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1、
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
課 題 名 稱(chēng)： GPC-01型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)：
指 導(dǎo) 教 師：
所在院(系)部： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（流體傳動(dòng)與控制）
2017 年 3月 13日
說(shuō)
2、 明
1．根據(jù)南京工程學(xué)院《畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作管理規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告》，由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)、教研室審查，系教學(xué)主任批準(zhǔn)后實(shí)施。
2．開(kāi)題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，開(kāi)題報(bào)告不合格者不得參加答辯。
3．畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫(xiě)。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞，須注出全稱(chēng)。
4．本報(bào)告中，由學(xué)生本人撰寫(xiě)的對(duì)課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于2000字，沒(méi)有經(jīng)過(guò)整理歸納，缺乏個(gè)人見(jiàn)解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊
3、而成的開(kāi)題報(bào)告按不合格論。
5．開(kāi)題報(bào)告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題檢查后，應(yīng)寫(xiě)一份開(kāi)題情況總結(jié)報(bào)告。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
專(zhuān) 業(yè)
指導(dǎo)教師
職 稱(chēng)
所在院(系)
機(jī)械工程學(xué)院
課題來(lái)源
自擬課題窗體頂端
窗體底端
企、事業(yè)單位委托課題
課題類(lèi)型
畢業(yè)設(shè)計(jì)
課題名稱(chēng)
宋體五號(hào)，以下四行同
GPC-01型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)的
內(nèi)容和意義
4、
課題背景：
1795年，英國(guó)人約瑟夫發(fā)明了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)，標(biāo)志著液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的開(kāi)始。受到當(dāng)時(shí)制造工藝限制，其發(fā)展緩慢，直到上世紀(jì)二三十年代，才開(kāi)始制造液壓元件并在機(jī)床上首次應(yīng)用。本世紀(jì)60年代以后，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。如今液壓傳動(dòng)技術(shù)正向著高速高效、低噪音低消耗、機(jī)電液一體化方向發(fā)展，是自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分。液壓傳動(dòng)技術(shù)與電子機(jī)械技術(shù)緊密結(jié)合，對(duì)加快我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度，搶占技術(shù)制高點(diǎn)乃至
5、整個(gè)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展都有重大意義。
課題內(nèi)容：
GPC-1型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)是在傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上，增加了智能化測(cè)試與分析手段，流量、壓力及轉(zhuǎn)速等參數(shù)均采用傳感器測(cè)量，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能數(shù)據(jù)采集、分析、處理、即時(shí)顯示、曲線(xiàn)自動(dòng)生成等功能。是跟蹤現(xiàn)代化液壓工業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化教學(xué)的新型液壓傳動(dòng)與控制綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)（中低壓系統(tǒng)）。
課題意義：
“液壓與氣壓傳動(dòng)”是本科工科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)課程，其具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，液壓實(shí)驗(yàn)是該課程理論教學(xué)的重要環(huán)節(jié)和必要補(bǔ)充，液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的出現(xiàn)，讓學(xué)生能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，親身接觸液壓元
6、件和液壓系統(tǒng)，通過(guò)自己動(dòng)手搭建液壓油路，親自檢測(cè)液壓傳動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，全身心感受液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)。液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)也正使得教學(xué)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。為了適應(yīng)當(dāng)今科技快速發(fā)展，滿(mǎn)足現(xiàn)代化液壓教學(xué)要求，本文設(shè)計(jì)了一種通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，提出了液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)總體方案，并將計(jì)算機(jī)仿真、界面設(shè)計(jì)等應(yīng)用于該實(shí)驗(yàn)臺(tái)，使得該液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有了更大的發(fā)展前景。
液壓傳動(dòng)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生普遍感覺(jué)在學(xué)習(xí)中缺乏具體的參照，針對(duì)這門(mén)課抽象的特點(diǎn)，理論教學(xué)必須要用做實(shí)驗(yàn)來(lái)彌補(bǔ)，實(shí)踐出真知，實(shí)踐是對(duì)理論教學(xué)的一種完善。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生所學(xué)的液壓原理進(jìn)行驗(yàn)證，了解液壓工作過(guò)程及其液壓元件的具體構(gòu)造
7、、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，驗(yàn)證液壓回路的功能和回路構(gòu)成及特點(diǎn)；用理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，增加原有結(jié)論的深度和廣度。
現(xiàn)在工科學(xué)校的一般液壓實(shí)驗(yàn)教學(xué)還不完善，實(shí)驗(yàn)設(shè)備還比較簡(jiǎn)陋，功能不全，效果不明顯，教學(xué)方法落后跟不上時(shí)代的發(fā)展的需要?，F(xiàn)在學(xué)校進(jìn)行的液壓實(shí)驗(yàn)一般分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是特性實(shí)驗(yàn)，其主要目的是為了讓學(xué)生了解典型元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并驗(yàn)證工作原理；另一類(lèi)是回路組裝實(shí)驗(yàn)，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生讀圖識(shí)圖組裝調(diào)試等綜合能力。而液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合了這兩個(gè)方面的因素，是很好的液壓實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，可以通過(guò)這個(gè)教學(xué)平臺(tái)很好解決理論與實(shí)踐脫離不能有機(jī)結(jié)合的弊端，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)際操作，實(shí)際觀察和感受液壓工作過(guò)程，既可以觀察到液壓元件的動(dòng)作，還
8、可觀察得到整個(gè)液壓系統(tǒng)的或一個(gè)部分液壓系統(tǒng)的工作狀況。根據(jù)液壓教學(xué)工作者的體會(huì)，設(shè)計(jì)一種計(jì)算機(jī)控制、具有計(jì)算機(jī)仿真的、機(jī)電一體化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)尤為必要。讓學(xué)生自主搭建回路、觀察元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤顯示，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行分析處理，提高實(shí)驗(yàn)精度，了解液壓元件的特性，使學(xué)生能正確設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，將抽象的理論技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蟮膶?shí)驗(yàn)現(xiàn)象，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體會(huì)液壓技術(shù)的神奇，提高教學(xué)的實(shí)效性和實(shí)踐性。
文獻(xiàn)綜述
9、
研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)：
傳統(tǒng)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本都由傳感器和儀表等組成，以秦川機(jī)床廠的QCS系列實(shí)驗(yàn)臺(tái)為例，液壓系統(tǒng)介質(zhì)的幾個(gè)物理量如壓力、流量的測(cè)量都是采用機(jī)械式的裝置進(jìn)行測(cè)量：系統(tǒng)液壓油壓力采用機(jī)械結(jié)構(gòu)的油壓表來(lái)測(cè)量；流量則用齒輪式結(jié)構(gòu)流量計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，主要由儀表和實(shí)驗(yàn)人員記錄數(shù)據(jù)，然后操作者根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到設(shè)備的性能。這種方法需要操作者熟練的技能，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，自動(dòng)化程度不高、功能單一、實(shí)驗(yàn)精度不高；由于元件不透明，無(wú)法讓學(xué)生直觀感受液壓元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和油液流動(dòng)的過(guò)程，增大了學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程的難度。最主要的是這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)是以演示和
10、驗(yàn)證為主，每個(gè)設(shè)備制定的實(shí)驗(yàn)都是固定的，具有很大的局限性。[4]
現(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代教學(xué)要求為液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展提供了發(fā)展動(dòng)力和發(fā)展空間?，F(xiàn)在高校用的比較多的是以下幾種：
①透明式。這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)的油液調(diào)制成特殊顏色，油管采用透明塑料管，閥體采用透明玻璃件。最大的好處是學(xué)生可以清楚地觀察到元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和油液流動(dòng)情況，大大提高了直觀性。缺點(diǎn)是采用塑料油管，壓力較低，閥體是玻璃構(gòu)件不已維護(hù)。
②快速插接式。這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有靈活的快接接頭，閥體采用可靠的卡扣式安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，所配備的元件均為工業(yè)元件，插裝方便，不易泄漏，實(shí)驗(yàn)臺(tái)有模塊化的特點(diǎn)。各個(gè)液壓元件與相應(yīng)連接的電氣
11、線(xiàn)路可組成電液控制系統(tǒng)，還能擴(kuò)充為PLC控制、單片機(jī)控制、計(jì)算機(jī)控制的綜合性實(shí)驗(yàn)裝置。
③帶計(jì)算機(jī)技術(shù)的復(fù)合型實(shí)驗(yàn)臺(tái)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得試驗(yàn)臺(tái)在測(cè)試數(shù)據(jù)方面具有優(yōu)勢(shì)：（1）計(jì)算機(jī)測(cè)試方面：數(shù)據(jù)采集卡和傳感器的使用使得測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)并輸出相應(yīng)曲線(xiàn)，改變了以往要人工測(cè)試時(shí)間位移流量等物理量并記錄數(shù)據(jù)最后描點(diǎn)作圖的實(shí)驗(yàn)流程，計(jì)算機(jī)減少了實(shí)驗(yàn)誤差，提高了特性試驗(yàn)的自動(dòng)化程度。（2）仿真建模方面：通過(guò)仿真軟件建模，進(jìn)行初期設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。（3）遠(yuǎn)程教育：計(jì)算機(jī)的各種語(yǔ)言可構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育。[5]
當(dāng)前教學(xué)需要和現(xiàn)行科學(xué)技術(shù)的更新決定著實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)
12、展趨勢(shì)分為模塊化、智能化、虛擬儀器化這幾個(gè)大方向。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)用變得越來(lái)越普遍，因?yàn)楣I(yè)控制計(jì)算機(jī)上可承載組態(tài)軟件，用戶(hù)自己研發(fā)的軟件及其其他軟件，利用仿真軟件繪制動(dòng)畫(huà)，組態(tài)軟件的加入使得靜態(tài)畫(huà)面隨著實(shí)驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生動(dòng)態(tài)效果。[9]
參考文獻(xiàn)：
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[5]李斌.《電氣控制綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)與自動(dòng)化 2007?
13、
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[7]吳永明，陳建華.《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 高等教育出版社 2000
[8]黃宋魏.《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》 第五版 高等教育出版社 2007
[9]王志峰.《交流液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制與實(shí)踐》 燕山大學(xué)?
[10]賢焱.《液壓傳動(dòng)與控制》 重慶大學(xué)出版社 1993?
研究?jī)?nèi)容
GPC-1型智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)是在傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上，增加了智能化測(cè)試與分析手段，流量、壓力及轉(zhuǎn)速等參數(shù)均采用傳感器測(cè)量，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能數(shù)據(jù)采集、分析
14、、處理、即時(shí)顯示、曲線(xiàn)自動(dòng)生成等功能。是跟蹤現(xiàn)代化液壓工業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化教學(xué)的新型液壓傳動(dòng)與控制綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)（中低壓系統(tǒng)）。學(xué)生需要在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)中完成：1.壓力形成實(shí)驗(yàn)；2.液壓泵性能實(shí)驗(yàn)；3.溢流閥靜動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)；4.節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)；5.比例閥性能實(shí)驗(yàn)。
研究計(jì)劃
第一周：畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料
第二周：熟悉課題，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
第三周：擬定方案
第四周：液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)
第五周：液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)
第六周：結(jié)構(gòu)總成
第七周：結(jié)構(gòu)總成
第八周：電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第九周：電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第十周：電控柜設(shè)計(jì)
第十一
15、周：PLC端子接線(xiàn)圖
第十二周：零件設(shè)計(jì)
第十三周：編制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)指導(dǎo)書(shū)
第十四周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第十五周：完善設(shè)計(jì)說(shuō)明
第十六周：準(zhǔn)備畢業(yè)答辯
特色與創(chuàng)新
在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)中加入流量計(jì)、壓力計(jì)以及位移傳感器，以在實(shí)驗(yàn)中實(shí)時(shí)獲取液流的流量、壓力以及液壓對(duì)頂缸的桿伸出位移數(shù)據(jù)，參數(shù)曲線(xiàn)在計(jì)算機(jī)界面上清楚地呈現(xiàn)，為了可以實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的變調(diào)速功能，特在系統(tǒng)中新加入比例閥。開(kāi)放式的教學(xué)平臺(tái)，讓學(xué)生可以發(fā)揮想象，自己搭建油路，模擬液壓系統(tǒng)運(yùn)行，記錄參數(shù)。
指導(dǎo)教師
意 見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見(jiàn)
院部意見(jiàn)
主任簽名：
年 月 日
教學(xué)院長(zhǎng)簽名：
年 月 日
GPC-1智能液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
