机械开发设计精选(九篇)

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第1篇：机械开发设计范文

机械设计作为机械工程的重要部分，是进行机械生产的前提基础，机械设计的质量好坏影响到机械设备性能的高低。机械设计流程就是根据特定的要求，将机械结构、工作原理、运动方式及能量传递等方面与机械零件的各种尺寸形状、方法加以整体结合，通过分析和计算，将其进行转化，形成一种制造依据。进行机械设计工作前，要首先制定出机械设计的相关任务书，对于较为简单的任务书，进行设计时就要保证设计的技术深度，然后再加以审查及修改。涉及到较为复杂的任务书时，要具体分三阶段进行设计：一是初步设计阶段，主要是对机械的结构形式及工作原理加以确定，之后设计运行程序。二是技术设计阶段，要综合考虑机械主要零部件之间的尺寸及形状，绘制总体设计图纸。第三是工作图的设计阶段，依据审查意见对图纸进行修改完善，绘制全部机械设计工作图，制定技术文件。

2基于网络的机械设计教学工具的开发应用

从机械设计的含义可以看到，机械设计涵盖了众多设计因素，需要借助专业化程度高的教学工具予以配合，而计算机技探究基于网络的机械设计教学工具与方法的开发董登友黔西南民族职业技术学院562400术的广泛应用，提供了相应的技术平台，形成了一些富有技术含量的教学工具实例。如针对机械设计中的空间凸轮机构，近几年开发出了一种基于网络技术的远程设计系统，专门用于空间凸轮机构的设计应用，可以借助浏览器联接互联网加以使用。在轴承的选择工具方面，也形成了基于网络模式的远程设计工具，既能用于具体的工程设计，也可以用来进行机械设计的教学实践。通过对这些基于网络的机械设计教学工具加以分析，我们可以总结出信息技术条件下的机械教学工具的信息要素。

3基于网络的机械设计教学工具的组建要素

伴随着网络技术的成熟，信息技术在现阶段的机械设计领域得到广泛采用，如前所述，出现了较多的能够进行高效率设计分析的教学工具及软件。通过机械设计的不同阶段，这个工具或软件能够实现对多种设计方案的对比，此外，借助网络技术，还可以实现设计的虚拟化，并做出可行性分析。一定程度上说，网络技术与机械设计的结合，大大改变了机械设计的原始进程，达到了机械设计效率与质量的双向提高。综合分析这些机械设计教学工具，它们都具备了以下几个基本要素。

3.1CAD技术

CAD技术由两个部分构成，一为软件系统，一为硬件系统，软件系统是CAD技术的核心系统，它的性能表现决定了整个技术系统具备的功能，硬件系统是CAD技术的外在表现，以物质形态呈现。软件系统又可分为系统软件、辅助软件及应用软件三个层次，系统软件能够实现自动控制及调配计算机资源，是软件系统的核心构成。辅助软件起到支撑辅助计算机进行开发的作用。应用软件可以结合系统软件及辅助软件，进行相应问题的编制处理。CAD技术是指是信息网络技术的重要组成部分，借助计算机系统的快速绘图技术及超强运算功能，CAD技术能有效辅助机械设计的全过程，改变传统且复杂的人工绘图模式，提高了机械产品的精度，促进了机械设计生产效率。CAD技术就是在综合了人们相关设计智慧和创造能力的基础上，将计算机具备的高精度、强运算、高记忆与高质量的图形显示相结合，简化了设计流程，解放了劳动力，缩短了机械生产的运转周期，机械设计的精度、效率也相应得到了增强。

3.2运用数据库技术，构建实例库

数据库技术，借助于应用程序层的接口，能够做到用户的便捷使用。数据库技术来源于OLEDB技术，虽然OLEDB技术能够提供数据资源的高性能访问，数据源中也包含了关系数据库、电子邮件、文件系统以及各种文本和图形等内容，但本身的复杂性限制了较为简单的设计需求，数据库技术则可以完美衔接OLEDB与应用程序之间的关系，加上操作方式简单、磁盘痕迹小、速度快捷，能够有效节省网络流量。将数据库技术与机械设计相结合，一方面能够筛选机械设计所需的各类数据，提高数据库的存取性能，另一方面能够将机械设计加以简化，更为重要的一点是，数据库技术可以预留出一定的接口，从而为设计平台的扩展提供空间。机械设计教学工具，就是利用数据库技术建立了工程的实例库，并不断加以补充。在实例库里进行关键词的搜索，就能得出相近或相似的设计方案，用户在得到结果反馈后，可以实现在线观看设计流程的幻灯片或阅读设计的相关报告。在具体的设计图纸浏览上，借助网络技术的密码技术进行加密提供，一方面涉及到知识产权范畴，另一方面也分流浏览人群，做到资源使用的高效性。

3.3WEB结构及公式、手册查询

浏览器结构，也称WEB结构，由传统层面上的二层服务器发展而来，依托网络技术得以开发。WEB结构可以将计算机服务器加以分解处理，形成一个应用服务器及多个不同的数据库服务器，构成三层结构样式的服务器模式。使用这个模式，可以简化客户端，借助通用的浏览器即可浏览形式丰富的文本语言，这些多样的文本语言又能够有效提供机械设计所需的各项手册信息及数据，并从一定程度上简化了信息的检索查询工作。涉及到较为高级的文本形式，如设计图片、设计表格等，一般化的控件难以完整显示出来，较易发生文本崩溃现象，而超文本语言的使用可以完美解决此问题，超文本WEB结构能够凭借自身丰富的表现形式将相应的设计资料更加完整加以显示，方便人们开展设计流程。值得注意的是，很多的机械设计方案最终无法达到设计产品的完美性能，这很大程度上是因为公差和配合在制定时不够充分，或产生错误所致。设计图纸即时具备了较好的创意结构，但生产设计出的机械原型还是与期望性能表现相去甚远，主要原因也是没有在公差制定上予以仔细考虑。这就需要，在进行基于网络的机械设计教学工具开发时，要相应提供简要的公差计算工具。另外，基于网络的机械设计教学工具开发利用，面临着一定的版权和知识产权保护问题，因此，在进行相关的机械设计教学工具开发时，如需网络，要与版权拥有者进行协商，并采取相应的密码保护措施，加强新型教学工具的网络安全性。

4结语

第2篇：机械开发设计范文

关键词：《机械制图》；微课精品课程；设计与开发

《机械制图》是学习机械专业制图的标准规范，因为机械是关乎生命安全的，所以规范是机械制造的必要遵守准则。所以在培养这些人才时，为了能更好的培养，需要对课程进行重视。

1《机械制图》微课精品课程设计和开发的必要性

《机械制图》这一书是专门的机械类或者相关的教科书，主要是为了用图样来展示机械的结构还有整个的大小和技术的必修课。为了适应现代制造业快速发展下机械工程专业人才的培养目标和要求，有必要不断改革和探索机械工程专业的教学体系和方法[1]。以广东技术师范大学的机械制图课程为例，在2019年就全面开放为线上课程，线上课程也主要就是微课为主。其学校主要是在超星学习通这个平台上进行建设课程。当然其在摸索过程中，还运用了腾讯课堂和QQ群，来协助进行线上教学。与线下课程学习相比，在加上疫情期间，线上教学大大提高了学生学习的安全性，并且没有空间限制，对整个教育的公平性都是有利的。教学平台在现在的环境下，可以说是飞跃的进步，平台丰富教学功能丰富并且强大，对教学的资料整理也是非常有帮助的。另外现在信息技术提高了，平台的统计功能对教学效率有直观的提高。当然任何事物都有两面性，在线教学有着众所周知的不足，比起线下教学，老师和同学的互动性效果可以说是天差地别的，假如进行小组的讨论，学生之间参与的行为会受到限制，特别是对于机械制图这种实践性较强的学科。还有就是课堂的辅助工具，在家进行也就是在非课堂进行课堂学习时，需要用到的设备和仪器是无法在线提供的，在这种情况下，学生的学习自觉性就会降低。由于无法直观的与学生进行交流，老师对学生的学习成果和学习的进度进行把握[2]。

2《机械制图》微课精品课程的设计与开发的具体实践

2.1做好充足的课堂准备。对于学生来说，在课前通过各种网络资源、学习指南的主要内容和学习要求，为学习做好准备。上课前发出预先通知，提醒学生准时上课。提前设置好腾讯教室，发送到QQ群。在课程设计中，应将整个课程教学任务划分为任务，按点命名，细化教学内容，适应当前的在线教学模式。整个过程被划分为相对独立和完整的任务点。每个任务点的教学视频都是一个小微课，教学时长控制在3-15分钟。因此，有很多教学内容需要进行分析和探讨。对于教师来说，在教学过程中，主要教师采取多种形式的课堂互动活动。在给定的主题下设置内容，根据相应的知识点组织讨论，对表现突出的给予奖励。对于小问题，第一个答案任务，并选择前几个回答问题在线。上学很大程度是为了找到更好的工作，更好的成长，所以对于大学生来说，专业是非常重要的。在机械专业上其中机械制图指导更是重中之重，需要进行深入探讨[3]。2.2运用多媒体手段优化教学内容。为了满足“知识面广、学习时间短、内容好”的要求，可以自主开发了该课程课堂教学多媒体课件，使课堂教学更加生动活泼。教与学的内容应该是现实的和有意义的。如果课件中有太多的信息和太多的单词，学生往往会专注于阅读屏幕上的内容，而忽略了对内容的理解，而不是做笔记。现有的机械专业《机械制图》教材体系和内容长期保持不变，偏重过程理论，较少关注制造业的实际生产。所以可以重新整合课程体系和教学内容，努力引导学生学习，实现内容精细化、知识面广、适应性广。一方面，与实际生产相结合，注意学生基本技术知识在实际处理中，应用扩张代表特殊处理的先进制造技术方向，高速和超高速加工，精密和超精密加工和微加工，高新技术和方法的内容。另一方面，根据课程的性质，合理安排理论学习课时和实际学习课时。当然，理论与实践结合会更加好。可以尽量减少理论学习课时，增加进入实际操作的学习课时，能在实践中吃透理论课程的内容[4]。2.3加强实践课程的锻炼。在“机械制图”课程结束后，可以进行了一周的实习。培训课程培养学生掌握全面知识的机器零件设计过程，熟悉相关的手册，对机械制图工艺设计，掌握影响因素的综合分析在生产加工质量、生产率和成本，还有其中的设计原理还有方法进行更深入的理解。我们也能理解，在这样的一个教学中，不管对老师也好，对学生也好，都有更好的影响。对老师来说，可以更轻松教学，对学生来说，可以将学到的东西应用于生活，应用于实际。在整个过程中，去培养学生的动手能力，而不是只是空有理论，却不知道那到底是做什么的。在整体上，我们要根据政策走，大方向走对，再根据实际需求，去制定和学校还有学生相对应的学习计划和内容。就目前的学习教材，主要是王幼龙主编的《机械制图》，这本教材基本上暂时满足了学生学习该课程的要求。教材有了，如何去学，如何去应用，才是整个课程需要学到的[5]。发展图形识别能力的核心是培养空间想象能力。由于机械制图理论强，实际应用不足，一些学生对学习机械制图失去了信心。因此，应从实用性和实用性出发，简化其内容，将重点转移到阅读任务上。根据相关数据指明，机械专业毕业生是就业的主力军之一，规模较大。但是由于专业能力缺乏，像是机械制图规范学不到位，有时候在不知道的时候，犯了大错，直接就吃很大的亏。学校针对这些问题，去对大学生加强教育，让大学生成长，与社会进行友好接轨，成长成为对祖国有用的人[6]。2.4加强培养学生的动手能力。结合生产实践，加深理解，化理论为实践。他们将在机械工程方面实习。通过系统的实践，培养学生理论联系实际，教材知识联系生产实践，更好地服务于未来的生产劳动，具有十分重要的意义。实习问题可以直接来自于就业企业，面向实际生产，可以在学校或企业中完成，也可以由企业技术人员和教师共同指导。使实习学生不仅能完成相关的理论学习，还能提前了解和体验所服务企业的实际生产情况。在传统的教学模式中，学生受限于同化主义的吸收，从而抑制了创造性潜能的开发。中等职业培训是满足毕业后社会需求，能够促进社会快速发展的应用型和创新型人才。因此，教师在职业中学应该建立一个面向多元化教学模式，以激发学生的自主学习兴趣，激活学生的开放和创新思维。因此，教师应该首先创新教学理念和新的教学概念，根据不同的教学内容和对象，激发学生的强烈愿望去探索，让他们以一种积极的思维状态，这有利于培养学生的创造性思维能力。由于图画课具有较强的空间和抽象的特点，创建一个多层次、多视觉学习的主题空间，创造一个开放式创新教学模式，注入新的生命元素，培养学生的创新思维和能力。2.5进行有效的教学评价。为了增强学生的参与意识，课程中不断开展互动式课堂测试和评价，并提出各种小问题和作业，鼓励学生参与课堂知识点的测试和评价。这种评估以小知识点或小问题的形式出现。学生一次可以快速回答一到两个问题。通过逐个批改作业，教师可以及时掌握学生的学习情况，也给学生课后一个复习巩固的机会。学生可以查看作业统计，了解学生的薄弱环节，合理设置各环节的权重和分数，形成对学生学习过程的整体评价。教学改革过程中，如果忽视考核方法和考核体系的改革，将难以取得真正的效果。为了规范教学，忽视了学生的学习态度、学习策略、应用和创新能力。这种轻视过程的情况直接阻碍了学生图片阅读能力的形成和提高。测试可以采取自测与自我评价、互测与互评的形式，使学生参与到整个测试过程中。通过改变考核形式，可以使学生更积极地掌握基础知识，进一步锻炼和发展学生的实际应用能力。

3微课的设计与实际应用

3.1教学内容结构设计阶段。微课内容主要利用视频的形式向学习者传递各种各样存在有价值的信息，其主要包含三个步骤：导入、讲解以及复习等，纵观微课时间，发现其较短，因此进入主题之前不需要实施太长的“缓冲”，需要快速的切入到主题当中。导入的方法也存在多样性，仅仅的设置一个话题即可，把上一知识点当作基础实施后续性的思考。其关键可以使得课程内容更加紧密以及连贯，与此同时存在一定的新颖性。比如：关于内燃机的学习，在内容学习中，如果使用微课的形式实施课程导入，可以把内燃机当中的零件全剖图片、局剖图片，半剖图片的形式进一步展现给学生，鼓励学生对于这些图片进行思考，促使学生思考能力得以挖掘，进而引出内燃机的概念，完成课程导入之后就逐渐引入到讲解环节，教师一定要把课程的主线确定下来，在这个过程中学生需要对于内燃机的主要问题进行理解，包含：内燃机的启动，内燃机的工作过程等。教师一定要做到深浅层次以及循序渐进的实施课程的讲解，最终达到较好的教学效果。3.2微课的教学制作以及录制。机械制图的微型课程主要指的是教室的一种录制方式。通过教师在教室的讲解以及利用多媒体技术，在录制当中，可以利用绘图工具向学生进行描述以及演示，以保障学生更好的理解绘图过程。在这其中，通过有效的整合多种多样的设备以及材料，和师生之间互动式的现场拍摄结合起来，进一步突出机械制图的内容重点，这样非常利于学生重点的进行学习。因此，在教师使用微课教学时，语言需要做到简洁明了，内容一定要突出，保障学生有一个易于理解的学习环境，避免对机械内容的学习存在厌烦性。伴随着微课的普及以及使用，教师可以逐步将其角色从之前的讲师转变为指导者，培养学生在学习中存在自主性，并使得微课教学成为校园文化发展中的一个主要文化。

4结束语

课程建设和实践是需要不断前行的，需要一代一代共同努力，只有这样，个人才会变得更优秀，国家才会更强大，社会才会更加进步。以《机械制图》这一学科为例，很多专业的书籍都在不断变化，更新越来越快。教学只有追上实际的运用，才能跟上时代的步伐，不被其他行业取代。教学是传承的载体，不断发展的教学才能不被时间洪流淹没。

参考文献：

[1]张炜炜，魏红梅，赵荣荣.《机械制图》课程混合式教学的探索与实践[J].决策探索，2020（004）：70.

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[3]黄玉.项目教学法在中职《机械制图》教学中的应用[J].青年时代，2019：151.

[4]于敬华.技工院校《机械制图》课程教学资源库建设研究[J].河北能源职业技术学院学报，2020，020（001）：95-96.

[5]郝丽燕.《机械设计基础》网络精品课程建设的认识与实践[C]//北京市高等教育学会学术年会.2018.

第3篇：机械开发设计范文

【关键词】机械设计;高职教育;教学资源;教学法

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)10―0076―03

引言

高等职业教育是高等教育的重要组成部分,是以培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向基层、生产、服务和管理第一线岗位的实用型、技能型人才为目的的教育[1]。机械设计基础是高职教育机械系列课程中的一门主干课程,对于培养学生机械设计和解决工程实际问题的能力发挥着重要的作用[2]。同时,它也是一门综合性很强的课程,涉及到力学、机械原理和机械设计等多门课程的知识,是这些基础知识的综合体现和运用。目前,机械设计教学方法的研究已经得到了广泛的关注,见参考文献[3-9]。传统的教学方法是将工程力学、机械原理和机械设计等课程分开来讲,忽视了彼此之间的联系,学生学完后难以将所学知识融合起来应用于机械设计。高职机械设计基础课程的特点是重视应用性教学,强调知识的运用,降低理论的深度,对于公式、公理等推导、证明的理解、认知不重要。教学内容以“必须够用”为原则,在不影响知识理解连贯性的前提下可以减略,以便学生集中精力掌握实用的结论,以解决实际设计问题[10]。针对传统教学存在的问题,结合高职教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法。以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将工程力学、常用机构、通用机械等教学内容有机的融合,并开发了相应的教学资源,运用后取得了良好的效果。

一 教学目标

从高等职业教育培养应用型、技术型人才的总目标出发,遵循“以应用为目的”,“以必需、够用为度”,“以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则,提出了基于知识融合的机械设计教学法。传统的教学目标只是针对某一课程基础知识的掌握,忽视了课程之间的交叉与联系。不同的老师担任不同的课程,学生可能在学习某一门课程时掌握得很好,但是在机械设计真正的应用时,会感觉很迷茫,不知从哪里入手,所学的知识不能得以应用。原因在于学生没有从整体上把握机械设计的过程,所学的知识没有融合在一块,各自是孤立的。

机械产品的设计一般要经过产品的规划、方案设计、技术设计、施工设计等环节。通过学习,学生不仅应掌握一般机械产品设计所需的基本理论知识,还应对机械系统有一个整体的认识,并应掌握机械产品设计的基本过程。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限。将理论力学、材料力学、常用机构和通用机械的知识相互融合,使力学的内容渗透到常用机构和通用机械以及与之相关的内容中,理论与实践紧密结合。不但使学生掌握机械设计所必需的基础知识,包括常用机构的结构、运动特性和工程力学方面的基本理论。更为重要的是使学生将所学的知识融汇贯通,对机械设计形成一个整体的认识。超越各门课程之间界限,随时能够灵活熟练地运用所学的知识进行机械产品的设计,具备一般通用机械的设计能力。培养学生建立初步的工程概念,对机械产品具有整体的概念和正确的设计思想,为解决实际问题打好基础。

二 基于知识融合的机械设计教学法

在有限的学时内,合理取舍课堂教学内容,是关系到能否真正实现课程目标的关键。高职院校的机械设计课程应遵循以下的原则:精选重点和难点的内容进行详解与指点,避免烦琐公式的推导和易于自学的内容占用过多的学时;拓宽学生的知识面,注重工程应用,启发学生举一反三;注重机械学科发展,将机械学科的科研成果融入教学,让学生了解机械学科的新技术、新方法[3]。

以机械系统分析和综合设计能力的培养为主线,突出工程意识和创新精神的培养,并将这一思想贯穿课程始终。从整体设计思想出发,精简烦琐的公式推导及过时的工程方法,删减各门课程重复交叉的内容,实现教学内容的整体优化。多年来机械原理和机械设计两门课程的教学内容基本变化不大,课程内容自成体系,相互之间缺少衔接,存在内容交叉和重复的问题。如齿轮传动设计,历来是机械原理和机械设计课程的重点内容,由两门课程分别讲授,不但部分内容重复,且从设计的思维过程来看,有些内容本来是紧密联系的,却被两门课程所分割。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限,将这些课程有机地融为一体,如图1所示。

常用机构及其传动设计一般包括工作原理、运动设计、承载能力设计和结构设计四个方面的内容,将这些内容所涉及的基本理论进行融合。首先学习工程实际中常用机构和机械的有关力学方面的必要知识。包括力学模型的概念,对力学模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性质,平面一般力系平衡问题的解法。四种基本变形的内力和应力分析、强度计算,减速器轴的弯扭组合变形分析及强度计算等。在讲授力学方面的知识时,将一些机械设计中的常用的机构融汇进来,对后面的机构学习可以起到抛砖引玉的作用。同时,也让学生学会了如何将力学知识应用到机械设计中。再接着学习机械中常用机构及通用零部件的类型、特点、工作原理、运动特性、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。在讲授具体机构及零部件设计计算时,针对具体机械的工况与技术要求,进行力学性能的强度校核。又可以回顾以前所学的力学知识,真正做到知识的前后呼应,融会贯通。与目前的基于项目的教学法有异曲同工之妙。而原来的工程力学、机械原理和机械设计的课程是分开的,工程力学以受力分析为主,机械原理是以机构的分析为主,机械设计是以零件的强度分析和绘制图纸为主。各自独立的课程配置使学生学习起来难以真正体会它们之间的联系,相互之间的应用就更无从谈起。而机械产品的设计正是融合了多学科的知识,相互之间应用起来更是融为一体,难以分割。

三 教学资源的开发

根据基于知识融合的机械设计教学法,编写了机械设计基础教材,制作了相应的教学资源,如图2所示。教材包括物体受力分析基础、常用机构、联接、传动件及传动装置、支承零部件五部分。物体受力分析基础对物体所受力进行了分析,介绍了平面力系和空间力系;常用机构介绍了机构运动简图和自由度、平面连杆机构、凸轮机构和其他常见机构;联接主要介绍了联接件的变形、螺纹连接、轴毂联接、轴间连接和弹性联接;传动件及传动装置对齿轮传动、蜗杆传动、轮系、带传动和链传动等传动装置的结构、特点、应用范围及设计计算进行阐述;支承零部件介绍了常用的支承零部件轴和轴承。

多媒体教学因其具有直观性、动态性、可重复性、针对性、图文并茂等优点,为课堂教学打开了一幅别开生面的画卷,日益受到广大教师和学生的青睐。机械设计基础课程要求学生对机械传动有较强的感官认识,懂得各种机构运动的原理和动作的顺序,而这些单凭黑板上讲解是掌握不了的,必须通过实物演示或实验操作才能获得。以螺栓联接的结构和受力分析为例。如图3所示为螺栓联接的结构和受力分析,包含了预紧前、预紧和受载三个状态。上面有正常加载、超常加载、加载和卸载四个按钮,当点击其中的任一按钮时,在右边力的坐标系中可以显示力的变化情况,同时受载状态结构图中也可模拟结构实际的变化情况。如图4所示,即为点击超常加载按钮的模拟情况,不但在力的坐标系中显示了此时力的大小,而且可以在螺栓联接的结构中呈现出结构的实际变化情况。其图文声像并茂等优势能将教学中抽象、陌生的知识直观化、形象化,创建出生动的表象,增大课堂信息量,活跃气氛,有效激发学生学习的兴趣,调动其学习的积极性,获得较好的教学效果。

四 结论

机械设计课程有着其他课程不能替代的作用,这是由课程的性质、任务、地位和内容决定的。针对传统教学存在的问题,结合高等职业技术教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法,以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将多科目基础课程内容融合。完善整个机械设计过程所必要的基本知识和基本理论,增加基本设计方法和实践性内容。着力体现了高等职业教育的特色,有利于提高学生认识问题和解决问题的能力。编写了机械设计基础教材,制作了相应的多媒体教学资源,在教学中进行了实际应用,取得了良好的效果,具有重要的实际应用和广阔的推广价值。

参考文献

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第4篇：机械开发设计范文

七里海，是国家级古海岸与湿地自然保护区，是天津重要的水产品基地。银鱼、紫蟹、芦苇草为宁河“三宝”。其中，七里海紫蟹远近闻名，深受食客青睐。紫蟹，就是宁河县人常说的河螃蟹。目前，宁河县七里海紫蟹养殖面积达到3万亩，产量超过500吨。绝大多数的七里海紫蟹质量达标，达到了无公害水产品标准。

1七里海紫蟹包装开发背景

目前，七里海紫蟹养殖户的销售模式仍以传统散卖形式为主，销售价格较低。同时，七里海紫蟹的包装普遍是使用一种普通手编蟹篓批发销售紫蟹。而七里海的紫蟹有自己的产品优势，其营养价值各项指标均比市场中的一些大闸蟹要高，口感更鲜美。因此，如何使紫蟹在市场上产生一定的影响，开发和设计紫蟹包装则成为当务之急。

2七里海紫蟹包装开发与设计

为了做好七里海紫蟹包装设计与开发，笔者做了深入调研，并调研了市场上的一些大闸蟹的包装。就拿比较有名的阳澄湖大闸蟹外包装来讲，正宗阳澄湖大闸蟹目前常用的包装工具有竹笼、竹筒柳条筐、木桶、铅丝笼以及蒲包、草包等。从捆绑方式来讲，阳澄湖大闸蟹一般是用粗棉线、蒲草、香草等以十字形捆绑，见图1。

另外，笔者从饮食、民俗、旅游等方面对天津市宁河县七里海文化做了深入调研，民俗文化中的编织文化为开发紫蟹包装提供了一个新颖点和创新点，作为宁河“三宝”之一的芦苇，只要有水，不用播种和田间管理就可自然生长，可以用来织席、编篓、造纸等，过去是当地百姓的主要副业收入，被当地人称为“铁杆庄稼”。现在的芦苇多生长在七里海周边乡镇，到20世纪80年代，随着多种经营模式的发展，很多的滩涂地开始恢复芦苇生长，芦苇面积逐渐增加。但近年来，大部分的芦苇等植物未完全被人们利用，绝大多数的芦苇成为废弃物。宁河县目前虽然有14个乡镇建立了妇女手工编织分中心和示范点，但当地待业农民，尤其是妇女仍然很多，因此，他们可以利用农闲时段来编织紫蟹的内包装盒，由此逐渐采取能人带动、公司辐射等方式组织松散型和集约型生产，一手抓创意、一手抓营销，做到产得出来、卖得出去，同时又为待业农民提供了新的就业渠道和机会，形成了比较完善的产业链和市场网络；在旅游文化上，从旅客的心理角度出发，游客不仅想在旅游轻松的过程中享用紫蟹，在旅游结束后也想带走一些当地的特色产品继续享用或馈赠给亲朋好友。因此，笔者想最终达到将当地手工编织与旅游资源、文化资源相结合，研发出具有鲜明特色的生态七里海高档紫蟹包装。

3七里海紫蟹包装设计成果

通过研究与设计，最终选择了走高端礼品包装路线，来改变目前七里海紫蟹的销售模式。

3.1内包装设计分析

紫蟹活着蒸制肥度和营养价值最高，考虑到未捆绑的紫蟹上锅蒸制时会爬动，因此该包装设计以无需打开包装、直接上锅蒸制为设计理念，既减少了农民捆绑紫蟹的时间和劳动强度，又优化了传统食蟹烹饪过程，而芦苇盒包装在食蟹者食蟹的过程中也可作为残食盒备用，从而形成了一个完整的生态包装系统。

通过对紫蟹的生活习性、活蟹保鲜、活蟹运输等方面的研究，笔者总结出：要达到紫蟹保活、保肥，最重要的是紫蟹要保持在静止、避光、湿润和氧气充足的条件下。鉴于芦苇具有柔韧性、透气性好等优点，蒲草具有耐压、柔韧性和吸水性强等特点，而且当地人们使用芦苇做的篦子蒸馒头，证明芦苇是可以加热，并且不会破坏食物的味道，反而会使蟹肉更加的鲜美，因此，芦苇和蒲草便成为首选的编织包装材料。

该包装设计材料一：采用当地去年已晾干的芦苇，用专用工具将圆形芦苇劈成2~4股芦苇片，浸泡后用塑料布包裹放置12h，取出包裹中的芦苇片后用石磙压平待用，见图2；材料二：采用晾干的绿色植物蒲草茎叶，浸透后取3根蒲草茎叶三股辫和续接编织成带，最后盘缠成蒲草圆垫，见图3。

在编织纹样和结构的形式上，借鉴当地苇席编制中的挑二压二法的“人字纹编”，见图4。其制作过程中根据紫蟹尺寸大小而定制胎具，利用胎具编织成圆形筒状，为以掩盖边缘，用三股辫蒲草带做装饰处理，底部与圆形蒲草垫结合，最后用十字交叉竹签（又可充当食蟹工具）分别固定紫蟹的2个大钳子，这样既减轻了当地农民的劳动强度（无需绳捆），提高了包装速度，又免去了未捆绑的紫蟹在运输过程和上锅蒸制时爬动变瘦的后顾之忧，最后盖上蒲草圆垫（带提环），上面贴有平面设计图样（不干胶材质），再附有以硫酸纸为材质并且图文并茂的使用说明书，见图5；在运输上，运输途中紫蟹不挤压，透气性强、吸水性好，减少了运输装卸过程中所带来的一些不必要的损伤，见图6。

3.2外包装设计

采用优质塑料膜瓦楞纸盒，两侧均有透气孔，内平放4个紫蟹圆筒盒、冰袋、蟹醋、日历（见图7）。因此，产品最终以一种横向包装的形式呈现，这一设计构思使得人们在销售和馈赠过程中双手呈送，体现出中华民族的传统礼节。

包装装潢设计结合七里海的紫蟹特色：以微墨印形式表现七里海紫蟹活跃状态，以“湿地、天然、生态、有机”来体现七里海紫蟹的独有特点；而日历使消费者根据其内容了解食蟹知识的同时，也进一步宣传了七里海文化和七里海紫蟹，最终以方便、安全环保、富有寓意且美观大方的方案呈现。进而创作出符合七里海文化及紫蟹饮食文化的绿色生态包装，是普通螃蟹包装无法媲美的，见图8。

第5篇：机械开发设计范文

关键词：烂尾楼 续建工程

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

停缓建项目指经有关部门批准停止建设或近期内不再建设的项目，也就是我们通常所说的“烂尾楼”。这些停缓建项目中有住宅、商住楼，也有写字楼。房地产属于国家的支柱产业，他的状况直接影响到国家的经济，因此受国家政策导向影响很大。国内的房地产开发到目前还处于一个并不成熟的时期，在出现发展过快过热的现象的时候，国家就会采取紧缩银根等一些措施对房地产进行调控。在这个过程中不可避免的出现了一些停缓建项目。

停缓建项目不同与一般新建项目，往往伴随着大量财务纠纷和技术难题，对开发商有着极高的要求。下面对停缓建项目开发设计过程的一些重点做一些想法。

一、续建工程的特点

和新建工程相比，续建工程除了也要进行立项、设计、施工及验收等程序之外，还有一些自身特点。表现在以下几个方面：

续建方对已建部分和拟续建部分房屋用途和功能的重新定位，使整个建筑的功能可能发生很大的改变，其立面外形、各楼层使用功能配置，都会相应的发生改变。由于使用功能的改变势必造成建筑结构上的结构构件调整，同时也会改变原来的荷载条件，为此需要对已建部分对续建方案的可能性进行评价。

由于续建工程停工的时间可能有10年甚至更久，项目现场往往缺乏管理，已建部分由于长期风吹雨淋且无维护措施，所以已建部分难免会发生损坏现象。暴露在空气中的混凝土表面会发生炭化现象，外露的钢筋一般锈蚀状况较普遍。原本按室内环境设计的结构部分多年经受露天环境的冷热雨雪，整个结构的整体安全性及结构的耐久性都需要重新进行鉴定。

已建部分设计和施工时所用规范，在续建时可能多数都已经停止使用。续建时的设计施工以及构造要求都应满足现行规范的要求。而已建部分往往不满足现行规范的要求，需要对已建部分进行加固处理。

续建工程由于停工时间久远，停工前过程往往十分复杂，非常容易出现由于各种原因造成其原始资料不全。这些会对办理复工手续、后期验收、竣工备案，以及给重新设计工作带来许多困难。

续建工程多处于闹市区，周围居民楼较多，施工场地往往十分狭小，周边道路车流量大。而续建工程的施工往往都要求不能对现有周边的正常生活秩序不能产生影响，这些都会对后期施工带来诸多的不便。

续建工程大部分的设计施工都要考虑到已建部分的现状，在整个续建过程中设计、施工变更会远大于新建项目。对于续建方来说，项目工期及造价的控制难度远大于新建项目。

二、设计前的准备工作

原有施工图纸、设计修改单等施工资料的收集整理

原有的设计图纸、设计变更单、施工验收资料是重要的原始资料，对于项目的重新设计施工有着非常重要的意义。在项目启动时就要尽可能的收集有关于项目的所有设计施工资料，作为以后设计施工的依据。

对已建部分进行实测实量

续建工程往往停工时间较长，对于已建部分不能保证所有变更修改都留有记录。而在施工过程中施工误差也难免发生，已施工部分与原设计尺寸误差有多大？已建部分在经过这么多年后，已建部分在荷载作用下有没有发生过大变形？地下室在停建的这段时间里会不会因为上部荷载没有加载完毕而在水浮力作用下发生上浮？这些在重新设计前都必须搞清楚。因此需要对既有部分的所有构件尺寸进行实测实量，对已建部分的标高进行测量。将测得的数据与原有设计图纸进行详细比对。

对已建基础部分的检测

对于基础施工已经完成的工程，在续建设计时会出现即使按照原有功能设计原也无法满足现有规范要求的情况。而续建时往往会对原有设计在功能上做出大量的更改，因此在设计时必然要考虑对已施工基础工程进行处理，而已施工的基础在经历了若干年后承载力、耐久性会不会发生变化？因此需要根据工程的实际情况考虑对已建基础部分进行检测。在经历若干年后，地下水位是否会发生变化，地下水的变化对土层是否产生了影响？原有的勘测点间距往往也不满足现有规范要求。这些问题要求需要对场地进行补充勘测，具体补勘内容应结合工程实际情况进行决定。

对已建结构主体的检测

停缓建项目的停建时间一般在2~7年，有的甚至达到10年以上。由于停建的建筑物大都是因为资金问题，这就使得施工单位在停工后对的钢筋和混凝土的保护处理往往都是敷衍了事。这就造成了项目在停建若干年后，混凝土的碳化开裂、钢筋的锈蚀成为每一个停缓建项目在续建时都会碰到的问题。已建结构部分在经过若干年的日晒雨淋后，已建混凝土部分的强度是否能达到原有的设计要求？混凝土表面的炭化程度？已建混凝土部分是否出现裂缝？结构连接部分及后浇带处钢筋的锈蚀程度？这些问题在设计前都必须弄清楚。

对已建结构部分的鉴定评估。

按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）3.7节的要求，对现有建筑进行改建或扩建时均应对其进行评定、验算和重新设计。续建方应该在设计开始之前委托具有相关资质的评估单位对已建结构部分进行鉴定评估。鉴定评估单位应根据委托方提供的检测报告对已建结构部分进行分析，提交的报告中应明确哪些部分可以满足现行规范要求可以直接使用，哪些部分需要进行处理后方可继续使用，哪些部分损坏严重需要拆除。

三、设计中可能遇到的问题

烂尾楼的续建工程一般可以根据原有工程的进展状态分为三类：1）仅完成了设计工作，尚未开始建造。这类续建工程往往是对原设计进行复核，满足现行规范要求，与新建工程的设计相类似。2）已经完成施工图设计并开始土建施工，但尚未完成全部结构部分的施工，未完成结构验收。根据具体的工程进展又划分为以下几个阶段：完成桩基工程的施工、完成±0.000以下结构部分施工并验收、完成至上部结构某一楼层几个阶段。3）烂尾楼已经完成全部结构施工，主体结构验收完毕，但尚未完成装饰工程施工，这类基本属于改建工程，如果建筑功能改变不大可以和当地建管单位沟通决定是否需要进行加固。一下主要讨论第二种情况时在设计过程中经常会碰到的一些问题。

设计使用年限的明确

按照《建筑结构可靠度计统一标准》指出：所有标准采用的设计基准期为50年，而一个烂尾楼盘在重新启动前往往都经历了几年甚至十几年的停工。设计使用年限是从第一次设计施工算起还是从续建时算起，对续建方的开发成本有着很大的影响。就以一幢原设计使用年限50年，现已有15年楼龄的烂尾楼计，其真正合理的后续使用年限应为35年，因为如果按发展商的预期目标使用50年时，那么相当于原设计时，其设计使用年限延长为65年，变相降低了建筑的性能要求和设防标准。如设计时采用新的设计基准期(如65年)，则必须另外确定最大荷载和材料的概率分布及相应的统计参数，对续建方来说这将大大增加建造成本。所以在设计之初应与当地建管部门深入沟通，明确续建工程的设计使用年限。

规划指标的改变

随着社会的进步，对建筑各方面的要求也越来越高。比如车位的数量，在数年前一个小区的配比达到1：0.8就是高的了，可现在就是1：1也仍满足不了人们的需求。还有其他许多问题，由于续建工程的先天不足，即使进行重新设计改造仍然可能达不到现阶段的要求。这就要求续建方一方面要跟当地规划部门对规划指标的确定进行沟通，另一方面要积极考虑通过其他途径解决存在的问题，使得续建工程在完成后能够达到预期的要求。

原有设计的调整和规范的更新

续建方接手后，会根据当前情况对原有设计在使用功能或者造型上进行调整，需要请设计院对进行重新设计。而设计院在重新设计时，由于时间的原因设计规范已经更新，原有设计已达不到现有规范的要求。为了要满足现有的规范的要求，需要对已建部分进行大量的改造和加固。对于设计院来说，在原有图纸上的设计工作量和难度远远大于新建项目。

设计施工的深入配合

第6篇：机械开发设计范文

关键词 LNG低温装卸设备；研究开发；意义

中图分类号 TE821 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0088-02

当前，中国的能源市场面临着经济快速发展需要的能源量大而国内的能源却供应不足的矛盾，在中国的能源结构中，煤炭所占的比例最大，石油次之，天然气所占的比例最小。液化天然气（LNG）作为高效清洁能源，目前在发达国家的综合利用率已达20%，而我国目前仅有2%，巨大的差距显而易见。随着中国能源结构的改革，从1995年始，中海油受原国家计委的委托，牵头广东进行引进LNG项目的研究工作，1999年底，国家正式批准广东LNG试点工程一期项目立项，2006年6月28日，广东大鹏LNG项目一期工程正式投产，从此揭开了中国大力引进LNG的序幕。但LNG是个庞大的工业链，包括天然气开采、液化、储存、运输、接收、气化等诸多环节，各个环节中又涉及到很多设备，如接收环节所用的LNG低温装卸设备等。虽然越来越多的国人开始关注LNG相关设备，但输送LNG的装卸设备目前还主要依赖进口，稍大口径的单台套价格超过1?000万元，且供货周期漫长。笔者所在的公司近几年来一只在从事低温流体装卸设备的研发和试验工作。面对LNG在中国的蓬勃发展态势，加速LNG低温装卸设备的国产化对于降低我国LNG的接收、转运成本，促进我国LNG技术水平的提高具有重要意义。

1 中国对LNG的需求状况及LNG未来的发展分析

1.1 LNG及LNG产业链

液化天然气（Liquefied Natural Gas），简称LNG，主要成分是甲烷，无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600（即1体积的液态可气化成600体积的气态），重量仅为同体积水的45%左右，它是天然气经过压缩、冷却，在-162℃下液化而成，主要通过LNG船或LNG罐车运输，使用时再重新气化。作为燃气，LNG的燃点比LPG（即液化石油气，中国家庭常用煤气）高，爆炸极限范围小，比重比空气轻，稍有泄漏立即挥发飞散，较难形成遇火燃烧爆炸的浓度，有很高的安全性。此外，由于LNG在液化前需进行净化处理，所以它比管道输送的天然气组分更稳定、更洁净，被公认为地球上最洁净的

能源。

LNG产业链是一个贯穿于天然气产业全过程的资金庞大、技术密集的完整链系。由陆地或海上油田开采的天然气在液化工厂经过预处理后进行液化，生产的LNG按照贸易合同，通过LNG低温装卸设备装载到船上或罐车上，然后运到LNG接收站，然后再通过LNG低温装卸设备进行装载，储存，再气化，经由管网送到用户。

1.2 中国对LNG能源的需求

分析人士表示，LNG短期内几乎没有替代品，天然气作为清洁能源也正越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例也在迅速增加。面对繁荣的行业前景，全球范围内都在加大液化天然气的生产力度和天然气运输装卸方面的开发工作。从中国的天然气发展形势来看，国内的天然气资源有限，产量远远满足不了需求，供需缺口越来越大。随着国家对能源需求的不断增长，提高天然气在能源结构中的比重和引进LNG将对优化中国的能源结构，有效解决能源供应安全和生态环境保护，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。近年来频繁出现的“气荒”，暴露了中国天然气供应的短板，为解燃眉之急，国内三大石化巨头正大举在液化天然气领域发力：中石化与埃克森美孚签订了一份LNG大量购销的协议；中石油与众多国外天然气供应商进行了多轮切磋；2010年3月24日，中国海洋石油总公司与英国天然气集团（BG Group plc，简称BG）在北京签署协议，中海油将从BG在澳大利亚的液化天然气（LNG）项目每年购买360万吨LNG，为期20年，这一交易有望成为澳大利亚最大的出易。

我国的天然气产品链条尽管还没有形成规模，但是LNG的特点决定了LNG的发展会非常迅速，特别是随着我国城市建设的不断发展、西部大开发的深入推进和国家对能源结构实施的战略调整，都加大了天然气的使用量。据国家发改委有关研究资料，未来20年中国天然气消费需求将达到2?275～2?965亿立方米/年，国内产量约为1?200亿立方米每年，缺口约为1?075～1?765亿立方米/年，到2020年，我国的天然气管道向南将延伸到珠海、北海，向北、向西将延伸到黑龙江、新疆并与俄罗斯管道相连。届时，全国天然气运输管道总长度将达3.6万千米左右，实现天然气管道横跨东西，纵贯南北，沿海与内陆相通，国产LNG和进口LNG相互衔接的全国性天然气联网供应。可以预见，在未来10～20年的时间内，LNG将成为中国天然气市场的主力军。

1.3 国内LNG的发展布局

按照中国的LNG使用计划，中国正在规划或实施的LNG项目有：北方的辽宁、天津、河北，中部山东、江苏、上海、浙江、福建，南方的广东、广西和海南，这些LNG项目群将最终构成一个中国沿海LNG接收站与输送管网。

目前中国沿海地区已投产和规划建设的LNG项目共有16个，其中已经建成投产的有5个，分别是广东LNG、福建LNG、上海LNG、江苏LNG和大连LNG项目；正在建设的有5个，分别是浙江LNG、海南LNG、珠海LNG、深圳LNG1和唐山LNG项目；处于前期研究或待建中的有6个，分别是粤东LNG、粤西LNG、深圳LNG2、山东LNG、天津LNG和广西LNG项目，计划在2020年前相继建成投产。

2 LNG低温装卸设备的市场需求及现状

2.1 国内LNG低温装卸设备的需求情况

随着国内LNG接收站（LNG接收站主要包括LNG码头和LNG储罐区，是储存、装卸LNG并输送至目的地的必要地面设施）和输送管网的建设，国产LNG和进口LNG的数量都在不断地增加。按一个LNG码头接收站建设1个码头2个泊位、一个LNG储罐区建设10个装车台计算，未来5～10年，中国将需要大小口径的LNG低温装卸设备近200台套。

2.2 国内LNG低温装卸设备的现状

面对中国LNG市场蓬勃发展的态势，我们最担忧的问题不是LNG量的问题（因为俄罗斯、印尼、卡塔尔、澳大利亚、马来西亚等国均具有丰富的天然气储量），而是运输和装卸设备（即LNG装卸臂）数量和质量的问题。LNG的转运一般有海运、汽运两种方式（受国家政策和产业布局的影响，目前还没有火车运输），通过专用LNG船或LNG罐车运输，由LNG装卸臂实现装载。LNG装卸作业的特点是连续、密闭、高效率，需要装卸设备专业化，装卸工艺流程自动化，安全及环保要求极高。虽然我国LNG产业的迅猛发展对相关产业起到了非常大的带动作用，但目前国内DN100以上口径的LNG装卸臂还是全部采用进口产品，世界上能够设计、制造LNG装卸臂的国家也只有德国SVT公司、美国FMC公司、日本NIIGATA公司和荷兰卡龙公司，其产品价格极其昂贵且交货期长。一台进口DN300的LNG装卸臂价格在1?000多万元人民币，一个LNG泊位一般需配置4台装卸臂（3台液相，1台气相），共需要投资约4?000多万元人民币，投资代价较大。而国内除我司外，其他厂家因受科研能力、设备水平和规模的影响，目前均不能生产LNG低温装卸设备。

我所在的单位成立于1994年，是中国远洋运输集团总公司（COSCO）所属企业，是上市公司中国远洋的全资子公司。公司是从事流体装卸设备、自动化系统、零泄漏阀门等产品的研发、设计、制造、销售及服务的专业厂家，公司科研、技术力量雄厚，生产能力强大，检测设施齐全，是国内同行业中规模最大、技术最先进的企业。近几年来，我司一直致力于低温流体装卸产品的市场调研和研发工作，在低温产品项目上先后开发出了ERS紧急脱离装置、QCDC液动快速连接器、-104℃低温乙烯流体装卸臂，-163℃LNG小规格系列的低温装卸臂已经开发成功并在广东大棚、江苏如东、辽宁大连和武汉等地投入使用，大规格的LNG也正在研究开发中。

3 研究开发LNG低温装卸设备的意义

LNG低温装卸设备被称为流体装卸设备“皇冠上的明珠”，其技术难度远远高于传统流体装卸设备。LNG低温装卸设备是为装卸-163℃极低温液化天然气而设计建造的专用设备，是业内公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品。产品开发成功后，可完全替代进口。随着中国LNG战略规划的实施，LNG装卸设备必将会有很大的需求。但截至目前，国内还没有厂家能够进行设计、制造大规格的LNG装卸设备，国内的LNG码头所用的装卸设备都是从欧美国家进口的，与此同时，这些国家也看到了中国巨大的LNG装卸设备需求空间，意欲进军中国市场。

因此，尽快开发国产LNG装卸设备（特别是大口径的LNG装卸臂）已是一项刻不容缓的任务。未来5～10年，LNG低温装卸臂的需求量大约在200台，甚至更多，按照每年25台的需求量计算，每年可为国家节约上亿元的码头投资，经济效益和社会效益十分可观。

4 结束语

中国经济的蓬勃发展使得对LNG这一清洁能源的需求量与日俱增，LNG低温装卸设备作为LNG产业链中的一环，无论是从其地位大小，还是从其价值价格方面考虑，其实只是LNG链环中很微小的一个部分。但在LNG的整个输送环节特别是装卸转运的节点上，其却拥有着无可替换的重要作用。在国家号召科技强国、提升自主研发实力、加大重要设备国产化的今天，进行LNG低温装卸设备的开发不仅顺应了我国经济发展和能源结构调整的需要，也为企业创造了较好的经济效益。

参考文献

[1]邢云.中海油LNG产业链的形成及发展[J].经济管理与安全环保,2010,30(7):

103-106.

[2]张耀光,刘桂春,刘凯等.中国沿海液化天然气(LNG)产业布局与发展前景[J].经济地理,2008,30(6):881-885.

[3]周修杰.2010-2015年中国天然气工业投资分析及前景预测报告[R].中投顾问,2010.

第7篇：机械开发设计范文

【关键词】物联网；无线传感器网络；3G移动通信网络；Linux

【Abstract】In this paper， the design of heterogeneous multi-platform， based on ARM9， is proposed. The research is based on multi-protocol gateway prototype， which shields hardware details in different hardware platforms and provides the same function module interfaces. The band is mainly distributed in the 433MHz （433 MHz -434.79 MHz）， 470 MHz （470 MHz -510 MHz）， 780MHz （779 MHz -787 MHz）， 2.4GHz （2.4 GHz -2.4835 GHz）， WSN physical subnet layer can be accessed into gateway in above four bands. IEEE 802.15.4 standard and the IEEE 802.11 standard will be supported on one side of gateway， at the same time， Ethernet and Internet， TD-SCDMA and other 3G mobile communications network is supported on the other side.

【Key words】IOT； WSN； 3G Gateway； Linux

0 引言

在科学技术和互联网业务飞速发展的今天，人们对于网络的依赖性越来越大，如今的通信网络所要支撑的业务已经由以前单一的语音业务转变为综合了语音、数据、图像的多媒体业务，并需要满足用户不断增长的个性化、多元化和移动化的要求[1]。在这当别是无线接入技术，人们对于它的依赖和渴望要更加的大了[2]。为了满足不同业务的需求和网络的应用场景，现在已经出现了许多的无线接入技术，例如3G，WLAN[3]。多种技术的出现与具体实施必会导致在同一区域内存在着两种或两种以上的网络覆盖[4]。

因此，如何将不同的网络进行融合，达到网络资源的统一管理和良好的用户体验，成为了当今无线通信的研究热点。异构网络的融合可满足用户个性化的业务需求，用户可以根据当前网络的状态和自己的喜好，调整到自己满意的网络[5]。

1 多协议异构开发平台的总体设计方案

在本课题多频段网关的应用中，通过综合考虑处理器性能、处理器成本、处理器使用的成熟度等因素，选择了采用三星公司主频的ARM9芯片S3C2440A作为核心处理器，配以外设功能模块电路来实现多协议开发平台的整体功能。

图1 多协议异构开发平台的总体结构图

2 多协议异构开发平台的硬件设计与实现

2.1 ARM开发板的选型

多协议开发平台的MPU采用的是SANSUNG公司的ARM9芯片S3C2440A，它是一款基于ARM920T内核的32位处理器，工作频率高达400MHz，内部有3个独立的串口，4通道USB1.1规范的主机（Host）接口，1通道USB1.1规范的从设备（Device）接口以及两个SPI通信接口，这些丰富的接口完全满足开发平台系统的构建。

2.2 电源模块设计

电源模块的设计首先要考虑多频段网关整个硬件系统中的供电指标。主控制器S3C2440A芯片需要2种电压供电：ARM9内核需要1.8伏供电，总线供电需要3.3伏。由于ARM9内核供电所需的1.8伏电源模块已经设计在核心板上，本设计中不需要考虑该部分电路的实现。其他电路：多串口扩展芯片支持宽电压，本设计中考虑到与多频段子网模块TTL电平串口通信，采用3.3V供电，避免设计串口电压转换电路，降低设计难度和硬件成本。多频段子网模块、以太网模块、RS232通信模块以及3G网络模块都是采用3.3伏供电芯片。系统电源的稳压芯片选用AS2830。

2.3 串口扩展模块电路设计

由于S3C2440A芯片自身只有三通道的串行通信口，而本设计中四个频段的子网接入模块都统一采用串行通信口作为与网关核心处理器的通信接口，选取的arm9芯片本身是不能满足本系统的设计需求的，所以需要通过扩展串口的方法来满足系统的需求，使四个频段的WSN子网模块都能与S3C2440A芯片通过串口通信。

本设计中采用OX16C954芯片通过并行数据线和地址线扩展出来四路全功能串口。OX16C954是一款能将并行数据总线转换成4通道全功能串行收发器的芯片。OX16C954的发送缓存区具有128个字节大小的缓存空间，接收缓存区同样具有128个字节大小的缓存空间。接收和发送缓存区的的中断触发是可以通过编程实现的[6]，如果不设置产生中断门限字节数，芯片会默认缓存区的门限字节数为128个字节，且启用超时中断处理机制，从缓存区内最后一个数据停止位开始计时，四倍机器时钟周期内没有新的数据收发，多串口芯片就会就是自动触发中断通知主控制器来处理缓存区内的数据。

3 多频段异构开发平台的软件设计与实现

串口扩展单元驱动设计：

1）多串口设备驱动的注册与注销

多串口设备驱动的注册主要包括以下几个步骤，如下图流程所示：

图2 中断处理程序流程图

2）中断函数的实现

在串口的操作中，除了串口操作函数外，最重要的就是串口的读和写的实现。本设计中串口的读和写都是通过中断方式实现的，这也是多串口驱动程序设计的另一个重要部分。

图3 中断处理程序流程图

3）加载多串口设备驱动

扩展串口模块驱动完成以后，要把扩展串口模块驱动嵌入到Linux内核之中。Linux系统中设备驱动的加载主要有2种方式：一是直接编译添加到内核中，修改内核相关路径的Kconfig文件，以及硬件配置板级信息，然后重新编译生成新的内核映像文件，重新烧写内核，当新的内核启动的时候就开始加载设备的驱动；第二是动态加载安装驱动的方式。具体的就是将编写成功的设备驱动程序编译成驱动模块文件，Linux2.6版本内核支持的是后缀为.ko的驱动模块。板卡的嵌入式Linux系统开机以后，手动安装驱动模块。OX16C954芯片驱动加载成功后，系统通过cat命令打印出扩展串口设备信息[7]。

4 多协议异构开发平台功能的验证

4.1 网络系统测试平台搭建

系统网络实验需要在实验室环境下搭建一个多频段无线传感器网络系统异构网络平台，用来测试多频段传感器网络接入3G网络的运行和实现情况。要搭建的测试系统主要包括多频段网关、2.4GHz无线传感器网络子网，780MHz无线传感器网络子网，480MHz无线传感器网络子网，433MHz无线传感器网络子网。

4.2 测试结果及分析

如图所示，上位机解析得到的的多频段子网的终端节点设备采集的数据信息。当四个频段的网络形成以后，远程控制终端可以通过软件将子网设备解析出来，通过监控界面显示子网节点采集的感知现场信息。也可以通过监控界面下发控制命令，命令通过3G网络，由多频段网关传递，最终由无线子网中的终端节点执行。

图4 监测系统设备信息监控界面

多频段网关对多频段子网组网成功以后，网关会将子网上传的数据通过3G网络传送，实现数据的远程传输。下图所示在子网数据传送以后，通过在上位机的超级终端中运行拨号程序，多频段网关与3G网络的远程拨号成功了以后，将多频段子网上传的数据传送给3G网络。然后在上位机上运行网络抓包软件来监控和捕获从Internet上传过来的多频段无线传感网子网的数据信息。

5 结束语

当前，无线通信网络领域正处速发展阶段，越来越多的被应用到生产生活中。IPv4 协议的地址空间不足的问题大大制约了无线通信网络的发展，IPv6协议作为寄予厚望的下一代网络协议，其广泛应用将为无线通信网络的发展带来曙光[8]。本论文针对目前物联网发展过程中感知层与网络层的异构网络互联接入技术进行深入研究，设计了一套基于ARM9的多协议异构开发平台，将物联网技术、嵌入式技术、3G通信等技术有机的结合起来，形成了一套完成的、开放的系统，并且对其进行了验证，证明了其合理性和可行性。

【参考文献】

[1]张毅.物联网的体系结构与应用[J].中国高新技术企业，2011，8：95-96.

[2]RFC 4944-Transmission of IPv6 Packets over IEEE 802_15_4 Networks[Z]. September，2007.

[3]李.基于6LoWPAN的IPv6无线传感器网络的研究与实现[D].南京：南京航空航天大学，2008.

[4]孙展.基于IPv6的无线传感器网络网关的设计与实现[D].郑州：中国人民信息工程大学，2007.

[5]吴海平，王慧锋.基于ARM技术的嵌入式网关设计[EB/OL].维普资讯，http：//，2007.

[6]皮小平，吕宗伟.TL16C954在多串口扩展中的应用[J].电子元器件应用，2006，3：63-66.

第8篇：机械开发设计范文

为贯彻落实《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和今年中央1号文件有关精神，推动建设一批与优势农产品产区相配套的国家级农产品专业市场，搭建大生产与大市场对接的国家级平台，农业部和国家开发银行近日联合印发《农业部国家开发银行关于支持国家级农产品专业市场建设的意见》，共同支持国家级农产品专业市场建设。

据了解，农业部和国家开发银行将通过此次合作探索产地市场与金融机构合作的新模式，建立两部门工作联动机制，发挥农业部组织优势和国家开发银行资金引领优势，支持国家级农产品专业市场建设运营。农业部加强对国家级农产品专业市场建设的指导和服务，加强规划编制指导、论证工作；推动、指导市场实施现代化升级改造，改善交易条件、提高服务水平；协调有关部门支持市场建设发展，鼓励多渠道投资参与市场建设；协助核查、评估市场实际状况。国家开发银行将发挥“投、贷、债、租、证”综合金融服务的协同优势，以中长期贷款为主，其他金融产品为辅，全力支持国家级农产品专业市场的建设和运营。国家开发银行将根据项目实际和企业财力，提供原则上最长不超过15年的中长期贷款，并设计符合项目运营规律和最大化满足企业可持续发展的还款方式；为符合条件的企业或项目提供中短期流动资金贷款；为符合条件的项目，给予利率等贷款条件优惠。国家开发银行选取符合条件的项目或企业进行直接投资、发行债券、开展融资租赁或经营租赁业务、开展财务顾问、证券承销和辅导上市等业务。

农业部自2011年开始启动与市场所在省人民政府共同支持建设国家级农产品专业市场，推动主产区实现产销协调发展。市场建设坚持政府引导扶持、社会主体投入、企业市场运作的原则，按照高起点规划设计、高标准建设、高质量运营管理的要求，采取国际化导向、现代化物流、专业化管理、标准化控制、信息化技术进行市场建设与运营，打造我国农产品与国际市场对接的国家级平台。目前已启动了陕西洛川苹果、浙江舟山水产、甘肃定西马铃薯、江西赣南脐橙、黑龙江牡丹江木耳、湖北荆州淡水产品、云南斗南花卉、陕西眉县猕猴桃、重庆（荣昌）生猪等国家级农产品专业市场。市场建成运营后，将达到设施完善、功能完备、管理先进、运营规范的要求，成为全国专业农产品的价格形成中心、信息传播中心、物流集散中心、科技交流中心和会展贸易中心。

第9篇：机械开发设计范文

关键词：机械设计；原理；方法；原则

随着科技的进步，新兴学科和技术的不断涌现，原来的一些机械设计方法已适应不了当今的时代潮流。特别是方案设计是目前智能化CAD的瓶颈之一，已成为各国设计学者研究和探讨的热点。本文从以下几个方面浅谈一下机械设计的理论和方法。

1 现代机械设计的概念和地位

机械设计是指根据对机械产品的设计要求，应用当代先进技术成果，通过设计人员的创新思维，经过反复调查、分析、论证、判断做出决策，并采用适当的设计模型使之量化，最终将输入的物料（毛坯、半成品等）、能量（机械能、电能、热能等）或信号（测量值、数据、控制信号等）转化为功能完善、技术先进、经济合算、造型优美、深受用户欢迎的技术装置或机械的过程。

机械设计是生产机械产品的第一步，是决定机械产品性能的关键环节。据统计，机械产品的生产成本，70%由设计阶段决定。所以必须把好设计关。

2 现代机械设计发展趋势

随着科技的进步，设计水平发展很快。首先，机械设计的基础理论和各种专业产品设计机理的研究得到进一步加强；其次，关键零部件的设计研究得到加强。

2.1 通过设计来完善产品的功能及原理

任何一种机器的更新换代都有三个途径：一是改革工作原理；二是通过改进工艺结构和材料，提高技术性能；三是加强辅助功能，使其更适应使用者的心理。特别是第二步、第三步，目前发展迅猛，开发得比较成熟。

2.2 通过设计提高产品质量

（1）基本性能方面。随着科技的进步，出现一系列的新工艺、新材料，如硬质合金材料的出现，使普通车刀在高速切削下的寿命大大提高。

（2）适应能力方面。机械设计除应满足产品的基本性能外，还要考虑工作情况发生变化时的产品适应能力。如采用齿轮传动的自行车代替链传动，更能适应在恶劣环境下的使用。

3 现代机械设计原则

机械设计应遵循以下原则：

1.实用性原则 市场需求是设计动力的源泉。机械设计首先要满足所设计机械产品的基本功能和必要的辅助功能要求。

2.经济性原则 所设计的产品应尽量降低成本，提高附加值，提高经济效益和市场竞争力。

3.安全性原则 所设计的产品应在技术上采取必需的、可靠的安全防护措施，保证操作者、管理者的人身安全和机器的安全。

4.优化原则 所设计的产品应达到当代科学技术先进水平，产品制造和使用达到最佳水平，多种原理方案和设计参数达到“最优解”。

5. 可靠性原则 所设计的产品应在规定的时间内完成规定的功能，即不发生失效。

4 现代机械设计理论与方法

设计理论是对产品原理和机理的科学总结，设计方法是使产品满足以及判断产品是否满足设计原则的依据。现代设计方法是基于设计理论形成的，因而更具科学性和逻辑性。

4.1 利用现代计算机软硬件技术的设计方法

在产品开发初期借助于设计方法学，利用多媒体工具进行系统的开发。根据这一指导思想，利用数学系统理论，同时考虑系统工程理论产品设计技术和系统开发方法学，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件。根据这一设计方法，往往把产品的整个开发过程概括为产品规划、开发和生产规划三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。

（1）产品规划——构思产品。其任务是确定产品的外部特征，如色彩、形状、表面质量、人机工程等，并将最初的设想用CAD立体模型表示出来，建立能够体现整个产品外形的简装模型。

（2）开发——设计产品。该阶段主要根据系统合成原理，在立体模型上配置和集成解元素，把实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后，即可对产品的配置进行分析。产品配置分析是综合产品规划和开发结果的重要手段。

（3）生产规划——加工和装配产品。在这一阶段中运用CAD技术，用计算机图案显示解元素在相应位置的装配过程，即通过虚拟装配模型揭示造型和装配间的关系，由此发现难点和问题，并找出解决问题的方法。借助于现代计算机软硬件技术，通过三维图形软件、多媒体和超媒体技术以及虚拟现实技术进行设计。

4.2 积极开发发展绿色设计、制造

（1）绿色设计制造是现代设计制造的可持续发展模式。人们已经认识到环境与发展是密不可分的。要从根本上解决环境问题，必须转变发展模式和消费模式，即为资源型发展模式逐渐转变为技术型发展模式，依靠科技进步，节约资源和能源，提高效益，减少废物排放，实施清洁生产和文明消费，建立资源与环境相联系的新的发展模式。这是人类探索了几个世纪终于领悟到的发展观——可持续发展。

（2）发展绿色设计制造将为企业发展带来新的机遇。开发绿色设计制造是人类可持续发展战略的重要组成部分，是每个企业家必须考虑的企业行为，但是不少企业认为绿色制造投入大，见效慢，经济效益不如直接抓成本、抓产量、抓品种等见效快，因而无视对环境的污染，甚至宁愿被罚款，也不愿采取措施。

实际上，环境全面改善，一方面可改善员工的健康状况和提高工作安全性，减少不必要的开支；另一方面在绿色制造环境下工作的员工心情舒畅，有助于提高员工的主观能动性和工作效率，以创造出最大的利润，使企业具有更好社会形象，为企业增加无形资产。

（3）发展绿色制造将推动新一轮技术创新。在全球性竞争日趋激烈的背景下，利用高新技术和现代化管理来提高生产率，节约自然资源投入，以及节约劳动和各种形式的资本，是促进经济增长与发展的主要源泉。事实上，从产品设计到制造技术，从企业组织到营销策略的制定，一批绿色制造技术与概念已经在发展之中。

5 机械设计的现状与展望

目前，机械设计还仍处于半理论半经验的阶段。

随着现代科学技术的迅速发展，近30多年来机械设计发生了较大变化，设计理论更新颖，设计方法更科学、更完善，计算精密度更高，计算速度更快了。

从某种意义上说，机械设计是科学技术转化为生产力的过程，科学技术的发展又促进了机械设计技术和方法的现代化。机械优化设计给机械工程界带来了巨大经济效益，随着技术更新和产品竞争的加剧，优化设计的发展前景非常的广阔。但我们仍需关注的是，在优化技术水平得到了提高的同时，国内机械加工或工艺水平、加工手段和制造技术也应配套提升才行。

参考文献