GPC-1智能液壓實驗臺設(shè)計開題報告

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1、 畢業(yè)設(shè)計開題報告 課 題 名 稱： GPC-01型智能液壓實驗臺設(shè)計 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 所在院(系)部： 機 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱： 機械設(shè)計制造及其自動化（流體傳動與控制） 2017 年 3月 13日 說

2、 明 1．根據(jù)南京工程學(xué)院《畢業(yè)設(shè)計(論文)工作管理規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告》，由指導(dǎo)教師簽署意見、教研室審查，系教學(xué)主任批準(zhǔn)后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(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（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設(shè)計開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學(xué)生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于2000字，沒有經(jīng)過整理歸納，缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊

3、而成的開題報告按不合格論。 5．開題報告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計開題檢查后，應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報告。 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 職 稱 所在院(系) 機械工程學(xué)院 課題來源 自擬課題窗體頂端 窗體底端 企、事業(yè)單位委托課題 課題類型 畢業(yè)設(shè)計 課題名稱 宋體五號，以下四行同 GPC-01型智能液壓實驗臺設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計的 內(nèi)容和意義

4、 課題背景： 1795年，英國人約瑟夫發(fā)明了世界上第一臺水壓機，標(biāo)志著液壓傳動技術(shù)應(yīng)用的開始。受到當(dāng)時制造工藝限制，其發(fā)展緩慢，直到上世紀(jì)二三十年代，才開始制造液壓元件并在機床上首次應(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)、計算機技術(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。如今液壓傳動技術(shù)正向著高速高效、低噪音低消耗、機電液一體化方向發(fā)展，是自動化技術(shù)的重要組成部分。液壓傳動技術(shù)與電子機械技術(shù)緊密結(jié)合，對加快我國自動化技術(shù)的發(fā)展速度，搶占技術(shù)制高點乃至

5、整個現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展都有重大意義。 課題內(nèi)容： GPC-1型智能液壓實驗臺是在傳統(tǒng)液壓傳動綜合教學(xué)實驗裝置基礎(chǔ)上，增加了智能化測試與分析手段，流量、壓力及轉(zhuǎn)速等參數(shù)均采用傳感器測量，通過數(shù)據(jù)采集卡和計算機連接，實現(xiàn)計算機智能數(shù)據(jù)采集、分析、處理、即時顯示、曲線自動生成等功能。是跟蹤現(xiàn)代化液壓工業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)機電一體化教學(xué)的新型液壓傳動與控制綜合實驗臺（中低壓系統(tǒng)）。 課題意義： “液壓與氣壓傳動”是本科工科院校機械類專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課程，其具有很強的實踐性，液壓實驗是該課程理論教學(xué)的重要環(huán)節(jié)和必要補充，液壓實驗臺的出現(xiàn)，讓學(xué)生能夠通過實驗教學(xué)，親身接觸液壓元

6、件和液壓系統(tǒng)，通過自己動手搭建液壓油路，親自檢測液壓傳動過程中的參數(shù)，全身心感受液壓傳動的特點。液壓實驗臺也正使得教學(xué)理論與實踐緊密結(jié)合。為了適應(yīng)當(dāng)今科技快速發(fā)展，滿足現(xiàn)代化液壓教學(xué)要求，本文設(shè)計了一種通過計算機控制的智能液壓實驗臺，提出了液壓實驗臺的系統(tǒng)總體方案，并將計算機仿真、界面設(shè)計等應(yīng)用于該實驗臺，使得該液壓實驗臺在實驗教學(xué)中有了更大的發(fā)展前景。 液壓傳動是一門實踐性很強的課程，學(xué)生普遍感覺在學(xué)習(xí)中缺乏具體的參照，針對這門課抽象的特點，理論教學(xué)必須要用做實驗來彌補，實踐出真知，實踐是對理論教學(xué)的一種完善。通過實驗教學(xué)對學(xué)生所學(xué)的液壓原理進行驗證，了解液壓工作過程及其液壓元件的具體構(gòu)造

7、、結(jié)構(gòu)特點等，驗證液壓回路的功能和回路構(gòu)成及特點；用理論指導(dǎo)實驗，增加原有結(jié)論的深度和廣度。 現(xiàn)在工科學(xué)校的一般液壓實驗教學(xué)還不完善，實驗設(shè)備還比較簡陋，功能不全，效果不明顯，教學(xué)方法落后跟不上時代的發(fā)展的需要。現(xiàn)在學(xué)校進行的液壓實驗一般分為兩大類，一類是特性實驗，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)并驗證工作原理；另一類是回路組裝實驗，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生讀圖識圖組裝調(diào)試等綜合能力。而液壓實驗臺綜合了這兩個方面的因素，是很好的液壓實驗教學(xué)平臺，可以通過這個教學(xué)平臺很好解決理論與實踐脫離不能有機結(jié)合的弊端，學(xué)生可以通過實際操作，實際觀察和感受液壓工作過程，既可以觀察到液壓元件的動作，還

8、可觀察得到整個液壓系統(tǒng)的或一個部分液壓系統(tǒng)的工作狀況。根據(jù)液壓教學(xué)工作者的體會，設(shè)計一種計算機控制、具有計算機仿真的、機電一體化的教學(xué)實驗臺尤為必要。讓學(xué)生自主搭建回路、觀察元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對實驗過程進行動態(tài)跟蹤顯示，對實驗結(jié)果自動進行分析處理，提高實驗精度，了解液壓元件的特性，使學(xué)生能正確設(shè)計液壓系統(tǒng)，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，將抽象的理論技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蟮膶嶒灛F(xiàn)象，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體會液壓技術(shù)的神奇，提高教學(xué)的實效性和實踐性。 文獻綜述

9、 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢： 傳統(tǒng)液壓實驗臺基本都由傳感器和儀表等組成，以秦川機床廠的QCS系列實驗臺為例，液壓系統(tǒng)介質(zhì)的幾個物理量如壓力、流量的測量都是采用機械式的裝置進行測量：系統(tǒng)液壓油壓力采用機械結(jié)構(gòu)的油壓表來測量；流量則用齒輪式結(jié)構(gòu)流量計來進行測量。在實驗過程中，主要由儀表和實驗人員記錄數(shù)據(jù)，然后操作者根據(jù)實驗采集的數(shù)據(jù)進行分析處理，得到設(shè)備的性能。這種方法需要操作者熟練的技能，且勞動強度大，自動化程度不高、功能單一、實驗精度不高；由于元件不透明，無法讓學(xué)生直觀感受液壓元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和油液流動的過程，增大了學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的難度。最主要的是這種實驗臺是以演示和

10、驗證為主，每個設(shè)備制定的實驗都是固定的，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)要求為液壓實驗臺的發(fā)展提供了發(fā)展動力和發(fā)展空間?，F(xiàn)在高校用的比較多的是以下幾種： ①透明式。這種實驗臺的油液調(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)和油液流動情況，大大提高了直觀性。缺點是采用塑料油管，壓力較低，閥體是玻璃構(gòu)件不已維護。 ②快速插接式。這種實驗臺具有靈活的快接接頭，閥體采用可靠的卡扣式安裝在實驗臺上，所配備的元件均為工業(yè)元件，插裝方便，不易泄漏，實驗臺有模塊化的特點。各個液壓元件與相應(yīng)連接的電氣

11、線路可組成電液控制系統(tǒng)，還能擴充為PLC控制、單片機控制、計算機控制的綜合性實驗裝置。 ③帶計算機技術(shù)的復(fù)合型實驗臺。計算機技術(shù)的應(yīng)用，使得試驗臺在測試數(shù)據(jù)方面具有優(yōu)勢：（1）計算機測試方面：數(shù)據(jù)采集卡和傳感器的使用使得測試數(shù)據(jù)進入計算機并輸出相應(yīng)曲線，改變了以往要人工測試時間位移流量等物理量并記錄數(shù)據(jù)最后描點作圖的實驗流程，計算機減少了實驗誤差，提高了特性試驗的自動化程度。（2）仿真建模方面：通過仿真軟件建模，進行初期設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。（3）遠(yuǎn)程教育：計算機的各種語言可構(gòu)建虛擬實驗環(huán)境，并通過網(wǎng)絡(luò)實現(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)的更新決定著實驗臺的發(fā)

12、展趨勢分為模塊化、智能化、虛擬儀器化這幾個大方向。工業(yè)控制計算機的運用變得越來越普遍，因為工業(yè)控制計算機上可承載組態(tài)軟件，用戶自己研發(fā)的軟件及其其他軟件，利用仿真軟件繪制動畫，組態(tài)軟件的加入使得靜態(tài)畫面隨著實驗對象產(chǎn)生動態(tài)效果。[9] 參考文獻： [1]成大先.《機械設(shè)計圖冊》 化學(xué)工業(yè)出版社?2000? [2]雷天覺.《新編液壓工程手冊》 北京理工大學(xué)出版社 1998 [3]王文斌.《機械設(shè)計手冊》（4卷）機械工業(yè)出版社?2004? [4]汪業(yè)常.《淺談液壓實訓(xùn)臺的開發(fā)與液壓實踐教學(xué)》?蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院報 [5]李斌.《電氣控制綜合實驗臺的設(shè)計》 機械工業(yè)與自動化 2007?

13、 [6]賈銘新.《液壓傳動與控制》 第二版 國防工業(yè)出版社 2001? [7]吳永明，陳建華.《計算機輔助設(shè)計基礎(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.《交流液壓實驗臺的研制與實踐》 燕山大學(xué)? [10]賢焱.《液壓傳動與控制》 重慶大學(xué)出版社 1993? 研究內(nèi)容 GPC-1型智能液壓實驗臺是在傳統(tǒng)液壓傳動綜合教學(xué)實驗裝置基礎(chǔ)上，增加了智能化測試與分析手段，流量、壓力及轉(zhuǎn)速等參數(shù)均采用傳感器測量，通過數(shù)據(jù)采集卡和計算機連接，實現(xiàn)計算機智能數(shù)據(jù)采集、分析

14、、處理、即時顯示、曲線自動生成等功能。是跟蹤現(xiàn)代化液壓工業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)機電一體化教學(xué)的新型液壓傳動與控制綜合實驗臺（中低壓系統(tǒng)）。學(xué)生需要在設(shè)計的實驗臺中完成：1.壓力形成實驗；2.液壓泵性能實驗；3.溢流閥靜動態(tài)性能實驗；4.節(jié)流調(diào)速回路性能實驗；5.比例閥性能實驗。 研究計劃 第一周：畢業(yè)實習(xí)，查閱資料 第二周：熟悉課題，撰寫開題報告 第三周：擬定方案 第四周：液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計 第五周：液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計 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 第九周：電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 第十周：電控柜設(shè)計 第十一

15、周：PLC端子接線圖 第十二周：零件設(shè)計 第十三周：編制實驗系統(tǒng)指導(dǎo)書 第十四周：編寫設(shè)計說明書 第十五周：完善設(shè)計說明 第十六周：準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 特色與創(chuàng)新 在液壓實驗臺中加入流量計、壓力計以及位移傳感器，以在實驗中實時獲取液流的流量、壓力以及液壓對頂缸的桿伸出位移數(shù)據(jù)，參數(shù)曲線在計算機界面上清楚地呈現(xiàn)，為了可以實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件運動的變調(diào)速功能，特在系統(tǒng)中新加入比例閥。開放式的教學(xué)平臺，讓學(xué)生可以發(fā)揮想象，自己搭建油路，模擬液壓系統(tǒng)運行，記錄參數(shù)。 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見 院部意見 主任簽名： 年 月 日 教學(xué)院長簽名： 年 月 日