專利名稱：車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上，很多學(xué)校都采取向定點(diǎn)企業(yè)購置設(shè)備的方式。因?yàn)閷I(yè)的生產(chǎn)廠家在開發(fā)教學(xué)儀器設(shè)備上有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，能夠提供功能較齊全的教學(xué)設(shè)備。然而，與用人單位直接接觸的高校，更清楚學(xué)生培養(yǎng)的重點(diǎn)和方向，而要讓學(xué)生“用得上，留得住”，就需要有符合學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生所需的、針對(duì)性的專用教學(xué)設(shè)備。國內(nèi)市場上的傳感器教學(xué)設(shè)備多為開發(fā)箱形式(主要來自亞龍、啟東以及天煌教儀等廠家)，有助于學(xué)生理解理論知識(shí)，卻存在以下問題<1>需要大量的設(shè)備而教學(xué)效果不明顯傳統(tǒng)教學(xué)模式需要多套相同的開發(fā)箱， 教師課堂演示學(xué)生重復(fù)完成，這樣的教學(xué)更側(cè)重于原理的驗(yàn)證而忽略了其應(yīng)用；<2>缺乏針對(duì)性、創(chuàng)新能力培養(yǎng)明顯不足使用傳統(tǒng)設(shè)備，學(xué)生不能根據(jù)自身情況自由選擇相應(yīng)的傳感器與執(zhí)行器模塊進(jìn)行行動(dòng)導(dǎo)向的目標(biāo)學(xué)習(xí)；<3>操作性和移動(dòng)性差不便于集體教學(xué)老師常常需要在教室中來回走動(dòng)，浪費(fèi)了大量課堂教學(xué)時(shí)間，同時(shí)傳感器或執(zhí)行器過小，學(xué)生們難以看清的老師現(xiàn)場實(shí)物講解，影響教學(xué)效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種教學(xué)效果好、操作性和針對(duì)性強(qiáng)、便于集體授課的車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于“行動(dòng)導(dǎo)向”教學(xué)理念融“教、學(xué)、做” 于一體，能夠因材施教拓展學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，特別適于汽車類或機(jī)電類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《車用傳感器與執(zhí)行器》課程。為解決上述技術(shù)問題本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架、教學(xué)輔助機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、投影儀和屏幕；教學(xué)輔助機(jī)器人上安裝有攝像頭，它通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊；計(jì)算機(jī)連接投影儀。車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架由多個(gè)傳感器模塊面板和執(zhí)行器模塊面板組成，面板通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊。教學(xué)輔助機(jī)器人的機(jī)械本體為鋁型材制成的箱體，箱體底盤處有兩個(gè)電機(jī)，電機(jī)通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊。本實(shí)用新型的車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用了無線傳輸、機(jī)器人、虛擬儀器和信號(hào)調(diào)理等多種先進(jìn)技術(shù)，并將行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)和理實(shí)一體化教學(xué)以及項(xiàng)目教學(xué)等先進(jìn)的職教理念融合于實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中，能有效地提升《車用傳感器與執(zhí)行器》課程的教學(xué)效果，主要體現(xiàn)在<1>設(shè)備集成化且任務(wù)多樣化實(shí)訓(xùn)臺(tái)架由各種不同的傳感器模塊面板和執(zhí)行器模塊面板組成，能夠集中的展示、實(shí)現(xiàn)各種教學(xué)任務(wù)，節(jié)約了教學(xué)資源投入；<2>行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)情況通過選擇不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，有目地提高和加強(qiáng)，有助于培養(yǎng)創(chuàng)新能力；<3>無線傳輸方便協(xié)助教學(xué)通過教學(xué)輔助機(jī)器人的無線視頻傳輸和模塊面板的無線遠(yuǎn)程協(xié)助，解決了教師往返跑動(dòng)授課的問題，提高了教學(xué)質(zhì)量。

圖1是本實(shí)用新型車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架，2教學(xué)輔助機(jī)器人，3計(jì)算機(jī)，4投影儀，5屏幕，6攝像頭。圖2是車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架中節(jié)氣門位置傳感器模塊面板示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架1、教學(xué)輔助機(jī)器人2、計(jì)算機(jī)3、投影儀4和屏幕5 ；車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架 1由多個(gè)傳感器模塊面板和執(zhí)行器模塊面板組成，面板通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊；教學(xué)輔助機(jī)器人2的機(jī)械本體為鋁型材制成的箱體，箱體上安裝有攝像頭6，箱體底盤處有兩個(gè)電機(jī)(未畫出)，攝像頭6和電機(jī)都是通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊；計(jì)算機(jī)3連接投影儀4。使用本實(shí)用新型時(shí)，將教學(xué)輔助機(jī)器人置于傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架合適距離處，屏幕面向?qū)W生。在授課過程中，教師通過安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)用虛擬儀器軟件事先編寫好的 “機(jī)器人遠(yuǎn)程操控軟件”，可自如地控制教學(xué)輔助機(jī)器人通過遠(yuǎn)程無線操控電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、停止等動(dòng)作；通過攝像頭無線傳輸實(shí)訓(xùn)臺(tái)架處的視頻信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再經(jīng)由投影儀將視頻影像投影至屏幕上，并根據(jù)需要適時(shí)調(diào)整攝像頭進(jìn)行三維六自由度的運(yùn)動(dòng)以采集合適的圖像；操控軟件有“聚焦”功能，可實(shí)現(xiàn)視頻、圖像的放大，計(jì)算機(jī)將接收到的視頻信號(hào)，經(jīng)過虛擬儀器軟件的濾波處理后，清晰地投放于屏幕上，較好地解決了教師上課頻繁走動(dòng)和學(xué)生看不清的教學(xué)難題。學(xué)生在學(xué)習(xí)《車用傳感器與執(zhí)行器》課程時(shí)，教師按照“行動(dòng)導(dǎo)向”教學(xué)法，在進(jìn)行學(xué)生分組后，布置當(dāng)次課的工作任務(wù)。由于車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架上包含多種傳感器與執(zhí)行器模塊面板，因此，各組所拿到的工作任務(wù)也不同，如某組進(jìn)行“節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與檢測”，某組進(jìn)行“熱線式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與檢測”等。圖2顯示了實(shí)訓(xùn)臺(tái)架中節(jié)氣門位置傳感器模塊面板(其他模塊面板與此類似)，面板上有多個(gè)功能按鈕，其中“遠(yuǎn)程協(xié)助”采用無線收發(fā)模塊。使用者按動(dòng)該按鈕時(shí)，無線收發(fā)模塊將通過天線將求助信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡，采集卡采集到求助信號(hào)后，通過串口 向虛擬儀器軟件發(fā)送信號(hào)，此時(shí)計(jì)算機(jī)將通過投影儀在屏幕上顯示對(duì)應(yīng)傳感器的工作原理、應(yīng)用以及檢修方法的視頻圖像。學(xué)生在理解了傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)后，可選擇面板中 “自學(xué)習(xí)”功能按鈕(位置&功用、工作原理、電路連接、故障檢測)，便可在模塊面板上完成對(duì)應(yīng)任務(wù)的學(xué)習(xí)，達(dá)到“能力拓展”的教學(xué)目標(biāo)。為保證無線信號(hào)傳輸，在使用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)時(shí)，盡量避免干擾過大的場合。此外，為確?？刂品€(wěn)定可靠，教學(xué)輔助機(jī)器人與計(jì)算機(jī)距離應(yīng)在IOOOm范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架、教學(xué)輔助機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、投影儀和屏幕；所述教學(xué)輔助機(jī)器人上安裝有攝像頭，它通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊；所述計(jì)算機(jī)連接投影儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架由多個(gè)傳感器模塊面板和執(zhí)行器模塊面板組成，所述面板通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述教學(xué)輔助機(jī)器人的機(jī)械本體為鋁型材制成的箱體，箱體底盤處有兩個(gè)電機(jī)，電機(jī)通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車用傳感器與執(zhí)行器實(shí)訓(xùn)臺(tái)架、教學(xué)輔助機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、投影儀和屏幕；教學(xué)輔助機(jī)器人上安裝有攝像頭，它通過無線收發(fā)模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)無線通訊；計(jì)算機(jī)連接投影儀。本實(shí)用新型采用了無線傳輸、機(jī)器人、虛擬儀器和信號(hào)調(diào)理等多種先進(jìn)技術(shù)，并將行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)和理實(shí)一體化教學(xué)以及項(xiàng)目教學(xué)等先進(jìn)的職教理念融合于實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中，能有效地提升《車用傳感器與執(zhí)行器》課程的教學(xué)效果，幫助拓展學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，特別適于汽車類或機(jī)電類專業(yè)學(xué)生。
文檔編號(hào)G09B5/02GK202025475SQ201120105489
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者劉存香, 劉學(xué)軍, 張爾利 申請(qǐng)人:劉存香, 劉學(xué)軍, 張爾利