反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】一種反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)包括學(xué)生信息錄入模塊、模式選擇開(kāi)關(guān)、串口通信模塊、凸輪設(shè)計(jì)模塊、反轉(zhuǎn)法模擬模塊、壓力角分析模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊；所述學(xué)生信息錄入模塊連接模式選擇開(kāi)關(guān)，模式選擇開(kāi)關(guān)包括離線模式和在線模式，在線模式依次連接串口通信模塊和凸輪設(shè)計(jì)模塊，離線模式只連接凸輪設(shè)計(jì)模塊，凸輪設(shè)計(jì)模塊分別連接反轉(zhuǎn)法模擬模塊和壓力角分析模塊后連接數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊。本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大動(dòng)畫展示功能，運(yùn)算分析能力及外部設(shè)備，可以解決許多常規(guī)手段難以表達(dá)的過(guò)程，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的考勤和實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)估，分擔(dān)教師繁重的教學(xué)任務(wù)。
【專利說(shuō)明】反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種機(jī)械類課程教學(xué)的軟件平臺(tái)，具體涉及一種模擬“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓線和凸輪壓力角分析的軟件。

【背景技術(shù)】
[0002]在凸輪機(jī)構(gòu)的教學(xué)過(guò)程中，“反轉(zhuǎn)法”原理的理解和壓力角分析是教學(xué)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。現(xiàn)有機(jī)械類課程教學(xué)多以孤立的機(jī)械教具或動(dòng)畫作為教學(xué)輔助工具。但是學(xué)生往往不愿意去操作這些簡(jiǎn)單、零散的模塊；而非專業(yè)的動(dòng)畫教學(xué)，又缺少動(dòng)手環(huán)節(jié)和專業(yè)分析過(guò)程。基于以上原因，使得學(xué)生難以理解這些抽象原理和分析方法。
[0003]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我們可以將計(jì)算機(jī)軟件與實(shí)驗(yàn)儀器或其他教具連接到一起，對(duì)“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓線過(guò)程進(jìn)行模擬，同是實(shí)時(shí)分析現(xiàn)實(shí)凸輪的壓力角，從而幫助學(xué)生理解抽象原理，掌握有效的分析方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
所述反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)采用LabVIEW2013軟件編程，其結(jié)構(gòu)包括學(xué)生信息錄入模塊、模式選擇開(kāi)關(guān)、串口通信模塊、凸輪設(shè)計(jì)模塊、反轉(zhuǎn)法模擬模塊、壓力角分析模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊；
所述學(xué)生信息錄入模塊連接模式選擇開(kāi)關(guān)，模式選擇開(kāi)關(guān)包括離線模式和在線模式，在線模式依次連接串口通信模塊和凸輪設(shè)計(jì)模塊，離線模式只連接凸輪設(shè)計(jì)模塊，凸輪設(shè)計(jì)模塊分別連接反轉(zhuǎn)法模擬模塊和壓力角分析模塊后連接數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊。
[0006]所述學(xué)生信息錄入模塊用于教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)考勤并標(biāo)記實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作成績(jī)；所述模式選擇開(kāi)關(guān)用于選擇在線模式時(shí)，連接反轉(zhuǎn)法演示及壓力角分析綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用于學(xué)生做實(shí)驗(yàn)；如選擇離線模式，則脫離壓力角分析綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，僅在電腦上進(jìn)行演示，用于教師在課堂上演示；所述串口通信模塊用于計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)據(jù)通信；所述凸輪設(shè)計(jì)模塊用于選擇凸輪類型即在該軟件平臺(tái)上提供盤形凸輪和移動(dòng)凸輪兩類、凸輪運(yùn)動(dòng)函數(shù)輸入、運(yùn)動(dòng)線圖顯示及凸輪轉(zhuǎn)速輸入；所述反轉(zhuǎn)法模擬模塊用于動(dòng)態(tài)顯示“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓線的過(guò)程，在此過(guò)程結(jié)束后顯示完整的凸輪輪廓；所述壓力角分析模塊用于分析各點(diǎn)的最大和最小壓力角，并檢索出在上一個(gè)模塊顯示的凸輪輪廓上的任一點(diǎn)的壓力角；所述數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊用于導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)時(shí)輸入的學(xué)生信息、凸輪設(shè)計(jì)參數(shù)、凸輪輪廓曲線圖和計(jì)算機(jī)給出的參考實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
1.計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械教具的有機(jī)結(jié)合。本發(fā)明化抽象為具體，化枯燥為生動(dòng)，在傳統(tǒng)的教具中加入了計(jì)算機(jī)的智能元素，不但可以加深學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械知識(shí)的理解，更加激發(fā)學(xué)生的求知欲、學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
[0008]2.利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的考勤和實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)估，分擔(dān)教師繁重的教學(xué)任務(wù)。
[0009]3.利用計(jì)算機(jī)模擬抽象理論及演示實(shí)驗(yàn)。利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大動(dòng)畫展示功能，運(yùn)算分析能力及外部設(shè)備，可以解決許多常規(guī)手段難以表達(dá)的過(guò)程，例如“反轉(zhuǎn)法”(實(shí)際中一般不會(huì)出現(xiàn)機(jī)架反轉(zhuǎn)的情況)，同是可以使用慢鏡頭、瞬間定格和重復(fù)播放等功能，更加有利于教學(xué)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0012]一種模擬“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓線和凸輪壓力角分析的軟件，包括:學(xué)生信息錄入模塊、模式選擇開(kāi)關(guān)、串口通信模塊、凸輪設(shè)計(jì)模塊、反轉(zhuǎn)法模擬模塊、壓力角分析模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊。操作者首先進(jìn)入學(xué)生信息錄入模塊，該模塊用于教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)考勤并標(biāo)記實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作成績(jī)，教師演示時(shí)可跳過(guò)此過(guò)程。第二步，選擇模式選擇開(kāi)關(guān)，如選擇在線模式一連接實(shí)驗(yàn)儀器(反轉(zhuǎn)法演示及壓力角分析綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái))進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該模式用于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)；如選擇離線模式一脫離實(shí)驗(yàn)儀器，僅在電腦上進(jìn)行演示，該模式僅需要在電腦上運(yùn)行軟件即可，用于教師在課堂上演示。第三步，進(jìn)入串口通信模塊，設(shè)置計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)據(jù)通信，例如通信波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位。第四步，進(jìn)入凸輪設(shè)計(jì)模塊，用于凸輪運(yùn)動(dòng)函數(shù)輸入、運(yùn)動(dòng)線圖顯示及凸輪轉(zhuǎn)速輸入。第五步、開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。該過(guò)程由兩個(gè)模塊組成，反轉(zhuǎn)法模擬模塊和壓力角分析模塊。反轉(zhuǎn)法模擬模塊一方面會(huì)提示實(shí)驗(yàn)操作，并發(fā)送指令給實(shí)驗(yàn)儀器(在線模式下)；另一方面會(huì)動(dòng)態(tài)顯示每一步結(jié)構(gòu)，即顯示“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓線的過(guò)程，在此過(guò)程結(jié)束后顯示完整的凸輪輪廓。壓力角分析模塊用于分析各點(diǎn)的最大和最小壓力角，并可以檢索出在上一個(gè)模塊顯示的凸輪輪廓上的任一點(diǎn)的壓力角。最后，使用數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括輸入的學(xué)生信息、凸輪設(shè)計(jì)參數(shù)、凸輪輪廓曲線圖和計(jì)算機(jī)給出的參考實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)。
[0013]該軟件平臺(tái)采用LabVIEW2013軟件編程，充分利用LabVIEW2013軟件的層次化、模塊化和圖形化編程語(yǔ)言的特點(diǎn)。
[0014]本軟件平臺(tái)可以相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一起使用，更可以單獨(dú)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，可以生動(dòng)形象的模擬“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓線的過(guò)程，同是分析出凸輪的壓力角。
【權(quán)利要求】
1.一種反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)，其特征在于:所述反轉(zhuǎn)法模擬及壓力角分析軟件平臺(tái)采用LabVIEW2013軟件編程，其結(jié)構(gòu)包括學(xué)生信息錄入模塊、模式選擇開(kāi)關(guān)、串口通信模塊、凸輪設(shè)計(jì)模塊、反轉(zhuǎn)法模擬模塊、壓力角分析模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊； 所述學(xué)生信息錄入模塊連接模式選擇開(kāi)關(guān)，模式選擇開(kāi)關(guān)包括離線模式和在線模式，在線模式依次連接串口通信模塊和凸輪設(shè)計(jì)模塊，離線模式只連接凸輪設(shè)計(jì)模塊，凸輪設(shè)計(jì)模塊分別連接反轉(zhuǎn)法模擬模塊和壓力角分析模塊后連接數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊； 所述學(xué)生信息錄入模塊用于教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)考勤并標(biāo)記實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作成績(jī)；所述模式選擇開(kāi)關(guān)用于選擇在線模式時(shí)，連接反轉(zhuǎn)法演示及壓力角分析綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用于學(xué)生做實(shí)驗(yàn)；如選擇離線模式，則脫離壓力角分析綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，僅在電腦上進(jìn)行演示，用于教師在課堂上演示；所述串口通信模塊用于計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)據(jù)通信；所述凸輪設(shè)計(jì)模塊用于選擇凸輪類型即在該軟件平臺(tái)上提供盤形凸輪和移動(dòng)凸輪兩類、凸輪運(yùn)動(dòng)函數(shù)輸入、運(yùn)動(dòng)線圖顯示及凸輪轉(zhuǎn)速輸入；所述反轉(zhuǎn)法模擬模塊用于動(dòng)態(tài)顯示“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓線的過(guò)程，在此過(guò)程結(jié)束后顯示完整的凸輪輪廓；所述壓力角分析模塊用于分析各點(diǎn)的最大和最小壓力角，并檢索出在上一個(gè)模塊顯示的凸輪輪廓上的任一點(diǎn)的壓力角；所述數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊用于導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)時(shí)輸入的學(xué)生信息、凸輪設(shè)計(jì)參數(shù)、凸輪輪廓曲線圖和計(jì)算機(jī)給出的參考實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)。
【文檔編號(hào)】G09B5/02GK104200708SQ201410447741
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】徐聰聰, 京玉海, 李澤兵, 吳留強(qiáng), 劉俊文, 周國(guó)文 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)