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机械传动的定义(精选5篇)2023-12-10 14:48

  在工业生产领域中,工人在工作的时候经常会遇到高温、腐蚀和有毒气体的侵害。这些侵害不仅加大了工人的劳动强度,而且还会危及工人的生命安全。为了减轻工人的劳动强度,保障工人的生命安全,工业机器人由此诞生。

  工业机器人执行机构是机械手,它可以模仿人手动作,按照指定的程序和预定的轨迹进行自动抓取和搬运,实现工业现场操作的自动化。机械手按驱动方式可以分为液压式、气动式、电动式和机械式。可编程控制器(PLC)是专门为工业应用设计的利用数字运算操作的电子装置。它具有可靠性高、功能强大、编程简单、人机交互界面友好等特点,广泛应用于工业控制系统中。

  笔者设计了一款PLC控制的气动驱动式机械手,实现机械生产过程中的自动上料、下料等装卸任务,从而达到提高工业自动化生产效率的目的。

  机械手主要由执行机构、气动驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。组成如图1所示。

  其中执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,有的还增设行走机构。气动驱动系统包括利用气体压力来驱动机械手执行机构的动力装置、调节装置和辅助装置。PLC是控制机械手动作的控制系统。

  气动机械手的特点是快、稳、准,要求能够快速、准确地拾放和搬运物件,而且要有足够的空间、灵活的自由度以及任意位置的自动定位等。

  根据机械手手臂的运行方式不同、组合情况,其坐标可以分为直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。对于本次设计的机械手需要实现在上下料时实现手臂的升降、收缩和回转运动,所以采用圆柱坐标。为了弥补升降运动行程比较小的缺点,故增加手臂摆动结构,即增加了一个手臂上下摆动的自由度。这样,手臂有四个自由度,包括手臂的上下升降、左右回转、前后伸缩,上下摆动,若将立柱的横向移动包含在内,手臂有5个自由度;手腕有左右回转和左右摆动两个自由度,手指有开闭运动和上下摆动两个自由度。整个系统共有九个自由度)。

  (1)手指。考虑机械手的通用性,故把手指结构设计成可更换性,比如棒料可以用夹持式手部夹取,板料则要用气流负压式吸盘吸取。用1个汽缸控制开闭, 1个电动机控制上下摆动。

  (2)手腕。考虑机械手的通用性,且被抓取的工件是水平放置的,手腕设计成回转结构,由2个回转电动机来驱动手腕进行回转运动和左右摆动。

  (3)手臂。根据抓取工件的要求,机械手的手臂设有五个自由度,包括手臂的上下升降、左右回转、前后伸缩,上下摆动以及立柱的横向移动。手臂的回转和升降是由立柱来实现的,立柱的横向移动也就是手臂的横移、手臂的各种运动都是由5个汽缸或电动机来驱动实现的。

  机械手的驱动采用气动驱动方式。气压传动系统的反应比较灵敏,动作比较迅速,阻力产生的损失较小,泄漏也比较小,成本低(参见图3)。

  气源由空气压缩机(排气压力大于0.4~0.6MPa)通过快换接头进入储气罐,经分水过滤器、调压阀、油雾器,进入并联气路上的电磁阀,以控制机械手动作。

  各执行机构调速,凡是能采用排气口节流方式的,都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速,这种方法的特点是结构简单,效果尚好。手臂伸缩汽缸在接近汽缸处安装两个快速排气阀,可以加快启动速度,也可调节全程的速度。升降汽缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂上升速度。由于手臂可自重下降,其速度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成,气液传送器汽缸侧的排气节流,可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。 为简化气路,减少电磁阀的数量,各工作汽缸的缓冲均采用液压缓冲器。这样可以省去电磁阀和切换调节阀或行程节流阀的气路阻尼元件。

  为了增强机械手的通用性,同时采用点位控制,我们采用可编程控制器(PLC)来控制机械手的运动(参见图4)。我们只需要改变PLC程序,就可以改变机械手的动作流程,使用起来非常方便。

  (1)PLC的结构(参见图5)。PLC是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,一般由中央处理器、编程器、系统存储器、用户存储器和电源组成。

  中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据,检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。

  (3)电路的总体设计。由于篇幅的关系,笔者仅列出含5个主要自由度(手臂的左右回转、手臂的伸缩、手臂的升降、手指的夹紧、手腕回转)的电路设计,并以此来进行PLC编程,回路设计见图6。

  (4)机械手的程序设计。自动线的输送动作由步进电动机带动实现间隔输送,实现设计要求的输送状况。其工作的过程是:机械手首先处于初始位置,然后经过一系列的动作将断续传送带上的工件拿走,此时传送带上的光电检测开关检测到工件被取走。然后传送带开始转动,当检测到下一个工件时传送带停止转动等待机械手来取工件,只要机械手取走工件,传送带就开始转动,这样设计是为了节省工作时间从而不会出现机械手等待传送带的时间。对程序的要求如下:①首先启动机械手。机械手自动复位,处于初始位置。②在机械手工作前要对其进行设备的检测。即机械手空运行一次,而且机械手的每一个动作都有相应的定时器进行监控,若超出规定的运行时间则认为是设备出现故障。③机械手设有急停按钮(一般情况下是不被允许使用)只有出现紧急情况时才允许按此按钮。按下此按钮将切断储气罐与各汽缸的联系,将被切断各汽缸处于无动力状态。

  (5)步进电动机的运行控制。由于对传送带的速度和精度要求不太高,选择三相步进电动机通电方式为三相双三拍,利用PLC中的M8014特殊功能继电器向环形脉冲分配器中发送脉冲,然后经光电转换和功放电路驱动步进电动机。

  环形脉冲分配器选择YB01芯片,此芯片为专用三相步进电动机环形脉冲分配器,此芯片工作稳定、性能优良,在实际生产中被广泛应用。

  ①步数控制。当对射式光电检测开关检测到共建的位置时,此时停止向脉冲分配器中发送脉冲,步进电动机将停在此位置不动。

  ②手动控制步进电动机。当按下手动启动步进电动机按钮时,M8013即向环形脉冲分配器中发送脉冲,步进电动机开始转动;当按下停止按钮时,步进电动机将停止。

  ①程序初始化。采用中间继电器M8002,中间继电器对系统各部分复位,定义各种标志包括系统初始化标志,系统启动暂停、急停、复位等标志,程序如下:

  ②定义系统复位标志M0。M0定义为系统初复位标志,它由机械手的右限位开关X0,下限位开关X5,收缩限位开关X3,手腕右转限位开关X10同时激活,程序如下:

  ③定义系统启动标志M1。M1定义为系统启动标志由启动按钮和M0共同激活,程序如下:

  ⑤定义急停标志M4。M4定义为急停标志,由急停按钮X19激活M4,同时激活特殊功能继电器M574(禁止状态转换),安全阀将储气罐与机械手的联系切断,程序如下:

  ⑥定义系统复位标志M5。M5定义为系统复位标志,由复位按钮激活,当按下复位按钮系统时将向右转,手腕右转,手臂收回,机械手下降,机械手右转的顺序进行复位。当最后一个动作完成、下限位开关有效时,程序将执行RST M5,程序如下:

  ⑦机械手自检程序。机械手按照给定的顺序(手抓加紧松开﹑手腕右转左转﹑手臂伸长收缩﹑机械手左转右转)空执行一次,在每一个动作执行的过程中都会有定时器对每个动作进行监控。若超过设定时间(定时器设定的时间都超过每个动作的时间)则认为是机械系统出错,停止当前的动作发出报警信号,程序如下:

  ⑧自动运行程序。此模式为机械手工作的主要模式,这部分采用具有保持功能的状态组件S500-S899,可以让机械手在断电后再次通电继续执行断电前的动作,程序如下:

  总之,本次设计的是气动通用机械手。相对于专用机械手,通用机械手的自由度可变,控制程序可调,因此适用面更广。采用气动式驱动,动作快速,能够实现准确定位,自动定位,控制性能好,能够很好地适应各种恶劣的工作环境,不会因环境变化影响传动及控制性能。而且阻力损失和泄漏较小,不会污染环境,同时成本低廉。采用PLC控制,可靠性高、可编程性强,无论是进行时间控制,或是进行行程控制、混合控制,都可通过设定PLC程序来实现,根据机械手的动作顺序修改程序,使机械手的通用性更强,很好地适应了工业控制的要求。

  [1]李建国.基于PLC的气动机械手的改装设计[J].液压与气动,2011(8).

  [2]关明,周希伦,马立静,宋蔚.基于PLC的机械手控制系统设计[J].制造业自动化,2012(14).

  作为国民经济发展和现代化建设的基础性行业,随着现代社会工业化进程的不断加快,工业生产的需要也在不断增大,机械设计的技术水平也在不断的更新进步。现代机械设计巧妙的结合电子计算机、数学、力学、工程实践理论等领域,颠覆了以往传统的人工或生硬机械化的生产模式,给现代工业制造业带来了全新的改革。机械工具作为工业生产的基础方式,其奠基作用是无可替代的,现代机械制造行业的发展也是一国的综合国力和技术水平的很好体现,市场经济的飞速发展,科学技术的突飞猛进,和现代化建设的急切脚步都让工业机械的市场需求大大提高,在未来,机械制造行业的发展将有着更好的前景。现代机械设计应与最先进的科学技术和理念相结合,现代机械设计理念和技术创新对我国机械制造行业的发展有着不可忽略的意义。

  现代机械设计就是巧妙的结合电子计算机、数学、力学、工程实践理论等领域,按照具体的使用要求,分析、计算、构思机械的结构、原理、运动、能量和力的传递、零件的形状、大小、等不同的方面,并最终予以制作的全过程。

  传统的机械设计一般是按照目标和任务,制定一个方案,甚或制造出具体的样机,而后予以考核评定,在考核评定的基础之上,进行修改,形成第二方案,循环反复进行这一过程一直等到满意为止。具体的流程是:市场需求调查;归纳相关问题;综合分析问题;优化方案;修改方案;绘制图样。在传统机械设计中,由于受到设计观念、技术方法和设备条件的限制,设计要借助于大量的静止化和简化假设,这样就大大地影响了设计的精确度,设计中过度依靠主观灵感和经验,高效、准确和科学合理性受到了影响。现代机械设计分为广义的和狭义的两种,广义的设计针对的是实体化对象的整个过程,狭义设计针对的是图样完成的设计。现代机械设计的基本特征是智能化、经济性、集成化、并行、精确、动态运行。现代机械设计一般有几种分类,比较成熟的设计方法有:CAD、机电一体化的设计方法、最优化的机械设计方法、有限元的机械设计方法等等。正在发展中的新颖设计包括:智能、生命周期、创新、并行、稳健、虚拟等不同的类型。

  设计过程要遵循一些理性的、科学的基本原则,一般来说包括逻辑关系的确定,物理关系的确定,结构关系的确定,总体层面设计的最终确定。现代机械设计的理念是把信息技术、计算机辅助技术、智能技术和机械工程技术相结合,通过建立数学模型进行优化,融合数学、物理学、电子信息学、化工学、人体心理学、测量学等学科知识,从形象思维开始,综合运行各种思维方式,经过逻辑推理和判断及相应的综合、分析与决策,产生设计创意,经过精确的数据分析和操作,反复操作循环,最终完成设计方案。设计过程要充分考虑到设计任务,清晰设计目标,充分收集资料和数据,要设计出新结构和新方案,还要和客户进行讨论,注重各专业知识的配合,力求方案的科学性,要以严谨的态度对待设计图,不断修改方案,直到最佳,最后,现代机械设计的一个重要理念就是要将设计的过程贯彻于机械制造的始终,即使是草图结束以后也要动态进行调整。现代机械设计的理念秉承创新精神,注重逻辑和思维方式,运用科学合理的设计方法,结合最先进的科学技术,并且还要综合考虑经济性、稳定性、精确性、智能性等相关因素,充分融合环保设计、人性化设计、高性能设计、低能耗设计等理念,并且借鉴国内外的相关理论,实现设计理念的创新和发展。

  (1)节能机械设计技术。设计中要求将能源利用率提高到最大化,在设计阶段要充分考虑产品的结构布局、加工工艺以及重复使用性和材料选择,以满足节能要求。

  (2)环保机械设计技术。在产品的生命周期内,是否可以回收,对环境和人体健康有没有损害,要兼顾产品质量。

  (4)人性化设计技术。要考虑到人机统一,机械设计以人为本,从人出发,兼顾到科学技术,实现人机合一。

  (1)实验技术和可靠性的设计。监测产品和系统是否出现故障,对故障进行检测分析,研究预防故障和处治故障的方法,保证性能的可靠性。

  (2)防断裂技术的设计。要充分考虑到机械设计的材料和结构能否在载荷、温度和电场等外力的作用下具有足够的抗破坏能力。

  (3)系统动态设计技术。为了保证能够全过程监测机械的运行,对频率、动态响应、运动和振动等结构动态特性进行分析、评价和设计进行研究,研究机械是否有磨损等情况,保证产品的正常运行。

  (4)防腐蚀设计技术。保证产品不被腐蚀,要在选择材料、防腐蚀结合和强度设计上着手。此外还包括状态检测补偿和控制技术。

  这是考虑到市场的需求,在市场中建立竞争优势的设计技术,主要包括以下几种:

  (1)创新技术。在结合产品实际功能和质量的基础上,充分发挥创造性思维,设计出客户满意度高,符合市场需求的产品。

  (2)低成本设计技术。设计时为保持竞争力,要充分降低成本,当然要兼顾现代机械设计投放市场的速度,缩短产品的设计周期。

  (3)智能设计技术。智能化是现代机械设计中的一个重要特征,由于传统的CAD自动化技术已经不能满足机械自动化的要求,就要求比如ICAD这样的能够满足图形处理,数值计算,具备知识处理能力和能够为设计全过程提供智能化支持的技术。

  要实现机械设计理念的不断创新,就要做到:一是要有着大胆的挑战权威精神,要常存质疑,充分利用各种假说,大胆假设,小心求证,突破传统的束缚创新的理念。二是要勇于承担责任,敢于承受风险,机械设计的研究是一个漫长的循环的过程,周而复始,备尝艰辛,要在失败中不断奋斗,不畏惧风险。三是要正确认识机械设计的特点,掌握科学的理论,合理实践,不断突破机械设计创新的理论,可以根据已有的科学原理和技术进行创新,可以在原有原理和技术的基础上进行技术改革和创新,可以吸收其他领域的研究成果进行创新,可以引进国外先进技术进行创新。

  摘要:正如各个时代有各个时代的艺术一样,美在不同时代的特征、本质等也会有所不同。我们的时代是科技高度发达的时代,各种具有美的形态的艺术作品因机械的复制而广泛传播,产生了现代艺术,与传统艺术相比现代艺术的特征是美的光晕消失了。而且随着商品经济和市场经济的发展,审美主体出现了去精英化的通俗化趋势。美的本质在于日常生活审美的实用主义,而在市场化的影响下,实用主义美学又有陷入“审美拜物教”的危险。本文主要从当代美的特征、审美主体和美的本质三个方面论述当代美的气息。

  随着物质层面商业化和市场经济的深入发展,特别是大众传媒的兴起,艺术品进入了可以进行无限量机械复制传播的时代,与传统的高雅文化相比,当代文化呈现出通俗化和大众化的气息,大众成为审美主体,审美进入日常生活化的状态。德国理论家瓦尔特・本雅明被公认为20世纪最具影响力的理论家之一,其中“机械复制”的理论是他最具特色的理论,也是为世人所熟知的理论。在这个理论中,本雅明认为随着机械技术的大规模发展,艺术品进入了可以大规模复制的时代,传统艺术的那种独一无二性的光晕已经消失了。既然艺术品可以大规模地进行复制和传播,那么,审美主体必然呈现大众化的趋向,审美也必然变成一件司空见惯的事情。但是,随着商业化和市场经济在艺术领域的浸染,艺术也成了一种生产方式,正如马克思所说:“一切所谓最高尚的劳动――脑力劳动、艺术劳动都变成了交易的对象,并因此失去了从前的荣誉。”[1]艺术成了消费品之一。因此,德国古典哲学的奠基人康德关于审美的无功利性的论断在当代遭到了极大的挑战。但是,艺术作为一种人类的精神产品,具有审美意识形态性,因此在消费主义时代它具有双重性质,艺术消费既是一般商品消费,又是特殊的精神产品消费,仍然具有美的无功利性,审美大众在审美活动中仍然能够获得超功利性的体验。所以,在多元化的消费主义时代,美呈现出“二律背反”[2]的状态,既具有功利性又具有非功利性。

  根据西方马克思主义理论家本雅明[3]的观点,我们的时代处在一个由于科技高度发达使得艺术作品可以进行机械复制的时代。他在《机械复制时代的艺术作品》一书中认为与工业化的物质生产方式相适应的文化生产方式是机械复制。而机械复制时代的到来,宣布了传统艺术审美方式的终结。比如摄影、电影、电视、录音等以机械复制技术为主要媒介的文化生产与传播,已彻底改变了当代文化艺术的整体样态,尤其是现在进入信息技术时代以来,数字信息处理技术不断更新换代,电脑、互联网的普及使机械复制的文化生产与传播步入了一个令人惊叹不已的高科技发展阶段,这使得现代艺术的审美形态与传统艺术的审美形态有了根本的区别。在本雅明看来,传统艺术的美的特征在于其“光晕”(或译“灵晕”)性。“在一定距离之外但感觉上如此贴近之物的独一无二的反应”,正如温克尔曼称古希腊雕塑艺术的特征是“高贵的单纯,静穆的伟大”一样,这种带有“光晕”的美对审美主体的心灵有着净化的作用。但是随着机械复制时代的到来,传统艺术的“光晕”消失了,传统艺术消亡了,大量兴起的现代艺术中“凋谢的正是作品的光晕”,传统艺术的震慑作用更多地被“震惊”作用所替代。本雅明从四个方面对现代艺术中光晕消失的表征作了分析:首先,由于艺术品可以大规模地复制了,传统艺术独一无二的本真性消失了,原作的权威性被复制的无差别性取代了。传统艺术的光晕本来是与其独一无二的本真性紧密相关的,但当艺术可以被无限制地复制时,传统艺术的“韵味”在通过机械复制的现代艺术品里消失了。其次,表现在艺术从膜拜价值到观赏价值的转变上。本雅明认为,传统艺术具有一种膜拜价值,艺术生产本来就是为膜拜价值服务的,比如原始的巫术艺术,它们作为礼仪的膜拜价值显然重于观赏价值。而在机械复制艺术那里,膜拜价值让给了观赏价值,艺术作品的价值转变为被展览与被观照,艺术作品与观众形成的是一种互动关系。在这种膜拜价值转变为观赏价值的过程中,传统艺术的光晕凋谢了。再次,随着膜拜价值与观赏价值的转变,艺术的全部功能都被倒置过来了。传统艺术的膜拜价值需要观众对作品有一种崇敬与神秘的感受,需要观众凝神观照沉湎于其中,即观众要被艺术品吸引,并且在接受过程中起移情作用,达到净化目的。而在机械复制时代,受科学和理性主义的引导,观众对艺术作品的观照方式发生了巨大的变化,对艺术作品的接受方式由传统的膜拜性转变为消遣性,观众不再移情于作品,而是把作品吸引过来。第四,传统艺术追求的是一种永恒价值的形态,因为这样的作品是一次性的,不可复制的,如古希腊的雕塑,而机械复制时代的艺术作品并非如此,它不仅可以复制而且可以修改甚至是被篡改,如一部文学作品的初版与再版在某些内容上很可能是不一致的。因此,在本雅明看来,机械复制时代是一个“艺术裂变的时代”,用马克思的一句话来概括就是“一切坚固的东西都烟消云散了”。

  发生在艺术界的一件摘去传统艺术“光晕”的著名事件是杜尚的《喷泉》事件。1917年,在美国纽约独立美术家协会美展上,法国画家杜尚将一个小便器具署上美国某卫生器具生产商的标志送去参展,因此在艺术界引起了极大的轰动。“一件普通的生活用具,予以它新的标题,使人们从新的角度去看它,这样它原有的实用意义就消失殆尽却获得了一个新内容”。尽管杜尚本人的目的是用一件非美的东西使人们“冷淡美学”,但这个事件的美学意义在于以“规范、标准、经典”为规则的传统艺术的“光晕”消失掉了。

  本雅明在书中还用大量篇幅讲述了作为现代艺术典型的电影艺术,目的是通过电影这种由机械技术直接产生并通过复制得以大规模广泛传播的新兴艺术形式来说明现代艺术的特征。我们看到的电影是技术剪辑的结果,在拍摄中电影演员的表演并不是一气呵成的,其表情动作也往往不是连贯的,只是通过后期的剪辑将其组合在一起,因此电影是人工制作的结果。电影的传播则是通过拷贝复制,这样得以使世界各地的人享受到这种视觉艺术的魅力。而电影的运作模式则是商业性的,因此决定了其品位的大众化通俗化定位。

  根据本雅明机械复制时代的理论,艺术作品可以被各种机械如摄影、电影、录音、电视等大规模复制,这就使得具有审美形态的艺术作品得以广泛传播并被广泛接受,而艺术品是美的集中体现,因此审美主体的大众化成为一种必然的趋势,随之而来的还有审美泛化。审美主体的大众化是相对于审美主体的精英化而言的,精英是知识分子和艺术家的集中代表,他们向社会提供精神文化产品,向大众灌输先进理念和社会理想,确立价值尺度和审美趣味的标准。如果说传统艺术美的特征在于其“光晕”,那么精英身上则具有一种“光环”,他们以自身的崇高性、稀有性和神秘性受到民众的崇拜、敬畏和景仰。并且精英们以其对知识资源的垄断性而成为审美主体。但是在当代艺术作品可以被广泛接收的机械复制时代,精英作为审美主体的地位已陷入了某种尴尬境地。就其社会作用而言,在越来越国际化的今天,国家是一架高速运转的机器,操作权更多地掌握在政客手中,精英的作用不再突出。就其自身的知识优势而言,在机械复制的时代,一切精神文化产品都不再具有独一无二的本真性,而是可以被广泛地复制传播,使得大众可以分享。因此,精英身上的光环消失了,他们仍然受到尊敬但不再因其高高在上和神秘性而受到民众的崇拜。反之,随着大众文化教育程度的普遍提高以及市场经济的操作,审美主体呈现出的是去精英化的大众化倾向,真正的高雅艺术陷入了传播的困境,比如一些国家大剧院的营业入不敷出,某些艺术故事片的电影拷贝发行不出去,人文科技学术著作和纯文学作品缺少市场难以正常出版;还有一些经典艺术遭到解构,如电影《大话西游》是对《西游记》的调侃,一首莫扎特的曲子可能出现在一个广告的背景音乐中,《蒙娜丽莎》被涂改成各种各样的形象以供娱乐。与之相反的是大众文化一片繁荣,如电视上的各种选秀活动,以及旅游文化的兴起。从本质上说,大众文化是现代工业背景下与市场经济和商品经济相适应的市民文化,带有浓厚的市民气息。社会大众作为审美的主体对美的要求更多的集中在娱乐性、通俗性和体验带来的快感性上。

  审美主体的精英化到大众化的转变可以用一个典型的例子来诠释,那就是电视文化节目《百家讲坛》产生的轰动效应。《百家讲坛》的主讲人无疑是各自领域的精英分子,如果没有这档节目,他们也可以将自己对艺术作品的审美感悟著书立说,只是在当代文学处于边缘化的时代背景下,大部分的人文知识分子注定会默默无闻,个人思想难以产生广泛的影响。而在机械复制时代作为典型机械之一的电视却改变了一切。《百家讲坛》的一些主讲人一夜走红,甚至被冠以“学术超男”“学术超女”的称号而受到广泛的追捧,他们的著作也纷纷热销。这些精英分子的境遇转变的一个必要条件是他们必须用大众化平民化的语言、视角和观点来传达思想以达到双赢的效果。这些精英的出场是经过策划和包装的,目的是电视台的收视率,而收视率的主动权恰恰是掌握在大众手里的,因此审美主体在机械复制时代呈现大众化的趋势是一种必然的现象,其审美品位则是通俗化的,精英出现了萎缩或被改造的境况。

  在艺术作品可以被机械复制的时代,随着市场经济和商品经济的迅速发展,美的各种具体形态得以广泛传播,审美主体呈现的是大众化的趋势。与精英文化“为艺术而艺术”的美学观不同,大众在审美时以“为生活而艺术”或“让艺术为生活服务”为宗旨,审美的本质在于对象的实用性上。本雅明机械复制时代的理论客观的向我们展示了商品经济对文化的入侵和腐蚀以及大众文化兴起的趋势,正如各个时代有各个时代的艺术一样,美在各个时代也会呈现出不同的本质,这个上层建筑是受经济基础决定的,是一种无法改变的客观存在。当代生产力和生产关系的发展使得实用主义成为了美的本质,并且实用主义美学在当代受到了越来越多的重视。这是发端于美国的一个美学流派,先驱是杜威,著有《艺术与经验》一书,他认为“真理就是相信了对你有好处的东西”。其后美国另一位美学家舒特斯曼发展了杜威的实用主义美学观点,他认为要“为感觉和情感的满意而活着”,要“将艺术从博物馆的围墙中解放了出来,同时也将艺术范畴和审美经验融合到现实的生活行为中”,他为通俗艺术辩护,“辩护通俗艺术的最强烈和最迫切的理由是它给我们(即使我们是知识分子)提供了太多的审美满足”。这一美学流派的哲学根基认为人性是人与环境相互作用的产物,人性不是固定的和抽象不变的,而是在历史中变化发展的,他们把所有的艺术,不管是什么流派和创作方法都看做是在人与环境相互作用的关系上自然和必然产生的,所有的审美经验都是“生命机体和它的环境之间交互作用的结果”,并且认为艺术和审美并不是神秘的、超俗的,艺术或审美的根源不在于别的地方,而在于人与环境的互动而形成的经验中,与生活密切相关。实用主义美学坚持唯物主义的哲学理念,认为审美是人与环境相互作用而产生的,在当代消费主义的时代大环境下,金钱可以操作越来越多的事情,因此审美大众的实用主义理念的形成也是不可避免的。这种实用主义美学是对康德审美无功利、无目的性的一种彻底颠覆,虽然受到了一些传统美学家的鄙视,但作为一种客观存在却正对审美大众产生越来越大的影响。比如我们对一幢别墅的欣赏,已不仅仅停留在纯粹的对其造型和风格的欣赏,还会不自觉地对其价格和适宜居住程度进行判断和评价,一副设计精美的图画可能是商家的一个广告设计,一个楚楚动人的美丽女子也许正在诱惑着我们购买一辆新款轿车,城市的装饰越来越讲究,购物中心经常花样翻新以刺激我们的审美感觉等等。这些日常生活的景象中被赋予了越来越多的美学因素,另一方面,越来越多的现实因素也笼罩在审美之中,因此这个时代给人以美的膨胀的感觉,审美与非审美的界限似乎变得模糊起来。

  但在市场经济和商品经济的作用下,实用主义美学也很容易被审美化的文化消费主义利用而产生各种弊端。如舒特斯曼关于身体美学的阐述可以看做实用主义美学的一个典型体现,但是这种身体美学在商业化的影响下很可能产生一些负面的影响。对于审美主体而言,作为审美对象的身体的线条美或健壮美会使人产生合目的的愉悦性,但在市场经济时代,对身体美的追求已陷入了商业运作的链条中,如各种各样的瘦身广告以及遍布在城市的健身房、舞蹈馆等。对美的追求掺入了强烈的功利色彩,甚至会产生一些反美为丑的效果。另外,实用主义美学还可能导致一些畸形美和伪美艺术的出现。畸形美以怪异和变态为美,如泰国的人妖便是畸形美的典型体现。伪美艺术指的是为了某些目的而制造的美的假象,如广受追捧的明星,只是商家精心策划和包装的结果。

  实用主义美学既然是当代美的必然本质,为何又会带来种种负面效应呢?正如马克思对市场经济下的人的分析那样,主体在被异化的同时也被物化了。任何能够想象出来的人类行为方式,只要在经济上成为可能,就成为道德上可允许的,成为有价值的,只要付钱,任何事都行得通,因此在市场经济的运作下,实用主义美学也容易陷入“审美拜物教”的危险之中,这也是机械复制时代审美通俗化的一个弊端所在。

  [1] 童庆炳 :《文学理论教程》,高等教育出版社2004年版,第17页。

  [2] 康德美学的一种辩证方法。在康德看来,审美判断必然要联系到任何一个概念上,否则就不对每个人普遍而必然地有效,但是,审美判断又不应从一个确定的概念来论证。因为确定的概念是知性概念,而不确定的概念才是超感性界的先验理性概念。

  《异构》一文利用了如图1所示的波形图去探查学生对机械波的理解.学生被要求说出图1中A、B、C、D、E、F各点的振幅.结果学生们都认为A、B、C、D、E的振幅都是5 cm,F点的振幅为零.接着《异构》评论说“对波形图的理解是有局限性的,他们能认识到它反映参与波动质点的位移分布的含义,但丢失了一列波不仅是一条直线上的点在振动,而是波传播到的地方所有质点都在振动的含义,他们曲解为波形图上振幅大小范围所限定那些点才有可能参与振动,而且波形曲线上的那些点才会运动.”显然,《异构》一文认为A、B、C、D、E、F各点的振幅都是5 cm,而且在下文还把学生的错误归因为“学生的机械波不完备心理模型和绳波概念原型的‘捆绑’ ”.看来对机械波的波形图的理解不仅学生当中存在错误,老师当中也有问题.

  错误在于把“波形图”与“波的实物图”混淆起来了.“波形图”是在Oxy直角坐标系中把x轴的各点作为各个质点的平衡位置,亦即为某一时刻各个质点的位置的横坐标xi,而y轴表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移,亦即为某一时刻各个质点的位置的纵坐标yi,所有的(xi,yi)的集合构成了一条波动曲线,即“波形图”.所以,在“波动曲线”上的各点与实际介质中我们所观察的各点在某一时刻的位置有一个对应关系,但是介质中的其它未被取为观察点的质点的位置未在“波形图”中得到反映,所以不在“波动曲线”上的E、F点没有意义,并不对应于介质中的什么点.

  有意思的是《异构》一文把错误归因为“机械波不完备心理模型和绳波概念原型的‘捆绑’ ”确实是正确的.因为在高中物理教材当中,关于机械波波形图的介绍是以绳波为例的.而且教材中所画出的“波形图”与“波的实物图”成1∶1的比例,如图2所示 .这样就容易误导读者把“波形图”与“波的实物图”混淆起来.实际上,当我们改变xy轴的比例,“波形图”的形状就与“波的实物图”不相似了.况且,对于纵波(仍然以简谐波为例)来说,“波的实物图”是疏密相间的形状,“波形图”仍然是正弦(或余弦)曲线,更不相似了.

  为了避免这种误解,建议高中物理教材进行适当修改,画出的“波形图”与“波的实物图”不要成1∶1的比例.

  中学物理教材认为,“介质中有正弦波传播时,介质的质点[HJ1.7mm]在做简谐运动.”这是错误的,而且这种错误的说法并不是个别现象,有些大学物理教材当中也这样说:“该质元也做简谐振动”. 实际上,介质中的质点的振动虽然遵循正弦(或余弦)规律,但不是做简谐运动,因为介质中质点的振动周期不等于固有周期,而是决定于振源;能量也是在传播之中,势能与动能变化的相位相同,而非像简谐运动那样势能与动能相互转化总机械能守恒……因此,诸多特征表明介质中各质点不是做简谐运动,而是做受迫振动.当然,由于波源的振动符合正弦规律,所以由它带动的质点的受迫振动的驱动力按正弦规律变化,稳定状态下,质点的受迫振动也符合正弦规律,依此向外传播,介质中形成了正弦波.

  机械专业作为一个古老的专业,时至今日它之所以仍然能为人类社会的发展和进步发挥重要作用,一个很重要的原因就在于它具有一个完备而坚实的专业基础体系――机械基础。这里所说的“机械基础”不是一般意义上中职学校课程体系当中的《机械基础》,而是指广泛意义上的“机械基础”,它涵盖机械类专业所必需的各种基础知识与技能,我把这种机械基础观称之为“大机械基础观”。在“大机械基础观”下,技工学校机械类专业的知识体系与课程体系中应包括如下内容:

  机械制图是工程界进行技术交流的语言,它以机械图样为研究对象,并利用机械图样设计意图、进行技术交流、指导生产实践、进行技术革新,因此,作为机械专业人员必须掌握机械制图的知识与技能。

  机械制图的内容包括机械制图基本规定、机械图样的画法原理(三视图、点线面以及基本几何体的投影)、尺寸标注的有关规定、图样的表示方法(视图、剖视、断面及其他表示方法)、零件图、装配图等。机械制图的作用在于教会学生怎样将三维空间中的物体变成二维平面中的图形――绘图,将二维平面中的图形变成三维空间中的物体――识图。而且随着科学技术的发展,机械制图还延伸到了计算机辅助制图,如Auto CAD、CAXA)等内容。

  根据以上知识技能要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《机械制图》与《计算机绘图(Auto CAD、CAXA)》等课程。

  要保证零件的互换性,就必须保证零件的几何参数的准确性。零件在加工过程中受机床精度、计量器具精度、工人技术水平及生产环境等因素影响,其几何参数不可避免地会产生几何量误差。误差虽然不可避免,但却可以控制。为控制几何量误差,人们提出了公差的概念。为检测零件的加工精度,人们建立了测量的概念和测量体系。因此,“公差配合与技术测量”是机械专业知识体系中不可缺少的内容。

  根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《极限配合与技术测量》课程。该课程主要内容包括尺寸公差、形位公差、公差关系、表面粗糙度、技术测量及检测等部分。其作用在于使学生了解极限与配合标准的基本规定,掌握极限与配合方面的基本计算方法及代号的标注识读;了解形位公差的基本内容、代号含义,掌握其代号的标注方法;了解表面粗糙度评定标准及检测方法,掌握其符号、代号标注;了解测量的基本知识,掌握常用量具的掌握其使用方法;了解形位误差的检测原则和基本方法等。

  机械专业是以机械(机器和机构的统称)为研究对象的,所有的机械装置都是由一个一个的零件组成的,而所有的零件都是由实实在在的材料制成的。在相当长的历史时期内,机械工程中所使用的材料多为金属材料。而随着技术的进步和新材料、新工艺、新技术的发展,高分子材料、陶瓷材料、复合材料等非金属材料的应用也日益广泛。因此在机械类专业的知识体系中必须有工程材料及其相关处理的知识。其具体内容包括常用工程材料的种类、牌号、力学性能、内部结构以及材料的处理、材料的成型工艺等内容。

  根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中应根据专业需要,开设《金属材料与热处理》或《工程材料》等课程。

  从事机械工程的人员,必须掌握常用机械工作原理与机械传动、常用机构、机械零件的有关知识,因此在机械专业的知识体系中必须包括以上内容。

  根据知识要求,在机械类专业的课程体系中应根据专业层次不同分别开设《机械基础》或《机构与零件》等课程。《机械基础》或《机构与零件》。课程的内容一般包括常用机械传动(带传动、螺旋传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系)、常用机构(平面连杆机构、凸轮机构、步进运动机构等)、轴系零件等部分。该课程以“机械”作为研究对象,其目的在于使学生熟悉和掌握机械传动、常用机构、轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理和应用特点;掌握分析机械工作原理的基本方法;能做简单的计算;会查阅有关技术资料和选用标准件等。

  随着科学技术的发展,机器设备的自动化和程度越来越高,因此机械设备控制技术已经成为机械专业学生必须掌握的知识。

  根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《机械设备控制技术》课程。其具体内容应包括“液压传动与气压控制技术”、“机床电器控制技术”、“可变成控制技术(PLC)”等内容。

  机械构件在工作中经常会受到各种载荷作用,在载荷作用下构件会产生不同程度地变形或破坏,当变形或破坏达到一定程度时,必然会导致构件失效。要想使构件在预期寿命内不失效,提高工作可靠性,在构件设计、制造和安装过程中必须对其受载问题给予高度重视。

  根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《工程力学》课。该课为我们根据构件受载情况研究构件强度,根据材料力学性能合理地设计构件截面形状和尺寸,使机械安全、可靠地工作提供了理论基础和计算方法。