汽车推拉窗的开发研究

汽车推拉窗的开发研究（共4篇）

汽车推拉窗的开发研究 篇1

0 引言

莱钢集团矿山建设有限公司机修厂仓库用来存储各种原材料、备品备件、外购半成品、机耗料、工器具等。为了厂内生产的正常运行, 每天运送原材料、备品备件等物品的车辆及人员频繁进出仓库。仓库大门为钢结构件制品, 每次进出都需要人员开门、关门。为了设备等物件的进出方便、减少劳动力, 该厂在仓库采用电动推拉门, 大大方便了生产, 体现了现代设计的人性化发展趋势。

1 电动推拉门组成

电动推拉门主要由以下部件组成:门机构、门板、门控器、下导轨。

1.1 门机构组成

门机构是门系统主要的机械部件, 用来安装承载门板, 实现门板的开关。其工作原理:通过驱动结构连接门携架, 在无刷直流带动下通过同步带转动从而实现门板的开关。

门机构主要组成部件如图1所示。

电动推拉门安装有断电开关装置, 在门的全开和全闭位置通过操作门锁可以实现门的机械锁闭和电隔离。运行过程中, 如果同步带出现松弛下垂现象, 可以通过调节装置来调整同步带的松紧程度。

注:1—电机;2—从动轮支架;3—从动轮;4—驱动架;5—齿形块;6—上导轨;7—同步带

1.2 门板

门板采用门骨架加铝蜂窝加铝门皮的结构形式。在所有外露地方均采用密封胶密封的方法来避免贴面板受潮变形。内端门门板中部有玻璃, 下部有通风格栅, 并带有永久性标识的锁。

1.3 门控箱

门控箱是一个小箱体, 内部安装有门控器、安装板、端子排, 如图2所示。

注:1—门控器;2—安装板;3—端子排

门控器是门系统核心控制和驱动部件, 主要功能是接收开/关门等指令或信号, 驱动电机运转, 从而拉动门板执行打开和关闭动作及其它功能;输入输出口带发光二极管指示;数码管显示信息和故障代码, 方便检修;RS-232通信口用于调节参数及监控门运动, 在线下载程序。

开关门到位时, 门控器会启动主动制动功能, 防止门板甩开。通过门控器控制门系统可实现以下功能:门系统开关控制, 开关门时间以及开门后延迟时间均可控;障碍物检测;防挤压;故障指示。

当断电开关被锁闭或者手电转换开关按下时整个门系统断电。

1.4 下导轨

下导轨组件实现门板的下部导向和定位, 其与门下滑槽之间的间隙应适当, 以避免门拉动过程中出现晃动和噪音。

2 各种功能及障碍分析

2.1 开门

通过门的按钮开关实现开门动作。在手动/电动转换开关设定在ON状态时, 操作按钮开关, EDCU接收到开门信号后, 控制电机开门;关门过程中, 操作按钮开关, 执行开门动作。开门过程中, 按钮开关自带指示灯闪烁。开门时间一般设计为3~5s。

若使用中出现不能自动开关门的情况, 需要检查系统电源、开关门的隔离开关是否持续供电, 检查是否有电缆虚接情况, 查看门控器的故障显示代码, 判断是否为电机故障, 必要时要断开电源手动检查电动门是否运动顺畅。

2.2 关门

手动/电动转换开关打到ON状态上, 门系统初次上电, 无论门处于何种位置, 门将低速关闭至关到位位置。低速关门过程中, 若遇到障碍物, 门将自动停在那个位置直到下一次开关门:操作按钮开关, 将发出开门信号通知EDCU, EDCU接收到开门信号后, 控制电机开门, 开门到位后, 延时10s继续关门。关门过程中, 按钮开关自带指示灯闪烁。关门时间一般设计为4~6s, 防挤压力设计为≤150N。

如果门不能完全关闭, 先检查门中间是否有障碍物, 如果没有则要断开电源, 手动检查关门运动是否顺畅。

2.3 障碍检测

为了保证安全, 电动门设计了障碍检测功能。当自动关门时, 门系统能检测到大于30mm×60mm的障碍物, 并且自动打开到位。30s的延迟时间后, 门试图再次关闭。重复3次, 如果障碍依然存在, 则门打开到位并保持, 再次操作按钮开关门将关闭。重复上述循环, 直到障碍清除。施加在物体上的最大力≤150N。

若门无法关闭, 并且看不出有障碍物的情况下, 需要仔细检查是否有细小物品阻碍关门。

2.4 门隔离

在电气系统故障时, 需要对门进行人工操作, 这时应将门打到隔离状态。通过三角钥匙操作开到位隔离开关, 当其处于隔离状态时, 门系统被断电, 并实现机械锁闭。解锁后, 取消机械锁闭, 同时门系统重新上电。

隔离锁安装在门扇中部, 靠近前档位置, 向上锁闭。

2.5 手动/电动转换功能

在内端门门头上设置一个手动/电动转换开关 (自锁按钮) , 当手动/电动转换开关设定在ON状态时, 门系统处于电动状态, 可以进行电动开关门操作;当手动/电动转换开关设定在OFF状态时 (自锁按钮头部处于凹陷状态) , 门处于手动状态, 可以通过手动拉门实现门的开关。

在电动门运行一段时间后, 需要进行例行检查, 一般涉及到电机、门控器、开门按钮、隔离开关, 可以通过给电后门是否运行顺畅来判断故障。

3 结语

机修厂仓库电动推拉门的设置方便了职工、设备等物件的进出, 充分体现“以人为本”的设计原则, 为无障碍生产创造了条件。

汽车推拉窗的开发研究 篇2

1 生态产业链内涵及推拉理论简介

1.1 生态产业链内涵

“生态产业链”一词,是我国学者在学习借鉴国外生态工业园发展研究成果的基础上提出的,其内涵是指:系统内的企业模仿自然生态系统,确定各自生产者、消费者、分解者的身份,以资源(原料、副产品、信息、资金、人才)为纽带,通过系统内企业的竞争与合作,最终达到系统经济与环境最优化的一种新型的产业系统[1]。生态产业链作为一种新的发展方式,通过对副产品、废弃物的循环利用,达到资源利用率提高、成本降低、环境改善的目的。

从本质上来讲,生态产业链是对传统产业链的延伸,它们之间既有差别又有联系。其共同点在于:二者都具有“链”式结构,都是由若干相关企业构成的链;在生态产业链上,是由分工不同的生产者、消费者、分解者企业构成,它们之间的关系类似于生物界中的食物链存在状态。与传统产业链相比,生态产业链的不同点在于其“环”的特性更为突出。生态产业链是将传统产业链上“资源—产品—废物”的单向线性运行方式,改进为“资源—产品—再循环”的循环运行方式,其目的是在生产过程中实现资源的多级利用,减少废物排放。因此,生态产业链是一个非封闭的环型循环系统,是一个不断与外界进行着物质、能量与信息交换的开放的耗散系统[2]。

1.2 生态产业链相关研究综述

生态产业链作为一种新的发展模式,是近些年备受学术界关注的一个热点问题。通过对相关文献的阅读与分析,发现目前研究主要集中在生态产业链的运行机理、构建路径、稳定性评价等方面;研究的出发点集中在效益分析、网络共生等角度。

王治莹、李春发等通过深入剖析企业间动态利益均衡,构建了生态产业链中生产者、消费者、分解者三种企业的最优化模型,并在此基础上,对广西贵港生态工业园的复合肥生态产业链进行了模拟仿真,验证了其模型的有效性[3]。

郭永辉认为,从网络共生关系性质的角度,自组织的生态产业链可以分为分为多元化共生和一体化共生两种模式[4]。

王进富、侯海燕等从共生耦合机制的角度,深入分析了西安汽车生态产业链现状,并提出了构建汽车生态产业链共生耦合关系的有效机制[5]。

1.3 推拉理论简介

1889年Ravenstein首次提出推拉理论,之后这一理论被认为是解释人口迁移原因的重要理论。该理论认为来自居住地的“推力”和迁入地的“拉力”共同决定了人口迁移的方向[6]。“推力”主要是居住地对人们生产活动的约束,包括如环境恶劣、资源枯竭等生存环境,也包括像政治动荡、种族冲突等人为因素两个方面;而“拉力”则主要是来自迁入地对人们的吸引,也可解释为人们的内在需要,是人们对物质方面过的更好的期盼,因此推拉理论认为“拉力”要比“推力”更为重要。

Lee进一步提出,并非所有感受到“推力”和“拉力”的人口都会选择迁移,他认为人口迁移过程还存在着目的地、原住地和二者之间一系列的中间障碍因素[6];这种中间障碍因素包括有利因素、不利因素和中性因素,所以判断其对人口迁移的影响是一个复杂的过程,因此,人们在迁移前必须综合考虑中间障碍因素各种因素的影响,在确定迁移后的总体收益大于迁移成本时才能选择迁移。

推拉理论产生后,近年来众多学者借鉴该理论用于其它社会经济问题的研究。如费喜敏、王成军运用推拉理论分析了农民工选择定居地时的影响因素,并通过数据样本进行了实证验证[7];周成、冯学钢等将推拉理论引入到对旅游业季节性影响因素的解释中[8];王娟娟、史锦梅在构建欠发达地区承接产业转移的动力系统模型时,也引入了推拉理论[9]。

综合上述研究可以发现,推拉理论是通过分析某种现象发生时的“推力”、“拉力”和“中间障碍因素”,来解释其状态、结构、环境等变化的原因。生态产业链作为一种新的发展方式,其产生必然存在着众多“推力”、“拉力”和“中间障碍因素”的影响,因此本文将推拉理论引入到生态产业链形成过程的分析,希望通过对这些因素作用机理的研究,构建出生态产业链形成机制模型,为产业链的科学规划设计提供理论指导。

2 基于推拉理论对生态产业链形成过程的认识

2.1 生态产业链的构成

按照上述生态产业链的内涵,可知生态产业链是一个由众多企业构成、通过复杂经济关系连接、形成类似于“食物链”关系的复杂系统。依据不同企业在该复杂系统中的地位与作用,生态产业链上的企业可分为生产型、消费型和分解型三种类型;这三种企业以产品、副产品、废弃物等资源为纽带链接在一起。

生态产业链的良性运行,还需要有自己的支持体系,即支持其运转的公共设施和服务机构。其中公共设施既包括信息、技术、环境这样的服务中心,也包括像道路、能源等可以促进生态产业链构建和稳定运行的基础设施;服务机构则包括维护和调节系统运行的政府、市场、系统管理者、法律等[1,2]。生态产业链的构成见图1中的下半部分。

2.2 推拉理论下生态产业链形成的动力因素

生态产业链形成的本质是实现传统产业链向生态产业链的转型,因此这里可将传统产业链和生态产业链分别看作生产方式转换的迁出地和迁入地。依据推拉理论,生态产业链的形成过程中应该包括来自传统产业链的“推力”、来自生态产业链的“拉力”以及支持系统带来的“中间障碍因素”作用。生态产业链形成的“推力”主要来自传统产业链与资源环境之间的矛盾,包括资源约束与环境约束;“拉力”则主要包括形成生态产业链的经济利益和市场需求压力;“中间障碍因素”是指形成生态产业链支持体系的约束,支持体系包括生态产业链结构中的信息中心、技术中心等基础设施以及政府、法律服务机构等(见图1)。

3 生态产业链形成中各因素的作用机理分析

3.1 生态产业链形成的“推力”分析

(1)资源的约束

生态产业链的形成首先是由于资源的有限性造成的,资源是社会发展的根本动力[10]。人类进行的各种经济活动的本质就是对资源的消耗与转化,传统的生产方式只从有限的资源中提取部分物质财富,而将很大一部分财富以副产品、废弃物等形式排放。虽然技术进步能使人类不断发现新资源,但仍无法满足人类快速增长的物质需求。资源总量的枯竭及短期开采能力不足带来的供需矛盾日益突出,生产成本持续增加,因此生产方式转型已经成为人们面临的共同问题。在资源稀缺和技术有限的条件下,人们的生产生活不得不受资源的约束(见图2,实线部分为资源约束线)[11]。

(2)环境的约束

经济发展的本质就是对资源的消耗与转化,这一过程在给人类社会带来丰富的物质财富的同时,也产生了大量的副产品、废弃物等。这些生产活动带来的副产品大量的排放、堆积无疑增加了生态系统承载压力[12]。作为复杂系统的经济社会,其无序程度可以用指标熵来表示。熵是热力学中用以度量系统无序程度的一个重要概念,熵越大则表示系统越无序。随着生产活动不断进行,熵是逐渐积累的,系统也会随之不断衰竭。不断从外界吸收更多的能量,用来平衡系统熵的增加,成为生态系统摆脱衰竭的唯一途径。

然而,由于资源是稀缺的,系统要持续平衡,就只能从减少熵的积累,即减少副产品的排放入手。目前,全球气候变暖、雾霾频发等一系列的环境问题已经严重威胁到经济和社会的可持续发展,而且其对经济发展的制约性要比资源对其的约束更大,即环境的可能性边界的半径更小。只有在生产时充分考虑到其对环境的影响的情况下,环境可能性边界的半径才有可能大于资源约束线的边界半径(见图2)。

图中NRL为自然资源约束线,ERL为生态产业链的环境约束线,TRL为传统线性生产方式的环境约束线。若是社会实现可持续发展,那么必须减少对资源的浪费,即加入生态产业链,实现资源的高效利用,这样可以使环境约束线的边界向外扩张,实现经济更快的发展。

3.2 生态产业链形成的“拉力”分析

(1)经济利益驱动

作为经济人的企业,进行经济活动的动力来自于利益最大化[10]。在市场经济体制下,市场主体为了追求最大效益而肆意破坏生态、污染环境;生态产业系统则与之相反。在生态产业系统中,存在着完善的法制环境、激励约束性政策、社会监督等,用以规范、指引企业的经济活动,从而实现经济、社会和自然的协调发展。在这种情况下,企业作为系统发展的微观主体,对推进生态产业链的构建与成长起着至关重要的作用。综上,对生态产业链形成“拉力”的分析,应该从企业和社会净收益入手,分析在生态产业链发展中它们的变化(见图3)。图3中,坐标X轴和Y轴分别表示企业净收益和社会净收益。生态产业链的发展过程可以分为三个阶段:即推进阶段、快速发展阶段和稳定运行阶段,分别对应图中AD、DCE、EB三段。

由图3可知,随着时间的推移、企业的发展,企业净收益的变化趋势为“减小—最小—增大”;而社会净收益则随生态产业链的发展而逐渐增加,这也是发展生态产业链的核心目的。曲线ACB为约束条件下产业的发展,曲线AC’B为激励政策下生态产业链的发展,两条曲线之间的距离表示两种情况下企业净收益的差异。

在市场经济体制下,通过环境监测、法律条文对企业生产活动进行约束,要求其承担原来可以免费使用的环境资源费用时,使企业的生产成本大幅上升。而在市场竞争的现实中,企业又无法通过提高价格而从消费者那里得到补偿,因此企业的净收益减少。由此看出,在只有约束的条件下,以利益最大化为目标的企业很难自觉嵌入到生态产业链中,发展清洁生产[13];特别是在DCE这一阶段,企业处于零利润甚至亏本的状态下,更不会自觉嵌入到生态产业链中。因此需要政府通过价格补贴、税收优惠等激励政策,调节企业收益到D的位置,调动企业发展清洁生产、实践循环经济的积极性,进而促进经济由ACB向AC’B发展。

从ACB与AC’B间的距离可以看出,在生态产业链发展过程中,政府应合理调节其激励政策,正确引导生态产业链的发展。在起步阶段,政府不需要过多激励;随着生态产业的不断深化,政府需要不断增加对生态产业发展的激励政策;当生态产业链发展成熟时,即进入EB阶段,政府的激励政策可以逐步取消,使市场机制不断的发挥作用,调节企业清洁生产和绿色发展的活动,最终促使生态产业链健康发展。

(2)市场需求压力

“财富增加将导致福利或幸福增加”是经济学构建的一个核心命题,然而事实却往往与人类的愿望相反。随着物质财富的不断增加,人们的幸福感不但没有增加,而且出现了下降的趋势,这就是“幸福悖论”。随着这一现象的出现,人们开始质疑偏重于物质层次的社会幸福价值的观点,逐渐意识到单纯的经济增长并不意味着生活质量提高;对于社会幸福来说,非物质财富同等重要。因此,只有实现社会各方面协调发展,才能增强社会成员的生活满意度和幸福指数[14]。

从经济学的边际效用角度看,自然财富和人工财富是贯穿于整个人类发展史上的两种产品,且这两种产品边际效用的变化是相反的[11]。在很长的一段时间里,由于生产力落后,随着人工财富的增加,其带给人类的幸福程度是增加的;但每增加一单位人工财富的边际效用是随人工财富的增加而递减的。而对于自然财富来说,在相当长的时期内,自然财富对于人工财富是极其充裕的,消费单位自然财富的边际效用非常小;而随着人类技术水平的提高,不断开采、改造自然财富,使得人工财富急剧增加,人类的基本生活需要已经得到满足,而同时自然财富不断下降,甚至直接威胁到人类生存和发展,在这一过程中人工财富的边际效用急剧下降,相反自然财富的边际效用迅速上升。当两种财富的边际效用相同时,如果仍保持传统的生产方式,则无法满足人类的生活需要,因此,人类社会生产方式将面临重大转折,即由传统生产方式向绿色经济、循环方向转换,见图4。

在图4中,NU曲线为自然财富(生产人工财富的各种自然资源)效用线,AU为人工财富效用线,M为两种财富效用曲线的交点。随着人类社会的发展,人工财富的效用逐渐减少,而自然财富的效用逐渐增加。但在M点左边,人工财富带来的效用要大于自然财富效用,在M点右边恰恰相反。两种财富效用曲线在M点相交,标着这人类生产方式进入转型期,关注自然、重视环境成为社会经济发展的必然选择。

3.3 生态产业链形成的“中间障碍因素”分析

目前,人类逐渐意识到资源枯竭和环境恶化已经严重制约到社会的可持续发展,加快生态产业链建设是实现人和自然和谐发展的必由之路。但是要顺利实现线性生产方式向“环型”生产方式(生态产业)的过渡,就必须解决阻碍生产方式转换的障碍。这种障碍主要是指科研机构、基础设施等支持体系建设。

当支持体系完善时,企业进入到生态产业链系统中,企业可以以较低的成本使用系统中的各种资源、设施,避免了企业和地方间重复建设、浪费资源的现象,从而提高了资源的利用效率[10]。例如企业对交通设施的共享:在生态产业链系统中,其上下游企业集聚在一起,原材料、副产品在企业间的运输大多成为短距离运输,节约了很大一部分运输费用,而且由于交通设施完善,大大缩短了仓储和交货时间,这在传统企业分散经营的情况下是很难实现的。再如企业关于废物处理回收设施的共享:在生态产业链系统中,企业间的分工非常明确,有机构专门进行废弃物的处理,这使得其他各企业能够集中资源,用于生产其资源利用效率最高的产品,从而获得更高收益。因此支持系统的完善程度,直接影响着企业对是否加入生态产业链系统的判断。

如图5所示,R线为企业总收益曲线,C线与C’线分别为支持系统完善与不完善情况下企业的总成本曲线。在支持系统不完善的系统中,企业的总成本曲线与总收益曲线交于N点,即只有企业产量不小于Q时,企业才能获得收益;当系统支持体系完善时,企业的总成本曲线与总收益曲线交于N’点,也就是说企业的产量只要不小于Q’,企业就能获得收益。进一步分析可知,系统支持体系完善时,系统内的企业可以减少的亏损(多获得的收益)为的面积。

4 生态产业链形成机制模型

综上,生态产业链形成的“推力”、“拉力”、“中间障碍因素”三种力量相辅相成,共同促进生态产业链向前发展。从对生态产业链的影响作用来看,三者均是通过作用于企业生产可能性边界、经济利益、生产成本等方面来促进传统产业链向生态产业链转型的。

首先从生态产业链形成的“推力”作用看,在技术水平不变的情况下,资源的总量与环境的承受能力是一定的,即生产可能性边界是已知的,而厂商的生产活动只能在生产可能性边界范围内活动。根据经济人假设,企业进行经济活动的最终目的是利益最大化。随着时间推移,企业的生产活动逐渐达到生产可能性边界,为了获得更大利益,企业会加大对科研的投入,使生产可能性边界外移。企业的科研投入一部分用于现有技术的改进,从而提高资源利用率,一部分用于资源开采与发掘的相关技术研究,以期获得已知之外的资源。显然,当资源利用率提高、自然资源增加时,生产可能性边界外移,产品的生产成本会随之降低,企业的利润增加。

再从生态产业链形成的“拉力”作用看,生态产业链与传统产业链相比,最大的不同点就是实现了企业间副产品、废弃物的循环利用,大大提高了资源利用率,降低了生产成本,进而使企业获得更大利益,也正因为如此,生产可能性边界有了外移的可能。随着物质财富的不断积累,人们对于自然产品的需求越来越高,这就要求企业能够及时获得市场需求信息,灵活调节自然产品与人工产品的供给量,从而获得更多收益。

而“中间障碍因素”是形成生态产业链的决定力量。单个企业或企业联盟投资于基础设施和服务体系等“中间障碍因素”,无疑会增加其运营成本,从而减少其利润。此外,由于基础设施和服务体系属于公共物品,即同时具有非排他性和非竞争性,那么在对其使用过程中就会出现搭便车问题。因此,“中间障碍因素”应由政府集中计划生产并根据社会福利原则来分配。

因此,“推力”、“拉力”和“中间障碍因素”共同决定了生态产业链的形成,且这三种力量都是通过作用于企业生产可能性边界、经济利益、生产成本等方面来促进传统产业链向生态产业链转型,具体见图6。

5 结论

地理教学论推拉式教学模式研究 篇3

1 高师地理教学理论课存在的问题

1.1 理论与实践割裂

目前高师的教法课一般安排在最后一个学年, 以理论学习为主, 实践部分多采用分组练习、实习的方式训练。这种学习方式看似合理, 注重了理论和实践“两手抓, 两手硬”, 但实际上造成了两者的割裂。多数高校先进行理论的学习, 其初衷是为了发挥理论的指导作用, 为实践奠定基础。但通过几年的研究发现, 在学生没有实践, 对课堂授课没有亲身感受的情况下, 理论的学习往往是教条的。即使老师费尽心思, 把各种课堂教学的模式、技巧传递给学生, 但由于学生不了解它的价值, 对其兴趣不大, 学生的接受通道是关闭的, 对知识的接受量很少, 整个教学过程有可能沦为老师的单边活动, 理论对实践的指导作用效果不大。

在随后的实践过程中, 当学生在试讲过程中遇到了问题, 发现了理论的重要性时, 理论课学完了, 学生要么通过大量训练来提高, 要么就需要重新花费时间来进行相关理论的学习。由于学生的自制力和即将毕业的一系列问题的干扰, 许多学生满足于现状, 因此导致高师毕业生在课堂授课中教学行为陈旧的现象。这是理论课没有发挥应有作用的表现。

1.2 教学模式陈旧

地理教学论是高等师范院校地理科学 (教师教育) 专业学生的必修专业主干课程, 是在学生初步掌握地理科学方法论和教育学、教育心理学等教育基础课程之后, 继续学习的一门师范教育的专业课。通过本门课程的学习, 使学生进一步掌握教育科学方法论和培养他们从事中学地理教学的基本能力, 该课程直接影响着学生教师技能的培养和毕业生的质量。

该课程在学业生涯中这些巨大作用主要是通过其实践性表现出来, 这也是该门课程与地理教育专业其他课程的最大不同。这种不同就决定了我们不能按照一般专业课程的教学模式来进行该课程的教学。但目前大多数师范院校该课程的教学内容以理论知识为主, 教学方式以课堂教学为主[1], 没有进行教学模式的区分, 最多就是在教学进程的后半段多了些实践课而已。这种简单的处理也是导致学生普遍觉得教法课的理论没有作用的原因之一。

1.3 学分较少

目前大多数师范院校该门课程为4个学分左右, 而用这4个学分完成理论和实践, 训练中学地理教师一系列技能, 时间保障不足。

2 推拉式教学模式的构建

2.1 理论依据

按照建构主义的观点, 学生的学习过程是对知识主动建构的过程。因此, 不能把知识作为预先决定了的东西教给学生, 学生对知识的“接受”只能靠他自己的建构来完成, 强调学习的主动性, 即有效学习的动力应该是来自于学生自身的心理需求, 这就构成了推拉式教学模式的拉力。而地理教法课中的传统理论学习则构成了学习的推力, 两者共同作用于学习的受力体——学生。

2.2 模式的构成

2.2.1 摸底练习

这是教学实施的第一个阶段, 也是整个模式有效运行的前提。该阶段通过学生的展示, 让学生了解自身及他人在授课中存在的问题, 欠缺的技能等, 从而产生学习的动力, 这样就符合了建构主义所谓的主动建构, 是模式的拉力的来源。

2.2.2 理论探究

学生具有了学习的拉力后, 顺势进行地理教学论理论的学习, 这不仅能让学生保持学习的兴趣, 在授课过程中还能将理论与实践对照, 用例证来验证理论, 理论更有说服性。该部分主要是以教师精讲为主, 具体精讲内容可依据摸底练习阶段出现的问题确定。

2.2.3 实践活动

为了验证学生对理论知识的掌握状况, 并确定学生在试讲中仍存在的问题, 在第三阶段可进行小组训练。通过小组成员间的合作学习, 既可以训练学生的授课技能, 又可充分发挥合作学习在培养学生的团队合作精神的优势, 形成你追我赶的局面。该阶段实施的效果如何, 对学生试讲的评价是重要的一环, 起到质量监督的作用。为此, 可采用多元的评价主体, 即由教师、学生共同组成。这既提高了评价的客观性, 又可以集众人之长, 以便更好地帮助每个学生的进步。

2.2.4 成果汇报

该阶段为成果检验阶段, 该阶段主要是对学生的授课质量进行评价, 评价项目与一般的标准一样, 但在该模式中由于有前后两次试讲, 因此评价表设计见表1。

3 模式特点

该模式应用建构主义和现今流行的主动学习、合作学习的理念, 将传统的以教师的推力为主导的学习模式改进, 形成了新的学习模式。

首先, 在推拉力模式下, 学生由学习的受力方转变为学习的发力方。在推力和拉力的共同作用下, 学生的学习动力更强劲而稳定, 变传统的被动学习为主动学习。

其次, 通过进行摸底训练, 使得理论的学习更有针对性, 充分发挥了地理教学论理论学习的作用, 驳斥了传统的理论无用论。

再次, 较传统的学习模式, 新模式给学生更多的训练机会, 这对于学生授课技能的提高, 应对当前激烈的就业竞争, 更快地成长为一名合格的中学老师意义重大。

需说明的是, 推拉式教学模式的良好运行需要有时间和教师个人精力的保障, 因此只有提高地理教法课的学分, 才能更好的最大程度的发挥该模式的作用。

摘要：为了适应基础教育课程改革的需要, 为中学培养教学技能高的地理教师, 高校地理教学论的改革势在必行。推拉式教学模式将传统的以教师的推力为主导的教学模式改进, 充分调动学生学习的积极性, 增强了学生对地理教学论这门课程的认知。有利于提高学生对理论学习的兴趣, 并主动提高技能。

关键词：地理教学论,推拉,理论学习

参考文献

[1]徐宝芳, 朝洛蒙.地理教学论课讲练结合式教学模式的研究与实践[J].内蒙古师范大学学报 (教育科学版) , 2001, 14 (2) :81-83.

[2]王胜国.学生地理学习发展性评价研究[D].江西师范大学, 2004.

汽车推拉窗的开发研究 篇4

钢轨整形是对铁道线路大修时换下的旧轨,进行去除表面疲劳层的一种切削加工工艺,这种工艺可使旧轨得到重复使用,它对于提高钢轨利用率,节约铁道线路铺设成本和节能减排具有重要作用。以往对旧钢轨整型加工进给的输送,多采用多轴滚轮同步输送的方式[1],这种输送方式存在较多不足,主要体现在两个方面:一方面,若轨底存在浮锈或轨身不均匀,容易引起送轨过程不均匀扰动,经过长期运行,这种扰动会使滚轮磨损不一致,导致输送滚轮作用力不均匀,从而导致电机间负载不一致,有的甚至超载运行,影响系统稳定;另一方面,为了提高列车行驶的平稳性和运行速度,250m的无缝焊接钢轨的使用已得到越来越重视,但钢轨变长使送轨过程所需推力大,焊接钢轨不可避免存在焊接头,导致滚轮的同步输送控制难度增大。

本文针对焊接长钢轨的整形加工进给方式新要求,以SIMODRIVE 611D为电机驱动控制系统,设计了一种基于推拉交替式的双机械手钢轨整形进给输送系统,给出了机械手结构原理,探讨了推拉过程中两机械手的换手原理,围绕进给过程的送轨方法展开论述,最后给出这种输送系统具体实现效果。

1 送轨过程基本原理

1.1 自适应机械手结构

1-机械手主体;2-抓手夹紧油缸;3-左侧抓手;4-轨顶定位油缸;5-上工作台;6-抓手夹紧油缸;7-右侧抓手;8-伺服电机;9-齿轮;10-减速器;11-高低锁定油缸;12-下工作台;13-压轨传感器;

为满足在送轨过程中自动抓取钢轨的要求,本文设计了如图1所示的自适应机械手。当需要抓轨时,机械手的上工作台向下运动,下工作台向上运动,当压轨传感器检测到钢轨时,上工作台停止运动,左右抓手开始动作并以设定的压力抓住钢轨,下工作台在动作一段时间后停止运动以锁定钢轨。钢轨的进给力为抓手与钢轨间的静摩擦力,在静摩擦系数不变的情况下,静摩擦力取决于抓手与钢轨间的正压力,该压力可通过液压系统设定。在送轨时,若钢轨出现弯曲,无法顺利在出轨滚道线上送出时,机械手与钢轨即打滑以保护送轨系统。结构中伺服电机通过减速器带动齿轮与齿条相对转动,实现机械手进给运动。

1.2 SIMODRIVE 611D驱动系统

为了保证送轨过程的稳定可靠,选用SIMODRIVE 611D数字驱动系统(简称,611D系统)来驱动机械手。611D系统是Siemens推出的新一代数字控制总线驱动的交流驱动,该驱动系统可与数控装置NCU构成全数字式控制系统。

611D系统的伺服驱动控制实现包括速度控制环,电流控制环,位置控制环,控制信号流程是通过位置环控制器到速度环控制器,再到电流环控制器,最终到伺服电机;伺服电机则将电流和速度信号反馈给电流环控制器和速度环控制器,伺服电机中的编码器将位置反馈信号传给位置环控制器,通过这种方式611D系统实现了对机械手的快速、准确和实时的闭环控制进给[2]。为了实现送轨过程中对机械手速度和位置的监控,选用系统中具有MPI通讯接口的监控单元PCU50来实现其与控制系统的数据交互。

1.3 机械手同步原理

两机械手在换手过程中必须保持同步运动以保证换手过程钢轨进给无扰动。选用611D系统的“耦合运动TRAILON”功能,来实现两机械手的同步。TRAILON指令的基本功能是将几根轴组成一个“耦合轴组”,一个“耦合轴组”可以有一个主导轴和几个耦合轴,主导轴运动时,耦合轴跟随主导轴一起运动[4]。

6 1 1 D系统中,耦合指令“T R A I L O N”、“TRAILOF”是一组模态指令,它们共同完成一组耦合轴的激活和撤销。其语法格式为:

TRAILON(耦合轴,主导轴,耦合系数)

TRAILOF(耦合轴,主导轴,耦合系数)

在机械手换手的应用中,耦合系数选为1,即使主导轴与耦合轴绑定为同步轴组。

2 送轨控制原理

2.1 系统的协作机制

正常的送轨过程包含多个环节:1)设置合理的轨位传感器,实现对钢轨位置的检测;2)机械手的运动控制;3)夹紧油缸的夹紧与松开控制;4)操作指令的干预等。为实现这些环节的有效协同需要系统内部有一个合理的协作机制,具体的协作机制如图2所示。

图2中所示,轴运动的NC程序和PLC程序共同组成了送轨程序,两者之间存在实时数据交互。611D系统提供了一个公共存储器用于NCK和PLC的数据交换[3],对于这一公共区域,NCK和PLC都可对其进行读写访问,该公共区域即系统变量$A_DBB[n],PLC程序通过调用系统功能块FC21可以实现系统变量$A_DBB[n]与PLC的M寄存器之间的数据交互[5]。基于611D的控制系统可以在PLC程序中读写NC变量(NCVAR)以实时获取机械手的坐标值和进给倍率[6]。PLC程序通过调用系统功能块FB2将NC变量读到PLC,通过调用FB3改写NC变量[5]。人机交互指令以DDE(Dynamic Data Exchange)动态数据交换的方式,实现其与系统R参数、NC变量和PLC寄存器之间的数据通信。

2.2 轨位划分方法

为了适应实际加工工艺对质量、效率、稳定的要求,送轨方法根据钢轨位置的不同而不同。图3给出了输送系统中钢轨位置传感器布置方法,根据这种布置方法,可把轨位划分成5个阶段:

阶段1空进轨阶段:钢轨通过Z4夹紧台之前的进轨,图中Z4信号触发则空进轨结束。

阶段2初进轨阶段:空进轨结束到钢轨通过N4台的进轨,图中传感器N42信号触发则初进轨结束。

阶段3正常进轨阶段:初进轨结束到“准轨尾”出现的进轨,图中传感器C1信号消失则正常进轨结束。

阶段4退轨调整阶段:“准轨尾”出现到“真轨尾”出现的进轨,图中传感器C2信号消失则退轨调整结束。

阶段5最后出轨阶段:“真轨尾”出现到钢轨离开N4台的进轨,图中传感器N42信号消失则最后出轨结束。

如图3所示,在加工钢轨的头部与尾部时,钢轨处于“悬臂梁”状态,初进轨与最后出轨采用小倍率输送钢轨以保护刀具;由于每次加工钢轨的长度与进给速度可能不同,加上还可能存在不可预知的故障中途停机,钢轨尾部进给控制时,机械手X2可能来不及运行到合适位置,导致钢轨无法拉出铣削区,故增加出轨调整阶段;出轨调整阶段的作用是调整X1手与X2手的相对位置,保证在最后出轨阶段,X1手能在零位抓住钢轨尾部,从而保证X2手在可运行的行程内将轨尾拉出铣削区。

2.3 送轨过程的换手方法

机械手交替送轨的方法必然存在换手的过程,不同的轨位对应不同的换手方法具体的换手方法如图4所示。

图4中剖面线的小矩形区域为两机械手的同步交替接手环节,以X2手交替X1手为例,其步骤如下:

1)发送耦合指令(TRAILON(X2,X1)):机械手X2作为“耦合轴”跟随“主导轴”X1同步运动;

2)当耦合完成后(NC信号反馈),机械手X2抓轨;

3)机械手X2已经抓住钢轨(约2秒),机械手X1松开;

4)机械手X1松开后,发送耦合取消指令(TRAILOF(X2,X1))。

5)当耦合解除后(NC信号反馈),换手步骤完成。

其中每个轨位阶段的具体换手方法如下:

1)初进轨:图中在初进轨的初期,钢轨处于“悬臂梁”状态,故机械手X1自零位开始慢速进给;当钢轨通过机械手X2(图中交点(1))后,开始X2接替X1换手步骤;换手步骤完成后,机械手X2加速以正常加工速度进给,机械手X1回零位等待;当X2到达末端换手位置(图中交点(2)),开始X1接替X2换手步骤(X2下工作台暂不松开);换手步骤完成后,机械手X2停在末端位置,此时X2手的下工作台保持以继续锁定钢轨的高度位置;当钢轨顺利通过N4台即N42信号触发时(图中交点(3)),机械手X2松开下工作台后回零,初进轨结束。

2)正常进轨:正常进轨采用“最大等待”原则进行送轨,即尽可能的由机械手X2送轨,为出轨争取最大的可利用资源。如图机械手X2回零后立刻开始换手步骤,交替机械手X1送轨;当换手步骤完成后,机械手X1立刻回零等待直到机械手X2到达末端换手位置再次开始换手动作,短暂交替机械手X2送轨。

3)出轨调整与最后出轨:根据传感器C1信号消失时机械手X2是否在中间决策位与末端换手位之间送轨,判断是否需要调整。如图传感器C1信号消失时,机械手X2若处于区域I则需要进行调整,处于区域II不需要调整,正常送轨即可。调整方法:“准轨尾”出现后机械手X1接替X2手送轨,待机械手X2回零位后,调整结束重新执行正常进轨步骤。这样在最后出轨阶段,机械手X1可以在零位交替机械手X2送轨直到其到达末端换手位置后由机械手X2接替X1完成最后的出轨。

3 运行实现效果

该输送系统在某铁路局的250m长钢轨整形机中得到了具体应用,实现了如表1所示技术性能:

从表中可以看出,机械手在实际应用中达到了较高的进给速度与加速度,且机械手同步时间小于2s,说明送轨效率较高;另外应用激光干涉仪2D时间基准功能跟踪同步误差,误差不超过0.1mm,这说明送轨过程接手比较平稳且无扰动。

为了配合在送轨过程中系统对机械手速度和位置的监控,在监控单元PCU50中开发了如图5所示人机交互系统,图中显示了进轨过程的监控效果,区域1为机械手运行状态的报警栏;区域2为输送系统运行状态监控区,显示传感器的工作状态、换手状态及两机械手的实时坐标;区域3用于监视一些输送系统运行参数。

4 结论

本文针对长钢轨整形加工过程的进给输送存在问题,设计了一种支持推拉方式进给输送系统,论述了基于SIMODRIVE 611D系统耦合指令TRAILON的交替换手原理。探讨了感测轨位的传感器布置和轨位划分方法,给出了每个阶段中的推拉机械手的交替方法。通过对250米长钢轨的整形加工进给应用,表明给出的基于SIMODRIVE611D驱动的长钢轨双机械手推拉交替式进给输送系统,具有送轨速度快、过程平稳和接手无扰动等优点。

摘要：分析长钢轨整型加工进给输送系统现状及存在问题,设计一种基于SIMODRIVE 611D驱动的双机械手推拉交替式的长钢轨进给输送系统,给出了送轨机械手的工作结构原理,探讨钢轨输送过程中进给轨位阶段的划分办法,围绕每个阶段两机械手交替接手过程的TRAILON耦合控制绑定方法和控制过程的系统协作机制展开论述,最后给出控制方法的实现步骤及开发实现效果,通过对250m长钢轨整形加工过程的具体送轨应用表明,设计的进给输送系统具有送轨控制速度快、过程平稳和接手无扰动等优点。

关键词：长钢轨整形,进给,SIMODRIVE611D,同步

参考文献

[1]王世顺.长钢轨平移装置传动机构的设计分析[J].机械工程师,2007(5):58-59.

[2]杨诚,张为民.西门子611D驱动工程应用的优化研究[J].制造技术与机床,2008(3):53-56.

[3]顾向清.西门子802D Sl在磨床上的应用[J].制造技术与机床,2009(6):138-141.

[4]SINUMERIK 840D/840Di/810D Synchronized Actions,Siemens,2006.

[5]SINUMERIK 840D sl/840Di sl/840D/840Di Basic Funct-ions,Siemens,2006.