机床电器工作原理动画设计与制作

机床电气元器件工作原理动画设计摘 要详细分析了热继电器，速度继电器， 时间继电器，自动开关，转换开关，按钮开关的工作原理和机床电控课程的学习需求，设计并制作出了热继电器、速度继电器、时间继电器等的 flash 动画。 阐述了机床电控多媒体课件的教学设计，全面论述了开发机床电控中电气元器件结构与工作原理多媒体课件的设计和开发过程。此 flash 动画很好的解决了传统教学抽象而不易理解的 难题，使现代教学过程更加形象、生动、直观。 关键词: 机床电控， FLASH 动画，媒体教学 Electrical components machine design principle of animationAbstractDetailed analysis of the thermal relays, the speed of the relay, time relay, automatic switch, switch, button switch, and the working principle of the course electronically controlled machine learning needs, design and produce thermal relays, the speed of the relay, the time following the electrical appliances, such as the flash animation. Electronically controlled machine tools on the instructional design of multimedia courseware, comprehensive exposition of the development of electronically controlled machine tool components in the electrical structure and working principle of multimedia courseware design and development process. This flash animation very good solution to the traditional teaching of the abstract and difficult to understand the problem, so that the image of modern teaching and learning process more vivid and intuitive.Key word: Electronic Control Machine Tool, FLASH Animation,Multimedia Teaching目 录1 绪论 .2 课件的教学设计 .2.1 学习需要的分析 .2.2 教学目标以及教学对象的分析 .2.3 教学内容 .2.4 教学方法的设计 .2.5 媒体的选择 .2.6 基本知识框架 .3 多媒体开发工具的选择 .4 电气元件工作原理的动画设计 .4.1 按钮开关工作原理的动画设计 .4.2 转换开关工作原理的动画设计 .4.3 自动开关工作原理的动画设计 .4.4 时间继电器工作原理的动画设计 .4.5 速度继电器工作原理的动画设计 .4.6 热继电器工作原理的动画设计 .5 课件的系统设计 .5.1 多媒体素材的准备 .5.1.1 文本的准备 .5.1.2 背景图片的准备 .5.1.3 元器件动画的准备 .5.1.4 交互按钮的设计 .5.2 进入界面的设计 .5.3 内容界面的设计 .5.3.1 时间继电器的工作原理内容界面设计 .5.3.2 自动开关的工作原理内容界面设计 .5.4 结束界面的设计 .6 结束语 .致谢 .参考文献 .附录 .1 绪论随着现代科学技术的发展，多媒体这一新的科技手段快速度渗透到教育领域。这一新技术在呈现教学内容，创设教学情境， 调动 学生的多种感官方面效果越来越突出，使学习更加直 观、形象、生动。目前，多媒体教学已成为现代教育的重要组成部分，而多媒体教学的应用离不开多媒体教学课件，因此，研制开 发高质量的多媒体教学课件是开展现代教育技术工作的重要内容。2 课件的教学设计教学设计是应用系统方法分析研究教学内容和需要，确定解决它们的教学策略、教学方法和教学步骤 ，并 对教学结果作出评价的一种计划过程与操作程序。教学设计理论对多媒体教学软件的设计开发具有重要的意义，教学设计理论广泛应用于各类教学过程与教学资源的设计、开发与利用。在多媒体教学软件设计方面，教学设计理论既是多媒体教学软件开发的重要理论基础，同时也是多媒体教学软件应用的重要理论基础。所以本软件的开发也要以教学设计理论为指导进行教学设计。2.1 学习需要的分析机床电控具有控制线路简单、维修方便、便于掌握、价格低廉等 优点，且能满足生产机械一般生产的要求，目前在电器控制领域获得了广泛的应用。但是，由于常用电器元件体积小， 结构复杂，不便于甚至不可能直接观察电器元件的结构和工作原理。传统的教学通常采用教师画图来讲授并配合相应的实习。但这种教学方式很难表达清楚电器元件的的结构，更无法表达这些元件的工作原理，然而电器元件在装拆实习时， 虽然可以了解实际元件的外型和结构，但元件内各零件之间构成的空间运动仍不可见。这些传统教学方式中存在的不足之处，不仅严重影响了机床电控课程的教学效果还无法激发学生的学习热情。计算机技术的发展有力的促进了教学内容和教学手段的改革，运用多媒体教学手段能使知识形象化、直 观化， 为解决机床电控教学中的实际问题， 实现动态教学提供了可靠的技术手段。采用多媒体技术开发机床电控 CAI 课件，可以形象生动的反映教学内容，电 器元件及其工作原理通过文字、图形、影象、 动画和声音等多种手段和方法表现课程内容，实现了传统教学方法无法获得的教学效果。本次设计的机床电控多媒体课件主要是教师上课演示型课件。这种类型的多媒体教学课件具有完整的知识结构，能反映一定的教学过程和教学策略设计。许多友好的界面能让学习者进入人机交互活动，利用这个多媒体教学课件，学生也可以在个别化的教学环境下进行自主学习。通过学习本课件可以使学生原本在课本中无法解决的难点问题得到较好的解决。本软件主要是针对机电类专业的课程设计的，学生在掌握一定的机电方面的基础后再使用本课件，效果会更好。此教学课件主要 讲授的是机床电控的第一章第一节机床常用电器及选择，包括开关电器、主令电器、熔断器、 继电器等的基本组成、表示符号以及它 们的工作原理。2.2 教学目标以及教学对象的分析本课件主要是针对高校机电专业的大学生设计的，大学生在智力上已较为成熟，他们的思维有了更高的抽象性和理论性，并由抽象逻辑思维向辩证逻辑思维发展。他 们观察事物的目的性和系统性进一步增强，已能按程序掌握事物本质属性的细节特征，思维的组织 性，深刻性和批判性有了进一步发展，独立性更 为增强，注意性更为稳定，集中注意的范围也进一部扩 展。大学生在情感方面已 经有了稳定的价值观，渴望参与社会，相信自己的力量能加速社会的进步与发展，自我调控也已经建立在稳定的人格基础上。根据大学生的这些特点，设计机床电控多媒体课件，使学生在学 习过程中能利用本身的优势和多媒体课件的优越性，能够在较短的时间内学好机床电控这门专业课。首先使他们通过多媒体技术能够对机床电控这门原本比较枯燥的课程产生学习兴趣，从而为后续专业课的学习打下良好的基础。2.3 教学内容该课件介绍的是机床电控的基础部分：机床常用电器及选择。主要包括：1、开关 电器，包括刀、转换开关、自动开关；2、主令电器，包括控制按钮、行程开关；3、熔断器 4、继电器，包括 时间继电器、 热继电器、速度继电器等元件。详细介绍了它们的名称、组成、符号、工作原理、选用、使用方法以及常用产品。其中转换开关、自动开关、按钮开关、时间继电器、 热继电器、速度继电器等配有详细的工作原理演示动画。演示 传统的教学方式通常由老师将图画在黑板上来讲授，采用这种方法使讲解困难，学生只能凭借自己的抽象思维感受每个电器元件的动作过程，无形中增加了学生学习和老师授课的难度。而采用多媒体技术把这些电器开关的工作原理制成动画，在演示动画的同时加以解说的方式介绍工作原理，这样 就可以生动形象的反映教学内容，使学生 轻 松地掌握教学重点和难点。2.4 教学方法的设计教学方法是实现教学任务的方式，也就是“怎么教”。其中包括内容顺序安排，教学活动设计和教学的组织方式。本课件在每一个学习内容中都设有许多知识点，反映了该单元或是项目的重点和难点，各知 识点之 间没有固定的次序，可以根据学习的具体情况进行选择。整个课件可以很方便地实现元件之间的跳转，终止现行教学回到原页面中。 这样做的好处是一方面有利于激发学生的学习兴趣，培养他们独立思考问题，分析 问题的能力，另一方面也体现出教学的特点。2.5 媒体的选择媒体是用来传递和提供教学信息的平台，通过媒体的作用，要使学习者的不确定性减少，既从不确定过 度到确定。媒体能 给学习 者提供良好的学习环境和充分的感性材料。它在教学过程中起到了非常重要的作用。因此制作多媒体课件，选择媒体很重要。多媒体教学课件中的媒体类型包括文本、图形、静 态图象、动画、音频和视频。在多媒体课件中文本承担着表意、说明、概括等作用，是表达信息的符号系统之一，并且可以随课件设计和使用者的意图实现文件内容的变换和跳转；静态图是多媒体的一个主要元素。课件的大多数内容画面和图形构成。因此，对课件界面的艺术设计， 图文安排等倍受人们的重视。与文本相比，静 态图不具备对事物本质规律的描述和概括的功能，必须与文本一起描述和解释。在教学过程中，动画能够激发学生的学习激情，可以 对不容易表现而且枯燥的现象作模拟演示，有利于揭示复杂事物的本质和发展规律，提高了教学质量，增 强了教学效果。声音是信息交流的重要媒介，多媒体课件中的声音包括：解说、音 乐和事物发出的背景声音等，解说的声音在于说明事物和现象并进行概括和总结，对学习者给予指导和启发，补充图象和文本的不足；音乐用以烘托特定的内容和情节，对学习的节奏和氛围给予一定程度的调节，但不能不结合所设计的课件的使用场合，不加选择的给课件配上声音，否则会让学习者分心，干 扰教学的进行，反而适得其反。文本、静态图片、动画、声音在 传递信息上各有自己的 优点和不足，在多媒体课件设计中，要注意扬长 避短， 结合教学目标、任 务、内容和学者的需要， 综合各类媒体的特长，结合教学内容的需要，分析各媒体在教学课件中该起的作用，决定本课所选用的媒体。表 1 本课件媒体选择详表组成部分 文本 图形 图象 动画进入界面 转换开关 自动开关 按钮开关 速度继电器 时间继电器 热继电器 结束界面 2.6 基本知识框架本课件的知识框架如下：（1） 开关电器1） 刀开关2） 转换开关3） 自动开关（2） 主令电器1） 控制按钮2） 行程开关（3） 熔断器（4） 交流接触器继电器（时间继电器、热继电器、速度 继电器）3 多媒体开发工具的选择多媒体教学课件经过需求分析、教学过程设计和系统设计等阶段后，便进入了课件的制作阶段，也就是 课件的具体实现。 课件的 实现需要用能编程的多媒体软件创作工具来实现，但是，在大量的开发工具中选择 合适的工具是很重要的。多媒体制作工具是指用来集成、处理和统一管理文本、图形、 动画等多媒体信息的编辑工具。常见的多媒体 课件的制作软件有 Flash、Powerpoint、Authorware、方正奥思等。在本课件制作时 ，我 选择用 Flash 软件来完成本次 设计。 Flash 是美国的 Macromedia 公司于 1999 年 6 月推出的优秀的网页动画设计软件。它是一种交互式动画设计工具，用它可以将音乐、声效、动画及富有新意的界面融合在一起，以制作出高品位的课件 动态效果。自从 1985 年 5 月 Macromedia 公司发布了Flash4，一道闪亮照亮了整个网 络界，并逐 渐形成了一些有影响力的 FLASH 技术交流团体。目前已经有很多人会使用这个软件了，并且会有越来越多的人学习并使用它。Flash 是目前网 络动画的事实标准，其文件短小，播放效果好，交互功能强，易学易用，被广泛应用于网络动画、广告制作、教学课件、娱乐游戏等方面。选用 Flash 来完成本次设计是基于它的以下几方面特点：（1）课件中需要大量动画，而用 Flash 制作的动画是矢量 动画，不论你把它放大多少倍都不会失真，保证 了画面的靓丽、清晰。播放 时，你可以随时在 Flash 画面上点右键，选放大画面，细看画面上的每一个细节 。（2）利用 Flash 生成的文件可以有载入保护功能设置，可以防止他人任意修改渗透了你心血的作品。（3）利用 Flash 生成的动画播放文件（*.SWF）都非常小巧，一个精美的 课件也就一、二十 KB 大小、复杂的也就五百 KB 左右。一 张课件上足够装载好几份动画，这是其它软件无法比拟的。（4）Flash 的绘画功能美妙至极，比起 Windows 中的画图板功能强大了许多。绘画工具齐全，色差任意设定， 还有线、圆形渐层色可 设 定，这样你可以在二维界面上创作有立体感的图片。通过对 Flash 软件的特点的分析，并 结合本次课件开 发的要求和实际情况，选用 Flash 8 作为开发本课件的工具是很合适的。4 电气元件工作原理的动画设计通过教学设计工作基本完成了对教学目标与教学内容的确定，通过对学习者的学习特征、媒体信息、基本知识框架等的分析工作，保证了该课件的教学性和科学性的要求。但是怎样 将这些知识点在计算机上通过生动形象的形式加以表示，发挥 多媒体的优势，突出教学重点，突破教学难点，培养学生的能力和素质，这就需要对电器元件工作原理进行动画设计。我所设计电器元件工作原理动画包括各电器元件原理图及控制按钮两部分。其中主要有按钮开关、转换开关、自动开关、 热继电器、速度继电器、时间继电器等元件的 结构图，以及动作过程的动画设计。下面介绍几个典型的元器件工作原理的动画设计。4.1 按钮开关工作原理的动画设计按钮开关是自动控制系统中常用的一种主令电器，其常用于短时接通或断开小电流控制电路。其主要由按钮帽、复位 弹簧、桥 式触点和外壳组成 1。在演示这个按钮开关的工作原理时按下结构图下的按下按钮时，按钮开关动触点由于受外力作用而向下动作，从而达到接通线路的目的。当按下复位按钮时，按 钮开关恢复原来断开状态。4.2 转换开关工作原理的动画设计转换开关又称组合开关，主要用作电源的引入开关，所以也称电源隔离开关。图 1 转换开关工作原理结构示意图其也可以起停 5KW 以下的异步电动机，但每小时的接通次数不宜超过1520 次，开关的额定电流一般取电动机额定电流的 1.52.5 倍 2。其图形的上半部分为转换开关的结构图，下半部分为控制按钮。当按下接通电流按钮时， 转换开关内部开始动作，接通电 流。当按下断开 电流按钮时 ，电流断开。转换开关的结构图如图 1 所示。4.3 自动开关工作原理的动画设计自动开关又称自动空气断路器，当电流大于额定值时，双金属片上端将进一步靠近传感杆，一旦双金属片接触传感杆后，将推 动传 感杆顺时针方向转动，以致其卡口松开脱扣联杆，脱扣 联杆随之落下， 动触头 在弹簧的作用下，快速脱离静触头，完成过载保护。电流值越大，双金属片弯曲的速度越快，动作所需的时间越短，由于双金属片的动作是由其受热变形而产生的，完成动作须要一定的时间，故不宜依靠这种机构来作短路保护。当通 过电流达到额定值的七倍以上时，流过电磁脱扣线圈的大电流产生足够大的磁感应强度，使其中的铁心克服自身复位弹簧的张力，向传感杆方向推出，导致传感杆顺时针方向旋转 3，使动触头跳开，完成保护动作。当线路出现短路故障时，开关可以迅速动作，对线路进行保护。因此，自动开关不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自 动切断电路，有效地保 护串接在它后面的电器设备。开关的主触点是靠操作机构手动或电动合闸的，并由自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。自动开关的内部结构及工作过程如图 2 所示。图 2 自动开关工作原理结构示意图如果电路出现故障，自由脱扣机构在有关脱扣器的推动下动作，使钩子拖开。于是主触点在弹簧作用下迅速分断。其主要可以实现过载、过热、失 压、远距离控制等保护功能。4.4 时间继电器工作原理的动画设计时间继电器的电气控制系统中是一个非常重要的元器件。一般分为通电延时和断电延时两种类型。时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类 很多，有空气阻尼型、电动 型和电子型等。时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。本动画设计的是一个延时型时间继电器，当 线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬 时下移，使瞬 时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时 4，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而 缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推 动延时触点动作，使 动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成 动作， 这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长 短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后，继电器依靠恢复 弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。时间继电器是一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器。本动画中的时间继电器的结构主要有电磁系统、延时机构和工作触点三部分组成。时间继电器的内部结构图如图 3 所示。图 3 时间继电器工作原理结构图当线圈断电时，衔铁在复位弹簧的作用下将活塞推向最下端，因活塞被往下推时，橡皮膜下方气室内的空气都通过橡皮膜，弱 弹 簧和活塞肩部所形成的单项阀，经上气室缝隙顺利排掉，因此延时与不延时的微 动开关与都迅速复位。4.5 速度继电器工作原理的动画设计速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制。主要由转子、定子和触点组。 转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个 笼 型空心圆环；由硅钢片叠成，并装有笼型绕组。速度继电 器转子轴与电动机轴相连，定子空套在转子上，当 电动机转动时，转子随之转动 ，在空 间产生旋转磁场，切割定子绕组，而在其中感应出电流，此电流又在旋转 的转子磁场作用下产生转距，使定子随转子转动方向转动，和 钉子装在一起的摆锤 推动主触头动作，使常闭触点断开，使常开触 电闭合，当电动机转速低于某一值时，定子 产生的转距减小，主触头复位。速度继电器的内部结构如图 4 所示。图 4 速度继电器工作原理结构示意图4.6 热继电器工作原理的动画设计热继电器有各种各样的结构形式，最常用的是双金属片式结构，图为热继电器的结 构原理图。双金属片 !是用两种不同线膨 胀系数的金属片，通过机械辗压在一起制成的，一端 固定，另一端为自由端。当双金属片的温度升高 时，由于两种金属的线膨胀系数不同，所以它 将弯曲。 热元件串接在 电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电 动 机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片!弯曲，但不足以使继电器动作；当电动 机过载时，热元件产生的热量增大，使双金属片弯曲位移量增大，经过一段时间后，双金属片弯 曲推动导板，并通过补偿双金属片与推杆将触点(和)分开，触点 (和)为热继电器串 于接触器线圈回路的动断触点，断开后使接触器失电，接触器的动合触点断开电动机等负载回 路，保护了电动机等负载。电动机在 实际运行中，如拖动生产机械进行工作过程中，若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中电流将增大，使得电动机的绕组温度升高。若 过载电流不大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若 过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使 电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁 5。所以，这种过载是电动机不能承受的。热继电器就是利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。如图 5 所示。图 5 热继电器工作原理结构示意图在所有动画设计制作过程中，我都使用了 ActionScript 函数，其它的动画中的函数我在本毕业设计里不在写出，而把热继电器的函数我写出来，以显示函数在动画使用中的重要作用和使用中的便利，要使用函数首先要做的是把各个需要调用的元件用一个名字加以命名，以便于函数的调用和自己的使用，在这里我把“通电”按钮用 bt1 命名， “断电” 按钮用 bt2 命名， “过载” 按钮用 bt3 命名， “复位”按钮用 bt4 命名。再把“通电”的动画设计出来，然后用 mc1 命名，把“断电”的动画设计出来，然后用 mc2 命名，把 “过载”的动画设计出来，然后用 mc3 命名，把“ 复位”的动画设计 出来， 然后用 mc4 命名，同 时让他 们在同一个场景里面出现，但要注意他们之间的出现次序和隐藏，避免出现场景的混乱，然后开始写函数，在热继电器中使用的函数如下：mc1. gotoAndStop(1);mc2. gotoAndStop(1);mc3.gotoAndStop(1);mc4.gotoAndStop(1);bt1.onPress=function()play()mc1.play();mc2. gotoAndStop(1);mc3.gotoAndStop(1);mc4.gotoAndStop(1);bt2.onPress=function()mc1.gotoAndstop(1);mc2. gotoAndStop(1);mc3.gotoAndStop(1);mc4.gotoAndStop(1);bt3.onPress=function()play();mc1.gotoAndStop(1);mc2. stop();mc3. gotoAndPlay(50);mc4.gotoAndStop(1);bt4.onPress=function()mc1.stop();mc2.stop();mc3.stop();mc4.gotoAndStop(70);热继电器是利用电流的热效应而动作的电器。它主要作用是对电动机实现过载保护，以免电动机因长时间超负荷运行而损坏电机绝缘。双金属片由热膨胀系数不同的两种金属材料轧压而成。绕在双金属片上的发热元件串联在电动机的主回路中，当通过发热元件的电动机电流超过允许值时，使双金属片受热变形向上弯曲而使扣板脱扣，在拉簧的作用下，通过连板将常闭触头打开。 由于发热存在热惯性，热继电器不能作为短路保护元件。因为发生短路事故时，要求 电路立即断开，而热继电器是不能立即动作的。但是这个热惯性也是符合要求的，在电动机起动或短 时过载时， 热继电器不会 动作，从而避开 电动机起动电流，保 证电动机可正常工作。 5 课件的系统设计在对 Flash 软件的使用掌握后，根据 对课件设计的整体构思，本 课件总的设计流程包括 3 个部分，分别为 封面、主体、结束。封面部分采用一个动画；主体部分主要由动画、文本和图形符号构成；我在动画里直接加了一个返回主页按钮，通过点击这个按钮可以直接进入开始界面。下面逐一介绍各部分的具体流程设计。5.1 多媒体素材的准备多媒体课件中可以使用的信息有文本、图形、静 态图象、 动画、视频、声音和音乐等， 这些信息符号称之 为多媒体素材。 对这些素材的获取、 创作和加工是整个课件制作过程中时间和人力最多的一个环节，多媒体数据资源的获取是比较复杂的，一般需要有专门的 设备和软件。不同 类型的数据，其采集方法也是不同的，利用各种功能强大的多媒体素材创作软件，可以使课件制作者获得良好的效果。本课件采用的多媒体素材有文本、背景图片、 动画、图形。下面介绍各种素材的准备过程。5.1.1 文本的准备课件中的文本主要来自于教材，包括机床电控的常用电器元件的名称、组成、符号、工作原理和选用。这些内容都是通过对书中知 识的分析概括而成的。 还有一些特殊的文本，比如说课 件进入界面上的标题和结束界面上的提示语这两个文本是用 Flash 中的写字工具自己设计的。 这样做便于 实现自己所想要的功能，节省时间。5.1.2 背景图片的准备本课件中共有 3 个背景图片。进入界面和结束界面分别使用了颜色较鲜艳的蓝色的图画作为背景图片， 这个图片是用 Flash 制作的 动画。其余的介绍课件内容的背景图片均为从 Flash 素材库中选取的从网上下载的背景图片。在选择背景图片是要充分考虑到所做动画所选颜色与背景之间的颜色对比，尽可能选用绝对色或能够使动画能更充分显示的图片，尽量避免那些动画颜色与背景颜色相近的色彩，比如，动画色为黑色，而背景色也 为黑色，这样动画就看不出来，这只是个较极端的例子，但能 说明问题，所以 应尽量避免。5.1.3 元器件动画的准备本课件为了实现元器件的动态移动效果，采用 Flash 软件制作，并用ActionScript 来控制影片的 动作。课件中共有 6 个主动画。分别为：时间继电器结构示意图、 热继电器结构示意 图、按 钮开关结构示意 图、速度 继电器原理示意图、转换开关结构示意图、自动 开关原理示意图。并由一个索引动画文件连接起来，主动画文件分为多个场景，由 导航菜单来控制各场景之间的切换，分别在各个场景中用 loadmovie 函数将主 动画文件包含在索引动 画中，最后生成本课件的演示版。每个主动画分别有 5 个 层（背景层、 动态动画层 、静 态动画层、按钮层、脚本层）和构成该动画的元件组成，其中动态动画层有 2 个动作构成，即“ 打开”和“复位”，分 别用祯标签 huodong1 和 huodong2 来标示。 这 2 个工作状态分别由脚本层中的 ActionScript 脚本来控制。5.1.4 交互按钮的设计人机界面位于用户和计算机系统之间，是人与计算机之间传递信息的媒介，是人机的联系部分，也是课 件设计的重要组成部分。人机交互是是指人与计算机之间使用某种对话手段，用一定的交互方式，为完成确定的交互任务而进行的人机之间的信息交换的过程。目前多媒体创作工具提供的常见的交互方式有：按钮、菜单、热字、 热区、条件判断、移动物体、文字输入、限定次数、目标区域等等。交互性是传统媒体和先进媒体之间的主要区别，它 应是学习者能够融入课件所提供的学习环境中而成为环境中的一分子。交互的关 键在于系统能否按照学习者不同的需要调整交互，并提出意见，引导学习者主 动参与各种学习活动， 进 行多方面的思考、判断。不同系统的交互程度是不同的，从学习强化、学 习进度、学习途径和精研推敲等四个方面的交互品质的角度可以把交互划分为三种：反应式交互、主动式交互和双项式交互。反应式交互是指学习者能够对系统呈现的刺激作出反应。这种反应是一种被动式的反应，创作人员几乎全部控制了教学内容的选择、表现、次序以及 难度等。反应 式交互在多媒体课 件中，可用于一般性的 资 料呈现系统的专业性的知识介绍等。主动式交互要求的是由学习者自己构建知识，产生特有的框架。学习者能够接受提供的知识内容，并主 动反应学习者学习思考的过程。这种交互并非是是上一种交互方式的单纯补充，而是根据学习者的需求提供交互。双向式交互融合了虚拟实景和人工智能，不仅能使学习者根据个人的需要与系统内容交流建构知识，而且强调系统能根据学习者的反应而调整交互，针对不同的反应给予不同的意见，双向式交互系统记忆下学习者的每一次动作与反应，通过 与学习者的各种不同的对话交流及对思考路线的追踪，判断学习者的学习情况，及时提出智能性建 议，学 习者可以根据这些来 进行或是修正自己的学习路径和学习方法。系统与学 习者之间相互适应彼此，并且都能根据对方的变化而变化。人机交互设计要遵循灵活性、友好性、功能性、一致性、可靠性的原则。依据这些原则根据本课件教学内容的要求，本课件采用了按钮交互方式，其中有主动交互和反应交互。本课件交互方式所采用的按钮如图 6 所示。图 6 交互方式所采用的按钮5.2 进入界面的设计一般的多媒体教学课件的进入界面要求简练并且生动形象，才能引起学生的学习兴趣并能进入课件的主要内容。我设计的课件的进入界面是由画面清新亮丽给人以新鲜气息的风景图片为主场景，再让多个场景（图片）之间切换，更加吸引同学们的注意力，从而以更饱满的精力进入对本节课内容的学习。开始的界面我在中上方设计并添加了本人的毕业设计的题目，和制作人。为了让同学，老师更真切的看清我的题目和设计人，我在前一段动画里面用了红色做为文字的颜色，然后在接下来的一个主场景里，我使用了 蓝色做 为文字的颜色， 让人更醒目的感到作者的存在。这样设计的目的是为了给学习者造成一个良好的学习氛围，警示学习者即将进入真正的学习状态。按下主 场 景右下方的进入按钮即可进入主要内容界面，我们可以在 这里看到进入各个主要内容的按钮， 。只所以把按 钮放在同一层上，是为了方便同学或老师能根据自己的目的看到或选择到想要演示的内容，而且点一下按钮 就能够真正进入， 这样减少同学或老师的等待时间，节约宝贵的教学时间，这样设计还为了兼顾课件的美感。让学生一看到课件就改变了认为机床电控这们课很枯燥的感觉。这就是进入界面的设计过程。主界面如图 7 所示。图 7 主界面5.3 内容界面的设计漂亮的人机界面可以使使用者感到耳目一新。通过感受课件界面上的颜色、图形等形成对课件的第一印象，然后学习者有通过界面上提供的各种信息和功能元素进行学习，可以说界面是学习者对课件最初、最深，也是最重要的印象。设计合理的界面容易被理解和接受，又能让使用者容易学习和掌握。内容界面的设计不仅是一门技术，它更是一门艺术。 为了将内容界面设计的有深度而且精巧合理，要遵循一致性、灵活性、简洁性、易理解性等原则。本课件内容界面的总体设计方法是一致的，采用蓝 色作为整体背景。下面介绍几个典型的内容界面设计。5.3.1 时间继电器的工作原理内容界面设计图 8 为时间继电器的工作原理的屏幕界面。此图是它的结构示意图，在演示这个时间继电器的工作原理时按下结构图下的通电按钮，线圈通电，产生感应磁场，把衔铁 向上吸合，两个衔铁闭合，断电时按下复位按 钮恢复原样。界面的左下角为交互部分，采用按钮 交互方式实现。有 2 个交互按钮，分 别为：通电、断电。这使得教师可根据教学需要任意转换播放场景。时间继电器的工作原理内容界面如图 8 所示。图 8 时间继电器的内容界面5.3.2 自动开关的工作原理内容界面设计图 9 为自动开关的工作原理的屏幕的界面设计，界面上面是标题，它是一个动画，可以动态地模拟自动 开关的工作原理，在 这个 动画中使用了 4 个按钮交互，把鼠标放在任何一种状态的按钮上，均可实现那种状态下的工作过程，用鼠标轻点复位按钮即可恢复原状，这近似于虚拟现实。上 课时学生可以在老师演示每一种工作状态时对比文字介绍很清楚地了解并记忆各种工作原理。只要有短路现象,开关形成回路就会跳闸。当线路发生短路或严重过载电流时，短路 电流超过瞬时脱扣整定电流值， 电磁脱扣器 产生足够大的吸力，将 衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断 电源。 当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推 动 杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源。自动开关工作原理内容界面如 图 9 所示。图 9 自动开关工作原理内容界面5.4 结束界面的设计结束界面采用的是与进入界面一样的渐变的蓝色背景，前后呼应。中间用黑色写有英文 THE END，告诉使用者课件内容结束。在此之下用黑色写有中文意思谢谢欣赏，显示对使用者的感谢。接下来是 导入到主 场景的过渡，在那个小插曲里面我使用了六个小圈依次出现，已出现过渡的效果，文字是多种颜色交互出现的，让 人不会感觉到颜色或 场景的单一，或感 觉有重复的场景，增加同学 对本课件的可阅读性的好感。让 人在用此课件上完课后可一做个小小的视觉休息。并且使使用者在看到这些文字和生动的图画时，觉得意犹未尽，这时你只要稍等片刻就能返回到进入主界面，就可以重新观看了。 结束界面如图 10 所示。图 10 结束界面6 结束语本课件通过文本、图形、动画等多媒体技术可以清晰地表达教学中的重点和难点，能 够实现传统教学无法表达的教学效果，特 别 是在课件中使用的 6 个主动画，动态 的演示机床电控常用 电器元件的基本组成和工作原理，形象地模拟自动开关，时间继电器，速度继电器，按钮开关， 转换开关，热继电器的实际工作过程，这是本课件最突出的优点。设计本课件使用的制作工具是 flash， flash 有矢量动画格式的文件体积小，图像质量好， “流” 式的播放方式，支持多种多样的文件格式，以及简单的操作和插件播放形式等优点，它能把音 乐， 动画，声效，交互方式融合在一起，越来越多的人已经把 Flash 作为课件动画设计的首选工具，并且创作出了许多令人叹为观止的动画( 电影)效果。学习 flash 是一件愉快的事情，每一个人都可以学 习，最重要的是学习它的函数，而后就可以制作出高水平的动画效果了，本课件有一个技术难点未能突破，即某一动画在播放过程中，重复点 击该 按钮， 动画将重新播放，而不是按钮不起作用。致谢这次毕业设计是在导师的精心指导和大力支持下完成的。在课题选定、理论基础和方案的论证上，老师为 我做了认真的分析和耐心的讲解，特别是在元件的工作原理和元件动作动画设计方面，导师给与了非常大的支持，让我少走了许多弯路，导师 思路开阔、治学严谨、平易近人的 处事态 度和幽默风趣的话语，让我们在学习知识和解决问题时感到无比的轻松和愉快。已有的成品也给我再设计带来了很多启发和帮助。至此 论文定稿之际， 对导师 表示衷心的感谢! 感谢老师能在繁忙的教学之中抽出时间为我提供耐心的指导，帮我们解决在设计过程中遇到的种种问题。在完成本次毕业设计之际，再次感谢院、系 领导、指导老师以及 5 年来给予我帮助和指导的每一位老师。参考文献1 李康，梁斌. 多媒体课件设计原