现的不足之处加以详细说明，培训教师据此以针对教学相关的不足加以改进提升。

3.教师与企业加强联系，获得第一手反馈资料。培训教师每年以顶岗实习、挂职锻炼等形式短期进入企业，加深对所培训岗位的了解，获得最直接的第一手资料，对教学进行持续提升改进。实践证明，经过以上的反馈和持续改进过程，培训教师对液压与气动教学多次修改完善，使得培训内容和形式越来越适应企业生产实际要求，培训教学取得了事半功倍的效果。

经过改革的液压与气动培训教学在具体实施过程中反响良好。自2010年至今，现已完成前后十二期可靠性技术员培训班的培训。事实证明：参加培训的学员学习兴趣高，教学的教学效果好，因液压与气动培训教学改革后与企业工程实际结合紧密，培训后的学员能够具备企业所需的技术人员的专业素质和技能，能够更快地熟悉实际的工作环境，尽快投入生产实践，创造更高的经济价值，受到合作企业的充分肯定。这种基于企业要求的培训模式将在今后的教学中体现出更多的优势，势必成为职业院校对外培训和教学的最佳模式。

参考文献：

[1]高汉远，等.构件现代化企业培训模式和培训机制的研究[J].职业技术教育，2001，（25）：39-41.

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1 前言

液压与气压传动技术在机械领域得到了广泛的应用。高职院校的主要培养目标是培养具有必要的专业理论基础知识，面向生产、建设、服务和管理第一线需要的应用型高技能人才。《液压与气动传动》课程是高职机电类相关专业重要的专业基础课程，能够让学生掌握液压与气动传动的基础知识和工程应用的相关技能［1］。该课程不仅理论性较深，而且有很强的实践性。本文针对目前该课程教学中存在的一些问题，就《液压与气动传动》课程定位、教学内容、教学方法、师资建设及教学评价等进行了一系列的改革与探索，并取得了较好的教学效果。

2.课程定位

根据我院对珠三角一带相关企业的调研分析，高职学生对《液压与气动传动》知识的应用主要是有关液压与气压系统的安装、调试、维护和保养，较少涉及液压与气动系统的设计、计算等工作。因此，高职《液压与气动传动》课程在教学要求上不必追求理论的系统性和完整性，只要掌握本专业必要的基础知识，在实践中达到够用即可。

3.教学内容的改革

3.1传统专业基础课程教学弊端

在传统专业技术基础课程教学过程中，教师过分强调自身的系统性、完整性［2］，忽视应用能力的培养，不注意和后续专业课之间的融合，往往过于强调流体力学等理论基础知识，造成学生学习较为困难。而后续课程中涉及的液压及气压传动部分，又作为最基础的内容对其进行再一次的讲述，从而造成课程内容学习上的重复；对于液压与气压传动的一些难点，专业基础课和专业课教师在内容安排上衔接不当，对该部分的讲述都比较简略，造成学生对该重点掌握的内容却掌握不好。

3.2教学内容的改革

我们按照我院3年人才培养方案的总体要求，根据液压与气压传动技术在不同机电专业中占有的地位不同，结合我院各专业建设特色，将各个专业不同课程分别进行整合。

例如，对于机械制造及自动化、模具制造、自动化控制技术等专业，《液压与气动传动》课程以“实用、够用”为原则进行整合，通过分析其与后续课程之间的内在联系，对部分内容进行删减或增加，将专业课程进行有机结合。教学的重点在于让学生了解液压及气动元件的工作原理、使用条件和应用范围，对复杂的理论阐述、繁琐公式的推导计算，以及元件的结构设计不是教学的重点。弱化纯理论内容，注重从多种案例分析出发，结合实际工程需要，引导学生对理论公式的应用，强化液压与气动系统的安装、调试、维护、诊断等内容。

对于电梯工程技术专业，由于液压技术在后续课程的应用方面有很强的专业针对性，则将《液压与气动传动》课程与《电梯结构及工作原理》中的液压电梯部分相结合，由专业课教师结合液压电梯的特点及应用，对一般液压原理进行讲述。

4.课程教学方式的改革

许多高职院校教学方式基本上仍是以知识体系为顺序组织的，前半部分集中介绍基础理论，后半部分重点介绍具体实例。由于学生在以往的课程学习和日常生活中很少能够接触到液压及气动技术，普遍对《液压与气动传动》课程缺乏感性认识，给课程教学内容的展开带来困难。

4.1采用“理论+实训”一体化的教学方式

高职教学应注重理论联系实践，培养学生分析和解决实际问题的能力。经过几年的教学实践与总结，我院液压与气动技术课程教学主要采用了“理论+实训”一体化的教学模式，加强了实践性教学，将理论教学和实践教学有机结合。各专业理论和实训学时都达到1∶1左右。为了增强教学效果，学院建设了“液压与气动综合实训室”，增加了实训设备，在课程安排上基本做到学生单独操作。在实训室增加功能完备的多媒体设施，学生座椅旁边就是各种液压与气动设备，理论课程就在实训室进行现场教学，在讲解过程中配以实物拆装演示，并配备了若干辅助实训员协助教学。讲到什么就让学生实实在在地感受到实物，增加感性认识。例如在学习压力控制阀时，首先由教师做示范，指导学生对压力阀（如溢流阀）进行拆装，让他们了解该元件具体构造，再利用多媒体教学，引导学生对比原理图和实物去分析工作原理，通过加强实践性教学，提高了学生的实操能力，加深了学生的理解。

4.2充分利用多媒体辅助教学

《液压与气动传动》课程的一个突出特点就是图多，其中包括各种阀类元件的工作原理图、结构图、各种回路图等。由于液体、气体的流动都是在密封的管道内进行，学生看不到具体流动过程，理解起来比较抽象，尤其是一些复油路、气路的工作原理，因此充分发挥多媒体优势进行辅助教学显得尤为重要。针对该课程特点，我们通过制作大量的图片、Flas、视频等手段，把元件的动作、状态及液压油的流动过程直观、生动地展现在学生面前，使学生容易接受，使教学效益明显提高。例如讲述电液换向阀的工作过程时，学生通过触摸电磁阀、观察指示灯、听声音等途径能够理解电磁阀阀芯的运动，但很难把阀芯的动作和油路的接通、断开联系起来。而用动画、视频演示电磁铁通、断电后换向阀内部油路的连通情况，能降低感受难度，加强了学生对电液换向阀工作原理的理解程度。

4.4开放实训室

学生仅在有限学时内完成的实训内容仍是不够的［3］，我院鼓励学生申请开放实训室，充分利用自己的课余时间来安排实训。学院根据具体工作安排额外增加实训室辅助教师和指导老师的课酬。在实训项目开展过程中，指导老师给予适度的指导，使学生能够独立、主动、高质量地完成实践任务。良好的开放式实践教学环境，可以调动学生的学习积极性。在开放式实训室中，建立了以学生为中心的实践性教学模式，鼓励学生积极、主动地去探究知识，达到了训练学生实践操作技能、培养创新思维和创新能力的目的。

5.课程成绩考核方式的改革

我院原来的《液压与气动传动》课程学生成绩评价标准主要由笔试、平时表现和课后作业构成，所占权重分别为70%、20%、10%。学生实操能力只能够从平时表现反映出来，这是由于以前实训设备不足，分组实训，学生参与锻炼的程度不够造成的，与实际工作中职业要求也相差甚远。我院增加实训设备后，突出了对学生实际操作能力的考核，增加液压实训成绩比重。实训考试采用“操作+答辩”的形式，由学生单独完成。学生成绩评价标准也变成了由4部分组成，分别是笔试40%，实训考试30%，平时表现20%，作业10%。这样既考查了学生的理论基础知识，又注重了学生实践能力的培养。

6.结语

高等职业教育属技术应用型教育，近几年的教学改革与实践证明：我们改革的方向是正确的，所采取措施使得教学质量有了明显提高，取得了显著的教学效果，改革突出了高职学生技术应用能力的培养和就业能力的训练，充分体现了以学生为中心的职教改革理念。

参考文献：

［1］左健民．液压与气压传动［M］.北京:机械工业出版社，2009年6月第3版.

［2］赵华新，程艳．高职《液压传动技术》课程教学新模式探讨［J］.安徽水利水电职业技术学院学报，2009，（2）：10-11.

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2.教学实践对学生工程素养的培养力度不够。多年来，实践教学平台依然选用专用的本科教学液压试验台，这种试验台的液压回路均已事先设计好，对学生而言只是单纯的记录数据，无创新可言。目前的本科教学平台设计的实验技术滞后于时展的技术，甚至部分实验手段和方法的原理也出现错误。比如液压动态流量的检测，大多本科教学平台采用容积式的流量计进行检测，事实上，由于容积式的流量计的动态响应较慢，根本不能检测动态流量。而超强的能力和素质对刚踏入社会的毕业生而言无疑是最大的筹码，但目前绝大多数毕业生在面临实际的工程项目问题时，多表现为动手能力差，不能独立思考，创新意识不强，缺乏团队合作精神和应有的工程意识及能力。

3.教学模式偏重于传统教学方式。目前，教学过程以教师为中心，按自拟的教学方案进行授课，照本宣科；但在教学过程中没有注重学生的兴趣，这些不利于学生对液压传动知识的掌握和运用。现行的教学仍沿用传统的灌输方式，缺乏启发式、讨论式的教学方式以及师生之间的互动交流，导致学生缺乏独立思考的能力和创新精神。

4.与企业社会沟通和交流过少。许多工科院校在实践培养环节上存在较多问题，如与相应的企业联系不够紧密，致使学生不仅不能明确区分课堂教学和企业生产、制造、检验和调试的不同；而且缺乏对基础设备、工艺装备技术及国家行业标准的了解，使其在工作过程中表现为自身的专业性不强。

二、教、学、做一体化教学内容改革

1.课程体系的改革。将《流体力学》与《液压传动》相结合，将流体力学的各个基本知识交叉在《液压传动》的基本知识内，并将电气传动中与液压课程交叉较多的知识点，全面提高实验学时数。液压系统由包含多种液压元件的各种回路组成，各种回路之间协调工作，完成液压系统的既定功能。在液压系统工作过程中，需要控制各种阀的开启、关闭和比例调节，这就需要通过适当的电气回路设计实现液压阀和液压回路的相应功能，因此液压传动的讲授还应与电气传动知识点相结合，真正地实现机电液一体化。

2.启发式、项目式与精讲相结合的教学方式。《液压元件》教学中教师发挥主导作用，学生发挥主动学习精神。新增课程《液压系统仿真和设计》在学生基本掌握新知识的基础上，只要求教师发挥主导作用，学生发挥主动学习精神，结合教师精讲使学生进一步加深对新知识的理解。在课程的教学中，除配备有综合性系统实验支持外，课程的教学内容实现讲授与现场教学（科研实验室进行）、讲授与研讨（专题讨论）、讲授与自主学习（科研论文及宣讲）等综合型教学模式，培养学生的综合素质。

3.强调实践与研究融入教学过程。在实施教、学、做一体化的教学中，将部分课堂放在实验室，讲解元件结构、原理时，直接使用实物，辅助动画教学，并让学生动手拆装，使学生对元件及系统设计有更为直观的理解，通过教、学、做一体化教学方式增加主动学习和动手实践的机会，强调分析问题和解决问题的能力。给学生科学实践的时间和空间，增加课内实践教学学时，教学中安排丰富的设计项目，让学生亲自动手和全情投入。设置讨论型、项目训练型课程，采用课堂教学、科研项目训练与学生论文宣讲相结合的教学模式激发学生的学习兴趣。

三、实践教学方法改革

建设完善的专业实验教学体系，包括基本型，综合型、设计型、创新性型实验等多个系列，注重培养学生的个人实践能力、团队合作能力以及调控系统能力。建立实验实践结合、课内课外结合、校内校外结合、理论实验互动，能促进学生能力培养，模块化、分层次的实验教学体系。在教学体系设计中，注重遵循教育规律，科学地设置实验类型，通过基础层、综合层、设计层和创新层实验项目的训练，全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析问题的能力，使学生具有良好的创新精神和实践能力。如图1所示为流体传动与控制等基础课程模块化、分层次的实验教学体系。第一层次为基础能力的培养。学生通过基础的实验项目的全面训练，掌握本学科实验的基本操作方法及技能，掌握液压元件的基本结构、拆装方法和工作原理，理解液压元件的基本性能测试方法，学校液压基本回路的控制特性，同时培养学生正确使用仪器、处理实验数据和写作实验报告的方法，达到培养学生严肃认真的实验精神的目的。第二层次为综合能力的培养。即学生通过提高型、综合型和设计型实验项目的训练，达到学生会自己设计实验内容，自组简易实验，实验后会总结经验，培养学生的综合实践能力和素质。第三层次为设计能力与自主思考的培养。通过增加大量的液压实训模型，比如挖掘机模型、叉车模型、推土机模型、起重机模型等，培养学生理论联系实际的能力，学生通过创新研究型实验项目的训练，培养学生对实际液压技术的观察能力、发现问题及分析问题的能力，并将所掌握的理论知识实验方法应用到实际中，培养其研究与解决问题的能力。第四层为创新能力的培养。该层是对课内实验教学的重要补充，通过创新研究型实验项目的训练，即由创新想法到创新设计，再到创新模型制作，最后形成产品创新的实践全程训练，培养学生提出自主创新课题、自主创新构思、创新设计和创新实践动手的能力。在实验过程中，鼓励学生自主命题，自行制定实验目标，进而完成自主设计、分析、实践、总结与汇报等全部环节。另一方面，可组织部分高年级学生，尤其是立志想读研究生的学生，参与教师的科研项目研究，辅助教师做一些试验性实验，为后期的科研实践打下基础。传统的演示性、验证性实验已不能满足现代人才的要求。因此，在实验教学中，应引导学生向研究型、创新型发展，以小组为单位增加设计型和研究型实验。教师在实验中起指导性作用，以学生为主体，这样不仅能提高学生的动手实践能力，还有助于其创新思维的发展。

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关键词 ：液压技术 创新 液压元件?多媒体教学 一体化教学模式

液压技术是技工类院校中机械加工、工程机械，汽修专业等方面不可或缺的专业基础课，自从18世纪末第一台水压机的诞生开始，经过几十年的发展液压技术现已广泛地运用于数字控制系统、工程机械、流水作业等各个领域。随着科技与经济地飞速发展，液压技术也不再是独立技术，逐步发展成为与电、气、数控等一体的综合性学科。相关专业开设本课程也就十分必要了。现本人从以下几方面对液压技术课在技工类学校相关专业的某些问题进行分析。

一、现阶段技校学生的学习现状

第一，大部分学生的学习态度不端正，学习目的不明确，厌学情绪较严重，对所学的知识不感兴趣，趴桌子睡觉、上课玩手机、聊天等现象时常会发生。学生入校时的学习成绩普遍较低，使老师不好掌控教学进度。

第二，传统教学方式中理论老师一般起主导作用，学生被动接受，上午前两节课学生还能勉强坐住，后两节课趴桌子打瞌睡、玩手机等现象就逐渐出现，课堂上就很难保持良好的教学秩序，教学效果就会有所下降。

第三，液压技术课如果一味地只在课堂上讲解，效果会很不理想。液压课内容杂、原件多、概念长、计算量庞大、工作原理很抽象，如果只是单纯地按照教材讲解，学生很难听懂，学习效果不会理想。以前液压课基本上是前半学期讲理论，后半学期在实验室作实践环节，教学效果一般，仅有近1/3的同学能及时完成实验任务，其他的学生在多次辅导、催促下才能完成部分任务，实习成绩差距很大。

二、解决问题的思路

针对以上液压技术课上出现的问题，本人尝试如下的创新办法

1.采用一体化教学模式

授课时主要以学生为主体，老师带领学生复习上一节课的重点知识，并导入新内容，对新课程的重点部分进行简单的概述，然后布置学习任务，要求同学们分组讨论并通过查阅资料完成各项学习任务，再通过学生间的互评和老师的点评来掌握该章节的知识点。 具体可以课上将班内同学分为三四个学习小组，每组选一名组长负责组内同学的任务分配，督促组内成员分析、讨论、查资料、总结等工作，每个小组以竞赛的形式完成各项学习任务。在这个环节中 ，如果有不积极讨论的同学就让他当竞赛的评委，任务是：通过认真查资料来判断各学习小组讨论出的方案是否可行，并解说原因，从而激发他的好奇心，让他尝试自己通过查资料、想办法来解惑。最终达到全员参与，提高学生的自学能力和团队合作意识。

2.充分利用多媒体资源

采用白板教学模式，通过网络下载一些有关的液压视频和图片，再加上flash小动画制作而成的PPT课件，使学生对比较抽象的液压元件、难以理解的工作原理有个直观的了解，能清楚地看到原件的内部结构、工作过程，在改变液压系统的控制元件时，方便观察流动方向、压力、运动速度的变化规律。

3.合理运用液压系统仿真软件

将同学们分组讨论后设计好的液压回路在仿真软件上进行模拟连接，通过尝试不同的连接方式，培养学生的分析能力、独立思考能力，从而提高学生的学习兴趣，主动参与教学活动。

4.激发学生的学习兴趣

在讲到液压元件时可以让学生用卡纸绘制成元件简图，裁剪成一个个元件图，最后在黑板上连接成不同的液压回路，让每个学习小组选代表上台阐述该组的设计思路，其他同学可以进行补充。这个环节既可以使同学们回顾了以前学的机械制图相关知识，也增强了学生的动手能力，起到了激发他们学习兴趣的目的。

5.直观了解元件的构成和工作环境

针对结构简单的齿轮泵、叶片泵等动力元件可以进行拆卸、清洗、组装，使学生进一步提升自己的动手能力，更直观了解元件的构成和工作环境。要求学生在液压实训室能够独立完成简单的控制回路。

6.对教材内容进行适当增减

由于技校同学普遍理论成绩不太好，他们更擅长于实践。教材中过于复杂的计算部分和工作原理对他们以后工作的影响不大，本人在教学中有所删减，而对于该专业有很大影响的相关知识就增加课时量，重点分析讲解，使学生能较好地掌握该知识点。

三、小结

笔者通过一系列的教学尝试，课堂上学生减少了趴桌子、看小说、玩手机等不良现象。这也督促教育工作者不断增强创新意识，具有先进的教学理念，采用与时俱进的教学手段，从而达到理论与实践紧密结合、动手动脑并行，真正培养出能快速适应社会需求的实用型人才。

参考文献：

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针对机械加工课程以培养学生的综合素质为出发点，以提高学生的实际动手操作能力、培养实用型技术人才为目标的课程建设需求，结合院实际情况，提出了专业课程开发与实践的一系列新思路：建立系统性实践教学及评价体系，强化实践与理论的联系及融合；根据专业技能型人才培养的规律，以工作过程为导向，注重课堂理论知识与工作实践的整合；构建以项目任务为驱动的模块化、层次化、综合化的课程模式，优化机械加工专业课程结构。

一、课程模式的建构具体想法

以就业为导向的课程模式的建构借鉴以美国、加拿大为代表的职业教育人才培养模式，即CBE模式，结合我国国情，建立一种全新的一体化课程模式，就是以就业为导向、以能力为本位的职业学校课程模式。因此，以就业为导向是职业教育最基本的特征。职业能力模块对学生来说尤其重要，要保证足够的时间，在实践操作的同时完成相关专业知识的学习，实现由“升学导向”向“就业导向”的转变，全面培养学生的综合职业能力，使学生能够“做中学，学中做，边做边学，边学边做”，把学习变成自主的、快乐的活动。

围绕机械加工技术职业岗位的能力与素质要求，参照我国高级工职业资格技能鉴定标准，我们制定了机械加工技术专业的职业能力模块。各个能力模块要求不一样，课时安排的多少也就不同，核心能力模块要保证有足够的时间。按照人们认识新事物由浅至深的规律，我们对每个能力模块进行分解，以具体的训练课题来细化，如车工技能模块（核心技能模块）。

二、课程设置主要特点

课程设置要突破传统教学计划的限制，重点突出实践教学，理论知识要讲究“实用与够用”。如机械加工技术专业职业能力主要是钳工、电焊、车工、电工、数控等几种技能，每学期安排一到两个技能项目，按一一对应的关系有针对性地设置相应课程。体现了职业教育的应用特征，并与职业技能标准相衔接，所设置的课程是教育目标的具体化，体现了合理的课程体系特征。

课程考核评价方式的开发与改革针对当前学院机械加工专业课程教学的实际需要，考试评价重视了实践环节在教学过程中的纽带作用，把学生在实践环节的表现及其评价纳入教学效果评价体系并明确其份额。通过任务项目考核、期中考核、期末考核的方式，开展理论教学效果评价。通过“工作任务项目单项评价+工作过程综合评价”的方式开展实验教学效果评价。将上述评价结果与学生平时考勤、作业评价结果、期中成绩、期末成绩综合评价相结合，完成教学质量的基本考核。

产业特色教材体系开发与建设。组织课程组成员、周边支柱产业企业专家，结合当前高职高专机械加工课程教学的实际需要，对传统教材进行改革，考虑就业市场的需要以及与职业资格标准衔接，对传统教材进行删减、修改、重组、补充，体现新知识、新工艺、新技术、新方法。拟定教材结构框架，完成教材内容的更新和整合，将“工作任务”落到实处。加强教材的实用性，减少繁复的理论，增加规律性知识的总结和提炼，使教材成为“实用型技术手册”。我们已经编写完成了《钳工加工技术与实训》。

课程设置突破传统的特定能力培养要以职业能力和职业岗位需求为核心设置课程。通过职业岗位分析，确定了专业培养目标、专业方向和综合职业能力层次定位之后，就要根据市场需求和职业标准，从职业能力分析入手，将综合职业能力分解成若干专门能力（专业能力、社会能力、方法能力、创新能力），全面进行培养。

三、实施情况

最大可能地利用教学资源，提高教学效果，根据机械加工技术一体化教学的要求改造、建设实训场地，建立了校内实训基地，包括机械加工实训车间、多媒体教室、液压实训室、电工电子实训室等，使教学管理与企业生产管理相融合，体现现代职业教育的理念，提高教学效率。

根据模块化教学的需要，结合学校的教学实训场地条件，编写详细的教学计划，并按照考核要求，设计“一体化教学考勤表”、“钳工基本操作能力考核表”、“刀具刃磨能力考核表”、“测量技术考核表”、“典型零件加工能力考核表”等，形成一套与一体化教学要求相适应的教学管理文件。

强化教师队伍建设建立一支既能胜任理论教学又能进行操作指导的“双师型”教师队伍，保证一体化教学的顺利实施。每个模块由项目负责人负责实施，由2～3名专业教师组成，分别承担教学讲义（教材）的编写及相应模块的教学任务。组织教师参加业务知识培训和技能鉴定，或从企业引进工程技术人员和工人师傅，参与教学与管理。

教学组织安排过程在实际教学组织过程中，根据该专业所对应的工作过程，将职业能力模块划分为若干个学习模块，各模块相对独立，又具有关联，根据特点实施项目化教学。

四、取得的成果

学生专业能力显著提高。原来枯燥无味的专业学习，现在变得直观、生动，学生的专业理论水平明显提高，工机械实践能力明显加强，大部分学生的技能水平达到高级工的要求。方法能力有所锻炼。学生养成了良好的学习习惯，初步培养了学习能力、获取信息能力、分析能力、认识能力、综合和系统思维能力、系统工作方法，激发了学生的创造性思维。社会能力有所加强。激发了学生的学习兴趣，学习有成就感，学风、班风有明显好转，同学之间能互助交流，团结协作，班级集体荣誉感增强。创新能力有所培养。学生根据学习目标的要求积极思维，提出很多新颖的想法，自己动手做出了一些产品，自信心得到很大提高。

我院还与本市企业建立了良好的合作关系。企业为我院学生实习提供场地和设备，为我院专业教师操作技能训练提供指导和帮助；同样，我院为企业的技术革新和设备改造提供技术支持，为企业职工的文化知识和技术培训提供帮助。

总之，专业课程体系的开发与建设，不是对教学内容的调整和知识的生硬重组，而是对教育理念的重建和更新，对人才培养模式的改革和创新，对人才本身能力和素质结构的重塑和完善。只有学院、分院、企业多方位、多层次的协调和合作，从整个课程体系着手，在教学中引入新的理念、新的技术、新的方法才能实现改革目的，而改革的成果必能让学生真正掌握该课程的知识，具备相应的工程实践能力。

参考文献：

[1]邓泽民，陈庆合.职业教育课程设计，中国铁道出版社，2006，（7）.

[2]姜大源.职业教育学研究新论，教育科学出版社，2007，（1）.

[3]颜珍平，吴献文，颜谦和.以职业岗位能力为导向的项目驱动型课程教材开发，职业教育研究，2012，（5）.

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目 录

第1章 前言............................................................. 1

1.1　选题背景. 1

1.2　设计目的. 1

1.3　发展现状和趋势. 1

第2章 机械手各部件的设计. 3

2.1机械手的总体设计. 3

2.1.1　机械手总体结构的类型. 3

2.1.2　具体设计方案. 4

2.2机械手手爪结构的设计. 4

2.2.1　设计要求. 4

2.2.2　驱动方式. 5

2.2.3　典型结构. 5

2.2.4　具体设计方案. 6

2.3机械手手腕结构的设计. 7

2.3.1　手腕结构的设计要求. 7

2.3.2　具体设计方案. 7

2.4机械手手臂构的设计. 8

2.4.1　手臂结构的设计要求. 8

2.4.2　具体设计方案. 8

2.5机械手腰座结构的设计. 9

2.5.1　腰座结构的设计要求. 9

2.5.2　具体设计方案. 9

2.6机械手的机械传动机构的设计. 10

2.6.1　传动机构设计应注意的问题. 10

2.6.2　常用的传动机构形式. 10

2.6.3　具体设计方案. 11

2.7机械手驱动系统的设计. 12

2.7.1　常用驱动系统及其特点. 12

2.7.2　具体设计方案. 12

2.8机械手手臂的平衡机构设计. 12

2.8.1　平衡机构的形式. 12

2.8.2　具体设计方案. 13

第3章 理论分析和设计计算. 14

3.1电机选型有关参数计算. 14

3.1.1　有关参数的计算. 14

3.1.2　电机型号的选择. 16

3.2液压传动系统设计计算. 18

3.2.1 确定液压系统基本方案. 18

3.2.2 拟定液压执行元件运动控制回路. 19

3.2.3　液压源系统的设计. 19

3.2.4　绘制液压系统图. 20

3.2.5　确定液压系统的主要参数. 21

3.2.6　计算和选择液压元件. 26

第4章 机械手控制系统的设计. 28

4.1系统硬件设计. 28

4.1.1 操作面板布置. 28

4.1.2 工艺过程与控制要求. 28

4.1.3 作业流程. 29

4.1.4 控制器的选型. 30

4.1.5 控制系统原理分析. 31

4.1.6 PLC外部接线设计. 31

4.1.7 I/O地址分配. 32

4.2系统软件设计. 33

4.2.1　控制主程序流程图. 33

4.2.2　控制程序设计. 34

结论. 51

致谢................................................................52

参考文献.......................................................... 53

第一章 前言

1.1选题背景

由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。

1.2设计目的

目前，我国大多数工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，其劳动强度大、生产效率低，而且具有一定的危险性，已经满足不了生产自动化的发展趋势。为了提高工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代机械行业自动化生产的要求，针对具体生产工艺，结合机床的实际结构，利用机械手技术，设计用一台上下料机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本机械手主要与数控机床组合最终形成生产线，实现加工过程的自动化和无人化。

1.3发展现状和趋势

目前，国内外各种机械手和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下：

一．机械结构向模块化、可重构化发展。

二．工业机械手控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，结构小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性，而且维修方便。

三．机械手中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，还引进了视觉、听觉、接触觉传感器，使其向智能化方向发展。

四．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机械手产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机械手开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发；

五．焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机械手产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。

总的来说，大体是两个方向：其一是机械手的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，性价比高，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。

第二章机械手各部件的设计

2.1机械手的总体设计

2.1.1机械手总体结构的类型

工业机械手的结构形式主要有四种：直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构和关节型结构。各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下：

1.直角坐标机械手结构特点

直角坐标机械手的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的，如图2-1.a。由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，因此，其运动位置精度高，但此种类型机械手的运动空间相对较小，如要达到较大运动空间，则要求机械手的尺寸足够大。直角坐标机械手的工作空间为一空间长方体，主要用于装配作业及搬运作业。直角坐标机械手有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。

2.圆柱坐标机械手结构特点

圆柱坐标机械手的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的，如图2-1.b。其工作空间是一个圆柱状的空间。这种机械手构造比较简单，精度相对较高，常用于搬运作业。

3.球坐标机械手结构特点

球坐标机械手的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的，如图2-1.c。其工作空间是一个类球形的空间。这种机械手结构简单、成本较低，但精度不很高，主要应用于搬运作业。

4.关节型机械手结构特点

关节型机械手的空间运动是由三个回转运动实现的，如图2-1.d。相对机械手本体尺寸，其工作空间比较大，动作灵活，结构紧凑，占地面积小。此种机械手在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装配等作业。关节型机械手又分为水平关节型和垂直关节型两种。

2.1.2具体采用方案

如图2-2所示机械手模拟工作布局图，根据实际操作的需要，该机械手在工作中需要3种运动，其中手臂的伸缩和立柱升降为直线运动，另一个为手臂的回转运动，因此其自由度数目为3，综合考虑，应选择圆柱坐标机械手结构，其结构简单，工作范围相对较大，且有较高的精度，满足设计要求。

2.2机械手手爪结构设计

2.2.1设计要求

手爪是用来进行操作及作业的装置，其种类很多，根据操作及作业方式的不同，分为搬运用、加工用、测量用等。搬运用手爪是指各种夹持装置，用来抓取或吸附被搬运的物体；加工用手爪是带有喷枪、焊枪、砂轮、铣刀等加工工具的机械手附加装置，用来进行相应的加工作业；测量用手爪是装有测量头或传感器的附加装置，用来进行测量及检验作业。

机械手手爪设计有如下要求：

1、机械手手爪是根据机械手作业要求来设计的。既根据其应用场合设计手爪，在满足作业要求的前提下，机械手手爪还要求体积小、重量轻、结构紧凑。

2、机械手手爪的万能性与专用性是矛盾的。万能手爪在结构上很复杂，甚至很难实现，从工业实际应用出发，应着重开发各种专用的、高效率的机械手手爪，加之以快速更换装置，以实现机械手的多种作业功能，而不主张用一个万能的手爪去完成多种作业，以考虑设计的经济效益。

3、机械手手爪的通用性。通用性是指有限的手爪，可适用于不同的机械手，这就要求末端执行器要有标准的机械接口（如法兰），使末端执行器实现标准化。

4、机械手手爪要便于安装和维修，易于实现计算机控制。

2.2.2驱动方式

一般工业机械手手爪，多为双指手爪。按手指的运动方式，可分为回转型和移动型；按夹持方式来分，有外夹式和内撑式两种。

机械手夹持器（手爪）的驱动方式主要有三种：

1.气动驱动方式

这种驱动系统是用电磁阀来控制手爪的运动方向，用气流调节阀来调节其运动速度。由于气动驱动系统价格较低，所以气动夹持器在工业中应用较为普遍。另外，由于气体的可压缩性，使气动手爪的抓取运动具有一定的柔顺性，这一点是抓取动作十分需要的。

2.电动驱动方式

电动驱动手爪应用也较为广泛。这种手爪，一般采用直流伺服电机或步进电机，并需要减速器以获得足够大的驱动力和力矩。电动驱动方式可实现手爪的力与位置控制。但是，这种驱动方式不能用于有防爆要求的条件下，因为电机有可能产生火花和发热。

3.液压驱动方式

液压驱动方式是利用液压系统进行控制，传动刚度大，可实现连续位置控制。

2.2.3典型结构

机械手手爪的典型结构有以下五种：

1.楔块杠杆式手爪

利用楔块与杠杆来实现手爪的松、开，来实现抓取工件。

2.滑槽式手爪

当活塞向前运动时，滑槽通过销子推动手爪合并，产生夹紧动作和夹紧力，当活塞向后运动时，手爪松开。这种手爪开合行程较大，适应抓取大小不同的物体。

3.连杆杠杆式手爪

在活塞的推力下，连杆和杠杆使手爪产生夹紧（放松）运动，由于杠杆的力放大作用，这种手爪有可能产生较大的夹紧力。通常与弹簧联合使用。

4.齿轮齿条式手爪

通过活塞推动齿条，齿条带动齿轮旋转，产生手爪的夹紧与松开动作。

5.平行杠杆式手爪

采用平行四边形机构，因此不需要导轨就可以保证手爪的两手指保持平行运动，且比带有导轨的平行移动手爪的摩擦力要小得多。

2.2.4具体设计方案

结合具体的工作情况，本设计采用连杆杠杆式的手爪。驱动活塞往复移动，通过活塞杆端部齿条，中间齿条及扇形齿条使手指张开或闭合。手指的最小开度由加工工件的直径来调定。本设计按照工件的直径为50mm来设计。手爪的具体结构形式如图2-3所示：

2.3机械手手腕结构的设计

机械手手腕是机械手操作机的最末端，与手爪相连接，它与机械手手臂配合，使手爪在空间运动，完成所需要的作业动作。

2.3.1 手腕结构的设计要求

1、由于手腕安装在机械手末端，因此要求手腕设计应尽量小巧轻盈，结构紧凑。

2、根据作业需要，设计机械手手腕的自由度。一般情况下，自由度数目愈多，腕部的灵活性愈高，对对作业的适应能力也愈强。但自由度的增加，必然使腕部结构更复杂，控制更困难，成本也会相应增加。因此，手腕的自由度数，应根据实际作业要求来确定。

3、为实现腕部的通用性，要求有标准的连接法兰，以便于和不同的机械手手爪进行连接。

4、为保证工作时力的传递和运动的连贯，腕部结构要有足够的强度和刚度。

5、要设有可靠的传动间隙调整机构，以减小空回间隙，提高传动精度。

6、手腕各关节轴转动要有限位开关，并设置硬限位，以防止超限造成机械损坏。

2.3.2具体设计方案

通过对数控机床上下料作业的具体分析，考虑数控机床加工的具体形式及对机械手上下料作业时的具体要求，在满足系统工艺要求的前提下提高安全和可靠性，为使机械手的结构尽量简单，降低控制的难度，本设计手腕不增加自由度，实践证明这是完全能满足作业要求的，3个自由度来实现机床的上下料完全足够。具体的手腕（手臂手爪联结梁）结构见图2-4。

2.4机械手手臂结构的设计

2.4.1手臂结构的设计要求

机械手的手臂在工作时，要承受一定的载荷，且其运动本身具有一定的速度，因此，机械手手臂的设计需要遵循以下设计要求：

1、工作空间的形状和大小与机械手手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系，因此手臂尺寸设计应合理，一般满足其工作空间即可。

2、为了提高机械手的运动速度与控制精度，应在保证机械手手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上、材料上设法减轻手臂的重量。

3、应尽可能使机械手手臂各关节轴相互平行；相互垂直的轴应尽可能相交于一点，这样可以使机械手运动学正逆运算简化，有利于机械手的控制。

4、机械手各关节的轴承间隙要尽可能小，以减小机械间隙所造成的运动误差。

5、为提高机械手手臂运动的响应速度、减小电机负载，机械手的手臂相对其关节回转轴应尽可能在重量上平衡。

2.4.2具体设计方案

由于机械手手臂运动为直线运动，且考虑到搬运工件的重量较大（质量达30KG），以及机械手的动态性能及运动的稳定性，安全性和较高的刚度要求，因此选择液压驱动方式。通过液压缸的直接驱动，液压缸既是驱动元件，又是执行运动件，因此不用再额外设计执行件；而且液压缸实现直线运动，控制简单，易于实现计算机的控制。

由于液压系统能提供很大的驱动力，因此驱动力和结构的强度都较容易实现，其关键在于机械手运动的稳定性和刚度的设计。因此手臂液压缸的设计原则是液压缸的直径取得大一点（在整体结构允许的情况下），再进行强度的较核。

同时，因为控制和具体工作的要求，机械手的手臂的结构不能太大，若仅仅通过增大液压缸的直径来增大刚度，是不能满足系统刚度要求的。因此，在设计时另外增设了导杆机构，小臂增设了两个导杆，与活塞杆一起构成等边三角形的截面形式，尽量增加其刚度；大臂增设了四个导杆，成正四边形布置，为减小质量，各个导杆均采用空心结构。通过增设导杆，能显著提高机械手的运动刚度和稳定性，比较好的解决了结构、稳定性的问题。

2.5机械手腰座结构的设计

2.5.1腰座结构的设计要求

机械手的腰座，就是机械手的回转基座。它是机械手的第一个回转关节，承受了机械手的全部重量。因此在设计机械手腰座结构时，有以下设计要求：

1、由于腰座要承受机械手全部的重量和载荷，因此，机械手腰座的结构要有足够大的强度和刚度，以保证其承载能力，且腰座是机械手的第一个回转关节，它对机械手末端的运动精度影响最大，因此，在设计时要特别注意腰部轴系及传动链的精度与刚度。

2、腰部结构要便于安装、调整。要有可靠的定位基准面和调整机构。且腰座要安装在足够大的基面，以保证机械手在工作时整体安装的稳定性。

3、腰部的回转运动要有相应的驱动装置，它包括驱动器及减速器。驱动装置一般都带有速度与位置传感器，以及制动器。

4、为了减轻机械手运动部分的惯量，提高控制精度，要求回转运动部分由比重较小的铝合金材料制成，而不运动的基座是用铸铁或铸钢材料制成。

2.5.2具体设计方案

腰座回转的驱动形式主要有两种，一是电机通过减速机构来实现，二是通过摆动液压缸或液压马达来实现。考虑到腰座是机械手的第一个回转关节，对机械手的最终精度影响大，故采用电机驱动来实现腰部的回转运动。因为电动方式控制的精度高，结构紧凑，不用额外设计液压系统及其辅助元件。由于电机都不能直接驱动，并考虑到转速以及扭矩的具体要求，故采用大传动比的齿轮传动系统进行减速和扭矩的放大。由于齿轮传动存在着齿侧间隙，影响传动精度，故仅采用一级齿轮传动，采用大的传动比（大于100），同时为了减小传动误差，齿轮采用高强度、高硬度的材料，高精度加工制造。腰座具体结构如图2-5所示：

2.6机械手的机械传动机构设计

2.6.1传动机构设计应注意的问题

由于传动部件直接影响着机械手的精度、稳定性和快速响应能力，因此，在设计机械手的传动机构时要注意以下问题：

1、机械手的传动机构要力求结构紧凑，重量轻，体积小，以提高机械手的运动速度及控制精度。并在传动链及运动副中采用间隙调整机构，以减小反向空回所造成的运动误差。

2、尽量减少系统运动部件的静摩擦力，而正摩擦力为尽可能小的正斜率，以消除爬行现象，增加系统寿命。

3、尽量缩短传动链，提高传动与支承刚度。

4、选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力。

5、适当的阻尼比。阻尼比越大，零件产生振动时最大振幅越小，衰减越快。但大的阻尼会使系统误差增大，精度降低。故应采取合适的阻尼比。

2.6.2常用的传动机构形式

常用的机械传动机构主要有螺旋传动、齿轮传动、链传动、同步带传动等。

1.螺旋传动

它主要是用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有传递能量为主的，如螺旋压力机、千斤顶等；有以传递运动为主的，如机床工作台的进给丝杠。

2.齿轮传动

在机械手中常用的齿轮传动机构有圆柱齿轮，圆锥齿轮，谐波齿轮，摆线针轮及蜗轮蜗杆传动等。

齿轮传动部件是转矩、转速和转向的变换器，用于伺服系统的齿轮减速器是一个力矩变换器。齿轮传动时，齿轮传动形式及其传动比必须是最佳匹配，应满足驱动部件与负载之间的位移及转矩、转速的匹配要求，其输入电动机为高转速，低转矩，而输出则为低转速，高转矩，且系统要有足够的刚度。同时，为保证在同一驱动功率时，其加速度响应最大，还要求其转动惯量尽量小。为使系统稳定，不产生传动死区，要尽量采用齿侧间隙小，精度高的齿轮，并采用调整齿侧间隙的方法来消除或减小啮合间隙，从而提高传动精度和系统的稳定性，降低成本。

3.链传动

在机械手中链传动多用于腕传动上，为了减轻机械手末端的重量，一般都将腕关节驱动电机安装在小臂后端或大臂关节处。由于电机距离被传动的腕关节较远，故采用精密套筒滚子链来传动。

4.同步带传动

同步带传动是综合了普通带传动和链传动优点的一种新型传动。为保证带和带轮作无滑动的同步传动，在带的工作面及带轮外周上均制有采用承载后无弹性变形的高强力材料制成啮合齿，通过齿间啮合进行传动。其特点是传动比准确、传动效率高（可达98%）、节能效果好；能吸振、噪声低、不需要；传动平稳，能高速传动（可达40m/s）、传动比可达10，结构紧凑、维护方便等优点，故在机械手中使用很多。

2.6.3具体设计方案

因为选用了液压缸作为机械手的手臂，它既是关节结构，又是动力单元，因此不需要中间传动机构，既简化了结构，又提高了精度。而其腰座的回转采用步进电动机驱动，而电动机不能作为直接驱动元件，因此为取得较大的转矩，经分析比较，选择圆柱齿轮传动。为了保证比较高的精度，尽量减小因齿轮传动造成的误差；同时大大增大扭矩，以较大的降低电机转速，使机械手的运动平稳，动态性能好。这里只采用一级齿轮传动，采用大的传动比（大于100），齿轮采用高强度、高硬度的材料，高精度加工制造。

2.7机械手驱动系统设计

2.7.1常用驱动系统及其特点

工业常用驱动系统，按动力源分为液压、气动和电动三大类。根据需要也可将这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。这三类基本驱动系统的主要特点如下。

1.液压驱动系统

具有动力大、力（或力矩）与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动、精度高等特点。适合于在承载能力大，惯量大以及在防火防爆的环境中工作的机械手。

2.气动驱动系统

具有速度快，系统结构简单，维修方便、价格低等特点。适用于中、小负荷的机械手中采用。但是因难于实现伺服控制，多用于程序控制的机械手中。

3.电动驱动系统

具有使用方便，噪声较低，控制灵活等特点。这类驱动系统不需要能量转换，但大多数电机后面需安装精密的传动机构。

2.7.2具体设计方案

在分析了具体工作要求后，综合考虑各个因素，机械手腰部的旋转运动需要一定的定位控制精度，因此采用步进电动机来实现。由于手臂采用液压缸，故用液压驱动。随着机床加工的工件的不同，手臂伸出长度不同，要求手臂具有伺服定位能力，故采用电液伺服液压缸进行驱动。而手爪的张开和夹紧通过液压柱塞缸活塞与中间齿轮和扇形齿轮配合来实现，即手爪在柱塞缸推力作用下通过活塞杆端部齿条、中间齿轮及扇形齿轮使手指张开和闭合。

2.8 机械手手臂的平衡机构设计

直角坐标型、圆柱坐标型和球坐标型机械手可以通过合理布局，优化设计结构，使得手臂本身可能达到平衡。关节机械手手臂一般都需要平衡装置，以减小驱动器的负荷，同时缩短启动时间。

2.8.1平衡机构的形式

1.配重平衡机构

这种平衡装置结构简单，平衡效果好，易于调整，工作可靠，但增加了机械手手臂的惯量与关节轴的载荷。一般在机械手手臂的不平衡力矩比较小的情况下采用这种平衡机构。

2.弹簧平衡机构

弹簧平衡机构，机构简单、造价低、工作可靠、平衡效果好、易维修，因此应用广泛。

3.活塞推杆平衡机构

活塞式平衡系统分为两种，一是液压平衡系统，二是气动平衡系统。其中液压平衡系统平衡力大，体积小，有一定的阻尼作用；而气动平衡系统，具有很好的阻尼作用，但体积比较大。活塞式平衡需要配备有专门的液压或气动装置，系统复杂，因此造价高，设计、安装和调试都增加了难度，但是平衡效果好。用于配重平衡、弹簧平衡满足不了工作要求的场合。

2.8.2具体设计方案

因为本机械手采用圆柱坐标型的结构，而且在手臂的结构设计以及整个机械手的设计和布局中都重点考虑了机械手手臂的平衡问题，通过合理布局，优化设计结构，使得手臂本身尽可能达到平衡。若实际工作中平衡结果不满足，则设置弹簧平衡机构进行平衡。

第3章 理论分析和设计计算

3.1电机选型有关参数计算

3.1.1有关参数的计算

1.若传动负载作直线运动（通过滚珠丝杠）则有

具体到本设计，因为步进电机是驱动腰部的回转，传递运动形式属于第二种。下面进行具体的计算。

因为腰部回转运动只存在摩擦力矩，在回转圆周方向上不存在其他的转矩，则在回转轴上有；

3.1.2电机型号的选择

根据以上计算结果，并综合考虑各方面因素，决定选择北京和利时电机技术有限公司（原北京四通电机公司）的步进电机，具体型号为：

110BYG550B-SAKRMA-0301 或 110BYG550B-SAKRMT-0301 或 110BYG550B-BAKRMT-0301，该步进电机高转矩，低振动，综合性能很好，各项参数如表3-2。

其中 110BYG550B-SAKRMA-0301型步进电机矩频特性曲线和相关技术参数。如图3-3所示

驱动方式为升频升压 ，步距角为0.36°。同时因为腰部齿轮传动比为1：120，步进电机经过减速后传递到回转轴，回转轴实际的步距角将为电机实际步距角的1/120（理论上），虽然实际上存在着间隙和齿轮传动非线性误差，实际回转轴的最小步距角也仍然是很小的，故其精度相当高，完全满足机械手的定位精度要求。

3.2液压传动系统设计计算

3.2.1确定液压系统基本方案

液压执行元件大体分为液压缸和液压马达，液压缸实现直线运动，液压马达实现回转运动。二者的特点及适用场合见表3-1：

因为机械手设计为圆柱坐标形式，且具有3个自由度，一个为腰座的转动，两个为手臂的移动自由度。同时考虑机械手的工作环境和载荷对其布局和定位精度的要求，以及计算机的控制的因素，腰部的回转用电机驱动实现，机械手的水平手臂和垂直手臂都采用单活塞杆液压缸，来实现直线往复运动。

3.2.2拟定液压执行元件运动控制回路

液压执行元件确定后，其运动速度和运动方向的控制是液压回路的核心问题。

速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调速方式有节流调速、容积调速以及二者结合的容积节流调速；方向控制是用换向阀或是逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，通过换向阀的有机组合来实现所要求的动作。对高压大流量的系统，多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。

本设计的速度的控制主要采用节流调速，利用用比较简单的节流阀来实现，而方向控制采用电磁换向阀来实现。

3.2.3液压源系统的设计

液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多用变量泵供油，用安全阀来限定系统的最高压力。

油液的净化装置是液压源中不可缺的元件。一般泵的入口要装粗滤油器，进入系统的油液根据要求，通过精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁过滤器。根据液压设备所处的环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。

本设计的液压系统采用定量泵供油，由溢流阀V1来调定系统压力。为了保证液压油的洁净，避免液压油带入污染物，故在油泵的入口安装粗过滤器，而在油泵的出口安装精过滤器对循环的液压油进行净化。

3.2.4绘制液压系统图

本机械手的液压系统图如图3-2所示（详见图纸第四页），

它拥有垂直手臂的上升、下降，水平手臂的前伸、后缩，以及执行手爪的夹紧、张开三个执行机构。

其中，泵由三相交流异步电动机M拖动；系统压力由溢流阀V1调定；1DT的得失电决定了动力源的投入与摘除。

考虑到手爪的工作要求轻缓抓取、迅速松开，系统采用了节流效果不等的两个单向节流阀。当5DT得电时，工作液体经由节流阀V5进入柱塞缸，实现手爪的轻缓抓紧；当6DT失电时，工作液体进入柱塞缸中，实现手爪迅速松开。

另外，由于机械手垂直升降缸在工作时其下降方向与负荷重力作用方向一致，下降时有使运动速度加快的趋势，为使运动过程的平稳，同时尽量减小冲击、振动，保证系统的安全性，采用V2构成的平衡回路相升降油缸下腔提供一定的排油背压，以平衡重力负载。

3.2.5确定液压系统的主要参数

液压系统的主要参数是压力和流量，他们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。

1.计算液压缸的总机械载荷

3.液压缸主要参数的确定

考虑到机械手的特点，系统的刚度及其稳定性是很重要的。因此，先从刚度角度进行液压缸缸径的选择，以尽量优先保证机械手的结构和运动的稳定性和安全性。至于液压缸的工作压力和缸的工作速度，放在液压系统设计阶段，通过外部的液压回路、采用合适的调速回路和元件来实现。经过仔细分析，综合考虑各方面的因素，初步确定各液压缸的基本参数如下；

因为伸缩缸的作用主要是实现直线运动，在其轴向上并不承受显性的工作载荷（因为手爪夹持工件，受力方向为垂直方向），轴向主要是克服摩擦力矩，其所受的载荷主要是径向载荷，载荷性质为弯矩，使其产生弯曲变形。而且因为机械手要求具有一定的柔性，水平液压缸活塞杆要求具有比较大的工作行程。同时具有比较大的弯矩和比较长的行程，这对液压缸的稳定性和刚度有较高的要求。

因此，在水平伸缩缸的设计上，一是增大其抗弯能力，二是通过合理的结构布局设计，使其具有尽量大的刚度。为了达到这个目的，设计中采用了两个导向杆，以满足长行程活塞杆的稳定性和导向问题。另一方面，为增大结构的刚度和稳定性，将两个导向杆与活塞杆布局成等边三角形的截面形式，以增大抗弯截面模量，也大大增加了液压缸的工作刚度。

因为垂直液压缸所承受的载荷方式既有一定的轴向载荷，又存在着比较大的倾覆力矩（由加工工件的重力引起的）。作为液压执行元件，满足此处的驱动力要求是轻而易举的，要解决的关键问题仍然是它的结构设计能否有足够的刚度来抗倾覆。这里同样采用了导向杆机构，围绕垂直升降缸设置四根导杆，较好的解决了这一问题。

4.液压缸强度的较核

（1）活塞杆直径的较核

3.2.6计算和选择液压元件

1. 控制元件的选择

根据系统最高工作压力和通过该阀的最大流量，在标准元件的产品样本中选取各控制元件。

2. 液压泵的计算

第4章 机械手控制系统的设计

4.1硬件设计

4.1.1操作面板布置

操作面板布置如图4-2所示：

机械手的操作方式分为手动操作和自动操作两种。

1.手动操作：就是用按钮作机械手的每一步运动进行单独的控制。当选择升／降按钮时，按下启动按钮，机械手上升；按下停止按钮时，机械手上升。当选择正转/逆转按钮时，按下启动按钮，机械手顺时针转动，而按下停止按钮时，机械手逆时针转动。同理，当选择夹紧/放松按钮时，按下启动按钮，机械手爪夹紧，而按下停止按钮时，手爪松开。

2.自动操作：机械手从原点开始，按下启动按钮，机械手的动作将自动的、连续的周期性循环。在工作中若按下停止按钮，机械手将继续完成一个周期动作后，回到原点位置。

4.1.2工艺过程与控制要求

机械手的动作有腰座的旋转，垂直手臂的升降，水平手臂的伸缩及手爪的夹紧与松开。手臂垂直升降和水平伸缩由液压实现驱动；手爪的夹紧与放松，通过柱塞缸与齿轮来实现；腰座旋转通过步进电动机与齿轮来实现。

其中，液压缸由相应的电磁阀控制，升降分别由双线圈的两位电磁阀控制，当下降电磁阀通电时，机械手下降；断电时，机械手下降停止；当上升电磁阀通电时，机械手上升；断电时，机械手上升停止。而水平方向的伸缩主要由电液伺服阀、伺服驱动器、感应式位移传感器构成的回路进行调节控制。

实现执行手爪夹紧与放松的柱塞缸，由单线圈的电磁阀（夹紧电磁阀）来控制，当线圈不通电时，柱塞缸不工作，当线圈通电时，柱塞缸工作冲程，手爪张开，柱塞缸工作回程，手爪闭合。

当机械手旋转到机床上方，并准备下降进行上下料工作时，为了确保安全，必须在机床停止工作并发出上下料命令时，才允许机械手下降进行作业。同时，从工件料架上抓取工件时，也要先判断料架上有无工件可取。

4.1.3作业流程

机械手工作流程如图4-1所示：

从原点开始，按下启动键，且有上下料命令，则水平液压缸开始前伸并进行伺服定位，前伸到位后，停止前伸； 下降电磁阀通电，同时手爪柱塞缸电磁阀也通电，机械手下降，同时张开手爪，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，同时手爪夹紧，抓住工件； 上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止； PLC开始输出高速脉冲，驱动机械手逆时针转动，当转过90度到位后，PLC停止输出脉冲，机械手停止转动； 接着下降电磁阀通电，机械手下降，下降到位后，碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，机械手到达卡盘中心高度； 机械手开始水平定位后缩，将工件装入机床卡盘； 当工件装入到位后，卡盘收紧； 机械手松开手爪，准备离开； 接着上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止； PLC启动高速脉冲驱动机械手作顺时针转动，当转过90度到位后，PLC停止输出脉冲，机械手停止转动，机械手回到原点待命； 机床进行加工。

当数控机床加工完一个工件时，发送下料命令给机械手，机械手接到命令后，PLC马上输出脉冲驱动机械手逆时针转动，当转过90度到位后，PLC停止输出脉冲，机械手停止转动； 下降电磁阀通电，同时手爪柱塞缸电磁阀也通电，机械手下降且张开手爪，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止且手爪夹紧，夹紧已加工好的工件；机床卡盘松开； 机械手开始前伸，将工件从机床上取出，准备运走； 上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止； PLC输出高速脉冲，驱动机械手顺时针转动，当转过90度到位后，PLC停止输出脉冲，机械手停止转动； 下降电磁阀通电，机械手下降，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止； 接着手爪柱塞缸电磁阀通电，手爪张开，放下工件准备离开； 接着上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止同时手爪也闭合复原； 接着机械手水平手臂开始后缩，准备回原点，当后缩到位时，后缩停止，机械手回到原点，一个上下料过程结束； 机械手在原点等待命令，准备下一个工作循环。

机械手的每次循环都从原点位置开始动作。

4.1.4控制器的选型

机械手控制系统的硬件设计上考虑到机械手工作的稳定性、可靠性以及各种控制元件连接的灵活性和方便性，控制器应选择有极高可靠性、专门面向恶劣的工业环境设计开发的工业控制器---PLC，故选择在国内应用较多的西门子S7-200型PLC。具体型号为SIMATIC S7-200 CPU224。如图4－3所示：

该PLC集成14，输入/10，输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点，具有16K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz 高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。

4.1.5控制系统原理分析

由于机械手作业时，取、放工件和装、卸工件都有较高的定位精度要求，所以在机械手控制中，除了要对垂直手臂、执行手爪液压缸和腰部步进驱动进行开环控制外，还要对水平手臂进行闭环伺服控制。

为了减少PLC的I/O点数，以伺服放大器作为闭环的比较点。伺服放大器具有传感器反馈输入端，给定的输入信号和反馈信号进行比较后形成的控制信号经过PID调节和功率放大后，驱动电液伺服阀对液压缸进行伺服定位。PLC将上位机输入的给定信号转换为电压信号，输出至伺服放大器，由伺服放大器作为闭环比较点，组成模拟控制系统，如图4-4所示：

这种方案使得PLC控制量少（尤其是模拟量），节省了系统资源，而且编程简单，不必过多考虑控制算法等优点，也是完全能满足工作要求的。

4.1.6 PLC外部接线设计

为实现水平手臂液压缸伺服定位的控制要求，利用西门子SIMATIC S7-200 （CPU224）PLC，考虑到位移传感器和伺服放大器工作采用的都为模拟量，因此增加一个模拟量输出模块EM232。鉴于伺服放大器和位移传感器对输入的要求，PLC的模拟量采用-10V~ +10V输入输出，各输入输出点及其接线如图4-5所示。

PLC的具体硬件接线图如下图所示（详细的硬件设计见图纸）

4.1.7 I/O地址分配

详细参见表4-1、4-2：

4.2软件设计

4.2.1控制主程序流程图

机械手控制主程序流程图如图4-6所示：

结 论

本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年所学知识进行整合，完成一个特定功能、满足特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平、实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，实现了理论和实践的有机结合。

机械手采用可编程序控制器控制，可以实行手动调整、手动及自动控制。系统结构紧凑、工作可靠，设计周期短且造价较低。PLC有较高的灵活性，当机械手工艺流程改变时，只要对I/O点的接线稍作修改，或对I/O重新分配，在控制程序中作简单修改，补充扩展即可。经过重新编制相应的控制程序，就能够比较容易的推广到其他类似的加工情况。

综上，经过资料的收集、方案的选择比较和论证，到分析计算，再到工程图纸的绘制以及毕业设计论文的撰写等各个环节，我对大学四本科阶段的知识有了一个整体的深层次的理解，同时对工程的理解更加深刻和准确。因此，通过毕业设计实现了预期目标。

致 谢

经过一段时间的努力，本次毕业设计终于完成。在这段时间里，我运用大学所学知识，通过对本设计的论证、计算以及图纸的绘制，对大学所学知识进行了一次系统的整合，使自己的理论和实际动手能力有了很大提高。

此次毕业设计能够顺利完成，我得到了很多老师和同学的帮助和支持，在此向他们表示感谢。在此毕业设计过程中，尤其要感谢我的指导老师，他给我很多专业方面的帮助，让我少走很多弯路。还有在大学里所有的任课老师和图书馆的管理老师，也谢谢你们，是你们给我知识，谢谢！

此外，由于个人知识能力水平有限，论文中难免有纰漏错误指出，恳请各位老师批评指正，谢谢！

参考文献

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5．胡学林. 可编程控制器(实训篇). 北京: 电子工业出版社， 2004.

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10．李建勇. 机电一体化技术. 北京: 科学出版社， 2004.

11．王孙安， 杜海峰， 任华. 机械电子工程. 北京: 科学出版社，2003.

篇10

我国汽车产业的飞速发展对被国家第一批列入“技能型紧缺人才培养培训工程” 的汽车维修专业教育提出了更新、更高的要求。构建以能力本位为核心，以就业为导向的职业活动课程体系是当今职业教育界课程教学改革的新趋势，而多媒体教学正是体现现代职业教育理念和实现职业教学改革目标的一个重要的环节。通过恰当运用多媒体手段，能有效地解决汽修专业传统教学中存在的一些弊端，使学员易接受、掌握汽车各系统工作原理和进行汽车各部分模拟拆装、故障诊断及排除，能变教师费力地教为学生主动地学，使学生的思维活跃，兴致盎然地参与教学、实践活动，从而从根本上切实提高学生的培养质量、提高学生的能力。

1. 汽修专业课改课程、教学对象浅析 现代汽车是集机械、电子、通讯和液压传动为一体的高科技产品，因此现代汽车维修涉及面广，学科跨度大，特别与通讯和电子技术结合日趋紧密。传统的汽车机械修理已越来越少并大多由专业机械加工部门完成，现代汽车修理厂的主要任务是故障诊断、换件修理及维护保养。汽车维修这种职业功能的变换，掀起了近期的中职汽车维修专业课程改革，对该专业的课程结构进行了大幅度的调整。课程改革下的汽车维修专业课程凸现模块性、实践性，原理理论课大量压缩，实践技能课时大大增加，比以往突出了专业课程的实践性。

中等职业学校本专业的教学对象大多是中考落榜者，他们中大多数文化基础薄弱、思维面狭窄、对学习信心缺乏，所以在本专业课程的学习上表现得相当困难，特别是对于汽修专业中的一些基础理论、基本原理的学习，更是束手无策。他们大多虽抽象思维能力较差，但形象思维能力比相对要强些，他们虽对抽象的理论的理解常表现出没有耐心、甚至没有信心，但他们对技能实践却表现出相对浓厚的、持续的兴趣。

针对课改下的汽车维修专业课程凸现的原理性、实践性特点和中等职业学校学生的特点，我们不得不思考：如何对中职学生进行高效的汽车维修专业课程教学，如何实现以学生能力为本位的专业教学目标，还有在汽修专业课教学中多媒体教学应发挥出怎样的作用。

2. 多媒体教学在实现汽修专业课改目标过程中的意义 汽车维修专业课改突出了专业课程的实践性。但我们要正确理解汽车维修专业新课程改革下的专业原理性和技术性、实践性的关系。对技能要求大大提高本身就包含了对实用性理论原理的理解和应用，如忽视了学生对大量实用性原理的理解，而光谈所谓的技能，那么我们培养的学生只能充当汽修企业中无应变能力的“机械手”，难以满足现代汽修企业和社会的对汽修技术需求，更难以说明我们的以就业为导向的专业教育取得成功。

在缺乏多媒体和实习设备、检测仪器的一支粉笔、一块黑板、顶多加上一张挂图的传统课堂教学中，只能让学生对照教材、挂图凭想象去理解汽车知识原理，抽象的诊断维修教学过程只会导致教学内容的难以理解，只会体现汽修专业课程难度大、教学内容枯燥乏味等特点，实践教学与理论教学脱节，理论与实践难以对号。而且传统的汽修教学模式是理论教学与实习教学分别进行，不但给中职学生的学习造成很大困难，严重影响了本专业课课堂教学质量和应用性、技能型人才的培养。缺乏生动和吸引的说教课堂，同样也会导致教师难教，甚至教师产生怕教、厌教的情绪，完成培养学生专业能力的核心任务便无从谈起。

现代汽车维修涉及面广，越来越体现出本专业的学科跨度大、与通讯和电子技术结合日趋紧密的特征。最近有专家提出的“原理修车”新概念，这个新概念使得实用性的理论更显在汽修中的重要性。我们绝不能认为新课程改革加强了对专业实践能力的培养就是对理论原理的暗弱和忽视，我们不能认为两者是不可调和的矛盾，这是要求我们寻找更有效的教学手段，在相对以往被大量压缩的课程和有限的课时中对理论原理部分内容进行高效的解说，才能有效地为以能力本位为核心的课程改革的进行打下基础。而运用各式各类的多媒体课件、软件进行灵活多样的直观教学，在发达国家的机械、汽修类专业课教学中应用得非常成功、非常广泛，这是很值得我们借鉴的。

3. 汽修专业课教学中的多媒体应用 汽车修理行业是很重视操作经验的，尤其是近年来汽车检测设备在现代汽车维修中发挥着不可替代的作用。我校汽修专业教学设备有限，根据本修专业课程及学生的认知特点，我们在教学中尽力贯彻以多媒体教学手段为主的直观性教学原则：通过学生观看汽车多媒体仿真教学软件，丰富他们的感性知识，通过各种多媒体感性、形象地展现具体知识，加以教师语言的形象解说，引导学生对各零件、部件及工作原理形成清晰的表象，从而使他们能够正确理解汽车理论及原理，提高学生对课程学习的兴趣和积极性，减轻学习过程中理解抽象理论的困难，并通过多媒体展示汽车各大部分的结构、相互关系，发展本专业学生认识能力。只有认识到更好地深化认识和运用实用的知识原理，加深对理论的理解，才能在随后的实践中提高中职学生的综合能力。

要解决汽修专业传统教学模式的根本缺陷，就要将理论课堂与实验课堂紧密地结合为一体，即把理论教学课堂搬到实验室去，让学生在学习理论知识的同时也能够亲自动手实践，在实践中领会、验证理论知识。前不久，南京某校成功地示范了“多媒体汽车构造理实一体化”教学公开课。该公开课上采用“多媒体理实一体化”的新颖教学方式，把理论教学和实际操作更好的结合在一起，并把多媒体引入课堂教学之中，使三者相互融合与补充，在丰富教学内容的同时使课堂教学效果进一步提高。课堂上一位老师首先利用多媒体和实物给学生讲解理论知识内容，让学生熟悉配气机构的作用、分类、工作原理以及拆装的步骤；接着由另一位老师对桑塔纳发动机配气机构进行实际拆装的示范讲解。两位老师默契的配合，在理论教学的同时让学生感受了实物操作，激发了学生的学习兴趣和积极性，从而明显增强学生的学习效果。

不难想象缺少多媒体手段的条件下，欲实现上面这堂课的教学目标，并获得如此好的教学效果将是不可能的。多媒体教学在理论实践结合教学中的作用关键就在于对理论知识直观展现，在实践操作之前必须通过多媒体讲解，促进理论与实践的过渡衔接，不仅使学生轻松、直观理解本节课的相关理论原理，而且克服了随后实践中的盲从性，提高了学生实践的自主性、探究性，更增多了学生实践中的成功因素。

在中职汽修专业课程的教学过程中开展多媒体教学一般常采用以下几种方法：

直观演示法、视频展示现场法：随着计算机技术的飞速发展，多媒体直观演示法包括利用现代制作的各类多媒体课件、影视资料。多媒体直观演示法，是教师以多媒体展示各种实物或者实验，使学生获得关于事物现象的感性认识的方法。如采用汽车电控发动机教学软件，能采用二维与三维结合的方式生动、详尽地展示电控发动机各零部件的结构和动态工作过程和原理，学生们看的尽心，听得尽情，兴趣盎然。多媒体教学在理论实践结合教学中的作用关键在于对理论知识直观展现，在实践操作之前必须通过多媒体讲解，促进理论与实践的过渡衔接，不仅使学生轻松、直观理解本节课的相关理论原理，而且克服了随后实践中的盲从性，提高了学生实践的自主性、探究性，更增多了学生实践中的成功因素。

视频展示现场法：视频展示现场法即教师根据一定的教学目的，拍摄的生产一线的老师傅的操作，使学生获得间接经验或反思、巩固学过的技能知识，获得丰富的感性知识方法。这也是汽修专业课教学中比较典型的方法。当然，根据汽修专业的特殊性，必要时带领学生到现场进行有目的的、计划明确的参观，让学生体验真实的企业维修工作氛围，回校后做好参观总结，并以视频重点回顾操作过程，附以解说突出技术要点，加深体验和印象。

计算机仿真模拟法：计算机仿真模拟法对理论原理高效的学习有不可估量的作用，而且同样对汽车检测、排故实训教学有着巨大的效益。仿真模拟教学在汽修专业教学中主要是指采用计算机技术对具体的汽车工作原理、技能操作的仿真模拟系统，通过模拟系统的学习，学生可以在趣味性的情景中完成相应的课程学习，达到掌握基本原理或模拟进入生产现场实际操作的教学目的。这种教学方法特别适宜于汽修专业理论认知和技能实习前的教学，通过模拟系统的使用，不仅使学生熟练地掌握了汽车各部工作原理、各类检测设备的操作方法，而且缩短了实习教学的适应时间，提高了实习教学的效率，有效地提高了实习教学的目的性和实习效果。

一些中职校的专业设备较为陈旧，供学生实习的电喷发动机、自动变速器、四轮定位仪、侧滑和制动实验台，以及适合现代汽车的检测设备，如解码器、示波器等设备几乎没有。而现在的汽车排故实训模拟系统实现了多种功能：包括远程故障设置、线路电压实时检测、多人实时读取故障码及数据流、联机故障诊断考核及考核自动记录与评估等功能――这是以前教学条件所无法想象的。使用汽车检测设备真实情境的模拟器能模拟汽车检测设备如解码器、示波仪、编程器、汽车专业万用表等汽车故障诊断的必不可少的工具工作的真实情境，能为学生今后进入企业在实际情境中使用一些现代检测设备打下可靠的理论和技术基础。

实践证明：运用计算机多媒体仿真技术，这应当是目前实验、实习设备不足的职校进行汽修专业教学的一个较为经济而有效的选择：实训与教学效率大大提高，教学与实训成本大为降低，实现了汽车各部系统实训与教学方式的新突破，不仅能实现学生接受知识“多”而“趣”、教学效果“好”而“快”，节省了理论课时数、多参与实践，而且节省了大量重复设备的投入费用，并提高有限实验实习设备的使用率。

4. 中职汽修专业课多媒体教学应注意的问题 大量教学实践证实有效的现代先进的教学模式和理念，如何走进我们的中职汽修专业课堂，怎样让这些先进的教学模式更有效地应用于本专业教学，多媒体教学在其中究竟应扮演什么角色、发挥着怎样的作用――也是我们使用多媒体时应当注意和必须考虑的问题。

现代中职课堂教学同样提倡“以学生为中心”的教学理念，这种理念在汽修课堂教学实践中也是以“教师主导――学生主体”的教学结构得到贯彻落实的。上好汽修专业课，使用先进的多媒体课件自然是一个方面，最关键的还是教师教学中运用多媒体课件如何“引导”学生，我认为教师的教学理念和意识基本上决定了多媒体课件发挥的效应与作用大小，很大程度上影响了专业课教学效果的走向。

解决中职汽修专业课传统教学过程中的弊端，有效减少教学中的“不良”现象，先进的教学理念和多媒体教学手段无疑是较为理想的选择。当然，较为理想的选择绝不是一层不变的选择，任何一个优秀课件、一项技术都有它的局限性，因此我们在运用多媒体的具体教学实践中，必须充分地认识到这一点。教学过程中必须从本专业课程改革的整体上去把握多媒体教学，坚持具体问题具体分析的原则，坚持“以学生为中心”的理念，多媒体教学就能做到灵活运用，扬长弊端，务求实效。也只有让多媒体教学方法与汽修专业自身的特点充分有机结合，这样中职汽修专业课程的教学才能翻开新的一页！

5. 结束语 如果说目前的汽修专业课程改革是为适应现代汽车维修的社会需求的而制定的本专业战略、战役目标，多媒体教学就是实现这一战略、战役目标的灵活多变的有效战术。 多媒体教学是体现现代职业教育理念和实现中职汽修专业教学改革目标的一个极为重要的教学手段，但它最终只是一种手段，而不是目的，不能替代本专业的实践实习环节――汽车检测与排故。作为一种教学手段，多媒体教学必须融入到现代职业教育理念、现代职业教学改革目标中去，融入到现代先进的教学模式（如：项目教学模式、模块式一体化教学模式、教学工厂模式、理实一体化教学模式）中去，才能充分体现多媒体教学的应有作用。只有结合本专业教学特点充分适时、适地地使用多媒体、用好多媒体教学手段，才能使学生尽可能多掌握一些的实用性理论，并在充足的实习实践中运用原理、提高维修技能，才能从根本上提高中职汽修专业的社会适应能力和生命力，才能使中职汽修专业课程改革的目标得以可靠实现，“以能力本位为核心、以就业为导向”的中职汽修专业课程改革就不再是一句空话。

参考文献

[1] 赵志群 《职业教育与培训学习新概念》

[2] 刘万年 《现代教育技术基础教程》

[3] 关文达. 汽车构造[M]北京：机械工业出版社，1999