器械操活动总结范文

器械操活动总结篇1

关键词：助力器；结构设计；耐久试验台

液压助力器起源于20世纪50年代飞机助力操作系统，随着飞机的速度和质量不断增大，从而使驾驶杆力显著增大，依靠传统简单机械操纵系统减小操纵杆力的方法已不适用，它的出现解决了飞机舵面力矩过大带来驾驶员操纵力不够的问题[1-3]。使驾驶员不再直接由机械传动机构操纵舵面，而是操纵助力器再由助力器操纵舵面，驾驶员在操纵时只需要克服很小的系统阻力，这样极大提高了飞机的可操纵性和安全性。在发达国家，对耐久实验台进行了大量研究，在实际生产过程中已应用比较广泛，并且取得了很好的经济效益和社会效益。而国内的厂家生产出的助力器耐久实验台的性能与发达国家相比，还有一定的差距，精度不高，普遍存在数据采集和处理不准确的问题，从而在一定程度上影响了结果的可信性。

1 试验台结构设计总体方案简介

助力器耐久试验台是一套复杂的机电液控制的模拟实验系统。文章在参考了国内外相关研究的基础上，针对助力器耐久试验台检测的内容及试验台的技术要求以及指标要求，同时考虑到试验台工作的可靠性、耐久性和操作简便性，完成了耐久试验台的机械结构部分的设计方案。

试验台总体结构包含以下几个部分：实验台支撑架、加载系统、输入系统、操纵装置、高低温箱、油盘、传动装置。试验台总体机械结构如图1所示。

1操纵装置；2高低温箱；3输入装置；4油盘；5加载装置

图1 试验台总体机械结构

2 输入系统的设计

输入系统是试验台的重要组成部分，主要由助力器、助力器安装座构成。助力的安装采用铰接安装在固定耳环上，这种安装方式安装的液压缸可以承受轴向力，并且在某个平面内有一定的摆动自由度。由于助力器液压缸的运动为直线往复式运动，液压缸在往复运动时，由于机构的相互作用，使其轴线产生摆动，为达到调整位置和方向的要求，安装形式只能采用使其能摆动的铰接方式，工程机械、农业机械、船舶甲板机械等所用液压缸多用这类安装形式。安装耳环再通过螺纹连接安装在安装座上，输入缸的活塞通过铰接的方式与传力杆连接。这种设计可以更灵活地更换助力器产品，使得试验台满足多种类实验产品的测试，提高试验台的灵活性。安装底座采用钢板焊接而成，工艺简单便于制造。钢板结构的主要承力方式为弯曲，由于安装座的尺寸较大，为了保证其强度和刚度，同时提高其结构的稳定性。安装座采用了布置肋板的结构，其稳定性较高，强度和刚度很好的满足了要求。而不是一味地采用增大结构截面面积来提高强度和刚度，一方面，平台的重量会急剧的增加，另一方面截面面积增加的同时，必然造成平台惯量的增加和结构局部刚度的降低。同时采用肋板的结构对材料的利用率也很高，降低的制造成本。因此对于安装座的结构，从工艺性和平台的局部刚度来考虑，安装座采用了布置肋板的结构。

3 加载系统的设计

加载系统主要部件是：加载液压缸、液压缸安装座、十字节、圆锥滚子轴承。加载系统主要是用来施加载荷的，模拟助力器在工作中所遇到的各种阻力载荷，提供载荷的主要部件是加载液压缸。同样在加载的过程中，由于液压缸在往复运动时，机构的相互作用，使其轴线产生摆动，为达到调整位置和方向的要求，安装形式也只能采用铰接安装。而加载液压缸使用是耳轴式安装，在设计耳轴时需注意耳轴必须与液压缸轴线垂直。

耳轴被安装在一个十字节上，十字节的端盖与安装座前后立板之间有一定间隙，使其在垂直方向上有一定的转动自由度。采用十字节可以实现当轴线发生倾斜时的微调，使加载液压缸达到方位要求。由于液压缸采用耳轴式安装时，也允许负载在一个方向上有摆动，但在与其垂直的另一个方向上却不允许有任何摆动或串动，否则，液压缸就会因受到弯曲载荷而造成螺纹折断现象。所以在垂直方向上用一带螺纹的圆环端盖进行轴承的游隙调节，达到轴承及十字节定位的效果。

带螺纹的圆环端盖用螺纹与轴承顶端固定座连接，轴承顶端的固定座采用筋板结构。由于耳轴式安装是不宜采用球面轴承，这种轴承在其中心线产生倾斜能自身微调，这种轴承对本身来说是有利的。但对于液压缸的耳轴来说却是不利的，因为采用滑动轴承，则耳轴只承受剪切应力；若采用球面轴承，则耳轴除了要承受同样的剪切应力外，还要附加一个因耳轴轴线倾斜而产生的弯矩，受力情况明显恶化，因此对十字节处的轴承选用圆锥滚子轴承。同样安装底座同为焊接构件，将其直接通过螺栓固定在试验台支撑架的上底板上。

4 中间传动连接装置结构设计

由于在做耐久性实验时，不可能直接将两液压缸直接进行连接，因此必须要有中间的传动连接装置，实现运动的传递。中间传动连接装置主要由万向节、传力杆、连接螺纹、拉杆、传感器、中间保持架构成。两侧的拉杆被固定在加载缸安装座和液压缸安装座上，将其主要作为中间保持架的支撑导柱。保持架采用肋板结构，将其上下部分通过螺栓连接安装于拉杆上，中间设有导向孔，对传力杆进行导向作用，由于传力杆与导向孔直接接触会产生较大的摩擦，从而造成机械的快速磨损，因此必须在导向孔和传力杆间安装直线轴承。

对于传动部分，加载缸通过活塞加长杆与拉力传感器法兰盘连接，拉力传感器法兰盘与万向节相连，万向节再与拉力传感器连接，进行力信号的采集，拉力传感再与中间传力杆连接，同时传力杆通过两个直线后传力杆的另一端再与助力器铰接，实现传动连接。通过万向节与拉力传感器连接的作用是由于装配原因或制造原因造成传力杆与加载缸活塞杆轴线不同心的情况下，利用其自身结构特征允许被连接的零件之间的夹角可以在一定的范围变化，在结构有一定偏心时也不会有卡死和严重磨损现象，也能保证试验台的稳定运行。

5 结束语

从试验台的设计任务、技术要求出发，确定了助力器耐久性试验台机械结构设计的方案。对几个重要的模块的结构设计进行了较为详细的介绍，以及元件的选型计算。其中，包括输入装置、加载装置、试验台支撑架及中间传动装置的结构设计，对输入液压缸、加载液压缸的参数选型计算。设计的实验台的结构需满足助力器耐久性能测试的要求，同时设计的试验台结构符合人机工程学，便于操作。

参考文献

[1]方强.被动式力矩伺服控制系统设计方法及应用研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2006.

[2]曲承童.汽车减振器双动耐久性试验台设计[D].长春：长春理工大学，2012.

[3]张贵.基于液压伺服驱动的汽车板簧性能与耐久性研究[D].合肥：合肥工业大学，2013.

器械操活动总结篇2

一、机械手简介

机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。

二、搬运机械手总体结构设计

该机械手采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即手臂的伸长、缩短和整体旋转。

采用液压驱动，其具有体积小、重量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行等一系列优点。

在控制方式选择上，由于其功能只是在两个工作台之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此，采用点位控制方式。

机械手一般由执行机构、传动系统、控制系统和辅助装置组成。

1.执行机构

机械手的执行机构，由手、手腕、手臂、支柱组成。手是抓取机构，用来夹紧和松开工件，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。手腕是连接手指与手臂的元件，可以进行上下、左右和回转动作。简单的机械手可以没有手腕。支柱用来支撑手臂，也可以根据需要移动。

2.传动系统

执行机构的动作要由传动系统来实现。常用机械手传动系统分机械传动、液压传动、气压传动和电力传动等几种形式。

3.控制系统

机械手控制系统的主要作用是控制机械手按一定的程序、方向、位置、速度进行动作，简单的机械手一般不设置专用的控制系统，只采用行程开关、继电器、控制阀及电路便可实现动传动系统的控制，使执行机构按要求进行动作．动作复杂的机械手则要采用可编程控制器、微型计算机进行控制。

三、机械手的选择

由于机械手是在搬运中应用的，所以采用传送带加旋转的机械手类型。此机械手易于操作，性能可靠。

四、机械手操作方式

机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为单步、单周期和连续操作方式。

五、机械手控制

从原点开始按下启动按钮时，下降电磁阀通电，机械手开始下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧，夹紧后，上升电磁阀开始通电，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，碰到右移极限位开关，右移电磁阀断电，右移停止。此时，右工作台上无工作，则光电开关接通，下降电磁阀接通，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，上升到极限时碰到极限位开关，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，碰到左极限开关，左移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手经过以上几个动作完成一个循环。

六、输出设备——由PLC的输出信号驱动的执行元件

本设计中输出设备应包括下降电磁阀、上升电磁阀、左移电磁阀、右移电磁阀、夹紧电磁阀等部分。为了对机械手原点位置进行指示，还要配置一个原点指示灯。

总之，根据所确定的用户输入设备及输出设备可知，PLC共需要15点输入、6点输出。

考虑到机械手工作的稳定性、可靠性以及各种控制元器件连接的灵活性和方便性，采用PLC作为核心控制器，各控制对象都必须在PLC的统一控制下协调工作，所以PLC采用日本三菱公司的FX2N-32MR型PLC(16点输入，16点输出)。

七、PLC的工作过程

1.初始操作（上电处理）

PLC未进入正式运行前，首先应确定自身的完好性。这就是接通电源后的初始操作。通电后，消除各元件的随机状态，进行清零或复位处理，检查I／O单元的连接是否正确（I／O总线）。

2.运行

（1）PLC的工作方式——（顺序）周期循环扫描；

（2）扫描——按分时操作的原理，每一时刻执行一个操作，顺序进行，这种分时操作的过程称“CPU对程序的扫描”。

（3）工作特点——集中输入，集中输出（小型PLC）。

八、PLC程序设计

通过分析控制要求，应该设计机械手复位程序、手动运行程序和自动运行程序。搬运机械手在暂停或者等待指令时，液压系统的液压泵一般要处于卸荷状态，因此，还要设计控制液压泵卸荷与否的程序，对液压泵进行控制。

该机械手的设计充分发挥了液压气动技术和PLC技术的优势，较好地实现了机械手的规定动作。随着科技的迅猛发展，液压气动技术和PLC技术结合，将能进一步提高机械手的运动速度、可靠性和稳定性。

（作者单位：李利，青岛科技大学、莱芜市高级技工学校；

器械操活动总结篇3

一、防误操作装置应具备的基本性能

变电站的电气设备存在四种普遍的状态，分别是运行状态、热备用状态、冷备用状态以及检修状态等。这四种状态之间相互转换，在实际的转换过程中采用开关的操作方法，具体操作项目分，和断路器，隔离开关，点，点，合接地刀，挂，拆下接地，投资，继电保护和自动装置等。出口。同时，工作人员还应当弄清楚这些项目之间的基本逻辑关系，才能更好地投入现实的实践中去。而它们之间的基本逻辑关系具体表现为以下几个方面：

1.推拉，每侧设备连接的隔离开关，断路器间隔，接地开关应处于开启位置，不接地线。

2.合接地开关（挂接地线）和接地隔离开关接地电路连接在不同的位置（与接地电路连接的隔离开关，接地应在单独的位置）。

3.双母线接线，通过重新运行另一个总线断路器，该断路器应在运行状态时，将总线隔离开关和接在两个总线的第一，然后把其他的母线隔离开关和总线操作，以防止带负荷拉合隔离开关。

电气误操作事故发生在电力系统中，发病率高，而且效果特别严重的。轻者会对设备造成损坏，重者会造成停电和人身伤害事故。恶性误操作事故发生在电力系统主要是以下五种情况，即误差（美元）断路器，负荷拉（合）隔离开关，充电（一起）接地（接地开关），在接地（接地开关和断路器（开关）），误入带电间隔。电力工程，有效地控制了误操作事故，应该采取措施防止执法。在锁定的功能是防止泄漏，该项目的操作，错误的跳跃间隔和非正常开锁操作。为了防止技术措施的滥用，应根据项目的操作必须符合基本的逻辑关系，以确保现有经营模式的安全运行，并根据电气控制装置误操作的原理，设计和选择有效的，为了达到预防错误的影响。

总之，和误操作装置的工作原理应该强制锁定错误操作，满足项目的操作之间的逻辑关系，实现“五防”功能。

二、防误操作装置的工作原理及运用分析

目前变电站常见的防误操作装置按照工作原理分主要有电气联锁、电磁锁、机械联锁、机械程序锁、微机闭锁。

1.电气联锁

电气控制电路的开关，隔离和接地开关装置，断路器的辅助触点，逻辑关系，隔离开关，接地开关，当满足业务逻辑，辅助电接触操作控制电路，使操作。例如，开关的隔离开关的电气操作控制电路和接地开关常闭湾系列隔离辅助触点，只有当隔离开关和接地开关在断开位置，常闭辅助触头闭合电路，开关操作，或接触打开锁操作，防止负荷划分，隔离开关和接地开关隔离开关。同样，接地开关，隔离开关和断路器的辅助常闭触点间隙，防止带电和接地开关；当使用在母线或线路接地，字符串输出响应和电荷两环通过感应电测试设备或线路PT，打开亲密接触，接触打开锁操作，没有电，触点闭合操作，弥补不足，充电的设备标准，这种方法也被称为电动锁。电气联锁装置，技术成熟，简单的接线，在正常操作期间操作者，不需要额外的工作，并能有效地实现断路器闭锁逻辑关系，隔离开关，接地开关联锁，具有强制性，可靠性高，适合的设备和电气现场远程操作。

2.电磁锁

电磁锁的开启和关闭的电磁控制锁装置，锁舌机械分离机械开关，接地开关和其他设备的零件。在励磁电路断路器，隔离开关，接地开关系列电磁阀，辅助触点，与电控锁连接，满足操作逻辑关系，电磁铁线圈激励打开锁舌可允许操作，或锁定装置的操作。在电气联锁电磁锁的功能，但现场操作的释放，增加工作时间，锁需要定期维护，适用于现场手动和电动操作。

3.机械联锁

机械传动装置的锁到另一部分的机械机械联动部分联锁装置驱动器的锁紧机构。例如，在隔离开关和接地开关，当开关，机械传动部分带动锁紧连杆插入接地开关，接地开关的传动机构，传动机构不能移动，反之，当接地开关，隔离杆传动机构锁定开关，防止接地开关隔离开关与接地开关的指控。机械互锁结构简单，动作可靠，但只有通过之间的连接的机械设备，如带接地刀闸隔离开关，组合开关柜，地理信息系统。

4.机械程序锁

机械程序锁螺栓的机械联锁的主要驱动力的机械程序锁螺栓的机械联锁，锁定开关，控制开关隔离栅电路断路器的机械传动部件和设备，接地开关，当钥匙在锁后的操作，操作完成锁定装置，可以解锁操作的关键，根据预先设定的顺序，其操作的逆转。程序锁操作根据单人开锁，增加工作时间，以防止电气线路和母线接地开关，由于缺乏强制性，接地要求不同的工作，没有足够的灵活性。

5.微机闭锁

微机闭锁是在计算机、测控及通信等技术为依托的用于高压电气设备及其附属装置防止电气误操作的系统。主要由防误主机、模拟终端、电脑钥匙、通信装置、机械编码锁、电气编码锁、接地锁和遥控闭锁装置等部件组成。在防误主机中预先编入并存储防误规则，接收模拟终端的操作程序，将符合规则的程序向电脑钥匙传输或顺序控制遥控闭锁装置开锁。现行微机闭锁的设备主要有开关、刀闸、地线（接地桩）、网门等，它是通过在其设备操作回路的设备上加锁来实现的。

目前近年新投运的变电站均采用了微机闭锁。原来老变电站也逐步采用增加微机防误装置来补充完善间隔防误闭锁。综自监控与五防一体机相比机械锁、程序锁具有智能化程度高、操作简单、维护扩充方便。在主机系统软件的现场使用，事先编制，对主要设备站电气接线图的操作规程，并固化在存储器。当操作员模拟操作的显示，根据专家系统为每个操作的智能判断主机，如果做得正确，它允许进行下一步操作，如果操作错误，提示操作者正确。结束后的模拟运行，通过通信适配器将正确的键操作内容输入计算机，通过计算机程序的步骤操作的关键步骤的现场操作人员，操作电脑钥匙结束后通过通信适配器自动操作信息传送到主存储器中，以便查询评价。仿真完成后，在后台监控选择操作，五防系统操作权限开放的监控系统，操作员选择操作监控系统主接线图的装置，监测人员和操作员输入的用户名和密码将根据操作的顺序，从而实现强制闭锁。

现场使用中可根据各种不同的一次接线编制实现全站五防的操作闭锁逻辑。达到防止误操作目的，与综自后台相连实现同步对位及时准确，但部分功能与现场要求相比尚显不足，综自后台设备位置点位不全或点位不准确等，会造成五防主机无法进行正常模拟，须断开通讯后重新与手工对位，存在操作隐患。图形仿真系统的接口不能被暂停（组）的安全标签（电子表格），当维护任务，设备禁止操作没有明显反映在图形化的界面，这些应该改进。

器械操活动总结篇4

康复训练器械是康复训练中的必备工具,安全性至关重要,否则容易造成二次损伤。《康复训练器械安全通用要求》强制性国家标准的实施,将促进产品质量和安全性的提高。本期专栏特邀国家康复器械质量监督检验中心专家介绍《康复训练器械安全通用要求》强制性国家标准的制定背景,并对标准要点进行详细解读。

2009年9月30日,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会了《康复训练器械安全通用要求》GB24436-2009强制性国家标准,这是我国第一部涉及康复训练器械安全通用要求的国家标准。

标准从2009年12月1日起实施,康复训练器械的生产厂家必须按照国家标准组织生产,有关部门将按照标准的要求严把产品质量关。进行康复训练的朋友们,如果在训练时因器械质量造成磕伤、碰坏、刮破等等,就可以用“国家标准”说话了。这是一项对用户、对企业高度负责的康复训练器械安全通用要求标准。

让企业看到这部标准的内涵,让公众看到这部标准的意义,是本解读的目的。

背景资料

康复训练器械

康复训练是康复治疗的基本手段和主要内容,各种器械是康复训练的必备工具,涉及各类残疾人的功能恢复训练。针对各种原因引起的肢体功能障碍,通过运用运动疗法和作业疗法等康复训练器械进行训练,可以消除、减轻功能障碍,使残存功能得到最大限度地恢复,提高患者的生活工作能力,并以最佳状态参与社会活动。残疾人特定的肢体和心理的能力及特征,决定了康复中使用的训练器械与一般的健身器材有很大区别,康复训练器械必须把安全放在首位,避免残疾人最为担心的二次损伤。

产品质量状况及问题

国家康复器械质量监督检验中心,近年来检测了国内10余家企业生产的上百件残疾人康复训练器械产品,检验主要依据企业标准和产品说明书中明示的技术条件。检验结果表明:康复训练器械总体质量良好,主要性能指标达到检验依据中的技术要求。

尽管康复训练器械产品均合格通过检验,但我们不能就此认为康复训练器械的质量高枕无忧。在以往没有国家标准的情况下,委托检验中仅将备企业标准或技术指标作为检验依据。不同企业标准间差异过大,检测项目和方法过于简单,缺少能够起到参考作用的技术参数和机械性能要求,检验报告的含金量不高,不能完全体现出康复训练器械产品的质量水准与存在的问题,有些企业标准很难起到促进产品质量,提高和促进行业发展的作用。例如,有些产品负载后变形量较大,严重影响使用;与人体接触的部件材质过硬,给使用者造成不适;调节部件调解困难,给使用者带来不便;训练位缺乏无障碍空间的考虑,使轮椅乘坐者训练困难;把套松动旋转,给使用带来安全隐患等等。

专家点评

王保华(国家康复器械质量监督检验中心主任):

出现这些问题的主要原因有:一是企业缺乏对康复训练及器械使用的深刻认识。康复及训练是康复医学的重要内容,企业只注重生产环节,忽视了康复医学的知识,在没有充分理解康复训练及器械使用特性和要求的情况下,盲目上马,互相模仿或是参照国外产品仿制;二是个别小型企业设备陈旧、工艺落后、技术力量薄弱;有一定技术力量的中小企业,缺乏必要的检测手段和设备,检验环节仅靠技术人员或凭经验把关,其产品质量与使用者的要求存在一定差距;三是企业标准过于简单。有些企业标准除了规定了几个外形尺寸和产品重量外,没有实质性内容,不能起到指导生产的作用。

出台国家标准

为进一步提高康复训练器械的质量,建立完善的产品质量保证体系,促进康复训练器械行业的健康发展。2006年国家康复器械质量监督检验中心提出了《康复训练器械安全通用要求》国家标准制定项目建议书,并获得国家标准化管理委员会批准。针对康复训练器械检验中发现的问题和目前企业标准存在的问题,标准提出了12项安全通用要求,这是康复训练器械生产企业在实施标准的过程中,尤其应该引起重视和必需按标准执行和组织生产的。

标准要点提示

标准覆盖的产品

对应多种不同康复训练人群的功能障碍,康复训练器械的品种大致可分为上肢和下肢训练器械,又可以细分为站立训练器械,步行训练器械,矫正姿势、防止畸形的器械,肌力、耐力训练器械,关节活动度训练器械,平衡、协调性训练器械以及综合基本动作训练器械,其中包括由钢材、木材、塑料等各种不同材料制成的康复训练器械,结构从简单到复杂,具有各不相同的外观形状和用途。从具体种类上来说,常用训练辅助器械包括:平行杠、肋木、站立架、分指板、姿势镜、股四头肌训练椅、手指肌力训练、肩关节旋转训练器、砂磨台、踝关节校正器、划船器、滚桶、砂袋、康复训练床、运动垫等等用于康复训练的器械。

标准要点解析

标准提出12项安全通用要求

标准对各类康复训练器械的安全通用要求十分详尽,包括整体结构设计要求、安全防护装置、部件结构设计要求、整机稳定性要求、机械强度要求、外观要求、软包要求、表面涂层、环保要求、电器安全、安全使用寿命、固定安装在墙体、地面或顶部器械的安装要求。

标准提出5项警示要求

康复训练器械应永久性标记清楚如下相关内容:

a)在无人监护情况下禁止使用器械的警告标记;

b)老人、儿童、智障者等使用器械的警告标记;

c)不当操作可能带来的安全隐患警告标记;

d)使用器械必须予以注意的事项;

e)其他必须警示的内容和事项。

总则要求

标准在总则中提出,康复训练器械设计应符合身体功能障碍者康复训练运动规律,并具有安全性、可靠性、舒适性和适应性。

安全通用要求

标准在安全通用要求部分规定了以下12个方面的内容:

1.整体结构设计要求

训练位

器械有两个以上使用者同时训练时,标准要求使用过程中,不应存在训练位与训练位之间或同一训练位之间的器械干涉、运动范围干涉、人体干涉等现象。

乘坐轮椅直接训练的运动位应符合:

a)在使用者操作位置的左右各350 mm及高1500 mm空间内应无任何障碍;

b)在使用者操作位置的前后应有放置轮椅的空间,其中使用者身体重心向后空间应大于400 mm,向前空间应大于700 mm;

c)使用者手臂伸展操作时,器械的活动范围应控制在双臂伸展前后、上下活动的范围,如图1所示的内弧范围内,最大极限不应超出外弧线的范围;

d) 在使用者操作部位的台面下边缘高度至地面应有大于600 mm,纵深大于450 mm的无障碍空间(见图2)。

剪切、挤压部位和旋转活动部件

在训练位正常训练状态下,使用者可触及的区域内,不应存在被剪切、卷入、挤压或碰撞的可能。

在器械高1800 mm 以下,处于训练位正常训练状态时,使用者可触及范围的活动部件与相邻的活动或固定部件的距离应大于60 mm,若仅危及手指,则应大于25 mm;若活动件与固定件的距离保持不变,其间距应大于10 mm。

刚性碰撞部位和移动重块

器械活动部件和固定部件发生刚性碰撞的部位,应设置接触面积不小于1000 mm平方或直径不小于36 mm的弹性缓冲装置。例如:安装橡胶垫等缓冲装置。

器械上所有重块移动范围应按康复训练使用时的要求加以限制,不应出现无法控制的偏摆现象。除非特殊移动外,堆码式重块的移动应能自如地返回静止点。

2.安全防护装置

下肢摆动训练的器械,应有上肢依托防护装置,以确保使用者上下器械或训练中能够安全依托保护,如图3所示。

圆形依托防护装置直径应大于36 mm,矩形依托面的宽度应大于40 mm,依托面的棱角半径R应大于10 mm,其余棱角半径R应大于2.5 mm。

器械座位上应有防止使用者身体滑脱的护栏或防护带。

高于500 mm的器械两侧应设有安全抓握杆,其高度尺寸应为850 mm或可调节;当设置两层抓握杆时,下层高度尺寸应为650 mm。

3.部件结构设计要求

抓握杆末端应向下≤90°成弧形转角或安装保护套。

踩踏类器械的踩踏板(垫)应安装牢固,使用中无转动或移动,并具有防滑功能。

以晃动形式运动的踏板,其主动方向和易滑脱方向应设置高度不低于20 mm的防滑凸台、护板或以其他形式固定足部;相邻运动的两踏板的间距小于60 mm时,应设置内侧防滑凸台、护板或以其他形式固定足部,防止滑落。

进行站立训练或其他需要的器械应配有腰部、腿部防护带或其他辅助保护装置,防护带宽度应不小于80 mm。

训练中与人体接触的倚靠部位或其他必要部位应采用软包防护。

如果配重移动重块移动时不在使用者的视野范围内,除使用者一侧外,其他各侧面应设置防护挡板,以防第三方意外进入训练区。

手握持件

用于承载的环形手握持件材料直径应为20 mm～30 mm。

用于承载的杆状手握持件,圆形时材料直径应为30 mm～45 mm,矩形时材料宽度应为30 mm～45 mm。

必要时,应装配把套,并适合手的握持、防滑、无转动现象,不应因配合不当和震动等导致脱落现象。

阶梯台阶

阶梯台阶的梯面应平整、防滑,不应采用无踢面(见图4)和有凸缘(见图5)的直形台阶,当无法避免使用带凸缘的台阶时,其凸出踢面的距离应≤5 mm。

梯段内侧宽度应≥500 mm,梯面深度应≥300 mm,踢面高度应≤200 mm。

梯道两侧应安装抓握杆,梯面两侧应设有高度≥30 mm的安全挡台(见图6)。

调节和锁定装置

器械的可调节部位应配有锁定装置,并应易于操作,锁定安全可靠,易被使用者识别和安全使用。

调节部件,如手柄、操作杆等不应与使用者的活动范围相干涉。

器械的转动部件应安装止退装置。例如:安装止退垫圈或止退螺母等。

各类调节和锁定装置应在不使用工具的情况下手动操作。

4.整机稳定性要求

自立式器械应着地平稳,底脚与水平面的差值≤2mm,并在使用中不应产生晃动。

自立式器械按要求做稳定性试验时,其倾翻角不应小于10。C。

5.机械强度要求

承载人体全部重量的装置应能承载力2000 N±2 %,承载部分重量的装置应能承载力750 N±2 % ,按要求静载试验后,悬臂支撑物(悬臂表面)变形量f不得超过f=1/150,主体支撑结构尺寸不得超过f=1/100(见图7),其他变形不超过1%,并不应有任何裂纹、破损等。

使用防护带的器械,其防护带应能承载1000 N±2 %,按要求静载试验后,应能牢固连接无任何损坏。

加载用的牵索的抗断力试验应能达到最大额定阻力源的6倍。

人体悬吊带或吊兜的额定载荷力应 ≥ 2000 N,按要求静载试验后,应能牢固连接,无任何断裂、松动等损坏。

把手、抓握杆应能承载1000 N垂直力、500 N水平力,承载时不应有超过f=1/50的变形;按要求静载试验后,应无任何断裂、松动等损坏。

把套应能承载70 N的拉力,按要求进行试验后不应被拨出或松动。

疲劳强度要求

器械使用中运动的部件,按要求进行疲劳试验后不应产生任何裂纹、破损等损坏,并仍满足标准的各项功能。

如器械包括两个或多个单独的功能部件,需分别进行疲劳性能试验。

6.外观要求

长度大于8mm的硬制件外露突出物,其尾端均应倒圆或采用其他方式予以防护。倒圆半径不应小于5 mm。

螺钉的外露长度不应超过其螺距的两倍,突出部分不允许有锐利尖端和毛刺,或其端部应有光滑的螺母帽覆盖。

硬质材料的边缘和尖角,应有半径大于2.5 mm的圆滑过渡或其他永久保护件予以防护。

硬质管材末端应有部件或管塞封堵,且不应有因封堵件老化、配合不当、振动及轻度人为损坏等原因导致脱落。

焊接件焊缝表面应均匀平整,不应有漏焊、虚焊、焊瘤、夹渣、裂缝、烧穿、飞溅物等缺陷。

木制件榫结合处应结合牢固,外表结合处缝隙不大于0.2 mm。加工表面不应有崩茬和刀痕,表面和边缘不应有毛刺、虫眼,尖角应倒钝。

薄木和其他材料贴面的拼贴应严密、平整,不允许有脱胶、鼓泡、凹陷和压痕等;人造板制成的部件应进行封边处理,封边条不允许有脱胶、鼓泡。

7.软包要求

坐垫、靠背等各种软包填充物应充盈饱满,缝边应牢固规整,外表面不应有皱褶、褪色、跳线和破损等缺陷。

与人体接触的零部件不应采用玻璃纤维等对人体有刺激的增强材料。

8.表面涂层

钢铁制件(不锈钢除外)表面,应进行防锈处理,如:电镀、喷塑等。

喷涂件表面色泽应均匀,光滑平整,不允许有露底、起泡、脱落、开裂、漏挂和明显的擦伤、碰伤等缺陷。

镀层件表面应色泽光亮、均匀,不应有锈蚀、露底、鼓泡、剥落和明显的划伤、毛刺等缺陷。

9.环保要求

器械在正常使用时产生的噪声不应大于声压60 dB(A)。

器械使用的橡胶、塑料、皮革、木材等非金属制品和金属制品的表面涂层,不应存在感官能察觉到的异味,原材料及涂料应符合有关环保的规定。

10.电器安全

器械的电器安全应符合有关规定要求。

11.安全使用寿命

制造商应在使用说明书中明示器械的安全使用寿命。

12.固定安装在墙体、地面或顶部器械的安装要求

器械安装后尺寸应适合使用者。

器械不应安装在盲道或无障碍通道上。

器械安装应避免水、电、气、光缆等各类地下管线。

残疾人特定的肢体和心理的能力及特征,决定了康复中使用的训练器械与一般的健身器材有很大区别。为避免残疾人最为担心的二次损伤,康复训练器械必须把安全放在首位,防止器械故障,尤其是结构复杂的产品、含有运动件的产品、受力大的产品、含有电气因素的产品等。使用中应注意正确安装产品,包括器械内部零部件的组装联接,以及器械整体的安装质量,螺钉、螺栓、螺母等紧固件应具备防松措施。康复训练器械与家具、墙壁、其他障碍物之间要具有足够的安全距离。同时,应在专业人员的指导下使用,注意用电安全,加强器械的保养、维护,发现异常情况及时修理。

产品质量关系国计民生,国家和各级管理部门一贯给予高度重视。随着社会需求的日益增长、技术手段的日益完善,在注重未来康复器械的低成本化趋势、易用性趋势的同时,仍要牢记将产品质量作为首要因素,严格执行各项技术条件,保证康复训练器械产品安全有效,保障残疾人的安全,维护残疾人的合法权益。

器械操活动总结篇5

【关键词】手术室 恶性肿瘤 无瘤操作技术

我们说无瘤操作技术是外科医护人员在手术中必须遵循的基本原则；对于恶性肿瘤手术，无瘤观念与无菌观念同样重要。1954年Cole等[1]提出了无瘤操作技术的概念，它是指在恶性肿瘤的手术操作中为减少或防止癌细胞的脱落、种植和播散而采取的一系列措施。目的一是防止癌细胞沿血道、淋巴道扩散；二是防止癌细胞种植[2]。而肿瘤的浸润和转移是恶性肿瘤重要的生物学特性：往往手术操作还会使癌细胞医源性扩散率增加。因此，应让手术人员认识到无瘤技术的重要性。有研究已证实，无瘤操作技术可有效减少根治性手术后肿瘤的局部复发和远处转移，从而改善患者的预后，延长患者的无瘤生存期。在当前“以病人为中心”的服务宗旨指导下，如何减少癌细胞医源性扩散，提高患者术后生存率，如何在手术中完善无瘤操作技术，是我们手术室护士及手术人员最重视的事情。

一、手术切口的保护

主要为预防癌细胞种植切口。临床常用方法是：首先将腹膜保护巾缝合于两侧腹膜，再上腹壁牵开器；然后将腹膜保护巾与切口上、下角严密缝合，起到保护腹膜及切口的作用[3]。

二、手术体腔探查

医护者探查动作要轻柔，切忌挤压；探查完毕后，更换手套。因对肿瘤的触摸，挤压会增加癌细胞向腹腔内脱落，发生种植[4]。因此，术中探查时应按照由远及近的顺序，先探查肝、脾、盆腔、腹主动脉、周围淋巴结及肿瘤两端；最后再探查原发肿瘤及受累脏器。

三、手术器械

（1）术前手术器械的准备术前应根据手术做好充足的手术器械准备。

（2）术中手术器械的使用器械护士应提前15min洗手上台，整理无菌器械台，准备好相关器械，建立相对的“瘤区”；当肿瘤切除后，所有接触过的肿瘤的器械均放置于“瘤区”，严禁再使用于正常组织，以免将器械上的肿瘤细胞带入其他组织。若手术先行肿块活检再行根治术，应准备两套器械，先用小包器械做活检，再用大包器械行根治术。

（3）术中手术器械清洗液的使用若术中无条件更换手术器械时，为了有效处理术中受肿瘤细胞污染的手术器械，灭活污染器械上的肿瘤细胞，应将受肿瘤细胞的手术器械用蒸馏水浸泡5min后再使用。

（4）术后污染手术器械的处理将手术器械浸泡于新鲜配制的强化酸水中30min，以达到杀灭癌细胞、病毒、芽孢等，还可防止水污染等作用。

四、肿瘤的切除

（1）电刀的应用手术时应用电刀切割，不仅可减少出血，并且由于电刀可使小的淋巴管或血管被封闭，减少癌细胞进入脉管的机会，同时电刀亦有杀灭癌细胞的功能，可以减少癌细胞的种植引起局部复发，术中要准备2把电刀，肿瘤切除后应更换电刀[5]。

（2）肿瘤标本及切口的处理手术医生切下的肿瘤标本及淋巴结，器械护士不得用手直接接触，使用弯盘接递，肿瘤切除后切口周围加盖无菌单，更换所有纱垫、手套、缝针等接触过肿瘤的物品。

五、冲洗液

切除肿瘤后的冲洗液是防止感染及癌细胞残留的重要措施，起到避免肿瘤细胞种植和播散的作用，术中器械护士应用干净的无菌盆盛装冲洗液冲洗术野，不允许用洗刷过器械的无菌盆盛装冲洗液来冲洗术野，冲洗时将冲洗液灌满创面各间隙并保留3-5min，再吸出，反复冲洗2-3次，再吸净，不能用纱垫擦吸，以免癌细胞种植。

六、冲洗液的应用

（1）蒸馏水据报道应用43℃的蒸馏水用于肿瘤细胞3min即可有效使肿瘤细胞破损其主要原理为：蒸馏水是一种不含质和有形成分的低渗性液体，其渗透压接近0，而人体组织细胞的渗透压为280-310mmol/L，由于渗透压的差异，蒸馏水可以使肿瘤细胞肿胀，裂解肿瘤细胞膜，从而使肿瘤细胞失去活性。因此蒸馏水作为冲洗液，能有效避免肿瘤细胞的种植和播散。

（2）碘伏溶液手术中和手术完毕时，可以用稀释10倍的碘附液冲洗创面、盆腔、腹腔和冲拭切口，可以防止感染并避免肿瘤种植。

（3）洗必泰溶液可以迅速吸附细胞质，使细胞胞浆成分外浸，抑制细胞多种酶的活性，因此术中使用洗必泰溶液冲洗手术创面，可以减少肿瘤复发的机会。

（4）抗癌药物溶液根据情况在生理盐水或蒸馏水中放置抗癌药物。常用的药物有5-FU，由于吸腹药物浓度远远高于血浆，使种植或游离的癌细胞能较长时间浸润在高浓度药物中，从而增强抗癌药物的直接杀伤作用[6]。

七、总结

随着恶性肿瘤的发病率越来越高，并趋于年轻化，为了有效减少根治性手术后肿瘤的局部复发向远处转移，从而改善患者的预后，提高根治性术后的5年生存率，改善其生存质量，因此，在行肿瘤手术中，手术人员应高度重视无瘤操作技术的重要性，并积极地加强无瘤操作技术的技能，这也是每位手术室护士加强学习的课题。

参考文献

[1] 夏艳《无菌技术在恶性肿瘤手术中的应用》《当代护士》2006，4P58-59.

[2] 王舒富《胃癌手术方法的改进及无癌操作技术》《中国实用外科杂志》2001，21P407-408.

[3] 燕锦等《应重视外科治疗大肠癌的无瘤技术》《四川医学》2004，25P379-380.

[4] 朱志东等《胃癌患者腹腔游离癌细胞检出率的研究》《医学杂志》2001，26P333-335.

[5] 陈静等《无瘤操作技术在恶性肿瘤手术中的应用》《医学文选》2005，24P999-1000.

器械操活动总结篇6

【关键词】机械设备；维护；操作

机械设备是现代文明最辉煌的成果，用机械设备代替传统的人力劳作，使许多从前无法由人力或者少数人力所能完成的工作，都可以由一些大型机器设备代替来完成。人类的工作内容已经逐渐转化为对相关机械设备的技术操作与运用。同时也需要解决相关设备所不断出现的问题与缺点。所有机械设备的使用寿命都是有限的，在操作过程中，由于操作不当或者一些其他意外因素（类似小动物的破坏）都会缩短机械设备的使用期限，甚至发生意外，对操作人员与工作生产造成威胁。所以，机械设备的维护保养是生产生活中一项极为重要的内容。

一、操作中普遍存在的问题

在生产过程中，设备经常出现损坏或者效率变低的情况，造成这些现象的原因是多方面的，同时也是相对普遍的。经验老道的操作人员往往可以一眼判断出问题出现在哪里以及相应的解决办法。但纵然如此，这些问题仍然如附骨之疽，无法彻底除去，时刻困扰着人们，究竟是什么原因导致问题一再的重复出现？

1、不合理的操作习惯

在机器的操作过程中，每一个人都会形成一些适宜自己的操作习惯，这些习惯可以帮助他们更加有效率的完成工作任务，但许多时候，一些习惯对于机器设备本身是存在损耗与影响的，例如机器过热这一点，在许多机器的操作过程中都存在着这样的问题，由于短时间内高强度的能量输出，会形成很高的温度，这些对于机器是有着巨大影响的。有经验的老操作人员都会适当的放慢操作节奏，或者做暂时的冷却，对机器进行维护。但还是有很多人为了追求工作效率，以消耗机器寿命为代价继续工作。

形成自己行之有效的操作习惯与风格是一件好事，但在此之前一定要对机器有着充分的了解，在高效率工作与更小的损耗机械之间找到平衡点。

2、不科学的经营管理

企业的最终目的在于赢利，工作效率的高低直接关系到企业赢利的多少。为了提高工作效率，超负荷工作是管理者经常使用的一种手段，此处的“超负荷”不仅仅只针对人，相较于机器，超负荷工作显得更加严重。

在许多企业中，经常能看到这样的现象，几批工作人员不停的轮换，日夜赶工，但负责生产的机器却是从未休息过。企业甚至打出“人可以睡觉，但要保证机器不能睡觉”的口号。这样的经营管理模式确实可以在短时间内获得较大的收益，实际上，这样中操作存在着巨大的隐患与弊端。首先，机器由于长时间的工作，容易发热，零件松动，缺少等等，很有可能对发生事故，对操作人员的生命造成威胁。其次，过度消耗机械的寿命，极有可能造成机械“罢工”，相对于每天巨大的生产量，即使停产一天都会对企业造成巨大的损失！为了一时的收益，而为生产生命埋下隐患，实在得不偿失。

二、如何保证机械设备的正常工作

有鉴于当下生产生活中经常出现的设备损耗现象及原因，无数技术人员与管理人员都在思考，研究一套行之有效的解决方案。事实上，想要解决问题需要注意以下三方面。

1、操作人员

操作人员距离机械设备最近，接触也最多，每天的工作与生活基本上都是围绕着机器。所以，操作人员首先要从心底里接受机器，人非草木，万事万物都会让我们产生感情。朝夕陪伴自己的“老伙计”出了毛病，自己也一定紧张焦躁，那么平时在生产操作过程中，就要更加的在意机器，主观上并不单纯的将机器看作是一种工具，而是陪伴自己、帮助自己的好伙计。

同时，操作人员还要掌握更多的机器运作原理。这不仅仅限于你熟练的操作技巧，还有更多的关于机器如何运转，如何工作。从而了解什么情况下，机器是正常运转状态；什么情况下机器会产生损耗；什么情况下需要采用什么样的简易维修手段等等。一些基础的机械设备维护与保养知识，是每个操作人员所应该掌握的。

2、巡查维修人员

对于专业的巡查维修人员，主要分为两部分：第一，维修过程中；第二，维修前。

在维修过程中，需要仔细检查机器发生的故障，做出冷静的判断，评估机器需要做出维修的程度，然后构思维修方案。通常，设备出现的主要问题有：松动、磨损、腐蚀、生垢等等，而传统的维修手段也多为：矫正、调整误差、焊补、等。

机械维修依据机器受损程度会有不同评级，初级的损坏多为一些零件与结构上的问题，需要对于部分磨损较快或寿命较短的零件进行更换，调整设备的局部结构。初级修理的频率比较多，所涉及的操作也很简单，通常操作人员就可以完成。而相对比较严重的维修，则多是需要恢复一些设备原有的精度、性能和生产效率，以保证设备可以恢复到原有的标准与技术要求。

至于维修前所需要做的工作则更多是一种保养与防护。早一点发现问题可以避免许多工作生产上的不变，所以定期的对机械设备进行检查与维修，是巡查维修人员主要的工作内容。在发现问题时，立刻进行维修，同时可以为操作人员讲解一些关于机械设备的应急处理办法。

保养可以极大提高机械设备的使用寿命与使用效率，这是业界公认的结论。每一台大型机械的造价都是一笔不菲的花销，往往需要一段时间才可以收回成本。如果在操作这些机械设备发生意外情况，机械受损或是机械寿命缩短，这是企业所不能承受的。于是保养便显得尤为重要。维护的主要方式为：保持设备整齐、良好的、运行安全以及固定松动的零件。总体上就是：清洁、、紧固、调整、防腐。实践证明，设备的寿命很大程度取决于维护保养的好坏。

3、经营管理者

管理者在经营管理的过程中，要谨记不要因为一时的利益而不顾员工与机器的负荷能力。许多企业在市场旺季时，为了赶任务，经常使得员工与机器超负荷工作，员工还可以通过几个工作班的轮换来获得休息时间，补充体力，但是机器却始终处于运转状态。这样高强度，超负荷的工作无疑会对机器寿命产生重大损害，甚至会使其“罢工”。实际上，在员工管理中采用轮流工作的办法，其实一样可以运用到机器上。想要保证不让所有机器都休息是不可能的，但如果保证生产线上始终有一部分机器在工作则是可能的。这样，使得工人与机器都得到了休息与补充，接下来的工作才会更加具有效率。

同样，员工良好的状态不仅仅是对生产的保证，也是对于机器操作的保证。长时间高强度、超负荷的工作会使得员工的精神、体力状态都下降到一个最低值，这个时候来操作机器无疑是十分危险的。在生产中，管理者可以通过明确的规定，使每一个员工与机器都可以保证休息与补充，杜绝为了获得额外收入的员工，保证生产的正常运行。

总结：设备和人一样，寿命都是有限的。但如何延长寿命是每个人和企业都要面临的问题。因此设备保养显得尤为重要，设备保养如同身体调养一样，要尽量避免一些不良习惯而造成的损害，要懂得去爱惜“身体”。操作工要去掉一些不良的操作习惯，设备维修人员要把设备保养当成工作的主要内容，经营管理者要综合考虑，立足于设备，建立起行之有效的管理办法，使得各设备操作者，设备维修者，各设备管理人员能各尽其职，用心的爱护好设备，从心处认识设备保养的重要性。只有这样设备保养才有出路，设备寿命才能得到延长。

结语：

生产生活中，机械设备经常会出现这样那样的一些问题，在人们苦于去解决这些棘手问题之前，应该仔细的考量一下问题所产生的原因。员工在操作机器的过程中，一些不正确的习惯会对机器造成恶性损耗，经营者由于受到市场需求刺激，常常会长时间，超负荷的使用机器，这些都是机械维护问题产生的诱因。想要解决这些问题，不能只是单纯的见招拆招，维护人员不能保证每一次维修都有效果，机械的寿命是有限的，当损耗过度，维护人员也只能束手无策。只有在日常的生活工作中，养成维护保养机器的好习惯，才能提高机械设备的使用寿命，保证生产生活的顺利有效进行。

参考文献：

[1]吴元柱.浅谈机械维修保养的作用.[J].当代农机.2010（8）

[2]张红博.浅析设备维护与保养.[J].科技风.2010（2）

器械操活动总结篇7

关键词:体操教材;科学化;层次性

中图分类号:G830.2文献标识码:A文章编号 :1007-3612(2010)03-0073-06

A Research on the Proper Design of Gymnastics Textbook in SportUniversities

GAO Liuhong,ZHANG Yunan

(Beijing Sport University,Beijing 100084,China)

Abstract: Sport Colleges and Universities are the base of spreading gymnastics k nowledge and training gymnastics talents. Textbook is the carrier of knowledge,a tool for teachers to disseminate knowledge, and an important channel for stude nts to acquire knowledge. Therefore, the proper design of the gymnastics textbo o k is crucial for the cultivating talents. This paper adopts the integrated andh ierarchy theory to explore the proper design of gymnastics textbook by clarifyin g the hierarchy of the textbook framework for implementing the integrated designof the textbook and providing theory consultancies of improving the quality andenriching the framework of the design of gymnastics textbook.

Key words: Gymnastics textbook; proper design; hierarchy

纵观体操理论的研究,关于对体操教材科学化研究的文章至今还尚未见到, 这表明体操教材构建的科学化问题还未引起人们的高度重视。

本文以层次性、整体性、系统性理论为依据,对体育院校体操教材科学化进行探讨,以 期为人们科学地构建体操教材提供理论参考。

1 我国体操教材的历史沿革

体操教材随体操的教学而发展。我国近代的体操教学,是在19世纪后半期满清政府编练 新军中产生的,随着体操运动在学堂、军队、商团等组织中广泛开展。

20世纪初期,我国出版了一批围绕着体操教学、训练的专门书籍。目前,我们能找到的 最早的体操教科书是1904年由王肇钱翻译,六艺出版社出版的《日本普通体操学》,这一时 期由于历史的原因,体操在中国的发展比较缓慢。

新中国成立后,党和国家十分重视体育事业。体操作为最早的奥运会项目受到了高度的 重视,先后引进、翻译、出版了一大批教材。如前苏联教材《苏联“准备劳动与卫国”制 度的体操课程》;1952年青年出版社出版的《体操》(上、下集)(苏联•阿•特•布雷金 等 编,上集由方翻译,下集由仇标翻译);人民体育出版社于1954年出版; 1957年8月出版的《女子基本体操》(苏联•秋尔洛夫主编,张桂芬,章祖愈合译);1957 年 10月出版的苏联中等体育学校教科书《体操》(A.M.施别明等编,由王戚夫,友斐,张人 民合译),同时还引进一套(上、下两集)日本体操教材。

这些教材对新中国的体操发展起到了积极作用,但在“”期间,各项工作中断,直 到20世纪80年代中期才得以恢复。80年代后,我国体操运动员频繁的登上世界冠军宝座,中国体操为世界的体操发展做出 了巨大的贡献,与此同时体操教学和体操教材有了长足的进步,国家体委联合各体育院校在 总结前人经验基础上,在不同时期出版了《体操》通用教材。这些教材对我们研究体操教材 的整体性提供了依据。因此,我们下面的研究主要是对上世纪80年代以后的教材进行对比研 究。

2 北京体育大学20世纪80年代以后体操教材使用概况

北京体育大学是新中国成立后第一所体育大学。北京体育大学研究生教育始于1953年,1987 年起开始招收和培养博士研究生。它是国内最早培养体育专业研究生的最高学府,是全 国体育系统中第一所博士学位和第一批硕士学位的授予院校,也是最早被国务院学位办公室 批准,可向海外招收博士、硕士研究生的学校。因此对北京体育大学所使用的教材进行研究 具有一定的典型意义。

投稿日期:2009-08-04

作者简介:高留红,副教授,硕士生导师,研究方向体操教学与训练理 论。 表1 20世纪80年代以后北京体育大学体操本科生、硕士研究生、博 士研究生用教材

版本本科生专修 普修硕士

研究生博士

研究生1984年体育系通用教材,人民体育出版社√

(1984-1991)√

(1984-1989)1989年体育院校普修通用教材,人民体育出版社√

(1989-2006)1991年体育院校专修通用教材,人民体育出版社√

(1991-2006)2000年竞技体操高级教程,人民体育出版社√

(2000-今)2007年体育院系普修教程,北京体育大学出版社√

(2007-2008)√

(2007-2008) 无专门教材,教师根据大纲自编讲义

2005年-今,章节有:体操教学、体操科研方法、体操力学、国际体操评分方法、团体操无专门教材,教师根据大纲自编讲义从表1可以看到,体操教材在本科生中得到了极大的重视,而在硕士、 博士研究生的教学中却没有专门教材。硕士研究生和博士研究生是否需要相应层次的教材是 应该值得研究的课题,笔者认为,作为教学应该有相应层次的教材,讲座应在教材的基础上 ,加进最新的理论研究成果,才能满足学生学习的需要。

在硕士研究生和博士研究生没有教材的情况下,我们要对体操教材进行整体性把握和层 次研究,就只能对本科生所选用的教材进行研究。全国体育学院教材委员会审定出版的教材 ,应该说是最具有典型代表意义的教材,因此我们选择了1985年以后出版的通用教材进行研 究。

此外,2000年由人民体育出版社出版的《竞技体操高级教程》,发行量为3 150册。至今 第一版第一次发行的该教材还在市面上出售,从中我们不难看出这本教材与低层次的教材在 衔接上存在一定的差距,但是它所设立的章节和讨论的问题,应该是构成体操教材完整体系 的一部分,所以,此教材对探讨分析体操教材的完整性和层次性的构成,亦是非常重要的依 据。

3 对教材的系统性研究

3.1 教材“章节”标题的确定 标题又可称为题目,是章节的总 纲。如果一个章节像一张网,题目就是纲,纲举目张,就是说看了章节的题目,就能窥见全 篇的实质和精华所在,也可以说题目对章节起了画龙点睛的作用。

教材中的标题通常是用专业术语表述,题目是文章的重要组成部分,是最重要的信息点 ,它最能吸引读者,并能给读者最简明的主题提示,它是编写人员反复推敲后,经编委商榷 而定的。因此题目是从总体角度,用简明、精确的词语反映该章节的主要内容和强 调的观点。同时题目又是指引读者阅读的航标,能引导读者去发现并准确地把握章节的要领 ,还可以 作为编制题录、索引和检索的主要依据。

所以,我们将每一章的标题作为第一层次来进行研究。1985年以来,全国体育院校通用 体操教材是由52(除了艺术体操和团体操两个章节)个章节构成(表2),换句话说这52 个章节从不同的角度对体操进行研究,构成了体操教材内容的一个体系。

3.2 教材的分类研究 为了便于研究,我们将这52个章节进 行归类。按照《对体操的再认识》(北京体育大学学报2009年第5期)一文中对体操的分类 ,体操可分为:队列队形、徒手体操、轻器械体操、器械体操四类。

按照题目的主题词可分为:教学、训练、管理、器械、竞赛、健身、游戏和其它。对“ 其它”进一步进行研究,笔者认为它应该属于体操基础理论研究。

基础理论包括:绪论(体操概述)、体操术语、保护与帮助、创伤与预防、器械体操动 作技术原理、器械体操动作技术分析、器械体操动作技术诊断、体操运动员选材、体操教练 员修养、体操绘图、体操科研方法、高水平运动员训练水平评价、体操运动员的体重、成份 和营养。

体操绪论讨论体操概念、分类、特点、内容、功能价值、起源与发展等;体操术语则是 体操现象和状态以及学术观点的抽象描述;体操绘图是对体操动作形象的描述;体操动作技 术原理是对体操中的各类动作用力学的原理进行抽象描述;高水平运动员的技术评价与分析 ,是对高水平运动员完成的复杂体操动作进行具体的分析和评价;体操运动员选材、高水平 运动员训练水平评价、体操运动员的体重、成份和营养是在科研人员的指导下用生理、生物 化学、遗传学等最新研究成果帮助教练员和运动员提高运动技术水平。

体操基础理论所要研究和描述的是体操现象的本质及其规律。它是体操运动实践所遵 循的规律,亦为体操的普及和提高提供的理论基础。

据于上述认识我们将52个章节划分为:基础理论研究;管理研究;教学理论研究;器械 ;训练理论研究;队列队形、徒手体操、轻器械体操教学;器械体操动作教学与训练;竞赛 ;健身;游戏10个类型(表2)。

4 对教材的层次性研究

4.1 各版本教材章节的分析

通过对表1中每一版本教材进行深入的研究后,我们发现没有一本教材囊括了上述这52 个章节。可见,每本教材在选择章节时是考虑到了教学对象,因而对教材的章节构成是有所 取舍的,从而也就构成了各教材自身的特点。

4.1.1 对1985年版本体操通用教材的分析1985年体操通用教材,用了21章730页从体操基础理论、教学理论、训练理论、器械 、科研方法、队列队形、徒手体操、轻器械体操、器械体操(表2)等不同的角度,介绍 了体操。

该教材与其它几本教材相比较,它所介绍的第一层次教学和第二层次训练的章节内容 不分侧重点,同时也涉及了第三层次的章节(器械),但器械部分所涉及的内容,即第一节 对体操馆和体操场的一般要求;第二节场地的布置;第三节器械的式样规格和安装方法;第 四节体操器械与场地的管理和保养,从节的介绍情况看该部分仍然处于第一层次。

从今天的认识水平来看,第三层次的理论在当时还没有出现,可见这本教材主要论述的 第一和第二层次,它适合于体操普修学生和体操专修学生。这是针对的对象(普修、专修) 所决定的。

4.1.2 对1989年版体操专修通用教材的分析1989年体操普修通用教材,是我国首次供体育院校使用的体操普修教材,它目的明确, 因而在章节的选用点上具有明显的侧重点。它用了18章260页从体操基础理论、教学理论 、体操竞赛、跳跃、技巧、平衡木、双杠、单杠(表2)等方面,重点讨论体操教学层面 上的内容,这些章节大部分都处于第一层次。表2 20世纪80年代以后我国体育院校本科通用《体操》教材各章构成

版本名称(章)19851989普修1991专修2000专修(竞技体操高级教程) 2007普修类型绪论(体操概述)√√√总篇(5章)√基础理论研究体操术语√√√*竞技体操(章)保护与帮助√√√竞技体操常见创伤的防治√器械体操动作技术原理√√*竞技体操(章)器械体操动作技术分析、诊断√体操运动员选材√√体操教练员的工作特点、修养√√体操绘图√体操科研方法√√高水平运动员训练水平评价√体操运动员的体重、成份和营养√体操运动队训练管理与运动员业务档案√管理研究体操运动员的教育手段与行为激励√体操教学法√教学理论研究体操教学原则√体操动作的教学√*竞技体操(章)体操教学工作计划与考核√√体操教学课的组织与实施√√体操教法分析体操场馆与器械设备√器械训练课的结构与类型√训练理论研究训练课的组织与实施√体操训练原则√√体操训练计划、训练框架√√√儿童、少年体操训练√√√技术训练运动员的训练√√√身体素质训练√√心理训练√√形体训练√√智力训练√竞技体操各项目的特点与训练√竞技体操比赛的制胜规律√高水平运动员比赛的临场指挥√高水平运动员赛前准备√训练负荷调控√队列队形练习√√*基本体操(章)队列队形徒手体操徒手体操√*基本体操*轻器械体操教学轻器械体操与专门器械体操√**跳跃√√√器械体操动作教学与训练技巧运动√√√自由体操、技巧√√√(男女2章)跳马√√(男女2章)双杠竞技体操√√√√平衡木√√√单杠√√√吊环√√鞍马√√高低杠√√比赛的组织与裁判√√√*基本体操(章)竞赛体操健身原理与方法√健身体操游戏√游戏艺术体操√团体操√√总计54(章)21182935510页数730260662494216开本或毫米32323216787*960注:1)“*”表示这一标题包括在基本体操“章”或竞技体操“章”中,以节的形式出现; 2) “”表示以篇目的形式出现。“总篇”中用竞技体操发展趋势、竞技体操强国简介、 国际体操评分的沿革、我国竞技体操训练理论与方法的形成及发展、体操科研成果分析述要 5“章”介绍了竞技体操;3) 竞技体操高级教程主要从竞技体操角度论述体操,此教材也从 教材的角度论证了竞技体操是器械体操高级形式;4) 统计是按照章节进行的,例如,“器 械体操”一章,在85年版教材中这一章包括平衡木、双杠、单杠、吊环、鞍马、高低杠六节 ;5) 艺术体操、团体操在《对体操的再认识》(北京体育大学学报2009年第5期)一文中已 经将其归为单独的项目,在90年代以后的教材中也未对其研究,因而我们不将其作为体操教 材的一部分进行讨论。

普修教材的产生,为体操层次性的研究提供了实践经验,但体操基础理论的章节对内容 的论述还不够全面。例如,体操术语这一章节中,没有论述体操技术要领术语。

4.1.3 对1991年版本体操专修通用教材的分析1991年体操专修通用教材,是供体育院校使用的体操专修教材。该教材分上、下两册, 教材的目的明确,因而在章节的选用上,明显侧重第二层次训练的讨论。

从该教材29个章节和662页的构成上看,这一时期的训练理论研究活跃,研究面广泛, 研究成果多,为以后的高级教程的出现奠定了基础。同时,在器械体操项目和动作的选择上 与普修教材相比,已经存在了层次性的选择。例如,普修教材在器械体操项目只选择了跳跃 、技巧、平衡木、双杠和单杠,而在专修教材中增加了吊环和鞍马项目见(表2)。在动作 难度的选择上,也比普修教材的难度大,可见这一时期已经有体操教材层次性的意识。

但与第一层次的衔接还不太紧密,主要体现在:体操绪论部分的章节内容重复(体操的 概念、体操的手段、体操的分类、体操发展简史);体操术语章节、保护帮助章节的内容也 都与普修教材有重复。从教材的完整结构上分析,这些与普修教材章节重复的章节应该出现 在专修教材中,因而它可以说是一部完整的教材但不是层次性的教材。

此外,从学生学习的角度认识,该教材缺少体操教学的讨论。如果体操专修学生不学习 体操普修教材的内容,那么学生掌握体操理论知识就有一定的片面性。

4.1.4 对2000年版竞技体操高级教程(通用)的分析2000年版的竞技体操高级教程,从教材的名称上看已经有层次性的含义。所讨论的问 题是当今竞技体操比较前沿的问题,揭示了我国竞技体操在2000年之前的十多年中,长盛不 衰的内在规律,是培养体操教练员和体操教师的一本好教材。该教材也为我们划分教材的 层次性奠定了理论基础。

但遗憾的是,此教材应该与哪本教材作为衔接没有进行专门的研究。当然我们可以认为 它应该与体操专修通用教材进行衔接,那么从这一角度上讲,训练理论的部分章节可以下放 到专修通用教材中,例如“优秀体操运动员多年训练框架、竞技体操的身体素质训练等(参 见层次划分章节),但在此教材中出现显得不太合理。因此,9 a来该教材售出的数量不多 ,表明该教材在各体育院校和高等师范学校体育学院(系)、运动队、业余体操等单位中 没有得到足够的重视。

4.1.5 2007年版本体操普修教程分析从章节的构成上看,此教材是由体操发展概论、基本体操、竞技体操、体操健身原理与 方法和游戏5个章节构成。但游戏(作为体操教学中的一个组成部分)和竞技体操并列作为 章节,显然显得不平衡。

众所周知,在体操教材的构成中竞技体操章节的比重量相对要大,这是因为竞技体操有 着悠久的历史,其章节的数量从高级竞技体操35章节的教程中就可见一斑。用一个章节介绍 竞技体操必然导致读者在认识上的局限性。例如,竞技体操对单杠器械的规格有明确的规定 ,同时还确定了不同难度组的动作,而在此教材中只介绍了低单杠上的没有难度组的动作, 这对学习者不免会带来困惑(与电视上看到的竞技体操不同)和局限性。

此外,作为器械体操中最主要的教法之一“保护与帮助”没有受到足够的重视。在该教 材中,只作为节下面的一个内容进行讨论,而保护与帮助在教学、训练和在平时的生活中屡 次证明是防止受伤的最有效的方法与手段,所以在1985、1989、1991年版本中,都作为一章 节进行讨论,因此笔者认为保护与帮助应该作为一章或一节进行讨论。

体操健身原理与方法是一个很好的章节,但目前关于体操健身原理与方法,还处于研究 探所阶段,还有待于进一步的成熟。因此,我们建议将此章节作为第三层次的一章节对研究 的成果进行论述,用之替代的可以是“体操身体素质训练”章节。因为有证据表明,只要你 进行身体素质练习,你的身体素质的能力就能提高,因而这是一章成熟的理论。

从以上分析中,我们能看到此教材在编写过程中缺少层次观,同时对体操理论介绍带有 一定的局限性,这对体操的普及极为不利。

章节衔接的不合理,就无法做到对整体有一个很好的把握。换句话说,我们培养的学生 在体操理论知识的掌握上存有缺失,必然导致其对体操不能有一个全面的认识。从近几年毕 业生中反映出的在体操理论知识上的不全面,以及在实践中对体操的教学与训练存在的片面 性的现象,我们可以推断体操教材的章节衔接的不合理,缺乏层次性是重要原因之一,这也 是导致体操在中小学和业余体校不能广泛开展的深层次原因之一。

4.2 教材的层次性划分层次划分的目的,是要在类与类之间以及每一类型中寻求体操教材的层次性。层次性可 以理解为从简单到复杂的层次,也可理解为通过一定的“可理解”的相互作用而形成的新的 层次。

新的层次本质是新关系或关联的建立, 这种过程是一个从无到有的过程, 是一种创造。 例如“体操运动员的心理训练”的形成, 它并不是说在体操运动员的心理训练诞生之前, 不 存在“体操运动员的训练”和“心理训练”两个意义上独立的学科, 而恰恰是经过一段体操 实践后,人们所缔结的一种较高级的训练层次结构。因此层次的产生首先是一种新的整体关 系或关联的确立, 每一层次都有“新的整体性”不断逐级产生, 也就是说每一层次比它的下 一层次复杂, 因为它有下一层次不具备的“突现性质”。 这实质上是系统的部分与部分之 间、部分与整体之间、系统与环境之间关系的进一步调整, 因此系统的演化才会呈现出不同 的阶段性及其特点, 并显示出更加丰富的层次性。

从层次的本质和其意义上认识体操教材系统,我们目前所确定的体操教材系统是有局限 性的。随着体操的发展,体操教材章节必定有新的层次产生,但这并不妨碍我们对目前这一 体操教材体系中层次的确定。

根据以上原理,我们认为:每一章节是一个整体,而每一个整体在整个教材系统中应处 于不同的层次,并且每一层次比它下一层次复杂。

结合对各版本教材(1985年、1989年、1991年、2000年和2007年)的分析,我们对以上 章节进行以下层次划分。

4.2.1 体操教学与体操训练层次的划分从体操教学与体操训练的目的性上分析我们认为:体操教学的目的是使一个群体的整体 素质提高,因而教学的目标是使大部分人能通过考试,这个考试标准的制定是有很大的可调 控性,是适应这一群体中的大部分人。

而训练的目的则是,使一个个体所学习的内容达到一个群体的最高点。因而训练的目标 是在相同级别的比赛中获胜,这种比赛有名次的要求,只有少数人才能获得的,它所达成的 的目标标准是相对固定的,所以训练的方法、手段、动作内容比教学都呈现出较为复杂的形 式。

因此从这个意义上讲,体操训练较体操教学处于较高的结构,从(表2)中我们也能看 到,高级教程论述训练的章节也比论述教学的章节多。所以我们认为:体操教学理论的章节 列为最低层次,即应该在初级教材中出现,而训练理论章节应在第二层次出现。

对训练的章节进一步的分析,我们认为根据各学科参与训练的复杂程度,还可将训练部 分的章节分为三个层次,例如:身体素质训练可分为柔韧素质、力量素质、耐力素质、灵敏 素质、速度素质。人们运用体操训练手段,经过一段时间的训练后,可以发现人们所需的素 质能够有所提高,因而我们认为其它学科参与的程度较低,手段也比较简单,所以它可以归 为第一层次。而训练课的结构与类型、训练课的组织与实施、体操训练原则、体操训练计划 、训练框架、技术训练、儿童、少年体操训练、心理训练、智力训练等为第二层次,它们所 表现出的是单一学科与体操训练的相结合。形体训练、竞技体操比赛的制胜规律、高水平运 动员比赛的临场指挥、高水平运动员赛前准备、训练负荷调控等所表现出的是多学科的综合 运用,相对于上一层次就显得较为复杂,因此可归为第三层次。

综上所述,第一层次为:教学理论、身体素质训练(初级教程);第二层次为:训练理 论和技术训练、儿童、少年体操训练、心理训练、智力训练等(中级教程);第三层次为: 形体训练、竞技体操比赛的制胜规律、高水平运动员比赛的临场指挥、高水平运动员赛前准 备、训练负荷调控等(高级教程)。

4.2.2 各类型体操层次划分分析体操具有的:队列队形、徒手体操、轻器械体操、器械体操四种类型,可见这四种 类型都有初级形式和高级形式之分。我们认为四类型的初级形式是体操的基础,所以它们都 应该在最低层次中出现(即:初级教程中)。

器械体操动作比较多,动作难度层次比较分明,因此选择范围比较广泛,所以器械体操 动作教学和训练,应根据动作的难易程度,在各层次教材中出现(即:低、中、高级教程中 )。

4.2.3 基础理论部分的层次划分对于基础理论部分而言,应根据研究的对象而确定层次。体操绪论(体操概念、体操分 类、体操功能、体操特点、体操价值、体操起源与发展等)、体操术语、体操动作原理、保 护与帮助应该在低层次教材中出现。这四章节的论述是使初学者对体操有一个概貌性的了解 ,为以后的学习打下理论基础的章节,故应在第一层次介绍。

但竞技体操属于器械体操的高级形式,对它的概述可分为5节(竞技体操发展趋势、竞 技体操强国简介、国际体操评分的沿革、我国竞技体操训练理论与方法的形成及发展、体操 科研成果分析述要)可在第二层次介绍。

体操绘图、体操科研方法、体操教练员修养、竞技体操常见创伤的防治四章节,同样有 其它学科的渗透,它必须要结合原有的体操知识才能对其理解,所以我们将其归为第二层次 。

器械体操动作技术分析与诊断、高水平运动员训练水平评价、体操运动员的体重与成份 和营养、体操运动员选材四章节与多种学科结合的更加密切。例如,“体操运动员的选材” 这一章节所涉及的不仅有生物学意义上的遗传因素,还有社会学意义上的环境因素,因而是 较复杂的篇章,应在第三层次介绍。

综上所述,基础理论部分第一层次为:体操绪论(体操概念、体操分类、体操功能、体 操特点、体操价值、体操起源与发展等)、体操术语、体操动作原理、保护与帮助;第二层 次为:竞技体操概述、体操绘图、体操科研方法、体操教练员修养、竞技体操常见创伤的防 治;第三层次为:器械体操动作技术分析与诊断、高水平运动员训练水平评价、体操运动员 的体重与成份和营养、体操运动员选材。

4.2.4 管理、体操竞赛和游戏章节的层次划分按照从简单到复杂的原理划分层次,我们认为管理是在体操原有的基础上加入了新的学 科,所以它应该归为第二层次。

按照以上原理我们认为,体操竞赛章节是单一的体操研究,它所涉及的内容包括体操 比赛的组织与体操裁判,所以我们认为它应该归为第一层次。

游戏是体操教学中为了提高学生学习的兴趣,调动学生学习的积极性,培养相关的人文 素质而经常采用的一种教学手段。在多年的教学实践中,已形成了一整套体操活动性游戏的 内容体系,它是体操教学中不可缺少的组成部分。因此我们认为可以归为第一层次。

4.2.5 体操器械层次的划分通过对体操器械内容体系的研究,可知有关体操器械的内容可分为:体操器械术语、体 操器械的规格、体操器械的安装、体操器械的场地布置、体操器械的设计、体操器械的材料 、体操器械的营销等。

从中我们可以看到体操器械术语、体操器械规格、体操器械的安装、体操器械的场地是 体操单一学科内就能研究的问题,而体操器械材料、体操器械设计、体操器械营销则与其它 学科紧密相联系的,例如材料就与材料科学紧紧相连的。所以体操器械术语和体操规格、体 操器械安装、体操器械的场地布置应该在第一层次中出现,而体操器械材料、体操器械设计 和体操器械营销则可考虑放在第二或第三层次中。

4.2.6 体操健身原理与方法的层次划分按照从简单到复杂,从单一到多元的原理出发,来研究体操健身原理与方法,我们发现 “健身”具有社会学意义上(心理)的健身和生物学意义上(生理)的健身。那么我们体操 的一些训练方法(请注意不是理论)对身心所起到的作用如何,事实上我们还没有证据证明 体操的一些训练方法是好还是不好,对哪些人好,对那些人不好,这在很大程度上要依靠其 它多种学科的支持,比如心理学、解剖学、生理学、营养学、生物化学、遗传学等。因此, 这一章节应是将体操与其它学科综合运用的研究成果,作为高层次的章节向学生介绍。

5 结 语

依据层次划分的基本原理,对体育院校体操教材内容体系进行研究的结果表明:体操教材的 内容体系可划分为三个层次。不同层次的内容分别为:

第一层次(或称初级教程)的章节可有:体操绪论(体操概念、体操分类、体操功能、 体操特点、体操价值、体操起源与发展等)、体操术语、体操动作原理、保护与帮助;体 操教学法、体操教学原则、体操动作的教学、体操教学工作计划与考核、体操教学课的组织 与实施、体操教法分析、身体素质训练、队列队形、徒手体操、轻器械体操、器械体操、竞 赛、游戏、体操器械。

第二层次(或称中级教程)的章节可有:竞技体操概述、体操绘图、体操科研方法、体 操教练员修养、竞技体操常见创伤的防治;训练理论(训练课的结构与类型、训练课的组织 与实施、体操训练原则、体操训练计划和训练框架、儿童、少年体操训练)、技术训练、儿 童、少年体操训练、心理训练、智力训练等、竞技体操难度动作、管理、体操器械材料、体 操器械设计和体操器械营销。

第三层次(或称高级教程)的章节可有:器械体操动作技术分析与诊断、高水平运动员 训练水平评价、体操运动员的体重与成份和营养、体操运动员选材、形体训练、竞技体操比 赛的制胜规律、高水平运动员比赛的临场指挥、高水平运动员赛前准备、训练负荷调控等、 竞技体操高难度动作、体操健身原理与方法。

以上三个层次构成了体操教材的完整体系,作为体操专项本科生应该较好地掌握第一、 第二层次的内容,作为体操专项硕士研究生应该对这一体系有一个全面的了解,而作为博士 研究生则应把握这一体系,只有很好的把握这一体系,才能对新产生的层次有敏锐的嗅觉。

以上各层次的章节的内容不是绝对的,有些章节是可以合并的,例如体操教学原则、体 操教学法可以合并为一章进行论述。而有些章节则是可以拆分的,例如,体操绪论可拆分为 :体操概念、体操发展简况等章节进行介绍。此外,在教材中还应把最新的研究成果介绍给 读者。所以在编写教材时应本着有利于人才培养的需要,遵循层次性理论的基本原理进行适 当的变动与更新。

参考文献:

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[5] 全国体育学院教材委员会.体操(专修通用教材)[M].北京:人民体育出版社,1 991,6.

器械操活动总结篇8

关键词：机械臂；DARM；对比分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.249

0 引言

工业机器人的快速发展实现了生产自动化，提高了生产效率。在工程机械、车间厂房、高危作业、产品生产线、汽车零部件等行业机器人都得到了应用，并且经济效益、发展前景都十分可观。伴随着工业机器人的飞速发展，研究的不断深入，机器人产品向高精度、高智能、可控性强和高性能方向发展。人们希望这种机器人也能走进我们的日常生活中来，于是服务型的机器人逐渐走进了我们的视野，因此也便有了低成本的、小型的、所谓的“桌面版”机械臂的产品。桌面版的机械臂虽不如工业版的具有力量大、精度高、速度快的特点，但在日常生活中，具有写字、画画、拾物等功能，简单方便，增加了趣味性的同时，又可学习到知识。以所研究的书画手臂为例，进行介绍分析，明确其优点与不足，为以后的发展与应用奠定基础。

1 桌面机械臂的发展情况

1.1 uArm

uArm是一个连杆式的机械臂，它的控制部分采用了便于编程控制的开源硬件Arduino，。其最大的特点是底部转盘，所有动力装置都装在这个地方以减少机械臂部分的重量，从而减少惯性动作对稳定性的影响，同时也能增加机械臂的负载能力以提高效力。

在功能上也与Leapmotion合作，玩家可以通过手莶僮骰械臂，比如操控吸盘吸附非规则物体或者用机械手操控规则物体。在Processing后台，玩家也可以对Leapmotion所开放的接口编程，把uArm变成你定制化的机械臂。

1.2 7bot

7bot机械臂其主要原型为ABB工业机械臂IRB2400，硬件结构方面，7BotArm采用了6轴、全金属设计，不仅更加牢固耐用，而且还可以在3维空间做更多操控。其另外一个特点是采用了定制舵机方案，可以设定舵机的输出力矩大小和运行速度，确保精度，还可以采用数字I2C总线接口，仅用四根线就可以串联127个舵机。

7BotArm提供了多种控制方式，包括手势、网页控制、结合计算机视觉等实现智能控制，可以覆盖不同人群的不同需求。具体来说：

（1）增加了机器人视觉功能，可以完成打地鼠游戏、陪人下棋等诸多智能应用。

（2）增加了软件仿真环境，模型可以和现实机器人一一对应，也可以在软件环境中规划好路径然后下载到实际环境中去复现。

（3）增加了示教功能，用户可以直接拖动机械臂进行轨迹规划，然后记录回放，在不需要任何编程的情况下就可以控制机械臂运动。

1.3 Dobot

DOBOT机械臂，号称是全球首款高精度消费级桌面机械臂，在能够完成多种机械臂动作的基础上，具有价格低廉的特点，同样是基于开源硬件Arduino控制的机构，其精度为0.2mm。

DOBOT机械臂可以3d打印、写字、画画，他的另一个强大功能就是脑电波读取。使用者将传感器戴在头上，集中注意力，例如给出一个向左的信号，并记录为向左的动作，下次再遇到这个脑电波信号，它就会给出向左的动作等。

2 书画手臂的模型设计

2.1 结构简介

书画手臂由一个基座、一个末端执行器、六根金属连杆和电动轴枢，以及同步轮和同步带组成，这样的机械臂可以在其活动范围内实现任意的三维位置和位姿。每一个活动的关节称为一个自由度，共有3个关节，即为3自由度机械臂。机构运行时，由Melzi控制板控制三个电动机的工作，从而控制执行端在X、Y、Z三个方向的移动来进行写字画画

2.2 DARM函数详解

控制机械臂运转的函数，主要有两个，即正解函数和反解函数，下面详细说明

2.2.1 正解函数

3 结语

uArm、7bot、Dobot三种机械臂控制精度高、功能强大、更加智能化，但其昂贵的价格也使很多人望尘莫及，书画手臂虽不及这三种机械臂，但其具有价格低廉、操作简单、结构简易、实用性较高等特点。能够根据使用者的需要，方便的完成写字画画等基础功能，另外，书画手臂还可以运用在激光雕刻、3D打印等方面，在保证娱乐性的同时，还可让广大的使用者学习到很多的知识。在控制精度方面，书画手臂仍有不足，但也有改进的空间，相信在以后书画手臂将会有很大的进步。

参考文献：

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[2]蔡自兴.机器人学[M].北京：清华大学出版社，2009.

[3]刘极峰，丁继斌.机器人技术基础[M].北京：高等教育出版社，2012.

[4]JohnJCraig.机器人学导论[M].北京：机械工业出版社.2006.