拓展运动论文题目范文
拓展运动论文题目范文第1篇
2、高校学生篮球运动损伤原因与预防综述研究
3、中学生篮球课运动损伤的调查与分析
4、关于大学篮球专项运动损伤的调查研究
5、浅谈篮球业余爱好者常见的运动损伤及预防措施
6、对篮球教学与训练中运动损伤的成因分析及预防对策的研究
7、高校公共体育课易发生运动损伤的原因分析及控制策略
8、探讨大学生篮球运动中常见运动损伤的原因与预防对策
9、山东体育学院科研论文产出力与学术影响力分析
10、腾冲县第一中学学生在篮球运动中运动损伤的调查和分析
11、高中生篮球运动中运动损伤及预防
12、大学舞蹈课运动损伤的成因及预防措施
13、中学篮球训练中常见运动损伤的原因及预防措施
14、篮球运动损伤的分析与预防
15、迁安市中学生篮球运动损伤的调查与研究
16、体能训练对预防高校篮球运动损伤的作用及运用
17、中小学生篮球运动损伤的分析及防治
18、广西机电工程学校篮球运动损伤调查与分析
19、青少年篮球运动员常见运动损伤研究
20、农村中学生篮球运动损伤原因及对策研究
21、浅析大理学院2011级体育教育专业学生在篮球运动中损伤的原因与预防对策
22、定向运动课程在学校开展的必要性
23、高校篮球教学中学生常见运动损伤的原因及预防
24、浅析如何预防篮球教学中的运动损伤
25、探讨篮球运动损伤原因及预防对策
26、篮球运动训练中发生运动损伤的原因及预防的研究
27、德州学院普通大学生篮球运动损伤影响因素的调查分析
28、常见篮球运动损伤原因分析与对策
29、中学生篮球运动损伤的原因及预防探析
30、高校篮球运动损伤原因分析及预防
31、新形势下驻保定大学生篮球参与群体运动损伤调查研究分析
32、浅析篮球训练中踝关节的运动损伤及康复
33、大学生篮球运动中踝关节运动损伤与康复
34、高校篮球运动员运动损伤与预防研究
35、篮球选修学生运动损伤的原因分析与应对措施
36、浅析中学生篮球运动损伤原因及对策
37、普通高校篮球运动损伤分析
38、三亚学院篮球俱乐部学生运动损伤调查分析
39、职业学校篮球队课外训练运动损伤及预防现状分析
40、篮球运动中常见的关节运动损伤机制及预防
41、体能训练对篮球运动损伤的预防作用探讨
42、高校篮球运动损伤的原因与预防
43、浅析高职学生在篮球运动中常见损伤及预防策略
44、篮球专项学生运动损伤类型及成因分析
45、浅谈篮球课中运动损伤的原因及预防
46、中学篮球教学训练中的运动损伤成因及预防措施
47、青少年篮球运动员常见的运动损伤与防治方法综述
48、中学生篮球运动中踝关节运动损伤的原因及预防方法
49、运动防护体系对广东省篮球运动员身体形态、机能指标的干预效果
拓展运动论文题目范文第2篇
2、素质教育中的体育与健康课程教学探讨
3、运动营养补剂的研究趋势
4、体育与健康理论课教学淡化的原因及对策
5、儿童青少年体育知识测评体系的研制思路、构建和现实价值
6、军队院校建立营养健康课程的必要性分析
7、优化初中体育与健康课堂教学的对策刍论
8、试论中学体育课堂上怎样融入健康教育
9、学校健康教育现状与对策研究
10、新时期我国大学体育与健康课程改革研究
11、浅谈体育教学与健康教育的密切结合
12、高中田径必修模块设置问题及其对策
13、浅谈初中体育教学改革
14、奥运军团的“营养师”
15、竞体学生膳食营养现状的调查
16、全民健身与全民健康融合的时代价值、现实困境与发展路径研究
17、“三理融合”理念下幼儿发展与健康管理专业课程体系构建
18、论《体育与健康》课程对体育教师的要求
19、校本课程《膳食营养与健康》的特色化设计
20、体育教学融合健康教育促使学生自觉运动的探究
21、营养与运动对健康的影响
22、中国食品科学技术学会运动营养食品分会成立12周年庆典活动在京举办
23、由“阳光体育”审视中小学体育课程改革
24、科学健身与健康促进指导系统方案设计研究
25、关于体育与健康课程标准(2011年版)的若干思考
26、就业导向下的中职体育与健康教学刍议
27、初中体育与健康课教什么
28、多种营养素强化饮料、膳食纤维饮料对健康影响的定性循证研究
29、建立我国城市社区运动医学健康服务体系的构想
30、康比特运动营养助体育特长生成才
31、营养健康咨询服务机器人的设计与研究
32、湘南郴州中职学校体育与健康课程模块化实践问题的理论研究
33、对高校体育运动教育与适能教育交互组合模式的探讨
34、谈高中体育与健康教学中分层教学法的应用
35、《普通高中体育与健康课程标准》“2017年版”对“实验版”的继承与发展
36、有氧运动与心理干预对改善大学生体质健康的研究
37、浅析运动营养和运动养生的关系
38、与新《学生体质健康标准》相关的运动营养
39、运动营养及其在羽毛球训练中的科学补充的研究
40、构建基于体质评定的健康评价体系和信息服务平台
41、论核心素养下健康知识掌握与运用和健康行为的关系
42、《<体育与健康>教学改革指导纲要(试行)》十大政策要点落实策略探析
43、关于“全民健身”纳入“全民健康生活方式”的思考
44、室内课体育与健康知识选编与实施策略
45、梅州城区中学《体育与健康》课程标准实施现状的调查研究
46、“课程思政”视角下 初中体育与健康课程育人路径探究
47、小学体育课堂教学中对学生创新意识的培养
48、青少年速滑运动员日常训练阶段营养干预策略
49、大学生运动与健康教育模式研究
拓展运动论文题目范文第3篇
2、在中小学校如何选拔培养田径运动员
3、体校田径运动员运动损伤的有效防范策略探索
4、中学阶段田径运动员选材
5、对田径运动员专项能力的认识
6、对杭州市大学生田径运动员赛前紧张焦虑状态的研究
7、浅谈业余田径运动员弹跳训练的方法
8、高中田径运动员的训练现状及对策的研究
9、田径运动员号码牌图像的号码识别
10、青少年田径运动员专项体能训练有效途径研究
11、高校田径运动员短期集训方法
12、服用“中药补液”对田径运动员疲劳恢复的研究
13、青少年田径运动员科学选材的研究
14、青少年田径运动员训练的原则与方式探究
15、里约奥运会田径运动员运动能力现状与成绩分析
16、高校田径运动员身体素质的培养与训练
17、探讨青少年田径运动员的体能训练措施
18、深圳市福田区某中学田径运动员赛前焦虑的研究
19、试论初中田径运动员铅球投掷力量训练
20、釜山亚运会中国田径运动员的表现及中国.田径运动的现状分析
21、试论田径运动员在中长跑比赛中的注意事项
22、青少年田径运动员参赛心理调控问题初探
23、青少年田径运动员培养原则及问题研究
24、高中田径运动员力量训练分析
25、高中田径运动员科学训练的方法与实施
26、一次递增负荷至力竭运动对经过训练的男性田径运动员红细胞变 形性和eNOS的影响
27、田径运动员比赛心理因素分析
28、论田径运动员核心力量训练的有效方法
29、田径运动员赛前心理状态及训练方法
30、皇马被说成田径运动员是就是吧,反正赢了拜仁慕尼黑
31、少儿田径运动员初选与基础训练
32、田径运动员奥运会前大周期训练方法的创新研究
33、小学生田径运动员赛前心理调整点滴谈
34、青少年田径运动员科学化训练探索
35、循环训练法在田径运动员力量训练中的运用
36、体育教学中提高田径运动员竞技能力的策略
37、小学教师击败优秀田径运动员
38、浅谈田径运动员心理素质的调节
39、青少年田径运动员爆发力训练途径分析
40、电针配合穴位按摩治疗田径运动员胫骨疲劳性骨膜炎的疗效
41、关于提高田径运动员柔韧素质的训练方法
42、探讨中学生田径运动员训练中的放松与恢复措施
43、对中学生田径运动员赛前心理状态调整的全程研究
44、浅谈青少年田径运动员的膳食营养
45、我国优秀田径运动员竞技能力临场发挥的稳定性
46、青少年田径运动员的力量训练分析
47、田径运动员运动性疲劳的诊断与恢复
48、中学生田径运动员的力量训练
49、农村初中业余田径运动员训练管理策略与研究
拓展运动论文题目范文第4篇
2、费列罗:发挥企业社会价值
3、食品的营养搭配对于体育运动员身体机能的影响
4、应在高中生物教学中渗透营养健康观念
5、右江流域医学院校大学生中医体质流行病学调查
6、蛋白质在膝关节损伤运动康复中的作用
7、健美运动员如何选择运动营养补剂
8、小学体育与健康课程中保健知识教学现状及对策
9、浅谈中学生营养与健康误区及纠正方法
10、青少年身体状况和生活习惯的调查研究及对策
11、浅析体育营养对运动员成绩的影响
12、大健康时代的运动营养洼地
13、一个产科医生的健康管理梦
14、基于健康视角的体育休闲与饮食营养的关系研究
15、休·杰克曼:最性感的忧郁
16、健康中国背景下陕西高校体育教师教学服务升级研究
17、学生身体素质的训练体系与评价体系研究
18、高山滑雪运动员竞赛期饮食营养补充的研究
19、运动体能消耗与营养结构现状研究
20、论营养师专业的建设与发展
21、关于运动营养与运动员运动能力的关系分析
22、提升营养膳食科学性的路径探讨
23、探究素食营养与体育运动的有机结合
24、吉首市肥胖儿童的营养状况和课余体育行为的相关性研究
25、探究营养学在体育训练中的应用
26、高校内体育生重塑身体成分提高运动表现
27、“食医”,我国最早的专职营养师
28、运动营养在体育舞蹈中的作用
29、开展营养与健康学校建设保障在校青少年儿童健康成长
30、营养宣教对农村学生膳食营养状况的影响
31、浅谈食品营养对体育运动的影响及解决方法
32、关于初中生肥胖症及健康状况的探讨
33、营养在乒乓球运动中的作用
34、谈食品营养和体育运动的协调发展
35、初中学生体质现状调查与对策探究
36、中学生营养和运动与体质的关系
37、刍谈新课改下高中生体育锻炼的营养分析
38、儿童青少年肥胖相关研究进展
39、小胖墩儿的健康生活在哪里
40、高考前学生心理压力的适度调适
41、民生科技战略重点的分析与政策建议
42、机关工作人员体育与健身现状研究
43、对江西科技学院05至08级新生体重比较与分析
44、增进青少年体质座谈会发言摘要
45、运动营养补剂在运动员中的作用
46、体育高考训练方法创新途径探究
47、启东市16所中学学生饮食及运动行为现况调查
48、中学生的合理营养和健康膳食
49、在生物课堂中尝试“辩论”
拓展运动论文题目范文第5篇
关键词: 艺术体操;运动伤病;伤病机理
Key words:Rhythmic gymnastics;Athletic injury;Injury mechanism
随着现代艺术体操的不断发展,运动员竞技水平不断提高,高强度、大负荷已经成为竞技艺术体操训练的主要内容,这就要求运动员不断突破自我,挑战极限,从而不可避免地给运动员带来伤病。艺术体操训练是一个多年的系统化的过程,运动伤病一旦发生将会影响运动员的系统训练和比赛成绩的提高,给运动员造成生理和心理上的痛苦。本文从生物学角度出发分析艺术体操运动员运动伤病的发病机理,为竞技艺术体操运动训练的科学化发展提供数据支持。
1 研究对象与研究方法
1.1 研究对象
抽取辽宁、浙江、江苏、河北四省5所市级业余体育学校的60名艺术体操运动员,其中国家一级艺术体操运动员12名,二级运动员34名,年龄分布在9~14岁之间,训练年限为4~8年(见表1)。
1.2 研究方法
1.2.1 文献资料法:收集了近十年来关于艺术体操运动员损伤和常见流行病的研究文章,并对各种伤病进行归纳总结,运用生理学、解剖学、运动生物力学知识进行分析。
1.2.2 问卷调查法:问卷的设计遵循社会调查问卷设计原则,经过省内外5位专家作了效度检验,问卷的信度检验采用“复测法”,两次测验相关系数为r=0.871,有较高的信度。为保证问卷调查的真实有效性,将调查问卷分别以邮寄方式托交各体校教师代为调查,对5所市级业余体育学校的艺术体操运动员进行问卷调查,共发放问卷70份,回收64份回收率为91.4%,其中无效问卷4份,有效回收率为85.7%;并与其医务人员和教练进行电话交流,探
讨其运动员损伤的原因。
01
(3)数理统计法:观看了第26届世界艺术体操锦标赛个人全能比赛的录像,并对运动员动作的难度类型进行统计,并将数据输入Excel表格进行统计处理。
2 结果与分析
2.1 艺术体操规则的发展与运动损伤的相关关系分析
从国际体联历年艺术体操评分规则可以看出,成套动作中难度数量呈直线上升的态势,身体动作技术难度的完成由原来的单一型向复合型转变,技术难度增加、难度数量增长、各难度之间连接的紧密性加强,所有这些都对艺术体操运动员的身体素质提出了更高的要求。但有些教练员为了谋求短期效益、急于求成,片面地加强专项训练强度,一味地增加训练的动作难度,而忽略了运动员基本身体素质的提高,导致运动员身体局部负担过重,久之就会发生身体病变和运动损伤。不科学地增加专项训练的量和强度,运动成绩可能在最初的短时期内有较大幅度的提高,但给运动员造成大量伤病的事实是不容忽视的,对运动员今后运动成绩的提高和身体健康也不利。
2.2 艺术体操运动员运动损伤的基本情况分析
在被调查的60名艺术体操运动员中,有伤病史的53人,占被调查运动员总数的88.3%。53名受伤运动员损伤累计196人次,其中踝部损伤73人次,占总比率的37.25%,位居损伤之首。腰部损伤有49人次,占总比率的25.00% ,居于损伤第二位。膝部损伤42人次,占总比率的21.43%,居于损伤第三位。肩部损伤21人次,占总比率的10.71%,髋部损伤8人次,占总比率的4.08%,颈部损伤3人次,占总比率的1.53%(见表2)。这些损伤的产生与艺术体操项目的特点和训练理念、训练结构、训练方法有着直接的关系。本文主要以伤病发生率较高的踝、腰、膝三个部位的关节为例来探讨其损伤机理。
02
2.3 艺术体操运动员运动损伤的机理分析
2.3.1 踝关节运动损伤的分析
踝关节的关节面狭小,周围肌肉较少,其关节囊前后松弛,内侧三角韧带较为坚强,外侧副韧带较薄弱,故容易使足内翻,损伤外侧副韧带。踝关节的距骨滑车,关节面前宽后窄,当踝关节背屈时,其宽部嵌入踝窝,距骨与踝关节密切接触,关节稳定性最好,而当踝关节跖屈时(提踵立时),距骨仅滑车较窄的后部进入踝穴,两关节不相吻合,踝关节较松动,稳定性差[1]。在做跑动或跳跃动作时,踝关节承受的力量超过体重数倍,因此踝关节在运动中易发生损伤。在艺术体操成套动作中除了有大量的跑跳动作外,还有许多动作需要在高跖屈的状态下完成,这时踝关节稳定性较差,如果场地不平落地时身体失去平衡向一侧倾斜,就会使足的前内侧着地,造成跖屈内翻,轻者损伤外侧韧带,重者发生外踝的撕裂性骨折[2]。
Paul曾在1967年运用测力板系统和正常关节的运动学数据,对正常人步行时作用于踝关节的力进行分析。得出站立相早期作用力较小,且低于体重的20%,站立相后期为使足跖屈推离地面,关节压缩力达到最高约为体重的 5倍,当刚过站立相中期,足跟离地时,剪切力达到最大,约为体重的0.8倍[3]。而艺术体操运动员不仅要在高立踵的状态下行走,而且还要做各种高难度的跳跃动作,因此踝关节受到的冲击力远远大于上述数据。根据公式:F≈mv2q/Δt,我们可以测出运动员在做跳步时所受的冲击力的大小。设V是碰撞时的速度,q的数值在1~2之间,它由碰撞弹性所决定,q=1时因错误的落地技术,导致人体无缓冲动作,q=2时技术动作正确,人体完全缓冲,Δt是碰撞时间。假设运动员的体重为40kg,跳步的高度为1m时,Δt=0.01s,当人体无缓冲时,q=1,据公式计算得:F=80000N,即该运动员踝关节受到的瞬时冲击力为80000N。当人体完全缓冲时,v减小,q 、Δt增大,则F将大大降低。艺术体操动作中的跨跳、反跨跳、鹿跳等均是在身体跳离地面时做出各种优美的造型动作,落地时又大多以单足着地,人体重对踝关节的巨大冲击力以及地面对踝关节产生的反作用力增加一倍,错误的落地技术会导致踝关节受到猛烈的冲击产生巨大的压力和摩擦力,当这些力的作用超过组织细胞的耐受负荷时,就会影响局部代谢必然造成局部组织的损伤和破坏,常引起软骨细胞增值、化骨形成骨唇、骨疣[4],后者若发生断裂进入关节内部,则会形成关节鼠,造成踝关节骤痛或交锁,给运动员带来痛苦和不便[5]。所以艺术体操运动员在训练跳跃动作落地时应注意充分利用屈膝、屈胯、屈踝来增长Δt,以减少地面对关节的作用力。此外,造成踝关节损伤还与疲劳、场地器材、训练水平等因素有关。
2.3.2 腰椎运动损伤的分析
从2005年版评分规则的难度表可以看出,技术难度级别的提高在很大程度上与躯干后伸的幅度成正比关系。根据对第26届世界艺术体操锦标赛个人全能前三名运动员的比赛难度类型的统计得出,运动员平均完成身体难度动作的57%是靠躯干后屈来获得的(见表3)。所以,艺术体操难度技术的发展是运动员腰椎损伤率上升的一个主要因素。
03
腰椎是脊柱运动的中枢,它是由椎体和椎间盘构成。腰椎间盘厚度约占椎体高度的1/2,其活动度较大,当躯干前屈时椎间盘前窄后宽,使腰椎生理前凸变平或稍后凸,但主要作用在髋关节(约占80%),因此腰椎前屈时对椎体和椎间盘损伤不大。而后屈时,由于髋关节伸展角度有限,主要依靠脊柱的弯曲来完成,椎间盘变为前宽后窄,所以后屈时,椎间盘和椎体后部易受损伤[6]。
刘雷等人认为腰椎损伤是由异常应力导致或加速椎间盘的退变,从而改变了椎体的力学状态,影响了腰椎的稳定性[7]。腰椎载荷时应力分布不均,当应力集中区的应力超过其应力极限时,就会造成损伤。而腰椎应力集中区产生的原因是小关节排列方向的突然改变,导致从胸椎到腰椎的刚度增加,从而引起应力集中[8]。由于艺术体操的身体难度动作正从单一型技术因素向复合型技术因素转变,使得难度技术的完成需要在躯干后屈的同时加上身体的旋转,因而常使腰椎处于屈曲加扭转的易损伤体位,如踹燕转体360°、躯干后屈的跨跳转体360°等都是使腰椎载荷、引起应力集中的动作,从而使腰椎在受到牵张伸力的同时又受到轴向旋转力的影响,更易形成腰椎损伤。
总之,艺术体操运动中许多动作都要求上体后屈来体现其难度价值,所以,腰部的柔韧性是艺术体操训练的主要内容。此外,腰椎的二次骨化中心是在9~12岁出现,而此时又是艺术体操运动员出成绩的关键时期。一些教练员由于在训练中急于求成,盲目地加大专项训练的强度,忽略了运动员的生理发育特点,造成腰椎的局部负荷过大,长时间的异常负荷,使腰椎间盘的软骨被破坏[11],从而容易造成腰椎伤病。
2.3.3 膝关节运动损伤的分析
膝关节是人体内最大、结构最复杂的一个关节,从力学观点看,该关节位于人体最大的两个骨杠杆股骨和胫骨之间,它是杠杆作用最大、负荷量最多的关节。当运动员在运动时经常受到来自不同方向的作用力,特别是在做高难度跳步动作时,运动员体位不断地变换,使膝关节的波动更大,受力更复杂。作用于膝关节的负荷,其瞬间最大值常常会超过膝关节的承受极限[9],而导致运动损伤。从解剖学来说,膝关节关节囊广阔而松弛且各部分厚薄不一,其内的特殊结构有半月板、膝交叉韧带、滑膜皱壁和膑骨等。就其本身结构来看,它缺乏髋关节和踝关节所固有的稳定性,需要靠肌肉、韧带来加固。这是它容易受损伤的内在原因[10]。膝内、半月板的损伤是由半月板的矛盾运动引起的。当膝关节屈曲时,半月板后移,股骨髁曲度较大的后部刚好与半月板肥厚的外缘接触,若此时急剧伸膝,半月板退让不及,可能发生挤压伤,严重者半月板破裂[11]。外侧副韧带和前、后十字交叉韧带是限制膝关节内、外翻和防止胫骨向前、后的异常错动稳定膝关节的非弹性结构,侧副韧带的损伤是屈膝时小腿突然外旋或大腿突然内收、内旋引起膝关节过度内翻、外翻造成的,而前、后交叉韧带的损伤主要是由外力冲击、骤停或超重负荷引起的。
由于艺术体操运动的技术特点要求在完成动作时要变速、变向、变换体位等等,这就使膝关节的负荷量急剧增大,运动员不断地做膝关节的迅速屈伸运动,关节囊中的半月板、髌骨、髌下脂肪垫等经常受到撞击、挤压和摩擦,长期作用下会使骨细胞被挤压变性或坏死,失去正常的代谢功能[12],形成慢性损伤。此外,在艺术体操训练中,膝关节经常处于一种特殊的体位膝关节屈曲,突然发力伸膝的同时大腿内旋、小腿外旋[13],引起半月板的矛盾运动和前交叉韧带的强力旋转,造成膝关节的侧副韧带和半月板损伤。
3 结论与建议
损伤和训练是一对矛盾复合体,训练会导致损伤,损伤也会影响训练。本文调查资料显示运动伤病已经成为制约艺术体操发展的重要问题。因此艺术体操损伤研究成为当前的热点课题,作为艺术体操教练员应认真研究运动损伤产生的机理,准确预见各运动技术对不同关节产生的影响,有效预防运动损伤的发生[10],做到未雨绸缪。为此,提出以下3点建议。
1)增强教练员素质,提高训练水平。作为一名艺术体操教练员应掌握运动训练学、生理学、心理学、教育学等多学科知识并自觉将其运用于运动训练实践,使运动训练更加科学化。
2)重视基础训练、加强医务监督。运动实践表明,身体素质是掌握艺术体操高难技术的基础,也是减少运动损伤的前提条件。教练员在运动训练中应贯彻“素质先于技术”的原则,重视运动员的基础训练和医务监督,为今后运动技术的发展打下坚实的基础。
3)建立训练科研一体化体系。充分发挥科研人员的作用,解决好艺术体操的技术难点,缩短训练时间和人才培养周期,提高运动员的成才率和运动训练的效果。
参考文献:
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[11]李向阳.浅谈篮球运动员膝关节损伤及预防[J].伊犁教育学院学报,2000,(4):106-109.
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拓展运动论文题目范文第6篇
摘 要:通过对运动控制新技术和机械自动化进行分析,着重探讨了运动控制新技术在机械自动化中的应用。主要分析了4种典型运动控制新技术,分别为直线电机驱动技术、全闭环交流伺服驱动技术、可编程计算机控制器技术和运动控制卡技术,有助于提高我国运动控制新技术在机械自动化中的应用价值。
关键词:运动控制新技术;直线电机驱动技术;全闭环交流伺服驱动技术;可编程计算机控制技术;机械自动化;应用
在工业领域中离不开各种机械设备的使用,并且为了追求产品生产的高效率、高质量、低成本,随着电子技术、计算机技术、智能技术等各种先进技术的发展,机械自动化技术随之发展。相比于传统的机械生产方式,自动化技术的使用在很大程度上提高生产效率,降低加工成本,还能够解放劳动力,属于当前工业领域中使用非常广泛的技术[1-3]。在机械自动化中需要使用运动控制技术,从而实现机械中相关的控制工作,使得工业领域达到更高水平发展[4-5]。随着运动控制技术的不断发展,国内外提出了不同的运动控制新技术,各种新技术的出现使得运动控制能够提高机械自动化的发展。本文为了提高运动控制新技术在机械自动化中的应用水平,探讨了几种不同的具有代表性的运动控制新技术的应用。
1 运动控制技术
随着相关学科技术的不断发展,运动控制以电机驱动为基础,属于一种多学科交叉技术。其主要作用是能够在复杂的条件之下,将预先设定的指令或者控制方案变为期望的机械运动,从而可达到精准的位置控制、转矩控制或者速度控制[6]。如今在机械自动化中,很多方面都需要使用到运动控制技术。一般情况下,运动控制系统主要有3个部分组成,首先是占有核心地位的控制器,然后还需要电动机和功率驱动装置;图1即为其基本组成结构。
运动控制的种类不止一种,按照执行机构不同可以将其分为3种不同类别,如气压、液压和电机运动控制。在这3种类别中其中电动运动控制使用范围最广,并且使用活跃度最高[7]。电机运动控制技术中将电动机作为控制对象,电力半导体器件应用作为基础,其中需要使用自动控制理论、电机技术、电子技术、电力电子技术、检测和传感技术等,可以看出运动控制技术需要使用的相关技术非常多,属于一种多学科交叉技术,图2即为电机运动控制的基本结构图。当这些相关技术不断发展之后,运动控制技术也会相应的变得更加强大。如今,运动控制技术不断发展,出现了不同的运动控制新技术,这些新技术的使用将会给机械自动化带来更多的优势和改善。
2 运动控制新技术在机械自动化中的应用
随着机械自动化的不断使用,其存在的一些问题也在逐渐显现,只有通过不断创新,提高机械技术的综合性能,才能使得机械自动化处于不断发展之中。近年来,国内外学者对运动控制技术进行更新,提出了更多的新技术应用于机械自动化中,比如直线电机驱动技术、全闭环交流伺服驱动技术、可编程计算机控制器技术、运动控制卡技术等,通过这些运动控制新技术的应用,提高了机械自动化的使用效果。于是本文将针对这几种运动控制新技术,将其应用到机械自动化中进行分析。
2.1 直线电机驱动技术
从当前的发展来看,直线电机驱动技术在机械自动化的应用非常普遍,而且国内外比较重视直线驱动技术在自动化机床中的应用。主要原因在于直线驱动技术能够在机床中发挥重要作用,促进自动化机床的高效率工作。比如能够减少在机床工作台上相互传递所需要的时间,缩短传动链的长度,甚至使得距离传送变为零。从而大大节约了传递时间,正因为该优势特点,直线电机驱动技术在机械自动化中也被称为“零传动”[8]。通过直线电机驱动技術,不仅能够节约传送时间,增强机械自动化在制作指标上的整体性能,而且还能够提升传输性能,所以相比于传统的驱动传输技术,直线电机驱动技术对机械自动化更为有利。
另外,由于使用直线驱动的方式,能够增加机床的传动刚度,继而在很大程度上能够增加机床的运转速度,就会提高机床加工的效率。在机械自动化中使用这种技术能够从总体上提升工作效率,在于其拆除多余部件,这种做法还能够降低工作期间的摩擦度和噪声。直线电机驱动技术虽然能够使得机械自动化的加工过程变得更加迅速,但是这种方式并不完美,其中还存在需要改进的地方,比如需要对机床进行分析之后才能够确定将直线电机驱动技术运用其中。由于直线电机驱动技术的优势更为明显,能够提高当前机械自动化的发展,所以在当前加工领域中,对直线电机驱动技术的重视程度比较低。
而且直线电机驱动技术在机械自动化中应用的主要优势还有精度高、响应速度快、生产速度快等。在机械自动化的机床中由于传统的丝杠使用,会增加传动间隙和误差,通过使用直线电动驱动技术之后,能够取消这种丝杠的使用,从而能够提高生产过程中定位精度。另外,这些传动件所需要的响应时间会比较大,正因为取消了丝杠等机械传动件,所以就会提高响应速度。
2.2 全闭环交流伺服驱动技术
在机械自动化中使用传统的全闭环控制,这种方式特别容易造成产品的加工精确度不高现象,为了解决这个问题,研究者实现了一种全闭环交流伺服驱动技术,这种技术的使用恰好能够完美的解决这个问题[9]。将全闭环交流伺服驱动技术应用到机械自动化中最重要的一个优势在加工过程,能够全程稳定的保持加工水平的精度控制,从而尽可能地降低生产误差,使其在误差范围之内。另外,在有些机械自动化中,使用的齿轮等零件存在间隙过大的问题,如果在其中使用全闭环交流伺服驱动技术,不仅能够解决其中间隙过大的问题,而且还能够处理传动中的时间延误问题,能够从整体上提高运动控制的性能。
在全闭环交流伺服驱动技术中最为核心的部件是驱动器,通过驱动器的使用,能够减少其他上位控制器的使用,所以将会简化机械自动化中所使用的零件,可以说驱动器是当前高水平机电加工的最好选择。当前处于信息化时代,信息化水平不断提高,促使了数字式的交流伺服系统的发展,并且该系统将会是以后发展的方向、趋势,因为该系统的主要优势在于使用简单、操作方便、性能强大,所以对使用者的要求不会过高,将会有比较广泛的应用范围。全闭环交流伺服驱动技术的使用,加之信息化的不断发展,数字式交流伺服系统中核心部件为精度非常高的数字处理器。处理器作为系统运行的大脑,其发出的指令使用数字信号进行表达,然后还需要使用电机轴后端设置光电编码器,从而得到位置信息,最后形成一个闭环控制系统。在系统中使用数字处理器进行处理分析,使得机械自动化变得更加高效,能够全自动高效的对整个系统进行综合调度,另外,通过使用这种技术,还能够对系统进行实时跟踪,发现数据的变化趋势,有利于操作人员对系统运行状况的了解。
如今,全闭环交流伺服驱动技术的应用非常广泛,其中主要在许多精密的机电加工领域中使用较多。由于这种技术的使用效果非常好,能够降低机械自动化控制的误差,或者是解决其他方面造成的加工精度下降问题,能够对机械自动化加工过程中出现的误差进行实时的、灵活的补偿。该技术的使用能够从整体上提高机械自动化的精确度,进而增强生产能效,所以在不斷发展过程中,逐渐替代了传统的全闭环控制技术。国外对全闭环交流伺服驱动技术的应用更为深入,已经出现了一种非常完美的全闭环数字式伺服系统,这种系统的控制原理如图3所示。这种系统能够克服半闭环控制系统的缺陷,能够消除机械传动上的间隙,补偿即系传动件的制造误差,具有更高的精度,能够在很大程度上提高机械自动化的精度。
2.3 可编程计算机控制器技术
传统的计算机控制不能同时执行多个任务,并且控制速度受到应用程序的限制,于是就会导致运行速度慢,不能实现实时性的运行效果,就会导致机械自动化生产过慢。自从可编程序控制器的发明,该控制器的优势十分明显。随着微电子技术和计算机技术的不断发展,可编程控制器已经在发生了比较大的变化,其功能和性能变得更加优异,能够在软硬件的设计中实现重要作用,并且逐步发展成可编程计算机控制器。该控制器属于新一代的控制器,相比于传统的可编程序控制器,可编程计算机控制器趋于多样化的应用软件或者分时多任务操作系统,能够解决可编程序控制器控制速度受限制、不能实现实时控制要求的问题[10]。因为传统的可编程序控制器大多使用单任务的时钟扫描或者监控程序,用这样一种方式对自身的逻辑进行运算,然后采集和刷新相关状态,所以就不能实现实时控制,并且控制速度会依赖于应用程序大小;而可编程计算机控制器使用的是分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,无论程序长短如何,应用程序运行的时间与之无关。只与操作系统的循环周期有关,所以该控制器的控制速度不会受到应用程序的制约,而且能够实现实时控制的要求。
机械自动化中涉及到不同的应用软件,在软件开发过程中使用可编程计算机控制器技术能够带来很多便利。因为可编程计算机控制器器中的应用程序使用多任务模块构成,于是能够根据实际的控制项目中不同部分的功能要求,分别制定不同控制程序模块。这些模块属于一个独立个体,能够独立运行;但是模块之间的数据具有相互关联,能够实现多任务并行运行的效果。
可编程计算机控制器技术在机械自动化的应用中还处于发展阶段,从当前看来,该技术具有的优势十分明显,体现了不同技术之间的相互融合,从而具有强大的功能性。随着其应用范围的不断增加,可编程计算机控制器技术的应用效果将会更加强大,在未来的发展中具有很大的发展潜力。
2.4 运动控制卡技术
近年来,运动控制卡技术在机械自动化具有广泛的应用,它是一种基于工业PC机上实施的整体单元控制,具有较强的适应性,能够对速度进行有效控制,用于不同运动控制场合的上位控制单元[11]。运动控制卡技术之所以具有广泛应用,是因为能够满足新型数控系统的各种要求,比如开放性、标准化等,能够对不同机械设备的自动化控制系统进行研究和改造,而且PC机的广泛使用,同样会提高相应控制卡的使用。因为控制卡技术能够充分发挥PC机的强大功能。
运动控制卡技术在应用过程中,其中最为关键的运动控制核心就是专业运动控制芯片或高速DSP,这些核心部件主要是对大部分的步进电机进行控制[12]。运动控制卡技术的使用,会基于PC机进行使用,这两者关系属于主从式的控制结构,其中PC机主要负责监控工作,还有人机交互界面的管理,而运动控制卡的主要任务是完成运动控制的所有细节,比如对相应信号的检测等。从中可以看出,运动控制卡和PC机在控制过程中不会同时进行,而是属于一种从属控制关系。运动控制卡技术还具有非常丰富的公开函数数据库,这些数据库能够提供给用户根据自身需求在Windows和DOS系统平台上自行开发一种控制系统,该优势同样也促进了运动控制卡技术在机械自动化中的应用。
由于运动控制卡技术具有明显的优势,使其在国外机械自动化的控制系统中具有广泛的应用,使得运动控制卡成为了一种专门行业。有很多科研人员对其进行深入的、广泛的研究,并且在国内外不断的研究过程中,已经出现了不同的运动控制卡产品,并且应用到不同行业中的自动化机械设备中。
3 运动控制新技术在机械自动化中的应用现状
随着运动控制新技术的不断使用,技术的功能变得更加强大,能够提高机械自动化的控制精度,使得机械加工过程变得更加迅速和有效。从当前来看,虽然运动控制新技术能够在机械自动化中发挥不错的应用效果,但是在应用过程中还是存在一定的问题,比如人才的缺乏、机械设备更新慢等,由于存在这些问题,导致运动控制新技术不能最大限度地发挥其在机械自动化中的应用。下面将对运动控制新技术的应用现状进行分析。
由于我国机械自动化还处于发展阶段,其中所需要的优秀专业人才较缺。只有经验丰富的专业人才才能够更好地掌握运动控制技术在机械自动化中应用,提高其应用效果,并且不断对应用过程进行研究,完善应用效果。但是由于我国缺乏相关的优秀人才,使得运动控制新技术不能更好的发挥应用价值。另外,有些专业技术人员缺乏对理论知识的学习和掌握,导致在实际的操作过程中容易出现各种问题。而且各种技术在不断更新,运动控制新技术的应用也处于不断更新之中,有些技术人员没有与时俱进,不会进行自主学习,使得该技术在机械自动化的应用受到限制,更是缺乏与应用创新的关联。还有些企业为了节约成本,只需要技术人员能够掌握机械自动化设备的操作即可,没有对其进行深入培训,企业忽略了自动化生产不能完全提高人工操作。正因为这些人为的因素导致运动控制新技术不能完美的实现应用价值,于是在今后的发展中,企业和技术人员需要认识到,为了运动控制新技术的不断发展,需要对其应用的整个过程有着熟练的掌握,努力提高自身的专业实力,对新技术进行不断创新应用,尽可能发挥技术的应用的价值。
阻碍运动控制新技术的应用价值除了人为因素之外,还有外在因素。比如在机械自动化中应用运动控制新技术,必然有些机械不能满足该技术的应用要求,于是需要使用更多其他的新设备。但是由于工业水平发展有限,限制了自动化机械设备的不断更新,也就使得机械自动化水平较低。然后还有企业没有对购买的新设备进行及时保养和维修,导致机械设备在加工过程中某些零件出现问题,所以就会降低机械自动化加工的效率和影响产品的质量等问题。为了解决这些问题,提高机械自动化中运动控制新技术的应用,不仅需要提高新技术的发展水平,同时还需要提高机械自动化相关设备的水平。另外,提高相关工作人员的知识储备和技术能力也不能忽视。
4 结语
相比于传统的机械生产,机械自动化的应用具有很多优势,比如能够在很大程度上提高加工效率、降低成本、降低劳动力等,属于当代自动化处理的又一大创新技术,加之运动控制新技术应用到机械自动化中,使得机械自动化生产水平得以全面提升。机械自动化中应用使用运动控制新技术还处于发展阶段,其中存在的一些问题限制了机械自动化的发展,随着各种技术的不断更新发展,运动控制新技术的应用需要进一步研究,希望能够全面提高该技术在机械自动化中的应用价值。
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