慧鱼模型在应用技术教育中的运用

慧鱼模型在应用技术教育中的运用

赵晋芳 黄宇航 何 欣 姚 峰 王 磊 方山迪 沈阳工学院机械与运载学院

慧鱼模型作为教具能够让学生自主地展示科学原理和技术过程，紧密联系研究设计和生产实践过程，不断发展的创意组合模型。可谓是应用技术教育的有效载体，对于学生创新能力的培养有很大裨益。

慧鱼；应用教育；机械创新设计

引言

1964年，慧鱼创意组合模型诞生于德国，它是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。

慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。

1.在应用技术教育中引入慧鱼模型的目的

可以使学生了解机器人和机电一体化技术基本原理，了解和掌握机器人和机电一体化技术的基本知识，使学生对机器人和机电一体化技术有一个完整的理解。培养学生机电一体化设计的能力。

为了达到良好的教学目的，教室通常要求学生在动手操作前必须认真预习教科书与实验指导书中的相关内容。 要求学生综合利用前期课程及本门课程中所学的相关知识点，了解电机安装与使用的基本知识，学习电机控制技术、机电传动控制、电工电子技术等课程的相关内容，培养学生在机电一体化技术方面综合分析与解决实际问题的能力。

2.开展慧鱼模型试验的内容及步骤

在利用慧鱼模型开展的实验中，教师通常会拟定一些设计题目或学生自选题目，设计并组装一个机电一体化机械系统。促使学生运用已学的机械设计基础、机械系统设计、机械创新设计等课程的相关知识，通过阅读慧鱼机器人说明书，培养自己的创新能力。

此类实验的实验步骤一般有以下几步：

（1）根据惠慧鱼模型的图纸组装慧鱼模型组装机器人机械结构；

（2）在组装好的慧鱼模型组装机器人机械结构的基础上，安装驱动元件；

（3）连接电气线路及输入输出信号线；

（4）接通电源（或在光照下）驱动装配好的机器人运动；

（5）实验结束，拆卸机械结构和元器件。

3.学生作品实例——张开桥

作品灵感来源于伦敦塔桥，这是一架能够同时满足航运和路面交通两方面的需要的张开桥。作品工作原理：桥面由钢索经滑轮连接到发动机，由发动机拉动钢索带动桥面的张开与闭合。电动机的启动与停止由张开桥的三个方位的传感器控制，以及传感器接收到信号时，信号灯的亮灭。传感器信号的转换是由单片机导入的程序来控制。

图1 张开桥作品机械结构图

作品机械结构和电气结构分别如图1、图2所示，作品控制流程图如图3所示。

图2 张开桥作品电气结构图

图3 张开桥作品控制流程图

4.结论

通过对慧鱼模型在应用技术教育中运用情况的分析和研究，笔者认为，通过实体建模与功能设想可以提高学生的动手能力，能够锻炼学生的工程思维。慧鱼模型在应用技术教育中的应用，为培养学生创新思维和动手能力提供了一个良好的载体，不失为大学生的创新教育的一条新的途径。

[1]尚锐，曾红.基于“慧鱼”模型的开放式实验在创新教育中的经验与启迪.辽宁工学院学报(社会科学版).2007(4)