液压教学实验台的发展趋势

液压实验教学是将理论知识与实际操作所结合， 是教学的重要环节。通过实验，同学们不仅能够掌握和深化理论知识，同时还能熟练液压实验步骤和基本操作。在动手操作过程中，增加直观认知，快速掌握仪器仪表的使用，提高实验分析能力，从而培养利用理论知识分析和解决问题的能力。在现阶段的液压实验教学中，大部分仅仅是基于基本回路的简单实验操作实训，属于常规验证性实验。对工程实践而言远远不够。所以亟待开发新的实验项目，研制和制作综合类实验教学平台。

1、液压综合实验台的研究现状

现代液压技术的不断发展， 液压实验设备的设计与开发也随之高速发展，国内外有了许多先进的设计实现方案。

1.1 透明型液压实验装置

透明型液压实验装置是由日本的Yamamoto Masami 发明的。可以透过透明外壁直观地观察到各元件的内部结构。实验台中所有元件基本上都是由丙烯酸（类）树脂制作，目的就是为了清晰直观的了解各元件的结构与工作原理。在这种实验台上，操作者可以自己搭建透明的液压回路，直观地观测到各液压元件和液压回路的工作情况。如采用透明丙烯酸（类）树脂制作的换向阀， 可以清楚地看见各换向阀的内部构造以及工作时阀芯的位置变换。

1.2 气穴现象演示实验台

此项由美国的弗兰克·盖默和约瑟夫·克拉米斯克发明，由蓄水池、进水管路和出水管路组成。通过在进水管路上安装限制阀限定气体流量，以此控制是否产生气穴。液压泵采用透

明材料制成，便于观察气穴效应对液压泵的影响。透明结构的流量计可以直观地观察到气体运动状态以及检测气穴效应对效率的影响。此外，装置可以安装在移动平台上，方便现场作业测试。

1.3 液压技术培训装置

液压技术培训装置由美国的Hautzenroder 和Manfred所研究设计。主要用作初级和液压技术培训。装置由安装机架的垂直安装面板、装有各种阀的液压元件油路块以及连接

传感器的数据显示面板组成。垂直面板上可安装模块化的油路块，搭建所需的实验回路；通过传感器和数据采集器将数据传输到计算机处理后， 再经由显示面板显示出结果分析曲线，整个实验过程就结束了；实验装置操作灵活方便，用于教学简单快速。

1.4 流体静力学教学装置

流体静力学教学装置由德国的Kunze Wolfgang 所设计发明。装置采用模块化结构，即将液压元件固定在一个完整的移动模块上，做实验时只需根据所需回路，用油管连接选择取模块。液体流量通过量杯和流量计获得，流量计测得数据通过数码管显示。

2、现代综合实验台的特点

2.1 透明式多功能液压实验台

此类液压实验台除直立面板外， 装配的液压元件和管道均为可透视材料制成。通过透明的玻璃外壳，可以清楚地观察到所有液压元件的内部结构及工作过程。现国内的典型产品有河南

机电高等专科学校研制开发的多功能液压教学综合实验台和上海育仰科教设备研究开发的YUY-19B型透明液压传动演示实验台。

2.2 组合式快接液压实验台

组合式快接液压实验台，可以通过快速接头搭接实验回路，连接方便快捷、不漏油，同时配备的液压元件都是常见的实际应用元件。优点在于不需要工具就能快速搭接液压回路。通过快速液压平台，可根据事先设计好的原理图，选择所需要的元件搭建回路。具有代表性的产品是吉林大学的快速插接任意组合式液压与气压传动综合教学实验台和德国Festo公司的TFSOO液压基本回路拼装式实验台。

2.3 多功能液压综合实验台仿真功能

这种综合实验台的特点是将计算机与实验台相连，通过计算机的多元化处理方式，同学们可以利用仿真软件，方便快捷地调用液压元件符号、画出设计的回路图并通过软件进行调试，简化了实验教学的难度。而且在绘制完回路后，可由软件自行检查错误，减少实际搭接中的错误。另外，仿真软件中的元件*按照实际配备的元件参数设定， 因此可以对设计的回路进行仿真。

3、液压综合实验台的发展趋势

3.1 透明材料在液压实验台上的广泛应用

抽象的液压技术知识难以理解，在液压教学实验中，直观地观察液压元件内部结构和基本回路的组成情况显得尤为重要，因此，实验台中的元件透明化理念产生了。在使用了透明化元件的实验台上实验， 学生可以观测各种元件的工作状态及在实验回路中起到的作用。

3.2 多种控制方式在实验台上的实现

随着科学技术的高速发展，计算机技术、现代工业控制技术己经广泛应用到现代液压技术中。由此，多种控制方式的液压综合实验台便出现在实验教学中。手动按钮控制、继电器控制，结合先进的PLC 控制、计算机控制，现代型的综合液压实验台上设置了多种控制方式，通过改变控制方式，能够适应现代工业的多元控制要求，机电液一体化的综合运用，更适合复合型液压技术人才的培养。

3.3 开放式的液压实验台

传统的液压实验台，空间狭小，可以搭建的回路方案少且多为基本回路，配置的元件少且固定，难以在当今的实验教学中满足要求。在开放式的实验台上，空间广、元件充足，可以按照预先的想法亲自动手组装搭接液压回路，可充分调动学习积极性，操作者通过切身体会， 将理论与实践统一。具有代表性的设计，就是快速任意插接组合式实验台结构。

3.4 将计算机辅助实验技术应用到综合实验台中

近年来，计算机辅助实验(CAT)技术在许多方面已经取得快速发展，带动着现代液压技术的迅猛发展。计算机辅助实验技术可以为综合实验台带来多种便捷的功能。

（1）仿真功能。通过计算机上安装的仿真软件，实验前可以先在电脑上设计好液压回路，并且模拟调试回路。有助于尽早发现并修改设计中的错误，可以减少真实实验中的错误。

（2）检测、传输和数据处理功能。使用计算机作为上位机控制液压综合实验台， 并且可以通过安装在实验台上的各种传感器，例如压力、位置、流量等传感器并经由实验台自带的数据采集模块，可以在计算机上处理输出的实验数据，也可以直接输出相关曲线，更加清楚直观地展现实验结果。

（3）多媒体教学功能。在进行实验之前，可以利用计算机的多媒体功能，将需要进行教学的实验回路设计成动画模式，以此展现给学习者。通过动画展示， 学习者可以直观地理解回路原理。

（4）使用计算机建立虚拟实验平台，虚拟实验平台建设好后，可以在计算机上模拟真实的实验，为液压教学提供了新的发展方向。

通过液压综合实验台的设计开发， 能够实现多种课堂上无法学习到的实践工程知识，通过液压综合实验台的引进，能够基于其设计出基本液压实验，并通过动手搭建油路，熟悉各实验的具体操作步骤和注意事项，以此达到深刻理解液压传动知识，培养学习者理论与实践结合的意识，增强学习者动手操作能力。