大型搗固機(jī)械仿真平臺(tái)建設(shè)

【摘 要】大型養(yǎng)路機(jī)械也叫大型搗固機(jī)械，簡(jiǎn)稱搗固車。根據(jù)搗固車的原理，我們?cè)O(shè)計(jì)建設(shè)大型搗固機(jī)械仿真平臺(tái)。本文主要介紹了仿真平臺(tái)建設(shè)的過(guò)程，此仿真平臺(tái)主要用于多媒體教學(xué)，方便學(xué)生直觀地學(xué)習(xí)大型搗固機(jī)械的操作、系統(tǒng)和工作原理，熟悉技術(shù)參數(shù)，掌握故障診斷和排除的技能，提高教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】大型搗固機(jī)械 仿真平臺(tái) 多媒體教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）26-0097-01

大型搗固主要用于鐵路新建和維修。為了更加形象地讓學(xué)生了解大型搗固機(jī)械的工作原理，我們?cè)O(shè)計(jì)了大型搗固機(jī)械仿真平臺(tái)。

此教學(xué)仿真平臺(tái)主要是在吸取以往多媒體教學(xué)中的不足和缺陷的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模擬技術(shù)相結(jié)合的方式來(lái)開發(fā)的，科技含量高，具有實(shí)用性、直觀性的特點(diǎn)，方便了師生，提高了現(xiàn)代化教學(xué)水平。

一 構(gòu)建仿真平臺(tái)系統(tǒng)

為了讓學(xué)生更加詳細(xì)地了解此設(shè)備和開展工作，我們按照大型養(yǎng)路機(jī)械的系統(tǒng)原理和多媒體教學(xué)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。在早期的大型搗固機(jī)械的仿真平臺(tái)模擬中，由于技術(shù)的缺乏及環(huán)境的限制，設(shè)計(jì)存在缺陷，經(jīng)過(guò)綜合考慮為了達(dá)到更好的教學(xué)目的，仿真平臺(tái)的系統(tǒng)構(gòu)建分為硬件和軟件兩大部分。硬件部分有控制操作、信號(hào)收集、信號(hào)轉(zhuǎn)換、顯示結(jié)果四大部分。軟件部分主要用于教學(xué)，包括文本內(nèi)容靜態(tài)和操作流程動(dòng)態(tài)的顯示。

二 系統(tǒng)功能

1.硬件功能

第一，控制操作?？刂撇僮髦饕梢韵挛宀糠纸M成：端子柜、操縱臺(tái)、電源柜、控制臺(tái)、模擬臺(tái)，主要用于模擬操作臺(tái)，模擬真實(shí)操作。各個(gè)操作柜都安裝了大型搗固車械設(shè)備，都是可見的實(shí)物，保證安裝和真實(shí)搗固裝置一致。當(dāng)老師教學(xué)時(shí)，可以直觀地給學(xué)生講解操作步驟和流程。為了真實(shí)再現(xiàn)搗固裝備，還配置了總電源控制和模擬信號(hào)功能，通過(guò)控制電源來(lái)顯示信號(hào)燈，能直觀地看到當(dāng)時(shí)電器的狀態(tài)。

第二，信號(hào)收集。信號(hào)收集的核心配置是信號(hào)采集柜，主要是通過(guò)信號(hào)采集柜來(lái)采集操作控制的輸入信號(hào)。原理是將操作控制的高電壓轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的低壓信號(hào)，采集各電器接點(diǎn)或線圈的電壓變化，從而來(lái)檢測(cè)操作控制的狀態(tài)。

第三，信號(hào)轉(zhuǎn)換。信號(hào)轉(zhuǎn)換主要由PC機(jī)來(lái)完成，就是把信號(hào)采集柜采集的信息輸入到PC機(jī)，由PC機(jī)來(lái)處理完成，結(jié)果通過(guò)相應(yīng)線路顏色變化來(lái)顯示。假如某一個(gè)電器設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，可以明顯地看出電路圖也相應(yīng)變化。也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路圖放大、縮小、翻頁(yè)等功能。

第四，顯示結(jié)果。由投影儀、視頻展臺(tái)、電動(dòng)銀幕、音頻系統(tǒng)等來(lái)完成結(jié)果顯示。由PC機(jī)處理的結(jié)果連接上投影儀，然后顯示到視頻展臺(tái)、電動(dòng)銀幕、音頻系統(tǒng)等。

2.軟件功能

軟件部分主要指的是教學(xué)方式，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)教學(xué)方式。靜態(tài)教學(xué)指的是把搗固機(jī)械的線圖或教程內(nèi)容通過(guò)課件或者視頻的方式顯示出來(lái)。動(dòng)態(tài)教學(xué)指的是通過(guò)仿真平臺(tái)真實(shí)地顯示搗固機(jī)械的接點(diǎn)電位變化狀況及監(jiān)測(cè)設(shè)備的變化狀態(tài)等。

3.系統(tǒng)測(cè)試

搭建完成硬件和軟件設(shè)備以后，為方便教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)，需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，查看每個(gè)硬件設(shè)備是否完好以及能否正確地完成操作，測(cè)試軟件設(shè)備是否更加清晰及操作流暢等。系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，主要是檢測(cè)教師端和學(xué)生端的PC機(jī)是否存在問(wèn)題，動(dòng)畫是否及時(shí)、準(zhǔn)時(shí)地顯示教學(xué)內(nèi)容等。

三 仿真平臺(tái)的教學(xué)特點(diǎn)

1.教學(xué)結(jié)合

仿真平臺(tái)使用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)教學(xué)方式相結(jié)合，多媒體教學(xué)一般講的是文本內(nèi)容和圖像及視頻相結(jié)合，使教學(xué)更加形象和直觀。仿真平臺(tái)充分利用計(jì)算機(jī)的信息化空間及可控性和交互性等特點(diǎn)，讓教學(xué)內(nèi)容以多種方式顯示出來(lái)。這種大型機(jī)械仿真平臺(tái)，能真實(shí)模擬實(shí)物的各方面功能。通過(guò)對(duì)模擬平臺(tái)的操作動(dòng)態(tài)地顯示操作的各個(gè)步驟和流程，使學(xué)員清楚和明了地看到與真實(shí)機(jī)械一致的操作動(dòng)作。

2.教學(xué)多樣化

使用仿真平臺(tái)使教學(xué)更加多樣化和形象化：硬件顯示的是操作流程，有了軟件的支持，按照實(shí)物機(jī)械的操作，就能通過(guò)系統(tǒng)顯示出來(lái)；系統(tǒng)將搗固車械按照裝置組成分為白色，有電為紅色，把開關(guān)的合閉等設(shè)定為標(biāo)志符號(hào)，詳細(xì)及形象地向?qū)W生講解和展現(xiàn)原理圖；每個(gè)零件的位置、用途、操作方式等通過(guò)仿真平臺(tái)形象地顯示到屏幕上，而且圖像或視頻可以放大或縮小，以便仔細(xì)地觀看。

學(xué)生既可以通過(guò)仿真平臺(tái)形象地判斷故障位置及排除故障，也可以通過(guò)屏幕多方位地觀看故障點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，我們還可以更加方便地更新系統(tǒng)或增添新的功能。

四 總結(jié)

大型搗固車械仿真平臺(tái)的建設(shè)為教學(xué)和設(shè)計(jì)提供了一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，形象地完成了搗固機(jī)械的工作過(guò)程，并且虛擬動(dòng)態(tài)顯示，可以直觀地進(jìn)行三維視圖分析，進(jìn)一步滿足了教學(xué)中的使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1]韓志青.搗固裝置的振動(dòng)分析[J].鐵道建筑，2001（4）：19～21

〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕