简单机械范文

简单机械篇1

一、背景和教学任务分析

《功和机械》复习是初三毕业学业考试第一轮复习中力学部分的最后一个单元内容,它主要包括功和简单机械两大部分内容。在历年的毕业学业考试中这部分内容所占分值在6分左右,本章内容复习利用2课时,第一课时简单机械,第二课时功和滑轮组斜面轮轴,本节为第一课时,本课时知识与我们日常生活密切相关,本着“从生活走向物理,从物理走向社会”的学科特点,通过学生生活经验,在情景中分析和解决问题,从而引导学生复习本章内容。

二、教学目标

【知识与技能】

1、知道杠杆、分类应用及杠杆平衡条件

2、 知道定滑轮、动滑轮的特点及其作用

【过程与方法】

1、回顾杠杆五要素从而分清省力和费力的道理。

2、利用典型例题理解各种滑轮的特点。

【情感态度与价值观】

1. 通过对各种杠杆和滑轮的认识,体验物理知识和人们生活水平的密切关系

2. 感受生活中杠杆有广泛的应用，激起学生学习物理的兴趣，养成认真细致的科

学态度和创新意识。

三、教学重点和难点

1. 重点:区分不同类型的杠杆、理解各种滑轮的特点及应用。

2. 难点:杠杆的动力臂、阻力臂作图。

四、学习资料和器材准备

多媒体课件的制作及多媒体设备

五、教学设计思路

本设计的基本思路是尽量突出学生的学习主体地位,发挥“教学评价”作用贯穿课堂教学,通过自主参与、互助合作来巩固知识,通过“学案”尝试改变教学方法和模式,让学生在解决问题中逐步将“简单机械”的基础知识和基本规律进行系统复习,以此来提高学生观察生活、质疑现象、 解释规律、学会总结的能力和水平。

六、教学过程

【考点扫描】

一、杠杆平衡条件

（1）认识杠杆

1.定义:____________________________________叫杠杆。

说明:①杠杆可直可曲,形状任意。

②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。

2. 五要素——组成杠杆示意图。 ①支点:_____________的点。用字母 O 表示。 ②动力:_______________力。用字母 F1表示。③阻力:________________力。用字母 F2表示。

说明：动力、阻力都是使杠杆受力,所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反④动力臂:从 _____到 ___________的距离。用字母 l 1表示。

⑤阻力臂:从 _____到 ____________的距离。用字母 l2表示。

（2）杠杆的平衡条件:

1.杠杆平衡是指:_______________________。

2.实验前:应调节杠杆两端的螺母, 使杠杆在水平位置平衡。 这样做的目的 是:可以方便的从杠杆上读(量)出力臂。

3.结论:杠 杆 的 平 衡 条 件 (或 杠 杆 原 理 ) 是 :_____________________________。

公式:_____________________ 也可写成:_____________________(比例式)

二、杠杆分类与力臂作图

1.杠杆分类

⑴.省力杠杆条件:____________________特点:______________________举例:_____________

⑵.费力杠杆条件:___________________特点:______________________举例:______________

⑶.等臂杠杆条件:____________________特点:______________________举例:_____________

2.力臂作图方法(步骤) :一找支点、二画线、三作垂线、四标臂

⑴ 找支点 O ; ⑵ 画力的作用线(虚线);

⑶ 画力臂(实线,过支点垂直力的作用线作垂线); ⑷ 标力臂(大括号)。

三、滑轮

1.定滑轮:

①定义:________________的滑轮。

②实质:定滑轮的实质是:____________杠杆(画出右图定滑轮的力臂)。

③特点:______________________________

④对理想的定滑轮 (不计轮轴间摩擦) F_____G; 若绳子自由端移动距离 S(或速度 v /) ,

重物移动的距离h(或速度 v) ,则 _________或 ____________。

2.动滑轮: ①定义:________________的滑轮。(可上下移动,也可左右移动)

②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂 2倍的 ___________。(画出右图动滑轮的

【典例精析与方法归纳】

一、例题1（题目见课件）

[解析] D　使杠杆转动的力称为动力，阻碍杠杆转动的力称为阻力，动力和阻力都是作用在杠杆上的力，故此时动力是苹果对杠杆的压力，阻力是橘子对杠杆的压力，故D正确。

中考警示：(1)杠杆可以是直的，也可以是弯的。(2)动力和阻力都是杠杆受到的力，而不是杠杆对其他物体的作用力。

二、例题2（题目见课件）

[解析] 根据杠杆平衡条件，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，当阻力和阻力臂大小不变时，要使动力最小，则对应的动力臂应最大。

技巧贴士：杠杆最小力的画法：①使用杠杆时，要使动力最小，必须使动力臂最长。②最长力臂的确定：A.把支点和力的作用点相连作为力臂时最长；B.在滚动圆柱体时，把支点和圆心相连构成的直径作为力臂时最长；C.对于长方体来说，对角线作为力臂时最长。③根据支点位置(支点在中间二力同向，支点在一端二力反向)确定力的方向，过力的作用点垂直于力臂作出力即为最小力。

【热身反馈】（题目见课件）

【归纳总结】学生自己整理本章基础知识点

【作业】湘岳中考作业手册31页 课时达标（16）

七、教后反思

简单机械篇2

一、有关杠杆中力和力臂的问题

例1请在图1中画出用瓶盖起子启瓶盖的动力F1的力臂l1和阻力F2.

解析本题考查同学们将生活实例转化为物理模型的能力.

解题步骤:(1)瓶盖起子启瓶盖时可视为杠杆,且杠杆的支点为O点;(2)动力和阻力都是作用在杠杆上的力.所以F1为人手对起子施加的动力;在B点起子受到瓶盖向下的压力F2,就是阻力.(3) 沿动力F1的反方向画出延长的虚线,从支点出发向力的作用线作垂线l1就是动力臂,最后用相应的符号标注出来.答案如图2所示.

点评此类题型一般比较单一,只要具有一定的日常生活经验,能够正确理解动力、动力臂、支点、阻力、阻力臂这些概念,并在作图时注意到“力臂是从支点到力的作用线的距离,但不等于支点到力的作用点的距离”这个关键问题就可以了,这一点也是同学们作图时最容易出错的问题,应特别注意!

例2如图3所示,ABO是可绕O点转动的杠杆,B点处挂重力为G的物体,请画出悬挂重物G的绳对杠杆作用力的力臂l2和杠杆受细绳拉力的力臂l1.

解析画力臂的关键在于选准支点、判断力的作用线的方向及对力臂定义的理解.本题可先确定支点O,找出作用在杠杆上的动力的作用线AC和阻力的作用线BG,再画出力臂即支点O到力的作用线的垂直距离即可.答案见图4.

点评 本题是上一类型习题的拓展,由于题设陷阱,将F1的作用线扭曲,会造成考生的误判,使画出的力臂出错.

例3如图5所示,不计重力的杠杆OB可绕O点转动,重为6N的重物G悬挂在杠杆的中点A处,杠杆在水平位置保持平衡,已知拉力F1的力臂为l1,请在图中画出拉力F1.

解析本题要求同学们理解力与力臂的垂直关系,且力的作用点均在杠杆上.因为G对杠杆的拉力使杠杆沿顺时针方向转动,要使杠杆在水平位置保持平衡,必须给杠杆施加一个让杠杆沿逆时针方向旋转的力.答案见图6.

例4如图7所示,画出提起重物G所需最小动力的方向.

解析要求画出最小的力关键在于找到最大的力臂,从图中不难看出支点为O点.杠杆上面离支点最远的点是D点,则OD为最长动力臂.由于重物G使杠杆顺时针向下转动,那么提起重物的最小动力F应为逆时针向上,且F要垂直于OD才能保证OD为最长动力臂,这时F才为最小的动力.本题难点在于不是直接给出动力,而是求作动力方向.作图时最容易出现的错误是认为在D点施加一竖直向上的力为最小动力.

点评此类题型要求同学们知道无论动力还是阻力都作用在杠杆上;理解力臂:支点到力的作用线的垂直距离,即力臂与力的作用线是垂直关系.同学们只要根据题意找出与题意相符的力臂和判断出力的方向即可.

二、关于滑轮组的绳子缠绕方法的问题

例5请画出用图9中滑轮组匀速提起重物最省力的情况下绳子的绕法,并填写绳自由端拉力F与物重G之间的关系.(不计滑轮重、绳重及内部摩擦)

解析根据图形可知:构成滑轮组的滑轮有2个,要求绳子缠绕最省力,可以断定承担动滑轮的绳子有3股.进一步确定绳子的自由端应该从动滑轮上绕出去,然后依次绕接定滑轮动滑轮的挂钩.如图10所示.

例6利用图11中的滑轮组,用400N向下的拉力将重为1800N的物体匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳的绕法.

注意:该处采用只进不舍的数学计算法,即4.5取5,4.1也要取5.确定构成滑轮组的滑轮有4个,因为绳子股数5等于滑轮个数4加1,同时断定绳子的自由端应该从动滑轮上绕出去,然后由外向内依次绕过上面的大定滑轮下面的小动滑轮上面小定滑轮下面小动滑轮的挂钩.答案如图12所示.

例7如图13所示,小明同学设计了一滑轮组,想要用20N的动力拉动一只水平地面上的物体匀速向右运动.已知物体受地面的摩擦力为30N,滑轮组的机械效率为75%.现请你通过计算后画出小明的绕绳方法.

轮,与墙壁相连的滑轮为定滑轮,而n=2(股)与构成滑轮组的滑轮个数相等,所以断定绳子的自由端应从定滑轮上绕出去,然后顺次绕接动滑轮定滑轮的挂钩即可.答案如图14所示.

例8已知物重1300N,绳子承受的最大拉力为400N,在不计轮重及摩擦的情况下,试画出滑轮个数最少的滑轮组.

A=n或A=n-1.本题要求滑轮的个数最少即A=n-1=4-1=3(个). 3个滑轮构成滑轮组的搭配为:1定2动或1动2定.又由于绳子股数为4等于滑轮个数3加1,所以确定绳子的自由端肯定从动滑轮上绕出去.结合图15(绳子为3股,且自由端从定滑轮绕出去不合题意)和图16,我们可以确定应该选择图16 这种搭配.

简单机械篇3

关键词 简单机械手；手动；自动；PLC

中图分类号 TP29 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0148-01

在生产线上，通常需要机械手搬运物品。为满足生产的需要，很多系统要求设置多种工作方式，如手动工作方式和自动工作方式；自动工作方式又有连续、单周期、单步、回原点等几种工作方式之分。以前的机械手是采用继电控制系统控制，其控制系统复杂，大量的接线使系统的可靠性低，自动化程度不高，安全系数也不高，现在采用PLC进行顺序控制后，大大提高了系统的可靠性和工作效率。

1 机械手动作过程描述

图1 机械手工作示意图

本控制系统中，包括机械手本体、上限位、下限位、左限位、右限位等四个传感器。动作过程包括下降、夹紧、上升、右移、放松、上升等六个动作。如图1所示。控制任务是将物体从A点运送到B点。

一个完整的机械手动作过程包括：机械手从原点开始下降，当下降到下限位时（即A工位），停止下降，夹紧工件（持续1S钟，确保工件有效夹紧），然后上升，当机械手到上限位时，右移，到右限位时，机械手下降，到下限位时停止下降，松开机械手，将工件放于B工位（持续1S钟，确保工件有效释放），然后机械手上升、左移回到原点。完成一个完整的工作周期。

2 机械手控制面板功能说明

系统中操作面板如图2所示。操作面板上设有机械手的五种工作方式的选择开关以及手动运行时的各个操作按钮，以及各个开关、按钮的输入点地址分配。

机械手的五种工作方式通过方式开关来选择。

2.1 手动工作方式

在手动工作方式下，可以进行6种手动控制。

图2 机械手操作控制面板

2.2 回原点工作方式

可以使系统返回原点状态，为进入自动工作方式做好准备。

此系统原点状态是指：机械手停留在最上和最左位置，即左限位传感器和上限位传感器有效，且夹紧装置为松开状态。

2.3 单步工作方式

在此工作方式下，从初始步开始，每按下一次起动按钮，系统运行一步动作，完成该步动作后即停止，待下次起动按钮再次被按下，再向下个动作转换。

2.4 单周期工作方式

此方式下，按下起动按钮，从初始动作开始按顺序执行一个工作周期的所有动作，完成后，返回并停留在初始步。

2.5 连续工作方式

此方式下，按下起动按钮，从初始步开始循环执行若干个工作周期。当按下停止按钮，也要将当前工作周期执行完，返回并停留在初始步。

图3 自动控制程序顺序功能图

3 系统设计

根据系统要求，共需要17个输入点，5个输出点。选择s7-200系列CPU226来完成本任务。

外部接线图根据要求画出即可。

由主程序、公用子程序、手动子程序、自动子程序组成本项目程序结构。

自动控制程序用顺序控制设计法设计程序。其顺序功能图如图3。

将顺序功能图转为梯形图，其他程序部分用经验法编写，编译下载调试运行。

4 结束语

机械手是生产线中主要的辅助设备之一，而且经常要求其具备多工作方式的运行特点，使其满足生产过程的不同需求。用西门子S7-200PLC对其进行控制，简化了繁杂的硬件线路，节省了空间，降低了设备的故障率，使设备的性能稳定，操作简单。

参考文献

[1]西门子公司SIMATIC STEP7-Micro编程参考手册[M].

[2]廖常初.s7-200PLC编程及应用[J].机械工业出版社.

简单机械篇4

例1如图1甲所示,轻质杆OA可绕O点转动,B处悬挂重物,A端用细绳通过顶部定滑轮被拉住时(定滑轮质量及摩擦不计),整个系统静止,请在图中画出杆OA所受各力的力臂。

考点:杠杆力臂的画法。

答案:如图1乙所示。

说明:“一找支点、二画线、三连距离、四标签”是画力臂的方法。

考点2杠杠的类型(多以选择形式出现,分值约为2分)

例2如下图所示,属于费力杠杆的工具是()。

考点:杠杆类型的判断。

答案:C。

说明:判断是省力杠杆还是费力杠杆,关键是找出动力臂与阻力臂,比较动力臂与阻力臂的关系。

考点3杠杆的平衡(多以实验形式出现,分值约为4~8分)

例3 我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。

(1)实验前没有挂钩码时,若杠杆左端下倾,则应将右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是。

(2)实验中,用图2所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,主要因为该种方式()。

A.一个人无法独立操作

B.需要使用太多的钩码

C.力臂与杠杆不重合

D.力和力臂数目过多

(3)图2中,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以水平平衡。

考点:探究杠杆的平衡条件。

答案:(1)右,使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响; (2)D;(3)2。

例4 某同学从市场买了一条6kg的鱼,他想粗略验证鱼的质量,他手中只有一支量程为20N的弹簧测力计和一根均匀直尺,在保证鱼完整的情况下,请你设计一种验证方法。

考点:应用杠杆的平衡条件解决实际问题的能力。

答案:如图3所示,将直尺当杠杆,把直尺的一端放在桌子的边缘当支点,在直尺的另一端挂上弹簧测力计,在直尺的适当位置挂上鱼,调节鱼的位置,使杠杆平衡,利用杠杆的平衡条件验证。读出此时鱼的力臂L1和弹簧测力计拉力F的力臂L2,根据杠杆平衡条件可得,mgL1=FL2,m=。

说明:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须画出杠杆示意图,弄清受力方向和力臂大小,然后根据具体的情况具体分析,利用杠杆的平衡条件解决有关问题(如杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等)。

考点4滑轮组(多以作图、计算形式出现,分值约为2~6分)

例5要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图4中画出最省力的绕绳方法。

考点:滑轮组的绕线方法。

答案:如图5所示。

说明:在使用滑轮组时,要使加在绳子末端的力最小,即最省力,在阻力一定的情况下,就要使承担总阻力的绳子段数最多。

例6如图6所示,若拉力F=900牛顿,物体A重1 500牛顿,不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3米,则沿水平方向匀速拉动物体A前进时,物体A与地面间摩擦力是 牛顿,物体A移动米。

考点:滑轮组的应用。

答案:2 700,1。

考点5机械效率(多以选择、计算形式出现,分值约为4分)

例7 一个工人用类似图7所示的滑轮组提起货物,货物重2 000N,所用的拉力F为800N,货物提升的高度h为3m,求:

(1)该工人做的有用功是多少?

(2)拉力做的总功是多少?

(3)滑轮组的机械效率是多少?

考点:滑轮组机械效率的计算。

答案:(1)W有用=Gh=2 000N×3m=

6 000J; (2)由于重物是由4段绳子承担,当重物升高h时,绳子末端移动的距离s=4h=12m,则W总=Fs=800N×12m=

9 600J;(3)考虑到摩擦、滑轮和绳子的重量等因素,滑轮组的机械效率=×100%=×100%=62.5%。

说明:正确判断有用功、额外功、总功是解机械效率有关问题的关键。一般情况下,凡是用机械来提高物体的,使物体升高所做的功(Gh)为有用功,动力所做的功(Fs)就是总功;而用来克服摩擦和机械自身重力所做的功(W总-W有)为额外功。

考点6功(多以选择形式出现,分值约为2分)

例8下面情况中,人对物体做功的是()。

A.举重运动员举着杠铃不动

B.人用力却没有把重物提起

C.某同学提着水桶在水平路面匀速行走

D.旅客提着行李走上楼梯

考点:做功的两个必要因素。

答案:D。

说明:功是由两个因素决定的,即作用力和物体在作用力方向上通过的路程,两者缺一不可。下列三种情况对物体都没有做功。(1)物体移动了一段距离,但没有受到力的作用;(2)物体受到力的作用,但没有沿力的方向通过距离;(3)物体受到了力的作用,也通过了距离,但物体移动的距离跟物体受到力的方向垂直。

考点7 功率(多以选择、计算形式出现,分值约为2分)

例9下列说法中正确的是( )。

A.机械效率高的机械做功越快

B.机械效率越高的机械做功越多

C.功率越大的机械做功越多

D.功率越大的机械做功越快

考点:功率的含义。

答案:D。

说明:功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。

例10 图8是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。若人以0.5m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库,g取10N/kg,求在此过程中:

(1)人做的有用功为多大?

(2)人的拉力为多大?

(3)人的拉力的功率为多大?

考点:功率的计算。

答案:(1)W有用=fs物

=0.1G物• vt

=1.5×104J;

(2)==,

F==400N;

简单机械篇5

第一条为了贯彻落实《农业机械试验鉴定办法》，规范农业机械推广鉴定证书（以下简称证书）和农业机械推广鉴定标志（以下简称标志）的使用和管理，制定本办法。第二条本办法适用于证书和标志的制作、发放、使用和监督。第三条农业部统一制定、证书和标志的式样。农业机械化行政主管部门负责组织对证书和标志的使用实施监督。第四条证书的有效期为四年，获证产品生产者凭证书使用专用标志。第五条证书颜色为黄色底版，黑色字体。外形为长方形，规格为364×257mm。证书编号由颁发机关简称、颁发年代号和颁发顺序号三部分组成。证书式样见附件一。第六条标志颜色为黑色底版，材质为亚银涤纶，字为银白色，字体为黑体。标志形状为菱形，分为大、中、小三种，具体规格参数与式样见附件二。第七条证书可制作英文版本。第八条证书和标志实行定点印制。未经委托机构授权，印制单位不得向任何单位和个人提供证书、标志。第九条证书由农业部统一组织印制。农业部农业机械化行政主管部门负责部级证书发放；省、自治区、直辖市人民政府农业机械化行政主管部门负责省级证书发放。第十条标志由农业机械试验鉴定机构制作和发放。其他单位和个人不得制作和发放标志。第十一条农业机械试验鉴定机构应当按照证书内容发放标志，建立标志出入库登记制度。标志出入库时，应当点清数量，登记台帐；标志出入库台帐应当存档，保存期限不少于5年。第十二条证书发放不收费，标志发放按有关规定收取印制工本费。第十三条产品生产者凭证书向农业机械试验鉴定机构申领标志。第十四条标志应加施在获证产品本体的显著位置。第十五条违反证书和标志的管理、使用相关规定的，依据《农业机械试验鉴定办法》第二十八条、第三十一条和第三十二条予以处罚。第十六条本办法由农业部负责解释。第一条为了贯彻落实《农业机械试验鉴定办法》，规范农业机械推广鉴定证书（以下简称证书）和农业机械推广鉴定标志（以下简称标志）的使用和管理，制定本办法。第二条本办法适用于证书和标志的制作、发放、使用和监督。第三条农业部统一制定、证书和标志的式样。农业机械化行政主管部门负责组织对证书和标志的使用实施监督。第四条证书的有效期为四年，获证产品生产者凭证书使用专用标志。第五条证书颜色为黄色底版，黑色字体。外形为长方形，规格为364×257mm。证书编号由颁发机关简称、颁发年代号和颁发顺序号三部分组成。证书式样见附件一。第六条标志颜色为黑色底版，材质为亚银涤纶，字为银白色，字体为黑体。标志形状为菱形，分为大、中、小三种，具体规格参数与式样见附件二。第七条证书可制作英文版本。第八条证书和标志实行定点印制。未经委托机构授权，印制单位不得向任何单位和个人提供证书、标志。第九条证书由农业部统一组织印制。农业部农业机械化行政主管部门负责部级证书发放；省、自治区、直辖市人民政府农业机械化行政主管部门负责省级证书发放。第十条标志由农业机械试验鉴定机构制作和发放。其他单位和个人不得制作和发放标志。第十一条农业机械试验鉴定机构应当按照证书内容发放标志，建立标志出入库登记制度。标志出入库时，应当点清数量，登记台帐；标志出入库台帐应当存档，保存期限不少于5年。第十二条证书发放不收费，标志发放按有关规定收取印制工本费。第十三条产品生产者凭证书向农业机械试验鉴定机构申领标志。第十四条标志应加施在获证产品本体的显著位置。第十五条违反证书和标志的管理、使用相关规定的，依据《农业机械试验鉴定办法》第二十八条、第三十一条和第三十二条予以处罚。第十六条本办法由农业部负责解释。

简单机械篇6

[关键词]学科交叉；机械结构；极简主义；室内设计

自从进入环境艺术设计领域，一直想尽快摆脱“机械”这个“干系”，好让自己脱胎换骨更像一名“艺术设计”的教师。但是，经过多年室内设计教学，近来忽然对机械设计这个老本行怀起旧来。其实现在行业及学科间的交叉、渗透越来越多，人们考虑问题多样化、思维方式发散性，所以，将老本行与新专业联系起来也不足为奇。特别是近年来室内设计中不断推崇极简主义风格，更使我联想起精美绝伦的机械结构，如果将机械结构设计的某些理念，运用到室内设计的思路中，那将是一番别有的境界。

一、机械结构之精简

所谓机械结构，大到造船机械、煤炭机械、钢铁机械，小到仪器仪表设备，其结构不外乎是各种轴套类、盘盖类、箱体类零件和一些诸如齿轮、带轮的传动零件以及起零件连接、支承作用的标准件等等一系列零件的组合。

在这些组合中，零件与零件之间的有序排列、部件与部件之间的合理空间，无不透露着精密、简洁的设计风格。每根轴的直径由其所传动的扭矩来决定，决不会多用一点材料；每个齿轮的齿数由其所要求的速度来定夺，更不会无缘多出或少掉一牙。细看那些机械结构，你会发现你不能移去任何一个零件，哪怕是一个小小的垫圈，可见机械结构中的极简主义风格已经用到了极至。再从另外一个视角观察，那些零件有序而合理的组合，宛如一件精致的艺术品，让人叹为观止。

机械设计是一种以科学为基础的技术领域，它既要保持过去设计技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。不断创新的设计理念与现代高新技术相结合，从而产生了一个完整的技术群。设计师的意图只有通过精密的加工和精准的配合，才能真正得到实现。

二、室内设计中的极简主义

极简主义，顾名思义，就是崇尚以尽量少的元素来表现尽量多的内涵，即主张形式简单、高度功能化与理性化的设计理念，这与机械设计的理念不谋而合。不可否认，“极简主义”是当下室内设计中最具代表性的风格，其影响力已涵盖室内设计中所有的领域。从住家到服饰店、餐厅至美容疗养院，简约风格已经成为设计师们表现空间的一大法宝。

极简主义室内设计的特征就是要做到高度理性化，摒弃无谓的繁琐装饰。它不仅是否决、减少和净化。而且对家具选择、空间布局都很有分寸，从不过量。传统概念下的室内设计总是将室内空间装饰得尽可能丰富，而极简主义设计却会留下足够的空间，达到人对空间的潜在要求。它惯用硬朗、冷峻的直线条，这些基本要素有可能只有几组简单的线条，光洁而通透的地板及墙面，利落而不失趣味的设计装饰细节等，极简主义室内设计还主张运用大片的中性色与大胆而强烈的重点色、轮廓鲜明的直线条与少量的图案装饰作夸张的对比，达到一种视觉冲击力。

这种简洁、明快的设计风格十分符合快节奏的现代都市生活，在某种程度上能使人的心情更加放松，创造一种安宁、平静的生活空间。

三、机械设计与室内设计理念互动

室内设计是一种以科学（理性）为机能基础，以艺术（感性）为形式表现，为了塑造一个物质与精神并重的室内环境所采取的一连串创造性活动。理性强调的是实用性、安全性及效率；感性则比较着重在灵感上的满足，强调对于视觉美感以及抽象境界素质之提升。

室内环境的设计，要运用科学的法则，加强空间机能的作用，以“实用”和“经济”为原则，满足生活上的多重需要。诸如空间计划、家具陈设，乃至于通风、采光，及管路线路的装配等，都要完善地配合生活机能，有效地利用人力、物力及财力，使有限的物质条件发挥最大的机效，以提高物质生活的水平。这是室内设计的先决目标。而室内设计的终极目标，则是室内空间的造形、色彩、光线和质感，这些都要在美学的规范下，取悦感官并鼓舞情绪，表现生活的格调与内涵，提升生活价值。

机械设计中的简洁、秩序和几何形式以及机器本身所体现出来的理性和逻辑性，会产生一种标准化的、纯而又纯的模式。因此，室内设计和机械设计在某些层面上还是相通的。这不禁使我联想起前面提到过的，即机械设计师的意图只有通过精密的加工和精准的配合，才能真正得到实现。所以，如果要将“极简主义”延续下去，室内设计并不只是采用朴实材料这样的做法而已，讲求简单纯粹美感的同时，在施工品质上千万马虎不得。比方说以往惯用装饰线板去遮掩不同材料接口的痕迹，强调极简主义没有过多装饰接头的作品，施工上必须格外精准以强调这些几何理性的线条。另外，室内设计的家具与室内整体环境的协调非常重要，总的特征是造型简单但不失优雅，减少装饰图案，要含蓄而大方以突出这种简单、纯粹、优雅、时尚的风格。“材料、加工工艺、产品功能”这三段式的机械设计要求，会越来越多地运用到室内设计中去。

四、结束语

机械结构的核心是，在考虑满足功能性的前提下，简洁、合理、精准地组合好各相关零部件。在能源紧缺、环保当头的现今社会，人们开始对现代科技生产对环境及生态的破坏进行反思，设计师的社会责任心将对设计进行重新思考。室内设计也可启用一些机械设计的理念，“简洁、精致”，良好的极简主义风格设计作品，会呈现出相当具有深度内涵的意象，并会在精炼和使用功能上寻找一个平衡点，把造型、结构和功能同时演绎得不可或缺。

[参考文献]

[1] 王受之,《世界现代建筑史》[M] .中国建筑工业出版社，2005.

[2] 曹方,邬烈炎.《现代主义设计》[M]. 江苏美术出版社，2001.

[3] [美]安・麦克阿德,杨玮娣译.《简约主义》[M]. 中国轻工业出版社，2002.

简单机械篇7

对PLC和组态王软件相结合用于机械手控制系统的设计思想作了简单介绍，对系统的硬件组成和软件编程原理作了详细阐述。现场应用情况表明，该系统工作可靠，维修方便，应用广泛。

【关键词】PLC 组态王软件 机械手 顺序控制

1 系统介绍

本系统以简单的平面机械手为研究对象，用三菱PLC与组态王软件完成了平面内机械手抓取产品并移动至新位置的控制。该系统作为自动化生产线的一部分，控制简单，维修方便，工作可靠，适用范围广。本研究以PLC为核心，应用PLC中方便指令以及顺序控制法设计完成机械手的手动、自动和回原点功能控制，并用组态王软件完成控制系统的组态及运行监控等功能。

机械手运行过程是：初始状态时，机械手位于原位，上限位、左限位动作，机械手处于放松状态；自动运行时，机械手下降至下限位，机械爪动作，抓紧工件并在0.5S后上升；上升到最上方后，上限位动作，机械手转为右行；右限位动作，机械手下降；下降到最低处，下限位动作，机械手松开，将工件放下；0.5S后重新上升，左行回到原点位置。

2 控制系统的硬件设计

本系统采用的PLC为三菱公司的FX2N-32MR；PLC编程及组态王软件在PC机上实现；机械手的上下左右移动根据实际需求采用三相异步电动机和螺旋传动方式实现；机械手抓紧放松用液压传动方式实现；机械手位置信息由光电传感器测得。

PLC输入输出点数分配如表1，其中机械手操纵按钮都可用组态模拟，所以不用实际硬件连线，机械手上下左右限位和机械爪控制输出需要连接到PLC。

3 组态软件设计

3.1 组态界面设计

组态界面主要分四个部分，总开关、运动模式选择、手动控制按钮以及机械手状态监控。

3.2 组态变量分配

组态变量与PLC变量保持一致，分为输入变量和输出变量，输入变量主要用于控制机械手，输出变量用于对机械手的运行状态进行监控。下图是组态变量的分配、数据类型和连接设备。

4 PLC程序设计

根据要求，机械手控制分为手动、回原点、自动控制三个部分。因此，将程序分为手动程序、回原点程序、自动控制程序和状态初始化程序四个部分，其中状态初始化程序主要包括原点位置检测和使用IST指令状态初始化两部分。单步、单周期和连续运行时都执行自动控制程序。部分机械手控制梯形图如图3。

5 结束语

随着自动化技术的发展，PLC作为一种高可靠性，低成本，灵活通用的控制器越来越多的应用于工业生产中，在各种工业控制中应用广泛。本文提供了一种用PLC实现机械手控制的方法，并对其进行了组态，使其实用性、可扩展性大大增强，在实际生产中得以验证。

参考文献

[1]陈金艳，王浩.可编程控制器技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]穆亚辉.组态软件实用技术[M].河南：黄河水利出版社，2012.

[3]华满香.电气控制及PLC应用[M].北京：北京大学出版社，2009.

[4]FX2N用户手册[K].2005.

作者简介

吴慧君（1986-），女，山东省青州市人。大学本科学历。现为潍坊工程职业学院助教。研究方向为电气自动化。

作者单位

1.潍坊工程职业学院 山东省潍坊市 262500

简单机械篇8

1有的放矢，针对教学目标，抓住教学重点

笔者遇到过这样的情况：开学初，教师按照教材内容及人才培养方案认真起草了授课计划，但是，到了实际的课程讲授过程中却发现，教学进程远远赶不上授课计划，究其原因：一是因为教材前几章内容主要是关于简单几何图形的绘制，绘制机械制图对于学生来说是陌生的，并且职业院校的学生相对来说知识基础比较薄弱，学习起来有一定难度。二是传统课堂黑板示范绘图的效率低，一节课下来也仅仅就是一个图形的绘制成果。于是教师们陷入两难，是要在前几章继续打持久战，细细讲，慢慢画，还是粗略带过去赶进程。选择前者的结果是，到学期结束，往往才讲完教材的前半部分，同学们学会了画一些简单几何体的三视图、断面图等，但是对于那些标准件、常用件，对于零件图和装配图他们却依旧陌生，这达到了我们的教学目标吗？答案是否定的。中等职业学校《机械制图》课程任务是：培养学生具有一定的空间想象力、形象思维能力和基本绘图能力，掌握机械制图的基础知识和国家技术标准有关制图标准规定的相关知识，具有一定的识读中等复杂程度机械图样的能力。根据职业院校学生以实际操作为主的就业特点，笔者认为应该在教学中采用“适度够用原则”，抓住教学重点，适当降低绘图方面的要求，把主要的教学精力放在识读相关零件图例上来，在教学中真正做到有的放矢。

2要充分运用新技术，对《机械制图》教学进行辅助

在《机械制图》教学中需要我们去大胆抛开传统教法的束缚，充分运用新的教学辅助手段。针对《机械制图》这门课程来说，在学习投影基础及组合体时，可适时地引入一些三维建模软件进行教学，目前的三维建模软件种类非常多，功能强大，操作简单。比我们可以指导学生运用UG的一些简单的建模指令自己创建三维模型，因为是自己动手创建的，所以他们会对形体结构有更深入的了解。并且他们可以通过三维实体旋转对模型进行各个角度的观察。同时UG软件还具有各种显示模式，对于一些隐藏于实体内部的结构线都能为学生直观地展现出来。在学习绘制简单几何图形和三视图时，可与AUTOCAD软件相结合。可以把部门的课堂教学由普通教室转移到电脑教室去，让学生自己动手创建模型去看、去分析，让学生充分体验计算机辅助教学的作用，这样既提升了学生的学习兴趣，又提高了学习效率。

3高职《机械制图》教学的专业相关性

《机械制图》是所有工程类专业都要学习的专业基础课，但针对不同专业的特点，在教学中应该有所侧重和创新。这样将既有利于提升学生的学习热情，也将为后续各门重要的专业课程学习打好基础。举例来说，汽车类专业的学生一年级就会开设《机械制图》这门课，一年级的他们对专业认识不深，了解不全面，对于今后要学习什么，要怎么学都比较懵懂。那么《机械制图》作为他们的第一门专业课，对于他们今后的学习至关重要。如何激发学生的学习热情，笔者认为，可以在教学中多引入一些和汽车相关的图样让学生识读，多带学生进行实物参观，多让他们画一些汽车上的常用件，让他们能把所学的知识和他们的专业切实联系起来，让他们感觉到《机械制图》真的是他们将来工作中必不可缺的一项技能，只有使他们有了这样的认识，他们才会在学习中有源源不竭的动力。反之，学生们可能在面对枯燥难懂的知识时，会以一种可有可无的心态对待，甚至遇到困难轻易放弃，这对他们今后的学习和工作都会是一大隐患。

4把课堂教学转变为教师引导，学生主动参与的过程

教学的真正目的并不是教师教好，而是让学生学好，在实践中或日后的工作中用好。所以教学过程一定要以学生为主角，教师主要起到引导的作用。被动地接受是枯燥的，主动地学习却是快乐的，笔者认为要想教好《机械制图》这门课，必须在课堂上树立学生的主人翁意识，调动他们参与的积极性，增加他们学习的成就感。比如说对于一些较简单的题目，可以让他们先自己思考，教师稍加点拨。对于有一定难度的题目，把学生分成小组，集多人的智慧解决问题。课堂练习要难度适宜，切莫让学生感觉一筹莫展。当基本知识掌握到一定水平的时候，要多找一些和实际的生活或他们将来工作相关联的实例，让学生运用所学知识自行解决难题，提升学生的学习成就感。结束语《机械制图》是一门众多专业的学生都要接触的课程，这门课程虽平凡却不普通，想要真正地教好《机械制图》更是没那么简单，这就需要我们教师在日常的教学实践中不断地积累经验，摸索创新，以使《机械制图》的教学效果更好。