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伴隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，數控加工技術在生產質量上的優(yōu)勢也逐漸明顯，數控加工技術的使用也進一步提升了生產效率，推動機械制造業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，為我國重工業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新保駕護航。在研究PLC自動化技術方面我國應該積極參考和借鑒發(fā)達國家的*理論和經驗，與我國農業(yè)生產實際緊密結合，投入充足的資金和資源用于技術研發(fā)和推廣，促使研究成果迅速得到市場化轉化，給農業(yè)生產制造新的利益增長點。然而技術研發(fā)工作資金投入不足的問題較為突出，相關部門并沒有嚴格監(jiān)督資金的使用情況，無法保證資金的充足注入，導致PLC自動化技術研究工作因缺少資金強力支持而后繼無力，很難獲得預期的研究成果，PLC自動化技術對農業(yè)機械的控制精度達不到要求，這極大的制約了我國農業(yè)機械的自動化和智能化發(fā)展腳步。保證研發(fā)資金的充足注入是推進技術創(chuàng)新的有效舉措，特別是對于農業(yè)機械的自動化發(fā)展來說，加強PLC自動化技術的研究，針對技術應用效果進行不斷改良，離不開資金的強力支持。北航機器人研究所主要采用了2種機械臂關節(jié)鎖緊結構：一種是利用電磁離合器，將其安裝在各個關節(jié)處，通過離合器通斷電后的閉合實現鎖緊，但其初始成本過大，且后期維護難度也相對較大；另一種是機械鎖緊，彈簧在關節(jié)外拉緊摩擦片，使得外圈抱緊摩擦片從而實現鎖緊，但摩擦片長期使用后，摩擦系數越來越小，終將導致鎖緊能力下降。北京石油化工學院郭麗峰[2]等設計了一種球鉸快速鎖緊裝置，該結構是利用電磁鐵通斷電使得鎖緊推桿推動鎖緊盤，松放球鉸內球體實現鎖緊，但此方法維修比較困難；設計了一種可調節(jié)鎖緊力的液壓鎖緊缸，但其需要額外的液壓源，同時，還存在泄漏的問題；蘇州大學匡紹龍[4]等設計了一種被動機械臂關節(jié)鎖緊機構，通過螺紋軸套與剎車盤片互相抵緊實現鎖緊，但其剎車盤片和上述摩擦片相似，長期使用會使摩擦系數變小，導致鎖緊能力下降。

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課程的任務是掌握機械工程相關的基本概念、基本理論和解決問題的基本思想方法，對常用平面機構和簡單的機械工程問題具有初步分析與選用能力；豐富機械工程常識，培養(yǎng)邏輯思維能力、抽象化能力。近年來，我校非機械類機械工程基礎的授課學時為48學時。由于教學內容繁雜，課時顯得捉襟見肘。這門課各部分知識的跨度很大，課程知識面廣，結構緊密度不夠。如何合理調整課程體系，保留課程主干內容，舍去相關次要內容；既兼顧課程內容的有機結合，又考慮各部分內容的銜接，需要授課教師進行合理的構思和課程安排。由于這門課程不是非機類專業(yè)學生的主干課程，學生不夠重視這門課程。因此如何調動學生的學習興趣，提高課堂效率，是授課教師的一個較為重要的任務。可以把次要內容錄制成視頻，供學生課后學習。適當引入工程實例和生活中與課程相關的趣味現象。比如：講解“壓桿穩(wěn)定性"部分，給學生介紹魁北克大橋的工程悲劇，以及科學家對壓桿穩(wěn)定問題的研究歷程。通過這些舉例增加學生對課程工程應用的思考，從而提高學生的學習興趣。授課教師可以錄制關于工程實例和趣味現象的視頻，讓學生自己在課下觀看，從而節(jié)約課堂時間。結合學生的專業(yè)，講解與本門課程相關的內容。比如：對于電氣專業(yè)學生，在講授受力分析時，可以給學生講輸電塔的受力分析題目，其中電塔的桿件可以看作二力桿，這樣學生會增加學習的熱情。針對上述鎖緊機構存在的問題，本文設計了一種氣壓驅動的球鉸鎖緊機構，并對其中的碟形彈簧進行預緊力分析計算。球鉸結構較其他結構有更快的鎖緊速度，采用氣壓鎖緊雖然難以伺服控制，但能提供較大鎖緊力，且高壓氣體源可以經過壓縮后儲存在很小的容器中，可降低機械臂整體體積。球鉸鎖緊結構主要由鎖緊機構、解鎖機構、預緊機構、高壓氣缸、單向閥等組成，如圖1所示。在平常狀態(tài)下，球鉸被彈簧施加的預緊力壓緊鎖死，需要解鎖時由高壓氣推動活塞釋放球頭。本次采用的是碟形彈簧，它能在小變形量內對球頭提供較大的預緊力。鎖緊機構為球鉸提供正壓力使其鎖緊；解鎖機構利用氣缸活塞受到高壓氣推擠產生位移，導致球窩脫離球頭從而解鎖；預緊機構用于在安裝過程中擠壓碟形彈簧從而調節(jié)機構預緊力，而4個單向閥分別控制左右臂高壓氣缸的進氣排氣。