机械开发设计范文

导语：如何才能写好一篇机械开发设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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1.结构模块化设计

模块化设计通过对产品某一范围内的功能的差异或者同一功能的性能以及规格的差异进行分析，进而划分和设计出功能模块，再选择和组合不同模块从而构成差异化的产品，用以满足产品市场多样化的需求。基本的模块化结构应有标准化接口，同时是集成化、通用化、系列化、经济化、灵便化、层次化，具有相关性、互换性和相容性。我国基于CAD技术和软件的构件技术，把组合设计和变形设计结合在一起，按照分级模块化相关原理，加工中心机床被分为从大到小的产品、部件、组件和元件四个级别，同时运用CAD技术和专家知识把它们构建成不同功能品种、不同性能规格的模块，最后把这些模块组合到不同加工中心形成总体方案。

2.依据产品特征、专家知识的设计依据产品特征、专家知识的设计技术方法是指运用计算机语言来描述被研究产品的特征及相关产品开发设计领域专家的经验和知识，然后构建对应知

识库以及推理的机制，再用已经存储的知识和构建的相关推理机制进行产品开发的方案的设计。机械产品开发的方案设计依据该设计领域产品的特征及专家知识进行相关推理以及做出决策。主要采用编码法、建立知识库、设计目录法等方法。

3.智能化设计

智能化的设计是指在设计方法学的理论指导下，利用智能化设计软件、三维绘图软件以及超媒体、多媒体等工具更好的实现产品开发设计活动，包括表述产品构思、描述产品结构。结合数学系统、系统工程等理论、产品开发设计技术以及系统开发等相关方法学基础上，开发出一种新型多媒体系统软件MUSE，它在产品设计的初期被广泛使用。智能化设计概念模型是在明确了数综合、机构型的前提下，根据机构结构相关参数的变化不断调整原理图，最后由下级装配零件盒模型接收上级概念模型参数的设计方法。

4.系统化设计

系统化的设计方法是指把设计看成一个系统，这个系统由许多相互独立的设计要素构成，不同设计要素之间存在层次性和有机的联系，当我们结合所有相关设计要素后，就能完成系统设计的任务。由于不同设计者思考问题的侧重点和研究角度的差异，我们把研究方法应用于具体的方案设计的时候也会有差异。一般的系统化的设计方法包括:构思设计法、设计元素法、矩阵设计法和图形建模法。

机械产品开发的现代设计技术的相关看法

1.并行设计有创新最快的优势

并行设计技术是一种系统化的现代设计技术，它能充分利用现代计算机、通信以及管理技术，把产品设计以及相关设计、制造、支持等过程实现并行进行一体化的设计。其特点是“集成”和“并行”。随着计算机技术、数据库管理和网络信息技术的发展，并行设计有创新最快的优势，同时，这种一体化的设计制造方式，能在产品开发设计的过程中更好的满足企业生产周期、产品质量、生产成本的要求，提高新开发产品的竞争力。

2.机械产品开发设计的方向

机械产品开发设计正朝着智能化设计、计算机化和实现异地协同开发设计制造的方向发展。但是，目前的计算机化水平和相关产品设计软件还没有完全成熟，我们要想达到机械产品开发设计发展方向的目标，需要去综合利用上面的四种现代设计技术方法。综合利用这些现代设计技术方法会涉及很多领域，比如相关机械产品设计知识、系统工程知识、人工智能知识、网络技术知识，也会涉及计算机软件硬件工程的领域，这些领域都是机械产品开发设计的现代设计技术需要不懈努力研究的方向。

3.新产品开发的思路

为了获取高收益，人们往往将高投资投入风险大的新产品开发;新产品的开发成功面临着一系列随机或不确定的因素;新产品成本中约70%～85%的经费用于产品设计;产品开发不同阶段企业成本效益将表现出不同的特征，同时企业也会面临很多互相冲突的需求;新产品的特点之一是市场扩展，通常物美价廉、用途明确的产品有较快的发展速度。因此，要开发出满足市场需求同时具有创新性和效益性的机械产品，我们需要采用现代设计技术来进行新产品的开发设计。

结语

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关键词：创新教学；微课；机械设计；视频开发

创新教育已成为当今教育教学改革研究和实验的一个重要课题。创新教育是一种开发创新能力和创造潜力的活动，贵在传授创新知识，培养创新能力，开展创新教育活动。创新教育的关键，是对学生创新意识的培养和创新思维方法的训练。笔者在机械设计基础课程教学改革实践中，结合微课的开发与实践，在培养学生的创新能力方面进行了一些探索。

一、营造创新教育的情境，利用微课辅助教学，培养学生的创新思维

微课这一概念最早被美国高校教学的设计师提出，又被称为微型课程。我国于2010年首次提出微课的概念。微课是以微视频为主要的教学载体，记录教师的各个教学环节，为学生提供便利的在线视频教学。近年来，随着高校微课教学课程的广泛开展，为学生提供了自主学习的环境，同时也训练了他们积极钻研的思维能力。在课堂实际教学中，可根据教学内容中的重难点课题，设计灵活实用的微课。比如在机械设计基础课程中，可以利用已经制作完成的PPT课件，将PPT导入Camtasia软件中，制作成微课视频，应用到实际教学中去。让学生利用课外时间去巩固消化，提高学生的自学能力，让学生更能适应社会的发展。通过微课制作应用于实践教学环节，培养学生的动手能力。微课不仅能够调动学生学习的主动性，还有意识地培养了学生的创新思维，既起到了教师的引导作用，又让学生的发散思维得到了锻炼，而且小组合作模式还有利于培养学生的团队合作意识。

二、通过教学手段的改革创新来培养学生

的发散性思维及创新思维加强发散思维能力的训练是培养学生创造性思维的重要环节。实践是思维的源泉与动力，只有通过实践才会发现问题，从而激发学生去解决问题。比如在机械设计及基础课程中，为了提高学生对理论课程的参与度，培养学生的发散思维、动手能力和创新能力，可以增加试验和设计的环节，结合课程内容设计相对应的微课形式。

1.机械传动机构的试验

实验装置的设计模式为多种传动组合，如动力系统和传动系统的组合。通过多种组合形式来完成带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动的学习。相应的传动环节在重难点部分均可做成微课的形式展示给学生，让学生在课余时间充分消化教材中的重难点部分。

2.机构创意组合设计实验

该实验通过对汽车雨刮器的设计，使学生对平面连杆机构的组成、运动特点及结构特性等问题有更全面、更深刻的理解。机构组合实验部分可以起到培养学生发散思维、创新能力、综合设计能力及实践动手能力的作用。该部分内容可以设计成视频微课，通过录制教师讲解视频的方式解决实际教学问题。

3.轮系部分的创新设计实验

学生通过拆装减速器或者拆装和拼装各个轮系，对轮系结构、类型、特点、应用及传动比的计算与自锁问题、周转轮系齿数的确定等问题，有更清晰、更全面、更深刻的理解。该类型实验可以通过录制白板（可汗模式）进行同步录制教学实验过程，从而制作成微课。

三、通过先进的计算机辅助设计技术，培养学生的综合分析能力及职业素养

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【关键词】AutoCAD二次开发技术；机械设计；人工智能

人工智能与CAD二次开发技术的结合是CAD二次开发技术发展的主要方向。机械设计中应用基于人工智能的CAD二次开发技术将会提高机械设计的效率和水平，推动工业的发展。二次开发技术是一种应用软件，二次开发以系统软件和支撑软件为基础，根据特定用户和特定领域的需求进行二次开发。能够进一步提高软件的针对性，满足本专业或本行业的需求。

一、CAD二次开发技术

（一）CAD二次开发技术的基础。CAD二次开发技术是AutoCAD二次开发技术的简称，也就是以AutoCAD为基础，对其提供的开放式体系结构和开放式资源进行充分的利用，与专业特色和专业领域相结合，对其进行二次开发。AutoCAD提供的开放式体系结构是写第二次开发的基础，也就是可供用户开发的、对用户开放的、提供给用户的开发环境以及数据库和功能模块，主要有以下几方面的内容。第一，外部命令。也就是通过程序参数文件ACAD.PGP进行修改或增加从而在AutoCAD内部进行使用。第二，开放的标准库。也就是用户可以增加、修改或者重新定义标准剖面线库ACAD.PAT、标准线型库ACAD.LIN。第三，用户界面。AutoCAD能够提供多种界面功能，例如DCL对话框语言、状态条和菜单等。第四，用户可以对帮助文件进行定制。也可以对AutoCAD的帮助文件进行定义或修改。第五，命令组文件。用户可以根据需求对其进行自定义。第六，用户可以对AutoCAD的命令进行或者重新定义。第七，DIESEL语言。可以通过方式宏来对系统变量进行使用。第八，编程开发界面。

（二）CAD二次开发技术的开发途径。①程序开发。程序开发指的是通过对AutoCAD提供的编程环境进行利用，用编写程序的方式来进行二次开发，能够对比较复杂和深层次的问题进行解决，拥有强大的功能，能够实现CAD的智能化。②文件开发。文件开发指的是以用户的需求为依据，以AutoCAD提供的方法和标准文件格式为基础，对AutoCAD支持的ASCII码标准文件进行编辑、改变、增加和建立，满足用户的需要。在一些图形的形式化问题中经常使用的文件开发，文件开发也可以实现与CAD系统以及其他高级语言的数据交换。

二、CAD二次开发的方法

要进行CAD二次开发，主要是使用参数化设计的方法。具体来说，就是以产品零部件的性能参数为依据，将其结构尺寸和几何尺寸确定下来。将一定的设立条件与零部件图形的尺寸结合起来，将零部件尺寸设计为“设计条件”的函数，如果设计条件发生改变，就要相应地改变零部件图形的尺寸。设计中应用参数化设计能够极大的提高设计的效率，这也是主要的CAD二次开发技术手段，在机械CAD的任务中属于核心任务。

（一）参数化设计。共有两种层面的参数化设计，第一种是绘图软件具有参数化功能，绘图软件具有参数化功能，会改变整个模型。在整个图形中如果模型的某个尺寸发生了改变，那么与之相关的尺寸也会自动修改。这种方法并不适合过于复杂的图形，因为尺寸之间的物理关系非常复杂，难以用几何关系进行表达。第二种是利用应用程序的参数化功能。第三方或者用户可以开发出应用程序，以一些具体问题为依据来实现参数化设计。用户进行交互的任务主要由应用程序负责，如果需要对某一时段进行修改，就要应用程序还对该尺寸和其他相关尺寸进行更新。多种方法都能够生成应用程序，例如Active X应用程序、AutoLISP应用程序、ARX应用程序。如果需要对图形进行修改，就必须对程序进行重新运行，这是由于这种方法具有很大的编程量。当前的软件系统还无法将这两种方式结合起来，因此一般使用第二种方式来进行参数化设计。

（二）参数化设计的主要零件。尽管机电产品具有不同的用途、性能，种类也各有不同，但是通过分析或零件的方，将系列化和标准化的参数提取出来，还是可以进行参数化设计。主要的参数化设计零件类型有以下几种。①专用的部件或零件。②已经对基本图形元素进行标准化的零件。③能够使用性能参数进行确定的常用传动零件。④结构相似或者相同的零件。⑤已经系列化或者标准化的产品。

三、CAD二次开发技术的发展现状和与人工智能结合的情况

CAD二次开发技术具有以下几个方面的优点：能够对AutoCAD的资源进行充分的利用，在满足要求的前提下节约资金和时间。有利于与国际接轨，进行信息的交换和交流，并且汲取AutoCAD的先进技术经验。当前的CAD二次开发系统具有以下几个特点：第一，具有符合国标的明细表、序号、图纸设置的功能，绘图效率得到提高。第二，能够提供参数化图库管理。第三，具有部分零件的文档管理功能和装配功能。第四，具有专业特色，便于绘图和设计。第五，能够提供常用的机械零件设计功能模块，具有选择、计算、在线查询功能。

在CAD二次开发技术中引入人工智能，可以称为基于人工智能的CAD二次开发技术，其具有以下几个方面的特征。①综合性，由于产品设计的过程非常复杂，需要进行反复的修改，这就需要结合丰富的实践经验和跨学科的专业知识。②经验性，设计者的经验和阅历对于设计工作有着很大的影响，经验对于模型的设计与评价非常重要。⑤多解性，在满足要求的前提下可以有多种不同的设计方案，需要进行选择。⑥近似性，要近似和简化模型。⑦创造性，想象力对于初始方案的建设非常重要。

四、在机械设计中应用基于人工智能的CAD二次开发技术

①基于人工智能的CAD二次开发技术能够机械设计的零件设计方面得到应用，从而减轻工作量，提高设计的质量和效率。例如设计齿轮时，只需要将基本结构要求、类型和载荷输入进去，就能够进行结构参数选定、校核、计算、设计等工作，从而进行自动绘图。②基于人工智能的CAD二次开发技术能够在部件优化中得到使用，能够自动完成物件整体性能优化、重量或体积优化、动力学特性分析、运动参数或条件校验等，并对组成零件进行自动绘图。③基于人工智能的CAD二次开发技术能够在整机性能参数优化中得到使用，以整机性能分析为基础，加入人工智能，能够完成经济性分析、结构布局调整、性能参数优化等任务。

五、结语

在机械工程中，CAD二次开发技术得到了越来越广泛的使用，也发挥了越来越重要的作用，其能够极大的提高设计的质量和效率，减少设计中的人为错误，提高设计的质量。在CAD二次开发技术的发展过程中，基于人工智能的CAD二次开发技术将成为主要的发展方向，推动CAD二次开发技术的深度发展。

参考文献：

[1]徐昌荣，邬雪江.高标准基本农田规划设计中的AutoCAD二次开发技术[J].湖北农业科学.2013（14）.

[2]杜朝红，宋素华.VBA在图纸后处理中的开发及其应用[J].机电工程技术.2012（08）.

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 “互联网+教育”主要是指在教育中应用信息网络技术，以实现人才培养的目标、过程和评价等变革，改进了人才培养机制，实现生态化的互联网教育，以培养出更多的人才服务于当前的社会经济发展，满足互联网经济时代的需要，进而实现教育的转型和变革。互联网时代，教育的目的就是通过生态和谐的方式培养出更多有价值的人才，实现教育的可持续发展，这就给当前的教育提出了新的要求，要根据互联网时代的需求，不断强化自身的社会认知，通过培养知识和能力，发展合作、创新、服务等意识，以应对世界范围内不断变化的思维和视野，促进人与自然的和谐共处。析设计、模具设计和数控加工等模块。

2((机械制图)(计算机二维绘图)(计算机三维绘图)的特点和相互关系  

当前，计算机技术发展迅速，世界上出现了很多先进的绘图软件，常见的几种绘图软件为三维绘图软件CATIA,Pro/E, UG，二维绘图软件AUTOCAD,CAXA等，每种绘图软件都具有不同的特点和优势，因为不同的企业在选择使用时都会选择比较适合的软件。当前，高校机械专业的两门必修基础课程为《计算机二维绘图》和《计算机三维绘图》，《计算机二维绘图》的主要教学内容为如何应用AutoCAD软件，该软件具有比较稳定的性能，而且扩展性和稳定性较强，当前已经广泛应用在了电器、化工、机械和建筑等行业。该课程的教学内容具体为:(1)绘制和编辑直线、矩形、多边形和曲线;(2)编写文字样式、标注尺寸、创建图层和块。《计算机三维绘图》中讲授的软件包括CATIA, UG和Pro/E等，这些软件都属于一体化软件，集CAD/CAE/CA M技术产生，该课程的主要教学模块包括基础设计、造型设计等。

3机械制图课程教学建设开发现状

3.1教师重理论轻实践，教学经验不足  

 当前，很多学校的机械制图教师都是毕业后直接从事教育行业，缺乏一定的教学经验和实践经验，他们在讲解知识时，往往都是按照教材从头至尾的进行，教学相对枯燥，激发不了学生的学习兴趣。而且他们的教学过程没有突出重点，不重视零件图和装配图的绘制，而是将点、线、面作为教学的主要内容，这样学生就不能掌握实际的应用能力，将来不能顺利开展工作。机械制图课程的主要教学目标就是培养学生的识图能力、读图能力和绘图能力。学生通过绘制零件图、装配图，可以锻炼自身的空间思维能力，同时还可以了解零件的尺寸以及标注中的技术要求，对材料的处理方式、公差配合、形位公差和表面粗糙度也有所了解。该课程具有较强的实用性和实践性，因此，需要教师具备一定的侧量经验和机械加工知识，这样才会提高教学效率。学生只有具备了学习的兴趣和动力，并且知道自己想要学习的内容，才能投入到学习中，进而完成机械制图的学习。

3.2教学方法单一，缺乏创新   

由于机械专业学生入学前基本没有接触过机械制图方面的知识，因此，刚开始学习难免会遇到很多困难，这时如果老师只是单纯进行理论讲解，尽管讲解得非常细致，但是学生仍然不能彻底理解，这种教学方式的教学效果比较差。很多教师课前都会认真进行备课，虽然备课的内容非常精细，但还是没有将学生放在学习的主体地位上。多媒体教学是当前最常见的一种教学形式，教师大部分都是采用PPT课件进行授课，很少应用到Flash, Pro/E, Auto CAD等软件。有些教师在开展机械制图教学时，为了节省时间通常不会现场现场绘图，而是采用视频演示的形式。通常绘图时用到的作图工具为三角板和圆规，这些工具可以使问题变得简单。同时，多媒体教学还存在一个问题，有些教师制作的PPT课件缺乏创新、质量一般，而且内容陈旧，经常一个课件多次使用，多年使用。由于国家标准、粗糙度标准等一直在不停改变，因此，教材也在不停更新中，如果教学的PPT课件依旧是陈旧的内容，就会降低教学效率。让学生产生误解。

4 大数据时代高等院校教育《机械制图》改革策略

4.1对教学内容进行改革，适当调整学时  

 随着互联网技术的迅速发展，教学中也逐渐渗透了互联网技术，给教学带来了巨大变化:第一，课程不再是统一的形式，学科内容逐渐朝着结构化和层次化的方向发展，学科在设计时会按照学生的能力特征和个性需求进行，在保证基本的学习内容的前提下，开展个性化的教学。第二，根据学生的职业需求和个人特点拓展个性化教学的内容。当前，计算机技术发展迅速，各种先进的机械绘图软件逐渐增多，继Autocad, Caxa等平面绘制软件之后，又出现了SolidWorks, Pro  /E三维立体图形软件。如果绘图软件具备尺寸驱动功能，那么绘图时可以充分利用它的尺寸驱动功能对图片进行修改。[3 ]绘图时如果使用常规的尺规作图，灵活性就会比较低。当前，很多机械制造企业都会采用不同的计算机绘图软件，这样可以大大提高企业的生产效率。

4.2引进先进的技术和理论，加强各学科间的渗透   

当前，机械制图相关的理论和技术还在不断完善和更新中，因此，有必要对机械制图课程进行改革。当前企业都比较重视机械绘图的效率和设计效率，所以当前课程的教学重点应该为计算机软件绘图的能力。教师可以采取各种方法提高学生的绘图能力，比如:将习题作业改为计算机软件绘图作业，增加课堂中机械绘图的内容比例等。将各个学科渗透到机械制图课程中，以建立起各个学科之间的联系。教师可以组织学生去参观机械车间，切身实际的感受退刀槽、砂轮越程槽等工艺结构，加深对所学知识的理解，提高学生的创新能力和质疑能力。

4.3更新课程体系   

建立起新的课程体系，即机械制图二维三维一体化新课程体系，该课程包括两个教学阶段，分别为二维教学和三维教学。二维教学的教学内容为学习基础理论知识，培养学生的基本绘图能力和识图能力，掌握基本的绘图原则和标准，培养空间思维想象力;三维教学的教学内容为培养学生的实践操作技能和实用能力。该课程不是《机械制图》《二维计算机绘图》和《三维计算机绘图》三门课程的简单组合，而是根据课程教学目标，对内容的重新完善和改进，增加并强化重点的内容，删除和弱化非重点的内容，以更有效实现教学目标。   

首先，加强投影作图教学，减少几何作图。采用计算机绘图软件设计产品时要充分发挥想象力，严格按照设计要求和相关数据制作出产品的三维模型，确定各组成部分的零件，在这个过程中培养学生的空间想象力特别关键。之前的机械制图课程主要包括三项内容，分别是机械制图、投影制图和几何画法，投影制图可以有效培养学生的空间想象能力，主要包括形体分析方法和视图表达方式。教师要重点教授这部分内容，用该方法替代工程实践中的几何画法，按照制图标准和规则严格进行。  

 其次，要培养学生徒手画图的能力，增加徒手画图教学，减少手工精确绘图方面的训练。徒手画图可以提高学生的形体分析能力，绘图速度比较快，而且在开发设计和选择方案上具有很大作用，此外还可以应用于侧绘、参观和讨论。二维计算机绘图教学中徒手作画是一项基本的技能，要加强这项技能的训练，在基本体之前开始，和投影作图、绘制零件图互相贯穿。精确制图会随着绘图功能的发展逐渐在计算机中实现，这就需要教学重点由原先的手工绘图转向计算机绘图。

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[关键词]现行标准 机械制图 资源库 标准化

[文献标识码]A

一、机械制图国家标准教学资源库建设的需求分析

十二五期间，随着高校专业建设和课程体系改革的进一步深入，资源库建设正成为高校 教学建设的重要方面，就高等教育的资源建设来说开发一批卓有成效的资源库，在人才的培养过程中，对提高教学质量和教学水平有着积极的作用。

机械制图国家标准的相关内容讲解在制图课程中有着重要意义，而在教学中，由于普遍存在着教材内容的滞后性，有些新标准尚未及时反映到教材中，部分章节可能会同时使用新、旧两种标准，此时，制图课教师将如何处理这些内容就成为了教学的难点。而且，制图相关课程教师对于标准的学习和了解程度不够深入，在教学过程中不能按照现行标准进行授课。这样就不能满足生产、建设、管理等岗位的对高素质实用型人才的要求。由此可见，建设一个完善的机械制图标准资源库系统是对机械制图教学有着现实而长远的意义。依据高等教育的培养目标，在对多所高校相关课程教学调研的基础上，结合实际，探索出了一种能够显著提升学生机械制图标准化水平的以标准资源库为工具的教学模式。

二、高校机械制图国家标准教学资源库建设

高校机械制图国家标准教学资源库是基于计算机技术设计开发的一种教学资源，给高校教师及学生学习提供机械制图相关国家标准的学习和查阅服务。通过建立教学资源库，不仅能够加快信息技术与课堂教学的相互融合充分提升教学质量，而且还能通过资源共享的方式，强化高校的相关教学水平。由于高校教学资源库是基于计算机技术建立起来的信息共享平台，因此教学资源信息量大、内容丰富、形式多样以及更新速度快是其最主要的特点。

制图国家标准教学资源库具有五大基本功能：标准浏览、标准检索与查询、标准上传（）与下载、标准资源统计、标准管理（增、删、改）。资源库的主界面包括标准管理文件树、标准信息显示栏、标准管理信息栏和系统管理按纽区四大部分，可以储存的机械制图国家标准文件格式有.doc格式、xls格式、ppt格式、pdf格式、纯文本及txt格式等，机械制图国家标准教学资源库的主界面，如图1所示

图1：机械制图国家标准教学资源库主界面

标准管理文件树以树型结构显示出各种分类下的文件以及子目录，通过文件树的展开可以迅速的找到相关国家标准，以文件树建立的文件系统具有清晰、方便、快捷等优点。文件树最重要功能是可以实现标准资源上传及分组，操作者进入系统后通过文件树可实现单个资源上传或者批量资源上传，上传的内容可包括文本、图形、图像、音频、视频以及动画等，其界面如图2

图2：标准管理文件树

标准信息显示栏主要显示某一标准的名称、类型、大小、标准分组情况及标准重要程度等内容，通过标准信息栏，可以快捷的了解该标准的总体信息，还可以方便操作者在使用标准资源时添加更多备用信息，标准信息显示如图3

图3：标准信息显示栏

标准管理信息栏的功能是实现文档、电子表格、图形和影象扫描文档的存储、分类和检索。每个文本具有一个类似于索引卡的记录，记录了诸如文件编号、文档描述、建立日期和使用修改的信息。通过文档管理信息栏可实现分序文件分类排列、文件操作流程的显示等功能，如图4，

图4：标准管理信息栏

系统管理按纽区主要实现标准的增加、删除、修改、保存、搜索、设置及系统的退出等功能，其中通过设置按纽可以实现对标准资源库系统的权限管理、版本管理、自动编号和存储加密等操作。系统管理按纽区如图5，

图5：系统管理按纽区

三、使用机械制图现行国家标准重要性与建设教学资源库的意义

学习贯彻标准要以现行标准文本作为教科书，其结构严谨，图、文、表使用恰当，具有宏观指导性和微观实用性并存的特点；查阅标准一般也不以教材和手册为依据，要注意年号，并以标准文本为准，以免用错了废止的标准。

教学中使用机械制图国家标准资源库进行制图相关教学，对教材中旧标准配和现行标准同步讲解，可提高教师自身对标准内容的素养，使教师主动的参加到相关行业标准交流中来，也使学生获得最新的相关标准信息，为其在今后的工作中正确学习和使用国家标准打下良好的基础。从而从教学和生产中加强对标准学习与贯彻的长期性和持续性，并促使教师和学生今后始终坚持以现行标准作为最权威的技术文件。

四、结束语

随着国家机械工业的发展，机械制图国家标准正在逐渐与国际接轨，标准化的作用也越来越重要，涉及的领域越来越广。随着技术竞争更加激烈、标准的重要性也日渐凸显。故在机械制图相关生产和学习中应当充分重视标准化，认真学习标准化，遵守利用标准化。

通过建立机械制图国家标准教学资源库为相关专业高校教师提供了一个实时、方便以及开放的现行标准学习与交流的平台。由于标准在不断更新与变化，因此标准的资源库的建设与更新也是一项持续而长期的工作，只有结合标准不断更新的的特点及实际教学情况才能使设计出资源库及实时操作系统更好的适应于自身教学工作。本文主要介绍了机械制图国家标准教学资源库的基本信息，从界面框架、系统平台等方面对资源库进行了阐述。由于机械制图国家标准教学资源库建设是一个长期的、不断充实的过程，只有不断地学习和理解国家的制图现行标准，才能将制图教学、标准的学习、标准的使用有机融合；并依托先进计算机技术建设出高质量的教学资源库，进而有效推动新形式下制图教学与实际生产对制图人员技术需求的有效结合。

项目：大连海洋大学机械与动力工程学院院级教改项目

[参考文献]

[1]马勃民.构建网络教学资源库系统[J].中国电化教育，2012，（12）：74-75.

[2]俞国红，吴伶琳.高职教学资源库系统的设计与开发[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2012，11（4）：21-24.

[3]李群英.探析高校教学资源库建设与应用实时监控功能的实现[J].中国电子商务， 2012， （10）：155-156.

[4]徐丽珍.基于云计算的多媒体专业教学资源库建设研究[J].计算机时代，2012，（6）：48-50.

[5]胡青泥，高菲，王雪飞，等.以学生全面发展为本的工程图学教育改革[J].工程图学学报，2006，27（4）：134-137.

[6]吴卓.工程图学教学改革的初步实践[J].工程图学学报，2001，22（2）：143-146.

[7]谭爱红.面向三维CAD／CAM技术的机械制图教学研究[J].工程图学学报，2002，23（1）：137-142.

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家庭总线系统HBS(Home Bus System)是由日立、三菱、松下、东芝等公司联合提出的,由日本电子机械工业协会与电波技术协会共同制定的。根据HBS标准,家庭总线由一条同轴电缆和四对双绞线构成,前者用于传输图像等视频信号,后者用于传输语音、数据和控制信号[l]。家用电器经HBS互联,组成一个完整的家庭网络。本项目以HBS的子集为目标,用一对双绞线实现分布式智能照明安防系统。

基于HBS的智能家居系统如图1所示。

智能家居系统由四部分组成:主控模块、传感器、执行器和辅助模块。主控模块是智能家居系统的核心,每套设备必备,负责总线供电、信号仲裁和组态信息的存储。手持编址器属于主控模块。通过手持编址器,用户可以灵活地给传感器、执行器设置地址;通过地址绑定,灵活组合出各种控制功能而无需变更系统布线。传感器是系统的输入通道,控制指令由传感器发出,红外/无线接收器提供系统的遥控接口。执行器是系统的输出通道,

它根据控制指令驱动具体的对象。辅助模块扩展系统的功能(电话模块实现异地遥控功能;耦合器将系统的通信距离从600m扩到1200m)。

系统的主要功能:一对一控制(一个传感器控制一个执行器)、一对多控制、多对一控制、场景控制(一处传感器控制多处执行器到某一状态)、状态显示、红外遥控、安全监控(防盗、防煤气泄漏、防火、报警,通过电话远程监控)。

系统主要技术指标:网络节点间通信距离最大600m、通信速度4800bps、网络通信节点数最多256点、网络节点可编程可记录、具有软件校验错误功能、供电电压24V直流[2]。

图1

2 手持编址器设计方案

手持编址器采用矩阵扫描电路产生键位码,经识别后,进行编码转化,产生一组脉宽串行指令码,经三极管放大后驱动红外发射管发射出不同脉冲编码的红外线。

由于手持编址器不需要像遥控器那样进行远距离操作,所以信号没有采用载波的方式进行通信,而是直接把发射和接收引脚接到了AT89C52的串口上,经三极管放大后,直接输出。这样可以简化系统的软/硬件设计,降低成本[3]。

2.1 硬件设计

手持编址器的硬件电路如图2所示。

从图2可以看出,手持编址器的硬件结构主要由电源调理模块、MCU、人机界面、红外收发模块以及蜂鸣器模块构成。下面主要介绍一下MCU和电源调理模块。

2.1.1 MCU介绍

从性价比、开发环境等多方面考虑,系统以ATMEL公司的AT89C52作为主控模块的MCU。AT89C52是当今最流行的MCU之一,与MCS-51系列微处理器兼容,是采用CMOS工艺制造的一款低功耗、高性能的8位微处理器,片内有8K字节可编程的Flash ROM(可擦写1000次),256字节的RAM。AT89C52的特性如下:

(1)一个8位算术逻辑单元;

(2)32个可编程I/O口;

(3)3个16位定时/计数器;

(4)可编程的全双工串行通信;

(5)8个中断源,2个中断优先级;

(6)可选高达24MHz的晶振;

(7)IDLE和POWER DOWN两种工作方式降低功耗;

2.1.2 电源调理模块

因为编址器是手持设备,所以其4.5V供电电源由3节1.5V的干电池提供。手持编址器中采用的液晶是3.3V供电,所以需要将DC 4.5V变换成DC 3.3V。如图2,当SHDN=1时,4.1V稳压管起稳压作用,Q1的基极(B)有4.1v的电压,并且此时Q1处于饱和导通状态,由于Q1的基极和发射极之间(B-E)有0.7V压降,由4.1-0.7=3.4V,Q1的发射极就产生了大约3.3V的电压。当SHDN=0时,该DC-DC变换电路停止工作。通过改变电阻R1的值,可以改变该转换电路的供电电流。电路中电解电容C3、C4起储能和低频滤波作用,瓷片电容C5起高频滤波作用。

图2

2.2 软件设计

手持编址器的软件设计采取事务处理方式。为了便于设计和理解,进行如下处理:

(1)将事务的处理抽象为一个有限状态机;

(2)通信解析中得到的数据和用户的操作抽象为消息;

(3)将事务的所有活动抽象为一系列的状态;

(4)把事务在各种状态之间的转化抽象为一种规则。

所谓状态机模型是一个描述状态变迁的方法,它总是将一种状态向另一种状态的变迁视为由输入消息激励所产生的结果。对于HBS家庭网络来说,各设备通信的建立过程就是一个典型的有限状态数之间的状态变迁过程。

这样每当消息促使事务需要做出某种操作时,有限状态机的当前状态也随之改变。这种改变是根据预先制定好的规则来实现的。最终设计出的有限状态机如图3所示。从图3中可以看出,编址器所描述的事务有5个状态,8种消息,13条转换规则。其中转换规则1~4负责具体的事务处理,5~8负责出错处理,9~13主要是进入消息等待。

这个模块运行机制如下:

(1)初始化,接收消息并创建消息队列;

(2)从队列中取出需要处理的消息;

(3)根据状态机的当前状态和消息的类型,找到相应规则;

(4)根据规则,转入相应的处理程序,同时更新状态机的状态;

(5)从消息队列中获取新的消息,重复上述过程。

3 应用实例

现以二居室的家居为例(参见图1),介绍手持编址器的操作。当用户离开家居时,要关闭除保安系统外的所有电器,这是个烦琐且容易遗忘的事情,利用手持编址器的场景功能,实现地址绑定,可以方便地实现上述功能。现以用户要关闭图1中大厅的开关执行器1、开关执行器2的所有电器,打开卧室1的保安接入为例,介绍如下:

(1)首先设定执行器地址,不妨设开关执行器1、开关执行器2、保安接入的地址分别为001、002、003。

(2)其次设定对应传感器的地址:在手持编址器的设置功能菜单的单独子菜单下,分别设定大厅中开关1的地址为001(对应开关执行器1)、开关2的地址为002(对应开关执行器2)、开关3的地址为003(对应保安接入)。

篇7

关键词:彰施 天工开物 施法自然 和谐

中图分类号:J509.22文献标识码:A文章编号:1005-5312(2009)15-

《彰施》原文节选:宋子曰:霄汉之间云霞异色,阎浮之内花叶殊形。天垂象而圣人则之,以五彩彰施于五色,有虞氏岂无所用心哉?飞禽众而凤则丹,走兽盈而麟则碧,夫林林青衣望阙而拜黄朱也,其义犹是矣。君子曰:“甘受和,白受采。”世间丝、麻、裘、褐皆具素质,而使殊颜异色得以尚焉。谓造物而不劳心者,吾不信也。

《彰施》译文:宋子说:天空中美丽鲜艳的云霞,大地上色彩纷呈的花木。上古圣人仿照大自然呈现的这些鲜艳美丽的色彩,按照五彩把人的衣服染成青、黄、赤、白、黑五种颜色。像有虞氏这样的圣人,难道没有他的良苦用心?众多的飞禽中,只有凤凰丹红无比,走兽成群,只有麒麟青碧异常。穿着青衣的平民百姓望着宫殿中穿黄袍、红衣的帝王将相,其道理也是一样的。君子说过:甜味是各种味道的本味,可以接受各种味道的调和;白色是各种颜色的底色,可以承受各种色彩。人世间的丝、麻、皮革、兽毛都有它朴素是本身,因而能染上各种颜色。要说最早创造这些物品的人没有苦心经营,我是不相信的。①

《天工开物》是明代崇祯年间科学家宋应星的著作,是世界上第一部有关农业和手工业生产的百科全书。此书注重实际,重视实践,反映了以天工补人工开万物,或通过自然力与人力的协调从自然界开发物产的唯物主义哲学思想。

《彰施》一节,主要讲纺织、染色等技术。彰:明显、显著。施:用作动词时意为在物体上加某种东西。“彰施”在此处作“染色”解,主要指植物染料的染色方法,这是古代手工业的重要技艺。章节中所体现出的人类从获得自然色彩的信息到人们纺织、染色的过程,以及最后衣物穿戴在身这一举动,与人们的日常生活密切相关。衍生到现在可理解为纺织设计、服装设计、装饰设计等很多领域。单从一个方面来看,纺织、染色的出现体现了人类施法自然,向自然学习,共同构成了一种和谐之美的景象,正是由于此书的详细记载,我们现在才能了解到中国当时的农业和手工业部门的生产技术和过程。

“天垂象而圣人则之”,这里的天是指大自然。“垂象”显示出某种现象。“则”,法则、效法,则之即效法它。“尚”,尊崇、注重。古人有注重崇尚自然的美德,对自然的认识和想法能积极运用到实际的生产和生活中,与大自然和谐相处,才能长治而久安。探究和谐的根源,最早提出和谐概念的是古希腊人,毕达哥拉斯用数的和谐解释宇宙的和谐。他认为,最高智慧的是“数”,最美的是和谐,符合数理法则的和谐才是最美的。②当然这只是某种意义上的和谐,并不是纯粹的数的概念。

《天工开物》中所体现的设计和谐性的造物思想对于现代设计同样具有重要意义。设计需要多方面的辅助和支撑,从自然中获得的是最纯朴的第一手信息,也是弥足珍贵的,重要的是要如何运用和处理好大自然的智慧为人所用。深厚的设计文化背景对设计师来说有很大的帮助,毕竟设计是多领域融合的综合性活动。虽然这是一部着重在于记录生产原理和生产技术的书籍,但其中渗透着作者的自然观、技术观和方法论,体现了一种尊重自然、崇尚和谐的造物思想。这种思想的形成与社会体制、经济条件、技术水平有关,也与作者的哲学思想统一。

“和谐”在现代汉语大词典中的解释是配合的适当和均匀,如果将其植入设计理念当中则应该是指设计要激发人的能动作用并使之遵循保持各因素之间关系协调匹配的法则。宋应星的哲学思想反映在他的著作中就是采用巧妙的方法,循自然万物的规律并结合人类自身的技艺创造协和共存的生活空间。其书中所记载的技术工艺,即使到了现在也经得起考验,很多工艺还在流传使用中,处处体现着顺应自然之势,通过人工的适配作用达到和谐统一的思想。

施法自然的和谐设计思想不仅是一种状态,还应该是一种可持续发展的一种标准、一种理念。这不仅是人类进行能动性造物活动的准则,也是人类构建和谐社会形态的准则。在中国古代,和谐在微观形态上主要表现在建筑、园林、服饰、图腾、器物的造型等方面,已经形成了非常系统的自然观。③“和合”的思想,是一种人和人、人和自然、人和社会的有机统一,通过“和”构建一种“谐”的状态,而这些思想人们会不自觉的把它们用到了设计当中。

注释:

①奚传绩.中外设计艺术论著精读.上海:上海人民美术出版社.2002年版.第14页.

篇8

交互系统是基于网络平台的广泛性、互通性、娱乐性、经济性、安全性等优点，于本世纪初出现在网络交流方式中的互动型服务系统。网络交互较之其它交互方式更加经济、安全、健康。现在的上网条件非常的便利。网上交互大多以开展文字、音频、视频聊天为主，无须现实中产生具体交互。网络交友因其所进行的活动都是通过网络进行，很大程度减少了网络之外的交友开销，因此是种的开销的交友方式。现在也有很多交友网站开始推出一些各自的特色功能，让用户在网上交友的同时能通过更直观的了解到对方，提高了交互网站用户的体验和交友成功率。交互网站的市场竞争已然很激烈，接近白热化，若想有长远的发展必须朝着门户式、多元化方向发展。

1 系统的设计目标

携程-结伴系统是专门针对已有的交互及交友网站的不足而开发的组织线下活动的系统。由于其设计之初就是针对现有交互系统的不足之处开发的，所以，携程-结伴系统能更好的解决用户线上交友、线下活动的需求，本系统设计就是为了方便用户网上联络、方便用户更好的参与活动。本系统补充了用户自主联系他人的单一联系方式，提供了详尽的信息平台和便捷的沟通纽带。其中包括用户Together、用户浏览其他用户的Together由这两个功能实现用户的基本交流。用户Together将自己组织的活动公布于众，这是本系统主要的信息公布功能，也是本系统用户展现自己的主要渠道，而与之相对应的就是系统其他用户浏览Together，用户通过浏览他人的Together来寻找志同道合的人，基于此两项基本功能用户初步完成了信息的交互。

携程-结伴系统是基于移动客户端的C/S架构系统，由于Android手机性能参差不齐，Android系统本身又碎片化严重，所以这就要求客户端系统占用系统资源少，并且，能适配Android 2.3版本及其以上的较低版本，以服务更广大的用户群。

2 系统功能整体设计

2.1 用户模块

2.1.1 用户注册

在本模块，用户实现注册系统，这是用户实现登录携程-结伴系统的先决条件，只有用户通过注册才能获得系统承认的唯一标识，已进行余后的系统操作和享受系统其他服务。为了防止用户注册时个人敏感信息，如：用户邮箱、用户手机、密码等在网络中明码传送本模块将对用户注册数据进行封装，并通过POST方式上传至网络服务器。在本模块中系统将对用户提交的注册信息进行验证和检查，只用用户提交的信息符合系统的格式和内容要求注册才会成功，系统中将保留用户注册的信息并产生用户对应本系统的唯一标识以备系统其他功能和服务调用。至此用户注册模块完毕。

2.1.2 用户登录

用户在完成注册这个先决条件后才拥有登录携程-结伴系统的资格，登录界面将是用户面对的第一个系统界面，用户需要正确填写系统注册时填写的用户邮箱和密码并选择相对应的用户权限进行登录，同样，本模块也涉及用户的敏感个人信息，如：用户邮箱、用户密码。为了防止用户个人信息在网络中进行明码传送，系统将对本模块产生的数据进行封装并采用POST方式上传数据库进行用户登录验证，网络服务端在验证通过后将数据返回至View层以供手机客户端获取，手机客户端在获取登录返回值后解析返回数据等到用户登录结果，以决定是否允许用户登录，此时系统将保留用户登录的ID以备系统其他服务和功能调用。至此用户登录模块完毕。

2.1.3 修改个人信息

在此模块用户可以修改除了注册时填写的E-mail之外可以修改任何其他个人信息，用户E-mail注册时一经填写将不得再修改，这样才能保证系统的安全与稳定。

2.2 Together模块

2.2.1 Together浏览

这是用户登录携程-结伴系统成功后，与用户进行交互的第一个界面，在这个功能模块上将集合系统所能提供的大部分服务与功能。用户浏览其他系统的Together信息并在用户选择某条信息后出示本条信息的详细内容以供用户判断和决策是否是自己需要的交互内容，为用户以后选择是否加入本Together提供判断依据。本模块不涉及用户的隐私内容所以需要做到尽量以最少的数据流量传送更多的有价值的信息，较之于XML格式数据传送，我们选用了JSON格式，它拥有更少的信息流量消耗和解析数据流系统资源消耗，虽然信息未经编码，但是仍能满足安全性需求。这样就在安全性和实用性上做到了平衡。

2.2.2 用户Together

Together模块是系统用户信息与其他用户产生交互的主要途径，在本模块用户需要按照系统约定的Together模式自己的Together信息，Together信息一经即刻生效，系统将在第一时间将用户的Together信息输出到每一个系统用户的手机上，做到随时随地共享Together信息。由于本模块不需要较高的安全性并且要求较高的及时性所以本模块依然采用GET方式请求与解析JSON数据开发，以满足用户对时效的需求。用户在填写完成Together并上传成功后，系统将返回Together情况结果以告知用户Together信息结果和当前系统状态。至此Together模块结束。

2.2.3 加入Together

用户在浏览其他用户的Together信息后，已经发现志同道合的Together信息就可以进行加入操作，系统将判断此用户是否有加入的权限并在用户提交加入请求后返回加入结果以告知用户。系统对开放联系方式的Together者一并返回此Together者的联系方式以便发起者和进行线下交互。Together模块还将将用户的加入信息存入数据库以备其他查询模块调用。至此用户加入Together模块完毕。

2.2.4 Together留言

用户在浏览其他用户的Together信息后可以对此Together留言询问相关内容等，方便系统用户交流。

2.3 管理员模块

管理员模块分为用户账号管理和Together信息管理。包含了这两个系统信息的基本管理功能。

2.3.1 用户账号管理

主要实现对违规用户的删除。管理员一经发现用户的Together涉嫌违反法律法规以及用户服务条款协议的，就有权对该用户账号进行删除并在后台级联删除用户之前的一切信息进行删除，实现此功能就保证了系统的和谐与稳定，对用户日常使用本系统带来便利，并有效杜绝虚假和垃圾信息对 用户造成的不良影响。

2.3.2 Together信息管理

Together信息管理主要包括对用户不合乎规定的信息的删除，管理员在此有权视其者违规情节轻重决定：（1）只删除此条Together信息。（2）删除此条Together信息者并级联删除此人的一切信息。这是在保护用户享有本系统提供的服务的情况下尽可能的保证本系统的干净和用户获取信息时的高效。

2.4 好友模块

好友管理模块分为添加好友、删除好友与特别关注好友Together，这三个主要功能。

2.4.1 添加好友

用户在浏览其他用户的Together如果发现其者甚合心意确为志同道合之人，这就完成了系统设计的首要需求。这时就可以发起加此人为好友的申请，该申请信息将上传至系统服务器。系统在响应到用户加好友的申请时，将进行审核和逻辑处理，若审核通过就将计入后台数据库完成用户加好友的请求，此时服务器返回对用户该请求的处理结果已告知用户。

2.4.2 删除好友

用户在添加好友后可以随时删除好友，删除好友完全是用户自主行为，其他任何人包括管理员不得干预，系统在响应到用户删除好友的请求后，将在数据库删除其与该用户的好友关系，系统将返回对该请求的处理结果，完成删除好友的功能。

2.4.3 特别关注好友Together

用户一经添加其他用户为好友后，系统将自动为其添加好友Together特别关注，用户只要在特别关注界面查看Together信息，系统将在第一时间进行好友Together的推送，方便用户茫茫人海中更快捷的接收到志同道合的人发送的信息，方便用户的交流。携程-结伴系统的功能模块如图1所示。

3 数据库设计

3.1 数据库表结构

良好的数据库设计会使一个优秀的系统如虎添翼，无论在效率上还是在安全上都会得到巨大的提升，所以在本系统数据库表设计之初我们就考虑到了将数据库规范模式应用到本系统中。携程-结伴系统中的数据库表以按照3NF范式规范建立，数据库表中既不包含传递依赖也不包含部分依赖，做到减少插入异常、删除异常和更新异常，保证数据库安全平稳运行。

3.2 存储过程设计

为了实现更高效的后台数据处理和更安全的数据库操作，我们在后台数据库创建了完善的存储过程机制，利用存储过程可以用于降低网络流量，存储过程代码直接存储于数据库中，所以不会产生大量T-sql语句的代码流量。使用存储过程能够增强对执行计划的重复使用，由此可以通过使用远程过程调用（RPC）处理服务器上的存储过程而提高性能。存储过程可维护性高，更新存储过程通常比更改、测试以及重新部署程序集需要较少的时间和精力并且使代码精简一致，一个存储过程可以用于应用程序代码的不同位置。其次存储过程能增强数据库及系统安全性，

通过向用户授予对存储过程（而不是基于表）的访问权限，它们可以提供对特定数据的访问；提高代码安全，防止SQL注入。因此我们在携程-结伴系统中大量的使用了存储过程处理数据库数据。

4 结语

该系统客户端平台为面向Android的移动端开发，服务端为基于JavaEE的服务器端开发。其中Android平台运用了Java语言开发并集合了Android所提供的ADK，但系统并不局限于封装层的ADK而是在底层重构了HTTP协议等模块，这样就从根本上使每个模块都恰当的适应本系统的特定需求，大大提高了系统的性能。在服务端实现了MVC架构并运用了工厂模式、单例模式等设计模式实现了良好的程序扩展性和低耦合性，甚至代码不需要做过多修改就可以在不同种类的数据库、服务器上部署，这样的设计达到了易于使用便于修改的目的。

参考文献

篇9

Abstract： The line graph processing often requires mechanical design. The article introduces how to use VB to deal with V belt wheel， gear and other parts when requiring a line drawing processing design of a train， so that the computer language and mechanical design would be as close as possible， improving design accuracy， and the efficiency to achieve a multiplier effect as well.

关键词： 机械设计；VB；线图处理；计算机辅助设计

Key words： mechanical design；VB；line graph processing；computer aided design

中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0038-02

0 引言

通常，一项参数化机械设计任务，就是开发一套实用软件，它的处理对象是机械设计内容，利用可视化语言，实现机械设计的参数化，即在软件运行中，只需要改变为数不多的输入参数（如传动功率、传动比等），就可获得相应的机械设计结果（如模型、零件图等）。机械设计过程是一个复杂细致的过程，也是一个不断反复、不断完善、逐渐接近最优化结果的过程，机械设计的设计方法也在不断地发展。随着科学技术的发展，计算机软件在机械设计中运用比例增大，这也就是计算机辅助机械设计。下面就在机械设计中需要查询的线图来举例。

1 机械设计中线图的分类

机械设计过程中，不仅需要查询大量的机械设计数表资料，也需要根据许多线图查询所需数据，机械设计用线图通常分为三种类型：直线、曲线和平面区域。

2 计算机语言的选择

选择开发平台，需要考虑具体的机械设计任务内容。一方面， 机械设计任务内容比较复杂，比如，需要大量计算、查询大量的数表和线图， 绘制零件工作图等；另一方面，每种计算机开发语言都有特长与不足，而且不同开发人员的基础各有差别。 因此选择开发平台要综合考虑上述三方面因素。就开发语言来说， VB（Visual Basic）具有功能强大，易学易用，编程简洁等特点，可节省设计者的工作时间，减少其工作强度。综合考虑，在开发工具时选用VB6.0语言编程。

3 线图处理的基本思路

线图处理的基本思路是：对直线的处理，通常是首先用手工将其公式化，然后将其作为程序的数学模型；对曲线的处理，通常是首先将其数表化，然后用程序直接对该数表进行查询，有时也可进一步用手工拟合成数学公式再作为程序的数学模型；而对区域的处理，则首先用手工建立线条的数学模型，然后以此为基础，通过编写区域处理程序实现数据查询。下面以直线处理为例来加以介绍VB语言在参数化机械设计中的应用。

4 直线处理

常见的机械设计用直线有两种，一种是直角坐标系中的直线，另一种是常用对数坐标系中的直线，两种直线的处理方法有所不同，下面分别举例介绍。

5 结语

在机械设计中使用参数化概念，使用过程中只需要修改相应的参数，就可以实现需求，可以极大程度上减少传统机械设计设计人员的计算、查询图表等工作量，本文利用VB语言，采用面向对象开发的思路，提高设计的效率和可靠性，大大减轻了设计人员的劳动强度，得到了广泛的应用。

参考文献：

[1]刘炳文.Visual Basic程序设计教程[M].北京：清华大学出版社，2006.

篇10

关键词：虚拟样机技术;工程机械仿真;应用

1.虚拟样机技术

所谓虚拟样机技术，就是在制造真实样机之前，以计算机虚拟现实的研究平台为基础进行工程机械产品的设计研发，其依托的核心理论基础是多体动力学、现代控制理论等等，同时利用计算机、三维图形处理、信息集成等技术，把需要设计的工程机械产品的分散的零部件的有关分析信息结合在一起，从而建立起工程接卸产品的数学模型，并且针对产品应用中的工况开展仿真分析，从而对该产品的整体性能、使用性能等进行科学的预测，再进行系统的细节上的整改优化[1]。

虚拟样机技术已经被应用于工程机械产品仿真设计开发的整个过程，是一个面向系统的技术设计，其中包括数字样机，包括功能虚拟样机，还包括虚拟工厂仿真，这三个方面有效地结合，从而实现了工程机械产品样机从实体向虚拟的有效转化。虚拟样机技术为虚拟工程机械产品的开发提供了非常强大的技术支撑。

基于虚拟样机技术设计开发工程机械产品的基本流程可以分为以下四个步骤：第一步是，先建立起工程机械产品的开发模型，利用现有的知识对开发过程进行分析改进;第二步是，利用上一环节得到的模型，建立起产品的数字化、仿真和分析模型;第三步是，运用仿真和分析工具对产品模型进行功能和性能分析;第四步是，根据仿真和分析得出的结果，对虚拟样机产品的各方面性能进行综合评估改进[2]。与传统的基于物理样机的方法比，它具有更多的优点。

2.虚拟样机技术依托的几款常用软件

虚拟样机技术的应用需要借助一些虚拟样机软件来实现，这些软件要求界面比较友好，要求功能比较强大，要求性能比较稳定。当前市场上存在的软件比较繁多，二十几家家公司进行激烈的竞争。其中，被广泛应用、口碑比较好的，有美国的机械系统动力学自动分析软件，德国的SIM PACK，Phoenics等等，而美国的机械系统动力学自动分析软件占据的市场份额最大，也是其中最受欢迎的一款虚拟样机软件。

机械系统动力学自动分析软件可用于虚拟样机分析，用户用来对样机进行静力、动力和运动学方面的有效分析。同时，机械系统动力学自动分析软件也可以用于虚拟样机开发，它开放性的程序结构以及多种接口，能够被特殊用户开展特殊样机分析开发提供一个非常良好的开发平台。机械系统动力学自动分析软件一般运用部件库、交互图形环境、约束库等，建立起来参数化的几何模型，求解器构建动力学方程，对虚拟系统开展分析，从而输出速度、加速度以及位移和反作用的曲线。这款软件的仿真能够用来测试工程机械产品的运动范围、峰值载荷，也能够用来进行碰撞监测等等[3]。

3.机械系统动力学自动分析软件的应用

机械系统动力学自动分析软件能够有效地解决挖掘机等的研究设计中的许多问题。比如，挖掘机是由斗杆、动臂、铲斗和液压缸构成。（如图2）

1：动臂;2：斗杆;3：铲斗;4：动臂液压缸;5：斗杆液压缸;

6：铲斗液压缸;7：连杆;8：回转平台

图2 挖掘机的装置

目前挖掘机出现了几个问题，我们可以用仿真分析分析挖掘机不工作了、斗杆、动臂、铲斗转动围绕F、C、Q转动时候的情况下，F、C、Q三点的力矩和角速度变化情况。我们在建立仿真模型的时候可以忽略油缸，因为它所产生的力矩能够转移至关节。我们可以先创建二百七十八千克重、四米长、十毫米厚的大臂，二百四十五千克重、三米长、十毫米厚的小臂以及重达三百八十一千克的铲斗，然后再增加约束力，再增加驱动力。我们可以假设在上述情况下，三点的运动函数，Function=sin（ - 100d* tmie），仿真的时间为五秒，步数是二百步，结果就是，F在时间为1.975秒时扭矩最大为1.234×104Nm，C在时间为0.625秒时扭矩最大时为3670×104Nm，Q在时间为2.525秒时扭矩最大为1.58×103Nm，可以得出F、C、Q三点的角速度的变化是一样的。由此可以看出，机械系统动力学自动分析软件能够得出关节力矩图，甚至还能够计算其数值。机械系统动力学自动分析软件还能够在得知运动轨迹的情况下，计算出关节需要的力矩等等，具有非常强大的仿真计算的能力[4]。

4.虚拟样机技术的意义

虚拟样机技术的发展，可以说充分体现了全新的研发模式，它使工程机械产品的设计开发能够摆脱对实物样机依赖，能够为企业的发展带来非常大的作用，主要体现在：

一是能够大大地降低工程机械产品更新换代情况下产品开发的风险，从而有效的提高企业的生产效率，从而在激烈的竞争中得以健康发展。二是虚拟样机技术的发展能够使之前无法想象的销售虚拟产品成为一种现实，企业能够事先凭借设计开发出来的虚拟样机寻找合适的客户，然后在充分吸收客户的意见的基础上，再投入实体生产，在工程机械产品的开发中更加灵活，在市场竞争中也更能够掌握主动权[5]。三是工程机械产品的虚拟化和数字化能够使企业能够通过互联网优先进行相关产品信息的无障碍交流，通过共享来学习借鉴其他企业的先进技术，从而克服了资源获取的局限性，在这个过程中可以寻找一些企业组成联盟，来共同开发和获取所需要的知识技术，从而借助团体的力量来增强对变化莫测的市场的适应性。四是基于虚拟样机技术工程机械产品的设计研发，要求设计开发人员必须具有雄厚的虚拟样机技术理论基础，专业分析员最后也就成为产品的设计者，这对技术人员的业务素质技能以及协同工作的能力都带来了更高的要求。

5.结语

综上所述，本文认为，随着科学技术的迅猛发展，以及市场竞争的日益加剧，在工程机械领域，虚拟样机技术已经越来越成为工程机械产品设计研发的主流支撑技术。各大企业应当加强对虚拟样机技术的深入了解，招聘更多的高技能专业技术人员强化对虚拟样机技术的应用，从而降低产品生产成本、提高产品生产效率、优化产品质量、提升企业的经济效益，不断增强在激励的市场竞争中持续健康发展的能力。

参考文献：

[1]王洪伦，龚烈航，肖斌安.基于虚拟样机技术的工程机械仿真分析与应用研究[J].机床与液压，2008.07：140-142+163.