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作者：王海生 閔潔 江潔     單位：云南蒙自紅河學院工學院

實驗室是學習與實踐的陣地，眾多的實驗和研究都需要在實驗室中進行。機械類實驗室的創新不僅是硬件設備的創新，應該是包括科學實踐理念在內的思維創新與建設。

一、機械類專業實驗室的創新背景及現狀

1、實驗設備仍比較短缺，缺乏全面系統的實驗訓練就滿足實驗的教學需要來說，目前眾多的實驗室與國內一流水平高校的差距仍將長期存在。實驗設備的局限性導致動手訓練的機會不夠充分。許多的實驗都純粹以教學教材涉及的理論和知識中的基本要求來配置，此類實驗皆屬于驗證性的實驗。對學習者的分析思考、發散思維沒有直接性的啟發。傳統的實驗室不利于學習者創造性思維的培養。

2、過分強調理論知識，實驗效率低下許多時候過于強調課本上的理論知識，忽視了實驗室的工作效率。例如，在溫度傳感器的實驗中，用萬用表測出的數據以手工做出記錄，組織和效率明顯不高，因此沒有達到現代數字化處理模式的要求和水平。檢測技術、單片機等的實驗室應相應地進行創新探索。

3、實驗種類單一，缺少綜合型的知識實踐目前中多的實驗室中，雖然有一定數量的配套實驗設備，但設備的配套上仍存在一定的局限性，導致實驗的內容、種類單一，不利于靈活地應用機械設計的知識與要求，也不能有效率地綜合運用知識。在沖擊相關試驗中，缺乏相應接口，不能與單片機實現相連。二、實驗室創新的預期目標機械類專業之實驗室創新應針對以上的背景現狀，通過有針對性的創新建設，力求較大限度地克服機械類專業實驗室中原有的缺點，使實驗室的實驗實踐與課本上的理論知識實現真正的結合從而激發出對機械知識學習的熱情，從被動的實驗和學習模式轉為積極主動善于創新的新型學習實踐模式。從實驗室的操作環節入手，在掌握經典理論基礎上，促進實踐性知識的應用，展示出最新的設計方法，實現分析、綜合、轉換的數學模型和程序。與此同時，使機械原理及機械設計上的實驗進行大膽的改革創新，使實驗室變成受學習者歡迎的實踐型基地。以實驗室的改革創新為橋梁和紐帶，幫助學習者提高實踐動手能力，助其分析和思考問題。

三、建設創新型的機械類專業實驗室之重點實驗項目

在合理利用實驗室的硬件資源的基礎上，充分地與機械設計基礎相結合，完成學習者運用獨立自主創新思維和設計的過程，從而構思機械設計的傳動構思，到完成成套的設計圖紙，最后實現簡單機械模型的制造和加工。

1、實現運動方案的組合創新實驗在此類實驗中，采用獲得國家的專利產品:創新機構組合試驗臺2套，其中含有機構形式的高副桿組和低副桿組，另外還包括組成以上桿組的各種構件和機架等組件。這些設置既能夠靈活方便地使曲柄滑塊機構與連桿機構、凸輪機構、齒輪機構以及間歇運動機構相拼接，還能使鏈傳動、帶傳動和渦輪蝸桿等的傳動形成平面與空間有機交叉組合的機械傳動系統和組合機構，最后與出輪齒條傳動相結合，并通過帶傳動和連接電機令拼接的機構有效地進行運動。通過以上的創新實驗，能使學習者對機構組成這一部分知識內容在理解的基礎上學習與識記，通過實驗培養其工程實訓的動手能力，對日后的實際生產和運作也有指導作用。機構運動實驗的創新體現了設計思維和綜合實踐設計能力的提升，按以上的操作要求進行拼接實驗，并觀察其運動情況，能及時準確地檢驗出機構運動方案的科學性與可行性。

2、對平面機構的創意組合和可視化分析的實驗在平面機構的創意組合與可視化分析實驗中，配備電腦4臺，實驗臺8套，機構模型8套。利用設計和并接能夠使機構傳感之系統實現種類不盡相同的運動要求。與此同時，實驗臺的創新之處在于，在主要的構件中設置出安裝傳感器的具體位置，并且添加了數據處理軟件和檢測系統之類的配置。通過數據處理軟件與檢測系統，能夠看到運動參數變化的系列曲線，從而了解和探索不同類別的機構運動的特定條件下的運動規律。利用速度、位移和加速度等的要素進行分析，研究運動構件的特點。最后，實驗室中的其他設備也應同時跟上更新的步伐，因此要求能進行機構模型拆裝、機械原理的課程設計、計算機的輔助設計和機械設計課程的設計等，是實驗室真正成為搞實驗和研究的重要陣地。對于參數化設計、仿真設計、工程圖生成、基于特征之實體造型、工程數據與文件管理、裝配造型等也可在實驗室中進行。這樣的實驗室創新設置能進一步提高對計算機的輔助設計能力和實際應用能力，對實際的工作生產具有很大的幫助。

3、機械設計創新陳列實驗展示在這個實驗當中，主要展示的是近幾年公開展示過的機械原理和設計、機械設計和創新等方面知識的國家和區域地優秀例子。另外還有以國外先進企業和高校的優秀展示為主要設計依據的陳列專柜，其目的在于突出地展示出不同產品的創新創造工藝、原理方案、機構創新、組合結構方案創新與外觀的設計創新，以上的創新展示均采集了各種各樣思考獨到和設計特別的機電類模型與產品，在對應的文字和圖片示例資料的配套下，能對機械類板塊創新設計的主要原理和基本方法進行形象生動的介紹。這樣的示例實驗能對創造思維有一定的啟發意義，也對機械創新的能力和創造意識有提高作用［2］。

4、軸系結構的設計實驗實驗室配置了具有創意組合形式的軸系結構設計的試驗箱，這樣能比較完整系統地概括總結出軸系方面的知識結構，一套實驗箱里一般含有8類40種168個零件。如果能達到以上標準，那么實驗室就能在國內同類產品的配置中達到前列的地位，因為其產品的種類比較齊全，數量也非常豐富，覆蓋的知識內容也十分廣泛。這樣能自由地組合出30種或以上的軸系結構參考。此實驗能解決諸如，在軸上，回轉零件中的軸向和軸向固定，受傷的零件裝拆和軸承里軸向位置的固定等問題，是機械創新設計中的打基礎環節。

5、常用構建制作的加工實驗在設計好的創新方案中，需要利用設計圖紙來加工對應的機械零件。關于加工機方面，選擇一些知名的加工機品牌，能實現組合式、多功能的加工要求，同時具備耐用安全等特點，能組合為鉆床、磨床、金屬車床，特別是采用數控機床。可根據用戶的具體要求來配合使用。

四、結語

機械類專業的實驗室創新，首先應提供一系列先進優良的實驗設施硬件，在實驗項目的設置中也應相應地做出更新，同時必須強調綜合創新的實驗思維，提高創新與創造意識，使求學者通過創新實驗開發創造性潛能，發揮主動獲取知識資源的精神。基于機械設計、模具設計等知識，真正地融入到實驗室的創新建設中，使機械設計領域的道路更寬廣。