大學(xué)生機(jī)械畢業(yè)論文
挖掘機(jī)器人是機(jī)液一體化的機(jī)械裝備，對挖掘機(jī)的開發(fā)涉及到機(jī)械和液壓等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)。以下是小編精心準(zhǔn)備的大學(xué)生機(jī)械畢業(yè)論文范文，大家可以參考以下內(nèi)容哦！
大學(xué)生機(jī)械畢業(yè)論文 1
摘要：利用三維實(shí)體建模軟件Pro/E與機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件ADAMS建立了挖掘機(jī)器人機(jī)械子系統(tǒng)、液壓子系統(tǒng)模型，并在ADAMS環(huán)境中利用參數(shù)關(guān)聯(lián)技術(shù)，將兩個子系統(tǒng)模型集成，建立起挖掘機(jī)液壓與機(jī)械一體化的虛擬樣機(jī)模型；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真。研究結(jié)果為預(yù)見設(shè)計方案的可行性及物理樣機(jī)的試制提供了一定參考；可提高產(chǎn)品開發(fā)速度和精度，降低開發(fā)成本；具有重要的理論與工程意義。
關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)器人；液壓機(jī)械復(fù)合系統(tǒng)；虛擬樣機(jī)
挖掘機(jī)器人是機(jī)液一體化的機(jī)械裝備，對挖掘機(jī)的開發(fā)涉及到機(jī)械和液壓等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)。傳統(tǒng)的物理樣機(jī)開發(fā)模式存在開發(fā)周期長、成本高、修改困難等多方面的問題。應(yīng)用數(shù)字化虛擬樣機(jī)技術(shù)能有效地克服傳統(tǒng)物理樣機(jī)開發(fā)模式的缺陷，加快產(chǎn)品開發(fā)速度，節(jié)約開發(fā)成本，為機(jī)）液復(fù)合系統(tǒng)設(shè)計、產(chǎn)品復(fù)合性能評價提供了一種有效的手段。借此技術(shù)，工程設(shè)計人員可在建造物理樣機(jī)之前，在計算機(jī)上建立虛擬樣機(jī)模型，伴之以三維可視化處理，模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下系統(tǒng)的運(yùn)動和動力特性，并根據(jù)仿真結(jié)果對各種設(shè)計方案進(jìn)行快速優(yōu)化對比，在設(shè)計早期就能確定關(guān)鍵的設(shè)計參數(shù)，預(yù)測產(chǎn)品系統(tǒng)性能，以減少產(chǎn)品開發(fā)階段，物理樣機(jī)的試制、試驗(yàn)次數(shù)，節(jié)省設(shè)計經(jīng)費(fèi)，縮短設(shè)計周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品系統(tǒng)性能。
一、機(jī)械系統(tǒng)建模
利用三維實(shí)體建模軟件Pro/E和機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件ADAMS/View聯(lián)合建立挖掘機(jī)機(jī)械系統(tǒng)模型。
1.1Pro/E環(huán)境建模與裝配
機(jī)械系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性是決定所設(shè)計的液壓系統(tǒng)是否具有實(shí)用性的前提條件，所以，建立的機(jī)械系統(tǒng)模型應(yīng)盡可能準(zhǔn)確，但考慮到仿真實(shí)時性要求，模型在基本適合所要求工況的前提下還應(yīng)盡可能簡單。根據(jù)研究目的，建模時將挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的簡化和抽象，按照是否存在相對運(yùn)動（暫不考慮行走運(yùn)動）將挖掘機(jī)器人劃分為：轉(zhuǎn)臺1、動臂2、斗桿3、鏟斗4、鏟斗搖桿5、鏟斗連桿6、動臂液壓缸體7、動臂液壓活塞桿8、斗桿液壓缸體9、斗桿液壓活塞桿10、鏟斗液壓缸體11、鏟斗液壓活塞桿12共十二個大運(yùn)動部件.
挖掘機(jī)三維實(shí)體建模包括所有零件的三維實(shí)體模型建立及整機(jī)裝配。利用Pro/E特征選項(xiàng)里的拉伸、旋轉(zhuǎn)、剪切、混合掃描等操作命令建立各零部件；然后按照挖掘機(jī)工作裝置的各零部件間裝配與配合關(guān)系，對各零件的三維實(shí)體模型進(jìn)行裝配，得到挖掘機(jī)整機(jī)的三維實(shí)體裝配模型。
1.2機(jī)械系統(tǒng)模型從Pro/E傳到ADAMS/View中
ADAMS提供了與Pro/E軟件的數(shù)據(jù)交換接口Mechanism/Pro，Mechanism/Pro是MSC公司為ADAMS開發(fā)的與Pro/E軟件的專用接口程序，作為一個菜單，掛接在Pro/E環(huán)境中。該模塊是連接Pro/E與ADAMS之間的橋梁。二者采用無縫連接的方式，使用戶不需要退出Pro/E應(yīng)用環(huán)境，就可以將裝配完畢的總成傳送到ADAMS/View中。利用該接口模塊解決了ADAMS環(huán)境中不易構(gòu)建復(fù)雜模型的缺點(diǎn)，使用戶可以在其熟悉的CAD中建立三維機(jī)械系統(tǒng)模型，通過一個按鍵操作，就可將數(shù)據(jù)傳到ADAMS環(huán)境中，提高了工作效率。
三維實(shí)體模型進(jìn)入ADAMS/View后，各零部件之間是毫無聯(lián)系地獨(dú)立存在于ADAMS/View環(huán)境中。這種狀態(tài)下即使全部零部件都已導(dǎo)入，也不能構(gòu)成一臺具有現(xiàn)實(shí)意義的虛擬樣機(jī)。只有在此基礎(chǔ)上，借助ADAMS軟件再添加適當(dāng)?shù)倪B接、載荷、運(yùn)動約束和力等模型特性，才能建立仿真模型即虛擬樣機(jī)。動臂下鉸點(diǎn)鉸接在轉(zhuǎn)臺上，利用動臂油缸的伸縮，使動臂繞動臂下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動，依靠斗桿油缸使斗桿繞動臂的上鉸點(diǎn)擺動。
二、液壓系統(tǒng)建模
本文根據(jù)需要對液壓油路進(jìn)行了簡化，并按功能劃分為結(jié)構(gòu)相似的動臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn)、行走五個工作回路.挖掘機(jī)舉升機(jī)構(gòu)，即動臂的液壓工作回路，其是簡化的執(zhí)行元件為液壓缸的典型液壓回路，其它幾個回路與此類似。當(dāng)換向閥4由中位移至左位（下）時，壓力油經(jīng)單向閥3進(jìn)入液壓缸底部，液壓缸上腔里的液壓油回到油箱，活塞向上運(yùn)動；反之，當(dāng)換向閥4由中位移至右位（上）時，液壓油直接進(jìn)入液壓缸上腔，使活塞向下運(yùn)動，從液壓缸下腔流出的油通過閥6回到油箱，如達(dá)到一定壓力，則向液壓缸上腔補(bǔ)油。當(dāng)換向閥處于中位時，閥5和閥6均關(guān)閉，活塞雙向鎖止，動臂處于某一固定位置。以下為基于流體傳動理論，利用ADAMS提供的數(shù)值算法和函數(shù)，創(chuàng)建液壓元件和液壓系統(tǒng)模型的過程。
2.1壓力源（泵）及油箱
壓力源是為整個液壓系統(tǒng)提供動力的元件。根據(jù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計，壓力源的初始壓力設(shè)為11.4MPa。一般情況下，液壓系統(tǒng)工作時壓力源的壓力變化不大，故認(rèn)為該壓力為定值，并將壓力變化函數(shù)設(shè)置為與初始壓力相同的數(shù)值，即設(shè)為定值；油箱被認(rèn)為是一個很大容積的蓄能器，壓力可維持不變，故油箱模型只需設(shè)置壓力參數(shù)即可。
2.2方向控制閥（三位四通閥）
方向控制閥為整個系統(tǒng)的控制中樞。由操作人員直接控制，實(shí)現(xiàn)液壓缸的往復(fù)運(yùn)動。所需設(shè)置的參數(shù)有閥芯的初始位置、閥開啟及關(guān)閉所需的時間、閥的泄漏系數(shù)和因閥所造成的壓力損失等。
2.3止回閥（單向閥）
止回閥在液壓系統(tǒng)中起到正向流通，反向截止的作用。對于止回閥來說，需要設(shè)置關(guān)閉時閥芯兩端的壓力差及流量，閥口心截面積變化率以及泄漏系數(shù)和響應(yīng)時間等。
2.4背壓閥
背壓閥在液壓系統(tǒng)中主要起保壓和穩(wěn)壓作用。在背壓閥屬性對話框中，需要設(shè)置閥口流通截面面積變化率、閥口初始位置、閥的泄漏系數(shù)和響應(yīng)時間等參數(shù)。
三、結(jié)束語
從虛擬樣機(jī)系統(tǒng)仿真建模的角度來看，整個系統(tǒng)可以分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)兩個大部分。通過對挖掘機(jī)液壓）機(jī)械系統(tǒng)分別建立虛擬樣機(jī)模型，而后利用參數(shù)關(guān)聯(lián)技術(shù)使機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)成為有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)機(jī)）液復(fù)合系統(tǒng)的聯(lián)合動態(tài)仿真分析，打破了單純機(jī)械設(shè)計的局限性，仿真結(jié)果基本符合技術(shù)上的要求，為物理樣機(jī)的試制及其它型式機(jī)）液復(fù)合系統(tǒng)的設(shè)計和研究提供了很好的參考�？梢杂糜谘芯恳簤合到y(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)改變對整機(jī)系統(tǒng)性能的影響及挖掘機(jī)復(fù)合系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)優(yōu)化和方案論證；加快挖掘機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)速度，降低開發(fā)成木，提高市場競爭力。
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一、概述
機(jī)械工程測試技術(shù)是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程綜合了許多新技術(shù)、新知識，內(nèi)容抽象，理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。長期以來，課程教學(xué)內(nèi)容分散、雜亂，新內(nèi)容新知識不能被及時擴(kuò)充，總的教學(xué)學(xué)時不斷被縮減，教學(xué)方式單一，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)非常薄弱，學(xué)生普遍反映該課程較難掌握。然而，面對測試技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，為使學(xué)生能夠更好學(xué)好該門課程，適應(yīng)高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)工程應(yīng)用人才的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程的教學(xué)改革尤為必要。
二、存在問題
國外各高校非常重視《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程教學(xué)，課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)同等重要，實(shí)驗(yàn)環(huán)境比較開放，研究性和綜合性實(shí)驗(yàn)比例較大，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。目前，我國的《機(jī)械工程測試技術(shù)》以課堂教學(xué)為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，而且在教學(xué)內(nèi)容、方式和實(shí)驗(yàn)方面存在著一系列的問題。教學(xué)內(nèi)容方面，教材老化，新知識和新技術(shù)難以及時擴(kuò)充到教學(xué)中，使教學(xué)內(nèi)容不能得到及時更新;目前課堂教學(xué)時間課時偏少，體現(xiàn)最新科技的章節(jié)內(nèi)容部分沒有多余的課時進(jìn)行講解。教學(xué)方式以多媒體、口述和板書為主，課堂上以教師為中心，學(xué)生被動的學(xué)習(xí)知識，很難培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新能力;考核方式單一，學(xué)生的考核以期末考試成績?yōu)橹�，基于非知識性因素平時成績?yōu)檩o，學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力得不到有效考核和體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，實(shí)驗(yàn)手段落后，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏少，多以原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，研究性和綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)較少，不能很好地鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維;考評方面，一直沿著講解、指導(dǎo)、批改實(shí)驗(yàn)報告的模式，輕動手能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。面對機(jī)械工程測試技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式很難適應(yīng)時代發(fā)展的'潮流。因此，以特色名校建設(shè)為契機(jī)，有必要對我校機(jī)械工程測試技術(shù)課程在教學(xué)內(nèi)容、方式和實(shí)驗(yàn)方面加大教學(xué)改革力度，進(jìn)一步提高我校人才培養(yǎng)質(zhì)量，強(qiáng)化特色名校工程內(nèi)涵建設(shè)。
三、課程教學(xué)改革
本文針對該課程教學(xué)中存在的上述問題，擬在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)三個方面開展如下改革。
（一）機(jī)械工程測試技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與完善
本課程教學(xué)內(nèi)容比較分散，學(xué)習(xí)中不利于掌握整個知識體系，需要在教學(xué)中應(yīng)盡量淡化各知識點(diǎn)的分界，注重教學(xué)內(nèi)容的層次性和系統(tǒng)性。因此，以基本理論和方法為基礎(chǔ)，以信號流程為主線，以測試系統(tǒng)框圖為骨架，將各個模塊課程內(nèi)容貫穿起來，使學(xué)生建立起完整的測試系統(tǒng)概念。教學(xué)過程中正確處理理論知識與實(shí)踐技術(shù)的關(guān)系，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化與完善，課堂教學(xué)重點(diǎn)放在課程的基本概念、原理和方法上，同時通過穿插講解工程應(yīng)用案例，并適當(dāng)介紹本學(xué)科領(lǐng)域的新成果和新應(yīng)用，既可以使學(xué)生打下堅實(shí)的基礎(chǔ)又可以開闊眼界，將會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
（二）機(jī)械工程測試技術(shù)教學(xué)方法改革
目前機(jī)械工程測試技術(shù)教學(xué)方法上以“教師”為主體，學(xué)生則被動吸收知識，該模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，已經(jīng)不能完全適應(yīng)新形勢下課程教學(xué)任務(wù)。為此，需要改變灌輸式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，建立以“教師”為主導(dǎo)和以“學(xué)生”為主體的新型教學(xué)模式，充分發(fā)揮了教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主觀能動性。在新型教學(xué)模式指導(dǎo)下，采用多元化教學(xué)手段，將多媒體教學(xué)、板書、演示和實(shí)物結(jié)合起來，應(yīng)用文字、圖形、聲音、動畫等多種媒體素材使抽象和枯燥的理論形象化和生動化。針對不同的內(nèi)容可以采用啟發(fā)式、參與式、基于問題、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法，在教師的引導(dǎo)下，注重以生活實(shí)例和工程案例設(shè)疑式地啟發(fā)學(xué)生，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，提出問題，以學(xué)生為主體對實(shí)例中所涉及到的基本原理和方法展開積極課堂討論，以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)造性思維能力。有條件的情況下，也可以結(jié)合虛擬儀器教學(xué)平臺，在課堂上綜合運(yùn)用多媒體教學(xué)系統(tǒng)，建立一個理論與實(shí)踐一體的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)環(huán)境，加強(qiáng)教師與學(xué)生的互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，為了使學(xué)生能夠在課后可以及時溫習(xí)和回顧課堂知識，做到融會貫通和綜合應(yīng)用，在每節(jié)理論課后，為學(xué)生留出適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)，在規(guī)定時間內(nèi)完成學(xué)習(xí)報告，教師在課堂上對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行答辯，對出現(xiàn)的問題及時解答，使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)一步的深化和提高。在理論考核方面通過出勤、作業(yè)、課堂討論和期末考試進(jìn)行綜合考評，改變傳統(tǒng)一考定結(jié)論的弊端。
�。ㄈC(jī)械工程測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)
由于機(jī)械工程測試技術(shù)課程理論性強(qiáng)，應(yīng)用過程抽象，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是深化本課程學(xué)習(xí)的必有途徑。目前國外將機(jī)械工程測試技術(shù)定位為實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要，主要通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，國內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方便有所欠缺。為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力，應(yīng)建立以學(xué)生為中心的多層次、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ�，將開設(shè)實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性、研究性和綜合性四個不同的層次，增加研究性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，滿足學(xué)生對該課程各階段學(xué)習(xí)的不同要求，以此提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。有條件的情況下可以組織成立研究型學(xué)習(xí)小組，在課題組教師指導(dǎo)和幫助下，積極參與研究項(xiàng)目中的一些工作，完成項(xiàng)目研究報告，教師對項(xiàng)目成果給予評定。充分利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)，開發(fā)網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為學(xué)生提供開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成自主實(shí)驗(yàn)�；谠撟灾鏖_放式研究性實(shí)驗(yàn)平臺，可以擴(kuò)展課堂教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生的視野，全面提升學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神。為學(xué)生構(gòu)建基于虛擬儀器的創(chuàng)新設(shè)計平臺，開展虛擬儀器案例教學(xué)，將虛擬實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)有機(jī)融合在一起，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和解決實(shí)際問題的能力。
四、結(jié)束語
本文分析了機(jī)械工程測試技術(shù)課程特點(diǎn)和在教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，有針對性的提出本課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)手段方面的改革和實(shí)施方案。不斷優(yōu)化與完善教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)手段，建立以學(xué)生為中心的機(jī)械工程測試技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容體系，創(chuàng)新以培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的教學(xué)手段，加強(qiáng)研究性和綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教學(xué)過程中形成師生良性互動，以此提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性，對進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，加強(qiáng)特色名校工程建設(shè)具有重要研究意義和推廣價值。
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