慧魚模型在應用技術教育中的運用

慧魚模型在應用技術教育中的運用

趙晉芳 黃宇航 何 欣 姚 峰 王 磊 方山迪 沈陽工學院機械與運載學院

慧魚模型作為教具能夠讓學生自主地展示科學原理和技術過程，緊密聯系研究設計和生產實踐過程，不斷發展的創意組合模型。可謂是應用技術教育的有效載體，對于學生創新能力的培養有很大裨益。

慧魚；應用教育；機械創新設計

引言

1964年，慧魚創意組合模型誕生于德國，它是技術含量很高的工程技術類智趣拼裝模型，是展示科學原理和技術過程的理想教具，也是體現世界最先進教育理念的學具，為創新教育和創新實驗提供了最佳的載體。

慧魚創意組合模型的主要部件采用優質尼龍塑膠制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度；構件的工業燕尾槽專利設計使六面都可拼接，獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充。

1.在應用技術教育中引入慧魚模型的目的

可以使學生了解機器人和機電一體化技術基本原理，了解和掌握機器人和機電一體化技術的基本知識，使學生對機器人和機電一體化技術有一個完整的理解。培養學生機電一體化設計的能力。

為了達到良好的教學目的，教室通常要求學生在動手操作前必須認真預習教科書與實驗指導書中的相關內容。 要求學生綜合利用前期課程及本門課程中所學的相關知識點，了解電機安裝與使用的基本知識，學習電機控制技術、機電傳動控制、電工電子技術等課程的相關內容，培養學生在機電一體化技術方面綜合分析與解決實際問題的能力。

2.開展慧魚模型試驗的內容及步驟

在利用慧魚模型開展的實驗中，教師通常會擬定一些設計題目或學生自選題目，設計并組裝一個機電一體化機械系統。促使學生運用已學的機械設計基礎、機械系統設計、機械創新設計等課程的相關知識，通過閱讀慧魚機器人說明書，培養自己的創新能力。

此類實驗的實驗步驟一般有以下幾步：

（1）根據惠慧魚模型的圖紙組裝慧魚模型組裝機器人機械結構；

（2）在組裝好的慧魚模型組裝機器人機械結構的基礎上，安裝驅動元件；

（3）連接電氣線路及輸入輸出信號線；

（4）接通電源（或在光照下）驅動裝配好的機器人運動；

（5）實驗結束，拆卸機械結構和元器件。

3.學生作品實例——張開橋

作品靈感來源于倫敦塔橋，這是一架能夠同時滿足航運和路面交通兩方面的需要的張開橋。作品工作原理：橋面由鋼索經滑輪連接到發動機，由發動機拉動鋼索帶動橋面的張開與閉合。電動機的啟動與停止由張開橋的三個方位的傳感器控制，以及傳感器接收到信號時，信號燈的亮滅。傳感器信號的轉換是由單片機導入的程序來控制。

圖1 張開橋作品機械結構圖

作品機械結構和電氣結構分別如圖1、圖2所示，作品控制流程圖如圖3所示。

圖2 張開橋作品電氣結構圖

圖3 張開橋作品控制流程圖

4.結論

通過對慧魚模型在應用技術教育中運用情況的分析和研究，筆者認為，通過實體建模與功能設想可以提高學生的動手能力，能夠鍛煉學生的工程思維。慧魚模型在應用技術教育中的應用，為培養學生創新思維和動手能力提供了一個良好的載體，不失為大學生的創新教育的一條新的途徑。

[1]尚銳，曾紅.基于“慧魚”模型的開放式實驗在創新教育中的經驗與啟迪.遼寧工學院學報(社會科學版).2007(4)