机械原理的研究对象精选(九篇)

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第1篇：机械原理的研究对象范文

思维的过程被称作是“思路”，在机械设计思维的过程中往往会有两个思维原则：（1）最短路径原则———设计者得到产品的功能要求后，往往会首先检索出最佳设计实例，这样一来便可以迅速接近目标，再运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试用最小变动以解决矛盾，如果矛盾还是没有得到解决，那就将其拟作更大变动或扩大研究对象范围，最终得到最优结果。这样消耗最少能量的途径便体现了最短路径的原则；（2）相似性联想———根据汤川秀树的定同理论，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性就是事物间的内在联系。

2机械设计中设计人员应该树立创新的理念

要想突破传统的模式，在设计上有所创新，对机械人员首先就要要求其具有大胆的创新理念并会将其运用到时间中去。创新就是突破传统的思维模式，运用现代超前的理念进行问题的思考。对于一个设计者而言，缺少创新意味着他在工作上无法得到肯定。优秀的机械设计者要时刻谨记创新理念，要用创新的思维对问题进行深入的思考，再结合自己的专业知识将自己的设想转化成现实。

3机械的优化中应该具备的创新方式

（1）智力思维法———这是一种发挥集体智慧的方法，它通常是通过抓住瞬间的灵感或潜意识的新想法或通过相关专家人士针对某一目标进行讨论，通过相互启发、激励，在越来越多的思路中，在越来越好的方案中取长补短，最终引起创新设计的连锁反应，为机械设计提供更好的创新成果。

（2）仿生类比法———这是通过仿生学对自然系统生物分析和类比的启发创造新方法。自然界的动植物以其精妙绝伦的结构和性能为人类孕育出来新事物和新方法提供了学校的样板。机械设计者通过对自然界的生物技能分析类比，再对比相似之处得到创新，设计新机械。

（3）列举创新法———这是指依据一定规则，列举研究对象的各种性质，通过对这些性质的逐项分析，寻求改变来又发创新设想的方法。它适合于现有事物的改进及应用型的开发，一般经过的过程如下：列举特征———改变特征———改变事物。

（4）移植技术法———这是指将一个技术领域内的先进原理、方法或成果移植到另一个领域中，或把一种产品内的先进技术应用到另一个产品中，从而设计出新产品。在进行移植技术法的过程中要首先解决移植什么，为什么要移植，要想有效应用移植法就必须注意以下几个必要条件：1）用传统方法难以找到理想的设计方案或阶梯设想，或者利用相关专业领域的技术和知识根本无法找到出路；2）其他技术领域存在解决相似或相近问题的方式方法；3）对移植结果能否保证系统整体的新颖性、先进性和实用性没有定性判断。技术移植法可以分为技术原理式移植、技术手段式移植和技术功能式移植。技术移植法是对科学技术的发展，对促进发明创造具有重要意义，贝弗里奇说过：“使用移植法有可能促进科学发展，这也许是为什么科研人员要对自己狭窄的研究范围之外的发展，至少是重大的发展有所了解的原因。

（5）反求设计———这是指设计人员以先进的设备软件为研究对象，应用专业知识对其进行系统的研究和深入的分析，掌握关键技术，在消化、吸收的基础上，仿型或开发出同类型创新产品的设计。反求设计中一要在剖析原产品或技术中的“求”，二要在“再设计”中的“改”或“创”下功夫。通过反求，进行工程设计，这样它的起点比较高，更容易得到创新的产品。

第2篇：机械原理的研究对象范文

变式是指在引导学生认识事物属性的过程中，不断变更所提供材料或事例的呈现形式，使本质属性保持稳定而非本质属性不断变化，从而产生新的问题情境，诱发学生用不同的方法去思考问题，克服或弱化思维定势思维，激发学习热情，活跃思维方式，改善思维品质（尤其是思维的灵活性），树立创新意识，发展创造能力 .运用变式训练进行物理概念教学，可以在很大程度上揭示概念的共性与个性的统一，加深学生对于概念的理解，从而有效运用.现就物理概念教学中的“子弹打木块”模型中能量关系为例，供各位老师参考.

1先给出既定的练习题，供学生思考，通过对个别实例的分析抽象出能量关系的本质特征

例一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B两木块是用一根弹簧连接在一起的，如图1所示，则在子弹打击木块以及弹簧被压缩到最短的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，判断其动量和机械能是否守恒.

分析与解以子弹、两木块和弹簧组成的系统为研究对象，在子弹打击木块以及弹簧被压缩至最短的过程中，不受外力作用影响，因此动量守恒，在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作用，有一部分能量转化为内能，故机械能不守恒.

2在学生弄清并解决了原问题之后，把问题进行变化，将抽象概念具体化，明确概念的适用范围，让学生继续讨论解决

变式一将题干中“射入置于光滑水平面上”的条件改为“射入置于粗糙水平面上”，其他条件不变，试分析动量和机械能是否守恒.

分析与解以子弹、两木块和弹簧组成的系统为研究对象，在子弹打击木块以及弹簧被压缩至最短的过程中，木块受到滑动摩擦力作用，因此动量不守恒，由上例的分析可知，机械能依旧不守恒.

3学生在完成变式一之后，继续引入变化，从其他条件入手，细化概念，进一步掌握建立概念过程中所使用的逻辑方法，促进概念具体化

变式二如图2所示装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短.现将子弹、弹簧和木块合在一起作为研究对象（系统），则系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，试分析动量和机械能是否守恒.

分析与解以子弹、弹簧、木块为研究对象，分析受力.在水平方向，弹簧被压缩是因为受到外力，所以系统水平方向动量不守恒.由于子弹射入木块过程，发生剧烈的摩擦，有摩擦力做功，系统机械能减少，也不守恒.

4应用物理概念解题，完整掌握物理概念

变式三如图3所示，A、B两物体的质量之比为mA∶mB=3∶2，它们原来都静止在平板车上，A、B间有一根被压缩的弹簧，A、B与平板车上表面的动摩擦因数相同，地面光滑.当烧断线后

A.A、B组成的系统动量守恒

B.A、B、C组成的系统动量守恒

C.小车向左运动

D.小车向右运动

分析与解A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2，它们与小车上表面间的动摩擦因数相同，绕断线后，A、B和小车C的滑动摩擦力不等，所以A、B和弹簧组成的系统受合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误； A、B和弹簧、小车组成的系统受合外力为零，所以系统动量守恒，故B正确；由于A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2，A对C的滑动摩擦力大于B对C的滑动摩擦力，所以在A、B相对小车停止运动之前，小车的合力向左运动，故C正确，D错误.故选B、C.

运用变式可以使抽象概念越来越具体，使学生通过对比分析，比较，综合变式中所体现的物理概念，牢固并完善对所掌握知识的理解.

第3篇：机械原理的研究对象范文

关键词： 整体法 隔离法 高中物理教学

要学好高中物理，做题是少不了。在解决纷繁复杂的物理问题时，我们所研究的物理问题有的只涉及单一物体或单一变化过程，但更多的是涉及多个物体组成的系统或多个变化过程，因此无论是选择题还是计算题，都常用到这样的解题方法：整体法与隔离法。整体法与隔离法不仅适用于静力学和牛顿运动定律，而且在动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律、能量的转化和守恒定律、热学、电学、光学中均可应用。它是高中物理中最重要的一种解题方法，具有重要的地位。

整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。整体法的思维特点：整体法是从局部到全局的思维过程，是系统论中的整体原理在物理中的应用。整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体化规律，从而避开中间环节的繁琐推算，能够灵活解决问题。通常在分析外力对系统的作用时用整体法。

隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法。隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用。在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法。

下面列举整体法与隔离法在整个高中物理中的应用以揭示其重要地位。

一、在力学中的应用示例

第4篇：机械原理的研究对象范文

关键词：定律；原理；守恒

【中图分类号】G633.7

学好力学是学好物理的基础。深入理解力学中的疑难点，学会分析解决问题的方法是学好力学的关键。形成疑难点的主要原因是同学们在学习物理时没有深刻理解物理概念、规律及适用条件，常常将意义相近的概念混为一谈，或者乱套公式，要通过对力学中常见疑难点的分析，纠正学生常犯典型错误，并给出简明的分析和解决问题的方法。

一、动能定理和功能原理

功和能的概念及其相互联系贯穿在高中物理教学的全部过程，它们是高中物理中最重要最基本的一些概念。

表示功的基本公式W=Fscosθ应从三个方面去理解：a式中的s是指力的作用点的位移，公式中的F为恒力。b正确理解正功和负功的概念。力对物体做正功，力的方向和位移方向一致，表示动力做功；力对物体做负功表示力的方向和位移方向相反，表示物体克服阻力做功。C分清功和做功的意义，功是状态量，做功是过程量。

做功的过程就是物体能量发生变化的过程，合外力对物体做的功，等于物体动能的变化，这一结论叫做动能定理。

学习动能定理时，应明确下述两点：a功和能是两个不同概念，b动能和动量都是描述运动状态的物理量，但动量是矢量，而动能是标量；应用范围不同，动能是标志物体机械运动转化为一定量的其它形式的能力的一种量度，它是力对空间的一种积累，而动量是力对时间的一种积累。

如果物体既受动力作用，又受阻力作用，物体机械能的改变量就是外力所做功的代数和。即E2-E1=W动-W阻这个结论叫功能原理。

用功能原理解题的优点是，只须确定初、末状态机械能的变化，而不必考虑相当复杂的运动过程。

功能原理是动能定理的延伸和扩展，动能定理是功能原理中一个最简单的特例。如果物体仅在水平方向上做机械运动，不受静电场力和弹力作用即无势能变化那只须用动能定理求解；若运动过程中伴有重力势能、弹性势能电势能的变化，就应考虑用功能原理去求解。

三、动量守恒定律和机械能守恒定律

学习两条守恒定律，应明确以下五个问题

1、运用动量守恒定律，解决实际问题时应注意下述三点a动量守恒定律的数学表达公式是一个矢量式，在列式之前首先要规定正方向；b定律中各速度都必须相对于同一参照系，c定律公式中等号两边各动量必须分别是作用前和作用后同一时刻的量。

2、掌握两个以上的物体所构成的系统的研究方法。动量守恒定律所研究的是物体系统间的相互作用。这里所说的物体系统可以是两个物体组成的系统，也可以是两个以上物体所组成的系统，对于两个以上物体所组成的系统，在弄清物理过程以后，可以用隔离法，采取先分析后综合的方法来分别处理。

3、在深刻理解机械能守恒定律成立的条件及其物理意义的基础之上，正确选择研究对象。物体在发生动能和势能的相互转化时，机械能总量保持不变的条件是"没有摩擦和介质阻力"其含义是，我们所选择的研究对象，从初态变化到末态的过程中对外不做功，外界对它也不做功，这样初末态机械能总量才能保持不变。

4、把两条守恒定律成立条件不要混为一谈

如图（1），木块B与水平面间无摩擦，子弹A沿小平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，将子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中，动量不守恒，机械能不守恒，因为子弹射入木块的过程中要克服木块的摩擦阻力做功，转化为热能。即系统对外做功，故系统机械能不守恒；在弹簧被压缩的过程中，系统又受到墙壁所施给的外力作用，故动量守恒定律也不成立。如果将图中的子弹A和木块B改为两个弹性球，设A、B相碰的过程中不损失机械能，那么三者所组成的系统的机械能守恒，而动量不守恒。

综上所述，同学们不难看出，两条守恒定律各有其严格的成立的条件，它们之间相互独立，不能互相取代，因为二者考虑问题的角度不同，动量守恒定律是从受力的角度去分析；而机械能守恒定律是从做功的角度去分析，两条守恒定律成立的条件不能混为一谈。

5、应用两条守恒定律解题的基本思路是：①首先要弄清物理过程，弄清整个过程性质、细节和特征，把整个过程分解为几个较简单的子过程。②根据每一个子过程的性质、细节和特征来判断该过程符合哪一条守恒定律成立的条件，然后列出相应的方程。③运用数学知识联立求解，从这里我们可以看出：思维方法的特点是先分析后综合，化整为零，各个击破；解题能力分两步，先把物理问题转化为数学问题，再运用数学知识解决物理问题，解题的关键在于通过弄清物理过程而理出简明的解题思路。

如图（2），在光滑小平地面上有一辆质量为М的小车，车上装有一个半径为R的光滑圆环，一个质量为m的小滑块

从跟车面等高的平台上以速度V。滑入圆环，试问，小滑块的初速度V。应满足什么条件才能使它运动到环顶时恰好对环顶无压力？

分析：小滑块在光滑小车运动的过程中，即滑块与车相互作用的过程中，系统的动量守恒。滑块至圆环的最高点恰对环顶无压力则mg=m①式中U为滑块相对圆心O的线速度，设小车此时速度为V，并规定方向为正方向，则滑块对地速度为-（u-v）对滑块和小车组成系统

mV0=MV-m（u-v）②对系统而言机械能守恒 mv02=Mv2+m（u-v）2+2mgR ③

联立 ①②③ V0=

参考文献

第5篇：机械原理的研究对象范文

[关键词]机械原理 机构 虚拟样机技术 运动分析

[中图分类号] TH111-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）03-0125-03

应用型职业人才教育是社会发展与科技进步的产物，也是社会职业岗位分化发展的结果，它以培养高等技术应用型人才为目的。机械原理是高校机械类专业的重要基础课，是一门以机器和机构为主要研究对象的课程。它较理论、材料力学等理论课程更结合工程实际，同时，它又与专业的机械课程不同，其不具体研究某种特定机械，而是研究各种机械中的共性问题，并对常用的机械机构的工作原理进行深入的探讨。对机构进行运动学和动力学分析是贯穿于这门课程的主线，具有知识点多而难的特点，在课堂的教学过程中常涉及到较多的理论分析计算以及机械运动方案的设计实现等问题，由于理论教学占用了大量的时间，往往使学生对课堂教学的兴趣越来越少，导致教学效果较差。为满足复合型工程技术人员培养的需要，需要对传统的以理论教学为主的机械原理课程教学进行有意的改革探索。现有的改革成果更多的把重点放在教学体系和内容的调整上，但该课程与工程实际结合较紧密，具有较强的实践性，而在校学生往往缺乏工程应用背景，这就要求在课堂理论教学过程中将知识点与实际的机构运动相结合，帮助学生理解机械结构原理以及在工程中的应用。这样才能提高机械原理课程的教学效果。为此，本文结合具体案例，借助现代化多媒体教学手段，充分利用机械设计、仿真等软件，直观的实现对机构运动学和动力学分析，以及机械的综合性能分析，充分的提高学生的理解力，调动学生的积极性和主动性。

一、虚拟样机技术在教学中的应用

学生学习水平分为两个层面，初级层面由基本知识，原理和定律组成，这些知识比较抽象；高级层面是指有关知识应用的能力，通过一些案例分析和实际问题解决活动过程，分析各知识之间关系的复杂性，达到灵活应用知识来解决问题。机械原理课程理论性强、内容较抽象，仅凭文字说明、理论公式及大脑的想象，学生很难对机械机构的原理和运动有清晰地认识。传统的教学方法是靠教师的讲解使机构动起来，一些多媒体课件也是停留在预设一些动画的水平上，缺少互动性。而机构是运动着的，在课堂上如何让分析的机构运动起来，是提高学生学习兴趣与掌握相关知识点的关键。虚拟样机技术是随着计算机技术的发展而迅速发展，形成的一项应用广泛地计算机辅助工程技术。虚拟样机通过计算机技术实现对机械模型的数字化建模并进行分析，能够快速方便的实现机械原理教学中对机构的运动学和动力学仿真分析，仿真现实下机械机构的工作特性，并能实现多软件联合仿真分析。例如，可利用PROE强大的造型、变参和装配等功能，帮助学生进行机械结构的参数化设计，并导入到动力学分析软件中进行运动学及动力学分析，再现机构的运动。把理论教学和实际的机构运动展示结合起来，提高学生对本门课程的理解，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。

二、虚拟样机技术教学应用案例

本文以牛头刨床为例，在教学过程中灵活运用虚拟样机技术来讲解其运动特征，直观再现牛头刨床的工作过程，同时分析牛头刨床各从动件的运动规律，教学效果较好。

（一）牛头刨床的机构运动分析

牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。牛头刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨刀和刨头做往复运动，刨头向左时，刨刀进行切削，此行程称作工作行程；刨头右行时，刨刀不切削，称空回行程，且要求工作行程的移动速度低于空行程速度，即刨刀有急回现象，机构简图如图1所示。

根据如图1所示的牛头刨床机构，由于结构较复杂，一般采用解析法对其进行运动分析，为求解各从动件的方位角、角速度和角加速度以及刨头的运动学参数，需要建立封闭矢量方程，并列出其投影方程进行求解。课堂教学过程中，理论推算过程较繁琐，学生较难理解实物的真正运动情况。下面，采用虚拟样机技术，运用PROE_ADAMS联合仿真技术直观的再现机构的运动情况，并能输出各种运动曲线，辅助课堂教学，效果较好。

（二）PROE_ADAMS联合仿真技术

ADAMS软件在机械系统仿真分析中应用广泛，包含功能强大的零件库、约束库和力库，其求解器具有的强有力数值分析功能，并基于多体系统动力学理论的拉格朗日方程，能够自动建立系统的动力学方程，准确、快速的求解机械系统的各种静力学、运动学和动力学问题，并能以图形和曲线等可视化方式显示计算结果。

虽然ADAMS / View有零件库、约束库、力库等功能，能够用于机械系统几何模型的创建，但它所提供的实体建模能力并不是很强，所以目前常用的方法是用专业的CAD软件和专业的动力学仿真分析软件进行联合建模仿真，即先用专业的三维建模软件精确建立机械系统各零件的实体模型和装配模型，然后把装配模型导入到动力学仿真分析软件中，并根据实际工况添加适当的约束、驱动和载荷，最终形成机械系统的动力学仿真模型，再对其进行仿真分析。本文采用MSC公司提供的PRO / E和ADAMS专用接口模块MECH / PRO实现其两者之间的数据传递。

MECH / PRO是美国MSC公司开发的用来联接三维实体建模软件PRO / E与多体动力学仿真分析软件ADAMS的专用接口模块。MECH / PRO允许用户在PRO / E环境下定义机械系统刚体、施加约束和驱动，将装配体按照设计的运动形式定义为机构，并且可以利用ADAMS的求解器进行运动学仿真分析，使PRO / E用户不必退出其应用环境，就能对系统进行动力学仿真，并校验干涉情况、确定运动锁止位置。

（三）机构建模

根据所分析牛头刨床机构的各组成部分建立其三维实体模型并进行虚拟装配。各构件尺寸如下：l1=125mm；l3=600mm；l4=150mm；l6=175mm；lH=575mm。原动件1的方位角θ1=0°～360°，并以等角速度ω1=1rad / s旋转。

（四）施加约束

施加约束就是确定零部件之间的依附关系及相对运动关系，这是进行机构运动学分析重要的一点，约束施加的正确与否直接影响分析的准确性和仿真结果。根据图1所示牛头刨床的结构，在曲柄1和地面、曲柄1和滑块2、连杆3和地面、连杆3和连杆4、以及连杆4和连杆5之间施加旋转副，滑块2和连杆3之间施加移动副，连杆5与固定坐标系间施加移动副，在曲柄1上施加驱动，设置角速度为1rad / s，建立的仿真模型如图2所示。

（五）仿真计算

在软件界面上设置仿真时间和仿真步数，设置完成后点击即可开始仿真。Adams求解器会根据设定自行求解运算，得到牛头刨床各从动件的运动学参数，还能获得计算过程中每一步的信息，并在窗口上动态显示机构的运动过程。图3和图4分别为连杆3和连杆4的的方位角、角速度和角加速度曲线，图5为刨头的位移、速度和加速度曲线。

通过虚拟样机技术，直观模拟了机构的真实运动，让学生真正体会和认识到了理论公式的真正含义，加深了对机构工作原理的掌握。同时，通过仿真，还可得到各从动件的运动曲线，了解各从动件的运动情况，使学生能够在系统的水平上真实预测机械机构的工作性能。

三、结论

为满足复合型机械应用型人才的培养需要，将虚拟样机技术应用于机械原理教学中，可以在授课过程中对各种机构的运动特性进行直观的演示，使学生们观察到模型的虚拟运动及主要参数的变化规律，就像做实际的物理试验一样，能够很好地改善教学效果，提高学生课堂学习的积极性，加深学生对课程的理解，从而提高了教学效果和质量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 陈文华等.ADAMS2007机构设计与分析范例[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 王湘.基于虚拟样机技术的机械原理课程设计教学探索[J].广西大学学报，2007，9：345-347.

第6篇：机械原理的研究对象范文

[关键词]振动排痰；呼吸机相关性肺炎；疗效；感染

呼吸机相关性肺炎指机械通气48h以上或在拔管后48h之内出现的肺炎，此种肺炎在插管前并不存在。该病症属重症监护病房中最常见的医院获得性肺炎，由于长时间的给予机械通气，患者上呼吸道出现加温、湿化，自主咳嗽功能明显降低，同时伴随着全身免疫能力下降，痰液无法排出，导致阻塞支气管，减少通气量，进而引发感染。对于重型颅脑损伤患者而言，呼吸机是保证患者正常呼吸的仪器，在长时间给予机械通气后，患者极易出现呼吸机相关性肺炎，影响预后恢复。随着医学技术的发展，振动排痰是通过仪器产生的高频振动频率帮助患者排出痰液，且不会伤及口腔黏膜，在临床应用中取得较好的疗效。本研究分析振动排痰对预防呼吸机相关性肺炎的临床疗效。现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

选取2014年3月～2015年9月在我院住院治疗的重型颅脑损伤患者70例作为研究对象，本次研究经本院论理委员会批准通过。将所有患者随机分为两组。观察组35例，男17例，女18例，年龄38～67岁，平均（49.7±2.0）岁；对照组35例，男18例，女17例，年龄39～68岁，平均（48.5±2.9）岁。纳入标准：所有患者均采用呼吸机辅助呼吸≥48h；自愿参与本研究。排除标准：排除其他器官重大疾病及肺部出血、凝血功能障碍患者；肺部存在创伤，不能忍受振动排痰的患者。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05）。具有可比性。

1.2方法

对照组患者采用传统的叩背排痰法，使患者保持侧卧位，护理人员交替叩击患者的胸壁，根据由下向上、由外向内的方向进行叩击，注意叩击的力度，拍背完毕后进行吸痰，在吸痰前给予纯氧通气2min后再进行无菌吸痰，3次/d，15min/次。观察组采用振动排痰法，根据患者的病情及对振动排痰仪器的耐受程度调节振动频率，取患者侧卧位，将振动排痰机频率设置为15～30cap/s，由护理人员双手紧握排痰机的手柄，并置于叩击处，每个叩击部位停留10～20s后易动叩击头，整个叩击过程中按照先右侧背、左侧背、脊柱、侧胸、胸部的顺序，与对照组相同，振动排痰仪使用3次/d，15min/次，叩击完毕后进行吸痰。所有患者在排痰过程中需要注意观察生命体征变化。

1.3观察指标

比较两组患者住院情况，包括住院时间及机械通气时间；比较两组患者吸痰后血气指标的变化，包括PaCO2、PaO2、SaO2；对患者进行跟踪随访，比较两组呼吸机相关性肺炎的发生率，根据呼吸机相关性肺炎的诊断标准判断患者病情：（1）使用呼吸机后48h发病；（2）肺部出现湿性音；（3）在与机械通气前所拍的胸片比较出现肺部阴影或新的炎症病变的患者；（4）患者体温>37.5℃，且呼吸道存在脓性分泌物；（5）发病后经病原体检验发现支气管中存在新的病原体；（6）10.0x109/L

1.4统计学方法

采用SPSS22.0软件进行数据处理，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，计数资料以百分比表示，采用x2检验，P

2结果

2.1两组住院情况比较

观察组住院时间及机械通气时间均短于对照组，差异有统计学意义（P

2.2两组吸痰后血气指标变化比较

经过吸痰后，观察组血气指标优于对照组，差异有统计学意义（P

2.3两组呼吸机相关性肺炎的发生率比较

观察组发生率为8.57%，显著低于对照组34.29%，差异有统计学意义（P

3讨论

重型颅脑损伤具有较高的病死率，患者病情危重，针对重型颅脑损伤患者的治疗需要注意肺部等其他器官的感染，由于感染会释放大量的炎症因子，容易加重患者的病情。对于该病症患者而言，呼吸机是维持呼吸的最重要的仪器，但由于长时间的借助呼吸机，易引发肺部感染，导致患者痰液无法排出，利用吸痰器吸引，容易造成口腔粘膜及呼吸道的损伤，造成反复感染，影响患者预后恢复。因此，对于机械通气患者而言，在日常护理及排痰中采用合理的排痰方式可有效预防呼吸机相关性肺炎的发生。

传统的叩背排痰法是通过单纯的人工叩击胸壁帮助患者排出痰液，但此种方法需要消耗大量的人力，不利于缓解护理人员短缺的现象。振动排痰法则是利用物理定向叩击的原理设计，通过仪器的振动胸壁，改善支气管炎中纤毛的相互作用，同时改善纤毛的活动，有利于患者排痰。此外，使用振动排痰机排痰可有效控制患者血氧饱和度指标变化，缓解支气管平滑肌痉挛，降低肺部感染，减轻肺部水肿。与传统的叩背排痰相比，振动排痰可有效节约人力消耗，且疗效较好。

第7篇：机械原理的研究对象范文

关键词：气动机械手；可编程控制器；控制系统

引言

在现代工业生产过程中，气动机械手由于有气源使用方便，没有环境污染，工作安全可靠，易于维修，广泛应用于流水线生产，机械加工，注塑，仪表等工业中，提高生产效率。本文以三自由度机械手为研究对象，设计了基于PLC的机械手控制系统，并在西门子S7-200的PLC上得到实现。

1 系统结构和功能介绍

气动机械手的结构如图1所示。

机械手气动控制回路原理见图2，主要由升降气缸、导杆气缸和旋转气缸组成。其中升降气缸、导杆气缸、旋转气缸使用单电控换向阀，通电时气缸伸出，断电后气缸自动缩回。手指夹紧气缸使用双电控换向阀。由于双电控换向阀具有记忆作用，如果在气缸伸出的途中突然失电，手指夹紧气缸仍将保持原来的状态，可保证夹持工件不会掉下。

机械手的动作过程如下：

（1）检查机械手是否处于初始位置。初始位置：升降气缸处于上升位置，旋转气缸位于左边位置，导杆气缸位于缩回位置，夹紧气缸位于放松位置。若不在初始位置，按下复位按钮，让其恢偷匠跏嘉恢谩

（2）按下启动按钮，机械手在工位1进行抓取工件过程：手臂伸出手爪夹紧抓取工件提升台上升手臂缩回。

（3）机械手到达工位2位置进行释放工件过程：手臂伸出提升台下降手爪松开放下工件手臂缩回。

（4）放下工件之后，机械手要回到初始位置，自动进行下一个工作周期。

（5）在工作过程中若按下停止按钮，机械手完成一个工作周期，回到初始位置。

2 PLC控制系统设计

根据机械手控制要求，有11个输入信号，6个输出信号，选用S7-200系列的CPU226 DC/DC/DC型号的PLC，I/O分配表见表1：

根据其控制要求，可以得到其控制流程图，见图3。

其编程实现可以通过三种方法实现：

（1）利用起保停程序实现。

（2）步进指令。

（3）左移位指令。

3 结束语

气动机械手价格低，动作准确，便于维护，易于控制，可靠性高，能在恶劣的环境下工作，减轻了人工成本，改善了工作环境，具有很强的实用价值。

参考文献

[1]姜继海，宋锦春，高常识[M].高等教育出版社，2002.

第8篇：机械原理的研究对象范文

[关键词] 机械辅助排痰；人工气道；气囊压力

[中图分类号] R472.2 [文献标识码] B [文章编号] 1674-4721（2014）12（c）-0157-03

人工气道包括气管插管和气管切开，是ICU抢救危重患者的重要措施。人工气道建立后需保持气道的密闭性，而导管气囊压力对人工气道密闭性起着决定性作用[1]，充气过多，气囊压力过高可导致气管黏膜受压缺血、坏死；充气不足，气囊压力过低时气道不能完全密闭。当气道不能完全密闭时，一方面会使上呼吸道分泌物及胃内容物反流至下呼吸道导致肺部感染发生[2]，另一方面在机械通气时漏气，导致有效通气不足，因此需将气囊压力维持在一个合理的范围，使气囊压力既能阻断气囊和气道黏膜间漏气，又不对气管黏膜的血液循环造成影响，临床研究显示，理想的气囊压力应维持在25～30 cm H2O（1 cm H2O=98 Pa）[3]。机械辅助排痰是通过对人体叩击、震颤使呼吸道黏膜表面的黏液和代谢物松弛、液化，使其变小变松，另一方面通过对人体产生定向挤推、震颤使已液化的痰液逐步排出体外[4]。机械辅助排痰能够很好地提高患者的排痰效果，有效清除气道分泌物，减少肺部感染发生。本研究主要通过测量和比较机械辅助排痰前后气囊压力的变化，了解机械辅助排痰对气囊压力的影响，为临床更好地管理气囊压力提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2013年5月～2014年5月本院ICU收治的50例危重患者作为研究对象，所有患者均建立人工气道。其中男40例，女10例；年龄为18～50岁，平均34岁；气管插管35例，气管切开15例，型号7～9 mm；机械通气22例，非机械通气28例；重型颅脑损伤10例，COPD 10例，严重多发伤15例，脑出血15例。排除标准：①胸部接触皮肤不完整者，胸肺部肿瘤；②凝血功能差者；③急性心力衰竭、心肌梗死等心脏病患者；④生命体征不稳定及肋骨骨折患者。

1.2 方法

本研究主要采用自身对照设计方案，机械辅助排痰主要选用YS8001TC震动排痰机，测压表采用PORTEX专用气囊压力表，分别记录机械辅助排痰前后气囊压力的数值。在测压时要排除各种干扰因素的影响，如改变、咳嗽、呃逆、躁动及吸痰等影响胸内压的因素。机械辅助排痰和测量气囊压力均由同一名资深护士完成，由另一名护士协助，选择在餐后2 h进行机械辅助排痰，共3次。机械辅助排痰前，患者应处于平静状态，测量并记录气囊压力的数值。每次辅助排痰完成后，需待患者平静后再测量并记录气囊压力的数值，然后应用PORTEX专用气囊压力表将气囊压力调整至正常范围，即25～30 cm H2O之间。

1.2.1 机械辅助排痰的具体方法 根据患者的选取不同叩击头，以一定的压力作用于患者前胸或背部，避开心脏部位。将叩击头放于患者肺下叶处，按由外向内、从下向上的顺序进行震动叩击，震动频率为20～30 Hz，每个部位叩击30 s，直至整个肺部，总时间为5～10 min。治疗过程中注意观察患者的反应和生命体征变化，做好管道固定，防止管道脱出。

1.2.2 气囊压力测量的具体方法 将气囊压力表的测压连接管与人工气道导管的气囊接口相连接，观察并记录所测得的数值，压力

1.3 观察指标

比较振动排痰前后的人工导管气囊压力、呼吸次数、SpO2、PaO2以及不良反应发生情况，不良反应主要表现为咳嗽、痰多、呼吸困难等。

1.4 统计学处理

采用SPSS 12.0统计学软件对数据进行处理，计量资料以x±s表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，以P

2 结果

2.1 机械辅助排痰前后气囊压力的比较

排痰后的气囊压力显著低于排痰前，差异有统计学意义（P

2.2 机械辅助排痰前后呼吸次数、SpO2、PaO2以及不良反应发生率的比较

排痰后的呼吸次数和不良反应发生率显著低于排痰前，差异有统计学意义（P

3 结论

人工气道包括气管插管或气管切开，是临床上救治危重患者的重要手段，其主要目的是预防和解除呼吸道梗阻，保证呼吸道通畅。对于意识不清、尤其昏迷的患者，人工气道可预防呕吐物和口鼻腔分泌物误吸入下呼吸道，便于呼吸道分泌物的清除，能够为机械通气提供封闭的通道[5]。导管气囊在人工气道中起着非常重要的作用[6]，正常范围的气囊压力可使气管插管或气管切开与气管壁之间严密无隙，避免了机械通气时出现漏气，可以防止呕吐物、口鼻腔分泌物流入下呼吸道内，另外还能起到固定导管在相应部位的作用。当气囊压力低于正常时，可引起呕吐物或口咽部、鼻腔内分泌物流入肺内，导致误吸，甚至出现吸入性肺炎[7]。如果机械通气时出现漏气，可导致通气不足，引起低氧血症及二氧化碳潴留，进而影响机械通气的效果。建立人工气道后必须密切监测人工气道气囊压力，将人工气道气囊压力维持在合理范围（25～30 cm H2O）。当监测到气囊压力不足时，应及时补气至正常范围。

机械辅助排痰通过排痰机将体表机械振动能量传导至肺部，使淤积在气管、支气管和肺泡表面的痰液或黏液栓子松动或刺激咳嗽将其排除。排痰过程中会产生振动和叩击两种作用[8]，振动会使支气管扩张，淋巴管扩张，从而使呼吸道通过性增强，分泌物吸收增加[9]；叩击所具有的垂直力可松弛、击碎脱落黏性分泌物，水平力可推动分泌物定向移动[10]。叩击作用可刺激浆细胞分泌，稀释痰液，刺激神经末梢，加强纤毛蠕动，排出痰液，刺激咳嗽，从而使痰液咳出。机械辅助排痰主要有促进患者分泌物及痰液排出、清除支气管平滑肌痉挛、消除水肿、减轻阻塞、改善呼吸音、提高血氧浓度、减轻患者肺部感染等作用，使患者感到舒适[11]。机械振动排痰在肺部感染和呼吸衰竭以及机械通气患者中有较好的排痰效果，能改善患者的呼吸功能，提高SpO2和PaO2，且优于人工叩击[12]。本研究结果显示，机械辅助排痰能有效改善患者的呼吸功能，清除呼吸道分泌物，减少不良反应发生率，从而降低肺炎的发生，排痰后能有效预防肺部感染和肺不张的发生，进而减轻患者痛苦，同时还能缓解支气管平滑肌痉挛，改善肺部血液循环，提高血氧浓度。值得广大临床护理工作者注意的是，在本研究中，机械辅助排痰后气囊压力会出现降低，因此机械辅助排痰后必须采用专用气囊压力表监测气囊压力，当压力不足时，及时调整至正常范围。

[参考文献]

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[11] 孙明珠，阮桂荣，王彬.振动排痰机在胸部物理治疗中的应用及护理[J].中国康复，2005，20（2）：85-86.

第9篇：机械原理的研究对象范文

随着计算机的发展，人们目前已普遍采用计算机进行工程设计，其中计算机辅助设计(cAD)已被广泛推广，而计算机辅助工程(cAE)在近几年也正逐步被人们所接受。本文主要论述了CAE方法中的动态仿真。以往的产品设计，往往是根据设计经验，确定产品的结构形式，待样机产生后再根据环境试验的要求做各种例行试验，试验过程中，机械振动常常会由于设计不当，出现多种多样的问题，这样只好重新设计。而采用CAE方法后，可以在设计的初期，样机出来之前，在计算机上模拟出样机的结构形式，并在计算机上进行动态模拟，这样就可事先了解样机在机械振动中可能会出现的问题，并于设计的初期进行修改，使样机一次设计成功，缩短产品的研制周期。

二、基本原理

1.有限元的基本概念

有限元单元是把连续弹性体看作有限个单元体，在有限个结点处联结而成的结构，而每个单元又是一个弹性体，它具有合法的某些特征。有限单元法的特点在于其分析对象不是整个结构或子结构，而是以单元的特点位移，作为系统的广义坐标，结点力一般则表示为结点位移的函数，由于各单元可根据需要取得很小，所以它们的函数关系可表达得非常简单。有限单元法，原则上适用于各种不同的结构问题，是一种适应性很强的数值方法，这种方法可将各种问题的分析结果归结为求解线性代数方程组，就为利用计算机解题提供了便利条件。

2.虚功原理

在固体力学中，有限元法一般采用虚功原理。虚功原理具体表述为:如果质点系在外力作用下是平衡的，则全部主动力和约束力在平衡位置算起的任何虚位移上所作虚功的总和等于零。

三、SAP软件简介

SAP是一个专门用于有限元分析的CAE系统，目前已发展到SAPg.O，它提供了一个人机对话的图形一菜单一提示一命令环境，使人们可以用多种方法自动或半自动地构造复杂的有限元模型，并且可以用各种方式观看、检验构成的有限元模型。此外，它可以把自动或半自动生成的有限元模型的图像对应的二进制码文件自动转换为ASCll码，以供有限元分析之用。在分析过程中，它提供不同的求解工具，以满足是静态分析还是动态分析，是线性分析还是非线性分析。该软件的运行结果已被工程验证。此外，该软件还提供了后处理系统，可以在屏幕上直观地观看运行的结果。