新工科机械基础实验平台-高校机械原理设计实训教学设备

序号

名称

数量

1

ZRDI-JX1新工科数智云舱-全数字化可重构‌机械原理典型传动机构运动测试实验系统

4

2

ZRDI-JX2新工科数智云舱-全数字化动态螺栓综合实验系统

4

3

ZRDI-JX3新工科数智云舱-全数字化液体动压轴承实验台

4

4

ZRDI-JX4新工科数智云舱-全数字化可重构机械传动性能测试实验系统

4

5

ZRDI-JX5新工科数智云舱-全数字化机械创新设计方案组合实验系统

4

序号

名称

技术参数

1

ZRDI-JX1新工科数智云舱-全数字化可重构‌机械原理典型传动机构运动测试实验系统

一、概述
本实验台为综合机构实验台，是一款专为机械类专业教学设计的综合性实验装置。设备通过少量零部件的拆装组合，可灵活构成曲柄滑块机构、曲柄导杆滑块机构、曲柄导杆摇杆、平底直动从动杆凸轮机构及滚子直动从动杆凸轮机构五种典型传动系统。各机构关键参数可在规定范围内调节，配合光电脉冲编码器等检测元件，能实现位移、速度、加速度、转速等参数的测定，助力实验者深入理解机械结构特点及参数变化对运动状态的影响，是连接理论知识与工程实践的核心实验设备。
二、产品特点
组合性强，灵活度高：仅需拆装少量零部件，即可快速切换多种典型传动机构，满足多类型机构实验需求，减少设备投入成本。
参数可调，探究性佳：曲柄长度、连杆长度、滚子偏心、滑块偏置等关键参数均支持在规定范围调节，便于实验者研究参数改动对机构运动状态的影响，深化对机械结构的认知。
检测精准，数据全面：配备光电脉冲编码器、绝对角度传感器等专业检测元件，可精准测定位移、速度、加速度、转速等参数，为实验分析提供可靠数据支撑。
理实结合，实训高效：支持理论运动曲线与实测运动曲线的对比分析，帮助实验者建立对运动参数的感性认识，同时掌握实验设备的操作方法，提升实操与分析能力。
功能完备，适配教学：具备数据采集、转速调节等功能，可满足课堂实训、分组实验、自主探究等多种教学场景需求，贴合机械类专业教学大纲。
新工科数智云舱化：形成了云平台统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传
三、技术参数
1、4G/WIFI双网边缘采集工业网关：
1.尺寸：105X80X22mm
2.电源：DC24V
3.接口：WLAN/LAN双网口、TTL（波特率1200-230400bit/s）、SIM卡
4.指示灯：NET、WIFI、4G、SVR、
5.WIFI工作模式：STA模式、AP模式
6.协议支持Modbus TCP/UDP、MQTT、FTP、HTTP、Websocket、HTTPS、MQTTS
7.DTU在线模式：可设置为离线模式、永远在线模式、唤醒模式、按需在线模式、周期在线模式。
8.中心连接模式：单主中心连接、主副切换连接、主副同时连接、主副独立传输、主副互联对传。
9.功能设置：ID、注册包、心跳包头、心跳时间、注册包模式、数据发送模式、数据帧间隔、波特率、数据位、校验位、停止位、APN网关、用户名、密码。可查询基本参数、运行信息、信号质量，一键配置参数、保存参数脚本、加载设备参数、加载参数脚本、网络配参、串口配参。
10.轮询指令：支持10条轮询指令，轮询时间单位可设置为秒、毫秒
11.自定义命令：可通过命令对网关设置
12.数据显示：支持显示调试信息、串口数据发送
13.支持4G远程配参
2、可重构机械套件
（1）机构可调范围：
1.曲柄长度调节范围：20mm、24mm、28mm、32mm四级调节位置
2.滑块偏置量调节范围：±5mm，对称双向调节
3.凸轮廓线升程：20mm
4.凸轮滚子从动件偏置调节范围：±5mm，双向调节
5.连杆长度可选规格：3条 距离可调
6.摇杆摆角范围：60°
（2）可重构套件参数
1.可调节曲柄组件：长度20-32mm四级调节，45号钢精制，调节精度±0.02mm，含曲柄盘、锁紧螺母、偏心轴套。
2.连杆组件：标配3种规格长度，45号钢精制，经过表面处理工艺。
3.导杆组件：2根，45号钢精制，经过表面处理工艺。
4.摇杆组件：1根，45号钢精制，经过表面处理工艺。
5.滑块组件：3个，高精度耐磨滑块，铜制。
6.凸轮组件：盘形凸轮，升程20mm，45号钢精制，表面发黑。
7.滚子直动从动杆组件：滚子608
8.传动与支撑组件：同步带轮2个、同步带1条、旋转轴1根、高精度轴承座2个、摇杆支座3个、支杆4个
3、电机
1.输入电源：220V 50HZ
2.转速可调范围：≥2500rpm
3.转矩：≥1.6N.m
4.轴直径≥18.5mm
5.支持Modbus
6.转速值、转矩值直读功能
7.具有报错提示
8.功率≥480w
4、光电编码器
1.ABZ三路输出、1024脉冲
2.12-24V互补输出
3.最大可测转速：6000rpm
4.转动惯量：0.0035kg㎡
5.轴负载：径向60N，轴向30N
6.响应频率：300KHz
7.编码器主体直径80mm，可安装于轴中间。
5、角度传感器：
1.量程：360度
2.连续旋转无机械限位
3.线性精度：0.3%F.S
4.低旋转阻尼
5.分辨率约为：0.088°
6、限位开关：光电式
7、位移传感器：
1.量程：250mm
2.精度：0.05mm
3.电压模拟量输出
8、7寸人机交互HMI触摸屏
采用7英寸彩色液晶触摸显示屏，分辨率800×480，四线电阻式触摸屏，输入电压DC24V，额定功率5W，处理器1GHz，内存128M，系统存储128M，具有232/485/422、USB、以太网接口，支持组态。面板可实时显示摇杆角度、导杆角度、滑块位移、转速，通过触摸屏加速、减速、复位、单圈、匀加速按钮可直接控制电机转速，操作直观便捷。
9、多功能控制器
采用紧凑型多功能控制器，集成至少14路数字量输入,至少10路数字量输出，不低于10路模拟量输入，不低于2路模拟量输出，多个高速计数器，支持RS232、RS485、MODBUS
10、柜体
柜体采用优质钣金数控弯折并进行塑粉静电喷涂，上半部分采用蓝色凹凸面设计，中间凹面设有7寸彩色工业HMI人机交互界面，两边凸面设有安全保护装置及电源开关，下半部分采用柜体带柜门，柜体两侧突出侧设有内槽可嵌入灯条。背面设有带过载保护的安全电源插座。外形尺寸（长×宽×高）：760×640×1050mm±5%，底部带4个万向轮，方便移动。
四、可完成实验
1.基础参数测定实验：学习位移、速度、加速度的测定方法
2.曲线对比与分析实验：采集机构实测运动曲线，与理论运动曲线进行对比，分析差异成因，深化对运动速度尤其是加速度的感性认识。
3.机构性能对比实验：对比曲柄滑块机构与曲柄导杆机构的运动性能差异，探究不同机构的适用场景。
4.凸轮机构实验：检测凸轮直动从动杆的运动规律，比较不同凸轮廓线或接触副对凸轮直动从动杆运动规律的影响。
5.数据处理与应用实验：进行转速调节、角度曲线、滑块往复运动规律曲线、凸轮机构滑块运动规律曲线等数据采集，完成采集曲线的打印与分析。
6.拆装与调节实验：通过拆装零部件组合不同机构，调节各机构关键参数，观察参数变化对机构运动状态的影响，强化对机械结构特点的理解。
新工科数智云舱
概述：
新工科数智云舱形成了统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传，通过新工科数智云舱，不论何时何地均可以进行设备的控制及实验，当设备运行时间过长时，系统还会在大数据界面进行报警，避免因设备忘关导致的损坏。
新工科数智云舱基于JAVA、C、B/S架构，部署在云服务器上，设备与数智云舱之间支持wifi、4G、5G通讯，支持平板、计算机、100寸大屏显示，支持高清摄像头接入至大数据界面中，大数据界面中央具有数字孪生模型。设备可视化控制台具有一键启动、一键暂停、2D/3D模式切换、设备概览（状态、连接数量、总数、运行时间、终止时间等），支持全空间任意旋转、放大、缩小。可实时收发实验台边缘计算设备无线信号主副互传至云端服务器的远程控制单步、加速、减速、加载、减载、匀速、自动/手动采集、控制器数据写入的双控操作，也可以通过边缘计算设备将转速、转矩、压力、载荷、位移、拉力、角度、传动效率、传动比、温度等专业数据算法转换并生成可视化曲线，支持100位学生针对指定的某台设备数据及实时曲线进行查看。云舱分为学生端、教师端、管理端，每个端均具有唯一账号登陆，平台外观高端、科技感极强，可由教师自行编辑实验任务分发给不同的设备和指定的账户，学生端实验结束可上传实验报告及相关实验附件供教师评分，管理端可设置设备类型并对相关设备设置采集端口号。
新工科数智云舱涵盖了带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、凸轮传动、曲柄摇杆导杆滑块、滑动轴承、动平衡、平面机构、空间机构、轮系、机械创新方案设计、滚动轴承、单螺栓及螺栓组、液压传动、机电一体化、流体力学、制冷制热等综合性能测试。
管理端：
1.教师管理：管理端可添加教师账号，可设置教师姓名、学校名称、用户名、密码、绑定设备、学生账号开通权限，界面显示每个教师账号的登录时间。
2.设备类型管理：生成新增的设备类型，并绑定设备设备号。每个类型下面可绑定不同的设备、FN码、设备控制器型号、网络类型、连接方式、对应教师账号。
教师端：
1.设备可视化控制台：总列表显示不同教师账户下所绑定的不同设备信息（设备名称、在线/离线状态、运行时长、停止时间、启动设备、暂停设备），显示心跳包数设备总数、在线设备数量、运行设备数量、离线设备数量、告警设备数量。支持2D/3D模式切换，2D模式下选择任意设备可以查看更细致的内容：设备编号、站号、状态刷新、开启时间；3D模式下显示设备社区的3D模型，可任意放大缩小、旋转、平移拖拽，离线状态3d模型为黑色熄灭形态，在线状态3D模型为蓝体绿灯形态，告警状态3D模型为红体红灯形态，每个3d模型可视化展示设备名称及设备编号，选中某台设备3d模型时放大提示
2.学生账号管理：显示学号、用户名、密码、姓名、最后登录时间，可进行修改密码、删除。
3.新增学生账户：设置学生姓名、学号、密码，用户名根据学号自动生成。
4.密码修改：更改本账号的用户名、所属学校、原密码、新密码、确认密码。
5.设备管理：显示管理端为教师账号绑定的设备列表，显示设备种类。各个设备种类中显示绑定的设备名称、设备号、控制器型号、对应设备所用协议、运行时间。权限设置可设置设备对应的控制账号，教师端可查看学生端实时采集的数据、曲线、监控画面，也可以直接控制学生端设备的控制按钮，可控制学生端控制系统总开关，一旦关闭，学生端将不能再操作。
6.实验管理：教师自由编辑实验任务，并可将任意的实验任务分发给任意一组设备，实现学生多分组实验。
7.学习辅助界面：根据编辑的实验任务，可查看每个学生账号的实验报告、提交的附件作业，如cad、cam、Pro/E、装配图、零件图等。显示学号、姓名、对应设备。并批改实验任务进行打分，显示分数。也可看到学生是否已经完成实验任务。
学习辅助界面界面
学生端：
1.多学员对单设备数据可视化：每台设备可绑定多个学生账号，所有绑定的账号都能实时查看该设备的实时数据，设备控制账号可由教师自行设置为任意学生账号，解决了以往设备数量不足，多个学生挤在一台电脑上看数据的情况。
2.实验列表：登录学生端可见新工科数智云舱在线状态、实验设备列表，列表对应实验设备名称、控制器型号、设备编号、当前实验、可用实验任务、实验项目、每个学生账号经过教师端设置，可绑定不同的实验设备。学生可自行选择启动任意实验项目
3.数字孪生实验界面：界面显示设备运行时间、实验设备名称、设备号、控制系统程序总开关状态按钮、控制面板、性能曲线界面、数字孪生三维模型、仪表盘界面、视频监控画面。当运行时间过长时，界面中间闪烁提示设备运行时间过长并且界面显示红色雾状报警。
4.历史数据：显示各项数据的id、数据名称、数据值、采集时间、手动采集标记。可自由删除任意一条数据，筛选手动采集表、导出excel表格
5.视频监控（选配）：数智云舱大数据界面集成有视频监控模块，可添加高清摄像头查看设备实时运行工况。
6.提交实验报告：可看到教师布置的实验任务及相关的附件，可上传cad、cam、Pro/E、CATIA、sw、ug、三维模型、装配图、零件图、实验报告模板、数据要求、matlab等文件。学生可在框架界面自由编辑实验心得或者实验为解决难题等。
7.数智云舱-曲柄滑块大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、复位、单步、匀加速、变速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据、设置参数（曲柄长度r、连杆长度l、轴偏距e）、停止，既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
2）性能曲线：实时采集实验设备的曲柄实时位移、曲柄实时速度、曲柄实时加速度、滑块实时位移/理论值、滑块实时速度/理论值、滑块实时加速度/理论值、实时转速等数据并生成性能曲线、曲线模块不低于4个，超过4个可进行左右拉动显示，每个曲线模块可放置至少4条曲线。点击曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示角度、转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的曲柄转速、滑块位移、滑块速度、滑块加速度、曲柄夹角的反馈值。
8.数智云舱-曲柄滑块导杆大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、复位、单步、匀加速、变速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据、设置参数（曲柄1长度、连杆4长度、导杆3长度、间距、轴偏距）、导杆标定值、停止，既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
2）性能曲线：实时采集实验设备的曲柄实时位移、曲柄实时速度、曲柄实时加速度、导杆实时位移/理论值、导杆实时速度/理论值、导杆实时加速度/理论值、滑块实时位移/理论值、滑块实时速度/理论值、滑块实时加速度/理论值、转速等数据并生成性能曲线、曲线模块不低于4个，超过4个可进行左右拉动显示，每个曲线模块可放置至少4条曲线。点击曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示角度、转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的滑块位移、滑块速度、滑块加速度、曲柄角位移、曲柄角速度、曲柄角加速度、导杆角位移、导杆角速度的反馈值。
9.数智云舱-曲柄导杆摇杆大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、复位、单步、匀加速、变速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据、设置参数（曲柄长度、连杆长度、导杆长度）、导杆标定值、摇杆标定值，既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
2）性能曲线：实时采集实验设备的曲柄实时位移、曲柄实时速度、曲柄实时加速度、导杆实时位移/理论值、导杆实时速度/理论值、导杆实时加速度/理论值、摇杆实时位移/理论值、摇杆实时速度/理论值、摇杆实时加速度/理论值、转速等数据并生成性能曲线、曲线模块不低于4个，超过4个可进行左右拉动显示，每个曲线模块可放置至少4条曲线。点击曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示角度、转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的摇杆位移、摇杆速度、摇杆加速度、曲柄角位移、曲柄角速度、曲柄角加速度、导杆角位移、导杆角速度的反馈值。
10.数智云舱-凸轮大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、复位、单步、匀加速、变速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据、设置参数（推杆行程、凸轮转过的角度、凸轮推程的运动角）、停止，既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
2）性能曲线：实时采集实验设备的推杆实时位移/理论值、推杆实时速度/理论值、推杆实时加速度/理论值等数据并生成性能曲线、曲线模块不低于4个，超过4个可进行左右拉动显示，每个曲线模块可放置至少4条曲线。点击曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示角度、转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的推杆位移、推杆速度、推杆加速度、凸轮转角的反馈值。

2

ZRDI-JX2新工科数智云舱-全数字化动态螺栓综合实验系统

一、产品简介
本实验台专为中职、高职、专科、本科院校机械类、机电类、车辆类、近机类专业教学打造，紧扣《机械设计》《机械设计基础》《工程力学》等国家级规划教材核心实验要求，整合单螺栓联接、螺栓组联接两大核心模块，兼容静态、动态全工况测试，构建“基础验证-综合分析-设计创新”三级实验体系，可全面满足从职业技能实训到本科创新科研的全层次教学需求，为螺栓联接的理论教学、工程设计与合理应用提供标准化、高精度的实验支撑。
二、产品特点
一机多用全场景覆盖：整合单螺栓联接、螺栓组联接两大核心实验模块，一套设备可完成教材中螺栓联接相关的全部核心实验，适配从中职到本科的全层次教学需求，大幅节省实验室场地与采购成本。
多种工况可调节：集成电机偏心轮动态/手动双模式静态加载、砝码式倾覆力矩加载三种加载方式，可实现载荷大小、频率、幅值的连续无级调节，既能完成基础静态验证实验，也可开展变幅值、变频率的动态疲劳进阶实验，完美模拟工程实际中的各类螺栓联接工况。
刚度可调式核心结构：单螺栓模块支持螺栓刚度、被联接件刚度的双向连续可调，可通过改变螺栓受载截面积、八角环刚度、垫片类型（刚性/弹性/防松垫片），直观验证刚度比对螺栓总拉力、剩余预紧力、变形量的影响；螺栓组模块可调整螺栓布置方式、数量、预紧力分配，验证不同工况下的载荷分配规律。
新工科数智云舱化：形成了云平台统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传
三、技术参数
1、4G/WIFI双网边缘采集工业网关：
1.尺寸：105X80X22mm
2.电源：DC24V
3.接口：WLAN/LAN双网口、TTL（波特率1200-230400bit/s）、SIM卡
4.指示灯：NET、WIFI、4G、SVR、
5.WIFI工作模式：STA模式、AP模式
6.协议支持Modbus TCP/UDP、MQTT、FTP、HTTP、Websocket、HTTPS、MQTTS
7.DTU在线模式：可设置为离线模式、永远在线模式、唤醒模式、按需在线模式、周期在线模式。
8.中心连接模式：单主中心连接、主副切换连接、主副同时连接、主副独立传输、主副互联对传。
9.功能设置：ID、注册包、心跳包头、心跳时间、注册包模式、数据发送模式、数据帧间隔、波特率、数据位、校验位、停止位、APN网关、用户名、密码。可查询基本参数、运行信息、信号质量，一键配置参数、保存参数脚本、加载设备参数、加载参数脚本、网络配参、串口配参。
10.轮询指令：支持10条轮询指令，轮询时间单位可设置为秒、毫秒
11.自定义命令：可通过命令对网关设置
12.数据显示：支持显示调试信息、串口数据发送
13.支持4G远程配参
2、单螺栓及螺栓组实验组件
1.螺栓组：M10×190mm   10根  贴片位置直径Ø6mm,位于螺杆中部
2.单螺栓：M16X200mm，空心，配实心杆，贴有扭应片和拉应片。
3.螺栓组加载杠杆：2条，材料45钢，表面镀铬长杆支撑点到负载点距离为390mm、支撑点到作用点距离为40mm，短杆支撑点到作用点距离为40mm，支撑点到负载点距离185mm。
4.蜗轮：M2  Z40，材料45钢，表面镀铬
5.蜗杆：2模  单头，材料45钢，表面镀铬
6.深沟球轴承6200：2个
7.角接触轴承：7203 4个
8.加载凸轮：盘形，升程15mm，，材料45钢，表面镀铬
9.手轮：Ø120
10.指针式扭力板手：300NM
11.千分表：0.001mm  0-2mm
3、电机
1.输入电源：220/380V 50HZ
2.转速范围：1400rpm
3.功率400w
4、应变片
1.电阻350R
2.灵敏度系数2.06
3.带温度自补偿
4.电桥形式：全桥高精度
5、智能型12路动静态综合变送仪：
1.AD精度：24位。
2.支持USB及RS485总线模式，每个模组均可设定地址，最多支持串联200多个模组
3.最低采集频率约10Hz，最高采集频率约1280Hz
4.支持软件设置零点校准、砝码标定、采样间隔、με/扭矩/扭力/弯曲/移位/重量/压力/应力单位、追零参数、分度值、滤波值、波特率、桥接形式、片阻、线组、灵敏度、应变片贴法、通道数、蠕变跟踪。支持查看曲线和中英文
5.12路通道，每路均可单独采样或连续采样
6.支持恢复出厂设置，并可读取温度。
6、7寸人机交互HMI触摸屏
采用7英寸彩色液晶触摸显示屏，分辨率800×480，四线电阻式触摸屏，输入电压DC24V，额定功率5W，处理器1GHz，内存128M，系统存储128M，具有232/485/422、USB、以太网接口，支持组态。面板可实时显示螺杆微应变、实空心螺栓拉/扭应变、八角环压应变、顶杆压应变数值变化，操作直观便捷。
7、多功能控制器
采用紧凑型多功能控制器，集成至少14路数字量输入,至少10路数字量输出，不低于10路模拟量输入，不低于2路模拟量输出，多个高速计数器，支持RS232、RS485、MODBUS
8、柜体
柜体采用优质钣金数控弯折并进行塑粉静电喷涂，上半部分采用蓝色凹凸面设计，中间凹面设有7寸彩色工业HMI人机交互界面，两边凸面设有安全保护装置及电源开关，下半部分采用柜体带柜门，柜体两侧突出侧设有内槽可嵌入灯条。背面设有带过载保护的安全电源插座。外形尺寸（长×宽×高）：760×640×1050mm±5%，底部带4个万向轮，方便移动。
四、可完成的实验内容：
单个紧联接螺栓的4种不同刚度的联接件和被联接件静、动态受力与变形实验：
1.刚性垫片、无锥塞联接的静、动态实验。
2.刚性垫片、有锥塞联接的静、动态实验。
3.弹性垫片、无锥塞联接的静、动态实验。
4.弹性垫片、有锥塞联接的静、动态实验。
5.并绘制螺栓和被联接件受力与变形的静、动态曲线。
完成螺栓组联接特性（测定各螺栓的受力和变形）实验，绘制螺栓组的载荷分布的静态曲线。
了解单个螺栓在拧紧过程中各部分的受力情况
了解单个螺栓受静态轴向载荷时的变形规律。
观察单个螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓联接强度的各项措施。
电阻应变片灵敏度系数测量实验。
新工科数智云舱
概述：
新工科数智云舱形成了统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传，通过新工科数智云舱，不论何时何地均可以进行设备的控制及实验，当设备运行时间过长时，系统还会在大数据界面进行报警，避免因设备忘关导致的损坏。
新工科数智云舱基于JAVA、C、B/S架构，部署在云服务器上，设备与数智云舱之间支持wifi、4G、5G通讯，支持平板、计算机、100寸大屏显示，支持高清摄像头接入至大数据界面中，大数据界面中央具有数字孪生模型。设备可视化控制台具有一键启动、一键暂停、2D/3D模式切换、设备概览（状态、连接数量、总数、运行时间、终止时间等），支持全空间任意旋转、放大、缩小。可实时收发实验台边缘计算设备无线信号主副互传至云端服务器的远程控制单步、加速、减速、加载、减载、匀速、自动/手动采集、控制器数据写入的双控操作，也可以通过边缘计算设备将转速、转矩、压力、载荷、位移、拉力、角度、传动效率、传动比、温度等专业数据算法转换并生成可视化曲线，支持100位学生针对指定的某台设备数据及实时曲线进行查看。云舱分为学生端、教师端、管理端，每个端均具有唯一账号登陆，平台外观高端、科技感极强，可由教师自行编辑实验任务分发给不同的设备和指定的账户，学生端实验结束可上传实验报告及相关实验附件供教师评分，管理端可设置设备类型并对相关设备设置采集端口号。
新工科数智云舱涵盖了带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、凸轮传动、曲柄摇杆导杆滑块、滑动轴承、动平衡、平面机构、空间机构、轮系、机械创新方案设计、滚动轴承、单螺栓及螺栓组、液压传动、机电一体化、流体力学、制冷制热等综合性能测试。
管理端：
1.教师管理：管理端可添加教师账号，可设置教师姓名、学校名称、用户名、密码、绑定设备、学生账号开通权限，界面显示每个教师账号的登录时间。
2.设备类型管理：生成新增的设备类型，并绑定设备设备号。每个类型下面可绑定不同的设备、FN码、设备控制器型号、网络类型、连接方式、对应教师账号。
教师端：
1.设备可视化控制台：总列表显示不同教师账户下所绑定的不同设备信息（设备名称、在线/离线状态、运行时长、停止时间、启动设备、暂停设备），显示心跳包数设备总数、在线设备数量、运行设备数量、离线设备数量、告警设备数量。支持2D/3D模式切换，2D模式下选择任意设备可以查看更细致的内容：设备编号、站号、状态刷新、开启时间；3D模式下显示设备社区的3D模型，可任意放大缩小、旋转、平移拖拽，离线状态3d模型为黑色熄灭形态，在线状态3D模型为蓝体绿灯形态，告警状态3D模型为红体红灯形态，每个3d模型可视化展示设备名称及设备编号，选中某台设备3d模型时放大提示
2.学生账号管理：显示学号、用户名、密码、姓名、最后登录时间，可进行修改密码、删除。
3.新增学生账户：设置学生姓名、学号、密码，用户名根据学号自动生成。
4.密码修改：更改本账号的用户名、所属学校、原密码、新密码、确认密码。
5.设备管理：显示管理端为教师账号绑定的设备列表，显示设备种类。各个设备种类中显示绑定的设备名称、设备号、控制器型号、对应设备所用协议、运行时间。权限设置可设置设备对应的控制账号，教师端可查看学生端实时采集的数据、曲线、监控画面，也可以直接控制学生端设备的控制按钮，可控制学生端控制系统总开关，一旦关闭，学生端将不能再操作。
6.实验管理：教师自由编辑实验任务，并可将任意的实验任务分发给任意一组设备，实现学生多分组实验。
7.学习辅助界面：根据编辑的实验任务，可查看每个学生账号的实验报告、提交的附件作业，如cad、cam、Pro/E、装配图、零件图等。显示学号、姓名、对应设备。并批改实验任务进行打分，显示分数。也可看到学生是否已经完成实验任务。
学生端：
1.多学员对单设备数据可视化：每台设备可绑定多个学生账号，所有绑定的账号都能实时查看该设备的实时数据，设备控制账号可由教师自行设置为任意学生账号，解决了以往设备数量不足，多个学生挤在一台电脑上看数据的情况。
2.实验列表：登录学生端可见新工科数智云舱在线状态、实验设备列表，列表对应实验设备名称、控制器型号、设备编号、当前实验、可用实验任务、实验项目、每个学生账号经过教师端设置，可绑定不同的实验设备。学生可自行选择启动任意实验项目
3.数字孪生实验界面：界面显示设备运行时间、实验设备名称、设备号、控制系统程序总开关状态按钮、控制面板、性能曲线界面、数字孪生三维模型、仪表盘界面、视频监控画面。当运行时间过长时，界面中间闪烁提示设备运行时间过长并且界面显示红色雾状报警。
4.历史数据：显示各项数据的id、数据名称、数据值、采集时间、手动采集标记。可自由删除任意一条数据，筛选手动采集表、导出excel表格
5.视频监控（选配）：数智云舱大数据界面集成有视频监控模块，可添加高清摄像头查看设备实时运行工况。
6.提交实验报告：可看到教师布置的实验任务及相关的附件，可上传cad、cam、Pro/E、CATIA、sw、ug、三维模型、装配图、零件图、实验报告模板、数据要求、matlab等文件。学生可在框架界面自由编辑实验心得或者实验为解决难题等。
7.数智云舱-螺栓与螺栓组大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据、实空芯螺杆参数设定（实空芯螺杆外径 D、实空芯螺杆内径 d、螺杆总长度 L、弹性模量 E、螺栓拉力标定 、螺栓扭力标定 、八角环万力标定、顶杆压力标定、理论实空心螺栓拉应变 、理论实空心螺栓扭应变、理论八角环应变、理论顶杆压力应变、扭紧力矩 T、扭矩力系数、螺栓公称直径 d）、螺栓组参数设定（L1-4、螺栓间距 h 、加载力 F 、螺栓有效长度 l 、弹性模量 E、螺栓截面积 A 、螺栓组的力矩载荷M、单个拉力螺栓工作载荷、单个压力螺栓工作载荷），既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
2）性能曲线：实时采集实验设备8根螺杆应变、空心螺栓应变、八角环应变、顶杆应变等数据并生成性能曲线，曲线模块包括但不限于螺栓与被联接件的力-变形曲线、静态轴向载荷下螺栓变形规律曲线、静态轴向载荷下螺栓变形规律-理论曲线、螺栓组实测螺栓应力分布曲线。表格曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示电机转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的电机转速、8根螺杆应变、空心螺栓应变、八角环应变、顶杆应变。

3

ZRDI-JX3新工科数智云舱-全数字化液体动压轴承实验台

一、概述
本液体动压轴承实验台为柜式结构，采用工作台与箱体结合的美学设计，外形美观大方、操作安全便捷且无环境污染物排放。设备适用于机械类专业开设滑动轴承实验，可助力学生在计算机软件界面指导下独立完成实验，实现径向、轴向油膜压力分布曲线和摩擦特性曲线的仿真与实测，加深对滑动轴承动压形成原理的理解和验证，是机械设计实验室的重要设备之一。
二、产品特点
1.轴瓦采用合金材质，耐磨性优良、加工精度高，配备高精度传感器，径向设置7个测点、轴向设置2个测点，可精准采集油膜压力数据。
2.搭载11个传感器，可全面采集转速、油膜压力、外载荷、轴瓦间摩擦力等关键数据，油膜压力以雷达图描述显示，能绘制平滑性能曲线，数据采集全面且直观。
3.油箱装有温度传感器，探测滑动轴承运行过程中，油温升高情况
4.新工科数智云舱化：形成了云平台统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传
二、技术参数
1、4G/WIFI双网边缘采集工业网关：
1.尺寸：105X80X22mm
2.电源：DC24V
3.接口：WLAN/LAN双网口、TTL（波特率1200-230400bit/s）、SIM卡
4.指示灯：NET、WIFI、4G、SVR、
5.WIFI工作模式：STA模式、AP模式
6.协议支持Modbus TCP/UDP、MQTT、FTP、HTTP、Websocket、HTTPS、MQTTS
7.DTU在线模式：可设置为离线模式、永远在线模式、唤醒模式、按需在线模式、周期在线模式。
8.中心连接模式：单主中心连接、主副切换连接、主副同时连接、主副独立传输、主副互联对传。
9.功能设置：ID、注册包、心跳包头、心跳时间、注册包模式、数据发送模式、数据帧间隔、波特率、数据位、校验位、停止位、APN网关、用户名、密码。可查询基本参数、运行信息、信号质量，一键配置参数、保存参数脚本、加载设备参数、加载参数脚本、网络配参、串口配参。
10.轮询指令：支持10条轮询指令，轮询时间单位可设置为秒、毫秒
11.自定义命令：可通过命令对网关设置
12.数据显示：支持显示调试信息、串口数据发送
13.支持4G远程配参
2、单螺栓及螺栓组实验组件
1.主轴：外φ75mm
2.测试轴瓦：合金材质，有效工作长度约120MM
3.机架：45钢  表面发黑，主动轮Ø54双槽，从动轮Ø200双槽
4.加载方式：螺旋下压式
5.三角带：0-1067   2条
6.O型圈：Ø75×2.65   2个
7.轴承：6208  2个
8.轴承：628   1个
9.铝油标：透明   M16X1.5
3、电机
1.输入电源：220V 50HZ
2.转速可调范围：≥2500rpm
3.转矩：≥1.6N.m
4.轴直径≥18.5mm
5.支持Modbus
6.转速值、转矩值直读功能
7.具有报错提示
8.功率≥480w
4、压力传感器
1.陶瓷厚膜一体化压阻技术
2.ASIC技术数字补偿
3.量程：1.6Mpa
4.精度：0.1%
5.过载压力≥2Mpa
5、测力传感器：
响应频率：10Khz
量程：500kg
灵敏度：2mv±10%
阻抗：700Ω
精度：0.05%F.S.
6、7寸人机交互HMI触摸屏
采用7英寸彩色液晶触摸显示屏，分辨率800×480，四线电阻式触摸屏，输入电压DC24V，额定功率5W，处理器1GHz，内存128M，系统存储128M，具有232/485/422、USB、以太网接口，支持组态。面板可实时显示螺杆微应变、实空心螺栓拉/扭应变、八角环压应变、顶杆压应变数值变化，操作直观便捷。
7、多功能控制器
采用紧凑型多功能控制器，集成至少14路数字量输入,至少10路数字量输出，不低于10路模拟量输入，不低于2路模拟量输出，多个高速计数器，支持RS232、RS485、MODBUS
8、柜体
柜体采用优质钣金数控弯折并进行塑粉静电喷涂，上半部分采用蓝色凹凸面设计，中间凹面设有7寸彩色工业HMI人机交互界面，两边凸面设有安全保护装置及电源开关，下半部分采用柜体带柜门，柜体两侧突出侧设有内槽可嵌入灯条。背面设有带过载保护的安全电源插座。外形尺寸（长×宽×高）：760×640×1050mm±5%，底部带4个万向轮，方便移动。
四、可完成的实验内容
1.观察滑动轴承的结构，径向、轴向油膜压力分布和摩擦特征曲线的实测；
2.测定其摩擦特征曲线，能观察并计算油膜厚度；
新工科数智云舱
概述：
新工科数智云舱形成了统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传，通过新工科数智云舱，不论何时何地均可以进行设备的控制及实验，当设备运行时间过长时，系统还会在大数据界面进行报警，避免因设备忘关导致的损坏。
新工科数智云舱基于JAVA、C、B/S架构，部署在云服务器上，设备与数智云舱之间支持wifi、4G、5G通讯，支持平板、计算机、100寸大屏显示，支持高清摄像头接入至大数据界面中，大数据界面中央具有数字孪生模型。设备可视化控制台具有一键启动、一键暂停、2D/3D模式切换、设备概览（状态、连接数量、总数、运行时间、终止时间等），支持全空间任意旋转、放大、缩小。可实时收发实验台边缘计算设备无线信号主副互传至云端服务器的远程控制单步、加速、减速、加载、减载、匀速、自动/手动采集、控制器数据写入的双控操作，也可以通过边缘计算设备将转速、转矩、压力、载荷、位移、拉力、角度、传动效率、传动比、温度等专业数据算法转换并生成可视化曲线，支持100位学生针对指定的某台设备数据及实时曲线进行查看。云舱分为学生端、教师端、管理端，每个端均具有唯一账号登陆，平台外观高端、科技感极强，可由教师自行编辑实验任务分发给不同的设备和指定的账户，学生端实验结束可上传实验报告及相关实验附件供教师评分，管理端可设置设备类型并对相关设备设置采集端口号。
新工科数智云舱涵盖了带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、凸轮传动、曲柄摇杆导杆滑块、滑动轴承、动平衡、平面机构、空间机构、轮系、机械创新方案设计、滚动轴承、单螺栓及螺栓组、液压传动、机电一体化、流体力学、制冷制热等综合性能测试。
管理端：
1.教师管理：管理端可添加教师账号，可设置教师姓名、学校名称、用户名、密码、绑定设备、学生账号开通权限，界面显示每个教师账号的登录时间。
2.设备类型管理：生成新增的设备类型，并绑定设备设备号。每个类型下面可绑定不同的设备、FN码、设备控制器型号、网络类型、连接方式、对应教师账号。
教师端：
1.设备可视化控制台：总列表显示不同教师账户下所绑定的不同设备信息（设备名称、在线/离线状态、运行时长、停止时间、启动设备、暂停设备），显示心跳包数设备总数、在线设备数量、运行设备数量、离线设备数量、告警设备数量。支持2D/3D模式切换，2D模式下选择任意设备可以查看更细致的内容：设备编号、站号、状态刷新、开启时间；3D模式下显示设备社区的3D模型，可任意放大缩小、旋转、平移拖拽，离线状态3d模型为黑色熄灭形态，在线状态3D模型为蓝体绿灯形态，告警状态3D模型为红体红灯形态，每个3d模型可视化展示设备名称及设备编号，选中某台设备3d模型时放大提示
2.学生账号管理：显示学号、用户名、密码、姓名、最后登录时间，可进行修改密码、删除。
3.新增学生账户：设置学生姓名、学号、密码，用户名根据学号自动生成。
4.密码修改：更改本账号的用户名、所属学校、原密码、新密码、确认密码。
5.设备管理：显示管理端为教师账号绑定的设备列表，显示设备种类。各个设备种类中显示绑定的设备名称、设备号、控制器型号、对应设备所用协议、运行时间。权限设置可设置设备对应的控制账号，教师端可查看学生端实时采集的数据、曲线、监控画面，也可以直接控制学生端设备的控制按钮，可控制学生端控制系统总开关，一旦关闭，学生端将不能再操作。
设备管理
6.实验管理：教师自由编辑实验任务，并可将任意的实验任务分发给任意一组设备，实现学生多分组实验。
实验管理界面
7.学习辅助界面：根据编辑的实验任务，可查看每个学生账号的实验报告、提交的附件作业，如cad、cam、Pro/E、装配图、零件图等。显示学号、姓名、对应设备。并批改实验任务进行打分，显示分数。也可看到学生是否已经完成实验任务。
学生端：
1.多学员对单设备数据可视化：每台设备可绑定多个学生账号，所有绑定的账号都能实时查看该设备的实时数据，设备控制账号可由教师自行设置为任意学生账号，解决了以往设备数量不足，多个学生挤在一台电脑上看数据的情况。
2.实验列表：登录学生端可见新工科数智云舱在线状态、实验设备列表，列表对应实验设备名称、控制器型号、设备编号、当前实验、可用实验任务、实验项目、每个学生账号经过教师端设置，可绑定不同的实验设备。学生可自行选择启动任意实验项目
3.数字孪生实验界面：界面显示设备运行时间、实验设备名称、设备号、控制系统程序总开关状态按钮、控制面板、性能曲线界面、数字孪生三维模型、仪表盘界面、视频监控画面。当运行时间过长时，界面中间闪烁提示设备运行时间过长并且界面显示红色雾状报警。
4.历史数据：显示各项数据的id、数据名称、数据值、采集时间、手动采集标记。可自由删除任意一条数据，筛选手动采集表、导出excel表格
5.视频监控（选配）：数智云舱大数据界面集成有视频监控模块，可添加高清摄像头查看设备实时运行工况。
6.提交实验报告：可看到教师布置的实验任务及相关的附件，可上传cad、cam、Pro/E、CATIA、sw、ug、三维模型、装配图、零件图、实验报告模板、数据要求、matlab等文件。学生可在框架界面自由编辑实验心得或者实验为解决难题等。
7.数智云舱-滑动轴承大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据、设置参数一（轴的转速、轴承载荷、轴瓦直径D、轴瓦长度B、轴直径d、测力点距轴承中心线距离L、动力粘度v、矿物油密度）、设置参数二（油膜压力1-8），既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
2）性能曲线：实时采集实验设备的8个位置油压、负载力等数据并生成性能曲线，曲线模块包括但不限于仿真油压分布曲线雷达图、仿真油膜承载曲线、油压分布曲线雷达图、油膜承载曲线、轴向油膜压力分布曲线、摩擦系数曲线，可进行左右拉动显示。表格曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示负载力、转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的转速、1-8个位置的油膜压力、负载力、摩擦力。

4

ZRDI-JX4新工科数智云舱-全数字化可重构机械传动性能测试实验系统

一、概述
本机械传动性能综合实验台测控精度高、数据稳定，采用全数字伺服控制技术，可实现恒转速输入、恒转矩输出；支持连续自动采样，能自动完成数据处理、工况控制及实验结果输出。该设备适用于机械类设计、机械创新设计等课程的设计性、综合性和创新性实验，是开放性创新型实验室的核心设备之一，同时可满足研究生科研及对外技术服务需求。
二、产品特点
智能化设计：融合自动控制测试技术与虚拟仪器理论，实现电机起停、转速调节、负载调节全自动化，参数可视化，智能化程度高。
模块化底座：平台采用5mm厚度的20X80的铝型材，结实耐用，模块底座采用铝合金精加工，表面喷砂阳极氧化处理（氧化膜厚度≥10μm）。部分底座可调节。
全数字化控制：采用7英寸彩色触摸屏全数字控制，所有数据、操控均通过触摸屏进行，实时数据反馈。
小型化：采用小型电机、小型减速器、小型磁粉制动器、小型带轮链轮，可自由重组，中心高度不高于120mm。
新工科数智云舱化：形成了云平台统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传
三、技术参数
1、4G/WIFI双网边缘采集工业网关：
1.尺寸：105X80X22mm
2.电源：DC24V
3.接口：WLAN/LAN双网口、TTL（波特率1200-230400bit/s）、SIM卡
4.指示灯：NET、WIFI、4G、SVR、
5.WIFI工作模式：STA模式、AP模式
6.协议支持Modbus TCP/UDP、MQTT、FTP、HTTP、Websocket、HTTPS、MQTTS
7.DTU在线模式：可设置为离线模式、永远在线模式、唤醒模式、按需在线模式、周期在线模式。
8.中心连接模式：单主中心连接、主副切换连接、主副同时连接、主副独立传输、主副互联对传。
9.功能设置：ID、注册包、心跳包头、心跳时间、注册包模式、数据发送模式、数据帧间隔、波特率、数据位、校验位、停止位、APN网关、用户名、密码。可查询基本参数、运行信息、信号质量，一键配置参数、保存参数脚本、加载设备参数、加载参数脚本、网络配参、串口配参。
10.轮询指令：支持10条轮询指令，轮询时间单位可设置为秒、毫秒
11.自定义命令：可通过命令对网关设置
12.数据显示：支持显示调试信息、串口数据发送
13.支持4G远程配参
2、可重构机械组件
1.同轴星形减速器 ：减速比1：3，1个
2.直角星形减速器：减速比1：3，1个
3.蜗轮减速器：减速比 1：10，1个
4.摆线针轮减速器：减速比1：9，1个
5.齿轮传动：M3，Z25，Z50，内孔19 ，1个
6.V带传动：平带、圆带、V带不低于5种
7.链传动组件：不同种类的不低于3种
8.轴承座：UCPH204，4个
9.万向节联轴器：T06G-B18-B18，2套
10.滚子链 ：08B，3条
3、电机
1.输入电源：220V 50HZ
2.转速可调范围：≥2500rpm
3.转矩：≥1.6N.m
4.轴直径≥18.5mm
5.支持Modbus
6.转速值、转矩值直读功能
7.具有报错提示
8.功率≥480w
4、转矩转速一体式测控系统
1.转矩量程：50Nm
2.转速量程:2000r/min
3.转矩输出:土5V
4.转速输出:0-5V
5.供电:24V
6.精度:0.5%
5、测力传感器：
1.量程：30kg和5kg各1各
2.灵敏度：2mv±10%
3.阻抗：405Ω±10%
4.精度：0.03%F.S.
6、测力变送器：
1.输入信号：2mV
2.供电电压：12或24V DC
3.信号输出：0-10V
4.电压精度0.1%F.S
5.外壳材质：压铸铝
7、磁粉制动器
1.额定转矩:25N.m
2.额定转速≥1400转/分
3.滑差功率200W
4.最大电压:24V
5.最大电流:1.5A
8、控制器
1.输入电源AC180~265V，输出DC0~24V/4A。
2.采用脉宽调制，具有三种控制方式选择:恒电流输出，恒电压输出,恒功率输出，采用按键和脉冲电位器调节.自动过流保护
9、7寸人机交互HMI触摸屏
采用7英寸彩色液晶触摸显示屏，分辨率800×480，四线电阻式触摸屏，输入电压DC24V，额定功率5W，处理器1GHz，内存128M，系统存储128M，具有232/485/422、USB、以太网接口，支持组态。面板可实时显示螺杆微应变、实空心螺栓拉/扭应变、八角环压应变、顶杆压应变数值变化，操作直观便捷。
10、多功能控制器
采用紧凑型多功能控制器，集成至少14路数字量输入,至少10路数字量输出，不低于10路模拟量输入，不低于2路模拟量输出，多个高速计数器，支持RS232、RS485、MODBUS
11、柜体
柜体采用优质钣金数控弯折并进行塑粉静电喷涂，上半部分采用蓝色凹凸面设计，中间凹面设有7寸彩色工业HMI人机交互界面，两边凸面设有安全保护装置及电源开关，下半部分采用柜体带柜门，柜体两侧突出侧设有内槽可嵌入灯条。背面设有带过载保护的安全电源插座。外形尺寸（长×宽×高）：1000×640×1050mm±5%，底部带4个万向轮，方便移动。
四、可完成的实验内容
将典型机械传动按设计思路组合（可达数十种），以组合体为被测试件，要求学生完成传动方案设计、实物装配调整、性能测试及方案对比，例如：
1、V带—齿轮
2、同步带—齿轮
3、链—齿轮
4、V带—链
5、同步带—链
6、V带—蜗轮蜗杆
7、同步带—蜗轮蜗杆
8、链—摆线针轮
9、V带—行星减速齿轮
10、同步带—摆线针轮
11、链—万向节
（四）机械传动方案优化设计性实验
针对同一功能要求，设计多种机械传动方案，完成各方案的实际装配、性能参数测试及优劣对比，培养学生工程设计中的最优化理念。
（五）机械传动创意组合创新性实验
利用实验台现有装置或另购部分装置，引导学生拓展思路，结合机械原理知识进行创意组合设计与验证，提升学生创新能力与学习兴趣。
新工科数智云舱
概述：
新工科数智云舱形成了统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传，通过新工科数智云舱，不论何时何地均可以进行设备的控制及实验，当设备运行时间过长时，系统还会在大数据界面进行报警，避免因设备忘关导致的损坏。
新工科数智云舱基于JAVA、C、B/S架构，部署在云服务器上，设备与数智云舱之间支持wifi、4G、5G通讯，支持平板、计算机、100寸大屏显示，支持高清摄像头接入至大数据界面中，大数据界面中央具有数字孪生模型。设备可视化控制台具有一键启动、一键暂停、2D/3D模式切换、设备概览（状态、连接数量、总数、运行时间、终止时间等），支持全空间任意旋转、放大、缩小。可实时收发实验台边缘计算设备无线信号主副互传至云端服务器的远程控制单步、加速、减速、加载、减载、匀速、自动/手动采集、控制器数据写入的双控操作，也可以通过边缘计算设备将转速、转矩、压力、载荷、位移、拉力、角度、传动效率、传动比、温度等专业数据算法转换并生成可视化曲线，支持100位学生针对指定的某台设备数据及实时曲线进行查看。云舱分为学生端、教师端、管理端，每个端均具有唯一账号登陆，平台外观高端、科技感极强，可由教师自行编辑实验任务分发给不同的设备和指定的账户，学生端实验结束可上传实验报告及相关实验附件供教师评分，管理端可设置设备类型并对相关设备设置采集端口号。
新工科数智云舱涵盖了带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、凸轮传动、曲柄摇杆导杆滑块、滑动轴承、动平衡、平面机构、空间机构、轮系、机械创新方案设计、滚动轴承、单螺栓及螺栓组、液压传动、机电一体化、流体力学、制冷制热等综合性能测试。
管理端：
1.教师管理：管理端可添加教师账号，可设置教师姓名、学校名称、用户名、密码、绑定设备、学生账号开通权限，界面显示每个教师账号的登录时间。
2.设备类型管理：生成新增的设备类型，并绑定设备设备号。每个类型下面可绑定不同的设备、FN码、设备控制器型号、网络类型、连接方式、对应教师账号。
教师端：
1.设备可视化控制台：总列表显示不同教师账户下所绑定的不同设备信息（设备名称、在线/离线状态、运行时长、停止时间、启动设备、暂停设备），显示心跳包数设备总数、在线设备数量、运行设备数量、离线设备数量、告警设备数量。支持2D/3D模式切换，2D模式下选择任意设备可以查看更细致的内容：设备编号、站号、状态刷新、开启时间；3D模式下显示设备社区的3D模型，可任意放大缩小、旋转、平移拖拽，离线状态3d模型为黑色熄灭形态，在线状态3D模型为蓝体绿灯形态，告警状态3D模型为红体红灯形态，每个3d模型可视化展示设备名称及设备编号，选中某台设备3d模型时放大提示
2.学生账号管理：显示学号、用户名、密码、姓名、最后登录时间，可进行修改密码、删除。
3.新增学生账户：设置学生姓名、学号、密码，用户名根据学号自动生成。
4.密码修改：更改本账号的用户名、所属学校、原密码、新密码、确认密码。
5.设备管理：显示管理端为教师账号绑定的设备列表，显示设备种类。各个设备种类中显示绑定的设备名称、设备号、控制器型号、对应设备所用协议、运行时间。权限设置可设置设备对应的控制账号，教师端可查看学生端实时采集的数据、曲线、监控画面，也可以直接控制学生端设备的控制按钮，可控制学生端控制系统总开关，一旦关闭，学生端将不能再操作。
6.实验管理：教师自由编辑实验任务，并可将任意的实验任务分发给任意一组设备，实现学生多分组实验。
7.学习辅助界面：根据编辑的实验任务，可查看每个学生账号的实验报告、提交的附件作业，如cad、cam、Pro/E、装配图、零件图等。显示学号、姓名、对应设备。并批改实验任务进行打分，显示分数。也可看到学生是否已经完成实验任务。
学生端：
1.多学员对单设备数据可视化：每台设备可绑定多个学生账号，所有绑定的账号都能实时查看该设备的实时数据，设备控制账号可由教师自行设置为任意学生账号，解决了以往设备数量不足，多个学生挤在一台电脑上看数据的情况。
2.实验列表：登录学生端可见新工科数智云舱在线状态、实验设备列表，列表对应实验设备名称、控制器型号、设备编号、当前实验、可用实验任务、实验项目、每个学生账号经过教师端设置，可绑定不同的实验设备。学生可自行选择启动任意实验项目
3.数字孪生实验界面：界面显示设备运行时间、实验设备名称、设备号、控制系统程序总开关状态按钮、控制面板、性能曲线界面、数字孪生三维模型、仪表盘界面、视频监控画面。当运行时间过长时，界面中间闪烁提示设备运行时间过长并且界面显示红色雾状报警。
4.历史数据：显示各项数据的id、数据名称、数据值、采集时间、手动采集标记。可自由删除任意一条数据，筛选手动采集表、导出excel表格
5.视频监控（选配）：数智云舱大数据界面集成有视频监控模块，可添加高清摄像头查看设备实时运行工况。
6.提交实验报告：可看到教师布置的实验任务及相关的附件，可上传cad、cam、Pro/E、CATIA、sw、ug、三维模型、装配图、零件图、实验报告模板、数据要求、matlab等文件。学生可在框架界面自由编辑实验心得或者实验为解决难题等。
7.数智云舱-机械传动大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据，既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
性能曲线：实时采集实验设备输入/输出转速、输入/输出扭矩、传动比、传动效率等数据并生成性能曲线，曲线模块包括但不限于输入/输出转速曲线、输入/输出扭矩曲线、效率曲线。表格曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示电机转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的输入/输出转速、输入/输出扭矩、传动比数据。

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ZRDI-JX5新工科数智云舱-全数字化机械创新设计方案组合实验系统

一、产品简介
本系统是专为高等院校机械类专业打造的综合性创新实训设备，聚焦机械原理、机械设计与创新设计核心教学需求。设备采用模块化工业铝型材机架，集成连杆机构、齿轮轮系、带传动、复合传动单元等多元经典机械结构，搭配智能触控测控终端，支持机构自由拼装、方案创新搭建与运动参数实时测试。可全面满足机构认知、运动特性分析、创新方案验证等实训场景，是培养学生机械理论应用能力、工程实践能力与创新设计思维的核心教学装备。
二、产品特点
·  模块化自由拼装  整机采用标准化模块化设计，铝型材机架与传动部件拆装灵活，无固定结构限制，可快速组合搭建数十种机械传动方案，适配个性化创新实验需求。
·  机构覆盖全面  集成平面机构、空间机构、轮系机构、带传动、复合联动机构等全品类核心机械结构，完整覆盖机械原理课程核心知识点，教学适配性极强。
·  智能测控可视化  配备高清触控控制系统，支持设备启停调速、运动参数采集、数据实时显示，直观呈现机构运动规律，实现实验过程数字化、分析可视化。
·  教学实训一体化  深度贴合高校教学大纲，可完成机构认知、运动仿真、性能测试、创新设计验证等全流程实验，兼顾基础教学与创新拓展双重需求。
·  新型设计提高效率  工业级铝型材框架结构稳固，可移动支架采用光轴与直线轴承结合的方式，移动丝滑无卡塞，提供做实验的效率。
·  创新能力培养导向  支持学生自主设计非标机械方案，打破传统实验局限，激发创新思维，强化理论知识与工程实践的深度融合，提升综合工程素养。
·  新工科数智云舱化  形成了云平台统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传
三、技术参数
1、4G/WIFI双网边缘采集工业网关：
1.尺寸：105X80X22mm
2.电源：DC24V
3.接口：WLAN/LAN双网口、TTL（波特率1200-230400bit/s）、SIM卡
4.指示灯：NET、WIFI、4G、SVR、
5.WIFI工作模式：STA模式、AP模式
6.协议支持Modbus TCP/UDP、MQTT、FTP、HTTP、Websocket、HTTPS、MQTTS
7.DTU在线模式：可设置为离线模式、永远在线模式、唤醒模式、按需在线模式、周期在线模式。
8.中心连接模式：单主中心连接、主副切换连接、主副同时连接、主副独立传输、主副互联对传。
9.功能设置：ID、注册包、心跳包头、心跳时间、注册包模式、数据发送模式、数据帧间隔、波特率、数据位、校验位、停止位、APN网关、用户名、密码。可查询基本参数、运行信息、信号质量，一键配置参数、保存参数脚本、加载设备参数、加载参数脚本、网络配参、串口配参。
10.轮询指令：支持10条轮询指令，轮询时间单位可设置为秒、毫秒
11.自定义命令：可通过命令对网关设置
12.数据显示：支持显示调试信息、串口数据发送
13.支持4G远程配参
2、机构创新组件：
1.材质：传动零件采用45钢全数控精加工制作，并发黑处理
2.带链传动组件：V带、链条、链轮、带轮总计不少于6个
3.轴：主动轴、从动轴总计不少于18根
4.齿轮传动组件：齿轮、齿条总计不少于12个
5.连杆组件：连杆总计不少于24根
6.滑块组件：滑块总计不少于16个
3、电机
1.交流带减速器电机:额定功率: 90W  输出转速8r/min，单相220VAC±10%，50Hz
4、位移传感器：
1.量程：250mm
2.精度：0.05mm
3.模拟量输出
5、转速传感器：
1.响应频率：60khz
2.量程：3000rpm
3.分辨率：1000
4.电流：120ma
6、7寸人机交互HMI触摸屏
采用7英寸彩色液晶触摸显示屏，分辨率800×480，四线电阻式触摸屏，输入电压DC24V，额定功率5W，处理器1GHz，内存128M，系统存储128M，具有232/485/422、USB、以太网接口，支持组态。面板可实时显示螺杆微应变、实空心螺栓拉/扭应变、八角环压应变、顶杆压应变数值变化，操作直观便捷。
7、多功能控制器
采用紧凑型多功能控制器，集成至少14路数字量输入,至少10路数字量输出，不低于10路模拟量输入，不低于2路模拟量输出，多个高速计数器，支持RS232、RS485、MODBUS
8、机架
采用槽壁厚度2mm的40X40工业铝合金型材框架式结构，外形尺寸1000X400X660mm，模块化拼装设计，整体刚性强、承重稳定，无焊接变形，开放式立体安装空间，多维度安装点位，支持平面 / 空间机构无干涉搭建，机架预留电机安装位，电机安装底座支持60mm调节距离，中间5根移动支架连接采用2根光轴及内置轴承进行连接，移动丝滑无滞塞，支架固定采用定制连接件，经带压纹调节螺母锁紧。
四、可完成的实验内容：
1.导杆齿轮齿条机构；
2.多杆行程放大机构；
3.实现给定轨迹的机构；
4.压包机机构；
5.飞剪机构；
6.单缸汽油机机构；
7.内燃机机构；
8.鄂式破碎机；
9.泵；
10.摄影升降机；
11.近似匀速输出的往复运动机构；
12.可扩大行程机构；
13.曲柄摇杆型插床机构；
14.缝纫机导线、导针机构；
15.压力表指示机构；
16.搅拌机机构；
17.送纸机机构；
18.卡片穿孔机的送卡机构；
19.蒸汽机机构；
20.自动车床送料机构；
21.六杆机构；
22.双摆杆摆角放大机构；
23.转动导杆与凸轮放大行程机构；
24.起重机机构；
25.铸锭送料机构；
26.插床插削机构；
27.插齿机主传动机构；
28.刨床导杆机构；
29.曲柄增力机构；
30.曲柄滑块机构和齿轮齿条机构的组合；
31.曲柄摇杆机构；
32.四杆机构；
33.曲柄滑块机构；
34.曲柄滑块式送料机构；
35.曲柄摇杆与摇杆滑块机构；
36.槽轮机构与导杆机构；
37.凸轮起重机机构；
38.平压磨切机机构；
39.锻压机主拆行机构；
40.双摆杆摆角放大机构；
41.起重机机构等。
附件：
新工科数智云舱
概述：
新工科数智云舱形成了统一化管理、多学员对单设备数据可视化、跨专业支持、数据上云，方便教师查看分析学生的实验过程、实验结果、原理掌握程度以及批改学生实验报告，学生根据教师下发的任务，也可以快速的知晓自身的实验任务，在做完实验时可以直接在线将实验结果进行上传，通过新工科数智云舱，不论何时何地均可以进行设备的控制及实验，当设备运行时间过长时，系统还会在大数据界面进行报警，避免因设备忘关导致的损坏。
新工科数智云舱基于JAVA、C、B/S架构，部署在云服务器上，设备与数智云舱之间支持wifi、4G、5G通讯，支持平板、计算机、100寸大屏显示，支持高清摄像头接入至大数据界面中，大数据界面中央具有数字孪生模型。设备可视化控制台具有一键启动、一键暂停、2D/3D模式切换、设备概览（状态、连接数量、总数、运行时间、终止时间等），支持全空间任意旋转、放大、缩小。可实时收发实验台边缘计算设备无线信号主副互传至云端服务器的远程控制单步、加速、减速、加载、减载、匀速、自动/手动采集、控制器数据写入的双控操作，也可以通过边缘计算设备将转速、转矩、压力、载荷、位移、拉力、角度、传动效率、传动比、温度等专业数据算法转换并生成可视化曲线，支持100位学生针对指定的某台设备数据及实时曲线进行查看。云舱分为学生端、教师端、管理端，每个端均具有唯一账号登陆，平台外观高端、科技感极强，可由教师自行编辑实验任务分发给不同的设备和指定的账户，学生端实验结束可上传实验报告及相关实验附件供教师评分，管理端可设置设备类型并对相关设备设置采集端口号。
新工科数智云舱涵盖了带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、凸轮传动、曲柄摇杆导杆滑块、滑动轴承、动平衡、平面机构、空间机构、轮系、机械创新方案设计、滚动轴承、单螺栓及螺栓组、液压传动、机电一体化、流体力学、制冷制热等综合性能测试。
管理端：
1.教师管理：管理端可添加教师账号，可设置教师姓名、学校名称、用户名、密码、绑定设备、学生账号开通权限，界面显示每个教师账号的登录时间。
2.设备类型管理：生成新增的设备类型，并绑定设备设备号。每个类型下面可绑定不同的设备、FN码、设备控制器型号、网络类型、连接方式、对应教师账号。
教师端：
1.设备可视化控制台：总列表显示不同教师账户下所绑定的不同设备信息（设备名称、在线/离线状态、运行时长、停止时间、启动设备、暂停设备），显示心跳包数设备总数、在线设备数量、运行设备数量、离线设备数量、告警设备数量。支持2D/3D模式切换，2D模式下选择任意设备可以查看更细致的内容：设备编号、站号、状态刷新、开启时间；3D模式下显示设备社区的3D模型，可任意放大缩小、旋转、平移拖拽，离线状态3d模型为黑色熄灭形态，在线状态3D模型为蓝体绿灯形态，告警状态3D模型为红体红灯形态，每个3d模型可视化展示设备名称及设备编号，选中某台设备3d模型时放大提示
2.学生账号管理：显示学号、用户名、密码、姓名、最后登录时间，可进行修改密码、删除。
3.新增学生账户：设置学生姓名、学号、密码，用户名根据学号自动生成。
4.密码修改：更改本账号的用户名、所属学校、原密码、新密码、确认密码。
5.设备管理：显示管理端为教师账号绑定的设备列表，显示设备种类。各个设备种类中显示绑定的设备名称、设备号、控制器型号、对应设备所用协议、运行时间。权限设置可设置设备对应的控制账号，教师端可查看学生端实时采集的数据、曲线、监控画面，也可以直接控制学生端设备的控制按钮，可控制学生端控制系统总开关，一旦关闭，学生端将不能再操作。
6.实验管理：教师自由编辑实验任务，并可将任意的实验任务分发给任意一组设备，实现学生多分组实验。
7.学习辅助界面：根据编辑的实验任务，可查看每个学生账号的实验报告、提交的附件作业，如cad、cam、Pro/E、装配图、零件图等。显示学号、姓名、对应设备。并批改实验任务进行打分，显示分数。也可看到学生是否已经完成实验任务。
学生端：
1.多学员对单设备数据可视化：每台设备可绑定多个学生账号，所有绑定的账号都能实时查看该设备的实时数据，设备控制账号可由教师自行设置为任意学生账号，解决了以往设备数量不足，多个学生挤在一台电脑上看数据的情况。
2.实验列表：登录学生端可见新工科数智云舱在线状态、实验设备列表，列表对应实验设备名称、控制器型号、设备编号、当前实验、可用实验任务、实验项目、每个学生账号经过教师端设置，可绑定不同的实验设备。学生可自行选择启动任意实验项目
3.数字孪生实验界面：界面显示设备运行时间、实验设备名称、设备号、控制系统程序总开关状态按钮、控制面板、性能曲线界面、数字孪生三维模型、仪表盘界面、视频监控画面。当运行时间过长时，界面中间闪烁提示设备运行时间过长并且界面显示红色雾状报警。
4.历史数据：显示各项数据的id、数据名称、数据值、采集时间、手动采集标记。可自由删除任意一条数据，筛选手动采集表、导出excel表格
5.视频监控（选配）：数智云舱大数据界面集成有视频监控模块，可添加高清摄像头查看设备实时运行工况。
6.提交实验报告：可看到教师布置的实验任务及相关的附件，可上传cad、cam、Pro/E、CATIA、sw、ug、三维模型、装配图、零件图、实验报告模板、数据要求、matlab等文件。学生可在框架界面自由编辑实验心得或者实验为解决难题等。
7.数智云舱-机械系统集成大数据界面
1）控制：发送wifi、4G、5G信号进行实验台与数智云舱互控，可控制加速、减速、自动采集、停止采集、手动采集、读取历史、清除历史、清除数据，既可通过数智云舱控制，也可以通过设备上的触摸屏控制，支持远程控制、异地控制、离线控制、手动控制并实时反馈至数智云舱。
2）性能曲线：实时采集实验设备输入/输出转速、输入/输出扭矩、直线位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度等数据并生成性能曲线，曲线模块包括但不限于输入/输出转速曲线、输入/输出扭矩曲线、效率曲线、滑差率曲线、位移曲线、速度曲线、加速度曲线、角位移曲线、角速度曲线、角加速度曲线。表格曲线可显示对应点的数据内容，并在屏幕中央（数字孪生模型的位置）放大，方便观察，曲线下方设有自由域，可拉动域块自由设置数据监视区间，曲线范围内部采用色域填充的形式展现。眼睛按钮为旁观模式，其他已被授权的账号可查看此台设备曲线镜像，并撰写实验报告，向教师展示自己的理论理解程度。
3）仪表盘模块：展示电机转速仪表盘，根据实验台实时数据，指针转动至相应数值位置。
4）数据显示区域：显示实时采集的输入/输出转速、输入/输出扭矩、直线位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度数据。