反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺的製作方法
2023-10-04 11:37:04 2
反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺的製作方法
【專利摘要】一種反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺，其結構包括學生信息錄入模塊、模式選擇開關、串口通信模塊、凸輪設計模塊、反轉法模擬模塊、壓力角分析模塊、數據導出模塊；所述學生信息錄入模塊連接模式選擇開關，模式選擇開關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計模塊，離線模式只連接凸輪設計模塊，凸輪設計模塊分別連接反轉法模擬模塊和壓力角分析模塊後連接數據導出模塊。本發明利用計算機的強大動畫展示功能，運算分析能力及外部設備，可以解決許多常規手段難以表達的過程，利用計算機實現對學生的考勤和實驗成績評估，分擔教師繁重的教學任務。
【專利說明】反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺
[0001]
【技術領域】
本發明涉及一種機械類課程教學的軟體平臺，具體涉及一種模擬「反轉法」設計凸輪輪廓線和凸輪壓力角分析的軟體。
【背景技術】
[0002]在凸輪機構的教學過程中，「反轉法」原理的理解和壓力角分析是教學環節的重點，也是難點。現有機械類課程教學多以孤立的機械教具或動畫作為教學輔助工具。但是學生往往不願意去操作這些簡單、零散的模塊；而非專業的動畫教學，又缺少動手環節和專業分析過程。基於以上原因，使得學生難以理解這些抽象原理和分析方法。
[0003]隨著計算機技術的發展，我們可以將計算機軟體與實驗儀器或其他教具連接到一起，對「反轉法」設計凸輪輪廓線過程進行模擬，同是實時分析現實凸輪的壓力角，從而幫助學生理解抽象原理，掌握有效的分析方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺。
[0005]本發明採用以下技術方案:
所述反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺採用LabVIEW2013軟體編程，其結構包括學生信息錄入模塊、模式選擇開關、串口通信模塊、凸輪設計模塊、反轉法模擬模塊、壓力角分析模塊、數據導出模塊；
所述學生信息錄入模塊連接模式選擇開關，模式選擇開關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計模塊，離線模式只連接凸輪設計模塊，凸輪設計模塊分別連接反轉法模擬模塊和壓力角分析模塊後連接數據導出模塊。
[0006]所述學生信息錄入模塊用於教師對學生實驗考勤並標記實驗過程的操作成績；所述模式選擇開關用於選擇在線模式時，連接反轉法演示及壓力角分析綜合實驗平臺進行實驗，用於學生做實驗；如選擇離線模式，則脫離壓力角分析綜合實驗平臺，僅在電腦上進行演示，用於教師在課堂上演示；所述串口通信模塊用於計算機與實驗儀器數據通信；所述凸輪設計模塊用於選擇凸輪類型即在該軟體平臺上提供盤形凸輪和移動凸輪兩類、凸輪運動函數輸入、運動線圖顯示及凸輪轉速輸入；所述反轉法模擬模塊用於動態顯示「反轉法」設計凸輪輪廓線的過程，在此過程結束後顯示完整的凸輪輪廓；所述壓力角分析模塊用於分析各點的最大和最小壓力角，並檢索出在上一個模塊顯示的凸輪輪廓上的任一點的壓力角；所述數據導出模塊用於導出實驗時輸入的學生信息、凸輪設計參數、凸輪輪廓曲線圖和計算機給出的參考實驗操作成績。
[0007]本發明的有益效果:
1.計算機與傳統機械教具的有機結合。本發明化抽象為具體，化枯燥為生動，在傳統的教具中加入了計算機的智能元素，不但可以加深學生對傳統機械知識的理解，更加激發學生的求知慾、學習興趣，提高學生的動手能力。
[0008]2.利用計算機實現對學生的考勤和實驗成績評估，分擔教師繁重的教學任務。
[0009]3.利用計算機模擬抽象理論及演示實驗。利用計算機的強大動畫展示功能，運算分析能力及外部設備，可以解決許多常規手段難以表達的過程，例如「反轉法」(實際中一般不會出現機架反轉的情況)，同是可以使用慢鏡頭、瞬間定格和重複播放等功能，更加有利於教學。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明實施進行詳細闡述。
[0012]一種模擬「反轉法」設計凸輪輪廓線和凸輪壓力角分析的軟體，包括:學生信息錄入模塊、模式選擇開關、串口通信模塊、凸輪設計模塊、反轉法模擬模塊、壓力角分析模塊、數據導出模塊。操作者首先進入學生信息錄入模塊，該模塊用於教師對學生實驗考勤並標記實驗過程的操作成績，教師演示時可跳過此過程。第二步，選擇模式選擇開關，如選擇在線模式一連接實驗儀器(反轉法演示及壓力角分析綜合實驗平臺)進行實驗，該模式用於學生在實驗室做實驗；如選擇離線模式一脫離實驗儀器，僅在電腦上進行演示，該模式僅需要在電腦上運行軟體即可，用於教師在課堂上演示。第三步，進入串口通信模塊，設置計算機與實驗儀器數據通信，例如通信波特率、數據位、校驗位、停止位。第四步，進入凸輪設計模塊，用於凸輪運動函數輸入、運動線圖顯示及凸輪轉速輸入。第五步、開始實驗。該過程由兩個模塊組成，反轉法模擬模塊和壓力角分析模塊。反轉法模擬模塊一方面會提示實驗操作，並發送指令給實驗儀器(在線模式下)；另一方面會動態顯示每一步結構，即顯示「反轉法」設計凸輪輪廓線的過程，在此過程結束後顯示完整的凸輪輪廓。壓力角分析模塊用於分析各點的最大和最小壓力角，並可以檢索出在上一個模塊顯示的凸輪輪廓上的任一點的壓力角。最後，使用數據導出模塊導出實驗數據，該數據包括輸入的學生信息、凸輪設計參數、凸輪輪廓曲線圖和計算機給出的參考實驗操作成績。
[0013]該軟體平臺採用LabVIEW2013軟體編程，充分利用LabVIEW2013軟體的層次化、模塊化和圖形化程式語言的特點。
[0014]本軟體平臺可以相關實驗平臺一起使用，更可以單獨在計算機上運行，可以生動形象的模擬「反轉法」設計凸輪輪廓線的過程，同是分析出凸輪的壓力角。
【權利要求】
1.一種反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺，其特徵在於:所述反轉法模擬及壓力角分析軟體平臺採用LabVIEW2013軟體編程，其結構包括學生信息錄入模塊、模式選擇開關、串口通信模塊、凸輪設計模塊、反轉法模擬模塊、壓力角分析模塊、數據導出模塊； 所述學生信息錄入模塊連接模式選擇開關，模式選擇開關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計模塊，離線模式只連接凸輪設計模塊，凸輪設計模塊分別連接反轉法模擬模塊和壓力角分析模塊後連接數據導出模塊； 所述學生信息錄入模塊用於教師對學生實驗考勤並標記實驗過程的操作成績；所述模式選擇開關用於選擇在線模式時，連接反轉法演示及壓力角分析綜合實驗平臺進行實驗，用於學生做實驗；如選擇離線模式，則脫離壓力角分析綜合實驗平臺，僅在電腦上進行演示，用於教師在課堂上演示；所述串口通信模塊用於計算機與實驗儀器數據通信；所述凸輪設計模塊用於選擇凸輪類型即在該軟體平臺上提供盤形凸輪和移動凸輪兩類、凸輪運動函數輸入、運動線圖顯示及凸輪轉速輸入；所述反轉法模擬模塊用於動態顯示「反轉法」設計凸輪輪廓線的過程，在此過程結束後顯示完整的凸輪輪廓；所述壓力角分析模塊用於分析各點的最大和最小壓力角，並檢索出在上一個模塊顯示的凸輪輪廓上的任一點的壓力角；所述數據導出模塊用於導出實驗時輸入的學生信息、凸輪設計參數、凸輪輪廓曲線圖和計算機給出的參考實驗操作成績。
【文檔編號】G09B5/02GK104200708SQ201410447741
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】徐聰聰, 京玉海, 李澤兵, 吳留強, 劉俊文, 周國文 申請人:南昌大學