CN101996502A - 一种实验平台及其构建方法 - Google Patents

Abstract

一种实验平台及其构建方法，涉及教学实验技术、方法及产品，特别是以培养学生综合性、设计性、创新性和实际动手能力为目标的实验平台，它包括实验挂板(1)和实验挂件(2)，实验挂件(2)是以挂接的方式与实验挂板(1)相挂接的，还可以包括废旧物资基本实验条件库(3)，配套实验条件库(4)，操作台(5)，计算机实验应用系统(6)及典型实验平台(8)，使用这样的实验平台，学生可以像逛超市一样选购实验用品，像在黑板上写字画画一样构建自己想要的实验平台，像在科研与生产实践中研究、设计、制造新产品一样进行接近真实的全流程实践锻炼，不仅有利于提高学生的实验效果，节约实验经费，还有利于促进废旧机电设备的有效利用，达到节约资源和保护环境的目的。

Description

一种实验平台及其构建方法

1技术领域

一种实验平台及其构建方法，涉及教学实验技术、方法及产品，特别是以培养学生综合性、设计性、创新性和实际动手能力为目标的实验平台。

2背景技术

2.1现有技术

2.1.1实验平台是一种基本的教学实验技术手段，广泛应用在各类学校和教育培训机构中，特别是随着生产的发展、科技的进步，社会对学生在创新能力、实践能力等方面的要求越来越高，实验教学及其实验技术也得到了高度重视和发展。

2.1.2实用新型专利“电冰箱教学实验台”(专利号ZL00235093.9)，提出了一种专用于电冰箱教学实验的实验装置，为了便于观察，采取如下措施，有一台架，台架上安装有仪表操作盘、冷凝器、蒸发器、压缩机、干燥过滤器等部件，并以透明罩将部分部件加以保护。该技术能够让学生能够感性、直观、清晰地学习和了解电冰箱的原理和使用，但仍存在各部件均为固定安装、体积较大、实验内容比较单一、实验流程短，体积大占地多，综合性不足等缺点。

2.1.3实用新型专利“过程设备基本实验综合实验台”(专利号ZL200720148945.3)，提出了一种将设备实验、过程实验和控制实验三合一的实验平台，能让学生将工艺设备、工艺过程和过程控制联系在一起，虽然增加了综合性，但体积大，设备结构固定，可设计性、可变性、可安装性、可视性仍然比较差。

2.1.4实用新型专利“传感器综合实验平台”(专利号ZL200720112610.6)，则提出了一种包括屏体、被检测源、传感器信号调理模块和实验桌在内的传感器技术综合实验平台，具有较好的可变性、可设计性、可装配性，但仍然是专配屏体、操作台等，体积大，学科交叉度较低。

2.1.5文章“FANUC数控系统综合实验装置平台的研制”，(《中国现代教育装备》，曹锦江、郁汉琪、李宏胜)，提出的“NBF-1型FANUC数控(车床)系统综合实验装置”，将各种机械与电器结构元件以模块方式固定安装在操作台和机械执行实验台上，并采用透明罩，使平台的综合性、可观测性得以增强，但其各种模块化的结构元件依然是固定安装，不便拆卸和组装，体积大，模块通用性不强，利用率较低。

2.1.6文章“电子信息技术综合实验平台的建设”，(《实验技术与管理》，古天祥等，Vol.18No.3200)，提出了将“电子实验、微机实验以及设计、开发、测试实验环节，建立在微型计算机(PC)的平台上，构成一个多功能的综合实验平台”的技术方案，增加了实验流程、提高设备的综合性、设计的灵活性和可设计性，但仍然是固定安装，模块之间的线路都是在线路板上布置好的，只要拔插接线就完成了，仍缺少装配的实践环节，并且所用模块也仅能在本平台上使用，其综合性、灵活性、可设计性、实践操作性仍显不足。

2.2现有技术的不足

纵观现有技术中的实验平台都不同程度存在以下缺陷：

2.2.1都是固定安装的，包括平台内部结构、线路、实验内容以及实验方法等几乎都是固定的，设备内部结构关系不易观察、与外部设备的关联性较差、实验流程短、内容少，不利于培养学生的设计能力、创新能力，并且不容易扩充和更新；

2.2.2实验内容比较单一，结构元件不能共用，学科交叉度不高，要满足多学科综合性、设计性实验，只能依靠多种平台实现学科的交叉，但这样又有投资过大、占用实验室面积过大、设备利用率低，而且学科之间的关联度也不能得到良好体现的缺点，学生难以通过实验建立课程与课程之间、学科之间以及课程与学科之间的系统性关联，不利于培养学生的综合性、系统性分析能力；

2.2.3每个实验平台都有一个或几个体积较大的台柜，这是造成许多学校实验室拥挤不堪，却仍不能满足实验教学需要现状的主要原因。

2.2.4实验的可设计性、可变更性、可创新性、可观查性、可动手性都不够高，特别是那些复杂高价的实验平台，学生只能选择按照实验指导书或教师提供的现成步骤，做一些简单的线路连接、参数设定等操作，至于内部结构、原理、各元件和机构之间结构关系以及设计、安装等都难以获得，不利于培养学生的工程实践能力。

2.2.5大部分元件，特别是电器、电子元件都是安装在柜内，学生只能在面板上看到它们的符号，而这些符号和书本是一样的，实验内容和过程与工程实践内容及要求相差较远，因此并没有发挥实验的真正效果。

2.2.6所有的实验平台都是以新元件、新设备装配构成的，价格高，即影响实验平台的装备数量，也不能放手让学生进行拆卸、安装、调试等最有价值的实验。

以上一系列问题都对实验效果、设备实际利用率以及投资效益等造成一定影响。本发明正是基于这样的背景下提出并完成的。

3发明内容

3.1发明的目的

本发明的目的是提供这样一种实验平台及其构建方法：

3.1.1是元件化的，能够让学生方便的见到最基本的实验元件和单元，并实践如何使用这些元件构建基本单元和实验系统。

3.1.2是挂接式的，采用挂板和挂件，以挂的方式连接，能够让学生直观、便捷、灵活、快速的完成实验。

3.1.3是全流程仿真式的，从任务书下达，到理解任务、查阅资料、方案设计、结构设计、单元制作、单元调试、系统装配、系统调试直到总结验收全过程，与科研开发和生产实践尽量的同化，充分发挥实验的应有功能，提高学生解决实际问题的能力。

3.1.4是仓储式的，所有的元件、设备、工具、资料等实验条件，都是以仓储的方式提供并对学生完全开放的，学生可以像在超市中购物一样，根据自己的需要选择，并履行借用和归还的手续，而这种“逛”的过程本身也是很好的学习过程。

3.1.5是共用式的，所有的实验条件，都不是为某一个实验或设备配置的，而是为任何一个可以使用的实验共同设置的，一个实验完成以后除特别需要保留的和合理消耗的以外都将物归原处以便再用。以最大限度的提高实验原件与设备等的利用率。

3.1.6是自助式的，学生可以根据自己的喜好与特长，自定题目、自选材料、自行组织实施，以充分发挥和调动学生的主观能动性，即能培养学生的兴趣、爱好和特长，又能增加学生的自信心和成就感。

3.1.7是有自我发展能力的，随着实验与开发的不断进行，一些典型的实验项目、具有鲜明创意的开发成果可以作为标准实验挂件或设备，使平台的内容和功能在学生实验和开发的过程中不断的充实和拓展。

3.1.8是低成本的，要放开让学生动手，就必然要保证有足够多的数量，并能承受必要的损耗，所以低成本是本发明追求的主要目标之一，也是决定成果能否推广应用的重要因素，本发明提出的以废旧物资构建平台的基本实验条件库，是要达到既能有效减低成本、扩大来源，又能使废旧物资得到充分、合理、高效的回收利用目的。

3.1.9是开放式的，其实验功能与实验内容的拓展是完全开放的、兼容的和累加式的，任何新的实验功能、实验内容以及实验条件等的增加，除了受平台的空间结构限制以外，其它的影响因素都很小并且可以很方便的加以解决。

3.1.10是在空间结构上尽量优化的，实验室用房的紧缺，常常比设备的紧缺更为突出，许多学校实验室中塞满了各种各样的实验设备，仅在空间已经让学生没有心情和条件做好现有的实验，更无法拓展新的功能和内容，因此，优化平台空间结构，有效减少空间占用也是本发明的目的之一。

3.1.11可以是产业化的，平台就是一种产品，开发设计、生产加工、安装调试、产品销售、直到售后服务是一个典型的产业化模型，在教学实验功能的基础上，构建真实的企业，是要达到技能为学生提供创新、创业实践平台，又能直接实施成果转化，创造经济效益的目的。

3.2本发明的目的是这样实现的：

3.2.1本发明提出的实验平台，它包括实验挂板【1】和实验挂件【2】，实验挂件【2】是以挂接的方式与实验挂板【1】相挂接的，结构方式如图1所示。

采取挂板【1】与挂件【2】相互挂接的结构方式，而不是像现有技术中普遍采用台、柜、箱的固定安装方式，是实现本发明的目的的技术基础之一，首先，“挂”是连接固定方式中最快捷的一种，能节有效省时间；其次，挂板与挂件的平台结构，比现有台、柜式固定安装方式，更能有效节省平台的空间占用，使实验室过分拥挤的矛盾得到缓解；第三，挂板与挂件的平台结构，为实现平台的元件化、仓储式、共用式、自助式和开放式提供了技术基础，这使得元件可以方便的拆卸与安装，使得学生能方便、灵活的制作和组装各式实验挂件，并将实验挂件【2】在实验挂板【1】上进行模拟生产实际的有效组合，使得元件和挂件能作为相对独立的个体以仓储的方式存放，使得包括挂板、挂件以及设备、元件等所有的结构要素都能够具有共用的特征，使得学生能够借助于挂板和挂件等自助、自选的展开各种实验，使得平台能够开放的得到灵活、方便的拓展和更新；第四，由于是采取挂接而不是在实验台或实验柜内固定安装实验原件或实验设备，因此，实验时将挂件挂上，将各挂件相互连接，实验结束所有挂件及其相互连接都拆卸并回归原位，这样不仅节省占地，还有利于学生清晰、准确、全面地了解和掌握实验系统内部个实验单元(结构要素)及其相互之间的关系，同时还为实验元件、设备以及挂件的共用提供了条件，使元件、设备以及挂件等实验条件的利用率获得较大提高。

3.2.2实验挂板【1】由框架【1-1】和网面【1-2】组合构成，为了安装的方便，在框架【1-1】上设有多个安装孔【1-3】；为了牢固考虑，网面【1-2】与框架【1-1】之间最好是焊接在一起的，也可以是以螺钉或铰接的方式来固定，挂板的材料最好是金属的，但对于只有重量很轻挂件的实验平台，也可以选择非金属材料制作，比如朔料、环氧树脂板、尼龙板或绳等。为了使用的方便和尽量优化空间结构，挂板最好是模块化的，使用中，可以根据需要和空间结构状况将多个挂板进行组合，实验挂板【1】可以安装在墙壁上，也可以根据实验平台的空间结构需要安装在操作台【5】上，或者以固定架直接固定在地面上。

3.2.3为了挂接的方便，实验挂板【1】采用了网状结构的网面【1-2】，网面结构根据制作材料及结构形式的不同，可以是板网结构或丝网状结构二种结构形式；板网状结构的网面上有很多规则分布的孔【1-4】，为了挂接的牢固，孔的形状应该是上宽下窄的，最好是“T”形孔，具体结构如图2所示；丝网状结构的网面是由纵横交接的金属丝或条【1-5】组成的，交接方式最好是焊接，也可以采用铰接的方式连接，金属丝或条构成的网面【1-2】与框架【1-1】最好是焊接在一起的，也可以采用铰接的方式固定，如果没有较重挂件，构成丝网状结构网面的丝，也可用非金属的绳代替具体结构如图1或图9所示。

3.2.4如果挂件的重量比较大，可以增加板网的厚度或金属丝或条的截面积，为了在同等金属用量的前提下尽量增加网面的承重能力，丝网状结构网面【1-2】的横向金属条【1-2-1】的正面高度比侧平面厚度大，以防止纵向向下变形，而纵向金属条【1-2-2】的侧面厚度比正面宽度大，以防止网面法线方向向外变形，交叉点是焊接在一起的，具体结构如图8所示。

3.2.5实验挂件【2】是由基板【2-1】、挂钩【2-2】和安装在基板【2-1】上的实验单元【2-3】组成的，实验单元【2-3】是实验元件或实验设备或其任意组合，不同功能和结构的实验单元，就构成了不同的实验挂件。

3.2.6挂钩【2-2】可以是固定在实验挂件【2】的基板【2-1】上的，也可以是通过链绳【2-4】将挂钩【2-2】和基板【2-1】连接在一起的，或者是采用双向钩【2-2-3】实现实验挂板【1】和实验挂件【2】的链接。

3.2.7为了提高挂接的稳定性和牢固性，挂钩【2-2】是“Y”形或“T”形或“双向钩”形结构。

3.2.8为了清晰、完整的展示实验对象的整体结构、每一个结构要素的结构以及各结构要素之间的关联结构，在实验挂板【1】的上面可以挂接多个实验挂件【2】，各实验挂件之间以关联件【7】相连接。

3.2.9为了能让学生亲手实践系统装配的全过程，并尽量与生产实际情况相符合，把用于构建各实验挂件之间结构关联的关联件【7】作为一种独立的功能性结构元件，它即可以固定实验挂板【1】上，也可以固定在实验挂件【2】上，所述的关联件【7】，它包括导线【7-1】与端子【7-2】或者导管【7-3】与连接头【7-4】。

3.2.10为了适应元件化的要求，本发明采用了仓储式平台，基本实验条件都是以“仓库”的形式存放和供应的。为了尽量降低实验平台的成本，充分利用废旧机电物资，专门设置了废旧物资基本实验条件库【3】，该库可以是①废旧设备库【3-1】②废旧元件库【3-2】③废旧工具库【3-3】④实验挂件库【3-4】中的一种或任意组合，每一个库都是由货架及其摆放在货架上的废旧机电设备、废旧元件、废旧工具和实验挂件【2】组成的，废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接。

元件化的实验平台结构和实验方法，能够让学生方便的见到最基本的实验元件、实验设备和实验单元，能够全程实践由实验元件构成实验挂件(小系统、功能单元、结构要素)，再由实验挂件构建实验系统，再由实验系统分解成实验挂件，再将实验挂件分解成实验元件的全过程，并通过实际观察获得实验对象的外部表官结构特征，通过实际装配获得实验对象的内部结构特征，通过实际测试获得实验对象的内在功能特征、通过实际使用获得实验对象的使用方法特征等的基本实践知识与能力，从而强化学生在书本理论与生产实践的联系和对比，促进从知识向能力的快速转化。

采用废旧机电物资构建实验平台的基本实验条件库【3】，是降低实验平台成本、减少实验消耗费用的有效措施，由于废旧机电物资来源广泛、种类繁多、数量极大、价格很低，因此，能够基本满足学生实验的要求，特别是在数量和价格上可以为实验提供充足而廉价的条件。

3.2.11为了弥补废旧物资基本实验条件在种类、功能、技术先进性以及数量供应上的不足，本发明提出的实验平台还可以包括配套实验条件库【4】，配套实验条件库【4】是配套设备库【4-1】、配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】和配套资料库【4-4】中的一种或任意组合，其中的每一个配套库都是由货架和相应的配套设备、配套元件、配套工具以及配套资料组成的，配条资料库【4-4】中包括有废旧物资基本实验条件库【3】中所含实验条件的资料，各配套库之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接。专门设置配套资料库【4-4】，是为了培养学生善于积累、整理并形成资料档案的能力和习惯，同时也为学生提供良好的实验条件，有利于提高学生的自学能力、实验效率和实验效果。

3.2.12有一些典型的、常用的或者是特别需要的实验项目或实验平台，可以作为小型或专项实验平台独立的保留下来，作为一种产品或者大型实验平台的一个组成部分，这种典型实验平台【8】，又可以包括模拟某一具体设备的实验平台【8-1】或模拟某一具体生产工艺的实验平台【8-2】或模拟某一具体测控系统的实验平台【8-3】或④模拟设备、工艺、测控系统相互结合构成的综合性实验平台【8-4】，如图12所示，这样的结构有多种积极效果①为本发明提供的实验平台提供一些典型的使用方法和案例②可直接用于演示性、验证性实验③作为独立的专项实验平台产品对外销售获得效益④将这种产品的研究设计、加工制造、装配调试、质量检验过程作为大学生创新性、创业性、科研开发性、综合设计性、生产实践性实验项目，不仅能够使学生得到真实、全面的实践锻炼，更有利于激发学生的实验兴趣、实验热情、实验的积极性、主动性并使之获得自信心和成就感，有利于提高实验效果和人才水平。

3.2.13为了提供计算机及其应用的实验条件，本发明提出的实验平台还可以包括计算机实验应用系统【6】，平台结构如图6所示。

3.2.14为了尽量拓展平台的实验内容、提高学科交叉度、提高计算机的利用率以及借助于计算机提高实验管理水平和实验效果，本发明所述的计算机实验应用系统【6】还可以包括计算机实验管理信息系统【6-1】或计算机电视录像监控系统【6-2】或计算机门禁系统【6-3】中的一种或其任意组合，各种系统共用同一台计算机，系统结构如图10所示。采用计算机电视监系统不仅可以拓展实验内容，还有利于教师监控和掌握实验的进行，同时对实验的学生也是一种有效的约束，特别是当教师不在现场的情况下效果会更好；采用计算机门禁系统主要是为了有利于实施开放式、自助式实验管理，同时也为学生提供门禁系统的学习和实验条件，使计算机实现了一机多用目的，进一步提高了设备和实验平台的利用率，特别是将计算机实验管理信息系统【6-1】、计算机电视录像监控系统【6-2】和计算机门禁系统【6-3】分属于管理信息和监测控制两大类别的计算机应用系统集成在同一台计算机中，不仅提高设备率用率，更重要的作用为学生提供了计算机管理和监控一体化的实验条件。

3.2.15本发明所述的计算机实验管理信息系统【6-1】还可以包括①实验物资管理信息系统或②实验资料管理信息系统或③实验教学管理信息系统重的一个或其任意组合。

3.2.16本发明所述的实验平台，还可以包括操作台【5】，并且可以在操作台【5】上安装实验挂板【1】。为了有效利用空间，操作台的下部还可当货架使用。

3.2.17为实现上述目的及其相应的技术结构，实验平台采取以下基本构建方法：

(1)将实验平台分为系统级实验平台--实验挂板【1】和结构要素级实验平台--实验挂件【2】，系统级实验平台--实验挂板【1】用于系统或系统集成实验，结构要素级实验平台--实验挂件【2】用于系统的结构要素(实验单元)实验；

(2)系统级实验平台--实验挂板【1】与结构要素级实验平台--实验挂件【2】之间以“挂接”的方式相互连接，各实验挂件【2】之间以关联件【7】相互连接；

(3)除实验挂板以外，所有的实验条件都采取“仓储”的结构方式；

(4)“仓储”式结构的实验平台分为基本实验条件库【3】和配套实验条件库【4】，基本实验条件库【3】是基于废旧机电物资回收利用而构建的，它包括废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】或实验挂件库【3-4】中的一种或任意组合；配套实验条件库【4】是为了弥补基本实验条件库中的品种、数量以及质量的不足而构建的，它包括配套设备库【4-1】、配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】和配套资料库【4-4】中的一种或任意组合；

(5)实验平台既要有具体的深入性，又要有广泛的综合性，可以在实验过程中逐步构建典型实验平台【8】，典型实验平台的构建既可以是针对某一个具体设备而构建的，也可以是针对某一个具体的生产工艺或者某一测控系统而构建的，还可以是针对某一具体工厂的设备、工艺以及测控系统的组合而构建的。

(6)实验平台可以包括计算机实验应用系统，并且各种实验应用系统可以共用同一台计算机。

本发明所述实验平台的构建方法，包括以下程序：

(1)设计制作或选择购买实验挂板【1】；

(2)将实验挂板【1】固定在墙壁或操作台【6】上或以架固定在地面上，挂板可以是一块，也可以是多块的组合；

(3)构建废旧物资基本实验条件库【3】：依据实验教学目标及内容要求，构建基于废旧物资回收利用的废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】和废旧工具库【3-3】，其中，废旧设备库【3-1】的构建包括5个过程①物资收集②物资清洁③性能测试④物资分类存入设备库货架⑤建立实验物资档案；废旧元件库【3-2】的构建包括5个过程①元件收集或将设备库中的设备取出并拆解出需要的元件②元件清洁③性能测试或结构测绘④分类存入元件库货架⑤建立实验元件档案；废旧工具库【5-3】的构建包括5个过程①废旧工具收集②废旧工具清洁③检验并做必要的维修④分类归入废旧工具库的货架⑤建立废旧工具档案。

(4)构建实验挂件库【2】：实验挂件库【2】的构建方法可以是基于废旧机电设备的功能结构单元分解而构建的，具体程序是①结合教学实验的需要，将废旧机电设备拆解成若干个实验单元【2-3】(功能结构单元)②将各实验单元固定于相应的基板【2-1】上③在基板上安装挂钩【2-2】④分类存入实验挂件库【3-4】的货架⑤建立实验挂件档案，分类归入配套资料库货架；

实验挂件是实验平台的核心结构要素之一，是实验对象、实验手段和实验内容的载体。实验挂件的核心是实验单元【2-3】，它既可以是单一的实验元件或实验设备，也可以是多个实验元件或实验设备的组合，还可以是一个或多个实验元件和实验设备的任意组合，不同功能和结构的实验单元，就构成了不同的实验挂件。每个实验单元应该具有比较明显的“类别”或“功能”的特征，比如检测单元、控制单元、显示单元、执行单元以及工艺设备单元等，对于一个比较复杂的实验系统，实验单元就是构成系统的结构要素，各实验单元(挂件)之间可以以线路、管路或机械结构相互连接。当实验单元的组合比较复杂时，其制作过程的本身就是很好的实验项目，又可以包括设计过程、实验设备和元件的选择与学习过程、制作过程和安装调试过程。学生通过系统设计一系统按结构要素分解成若干实验挂件(单元)一设计制作实验挂件一将实验挂件布挂在实验挂板上一对实验挂件进行单元测试(或调试)一以管、线等方式将各实验挂件连结在一起构成实验系统一进行系统调试一进行规定的各种实验(包括功能测试、数据测试、数分析与处理)---写出实验总结---将需要保留的实验挂件如实验挂件库，不需要保留的实验挂件拆解回归元件库或设备库等原来位置---实验结束。

3.2.18本发明所述的实验平台的构建程序和方法，还可以包括以下程序：

〔5〕构建配套条件库【4】：根据实验需要、结合废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】的情况，以选择购买为主要方式获得配套条件，包括配套设备、配套工具、配套元件和配套资料，并将其分类存入相应的货架，构成配套设备库【4-1】、配套工具库【4-2】、配套元件库【4-3】和配套资料库【4-4】，设置配套条件库【4】的目的是要弥补基于废旧物资回收利用的废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及教学挂件库【3-4】的不足，为实验提供包括种类、数量、功能、新技术以及资料等方面的必要条件。

3.2.19本发明所述的一种实验平台的构建方法，还可以包括以下程序：

(6)构建典型实验平台【8】：该典型实验平台可以包括①模拟某一具体设备的实验平台【8-1】或②模拟某一具体生产工艺的实验平台【8-2】或③模拟某一具体测控系统的实验平台【8-3】或④模拟设备、工艺、测控系统相互结合构成的综合性实验平台【8-4】，其具体程序是：

模拟某一具体设备的实验平台【8-1】的构建过程是①依据教学需要将设备分解成若干个功能结构单元(实验单元)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】按照设备结构布挂在实验挂板【1】上④以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑤必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作相应的测试实验挂件【2】；

模拟某一具体生产工艺的实验平台【8-2】的构建过程是①依据教学需要将生产工艺分解成若干个功能结构单元(实验设备或实验单元)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】按照工艺流程布挂在实验挂板【1】上④以空气或水或粮食或固体物料或流水灯模拟生产工艺的物流过程⑤以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑥必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作相应的测试实验挂件【2】；

模拟某一实际测控系统的实验平台【8-3】的构建过程是①依据教学需要将实际测控系统分解成若干个功能结构单元(控制单元、检测单元、显示单元、工艺对象单元等)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】按照测控系统结构布挂在实验挂板【1】上④以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑤必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作成相应的测试实验挂件【2】；

模拟某一设备、工艺、测控系统的综合性实验平台【8-4】的构建过程方法是①依据教学需要将实验对象分解成若干个功能结构单元(实验设备、工艺、测控系统或实验单元)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】参照工厂或车间设计布挂在实验挂板【1】上④以空气、水、粮食或流水灯模拟生产工艺的物流过程⑤以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑥必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作成相应的测试实验挂件【2】；

3.2.20本发明所述的实验平台的构建方法，还可以包括以下程序：

(7)构建计算机实验应用系统【6】：该系统可以包括计算机实验管理信息系统【6-1】或计算机电视监控系统【6-2】或计算机门禁系统【6-3】中的任意一个或其任意组合，计算机实验管理信息系统开可以包括①实验物资管理信息系统或②实验资料管理信系统或③实验教学信息管理系统中的一个或其任意组合，以上各种计算机应用系统共用同一台计算机。计算机实验应用系统【6】的构建方法是采购现有管理信息系统计算机软件、电视监控设备及软件、门禁设备及软件集成装配就可以了。

3.3积极效果

本发明提供的实验平台及其构建方法具有许多积极效果，具体如下：

3.3.1具有较好的全面性、系统性

由于采用了元件化和单元化结合的实验平台结构和实验方法，能够让学生方便的见到最基本的实验元件、实验设备和实验单元，并通过实际观察与测绘获得实验对象的外部表官结构特征，通过学习研究与实际测试获得实验对象的内在功能结构特征，通过实际使用和与其它实验对象的组合构建实验系统获得实验对象的使用方法及其系统集成等的基本实践知识与能力，让学生获得比较全面的和接近真实的实践锻炼，从而强化学生在书本理论与生产实践的联系和对比，即突出了实验元件、实验设备、实验工具等个体的、基本的实验对象，又展现了以这些个体实验对象作为基本结构要素，构建的小型实验系统---实验单元，以及再由小型系统---实验单元构建较大系统即综合实验系统的全过程，具有较好的全面性、真实性，有利于学生建立“结构要素---组合---构成系统---拆分---结构要素”这样一种结构化系统思考方法，丰富知识，并促进由知识向能力的快速转化。

3.3.2具有较好的真实性、实践性

具有较好的全流程仿真性和实践性，由于采用了元件化、仓储式结构，使学生能够方便、自然的进行全流程仿真性实验，即：接受实验任务---理解实验任务---查阅资料---设计技术方案---设计组织方案---提出实验物资条件---库存条件核实---领用、借用、采购---挂件与单元制作---单元调试---系统装配---系统调试---系统实验---新型实验挂件---其它实验条件回归原状---实验总结验收，其中每一个流程都是与实际科研开发和生产实践的环节一一对应的，因而具有较好的真实性和实践性。

3.3.3具有较好的直观性、便捷性和灵活性

首先是挂板与挂件都是平面安装结构，所有元件、设备以及连接结构都能直观、清晰地展现在学生面前。其次是“挂”是最简单、最快捷的连接固定方法，因此采用挂板与挂件的方法最具便捷性和灵活性。第三是挂件和实验单元的制作不局限在实验室，也不局限在实验课，而是可以让学生在业余时间，甚至是在学生宿舍或家中完成，然后到实验室进行组装，不仅提高灵活性，更有缓解实验室用房紧张的矛盾。

3.3.4具有较好的趣味性、新奇性和启发性

由于采用了仓储式实验平台，所有的元件、设备、工具、资料等实验条件，都是以仓储的方式提供并对学生完全开放的，学生可以像在超市中购物一样，根据自己的需要选择，并履行借用和归还的手续，而这种“逛”的过程本身就像进入了专业技术超级市场一样，不仅给学生提供了较好的选择条件，也为很好的丰富知识、开拓视野、启发智慧的学习与实践过程，并由于这种趣味性和新奇感激发学生的学习兴趣，提高实验效果。

3.3.5具有较高的空间资源利用率、物资资源利用率和时间资源利用率

实验室用房的紧缺，常常比设备的紧缺更为突出，许多学校实验室中塞满了各种各样的实验设备，很多人拥挤在很小活动的空间里做实验，仅在空间已经让学生没有心情和条件做好现有的实验，更无法拓展新的功能和内容，因此，优化平台空间结构，有效减少空间占用具有实际意义。本平台由于采用了仓储式、壁挂式、元件化等技术措施，不仅自身具有体积小、占地少的优点，也为实验平台在空间结构上的优化提供了良好条件，人们可以很方便的根据实验室的具体情况调整并优化实验平台的空间结构，从而有效减少实验室空间的占用，提高了实验室的空间利用率。

由于采用了仓储式实验平台，所有的实验条件，包括实验挂板、实验台等都不是为某一个实验或设备配置的，而是为任何一个可以使用的该条件的实验共同设置的，一个实验完成以后除特别需要保留的和合理消耗的物资资源以外都将物归原处以便再用，因而最大限度的提高实验元件、实验设备及实验工具等物资资源的利用率。

无论对任何人，时间都是宝贵的资源，学生的学习时间是有限的，因而有效的利用时间具有实际意义，本平台由于采用“挂”、元件化和仓储式结构，不仅有效拓展实验内容、提高实验效率，还能使学生借出实验室利用课余时间进行实验单元的加工制作，从而提高学生的时间领用率。

3.3.6具有丰富的实验与创新内容、良好的经济效益和社会效益

本发明提出的实验平台，由于采用了以废旧物资构建基本实验条件库的方法和结构，带来了多项积极的效果：

首先是废旧机电物资种类繁多、来源广泛、价格低廉，每一个废旧设备，甚至拆解的一个元件的创新应用，都是一个很好的创新性实验项目，其提供的实验内容比新设备所能提供的内容还要多，比如维修、拆解、安装、元件测绘等，就是新设备所不能提供的，因此，采用以废旧物资构建基本实验条件库的方法和平台结构，能为平台具有丰富的、持续不断的创新性实验项目和实验内容；

其次是该平台具有良好的经济效益，一方面能有效降低实验经费的投入，缓解资金不足的矛盾，另一方面是每一种创新应用都具有形成新产品并获得推广的可能性，可以直接创造经济价值；

第三是该平台具有良好的社会效益，特别在是培养人才、节约资源，保护环境方面的社会效益十分明显。

3.3.7具有良好的自我发展能力

该平台是具有良好自我发展能力的，随着实验与开发的不断进行，废旧物资库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】会越来越多，各种废旧机电物资的创新性应用，都为平台提供了新的案例、新的方法以及新的实验条件，特别是那些具有鲜明创意的开发成果可以作为标准实验挂件或设备，使平台的内容和功能在学生实验和开发的过程中不断的得到充实和拓展。

3.3.8具有良好的价值引导性、自助实施性和开放性实现条件

由于该平台及其构建方法综合了元件化、仓储式、壁挂式以及废旧物资创新应用等一系列的技术措施，使平台具备了良好的价值引导性、自助实施性和开放性实现条件：

首先是该平台的结构与构建方法使实验具有良好的价值引导性，由于实验目的与实验结果都具有明显的增加知识、形成产品、节约资源和保护环境的价值指向，因而能够激发学生的积极性、主动性，有利于引导学生积极主动的参加实验，而完成实验任务后，不仅增长了知识和能力，更能增加学生的自信心、自豪感和成就感，这是现有技术的实验平台所不易做到的。

其次是该平台的结构与构建方法能够让学生根据自己的喜好与特长，自选题目、自选材料、自行组织实施，同时，特别是几乎不受实践和地点的限制，因而为学生自助的完成实验提供了良好的技术条件，有利于充分发挥和调动学生的主观能动性，提高实验效率和效果。

第三是该平台的结构与构建方法为增强开放性提供了良好的技术条件，包括挂接式、仓储式、元件化、电视监控以及计算机门禁系统等，都对此有积极的贡献。

4附图说明

下面将结合附图和实施列对本发明作进一步描述：

图1是丝网结构挂板与挂件结和示意图，图中1-实验挂板，1-1-框架，1-2-网面，1-3-安装孔，1-5-金属丝或条，2-实验挂件，2-1-2基板，2-2-挂钩，2-3-实验单元；

图2是板网结构挂板与挂件结合示意图，图中1-实验挂板，1-1-框架，1-2-网面，1-3-安装孔，1-4-孔，2-实验挂件，2-1-2基板，2-2-挂钩，2-3-实验单元，2-4-链绳；

图3是Y形挂钩结构示意图，图3a--正面视图，图3b--侧面视图，图3c--背面视图，图中2-2-1-Y形挂钩；

图4是T形挂钩结构示意图，图4a-主视图，图4b-左视图，图中2-2-2--T形挂钩；

图5是双向钩结构示意图，图5a-主视图，图5b-左视图，图中2-2-3-双向钩；

图6是实验平台的一种组合结构示意图，图中1-实验挂板，2-实验挂件，3--废旧物资基本实验条件库，3-1--废旧设备库，3-2--废旧元件库，3-3--废旧工具库，3-4--实验挂件库，4-配套实验条件库，4-1-配套设备库，4-2-配套元件库，4-3-配套工具库，5-操作台，6-计算机应用系统。

图7是带有挂板的操作台结构示意图，图中1-实验挂板，5-操作台。

图8是承重型丝网网面结构示意图，图中1-2-网面，1-2-1-横向条，1-2-2-纵向条，1-2-3-焊接点。

图9是轻型丝网网面结构链绳挂接示意图，图中1-2-网面，1-2-5-金属丝或绳，2-挂板，2-2-挂钩，2-4-链绳。

图10是带有计算机电视监控系统和门禁系统的实验平台结构示意图，图中图中1-实验挂板，2-实验挂件，3--废旧物资基本实验条件库，3-1--废旧设备库，3-2--废旧元件库，3-3--废旧工具库，3-4--实验挂件库，5-操作台，6-计算机应用系统，6-2-1-摄像机，6-2-2-视频电缆，6-3-1-身份识别器，7-1-导线，7-2-接线端子。

图11是一种电冰箱实验平台结构示意图，图中11-1-压缩机，11-2--冷凝器，11-3--干燥过滤器，11-5--毛细管，11-6-阀门，11-7--蒸发器，11-8--冷风扇，11-9--温度传感器11-10--控制器，11-11-蒸发器外罩，7-1-导线，7-2-接线端子，7-3-导管，7-4-连接头。

图12是含有典型实验平台的实验平台的结构示意图，图中1-实验挂板，2-实验挂件，3--废旧物资基本实验条件库，3-1--废旧设备库，3-2--废旧元件库，3-3--废旧工具库，3-4--实验挂件库，5-操作台，6-计算机应用系统，8典型实验平台，8-1--模拟某一具体设备的实验平台，8-2--模拟某一具体生产工艺的实验平台，8-3--模拟某一实际测控系统的实验平台，8-4--模拟某一设备、工艺、测控系统的综合性实验平台。

5具体实施方式

5.1实施例1：基本的实验平台

基本的实验平台，它包括实验挂板【1】和实验挂件【2】，实验挂件【2】是以挂接的方式与实验挂板【1】相挂接的，平台的实验挂板可以是以固定在墙上、安装在操作台上或者以支架直接固定在地面上，实验挂板【2】包括基板【2-1】、挂钩【2-2】以及实验单元【2-3】组成的，实验挂件可以方便、快捷的挂上和取下，图1所示的是墙壁安装结构方式的实验平台，这是一种基本的、灵活的、开放的、时间与空间效率较高的实验平台，这样的实验平台与现有技术比较，在技术结构及使用效果上有以下主要区别：

(1)承载体结构形式不同，可有效节省空间：现有技术实验平台用于承载实验材料、设备等技术条件的承载体是台、柜、箱的结构形式，而本平台是以挂板和挂件做成载体，将二者相互对比不难发现，前者的缺点是用料多、成本高、重量大、体积大，后者则具有用料少、成本低、体积小、重量轻的优点，特别是在水平面空间的占用上后者的优点更为突出，它不仅自身体积较小，重要的是这种结构方式是以立面空间占用的增加换取了平面空间占用的减小，因而能有效的缓解现有实验室过分拥挤的矛盾。

(2)连接固定方式不同，可有效节省时间：现有技术中的实验平台，其实验材料、设备等都是以螺栓等非挂接方式固定安装在台、柜、箱的内部或面板上的，而本实验平台则是以挂接的方式将实验挂件【2】与实验挂板【1】相连接；显然这种“挂接”的方式是连接固定方式中最快、最便捷的一种，这就为学生方便、快捷的完成需要的实验组合在技术上提供了良好的条件，可有效节省时间。

(3)实验的实施方法不同，更具灵活性、多样性、实验物资利用效率高：这种挂板与挂件的实验方式，不仅能有效节省空间和时间，更在实验内容，实验方法为学生提供了更多的方便性、更多的选择性，学生在这样的实验平台上做实验，就像在黑板上写字画画一样便捷，让学生以粉笔在上面自由的写字和作画，错了可以更正，效果不好可以改进甚至擦掉重来，写毕作罢可以方便的擦掉，黑板仍可以无损的长期使用，如果作品非常满意并有利用价值可以拍成相片留存并可用于展示、宣传和示教用途。5.2实施例2：具有基本实验条件库和配套实验条件库的实验平台及其构建方法

具有基本实验条件库和配套实验条件库的实验平台，它包括基于废旧物资回收利用的基本实验条件库【3】和配套实验条件库【4】，基本实验条件库【3】，可以是①废旧设备库【3-1】②废旧元件库【3-2】③废旧工具库【3-3】④实验挂件库【3-4】中的一种或任意组合，每一个库都是由货架及其摆放在货架上的废旧机电设备、废旧元件、废旧工具和实验挂件【2】组成的，废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接；配套实验条件库【4】是配套设备库【4-1】、配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】和配套资料库【4-4】中的一种或任意组合，其中的每一个配套库都是由货架和相应的配套设备、配套元件、配套工具以及配套资料组成的，配条资料库【4-4】中包括有废旧物资基本实验条件库【3】中所含实验条件的资料，各配套库之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接，其结构如图6所示，图中1-实验挂板，2-实验挂件，3--废旧物资基本实验条件库，3-1--废旧设备库，3-2--废旧元件库，3-3--废旧工具库，3-4--实验挂件库，4-配套实验条件库，4-1-配套设备库，4-2-配套元件库，4-3-配套工具库，5-操作台，6-计算机应用系统。

具有基本实验条件库和配套实验条件库的实验平台，其构建方法包括以下程序：

(1)设计制作实验挂板【1】；

(2)将实验挂板【1】固定在墙壁上，挂板可以是一块，也可以是多块的组合；

(3)构建废旧物资基本实验条件库【3】：依据实验教学目标及内容要求，构建基于废旧物资回收利用的废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】和废旧工具库【3-3】，其中，废旧设备库【3-1】的构建包括5个过程①物资收集②物资清洁③性能测试④物资分类存入设备库货架⑤建立实验物资档案；废旧元件库【3-2】的构建包括5个过程①元件收集或将设备库中的设备取出并拆解出需要的元件②元件清洁③性能测试或结构测绘④分类存入元件库货架⑤建立实验元件档案；废旧工具库【5-3】的构建包括5个过程①废旧工具收集②废旧工具清洁③检验并做必要的维修④分类归入废旧工具库的货架⑤建立废旧工具档案。

(4)构建实验挂件库【2】：实验挂件库【2】的构建方法可以是基于废旧机电设备的功能结构单元分解而构建的，具体程序是①结合教学实验的需要，将废旧机电设备拆解成若干个实验单元【2-3】(功能结构单元)②将各实验单元固定于相应的基板【2-1】上③在基板上安装挂钩【2-2】④分类存入实验挂件库【3-4】的货架⑤建立实验挂件档案，分类归入配套资料库货架；

(5)构建配套实验条件库【4】：根据实验需要、结合废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】的情况，以选择购买为主要方式获得配套条件，包括配套设备、配套工具、配套元件和配套资料，并将其分类存入相应的货架，构成配套设备库【4-1】、配套工具库【4-2】、配套元件库【4-3】和配套资料库【4-4】，设置配套条件库【4】的目的是要弥补基于废旧物资回收利用的废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及教学挂件库【3-4】的不足，为实验提供包括种类、数量、功能、新技术、新设备、新元件、新工具以及资料等方面的必要条件。

5.3实施例3：一种家用电器教学实验平台

一种家用电器教学实验平台，它包括基于废旧家电回收利用的基本实验条件库【3】和配套实验条件库【4】，基本实验条件库【3】，可以是①废旧设备库【3-1】②废旧元件库【3-2】③废旧工具库【3-3】④实验挂件库【3-4】中的一种或任意组合，每一个库都是由货架及其摆放在货架上的废旧机电设备、废旧元件、废旧工具和实验挂件【2】组成的，废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接；配套实验条件库【4】是配套设备库【4-1】、配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】和配套资料库【4-4】中的一种或任意组合，其中的每一个配套库都是由货架和相应的配套设备、配套元件、配套工具以及配套资料组成的，配条资料库【4-4】中包括有废旧物资基本实验条件库【3】中所含实验条件的资料，各配套库之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接，其结构如图6所示，图中1-实验挂板，2-实验挂件，3---废旧物资基本实验条件库，3-1--废旧设备库，3-2--废旧元件库，3-3--废旧工具库，3-4--实验挂件库，4-配套实验条件库，4-1-配套设备库，4-2-配套元件库，4-3-配套工具库，5-操作台，6-计算机应用系统。

废旧设备库【3-1】是由包括废旧电冰箱、废旧热水器、电饭锅、洗衣机、自行车、吸尘器、电风扇以及废旧计算机一类的废旧家电及其相应的货架构成的；废旧元件库【3-2】是由包括上述废旧物资库中的废旧家电拆卸下来的压缩机、冷凝器、蒸发器、电动机、温度传感器、电热体、定时器、显示器、蜂鸣器、变压器、电阻器、电容器、电感器、晶体管、集成电路、按钮、开关、阀门、叶轮、齿轮、皮带、链条、电源板、控制线路板等在废旧物资上拆卸下来的各种废旧元件、机构或者单元以及与之相应的货架构成的；废旧工具库【3-3】是由板子、钳子、螺刀、手电转、台转、台虎钳一类的小型工具及其相应的货架构成的；实验挂件库【3-4】通常是一个功能相对独立的典型实验单元，可以按照典型废旧物资的类别分为电冰箱实验挂件组、热水器实验挂件组、洗衣机实验挂件组、电饭锅实验挂件组、微波炉实验挂件组、自行车实验挂件组、摩托车实验挂件组、计算机实验挂件组等类别，实验挂件库就是由各类家用机电设备的结构单元构成的实验挂件及其相应的货架构成的。

配套实验条件库【4】可以包括任何实验中需要，但在基本实验条件库【3】还不具备的配套设备、配套元件、配套工具和配套资料，特别是一些测试设备、控制设备、新型元器件和专用工具等。

5.4实施例4：一种电冰箱实验平台及其构建方法

一种电冰箱实验平台，既是本发明所称模拟某一具体设备---电冰箱的实验平台【8-1】，它包括固定在墙壁上的实验挂板【1】、废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、含有多个没安装实验单元【2-3】的实验挂件【2】的实验挂件库【3-3】、含有压力测量仪表的配套设备库【4-1】、含有关联件【7】的配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】和操作台【5】，实验挂件【2】是以挂接的方式与实验挂板【1】相挂接的，实验挂板【1】、废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、实验挂件库【3-4】、配套设备库【4-1】、配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】以及操作台【5】之间以过道相连接，实验挂件【2】是摆放在实验挂件库【3-3】货架上的。

一种电冰箱实验平台的构建方法，包括以下程序：

(1)根据教学需要下达实验任务书

(2)学生理解任务书，自学电冰箱基本知识，研究设计初步实验方案和实验计划

(3)收集废旧电冰箱

(4)进行清洁、消毒等表面处理，形成表面处理报告

(5)功能测试，鉴定其功能是否完整，形成功能测试报告

(6)验收入废旧设备库【3-1】，建立相应设备档案并入配套资料库---废旧设备---废旧电冰箱架位，补充实验设备库和配套资料库

(7)针对收集到的电冰箱查阅、收集相关资料，并结合实验任务、目的和内容进行分析和整理，研究设计实验方案和实验计划，形成实验方案和实验计划

(8)在废旧设备库中借出废旧电冰箱，研究设计拆解方案；

(9)将电冰箱拆解成以下结构单元①压缩机【11-1】②冷凝器【11-2】③干燥过滤器【11-4】④毛细管【11-5】⑤蒸发器【11-7】⑥冷风扇【11-8】⑦温度传感器【11-9】⑨控制器【11-10】⑩其它结构件分类存入相应的元件库，无实验利用价值的按材料性质分类存入废品库；

(10)对各结构单元进行测绘、测试，形成测绘、测试报告，并存入相应配套资料档案库；

(11)设计制作实验挂件，过程是①从实验挂件库【3-3】中领出没安装实验单元【2-3】的实验挂件【2】②从配套条件库中领出压力测量仪表【11-3】、温度测量仪表【11-9】、导线【7-1】和端子【7-2】、导管【7-3】和接头【7-4】以及其它必需但在废旧基本实验条件库【3】中没有的设备或元件③将上述从电冰箱中拆解成的结构单元分别安装在相应的实验挂件基板【2-1】上④根据需要安装接线端子【7-2】并以导线【7-1】将结构单元电路接至接线端子【7-1】⑤根据需要在实验挂件基板【2-1】上安装连接头【7-4】⑥在实验挂件基板上安装挂钩⑦形成与电冰箱结构单元相对应的实验挂板，并存入实验挂件库货架相应位置⑧形成与实验挂件相对应的设计资料和使用说明书，并存入配套资料库相应位置；

(12)装配实验平台，过程是①从实验挂件库中领出相应的实验挂件②将各实验挂件布挂在实验挂板【1】上③以导线【7-1】和接线端子【7-2】将各实验挂件做电气电路连接④以导管【7-3】和连接头【7-4】将各实验挂件作流体流路连接⑤系统调试；

(13)结束实验，结束实验应包括以下过程①形成实验报告②拆解个实验挂件间的连接导线③拆解各实验挂件间的连接导管和连接头④摘下各实验挂件并送入实验挂件库相应位置⑤整理相应的设计、使用资料，送入配套资料库【4-4】相应位置。

实施该电冰箱实验平台及其构建方法，可有以下积极效果①是真实的产品设计开发，具有明显的积极意义，因而有利于激发学生的兴趣、热情、积极主动性、责任感和成就感，有利于发挥学生的主观能动作用，提高实验效果②实验流程长，内容丰富，综合性强，能让学生从接受任务---理解任务---查阅资料---研究设计解决方和计划---实际收集废旧设备---测绘和测试---拆解和安装---创新性设计---开发电冰箱实验挂件---制作与安装实验平台---进行电冰箱原理实验---温度测控实验---压力测控实验---电动机控制实验---资料收集、分析、整理与建档实验，能使学生得到全面的、真实的实践锻炼③是创造性的实验，不仅在实验思想、实验内容、实验目的、实验过程上有很强的创新性，而且在物资层面上也是一个实实在在的利用废弃物创造性产品的过程，在这一过程中，不仅培养了人才，回收了废旧物资，节省了实验经费，还让废旧实验设备库、废旧实验元件库、实验挂件库和配套资料库得到了充实和完善④回收利用废旧机电物资，具有节约资源、保护环境的积极意义⑤实践性好，特别是废旧电冰箱拆解、实验挂件制作、实验系统装配及其调试的过程，对于提高学生的实践技能有很好效果。

Claims (20)

1.一种实验平台及其构建方法，其特征在于它包括实验挂板【1】和实验挂件【2】，实验挂件【2】是以挂接的方式与实验挂板【1】相挂接的。

2.权利要求1所述的一种实验平台，其特征在于实验挂板【1】由框架【1-1】和网面【1-2】组合构成，框架上有多个安装孔【1-3】，网面与框架之间最好是焊接在一起的。

3.权利要求1及2所述的一种实验平台，其特征在于实验挂板【1】的网面【1-2】是板网或丝网状结构，板网状结构的网面上有很多规则分布的孔【1-4】，并且孔的形状是上宽下窄的，最好是“T”形孔；丝网状结构的网面【1-2】是由纵横交接的金属丝或条【1-5】组成的，交接方式最好是焊接，金属丝或条构成的网面【1-2】与框架【1-1】最好是焊接在一起的。

4.权利要求3所述的一种实验平台，其特征在于构成丝网状结构网面【1-2】的横向金属条【1-2-1】的正面高度比侧平面厚度大，而纵向金属条【1-2-2】的侧面厚度比正面宽度大，交叉点是焊接在一起的。

5.权利要求1所述的一种实验平台，其特征在于实验挂件【2】是由基板【2-1】、挂钩【2-2】和安装在基板【2-1】上的实验单元【2-3】构成的，实验单元【2-3】是实验元件或实验设备或其任意组合。

6.权利要求5所述的一种实验平台，其特征在于挂钩【2-2】可以是固定在实验挂件【2】的基板【2-1】上的，也可以是通过链绳【2-4】将挂钩【2-2】和基板【2-1】连接在一起的，或者是采用双向钩【2-2-3】实现实验挂板【1】和实验挂件【2】的链接。

7.权利要求5及6所述的一种实验平台，其特征在于挂钩【2-2】是“Y”形或“T”形或“双向钩”形结构。

8.权利要求1所述的一种实验平台，其特征在于在实验挂板【1】的上面可以挂接多个实验挂件【2】，各实验挂件之间以关联件【7】相连接。

9.权利要求8所述的一种实验平台，其特征在于关联件【7】包括导线【7-1】与端子【7-2】或者导管【7-3】与连接头【7-4】。

10.权利要求1所述的一种实验平台，其特征在于它还可以包括废旧物资基本实验条件库【3】，该库可以是①废旧设备库【3-1】②废旧元件库【3-2】③废旧工具库【3-3】④实验挂件库【3-4】中的一种或任意组合，每一种库都是由货架及其摆放在货架上的废旧机电设备、废旧元件、废旧工具和实验挂件【2】组成的，废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接。

11.权利要求1及10所述的一种实验平台，其特征在于它还可以包括配套实验条件库【4】，配套实验条件库【4】是配套设备库【4-1】、配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】和配套资料库【4-4】中的一种或其任意组合，其中的每一个配套库都是由货架和相应的配套设备、配套元件、配套工具以及配套资料组成的，配条资料库【4-4】中包括有废旧物资基本实验条件库【3】中所含实验条件的资料，各配套库之间及其与实验挂板【1】之间以过道相连接。

12.权利要求1、10及11所述的一种实验平台，其特征在于它还可以包括典型实验平台【8】，典型实验平台【8】又可以包括模拟某一具体设备的实验平台【8-1】或模拟某一具体生产工艺的实验平台【8-2】或模拟某一具体测控系统的实验平台【8-3】或模拟设备、工艺、测控系统相互结合构成的综合性实验平台【8-4】。

13.权利要求1、10、11及12所述的一种实验平台，其特征在于它还可以包括计算机实验应用系统【6】。

14.权利要求13所述的一种实验平台，其特征在于计算机实验应用系统【6】还可以包括计算机实验管理信息系统【6-1】或计算机电视录像监控系统【6-2】或计算机门禁系统【6-3】中的一种或其任意组合，各种系统共用同一台计算机。

15.权利要求13及14所述的一种实验平台，其特征在于计算机实验管理信息系统【6-1】可以包括①实验物资管理信息系统或②实验资料管理信息系统或③实验教学信息管理系统中的一种或其任意组合。

16.权利要求1、10、11、14及15所述的一种实验平台及其构建方法，其特征在于它还可以包括操作台【5】，并且可以在操作台【5】上安装实验挂板【1】。

17.一种实验平台的构建方法，其特征是：

(1)将实验平台分为系统级实验平台--实验挂板【1】和结构要素级实验平台--实验挂件【2】，系统级实验平台--实验挂板【1】用于系统或系统集成实验，结构要素级实验平台--实验挂件【2】用于系统的结构要素(实验单元)实验；

(2)系统级实验平台--实验挂板【1】与结构要素级实验平台--实验挂件【2】之间以“挂接”的方式相互连接，各实验挂件【2】之间以关联件【7】相互连接；

(3)除实验挂板以外，所有的实验条件都采取“仓储”的结构方式；

(4)“仓储”式结构的实验平台分为基本实验条件库【3】和配套实验条件库【4】，基本实验条件库【3】是基于废旧机电物资回收利用而构建的，它包括废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】或实验挂件库【3-4】中的一种或任意组合；配套实验条件库【4】是为了弥补基本实验条件库中的品种、数量以及质量的不足而构建的，它包括配套设备库【4-1】、配套元件库【4-2】、配套工具库【4-3】和配套资料库【4-4】中的一种或任意组合；

(5)实验平台既要有具体的深入性，又要有广泛的综合性，可以在实验过程中逐步构建典型实验平台【8】，典型实验平台的构建既可以是针对某一个具体设备而构建的，也可以是针对某一个具体的生产工艺或者某一测控系统而构建的，还可以是针对某一具体工厂的设备、工艺以及测控系统的组合而构建的。

(6)实验平台可以包括计算机实验应用系统，并且各种实验应用系统可以共用同一台计算机。

该实验平台的构建方法包括以下程序：

(1)设计制作或选择购买实验挂板【1】；

(2)将实验挂板【1】固定在墙壁或操作台【5】上或以架固定在地面上，挂板可以是一块，也可以是多块的组合；

(3)构建废旧物资基本实验条件库【3】：依据实验教学目标及内容要求，构建基于废旧物资回收利用的废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】和废旧工具库【3-3】，其中，废旧设备库【3-1】的构建包括5个过程①物资收集②物资清洁③性能测试④物资分类存入设备库货架⑤建立实验物资档案；废旧元件库【3-2】的构建包括5个过程①元件收集或将设备库中的设备取出并拆解出需要的元件②元件清洁③性能测试或结构测绘④分类存入元件库货架⑤建立实验元件档案；废旧工具库【3-3】的构建包括5个过程①废旧工具收集②废旧工具清洁③检验并做必要的维修④分类归入废旧工具库的货架⑤建立废旧工具档案。

(4)构建实验挂件库【3-4】：以设计制作或选择购买的方式获得实验挂件【2】，并分类归入实验挂件库货架，构成实验挂件库【3-4】。如果自行设计制作，可包括5个过程①制作实验挂件【2】的基板【2-1】②制作或购买挂钩【2-2】，其中，主要是先选择基板与挂钩的连接方式，可有螺栓固定或以链绳【2-4】连接或以双向钩【2-2-3】连接多种选择③制作并在基板【2-1】上安装实验元件或实验设备或其组合【2-3】，当其组合比较复杂时，制作过程又包括设计过程、实验设备和元件的选择与学习过程、制作过程、安装调试过程④分类存入实验挂件库【3-4】的货架⑤建立实验挂件档案。

18.权利要求17所述的一种实验平台的构建方法，其特征是该实验平台的构建方法还可以包括以下程序：

(5)构建配套条件库【4】：①根据实验需要、结合废旧设备库【3-1】、废旧元件库【3-2】、废旧工具库【3-3】以及实验挂件库【3-4】的情况，以选择购买为主要方式获得配套条件②将包括配套设备、配套工具、配套元件和配套资料的配套条件分类存入相应的货架，构成配套设备库【4-1】、配套工具库【4-2】、配套元件库【4-3】和配套资料库【4-4】。

19.权利要求17及18所述的一种实验平台及其构建方法，其特征是该实验平台的构建方法还可以包括以下程序：

〔6〕构建典型实验平台【8】：典型实验平台可以是①模拟某一具体设备的实验平台或②模拟某一具体生产工艺的实验平台或③模拟某一具体测控系统的实验平台或④模拟设备、工艺、测控系统相互结合构成的综合性实验平台，其中：

模拟某一具体设备的实验平台的构建方法包括5个过程①依据教学需要将设备分解成若干个功能结构单元(实验单元)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】按照设备结构布挂在实验挂板【1】上④以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑤必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作相应的测试实验挂件【2】；

模拟某一具体生产工艺的实验平台的构建方法包括6个过程①依据教学需要将生产工艺分解成若干个功能结构单元(实验设备或实验单元)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】按照工艺流程布挂在实验挂板【1】上④以空气或水或粮食或流水灯模拟生产工艺的物流过程⑤以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑥必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作相应的测试实验挂件【2】；

模拟某一测控系统的实验平台的构建方法包括5个过程①依据教学需要将测控系统分解成若干个功能结构单元(实验单元)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】参照测控系统的结构布挂在实验挂板【1】上④以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑤必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作成相应的测试实验挂件【2】；

模拟某一设备、工艺、测控系统的综合性实验平台的构建过程方法是①依据教学需要将实验对象分解成若干个功能结构单元(实验设备、工艺、测控系统或实验单元)②制作或从实验挂件库【3-4】中取出相应的实验挂件③将各实验挂件【2】参照工厂或车间设计布挂在实验挂板【1】上④以空气、水、粮食、固体物料或流水灯模拟生产工艺的物流过程⑤以导线【7-1】、接线端子【7-2】或导管【7-3】、连接头【7-4】将各实验挂件连接在一起⑥必要的实验测试设备可以从设备库中取用，需要固定时可以制作成相应的测试实验挂件【2】。

20.权利要求17、18及19所述的一种实验平台及其构建方法，其特征是该实验平台的构建程序和方法还可以包括：

(7)构建计算机实验应用系统【6】：该系统可以包括计算机实验管理信息系统【6-1】或计算机电视监控系统【6-2】或计算机门禁系统【6-3】中的任意一个或其任意组合，计算机实验管理信息系统还可以包括①实验物资管理信息系统或②实验资料管理信息统或③实验教学信息管理系统中的一个或其任意组合。

Images