学文网机械手论文篇1
一、设计题目 用PLC对机械手搬物控制的电气控制设计
二、设计的目的
11）掌握机械手动作流程。
2）掌握电气控制元件的选择与计算方法。
3）掌握PLC选择与应用。
三、设计要求
两条传送带分别由电动机驱动，机械手有液压缸驱动上下左右旋转两个方向运动，液压系统是1000W电机。设计要求
1）机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。
2）用常用的电气元件控制。
3）有工作状态指示及照明。
4）有必要的电气保护和联锁。
四、完成的任务
要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。***纸规范，***形清晰，符号标准，线条均匀。
（1）设计与绘制电气控制原理***，元件安装布置***、接线***。
（2）毕业设计说明书（8000以上）
1）设计题目
2）控制原理说明设计方案论证
3）主要器件选择依据与计算
4）元件明细表
5）设计总结及改进意见
6）主要参考资料
五、 工厂电气控制技术 机械工业出版社 主编 方承远
工厂电气控制设备 机械工业出版社 主编 许廖
机床电气控制技术 机械工业出版社 主编 王炳实
可编程序控制器的应用技术 机械工业出版社 主编 王兆义
可编程序控制器的原理及程序设计 电子工业出版社 主编 崔亚***
前言
由于可编程序控制器具有可靠性高、通用性强、程序设计简单及便于安装调试等优点，它在工业控制的各个领域发挥着越来越重要的作用。社会对可编程序控制器技术人员的需长也越来越迫切。
可编程控制器的机型较多，但其基本结构和工作原理相同，基本指令、控制功能和编程方法类似。本设计书以是用最广泛的德国西门子可编程控制器为核心，主要介绍了可编程控制器的基础知识、基本结构、指令系统、程序设计、控制系统以及可编程序控制器在逻辑控制系统的模拟量控制系统中的应用等知识。本设计书结合了大量的***形，使设计一目了然。并给出了程序调试，最后给出了主要的流程***、梯形***、详细注释及助记符语言等。
本设计书参考了众多可编程序控制器教学用书，结合自己所掌握的知识，并由指导教师田林红老师的指导下完成。在此真诚的衷心的感谢田老师的指导帮助。
由于本人水平有限，错误和不妥之处再所难免，敬请各位老师及各位读者批评指正。
目 录
前言...................................................（）
摘要...................................................（1）
一、电器控制技术的发展状况.............................（3）
二、PLC的基本结构和工作原理...........................（3）
1、PLC的基本结构...................................（ ）
2、PLC的工作原理...................................（ ）
三、可编程控制器的特点及基本功能.......................（）
1、PLC的特点.......................................
2、PLC的基本功能...................................
四、PLC的应用领域和发展趋势...........................（3）
五、PLC应用中应注意的若干问题.........................（4）
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件控制系统的基本机构................（5）
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程..............（6）
3、操作面板布置....................................（6）
4、控制系统构成....................................（6）
七、梯形***设计.........................................（6）
1、梯形***的整体设计................................（6）
2、各部分梯形***的设计..............................（8）
3、机械手的PLC控制梯形***..........................（8）
4、程序语言............................... ........（8）
八、总结... ...........................................（26）
）
附录...............................................
摘 要
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信传给PLC主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给PLC主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键字：
可编程控制器PLC；
机械手；
脉冲；
步进电机驱动器；
步进电机；
直流电机；
传感器；
限位开关；
电磁阀。
一、电气控制技术的发展状况
在现代工业中,为了实现各种生产工艺过程的要求,驱动生产机械的工作机构运动的电器机械装置称为电力动。在电力拖动中，电动机是生产机械的原动力。必须根据生产工艺的要求，通过各种控制电器，自动实现其启动、制动、反转及调速等控制，从而产生了电气自动控制技术。
20世纪20—30年代，人们采用继电器及接触器等元件控制电动机的运行，这种制动系统称为继电器—接触器控制系统。这类系统结构简单、价格低廉、维护方便，因此被广泛应用于各类机床和机械设备中。采用这种系统不但可以方便地实现生产过程自动化，而且还可以实现集中控制。目前，我国的大部分机床和其他机械设备仍旧采用继电器—接触器控制系统。由于该系统是固定接线形式，故在改变生产工艺时需要重新布线，控制的灵活性较差。另外，该系统采用有触点元件控制，动作频率低，触点易损坏，系统的可靠性差。
20世纪40年代，世界上出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，它利用输出量与给定量的偏差进行自动控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管—晶闸管控制，到了70年展成为集成电路—晶闸管控制。由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调速性能大为改善，而且减少了机电设备和占地面积，耗电少、效率高，已完全取代了交磁放大机—电动机系统。
在实际生产中，由于大量存在一些由开关量控制的简单程序控制过程,而实际生产工艺和流程又是经常变化的,因此需要一种能灵活改变程序的次新型控制器.于是,在20世纪60年代出现了一种能够根据生产需要方便的改变控制程序,而又比电子计算机结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制.它是通过组合逻辑元件插接或编程来实现继电器—接触器控制线路功能的装置,能满足程序经常改变的控制要求,使控制系统具有较大的灵活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,装置体积大,功能也受到一定的限制.随着大规模集成电路和微处理技术的发展和应用,上述控制技术也发生了根本变化,在20世纪70年代出现了以微处理器为核心的、用软件手段来实现各种控制控制功能的新型工业控制器—可编程序控制器(PLC).它不仅充分利用了微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,而且还照顾到了现场电气操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机程序语言的表达形式,独具风格地形成了一套以继电器梯形***为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观,方便易学,更容易调试和查错.它已经取代了继电器—接触器控制系统,被广泛应用于大规模的生产过程控制中,具有通用性强、程序可变、编程容易、可靠性高、使用维护方便等优点,故目前世界各国已将它作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制中.
电气控制技术是随着科学的不断发展、生产工艺的不断提高儿讯发展的。在控制方法上，它手动控制到自动控制；在控制功能上，它是从简单到复杂；在操纵上，它笨重到轻巧;在控制原理上,它从由单一的有触点接线的继电器—接触器控制系统,到以微处理器为中心的软件控制系统.随着新的控制理论和新型电器及电子元件的出现,电气控制技术还将不断得到发展.
二、 PLC的基本结构和工作原理
1、 PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。根据结构形式的不同，PLC的基本结构分为整体式和模块式结构两类。
1）.整体式结构的PLC
整体式结构的PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等组装在一起组成。
2）.模块式结构的PLC
模块式结构的PLC是将中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等分别做成相应的模块，应用时将这些模块根据控制要求插在机架上，各模块间通过机架上的总线相互联系。
3）.PLC各组成部分介绍
（1）、中央处理器（CPU）
中央处理器（CPU）是PLC的核心部分，相当于PLC的“大脑”。它通过系统总线与用户存储器、输入/输出、通信端口等单元相连。通过制造厂家预制在系统存储器内部的系统程序完成各项任务。其主要功能是由编程器写入控制程序和数据到存储器、检验用户程序、从存储器上读取和执行程序，还可以进行PLC内部故障的诊断等。
（2）、存储器
根据存储器存储内容的不同，我们把存储器分为系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器。
系统程序存储器：用来存放系统软件的存储器。系统程序相当于计算机操作系统。是PLC厂家根据选用的CPU的指令来编写的，并固化到ROM里，用户不能修改其内容。
用户程序存储器：用来存放用户根据控制要求编制的程序。不同类型的PLC，其存储容量也不一样。
数据存储器：用以存放PLC运行中的各种数据的存储器。因为运行中数据不断变化，所以这种存储器必须可读写。
（3）、输入/输出（I/O）单元
输入/输出（I/O）单元是PLC与此同时外部设备连接的纽带。输入单元接收现场设备向PLC提供的开头量信号，经过处理后，变成CPU能够识别的信号。输出单元将CPU的信号经处理后来控制 外部设备的。
（4）、电源部分 （5）、通信端口
PLC的CPU模块上至少有一个通信端口。通过这个通信端口PLC可以直接和编程器或上位机相连。
（6）编程器
几乎每个PLC厂家都有自己的编程器。用户通过编程器来编写控制程序，并通过编程器接口将自己的控制程序输入到PLC。它还可以***检测程序的运行情况。在出现故障时，通过编程器可以很方便的找出错误。
（7）特殊功能单元
主要包括模拟量输入/输出单元、远程I/O模块、通信模块、高速计数模块、中断输入模块和PID调解模块等。随着PLC的进一步发展，特殊功能单元的应用也越来越多。
2、PLC的工作原理
PLC的工作原理与继电器构成的控制装置一样，但是工作方式不太一样。继电器控制是并行方式，即如果输出或电，该线圈的触点立即动作。而PLC则不同，它采用循环扫描技术，只是该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作。也可以说，继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，而PLC控制则需要输入传送、执行程序、输出3个阶段才能完成控制过程。
PLC采用循环扫描技术可以分为3个阶段：输入阶段（将外部输入信号的状态传送到PLC）、执行程序阶段和输出阶段（将输出信号传送到外部设备）。
1)、输入阶段
在这个阶段中，PLC读取输入信号的状态和数据，并把它们存入相应的输入存储单元。
2)、执行程序阶段
在这个阶段中，PLC按照由上到下的次序逐步执行指令。从相应的输入存储单元读入输入信号的状态和数据，然后根据程序内部继电器、定时器、计数器数据寄存器的状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应的输出存储单元。这一阶段执行完后，进入输出阶段。在这个程序执行中，输入信号的状态和数据保持不变。
、输出阶段
在这个阶段中，PLC将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部设备传送输出信号，开始控制外部设备。
三、 PLC的特点及基本功能
1、PLC的特点
1）、编程简单，易于掌握，PLC的设计者充分考虑到现场技术人员的技能和习惯，经常采用的是梯形***方式的编程语言，它与继电器控制原理***相似，具有直观，清晰、修改方便，易掌握等优点，即便未掌握专门计算机的人也能很快熟悉，因而受到了广大现场技术人员的欢迎。
2）、可靠性高，抗干扰能力 PLC是专为工业控制而设计的，由于采了一系列的措施，使之在恶劣的工业环境下仍能保证很高的可靠性，一般平均无故障时间可达到4-5万小时，远远超过以往电器控制系统和计算机控制系统。
3）、通用性能好，PLC品种多，档次高，同一以PLC可适用于不同的控制对象或同一对象的不同控制要求，同一档次，不同机型的功能也能方便地相互转换。
4）、功能强，PLC运用了计算机、电子技术和集成工艺的最新技术，在
硬件和软件两方面不断发展，使菘具备很强的信息处理能力，可进行逻辑、定时，计数和步进等控制，能完成A/D与D/A
5）、开发周期短 PLC在许多方面是以软件编程来取代硬件接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，且编程简单，程序设计和高度修改也很方便安全，因此，大大缩短了PLC控制系统的开发周期。
6）、体积小，使用方便，由于PLC采用了半导体集成电路，其体积小，重量轻，结构紧凑，功耗低，是机电技术的理想控制器，PLC编程简单，自诊断能力强，能判断和显示自身故障，使操作人员检查判断故障方便迅速，而且接线少，维修时只需更换插入式模块，维护方便，修改程序和监视运行状态也容易。
2、PLC的基本功能
1）、逻辑控制 PLC具有逻辑运算功能，它设置有“与”、“或”、“非”等逻辑指令，能工巧匠够描述继电器触点的串联、并联、串并联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制。
2）、定时控制 PLC具有定时控制功能。它为用户提供了若干个定时器并设置了定时指令。定时值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，使用灵活，操作方便。
3）、计数控制 PLC还具有计数功能。它为用户提供了若干个计数器并设置了计数指令，计数值可由用户在编程时设定，并可在运行中被读出与修改，使用与操作都很灵活方便。
4）、步进控制 PLC能完成步进控制功能。步进控制是指在完成一道工序以后，再进行下一步工序，也就是顺序控制。PLC为用户提供了若干个移位寄存器，或者直接有步进指令，可用于步进控制，编程与使用很方便。
5）、A/D、D/A转换 有些PLC还具有“模数”转换（A/D）和“数模”（D/A），功能，能完成对模拟量的控制与调节。
6）、数据处理 有的PLC还具有数据处理能力，并具有并行运算指令，如两个数据并行传送、比较和逻辑运算，进行数据检索、比较、数制转换等操作。
7）、通信与联网 有些PLC采用了通信技术，可以进行远程I/O控制，多台PLC之间可以进行同位链接，计算机作为上机可对其命令并返回执行结果，这种采用一台计算机，多台PLC组成的颁式控制网络可完成圈套规模的复杂控制。
8）、监控控制 PLC具有较强的监控功能。在控制系统中，操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态，可以调整定时或计数设定值，因而高度、使用和维护都很方便。
四、PLC的应用领域和发展趋势
目前，PLC在国内已得到了广泛的应用。利用PLC最基本的逻辑运算、定时、记数等功能进行逻辑控制，可以取代传统的继电器控制系统，广泛用于机床、印刷机、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。
较高档次的PLC具有位置控制模块，特别适用于机床控制。大、中型PLC具有多路模拟量输入输出和PID控制，可构成模拟量输入输出的闭环控制系统，用于过程控制。
随着计算机控制技术的发展，国外近几年兴起自动化网络系统，PLC与PLC之间，PLC与上位机之间连成网络，通过光缆传递信息，构成大型的多级分布式控制系统（集散控制系统）。PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前，全世界PLC生产厂家约200多家，生产300多个品种。作为控制装置，它在许多工业控制领域都得到了广泛的应用。随着微处理器技术的发展，PLC也得到了迅速的发展，其技术和产品日趋完善。
& nbsp;PLC的主要发展趋势主要表现在以下几个方面。
1、高速度、高I/O容量、功能强大
随着CPU处理速度的提高，PLC程序执行的速度也越来越快；在规模和超大规模集成电路的发展，相应地使I/O的容量也得到增加；智能模块的啬，使PLC能够实现的功能越来越多。
2、强大的PLC联网能力
随着人们对工业自动化的要求越来越高，人们已经不再满足对几个设备、几条生产线的PLC控制，而是要求实现对全工厂的自动化 ，所以提高PLC控制系统的网络功能成为PLC的发展趋势。以后人们不公能通过通信模块进行PLC与PLC、PLC与上位机之间的连接，还能通过拨号或者无线的方式使PLC联网。
3、编程软件多样化
PLC的梯形力语言、助记符语言和功能模块语言虽然使用方便，而且也能很好的实现控制要求，倡在处理一些高级功能（复杂运算、报表生成和打印等功能）时存在明显的不足，所以就要求高级语言（BASIC、C、FORTRAN等）、***形语言、汇编语言兼容。这样不公可以通过梯形***语言、助记符语言和功能 模块语言来编写程序，也可以通过高级语言来编程。
五、 PLC应用中应注意的若干问题
本节主要介绍PLC在应用过程中经常遇到的一些对PLC的某些输入信号的处理问题。
1、PLC输入信号抖动的消除
在实际应用中，有些开关输入信号在接通过程中，由于外界干扰会出现时通时断的“抖动”现象。这种现象在继电器系统中由于继电器的电磁惯性一般不会造成误动作，没什么影响。但在PLC应用系统中，PLC是不断扫描工作，扫描周期一般比继电器动作时间短得多，抖动信号很可能被PLC检测到，造成错误的结果。所以，必须对这些“抖动”进行处理，已保证系统正常工作。
2、两线式传感器输入的处理
如果PLC输入设备采用两线式传感器（如接近开关、光电开关等）时它们的漏电电流较大，可能会出现错误的输入信号。为了避免这种现象，可在输入端并联输入电阻R，
旁路电阻R的阻值由下式确定：
I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL
式子中，I为传感器的漏电流；Un、In分别是PLC的额定输入电压和额定电流；Um是PLC输入电压低电平的上限值。
3、 由晶体管提供输入信号的处理
如果PLC输入信号由晶体管提供，则要求晶体管的截止电阻应大于10千欧姆，导通电阻应小于800欧姆。
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件的基本机构
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产效率。
如*** [1] 所示，是一台工件传送机械手的动作示意***。
其作用是将工件从A位置传送到B位置。其上升、下降和左移、右移动作由双线圈的两位式电磁阀驱动气缸来控制完成，一旦电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动直到相对的线圈通电为止。另外夹紧、放松的动作由只有一个线圈的两位式电磁阀驱动的气缸控制完成，线圈通电，夹住工件，线圈断电，放松工件（若担心停电时的工件跌落，可选用通电时松开、断电时夹紧的夹具）。
*** [1]
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程
机械手的全部动作由气官缸驱动，而气缸又有相应的电磁阀控制。其中，上升/下降和左移/右移分别由双线圈两位电磁阀控制。例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升；当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。同样，左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械手的放松/夹紧由一个单线圈两位置电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松。
当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须右工作台无工件时才允许机械手下降。也就是说，若上一次搬运到右工作台上的工件尚未搬走时，机械手应自动停止下降，用光电开关进行无工件检测。
机械手的动作过程如*** [2] 所示。
*** [2]
从原点开始，按下起动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时接通加紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，右移停止。若此时右工作台上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止，同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到原点时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。经过八步动作完成了一个周期的动作。
3、操作面板布置
如*** [3] 是可编程控制器控制盘面板布置***
; *** [3]
机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。
手动操作：就是用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制。例如，当选择上/下运动时，按下启动按钮，机械手下降；按下停止按钮，机械手上升。当选择左/右运动时，按下启动按钮，机械手右移。当选择夹紧/放松运动时，按下启动按钮，机械手夹紧；按下停止按钮，机械手放松。
自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作方式。
步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。
单周期操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止（如果在操作过程中按下停止按钮，机械手停在该工序上，再按下启动按钮，则又从该工序继续工作，最后停在原位）。
连续操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续地不断地周期性循环。在工作中若按一下停止按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。
4、控制系统构成
（1）控制系统***
机械手移动工件控制系统***如*** [4] 所示
*** [4]
（2）输入/输出端子地址分配
该机械手控制系统所采用的可编程控制器是由德国西门子公司生产的S7－200CPU214。如*** [5] 是可编程控制器输入输出端子地址分配***。
*** [5]
该机械手控制系统共使用了14个输入量，6个输出量。
七、梯形***设计
机械手的控制属于顺序控制，采用步进指令，根据说明机器工作状态转换的***形，进行程序设计。
1.梯形***的整体设计
根据机械手的工作方式情况，在选择“单步操作”时，应执行“单步操作”程序；在选择“自动”方式时，应执行“自动程序”，故梯形***的总体构成应如*** [6] 所示。其中，自动程序要在启动按钮按下时才执行。
*** [6]
2.各部分梯形***的设计
1）通用部分梯形***设计
（1）状态器的初始化：
初始状态器S600在手动方式下被置位、复位。当方式选择开关处于“返回原位”（X501接通）时，按下返回原位按钮（X505）时被置位；在“单步操作”（X500接通）时，S600复位。处于中间工步的状态器用手动动作复位操作，即在方式选择开关位于“单步操作”或“返回原位”时，中间状态器同步复位，故初始化梯形***如*** [7] 所示（如果状态器要在供电时从断电前条件开始继续工作，则不需要M71）。
*** [7]
（2）状态器转换启动：
若机械手工作在自动工作方式下，当初始状态器S600被置位后，按下起动按钮，辅助继电器M575工作，状态器的状态可以一步步向下传递，即可以进行转换。在执行“连续操作”程序时，转换启动继电器M575一直保持到停机按钮按下为止。另一方面，采用M100检查机器是否处于原位。当M575和M100都接通时，从初始状态器开始进行转换，其梯形***如*** [8] 所示。
*** [8]
（3）状态器转换禁止梯形***：
激活特殊辅助继电器M574，并用步进指令控制状态器转换时，状态器的自动转换就被禁止。
在“单周期”工作期间，按下停止按钮时，M574应被激励并自保持，操作停止在现行工步。当按下启动按钮时，从现行工序重新开始工作，M574应复位，即重新允许转换。
*** [9]
在“步进”工作方式时，M574应始终工作，此时，禁止任何状态转换。但每按下一次启动按钮时，M574断开一次，允许状态器转换一步。
在“手动”工作方式（单一操作，返回原位）情况下，禁止进行状态转换。在手动方式解除之后，按下启动按钮，则状态转换禁止解除，M574复位。
PLC在启动时，用初始化脉冲M71使M 574自保持，以此禁止状态转换。直到按下启动按钮。状态器转换禁止体形***如*** [9] 所示。
通过对*** [8]、*** [9] 分析可得出：在执行“单步操作”和“返回原位”程序时，M575一直不能被接通，而M574长期被接通（按下启动按钮时除外）；执行“步进”程序时，每按一次启动按钮，M574断开一次，M575接通一次，状态器转换一次；在执行“单周期操作”程序时，按下启动按钮，M574断开，M575接通，状态器的状态可一步一步向下转换，直至按下停止按钮时，M574自锁，状态器的状态转换被禁止，操作停止现行工序（再次按下启动按钮时从现行工序开始工作）；在执行“连续操作：程序时，M575一直接通到按下停止按钮，此时M574一直不能接通。
2）单步操作梯形*** ：
*** [10]
3）返回原位梯形*** ：
在“返回原位”状态下，“夹紧”与“下降”动作应被停止，上限位未动作时应进行“上升”；上限位动作时，“右行”动作应停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形***如*** [11] 所示。
*** [11]
4）“自动”状态流程*** ：
如*** [12] 所示
*** [12]
*** [12] 表示了机械手自动工作时执行各工步的情况。表明了各工步的实现以及各工步的转换条件。在第一次下降工步中，下降电磁阀Y430接通。自下限位置时，X401接通，转化为“夹持”过程。在夹持工步中，夹持电磁阀Y731置位，同时驱动T450。T450接通后，转化为第一次上升。此后执行类似的操作，完成由初始条件到下一个初始条件的一系列操作。在夹持输出Y431置位后，保持夹持，直到夹持输出复位松开。如上所述一步一步按顺序驱动各个负载动作，称为顺序控制或过程步进型控制。这种控制过程用继电器符号程序很难实现程序设计。
用状态器替代自动工作流程***中的各个工步，可得到*** [13] 所示的功能表***。初始状态在***中用双线框表示。
*** [13]
根据*** [13] 的功能表***，可设计出自动操作时的梯形***，
如*** [14]所示。
*** [14]
3.绘制机械手PLC控制梯形*** &n bsp; *** [15-1]
该机械手在自动工作时，应先将其工作方式选择开关放在“返回原位”，并按下返回原位按钮，对状态器进行置位，然后再将工作方式选择开关放至自动工作方式下。若自动工作状态解除，则应将工作方式选择开关放至“单步操作”位置 。
4、程序语言：
0 LD X501 30 AND X503
1 AND X505 31 OR X502
2 S S600 32 OR X500
3 LD X500 33 OR X501
4 R S600 34 OR M71
5 LD X500 35 OR M574
6 OR X501 36 ANI M101
7 OR &nbs 陈立定、吴玉香、苏开才 编
7.《电器及PLC控制技术》 机械工业出版社 主编 黄净
8.《机床电器与PLC 》 西安电子科技大学出版社 主编 李伟
9.《PLC应用开发技术与工程实践》 人民邮电出版社 求是科技
10.《PLC实验实训指导书》 河南工业职业技术学院 主编 路剑
11.《可编程控制器的原理与应用》 北京希望电子出版社 主编 史增芳
附录：
表1 数字量输入地址定义
地 址 符 号 定 义 备 注
I0.0 启动按钮
I0.1 下限位 下限位开关
I0.2 上限位 上限位开关
I0.3 右限位 右限位开关
I0.4 左限位 左限位开关
I0.5 无工件检测 无工件检测开关
I0.6 停止按钮
I0.7 单操作 单步方式开关
I1.0 步进操作 步进方式开关
I1.1 单周期操作 单周期方式开关 I1.3 左与右
I1.4 上与下
I1.5 夹与松
表2 数字量输出地址定义
地址 符 号 定 义 备 注
Q0.0 下降电磁阀 下降电磁阀线圈
Q0.2 夹紧电磁阀 松开/夹紧线圈
Q0.1 上升电磁阀 上升电磁阀线圈
Q0.3 右行电磁阀 右行电磁阀线圈
机械手论文篇2
关键词 机械手 结构设计 控制系统
0引言
随着科技的飞速发展，机械手在大规模劳动密集型生产中得到了重要应用，成为自动化生产线上不可或缺的一员。机械手提高了生产自动化程度，降低了劳动强度和用工成本，提高了生产效率和产品合格率，提高了生产自动化程度。机械手在生产中仍有许多机械结构和控制系统问题存在，不断加大对机械手的研究，增强其智能性、适应性、准确性和稳定性，满足日益提高的F代化生产要求。
1机械手臂机构设计
1.1底座结构设计
底座是整个机械手臂的支撑部分，是执行腰部360度回转的机构，也是安装动力源、控制系统和驱动系统的部位。
1.2手臂结构设计
手臂是支撑和带动手腕和手部的重要部件，分为有关节臂和无关节臂，本文所设计的机械手臂试验装置为无关节臂，并采用直流电机驱动，锥齿轮或内啮合齿轮传动。
1.3手腕结构设计
手腕是用于连接手臂和手部的部件，通过左右旋转平移和俯仰转动，可以调整机械手执行操作时的位置和姿态。
1.4手部结构设计
手部是直接于物体接触的部件。根据手部与物体接触形式的不同可分为夹持式和吸附式。夹持式通过模仿人手指的结构形式，可分为无关节、固定关节和自由关节三种类型。根据手指数量又可分为二指、三指、四指等，其中二指应用最多。根据传力结构又可分为回转型和平移型，回转型结构简单，方便制造，因此常使用此类型；平移型可夹持范围大，但结构复杂，成本较高。本文采用二指回转型夹持式结构，手部有两个自由度，一个自由度用于夹持物体，一个自由度用于反转手腕，通过直流电机驱动。
设计所得机械臂采用的回转型机械手臂与人的手臂结构相似，前三个关节都是回转关节，底座与手臂形成类似人手臂的肩关节，手臂中大臂和小臂形成肘关节，大臂可以做回转运动，小臂可以做俯仰运动。此类机械臂工作范围大、运动灵活迅速、适应性强、通用性好。
2机械手臂驱动设计
驱动系统通过传动装置为整个机械手臂提供动力，关节型机械手的驱动系统主要由驱动装置和传动装置两部分组成。常见的驱动型式有液压传动、气动传动和电气传动，液压传动具有作用力大、结构紧凑、作用平稳、动作灵敏等优点，但其易产生漏油污染、结构复杂、成本较高；气动传动动作迅速、结构简单、无污染、维修方便，但由于空气易被压缩，工作不线性。工业机械手臂常使用液压传动和气动传动，但液压传动和气动传动结构复杂、成本较高，本文机械手臂作为实验装置，机械手臂不需要进行高强度、高负载的工作，故使用电气传动，具有运动速度快、可靠性好、运动精确、安装维修简单等优点，完全可以满足实验设备的需要。
3机械手臂控制系统设计
机械手臂控制系统控制着机械手臂按所发出指令要求运动。目前，工业机械手多采用程序控制系统和电气定位系统进行控制。机械手臂实验装置的控制系统较为简单，用单片机输出六路PWM脉冲信号分别控制机械手臂的六个舵机，需要输出一个20ms的脉冲来控制舵机，即可实现机械臂的六个自由度。对机械手臂的控制即对各电机的控制，计算机为控制系统的核心，分别由计算机、伺服控制卡、4套步进电机驱动单元和4套步进电机组成。
机械手臂控制系统设计主要时对驱动系统的设计、上位机控制界面的设计和上、下位机之间串口通信的设计等。
在对上位机控制界面设计时，主要包括五路舵机控制区、一路电机控制区和机械手运行示意***等方面。五路舵机控制区采用滚轮条的形式，在右侧的编辑框中实时显示各舵机的转动角度；一路电机控制区采用速度控制的形式，显示电机的正转、反转和停止；用机械手运行示意***实时显示机械手的运行情况，当相应舵机或电机运行时，会在相应的舵机或电机位置上加亮以表示正处于运行状态。
4结语
随着生产中对机械手需求量的不断增大，对机械手智能性、适应性、准确性和稳定性提出了越来越高的要求。我国对于机械手的研究和应用起步相对较晚，不能适应生产中对机械手提出的要求。对六自由度机械手臂实验装置的设计，实现对机械手的实时精确控制，解决存在各种问题，可以为控制算法和控制理论的测试、检验提供更佳的实验平台，更好地对机械手进行精确而又复杂的控制研究。
参考文献
[1] 范小兰，赵春锋.基于PLC的机械手控制在MCGS中的实现[J].制造业自动化，2012（18）.
机械手论文篇3
关键词：机械CAD；机械制***；关系；结合
中***分类号：TH126-4 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）024-000-01
一、机械制***与机械CAD的简介
1.机械制***的简介
机械制***是根据机械的结构形状、尺寸大小用***样按照一定比例确切的表示出来。是表达设计者设计意***与制造要求的技术性文件。***纸是由各种***形、符号、数字和文字等组成，它是工程制造的依据，是机制制造的说明书。
2. CAD的简介
CAD 是计算机辅助设计的简称，是利用计算机进行设计制***。在实际应用中它可以给设计人员带来极大的方便，简化了***纸的设计过程。例如，各种设计信息，无论数字还是***形都能存放在计算机内，需要时可以迅速索搜。另外，还可以将草***转为工作***、自动产生设计结果、灵活编辑各种***形。
二、机械制***与机械 CAD 两者之间的相互关系
1.机械CAD 需要机械制***的基础知识支持
有些人会误解，以为CAD与机械制***是两种制***方法，一个是手工制***，一个是计算机制***，其实不然，CAD固然是计算机制***，但是它需要机械制***的基础理论知识的支持。机械CAD只是机械制***的一个辅助工具而已。如果没有基本的绘***知识、绘***的基本原理和方法，仅凭借CAD软件是无法设计出色的***样的。或者说也根本不会使用这些计算机辅助软件。所以在教学过程中在加强学生的基本功锻练的同时，也要注意与机械CAD完美结合的教学模式。
2.机械CAD 是提高机械制***教学的有效途径
机械CAD是一种具有强大的绘***设计及编辑修改***形的功能的制***软件，利用它进行作***，与手工制***相比，不但有效的减少绘***时间，还可以提高***样的质量，并且相关的线条和角度会更加精准、美观。CAD还提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘***辅助工具。与此同时CAD软件还可以解决手工制***中遇到的一些问题，如复杂的投影线天生问题、尺寸漏标问题、漏画***线问题、机构几何关系和运动等等，如果设计的是一个复杂的精细的零件，那么CAD软件为其提供了一个优越的条件。除此之外，老师还可以利用CAD中的三维***形变换的功能，通过CAD中的幻灯片将二维平面***形转为三维立体***形播放给学生观看，使难点抽象的知识更加形象化，这样不但容易理解还可以引发学生的学习乐趣。从而提高机械制***的教学质量。
三、机械制***与机械CAD有机结合的重要性及必要性
1.机械制***有了CAD的参与才能绘出优秀的***样
机械制***在机械工程发展的过程中有着十分重要的意义，它是整个机械设计专业工程技术人员学习的基础内容之一。在实际绘***时需要计算、测量长度及角度，如测量稍有失误就会影响整个***样的设计，存在一定的局限性。而且在进行绘***前，还要花费大量时间去学习如何熟练的操作绘***工具。这些都会使学生感到难度大、枯燥，从而失去学习的动力。而如果将CAD软件应用其中，不但可以激发学生的学习兴趣。还能轻松有效的制出复杂的***样，并且使***样准确无误、更具有实用性和广泛应用性。
2.机械CAD只有依附于机械制***才能发挥其作用
要想操作CAD制***软件必须要先掌握机械制***中的相关理论知识，这是使用CAD软件的先决条件。CAD软件制***的内容十分复杂，功能太多不容易掌握。如果没有机械制***专业知识的支撑下，就要将两者结合在一起，不但不能制出优秀的***样，而且在其过程中还会出现很多问题。所以，如果想CAD软件参与机械制***中，必须要充分的掌握专业知识、机械制***的原理，至于制***过程中的技巧方面可以由CAD软件完成，可见，机械CAD是需依附于机械制***才能发挥其作用。
四、实施机械制***与机械CAD 有机结合的有效措施
1. 机械制***的内容与机械 CAD 结合
机械制***教材中所涉及到的内容主要包括绘制机械***样的原理、基本方法、正投影的基本理论以及培养学生对***样的分析能力和思维能力。CAD则是一种计算机辅助设计软件，手工制***需要的绘***工具，如***板和***纸、铅笔 、圆规和直尺等都被一个显示器和一个鼠标就所替代了，并且CAD的绘***功能要远远超于手工绘***，无论是绘***的效率还是质量都远在于手工绘***之上。但这并不意味着机械制***没有意义，如CAD中的三维模型虽然取代了手工制***方法，但是它并没有违背机械制***的理论和规范，相反，它是根据机械制***理论与标准研发的一个计算机绘***软件，CAD巧秒的弥补了传统制***的缺陷，两者要交叉使用，相辅相成。所以在实际教学中应对其内容进行调整和改革，将机械制***与机械CAD的相关内容进行有机结合。
2.机械制***的课程与机械 CAD 结合
在过去的机械制***实践教学过程中，都是以培养学生的CAD绘***能力为重点，可是却忽视了它的实用性，因为多数学生都是在流水线上操作，只需要会看***即可。所以要调整机械制***课程与机械CAD课程的比列。将两门课程结合起来，以CAD为主，机械制***为辅，先讲机械制***，后讲CAD，以机械制***为主线在整个课程中贯穿。形成一门有机结合的，具有实践性的新课程。
3.机械制***的教学方式与机械 CAD 结合
为了达到更好的教学效果，在机械制***的课堂上常会采用挂***与教学模型相结合的教学模式，这种方法是治标不治本，虽然是实物教学，但是占据了大量的课堂时间，从而减少了与学交流的时间，无法通过习题来巩固所学知识。所以，在机械制***的课程中，针对有些重点、难点的章节可以使用CAD软件进行辅助讲解。如可以将立体机件转换成所需的投影来进行分析，这样不仅省时省力而且还能达到最佳的效果。
参考文献：
机械手论文篇4
【关键词】港口机械专业 教学改革 必要性 方法
一、港口机械专业改革的必要性
（一）港口机械专业的特点
港口机械主要讲的是港口装卸机械，例如：门座起重机、轮胎吊、集装箱正面吊、卸船机、皮带输送机、集装箱专用桥吊、运输机、挖掘机、装载机以及一些专业货物的装卸设备。港口机械设备的种类对应着货物种类，可以说货种有多少，港口机械设备就有多少种。港口机械专业的学习包括对港口机械操作、保养、维护等方面知识的学习；港口装卸工组织与技术管理方面知识的学习；港口电气设备安装、维修方面知识的学习；机械制***基本知识的学习；电工、电子、机械传动、液压传动等技术在港口机械设备中应用基本知识的学习[1]。
港口机械专业面向的职业岗位是港口生产一线，即港口机械的操作、使用、维修和管理。根据职工的需求和职业能力，主要面向机械操作和港口机械设备维修、管理两个方向。
港口机械专业有着机械专业的特点，即：专业知识更新较快；材料和工艺制法不断创新，行业标准也在随着时代适时调整。这就证明了港口机械专业的教学方法和教学管理方式要与时俱进，不断革新。我们的教学思想不能被传统思想束缚，要发散思维，这就要从教师抓起。只有教师有真才实学，具有较强的动手能力，才能为港口机械行业培养人才。
（二）港口机械专业学生的自身情况
与其他专业相比，港口机械专业学生的基础文化知识相对较为薄弱。在进入高等学院之前，学生接受的大多只是书本上的知识，对港口机械设备的认识仅仅局限于书本的介绍等，知识的传授方式也大多是课堂讲授，导致学生的动手能力比较欠缺。但机械专业更注重的是动手实践能力，那么学校的教育侧重点就显而易见，必须在实践中学习，在学习中实践，切不可纸上谈兵。采用科学合理的教学模式才能让学生做到学以致用，努力创新，才能为机械行业输入积极创新、顺应时代的机械人才。
二、港口机械专业的教学改革方法
（一）注重更新
在现代的教育模式中，课本知识的更新速度慢，这样会造成学生教育和时代脱节的问题。尤其是机械专业，机械设备更新迅速，专业知识和规定标准也在不断更新，如果教学资料不能及时更新，学生在机械专业方面的知识不能够解决当前面临的机械问题，那么学校的教育和人才培养就名存实亡。
港口机械教育不仅要及时更新相关的专业知识和标准，还要更新设备。学生的动手能力不只体现在对某个机械或某种类型机械的掌握，而是面临更多状况的机械问题。培养他们接受新鲜事物的能力，才能培养他们的创新能力，才能保证他们踏入机械行业时是一股新鲜的血液。总之，港口机械专业教育的改革要做到知识、信息、设备、技术的及时更新、与时俱进。
（二）创建一个完善的、科学的实践教学系统
港口机械专业主要培养的是技术型人才，学生动手实践能力的培养才是教育的侧重点。为了能更好地提升学生的实际动手操作能力和对不同机械问题的解决能力，我们就必须改变传统的教育模式，实施港口机械专业教育的改革，创建一个更为完善、更为科学、更为合理的实践教学体系。在学生入学后，教师要根据当时的行业现状，制定学生培养计划，制定明确的教学步骤和教学侧重点。教学过程中，要根据行业和社会的需求，加强对学生实践意识的培养，努力寻求并为学生提供社会实践的机会。对教学中的实验、实习、社会实践等课外活动进行优化，明确整个教学中实践环节的重要性，改变传统的将分数作为衡量标准的评定模式。与此同时，也要注重基础理论知识的培养，将理论知识和实践教学进行有机结合[2]。
（三）加强学生素质的培养
职业教育主要是培养技术型和高级技能型的综合人才，主要是以面向基层、面向生产和服务管理为培养目标，将理论转化为实践，将设计转化为具体的流程。这股人才资源在社会的很多方面都起着举足轻重的作用，因此，他们不仅需要具备较强的动手操作能力，还要有较高的人文素质。
三、结论
港口机械行业的发展十分迅速，老套的教学方法和模式已经无法满足当今社会的需求，港口机械专业的教育改革，对人才的培养和推动社会的发展有着十分重大的意义。职业学校要根据材料、工艺制法、设备的更新，及时更新理论知识、技术教育和信息标准，从整体上降低学生的学习难度，注重实际操作能力的培养，从而满足社会的人才需求，推动社会的稳步前进。
【参考文献】
机械手论文篇5
关键词：现代机械；设计方法；理论；研究
1. 现代机械设计概述
1.1.现代机械设计的内涵
当前，随着我国经济、科技的发展迅速，产品技术的发展不再单纯依赖于设计者的思想灵感或经验技术，而是逐渐发展成为一门科学，并且是以知识为基础，具有科学设计手段的现代机械设计技术。随后，现代机械设计又引进了多种不同的设计方法理念，例如系统科学、信息科学、计算机技术等，这些都为我国的机械设计理念增色不少。
1.2. 现代机械设计的特点
现代机械设计种类繁多，其结构也越来越复杂。现代机械设计可以从实现功能的角度来考查，其中包括系统功能、传统功能、执行功能和操作功能等，这些功能都可以用来协助机械的运作，每一种功能都有其自身的特点。现代机械设计方法一般都是凭借计算机网络或其他一些现代化机械设备，引进先进的现代化设计理念及方法，创造出具有现代化机械设计特点的作品。现代机械设计的主要工具也是计算机，如利用计算机计算、分析、绘***等，可以大大提高现代机械设计的效率。
2. 国内外现代机械设计的方法与理论
随着科技的不断发展，人们对于机械产品的质量要求越来越高，许多科研工作者对现代机械设计方法都进行了研究。在国外有许多现代机械设计方法，比较著名的有普适设计理论方法、公理化设计理论方法和三次设计法理论。
2.1. 国外现代机械设计的方法
2.1.1 .普适设计理论方法
普适设计理论产生于德国，其理论方法的精华就是经验的累积和总结。现代机械设计种类较多，这就需要有一个系统的理论方法对其进行总结与归纳。普适设计理论方法是一种典型的设计方法学，这种理论建立起了一系列系统的理论设计方法，从策略、规则、方法到实施都有其具体的设计规则模型。普适设计理论方法的重点就是构建机械设计的功能结构，其每一步的能量输入与输出都是根据已有的经验作为基础所构建出来的，所以普适设计理论方法是一种基于经验的方法。
2.1.2. 公理化设计理论方法
公理化设计理论方法产生于美国，是一种基于决策的理论设计方法。公理化设计理论方法结合了普适法的经验累积，利用系统理论作为基础，再加上其自身的科学决策，构建起以科学基础和法律公则为基础的设计理论方法。公理化设计理论方法还是一种较为传统的方法，在没有系统知识和经验的时候也可以有效利用。有些机械化设计理论较为复杂，如果根据一般的理论设计方法不能有效地设计出好的机械作品，利用公理化设计理论方法，就能对各种复杂的机械设计进行优化，从而达到很好的设计效果。
2.1.3. 三次设计法理论
三次设计法理论是由日本学者提出的，这种机械设计理论方法主要包括3 个过程，即系统设计、参数设计和容差设计。
（1）系统设计是整个机械设计的核心理念，也是最基础的部分，它是整个机械设计的始发站。
（2）参数设计就是对各个功能进行优化组合，使系统中所有参数组合最佳，这样可以使产品的负面影响减到最小。
（3）容差设计相当于是对整个机械设计的一个检验，确认各个参数的波动范围，从而尽可能减少制作成本，整个设计过程总称为三次设计。三次设计法理论是目前国际公认的质量最高的机械设计方法，其设计的核心内容就是参数设计和容差设计，每一种设计都是整个机械设计过程中的有效工具，利用其设计方法对机械设计的参数进行优选。
2.2. 国内现代机械设计的方法
机械设计理念在不断发展，为适应科学发展的要求，我国大量的科研工作者也对其进行了不断地探讨和研究，并且取得了一些成果。这些新型的设计方法理念，有效地解决了机械设计过程中出现的一些问题，具有很好的实用性。计算机辅助机械设计方法、系统化机械设计方法和局部或全局性的设计方法都是我国科研工作者的研究成果，下面以其为代表进行介绍。
2.2.1. 计算机辅助机械设计方法（简称“电子信息技术”）
计算机辅助机械设计方法是随着计算机科学技术的不断发展而兴起的一种机械设计方法。机械设计人员在画***、构思和高速运算等方面可以运用计算机来协助工作。传统的机械设计方法，除了科学的设计理念，其设计步骤也非常重要，传统的机械设计方法都是利用***纸或手绘而制作出设计方案，而计算机辅助方法出现之后，设计者就可以利用计算机有效地进行产品设计。计算机辅助机械设计方法不仅可以减少设计人员的体力劳动，还可以提高设计质量，缩短设计周期。
2.2.2 .系统化机械设计方法
系统化机械设计方法是对传统机械设计方法的一种突破，它改变了以往一成不变的单纯的功能性要求。系统化机械设计方法使整个机械设计的方法理念更加系统化、信息化与智能化，能够在不丢失数据的前提下，通过对用户信息进行管理或禁用某些程序，使一些丢失的数据还原，保护用户系统的利益，从而保护整个系统。系统化机械设计方法通过多种方式对用户系统进行合理保护：
（1）利用一些软件对硬盘中的信息进行管理；
（2）有效地隐藏备份，如系统化机械设计方法可以还原一些丢失的文件、更改文件属性或对文件加密等。
2.2.3. 局部或全局性设计方法
国内现代化机械设计方法理念较之以前更为全面，实用性更强。现代化机械设计理念更为科学，通过它可以全面了解整个机械设计过程，系统地对整个机械设计过程进行监测或督查，以提高工作效率。
3. 现代机械设计的研究进展
现代机械设计全面发展。随着科技的不断进步，现代机械设计方法逐渐面向大众，适应市场化的发展需求。
3.1.全球化。机械设计全面发展，在全球化的进程当中占据着非常重要的地位，所以面向全球化是机械设计发展的必然趋势。
3.2.网络化。在机械设计的发展中，很多人认为机械化与网络没有太多的联系，但事实上这种思想是错误的，当今社会网络化越来越成为大众交流发展的一个平台，任何事情在网络化这个大平台中都可以得到讨论，因此机械化设计是与其紧密相连、密不可分的。
3.3.虚拟化。设计过程本身就是一个抽象的过程，自然带有一定的虚拟色彩。
3.4.自动化与绿色化。这是现代机械设计中较为先进的一种科学理念，设计者应有效地利用这种理念进行设计，以提高机械设计工作的效率，降低能耗。
4. 结语
随着我国机械制造产业的不断发展，我国的机械设计理念也需要不断更新。高质量、高生产率一直是机械设计的主要目标。因此，21 世纪机械设计应朝着柔性化、灵捷化、智能化、信息化、网络化、绿色化的方向发展。
参考文献：
机械手论文篇6
关键词：中职院校 教学改革 机械制*** CAD技术 课程改革
中***分类号：G718.3 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.087
在中职院校教学开展中，机械制***以及CAD课程是中职院校理工科专业的两门重要的专业基础课程，对于中职院校教学开展以及教学目标的完成实现等，都有着非常重要的影响和作用。随着教学实践中教学改革的不断深入，中职院校机械制***以及CAD课程教学中也进行了相关改革与创新，但是结合当前中职院校机械制***以及CAD课程教学中的改革状况，教学实践中并没有将机械制***以及CAD两门专业基础课程的教学与改革进行完全融合实现，导致教学实践中一部分学生对于机械制***的教学学习兴趣比较浓厚，而另一部分对于CAD技术的学习积极性比较高的偏科情况，严重影响中职院校的教学质量与水平提升，对于学生理论知识以及实践能力的培养提升，也十分不利。针对这一情况，在中职院校教学改革中，就应注意将两门教学学科结合与联系起来，通过有效的教学改革措施与方法，实现对中职院校机械制***与CAD双重教学改革的推进发展，以促进中职教学改革发展。
1 中职机械制***课程改革必要性分析
结合中职院校教学开展以及课程设置的具体情况，在中职教学开展中，机械制***以及CAD两门课程是一种***设置并单独授课的形式状态，它是在结合教学大纲的要求与规定基础上，通过教学模型以及挂***等教学方式手段，以教具在黑板上绘制***形的方式，对于学生进行绘***原理以及绘***方法、实际绘***操作等的教授学习，这种教学方法与模式相对具有较好的教学效果。但是，近年来，随着机械制***课程教材的改革发展，机械制***教材在制定过程中，由于教学课时的缩减，导致教材中关于画法几何部分的内容知识也做了大量的删减，但是教学中对于学生绘***原理知识掌握以及能力培养的要求并没有降低，针对这类情况，原有的较为传统并且落后的机械制***教学方式已经不能够适应教学改革的发展，对于学生机械制***知识能力的培养也具有一定的局限性作用，因此，为了保证中职院校机械制***教学效果，提升教学水平，就需要对中职院校的机械制***教学方法进行改革提升，以保证中职机械制***教学质量。
另一方面，在计算机技术的应用发展推动下，中职院校机械制***教学中也面临着新的挑战与问题，应用计算机技术或者是信息化手段，实现中职院校的机械制***教学开展与发展，也逐渐成为中职院校当前教育改革与发展中的重要趋势。其中，CAD软件就是计算机技术发展下实现的一种计算机绘***应用软件，在机械制***中应用比较广泛。通过CAD软件进行机械制***，不仅能够极大提升机械制***的质量与效率，同时与传统的手工机械制***方法相比，具有比较明显和突出的制***应用优势。此外，CAD软件在机械制***应用中，与传统手工制***方法相比在***纸的重复利用以及制***文件的保存、管理上，也都有比较突出的特征优势。因此，在进行中职院校机械制***与CAD课程的教学开展中，应注意将两种课程特征进行相互联系，并注意教学方式的结合利用，以实现对中职院校学生绘***与制***能力的培养与提升。
2 中职院校机械制***与CAD教学改革与实践探析
结合上述中职院校机械制***教学改革的作用意义以及必要性，在进行中职院校机械制***以及CAD课程的教学改革实施中，应注意在对两门课程之间联系性分析基础上，结合两门课程的教学特点，采取有效的方法措施，实现对于中职院校机械制***以及CAD的教学改革实现。
在中职院校的教学开展中，机械制***是CAD课程教学开展与实现的基础，同时CAD对于机械制***教学具有积极的促进作用和意义。因此，在进行中职院校机械制***以及CAD的课程教学开展中，不能够将两门课程进行***教学划分与设置，进行CAD教学中不能够脱离对于机械制***教学课程中专业知识的学习掌握，只有在对两门课程中的基本制***理论以及投影规律、表达方法、制***标准等全面掌握和了解的基础上，才能够实现对中职机械制***以及CAD课程知识与能力的学习掌握，实现社会发展中所需求人才的培养实现。
通常情况下，在进行中职院校机械制***以及CAD课程特点有机结合的教学改革中，比较常见的教学改革应用模式主要有***式以及添加式、整合式三种，不同教学模式在教学实践中所采用的方法手段有不同，但是都是对机械制***与CAD课程特点的有机结合体现。进行中职机械制***与CAD课程结合下的教学改革，首先应注意在对中职院校机械制***以及CAD教学课程设置中，将机械制***以及CAD课程中所包含的基本知识内容以及投影理论等进行合理设置，以达到在教学过程中相辅相成，共同促进教学改革提升的作用。其次，在进行中职机械制***与CAD结合下的教学改革，还应注意对现代多媒体教学手段以及方法的引进应用，以促进中职机械制***与CAD教学方式与手段上的改革创新。最后，实现中职院校机械制***与CAD结合下的教学改革，还应注意通过加强对学生制***、绘***练习以及对学生的创新能力进行引导培养、促使学生良好学习习惯养成、改革教学考核方式等方面，实现对于中职机械制***与CAD课程的教学改革。
3 结束语
总之，机械制***以及CAD课程作为中职院校理工专业的两门专业基础学科，其教学改革的质量与效果，关系着整个中职院校教学改革的质量效果，同时对中职院校职业人才的培养形成有着重要的影响和作用，具有较大的分析探讨价值。
参考文献：
[1]但堂咏，关智泳.中职《机械制***》课实践教学改革新论[J].职业教育研究，2008，（11）.
[2]陈艳.项目教学法在中职《机械制***》教学中的应用[J].职教论坛，2012，（20）.
[3]刘虹，辜文娟，蒋丽珍.中职机械制***课程教学改革探索[J].职教论坛，2012，（35）.
机械手论文篇7
【关键词】机械设计基础 教学 创新能力
【中***分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）01-0227-01
一、前言
机械设计基础实际上包括了机械原理和机械设计两门课的内容，它囊括了从机械方案设计（原理设计）、参数设计到结构设计的所有内容，它是高等工科院校近机类和非机类各专业必修的一门技术基础课程，主要研究机械中的常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法等，为学生学习后续课程和将来从事工程技术工作打下良好的技术基础，对培养学生的设计思维和创新能力有着非常重要的作用。因此，机械设计基础不仅在教学计划中有承上启下的作用，而且在人才培养上还有其特殊的作用。
现代机械产品中机电一体化技术的应用日益广泛，机、电、光、液、气一体化趋势越来越明显，它们的优点已日益显现出来。所有这一切都要求机械设计基础课程的体系、内容和教学方法与科学技术发展趋势相配合，与社会需求相一致。但是，目前机械设计基础课程仍存在许多不能适应现代人才培养需求的问题，如联系工程实际不够、实践教学环节薄弱、对学生创新能力培养不够等。因此，有必要且必须对机械设计基础课程进行改革。
二、机械设计基础课程的体系结构
在课程内容体系的构建上，突破该课传统内容的不系统性和零散性，构建以机械系统设计为主线，创新能力为培养目标新的课程体系框架。该体系突出了机械的整体观、系统观、创新观和发展观，从总体和系统的角度将教学内容拓展为“五大模块”，行成课程的知识体系和“四位一体”，即理论教学、课程实践、课程设计和课外实践的课程体系。新的课程体系更加贴合工程实际和人才培养的规律，充分体现了学生设计能力培养的循序渐进性。
三、实践教学内容体系的构建与学生创新能力的培养
学生对知识的掌握和创造能力的行成，最终都将通过实践活动来检验。实践活动，特别是创造性的实践活动，是培养学生创造性思维、创造技能及实现创造目标的手段和桥梁，是培养创新能力的重要环节。针对机械设计基础课程中工程应用性极强这一特点和目前实践环节薄弱的问题，我们对实践教学内容进行了改革与重组。
（一）加强实验室建设，充分发挥实验室职能
在原有的机械原理、机械设计陈列室的基础上，补充一些新型的机构和典型机械的模型和实物。我们在一些工矿企业，收集了各种典型的失效零部件和各种机械，为学生认识零件的失效情况和学生亲自动手拆装机器认识掌握各种传动方式提供条件。为加强学生创新设计的能力和动手能力，机械学院每年主办一次机械创新设计大赛。
（二）开设创新性的课程设计
以前机械设计基础的课程设计大多是给定题目和参数，让学生一步一步计算下去，几乎没有创新的空间。现在机械设计基础的课程设计采用灵活的选题方式，学生可以自主的拟定题目来进行设计，或是对自己熟悉机械的缺陷进行改造。采用这种课程设计的方式之后，发现大大提高了学生对课程设计的积极性与兴趣，从而还培养学生的实践能力和创新能力。
（三）加强课外综合实践，开展创新竞赛活动
为了提高学生的创新设计能力，激发学生的创新热情，为学生的实践训练和创新活动提供宽广的平台，为学生个性化教育创造广阔的空间，促进学生对所学知识的融会贯通，实现“发现问题、分析问题、解决问题”能力的全程训练。大力开展创新竞赛活动，如机械设计竞赛、机械设计创新论坛等，我们每年定期举办一次机械创新设计大赛，使学生对其设计的项目进行评价，从而活跃学习气氛。实现由知识积累向能力培养的转变。
四、教学方法和手段的改革
（一）采用多种适宜的教学方法，注重学生创新能力的培养
在课堂教学上，结合不同的讲授内容采用不同的讲授方法，如启发式、案例式、讨论式等。如在讲授机构这一部分内容时，注意结合实例介绍机构的创新与应用，开展讨论式教学，给学生一些小型的具有新颖性、趣味性和实用性的设计题目，如电动黑板擦、升缩式梯子、硬币分选机等由学生当堂提出设计方案并在课堂上进行讨论，以引导学生积极思考，激发学生的创造性。
（二）采用现代化的教学手段，提高课堂教学的质量和效率
多媒体CAI课件的网络资源共享随着计算机网络的快速普及和计算机辅助教学的发展，计算机辅助教学软件已经逐渐成为辅助教学的重要工具。传统的辅助教学课件只能反映某种教学策略，教授知识的重点和难点，但由于其是特定的、封闭的和整体型的系统，所以很难适应千变万化的教学需要。因此，基于多媒体CAI课件的网络资源共享与实现已经成为计算机辅助教学发展的必然[1]。
（三）开展课堂讨论，为学生的创新活动搭建舞台
在教学过程中教师应营造一种和谐的氛围，采用启发式、讨论式教学，开放式地管理和控制课堂教学活动的进程，发挥教师的主导作用，学生在教师创设情景的帮助下，主动地进行探索式、发现式学习，充分调动学生的认知主体作用，从而达到教学的终极目标――培养学生的创造性思维，最大限度地挖掘每一个人的潜力[2]。这样的训练使学生拥有了信心，感觉到了成功，学习的积极性就会提高，其创造性思维能力也会随之提高。
（四）提高学生自学能力
课堂讲授内容与教材内容必须明确规定自学的课程内容与要求，强制学生自学。并将习题、作业作为“自学”与“应用实践”的主要环节，明确要求，进行考核，从而加强学生自主学习的能力和分析应用能力的培养。为了“自学”的可行有效，注意自学内容的选择应是课堂讲授中已提供了相应的基础，是学习必须掌握或了解的内容。还适当安排一定时间的课堂讨论与点评，以督促学生自学，帮助更好掌握相关的内容。
五、结束语
在机械设计基础的教学实践中，本人最有体会的是教师如何在学时少，学生对机械的感性认识和实践经验缺乏的情况下培养他们较高的工程素质和较强的机械设计能力，并且能够很快适应社会的需要，尽快成为不同领域的专业人才。
参考文献：
[1]于霞. 机械设计基础课程教学探讨.科教丛书，2007（3）；254
[2]李国斌.在机械设计基础课程教学中培养和提高学生的创新能力.番禺职业技术学院学报，2007（6）：53～55
机械手论文篇8
关键词： 《机械基础》 课程兴趣 教学策略
《机械基础》是中职学校机械专业的基础课程，学好这门课程既要求学生有一定的形象思维能力，又要求学生有较强的记忆能力。中职学生大多文化基础较差，实践经验不足，对中职学生而言，这门课的学习就有了一定的难度。因此，如何在《机械基础》课堂教学中增强教学效果，是教师在教学活动中不断摸索的问题。教研组对此进行了专题讨论与经验分享，收获颇多。
一、问题研究
在机械教研组活动中，针对如何学好《机械基础》这门课程，老师们根据日常教学过程中的经验，并结合具体实例进行深刻的讨论。
黄老师：汤菁为2011年级机电1班的学生，她是一名性格内敛平静的女孩，学习很用功，文化课成绩也很好，但是《机械基础》的成绩很不理想。
针对这样的情况，黄老师找汤菁谈心，学生也道出心中的想法：（1）自己对机械专业不感兴趣，但是爸爸是做机械工程的，所以希望自己将来能够接手他的事业，可是自己尝试下来，还是对这些不感兴趣。（2）在听课的过程中认为很困难，尽管上课逼着自己去听、去记，但是对空洞抽象的理论知识依旧一知半解，久而久之，对这门课完全失去兴趣与信心，考试成绩便可想而知。
对于这种现象，谭老师认为，学生只有在了解本专业的基础上，才有可能产生学习的念头与动力。要使他们真正爱上所学专业，培养学生对课程的兴趣是很重要的。针对谭老师的观点，我们对2011级机电班进行问卷调查：“你对机械专业感兴趣吗？”“你为什么要选择机械专业？”
调查结果显示，有一半的学生对机械专业没有任何兴趣，我们将这些对机械专业不感兴趣的学生一学期以来的月考成绩及平时的作业与笔记进行了分析，发现他们的《机械基础》考试成绩不理想，对于这种状况下产生的结果，大家达成共识。
二、策略分享
我们将这次教研活动中讨论的结果与达成的共识落实到《机械基础》教学活动中，做了一些有益的尝试。
1.培养学生对机械专业的兴趣。
作为教育者来说，我们首先要做的就是增强他们的自信心，并且以自己所选择的专业而自豪。我们要让他们了解机械的发展史，了解机械对于人类社会的进步作出的巨大贡献。通过由古至今的机械实例，以及对机械行业未来发展前景的展望，学生眼睛里流露出强烈的求知与探索的欲望。这说明通过激发学生的兴趣，增强学习效果是切实可行的，效果也是立竿见影的。
2.改变教学模式，改进教学方法。
兴趣是学习的最好老师，在学习中变“要我学”为“我要学”，学习效果必然显著。教师在组织教学活动中应该善于引导学生以形象思维手段理解和把握一些概念和理论，这样就会收到化难为易、事半功倍的效果。例如在《机械基础》课的教学过程中，各种机械的运动形成，学生初学时没有这方面的感性认识，很难想象其中的运动和力的传递情况，若利用形象化教具，就可以启发学生进行积极思维，教师再适时引导。
《机械基础》课程中，仅靠想象对初学者来说是不易理解和掌握的，可以利用多媒体课件解决这一难点。如《平面连杆机构》，自制的铰链四杆机构的操作和讲解，虽然能直观地表达铰链四杆机构的运动，但讲到其基本性质、急回运动、极限位置、死点位置及机构的演化时力不从心，采用多媒体课件教学就轻松地解决这些问题，大大提高学生的学习积极性。
从以上方案的具体实施效果看，学生的学习兴趣有了很大的提高。从这些方案的讨论与制定过程看，《机械基础》这门课教与学的研究，应更注重学生兴趣的培养，并采用多种教学手段和途径，让他们在学习中感到学习乐趣，产生一定的成就感，从而获得良好的学习效果，保持浓厚的学习兴趣。
参考文献：
[1]胡家秀.机械基础.机械工业出版社.2005，1：23.
[2]佚名.中职《机械基础》教学思考.中华硕博网，2.
[3]许佩群.浅析《机械基础》课程教学.易起论文，18.
机械手论文篇9
中职机械制造一体化模块式教学的开展，可以实现现代机械制造课堂内容逐步丰富，学生的知识学习领域进一步拓宽，为了满足学生课堂学习的知识广泛性，发挥学生课堂学习的主观能动性，中职院校必须保障教学师资队伍建设。教师不断地提高自己的教学能力，例如：教师结合机械制造的专业知识，对教学中遇到的机械运动课堂记录进行认真反思，结合学生的学习状态，合理调整教学形式和教学理论，优化中职课堂教育的教学效果，不断提升自身的教学能力；另一方面，中职机械制造卡开展一体化模块教学，中职学校可以进行教师动手实践，积极组织教师进行学科调研，例如：某中职学校积极开展机械制造指导教师进行一线实践，并组织调研成果比赛，该校机械制造教学教师能够充分应用本次调研机会，合理进行中职机械制造一体化模块教学的师资力量在实践中得到全面提高。此外，中职机械制造一体化模块教学实现师资队伍建设不仅对教师的专业能力进行提高，同时进行加强中职教师的教育理念和教育方式的引导，中职机械制造的学生的文化素质较低，教师进行机械制造的专业知识教学中，也要对学生进行德育教育和引导，达到一体化模块教学的研究全面性开展。
二、整合教学资源
机械制造专业的一体化模块教学开展，院校实现教育资源的综合应用。机械制造的理论知识开展模块式教学时，要善于抓住理论知识的教学重点。例如：机械制造中对于机械的运动的探究，主要分析运动的有用功和机械运作的受压能力。依据教学的理论知识，教师进行实践指导，从而实现现代机械制造领域的知识进一步优化与探究。
三、优化配置教学知识结构
一体化模块教学的开展，也需要机械制造教学知识结构的优化配置，中职学生的教学知识结构相对庞大，知识结构零散，为了发挥一体化教学的优势，中职教师进行课堂教学前，做好教学知识的教学规划。例如：机械制造中进行技术教学时，将机械制造的知识结构分为大型机械的知识理论，精密机械零件加工的知识结构，为中职教学的开展提供了相对优化的教学配置，发挥中职机械制造一体化模块教学的作用，达到中职机械制造教学学科的人才培养结构的完善。
四、提倡创新型教学
中职机械制造一体化模块教学的开展，是现代教育体制得到进一步优化完善的重要体现，教师开展教学中，必须坚持一体化模块教学模式适应学生的学习模式，实施学生为主体的创新型教学模式。例如：教师开展机械制造一体化模块教学中，采取教师示范，学生进行实践模仿，同时开展课堂教学课堂讨论，学生能够依据学习的理论知识，进行主动的动手探究，对机械制造中，零件加工和机械有用功的计算进行分析，并分析不同状态中机械运作的速率，机械后期应用的寿命评估等技术形式，充分发挥学生是教学课堂主体的作用，将理论知识与实践机会一体化，同时也进行现代知识的应用规划，发挥一体化模块教学在中职机械制造课堂教学中的作用。
五、多样的新型教育手段
一体化模块教学的开展，需要新型教学手段作为基础，例如：计算机大数据处理技术，计算机智能化系统的开发，机械制造材料加工自动雕刻，机械零件尺寸检验矫正技术，中职机械制造一体化模块教学的开展，应用多种新技术作为现代教学课堂学习与操作的一项内容。这种新技术的探究应用，使中职机械制造一体化模块教学的内容更丰富，为现代中职学生的专业知识的深入探究提供了更加广阔的应用空间。
总之，社会经济发展速率的提高，为社会教育事业的发展提供了物质基础，同时教育人才培养方式也逐步适应社会发展的需求，以综合性人才为主，达到中职专业人才的理论知识与实践能力的同步提高。教学体制一体化模块化教学，实现了教学知识与专业实践相结合的教学，一体化模块化教学将中职教育的内容进一步丰富，使教学结构更加完善，为学生的专业技术应用与创新提供了发展平台，也是我国教育体制改革发展的直接体现。
作者:彭平 单位:甘肃省定西理工中等专业学校
参考文献：
［1］孙庆志．中职机械制造一体化模块式教学的实践［J］．科学中国人，2016，21：310．
机械手论文篇10
【关键词】机械原理课程；科学方法；科学思维
高等学校机械类专业在对学生进行教育时，不仅需要学生掌握基础理论知识，还需要学生具备机械设计创新能力，因此需要加强科学方法及科学思维教育。如何培养学生机械创新设计能力是机械专业教师最为关注的问题。机械原理课程作为机械类专业学生必须要学习的技术基础课程，其包含机构学和机器动力学等基本理论，且需要培养学生具有初步设计能力，使学生在以后深入学习和工作中，具有更好的理论基础和创新能力。
一、机械原理课程教学现状
机械原理课程涉及到机构学、机器动力学、机构设计等，对学生数学、物理、力学等基础知识要求较高，而且机械原理课程具有理论性强、实践性强，涉及内容广泛等特点，因此学生在学习过程中会具有一定的困难，给教师带来一定的教学困扰。
在传统机械原理课程的教学中，教师为了提高教学效率，往往会直接将机械原理课程的问题、内容及结论直接传递给学生，并让学生通过反复应用和死记硬背的方式，强行记住课程内容。然而这种教学方法会让学生无法明白结论的缘由以及课程内容中涉及到的公式从何而来，从而导致学生在学习和应用所学内容时，只懂得生搬硬套，不知道结论和公式的意义，不利于培养学生的主观能动性，并会让学生渐渐失去学习机械原理课程的热情。学生被动接受知识的教学方式，且在学习过程中缺乏主动思考，会影响学生的创新能力，与如今我国机械制造业需要创新性人才的要求不符。如今我国主张素质教育，致力于培养学生的创新意识和创新能力，因此机械原理教师需要加强对课程教学结构和教学方法的改进。
二、机械原理课程科学方法及科学思维教育途径
（一）研究教学法
机械类专业学生在进行机械原理课程的学习时，不仅需要注重掌握课本知识，还需要注重掌握学习过程，从而获得自主学习的能力。研究教学法主要是通过设置问题，并引导学生进行研究和探讨，从而让学生自主掌握相关知识的教学过程。在设置问题时，要注重问题的新颖性，确保可以引起学生的学习兴趣。
如教师在进行机构组成教学时，首先可以引导学生了解机构组成原理，让学生明确基本结构加若干个基本杆组可以组成任何平面机构。随后教师可以通过多媒体播放一张机械机构的结构***，并让学生通过观看该结构***，分析此机构能否完成其工作，符合机械机构设计师的设计要求。这种通过将理论与实际结合起来的教学方法，可以很快提起学生的学习兴趣，让学生利用所学知识及课程知识，对该结构***进行分析和讨论，从而活跃了课堂氛围，并让学生进入主动思考模式中。教师需要引导学生分析该机构***存在哪些问题，如何进行改进，让学生有明确的思考方向，并在该方向中应用发散性思维进行教学内容的思考，并用于在课堂上发表自己对结构***问题的看法，并提出改进措施。学生学过思考和讨论之后，会更加具有学习热情。
另外教师还可以让学生通过参观机构模型，让学生将课本知识与实际机构模型结合在一起，从而将思维中比较模糊和抽象的知识，形成具象、生动的知识。学生在谈论学习和参观学习之后，会逐渐认识到机械原理是从机械应用逐渐发展而来，在提起学生学习兴趣的同时，使学生的思维更加灵活和实际。
（二）理论与实践结合
机械原理课程具有理论性强、实践性强等特征，教师不仅需要让学生掌握理论知识，还需要让学生通过动手实践，在提高动手能力的同时，巩固理论知识。另外学生通过动手实践，可以针对实际工程中存在的问题进行分析，使学生的思维更加灵活。
如教师在进行连杆机构的解析法运动教学时，如果只进行公示推导和求解，往往会让学生不知所云，感到教学的枯燥和乏味。此时教师可以让学生自主进行连杆机构的运动分析，并结合软件编程，让学生自主绘制出运动曲线，从而提高学生的实际应用能力，让学生更加具有学习热情。
（三）机械创新大赛
我国很多地区和学校都有机械创新大赛，教师可以组织学生成立创新设计小组，让学生通过自主创新和实践，设计出具有新颖性和实用价值的机械。为了让设计小组有更加全面的思考方向，可以让不同专业的学生给出设计意见，从而有效培养学生的思维创新能力和动手实践能力。
如2012年曾有学生利用行星齿轮的自传和公转，设计出能够全面无死角清洗鞋面的鞋面清洗机。该机械设计不仅具有创新性，还具有一定的实用价值，并可以让其他学生进行参考和学习。
（四）论文考核
为了培养学生自主思考能力和创新能力，教师可以学生撰写科研报告的形式，作为考核方式。学生可以根据教师提供的方向，自主进行课题的研究，并通过查阅相关资料和自主实验获得数据，从而撰写科研报告。该种考核方式可以有效让学生主动学习和探讨，有效培养学生的创新能力，且学生在撰写科研报告过程中，可以进一步巩固课本知识。
结束语
综上所述，机械原理课程需要学生完善掌握理论知识，具备良好的实践能力和创新能力，因此需要加强科学方法和科学思维教育。通过上述分析可知，机械原理课程教师在教学中需要注重理论与实践的结合，通过让学生自主学习和设计，起到培养学生的创新意识和创新能力的效果。
参考文献
[1]张毅杰，孔令琼，施杰，邹欢，管毓斌.基于UG平台的机械原理课程设计新模式探究[J].中国现代教育装备，2013，03：70-72.
[2]孙建荣，杨超君，马如宇.机械原理及设计创新型教学的研究与实践[J].教育教学论坛，2013，41：225-226.
[3]张蔚，李映平.面向设计的机械原理课程教学改革的探索和实践[J].教育教学论坛，2013，36：213-215.