大學(xué)生機械畢業(yè)論文
挖掘機器人是機液一體化的機械裝備，對挖掘機的開(kāi)發(fā)涉及到機械和液壓等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)。以下是小編精心準備的大學(xué)生機械畢業(yè)論文范文，大家可以參考以下內容哦！
大學(xué)生機械畢業(yè)論文 1
摘要：利用三維實(shí)體建模軟件Pro/E與機械系統動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS建立了挖掘機器人機械子系統、液壓子系統模型，并在A(yíng)DAMS環(huán)境中利用參數關(guān)聯(lián)技術(shù)，將兩個(gè)子系統模型集成，建立起挖掘機液壓與機械一體化的虛擬樣機模型；在此基礎上進(jìn)行了大量的運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真。研究結果為預見(jiàn)設計方案的可行性及物理樣機的試制提供了一定參考；可提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度和精度，降低開(kāi)發(fā)成本；具有重要的理論與工程意義。
關(guān)鍵詞：挖掘機器人；液壓機械復合系統；虛擬樣機
挖掘機器人是機液一體化的機械裝備，對挖掘機的開(kāi)發(fā)涉及到機械和液壓等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)。傳統的物理樣機開(kāi)發(fā)模式存在開(kāi)發(fā)周期長(cháng)、成本高、修改困難等多方面的問(wèn)題。應用數字化虛擬樣機技術(shù)能有效地克服傳統物理樣機開(kāi)發(fā)模式的缺陷，加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度，節約開(kāi)發(fā)成本，為機）液復合系統設計、產(chǎn)品復合性能評價(jià)提供了一種有效的手段。借此技術(shù)，工程設計人員可在建造物理樣機之前，在計算機上建立虛擬樣機模型，伴之以三維可視化處理，模擬現實(shí)環(huán)境下系統的運動(dòng)和動(dòng)力特性，并根據仿真結果對各種設計方案進(jìn)行快速優(yōu)化對比，在設計早期就能確定關(guān)鍵的設計參數，預測產(chǎn)品系統性能，以減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，物理樣機的試制、試驗次數，節省設計經(jīng)費，縮短設計周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品系統性能。
一、機械系統建模
利用三維實(shí)體建模軟件Pro/E和機械系統動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS/View聯(lián)合建立挖掘機機械系統模型。
1.1Pro/E環(huán)境建模與裝配
機械系統模型的準確性是決定所設計的液壓系統是否具有實(shí)用性的前提條件，所以，建立的機械系統模型應盡可能準確，但考慮到仿真實(shí)時(shí)性要求，模型在基本適合所要求工況的前提下還應盡可能簡(jiǎn)單。根據研究目的，建模時(shí)將挖掘機結構進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化和抽象，按照是否存在相對運動(dòng)（暫不考慮行走運動(dòng)）將挖掘機器人劃分為：轉臺1、動(dòng)臂2、斗桿3、鏟斗4、鏟斗搖桿5、鏟斗連桿6、動(dòng)臂液壓缸體7、動(dòng)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(gè)大運動(dòng)部件.
挖掘機三維實(shí)體建模包括所有零件的三維實(shí)體模型建立及整機裝配。利用Pro/E特征選項里的拉伸、旋轉、剪切、混合掃描等操作命令建立各零部件；然后按照挖掘機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，得到挖掘機整機的三維實(shí)體裝配模型。
1.2機械系統模型從Pro/E傳到ADAMS/View中
ADAMS提供了與Pro/E軟件的數據交換接口Mechanism/Pro，Mechanism/Pro是MSC公司為ADAMS開(kāi)發(fā)的與Pro/E軟件的專(zhuān)用接口程序，作為一個(gè)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(wú)縫連接的方式，使用戶(hù)不需要退出Pro/E應用環(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)境中不易構建復雜模型的缺點(diǎn)，使用戶(hù)可以在其熟悉的CAD中建立三維機械系統模型，通過(guò)一個(gè)按鍵操作，就可將數據傳到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(wú)聯(lián)系地獨立存在于A(yíng)DAMS/View環(huán)境中。這種狀態(tài)下即使全部零部件都已導入，也不能構成一臺具有現實(shí)意義的虛擬樣機。只有在此基礎上，借助ADAMS軟件再添加適當的連接、載荷、運動(dòng)約束和力等模型特性，才能建立仿真模型即虛擬樣機。動(dòng)臂下鉸點(diǎn)鉸接在轉臺上，利用動(dòng)臂油缸的伸縮，使動(dòng)臂繞動(dòng)臂下鉸點(diǎn)轉動(dòng)，依靠斗桿油缸使斗桿繞動(dòng)臂的上鉸點(diǎn)擺動(dòng)。
二、液壓系統建模
本文根據需要對液壓油路進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并按功能劃分為結構相似的動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、回轉、行走五個(gè)工作回路.挖掘機舉升機構，即動(dòng)臂的液壓工作回路，其是簡(jiǎn)化的執行元件為液壓缸的典型液壓回路，其它幾個(gè)回路與此類(lèi)似。當換向閥4由中位移至左位（下）時(shí)，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，活塞向上運動(dòng)；反之，當換向閥4由中位移至右位（上）時(shí)，液壓油直接進(jìn)入液壓缸上腔，使活塞向下運動(dòng)，從液壓缸下腔流出的油通過(guò)閥6回到油箱，如達到一定壓力，則向液壓缸上腔補油。當換向閥處于中位時(shí)，閥5和閥6均關(guān)閉，活塞雙向鎖止，動(dòng)臂處于某一固定位置。以下為基于流體傳動(dòng)理論，利用ADAMS提供的數值算法和函數，創(chuàng )建液壓元件和液壓系統模型的過(guò)程。
2.1壓力源（泵）及油箱
壓力源是為整個(gè)液壓系統提供動(dòng)力的元件。根據液壓系統的設計，壓力源的初始壓力設為11.4MPa。一般情況下，液壓系統工作時(shí)壓力源的壓力變化不大，故認為該壓力為定值，并將壓力變化函數設置為與初始壓力相同的數值，即設為定值；油箱被認為是一個(gè)很大容積的蓄能器，壓力可維持不變，故油箱模型只需設置壓力參數即可。
2.2方向控制閥（三位四通閥）
方向控制閥為整個(gè)系統的控制中樞。由操作人員直接控制，實(shí)現液壓缸的往復運動(dòng)。所需設置的參數有閥芯的初始位置、閥開(kāi)啟及關(guān)閉所需的時(shí)間、閥的泄漏系數和因閥所造成的壓力損失等。
2.3止回閥（單向閥）
止回閥在液壓系統中起到正向流通，反向截止的作用。對于止回閥來(lái)說(shuō)，需要設置關(guān)閉時(shí)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和響應時(shí)間等。
2.4背壓閥
背壓閥在液壓系統中主要起保壓和穩壓作用。在背壓閥屬性對話(huà)框中，需要設置閥口流通截面面積變化率、閥口初始位置、閥的泄漏系數和響應時(shí)間等參數。
三、結束語(yǔ)
從虛擬樣機系統仿真建模的角度來(lái)看，整個(gè)系統可以分為機械系統、液壓系統兩個(gè)大部分。通過(guò)對挖掘機液壓）機械系統分別建立虛擬樣機模型，而后利用參數關(guān)聯(lián)技術(shù)使機械系統和液壓系統成為有機的整體，實(shí)現了整機機）液復合系統的聯(lián)合動(dòng)態(tài)仿真分析，打破了單純機械設計的局限性，仿真結果基本符合技術(shù)上的要求，為物理樣機的試制及其它型式機）液復合系統的設計和研究提供了很好的參考�？梢杂糜谘芯恳簤合到y、機械系統參數改變對整機系統性能的影響及挖掘機復合系統設計、系統優(yōu)化和方案論證；加快挖掘機產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度，降低開(kāi)發(fā)成木，提高市場(chǎng)競爭力。
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一、概述
機械工程測試技術(shù)是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，該課程綜合了許多新技術(shù)、新知識，內容抽象，理論性和實(shí)踐性很強。長(cháng)期以來(lái)，課程教學(xué)內容分散、雜亂，新內容新知識不能被及時(shí)擴充，總的教學(xué)學(xué)時(shí)不斷被縮減，教學(xué)方式單一，實(shí)驗和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節非常薄弱，學(xué)生普遍反映該課程較難掌握。然而，面對測試技術(shù)在機械工程領(lǐng)域中的廣泛應用，為使學(xué)生能夠更好學(xué)好該門(mén)課程，適應高等教育培養創(chuàng )新型高素質(zhì)工程應用人才的教學(xué)目標，進(jìn)行《機械工程測試技術(shù)》課程的教學(xué)改革尤為必要。
二、存在問(wèn)題
國外各高校非常重視《機械工程測試技術(shù)》課程教學(xué)，課堂教學(xué)與實(shí)驗教學(xué)同等重要，實(shí)驗環(huán)境比較開(kāi)放，研究性和綜合性實(shí)驗比例較大，很好地培養了學(xué)生的動(dòng)手能力。目前，我國的《機械工程測試技術(shù)》以課堂教學(xué)為主，實(shí)驗教學(xué)為輔，而且在教學(xué)內容、方式和實(shí)驗方面存在著(zhù)一系列的問(wèn)題。教學(xué)內容方面，教材老化，新知識和新技術(shù)難以及時(shí)擴充到教學(xué)中，使教學(xué)內容不能得到及時(shí)更新;目前課堂教學(xué)時(shí)間課時(shí)偏少，體現最新科技的章節內容部分沒(méi)有多余的課時(shí)進(jìn)行講解。教學(xué)方式以多媒體、口述和板書(shū)為主，課堂上以教師為中心，學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習知識，很難培養出學(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(jì)?yōu)橹�，基于非知識性因素平時(shí)成績(jì)?yōu)檩o，學(xué)生的創(chuàng )新思維和動(dòng)手能力得不到有效考核和體現。實(shí)驗教學(xué)方面，實(shí)驗設備陳舊，實(shí)驗手段落后，實(shí)驗內容偏少，多以原理驗證性實(shí)驗為主，研究性和綜合設計性實(shí)驗較少，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(zhù)講解、指導、批改實(shí)驗報告的模式，輕動(dòng)手能力和創(chuàng )新思維的培養。面對機械工程測試技術(shù)快速發(fā)展，傳統的教學(xué)內容和教學(xué)模式很難適應時(shí)代發(fā)展的'潮流。因此，以特色名校建設為契機，有必要對我校機械工程測試技術(shù)課程在教學(xué)內容、方式和實(shí)驗方面加大教學(xué)改革力度，進(jìn)一步提高我校人才培養質(zhì)量，強化特色名校工程內涵建設。
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(wèn)題，擬在教學(xué)內容、教學(xué)方式和實(shí)驗教學(xué)三個(gè)方面開(kāi)展如下改革。
�。ㄒ唬C械工程測試技術(shù)教學(xué)內容的優(yōu)化與完善
本課程教學(xué)內容比較分散，學(xué)習中不利于掌握整個(gè)知識體系，需要在教學(xué)中應盡量淡化各知識點(diǎn)的分界，注重教學(xué)內容的層次性和系統性。因此，以基本理論和方法為基礎，以信號流程為主線(xiàn)，以測試系統框圖為骨架，將各個(gè)模塊課程內容貫穿起來(lái)，使學(xué)生建立起完整的測試系統概念。教學(xué)過(guò)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(shí)通過(guò)穿插講解工程應用案例，并適當介紹本學(xué)科領(lǐng)域的新成果和新應用，既可以使學(xué)生打下堅實(shí)的基礎又可以開(kāi)闊眼界，將會(huì )大大提高學(xué)生的學(xué)習興趣和積極性。
�。ǘC械工程測試技術(shù)教學(xué)方法改革
目前機械工程測試技術(shù)教學(xué)方法上以“教師”為主體，學(xué)生則被動(dòng)吸收知識，該模式不利于培養學(xué)生的創(chuàng )造性思維和創(chuàng )新能力，已經(jīng)不能完全適應新形勢下課程教學(xué)任務(wù)。為此，需要改變灌輸式的傳統教學(xué)模式，建立以“教師”為主導和以“學(xué)生”為主體的新型教學(xué)模式，充分發(fā)揮了教師的引導作用和學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。在新型教學(xué)模式指導下，采用多元化教學(xué)手段，將多媒體教學(xué)、板書(shū)、演示和實(shí)物結合起來(lái)，應用文字、圖形、聲音、動(dòng)畫(huà)等多種媒體素材使抽象和枯燥的理論形象化和生動(dòng)化。針對不同的內容可以采用啟發(fā)式、參與式、基于問(wèn)題、工程案例剖析與課堂討論相結合的方法，在教師的引導下，注重以生活實(shí)例和工程案例設疑式地啟發(fā)學(xué)生，教師創(chuàng )設問(wèn)題情境，提出問(wèn)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(kāi)積極課堂討論，以此調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性和主動(dòng)性，培養學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生獨立思考和創(chuàng )造性思維能力。有條件的情況下，也可以結合虛擬儀器教學(xué)平臺，在課堂上綜合運用多媒體教學(xué)系統，建立一個(gè)理論與實(shí)踐一體的網(wǎng)絡(luò )化教學(xué)環(huán)境，加強教師與學(xué)生的互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習興趣。此外，為了使學(xué)生能夠在課后可以及時(shí)溫習和回顧課堂知識，做到融會(huì )貫通和綜合應用，在每節理論課后，為學(xué)生留出適當的作業(yè)，在規定時(shí)間內完成學(xué)習報告，教師在課堂上對學(xué)習成果進(jìn)行答辯，對出現的問(wèn)題及時(shí)解答，使學(xué)生對學(xué)習內容進(jìn)一步的深化和提高。在理論考核方面通過(guò)出勤、作業(yè)、課堂討論和期末考試進(jìn)行綜合考評，改變傳統一考定結論的弊端。
�。ㄈC械工程測試技術(shù)實(shí)驗教學(xué)改革與創(chuàng )新實(shí)踐能力培養
由于機械工程測試技術(shù)課程理論性強，應用過(guò)程抽象，實(shí)驗教學(xué)是深化本課程學(xué)習的必有途徑。目前國外將機械工程測試技術(shù)定位為實(shí)驗課，實(shí)驗教學(xué)尤為重要，主要通過(guò)實(shí)驗環(huán)節提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，國內實(shí)驗教學(xué)方便有所欠缺。為培養學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，應建立以學(xué)生為中心的多層次、應用型實(shí)驗模式，將開(kāi)設實(shí)驗分為基礎性實(shí)驗、驗證性、研究性和綜合性四個(gè)不同的層次，增加研究性實(shí)驗和綜合性實(shí)驗的比例，滿(mǎn)足學(xué)生對該課程各階段學(xué)習的不同要求，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)習小組，在課題組教師指導和幫助下，積極參與研究項目中的一些工作，完成項目研究報告，教師對項目成果給予評定。充分利用現代計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)，開(kāi)發(fā)網(wǎng)上虛擬實(shí)驗系統，為學(xué)生提供開(kāi)放性實(shí)驗環(huán)境，在教師指導下由學(xué)生獨立完成自主實(shí)驗�；谠撟灾鏖_(kāi)放式研究性實(shí)驗平臺，可以擴展課堂教學(xué)內容，開(kāi)闊學(xué)生的視野，全面提升學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng )新精神。為學(xué)生構建基于虛擬儀器的創(chuàng )新設計平臺，開(kāi)展虛擬儀器案例教學(xué)，將虛擬實(shí)驗與理論教學(xué)有機融合在一起，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性和主動(dòng)性，培養學(xué)生動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
四、結束語(yǔ)
本文分析了機械工程測試技術(shù)課程特點(diǎn)和在教學(xué)過(guò)程中出現的問(wèn)題，有針對性的提出本課程在教學(xué)內容、教學(xué)方式和實(shí)驗手段方面的改革和實(shí)施方案。不斷優(yōu)化與完善教學(xué)內容、創(chuàng )新教學(xué)方法和實(shí)驗手段，建立以學(xué)生為中心的機械工程測試技術(shù)課程教學(xué)內容體系，創(chuàng )新以培養學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力的教學(xué)手段，加強研究性和綜合性實(shí)驗教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中形成師生良性互動(dòng)，以此提高學(xué)生學(xué)習的興趣和主動(dòng)性，對進(jìn)一步提高人才培養質(zhì)量，加強特色名校工程建設具有重要研究意義和推廣價(jià)值。
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