液壓實(shí)驗(yàn)教學(xué)是將理論知識與實(shí)際操作所結(jié)合， 是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們不僅能夠掌握和深化理論知識，同時還能熟練液壓實(shí)驗(yàn)步驟和基本操作。在動手操作過程中，增加直觀認(rèn)知，快速掌握儀器儀表的使用，提高實(shí)驗(yàn)分析能力，從而培養(yǎng)利用理論知識分析和解決問題的能力。在現(xiàn)階段的液壓實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分僅僅是基于基本回路的簡單實(shí)驗(yàn)操作實(shí)訓(xùn)，屬于常規(guī)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。對工程實(shí)踐而言遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以亟待開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，研制和制作綜合類實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。

1、液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)代液壓技術(shù)的不斷發(fā)展， 液壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)與開發(fā)也隨之高速發(fā)展，國內(nèi)外有了許多先進(jìn)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。

1.1 透明型液壓實(shí)驗(yàn)裝置

透明型液壓實(shí)驗(yàn)裝置是由日本的Yamamoto Masami 發(fā)明的。可以透過透明外壁直觀地觀察到各元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)臺中所有元件基本上都是由丙烯酸（類）樹脂制作，目的就是為了清晰直觀的了解各元件的結(jié)構(gòu)與工作原理。在這種實(shí)驗(yàn)臺上，操作者可以自己搭建透明的液壓回路，直觀地觀測到各液壓元件和液壓回路的工作情況。如采用透明丙烯酸（類）樹脂制作的換向閥， 可以清楚地看見各換向閥的內(nèi)部構(gòu)造以及工作時閥芯的位置變換。

1.2 氣穴現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)臺

此項(xiàng)由美國的弗蘭克·蓋默和約瑟夫·克拉米斯克發(fā)明，由蓄水池、進(jìn)水管路和出水管路組成。通過在進(jìn)水管路上安裝限制閥限定氣體流量，以此控制是否產(chǎn)生氣穴。液壓泵采用透

明材料制成，便于觀察氣穴效應(yīng)對液壓泵的影響。透明結(jié)構(gòu)的流量計(jì)可以直觀地觀察到氣體運(yùn)動狀態(tài)以及檢測氣穴效應(yīng)對效率的影響。此外，裝置可以安裝在移動平臺上，方便現(xiàn)場作業(yè)測試。

1.3 液壓技術(shù)培訓(xùn)裝置

液壓技術(shù)培訓(xùn)裝置由美國的Hautzenroder 和Manfred所研究設(shè)計(jì)。主要用作初級和液壓技術(shù)培訓(xùn)。裝置由安裝機(jī)架的垂直安裝面板、裝有各種閥的液壓元件油路塊以及連接

傳感器的數(shù)據(jù)顯示面板組成。垂直面板上可安裝模塊化的油路塊，搭建所需的實(shí)驗(yàn)回路；通過傳感器和數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理后， 再經(jīng)由顯示面板顯示出結(jié)果分析曲線，整個實(shí)驗(yàn)過程就結(jié)束了；實(shí)驗(yàn)裝置操作靈活方便，用于教學(xué)簡單快速。

1.4 流體靜力學(xué)教學(xué)裝置

流體靜力學(xué)教學(xué)裝置由德國的Kunze Wolfgang 所設(shè)計(jì)發(fā)明。裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，即將液壓元件固定在一個完整的移動模塊上，做實(shí)驗(yàn)時只需根據(jù)所需回路，用油管連接選擇取模塊。液體流量通過量杯和流量計(jì)獲得，流量計(jì)測得數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示。

2、現(xiàn)代綜合實(shí)驗(yàn)臺的特點(diǎn)

2.1 透明式多功能液壓實(shí)驗(yàn)臺

此類液壓實(shí)驗(yàn)臺除直立面板外， 裝配的液壓元件和管道均為可透視材料制成。通過透明的玻璃外殼，可以清楚地觀察到所有液壓元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作過程。現(xiàn)國內(nèi)的典型產(chǎn)品有河南

機(jī)電高等專科學(xué)校研制開發(fā)的多功能液壓教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)臺和上海育仰科教設(shè)備研究開發(fā)的YUY-19B型透明液壓傳動演示實(shí)驗(yàn)臺。

2.2 組合式快接液壓實(shí)驗(yàn)臺

組合式快接液壓實(shí)驗(yàn)臺，可以通過快速接頭搭接實(shí)驗(yàn)回路，連接方便快捷、不漏油，同時配備的液壓元件都是常見的實(shí)際應(yīng)用元件。優(yōu)點(diǎn)在于不需要工具就能快速搭接液壓回路。通過快速液壓平臺，可根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的原理圖，選擇所需要的元件搭建回路。具有代表性的產(chǎn)品是吉林大學(xué)的快速插接任意組合式液壓與氣壓傳動綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺和德國Festo公司的TFSOO液壓基本回路拼裝式實(shí)驗(yàn)臺。

2.3 多功能液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺仿真功能

這種綜合實(shí)驗(yàn)臺的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)臺相連，通過計(jì)算機(jī)的多元化處理方式，同學(xué)們可以利用仿真軟件，方便快捷地調(diào)用液壓元件符號、畫出設(shè)計(jì)的回路圖并通過軟件進(jìn)行調(diào)試，簡化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難度。而且在繪制完回路后，可由軟件自行檢查錯誤，減少實(shí)際搭接中的錯誤。另外，仿真軟件中的元件*按照實(shí)際配備的元件參數(shù)設(shè)定， 因此可以對設(shè)計(jì)的回路進(jìn)行仿真。

3、液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺的發(fā)展趨勢

3.1 透明材料在液壓實(shí)驗(yàn)臺上的廣泛應(yīng)用

抽象的液壓技術(shù)知識難以理解，在液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，直觀地觀察液壓元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本回路的組成情況顯得尤為重要，因此，實(shí)驗(yàn)臺中的元件透明化理念產(chǎn)生了。在使用了透明化元件的實(shí)驗(yàn)臺上實(shí)驗(yàn)， 學(xué)生可以觀測各種元件的工作狀態(tài)及在實(shí)驗(yàn)回路中起到的作用。

3.2 多種控制方式在實(shí)驗(yàn)臺上的實(shí)現(xiàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代液壓技術(shù)中。由此，多種控制方式的液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺便出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。手動按鈕控制、繼電器控制，結(jié)合先進(jìn)的PLC 控制、計(jì)算機(jī)控制，現(xiàn)代型的綜合液壓實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)置了多種控制方式，通過改變控制方式，能夠適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的多元控制要求，機(jī)電液一體化的綜合運(yùn)用，更適合復(fù)合型液壓技術(shù)人才的培養(yǎng)。

3.3 開放式的液壓實(shí)驗(yàn)臺

傳統(tǒng)的液壓實(shí)驗(yàn)臺，空間狹小，可以搭建的回路方案少且多為基本回路，配置的元件少且固定，難以在當(dāng)今的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滿足要求。在開放式的實(shí)驗(yàn)臺上，空間廣、元件充足，可以按照預(yù)先的想法親自動手組裝搭接液壓回路，可充分調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，操作者通過切身體會， 將理論與實(shí)踐統(tǒng)一。具有代表性的設(shè)計(jì)，就是快速任意插接組合式實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)。

3.4 將計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到綜合實(shí)驗(yàn)臺中

近年來，計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)(CAT)技術(shù)在許多方面已經(jīng)取得快速發(fā)展，帶動著現(xiàn)代液壓技術(shù)的迅猛發(fā)展。計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以為綜合實(shí)驗(yàn)臺帶來多種便捷的功能。

（1）仿真功能。通過計(jì)算機(jī)上安裝的仿真軟件，實(shí)驗(yàn)前可以先在電腦上設(shè)計(jì)好液壓回路，并且模擬調(diào)試回路。有助于盡早發(fā)現(xiàn)并修改設(shè)計(jì)中的錯誤，可以減少真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的錯誤。

（2）檢測、傳輸和數(shù)據(jù)處理功能。使用計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)控制液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺， 并且可以通過安裝在實(shí)驗(yàn)臺上的各種傳感器，例如壓力、位置、流量等傳感器并經(jīng)由實(shí)驗(yàn)臺自帶的數(shù)據(jù)采集模塊，可以在計(jì)算機(jī)上處理輸出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可以直接輸出相關(guān)曲線，更加清楚直觀地展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（3）多媒體教學(xué)功能。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，可以利用計(jì)算機(jī)的多媒體功能，將需要進(jìn)行教學(xué)的實(shí)驗(yàn)回路設(shè)計(jì)成動畫模式，以此展現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。通過動畫展示， 學(xué)習(xí)者可以直觀地理解回路原理。

（4）使用計(jì)算機(jī)建立虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)好后，可以在計(jì)算機(jī)上模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，為液壓教學(xué)提供了新的發(fā)展方向。

通過液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)開發(fā)， 能夠?qū)崿F(xiàn)多種課堂上無法學(xué)習(xí)到的實(shí)踐工程知識，通過液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺的引進(jìn)，能夠基于其設(shè)計(jì)出基本液壓實(shí)驗(yàn)，并通過動手搭建油路，熟悉各實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟和注意事項(xiàng)，以此達(dá)到深刻理解液壓傳動知識，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者理論與實(shí)踐結(jié)合的意識，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者動手操作能力。