生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)場教學(xué)演示裝置設(shè)計(jì)

鐘 明 祝 光 袁 文 陳淑鑫

（1.齊齊哈爾大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，齊齊哈爾 161006；2.齊齊哈爾大學(xué)教務(wù)處，齊齊哈爾 161006）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，無論高校實(shí)踐教學(xué)，還是企業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)培訓(xùn),對工程類專業(yè)應(yīng)用型教學(xué)培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)要求越來越高，生產(chǎn)實(shí)習(xí)作為工科專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，能夠有效利用生產(chǎn)實(shí)踐鞏固理論知識，通過復(fù)合型實(shí)習(xí)、研究型實(shí)訓(xùn)等教學(xué)方法提高人才綜合素質(zhì)與科研能力。先進(jìn)的實(shí)習(xí)教學(xué)裝置是設(shè)計(jì)優(yōu)秀實(shí)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)，本文所設(shè)計(jì)的教學(xué)系統(tǒng)成功地解決了生產(chǎn)實(shí)習(xí)長期擔(dān)心的安全問題，解決了一系列生產(chǎn)實(shí)習(xí)時的技術(shù)難題。通過教學(xué)儀激光定點(diǎn)投影，定點(diǎn)演示實(shí)物部件，而動態(tài)視頻演示安全裝置能夠有效避免意外突發(fā)事件發(fā)生，使學(xué)生既能夠聯(lián)系教材接受生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際情景教學(xué)，而且還不用擔(dān)心安全問題，可謂一舉兩得。

1 生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)概述

生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)境應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生主動性，加深對生產(chǎn)工藝、過程、設(shè)備性能及控制參數(shù)的理解，加強(qiáng)設(shè)備各零部件結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系的認(rèn)識。近些年來，許多高校和企業(yè)相結(jié)合的實(shí)習(xí)模式，緩解了實(shí)習(xí)壓力，并豐富了實(shí)習(xí)內(nèi)容，通過專業(yè)知識與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)，學(xué)生既可運(yùn)用已掌握的知識技能，觀摩完成相應(yīng)生產(chǎn)任務(wù)，還可以學(xué)習(xí)實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)知識或管理知識，豐富、提高實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)工作，通常由實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和實(shí)習(xí)單位指定人員負(fù)責(zé)，在發(fā)現(xiàn)問題時給予學(xué)生必要的輔導(dǎo)。教師在講解如何將學(xué)科知識應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中使，要保證學(xué)生熟悉生產(chǎn)實(shí)際情況，積累經(jīng)驗(yàn)，掌握生產(chǎn)技術(shù)，驗(yàn)證所學(xué)理論，最終掌握一定的操作技術(shù)。

在車間里實(shí)地觀摩生產(chǎn)過程，既能強(qiáng)化加深學(xué)生對理論知識的理解，又能增加學(xué)生實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，因此工科院校對于這項(xiàng)教學(xué)方法十分重視。在傳統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，生產(chǎn)環(huán)境噪音大，不便于老師講解，教師指導(dǎo)時即便使用擴(kuò)音器也無法保證所有學(xué)生都能聽到完整的講解。與此同時，實(shí)習(xí)過程中帶隊(duì)教師非常重視安全問題，由于實(shí)習(xí)學(xué)生人多，不便于每位學(xué)生都能對設(shè)備進(jìn)行近距離觀察，走訪過程中存在著諸多安全隱患，因此會影響教學(xué)質(zhì)量。另外，在觀摩中一些高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，容易給近距離觀看學(xué)生造成傷害。

2 生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)裝置設(shè)計(jì)

雖然目前部分學(xué)校已擁有優(yōu)質(zhì)的多媒體教學(xué)設(shè)備，課堂能夠開展靈活多變的教學(xué)。但是在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，多媒體設(shè)備無法得到有效應(yīng)用，不可能將多媒體教教室配置的計(jì)算機(jī)、投影、擴(kuò)音系統(tǒng)等設(shè)備遷移到動態(tài)的生產(chǎn)環(huán)境中。為了完善實(shí)習(xí)教學(xué)細(xì)節(jié)，可以采用融合智能理念確保實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量，將實(shí)習(xí)內(nèi)容投影到對應(yīng)設(shè)備區(qū)域，提升生產(chǎn)類裝置實(shí)踐教學(xué)效果。

本文設(shè)計(jì)的教學(xué)演示裝置由車間現(xiàn)場裝置和課堂觀摩裝置兩部分構(gòu)成。車間現(xiàn)場裝置是在每臺不同的現(xiàn)場設(shè)備四周都設(shè)有環(huán)形攝像頭滑道，在現(xiàn)場設(shè)備之間的過道上設(shè)有直線型攝像頭滑道，攝像頭安裝在各種攝像頭滑道上。每個攝像頭都設(shè)有定位滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，直線型攝像設(shè)有180°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。車間現(xiàn)場裝置是在每臺不同的現(xiàn)場設(shè)備1四周設(shè)置環(huán)形攝像頭滑道2，在現(xiàn)場設(shè)備1之間的過道上設(shè)置直線型攝像頭滑道3，攝像頭4安裝在各種攝像頭滑道上。每個攝像頭4都設(shè)置定位滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)5，直線型攝像頭滑道3上的攝像頭4設(shè)有180度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6。

圖1 新型車間現(xiàn)場裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

課堂觀摩裝置由大屏幕液晶顯示器、主控計(jì)算機(jī)和操作控制盤組成。操作控制盤裝有與現(xiàn)場設(shè)備布局相同的現(xiàn)場設(shè)備顯示屏，每個現(xiàn)場設(shè)備顯示屏周圍設(shè)有與環(huán)形攝像頭滑道、直線型攝像頭滑道相對應(yīng)的控制鈕滑槽，攝像頭滑動控制鈕安裝在控制鈕滑槽中。直線型攝像頭滑道上的攝像頭滑動控制鈕設(shè)有攝像頭旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。課堂觀摩裝置由大屏幕液晶顯示器7、主控計(jì)算機(jī)8和操作控制盤9組成。操作控制盤9裝有與現(xiàn)場設(shè)備1布局相同的現(xiàn)場設(shè)備顯示屏10，每個現(xiàn)場設(shè)備顯示屏10周圍設(shè)有與環(huán)形攝像頭滑道2和直線型攝像頭滑道3相對應(yīng)的控制鈕滑槽11，攝像頭滑動控制鈕12安裝在控制鈕滑槽11中。直線型攝像頭滑道3上的攝像頭滑動控制鈕12設(shè)有攝像頭旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)13。攝像頭滑動控制鈕12與每個攝像頭4的定位滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)5采用有線或遙控器無線連接。主控計(jì)算機(jī)裝有（Power）鍵、充電插口、鋰電電池、無線話筒、激光教鞭、音箱放大器、WIFI接發(fā)裝置、USB接口、紅外接收器、語音識別播放器、語音接收器、遙控器和支架。主控計(jì)算機(jī)裝有生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容存儲模塊，模塊中包含對實(shí)習(xí)設(shè)備介紹、生產(chǎn)工藝說明、生產(chǎn)流水線相關(guān)注意事項(xiàng)以及各環(huán)節(jié)安全注意事宜的教學(xué)內(nèi)容。

圖2 課堂觀摩裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

攝像頭滑動控制鈕控制每個攝像頭運(yùn)動狀態(tài)，定位滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用有線或遙控器無線連接。本設(shè)計(jì)中能夠以各種不同角度全面生動地展示車間現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，讓所有學(xué)生安全地近距離觀看，給學(xué)生們留下深刻印象。設(shè)備運(yùn)行畫面播放時間可以控制，畫面及動態(tài)實(shí)際操作演示還可以保存成音頻圖像文件。由于運(yùn)轉(zhuǎn)音量可以控制，因此更加便于教師現(xiàn)場講解。

3 結(jié)語

本設(shè)計(jì)是基于復(fù)合型實(shí)習(xí)模式的一種現(xiàn)場教學(xué)演示裝置，根據(jù)專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和要求進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)置，該生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)裝置在全國專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革中發(fā)揮引領(lǐng)作用，復(fù)合型實(shí)習(xí)模式的提出有效地解決了目前生產(chǎn)實(shí)習(xí)存在的難題。