模塊設計論文范文

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第1篇

所謂的建筑設計模塊化就是對我們要進行設計的建筑物進行詳細的分析，通過以往相同地形地貌、相同的設計用途、相同的建筑理念進行歸納總結。對再建造同等條件建筑物的時候可以實行“拿來主義”，即借用以前的經驗和設計，這樣可以有效地形成結構體系、建筑形態、整體空間的功能。所謂的模塊也是對一個整體進行詳細的分解工作，將所要設計的每一個功能形成一個模塊，并將這些模塊進行具體使用功能的細化處理，在進行設計的時候對這些模塊進行使用和拼接，用模塊重新可以組成一個建筑的整體。在進行模塊化的時候不僅僅要參考原有的建筑設計跟重要的是做到以下方面。如果能夠進行建筑設計的模式化那么在節約土地資源方面將會有一個突出的貢獻。但是即使是完全相同的建筑也不能保證其使用的功能性完全相同。所以應該在拿來的同時進行仔細的設計，將模式化和具體化相互結合。只有這樣才能通過這種建筑設計的模塊化來實現資源的有效利用，提高工程的整體進度。

2建筑設計的模塊化的研究背景

二十世紀八十年代改革開放以來，我國的經濟實力明顯上升，但是隨著經濟的發展許多問題也逐漸的顯露出來。人口數量的逐年增加、土地資源的大量使用和物質生活資源的無節制開發導致了我國生態環境的逐步惡化，量變的發展模式使得我們生存和發展遇到了前所未有的困難，人與自然相互依存的平衡正被我們逐漸打破，我們不得不去尋找新的發展模式。現階段由于我們對于土地資源的大量使用和不合理的破壞使得土地資源大量減少，在這種情形下我們必須進行建筑設計的模式化，來對空間、結構、能耗進行統一的規劃，使得建筑設計有一個統一的模式，這樣在進行建筑的時候就能夠很好的對土地資源進行有效地利用，也可以很好的優化室內的設計。在我們長期的建筑發展研究中發現，要實現建筑設計的模式化并不是非常容易，不僅僅要進行大量的資料研究，更加重要的還與政治、經濟、技術、地理、氣候材料、預算等種種因素有關。

3建筑設計的模塊化的研究目的和意義

（1）研究目的。當今我國的發展政策是可持續發展也就是說要解決我們與自然資源之間的矛盾，在建筑行業與自然之間的矛盾就是建筑同土地資源之間的矛盾。在這種情況之下模塊化設計被推上了建筑發展的歷史舞臺，它不僅僅能夠解決結構體系、建筑形態、整體空間之間的問題，還符合當今社會人們的心理審美觀念和生理需求。

（2）研究的意義。建筑設計模塊化是一項具有現實意義的建筑技術，具有鮮明的時代特點，可以有效地解決人與自然之間的各種矛盾，也可以節約時間成本和資金成本的作用。①空間靈活性高。在我們進行建筑設計的時候可以進行“拿來”，即根據這一區域其余的建筑設計進行有效利用，這樣的做法可以有效地避免重復且具有較大的靈活性。通過這種“拿來”可以對空間進行固定，確定設計空間內柱距、設備條件、層高等設計因素，對于不同的空間設計可以進行不同的模塊化設計，因此也具有多樣性。②節省空間。建筑設計的模塊化可以對不同的地形地貌和天氣氣候進行有效地利用，借助原有的模塊設計進行具體的細部設計工作，這樣可以有效減少多余空間結構的浪費。③簡化施工。在進行建筑設計模塊化施工的時候，由于有先前經驗和設計進行參考，并且由于模塊化設計具有多樣性和靈活性。在進行施工的時候可以對整體空間內的模塊進行細化工作。小到螺絲釘大到此模塊內的住房，層高等都可以進行施工的簡化，這樣可以有效地節約時間，降低造價成本。④有利于擴建和增長。建筑模塊化設計最適合是對工程進行分期建設，這樣可以有效地進行資金的籌集并實現逐步投入，使階段內的利益達到最大化。

4影響建筑設計模塊化的因素

（1）功能因素。我們所有的建筑的出發點都是以實用為基礎的所以我們在進行設計的時候也要遵循三個要素即堅固、實用和美觀。在進行設計的時候要考量所要設計的建筑物的用途，如果是居民住宅則需要具備家居功能，如果是商業用途則要考慮的是整體的營業需求或者辦公需求。如果是醫院則應該考慮其生活和商業的雙重需求性。

（2）結構因素。建筑結構也是影響模塊設計的主要因素之一，在進行建筑結構設計的時候不僅僅要通過模塊化進行有效地參考以此來進行局部的優化，而且應該就所要建造的建筑的用途進行改進工作，不能夠一味的照搬照用。在進行設計的時候要充分劃分空間，表明通道、空間隔斷等。在模塊化設計的過程中還應該注意各模塊之間的連接性，這對于一棟建筑的好壞將會起到相當關鍵的作用。

（3）環境的影響。建筑的環境是建筑設計過程中需要克服的一個關鍵性因素，在設計的時候不僅僅需要進行參考，同類建筑還需要對周圍的環境進行仔細的考察、測量，所謂的考察不僅僅是對地形地貌的考察，還是對周圍的居住環境和社會環境進行有效地考察，在進行外部設計的時候要與周圍的環境相互統一，不能隨性而為。

5模塊建筑化設計遵循的原則

（1）空間集約原則主要是對土地資源和空間的節約，只有這樣才能實現我國的可持續發展，不能追求量大，而是應該追求實用、美觀、其次是要提高整體空間的利用率，把有限的空間進行充分的利用，實現區域內的功能完善。最后是對于環境質量的改善，要進行園林化設計實現綠色生活和營業。

（2）功能靈活性原則就是對模塊內的功能進行具體的優化工作。讓居住人員或者商業用途更加合理實用。

（3）結構合理原則表現在結構設計的功效合理、經濟合理、雅觀合理。只有做到這三個合理才能夠說是做到了結構合理。

第2篇

1模塊化機械設計的應用

通過對產品的構成進行分析，考察其中的功能互換性與結構互換性的關系，將立體車庫模塊劃分為鋼結構、橫移機構、載車板等幾大模塊，包括了系統級模塊、部件級模塊和零件級模塊，以模塊為基礎進行接口，通過模塊的組合來滿足不同車庫產品的設計。同時對工藝進行優化，達到同類型零部件工藝的統一。

1.1鋼結構的模塊化設計

對升降橫移立體車庫的鋼結構立柱、前后橫梁、縱梁、斜撐等進行通用化設計，無論立體車庫方案如何變化，只要方案中的結構能由現有結構配型得到，就只需對現有結構進行橫向、縱向、豎向的組合，無法通過組合得到的，只需對不匹配模塊進行更改，以項目圖紙形式對項目模塊進行匹配搭建。新式六層升降橫移立體車庫鋼結構如圖1所示。

1.2鋼絲繩設備橫移機構與鏈條設備橫移機構的

模塊化設計

將橫移機構分解為橫移傳動系統、提升傳動系統和橫移框架3個主模塊，通過使用相同型材和改變鋼絲繩纏繞方式，實現了兩種類型橫移框架的模塊化設計（前后吊點中心距、防墜鉤中心距、定位針中心距等關鍵配合尺寸一致），達到了兩種類型的橫移機構共用一套橫移傳動系統的目的，也為鋼絲繩設備與鏈條式設備載車板的統一奠定了基礎。1.3載車板的模塊化設計載車板對邊梁結構形式進行了模塊化設計，提高了邊梁模塊的通用性，并確定了載車板自帶斜坡與載車板無斜坡兩種載車板結構，通過對斜坡的優化設計使兩種載車板結構除斜坡外其他橫向構件模塊完全通用，通過對橫向構件進行選型調整來實現載車板與設備的匹配。

1.4工藝的模塊化設計

以傳動軸的加工為例：模塊化前的傳動軸如圖5所示，模塊化后的傳動軸如圖6所示。對比可以看到，所有傳動軸（包括提升、橫移）軸身由原來的必須經過車床倒角、車內孔、齊總長的工序變為現在的直接鋸床下料；軸頭由原來的指定尺寸改為根據無縫管材料內徑的進行配車，并將原來較長的階梯進行分段處理，以方便鏈輪的安裝，焊縫由原來的角焊縫改為縫焊縫，通過工裝對焊縫寬度的調節來實現對傳動軸總長的尺寸控制，這樣極大地簡化了大軸、長軸的加工工藝，節省了工時。

2模塊化機械設計的優勢

通過前述模塊化設計在升降橫移立體車庫設計中的應用可以明顯地看出模塊化設計具有以下優勢。1）盡管升降橫移立體車庫形式多樣，具體項目方案千變萬化，給設計帶來極大不便，但是模塊化設計可以通過模塊的選擇和組合構成不同顧客定制的產品，以滿足市場的不同需求，對于設計者來說設計任務趨于簡單化、輕量化，設計周期大大縮短，可以給產品的生產加工與安裝留出更多的緩沖時間。2）模塊化設計可以在很大程度上減少圖紙的數量，同一零件可以在多種產品上使用，從一定程度上節約了紙張，也方便了圖紙的管理。3）很多通用化的零件可以批量地進行儲備式生產，這必然帶來成本的降低和人力、物力投入的減少，并能從一定程度上緩解了多個項目同時開工生產時加工工期緊張的問題，尤其是當安裝過程中項目現場零件丟或失損壞時，可以直接跳過加工，直接從備品庫中出庫發貨，節約了時間，有助于合同的按期兌現。

3結語

模塊化設計理念已被引進立體車庫的機械設計中，特別是在常規的升降橫移立體車庫中表現得更為明顯，模塊化給機械設計帶來效率和效益的大幅提升。

作者:丁翔 單位:江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院

參考文獻：

第3篇

1、設計原理及內容

1．1設計原理

為實現嵌入式田間圖像視頻采集，主控芯片選擇使用比較廣泛的S3C2440芯片，攝像頭采用芯片為中星微ZC301的USB攝像頭，把采集到的植物視頻信息傳輸到主控芯片中。主控芯片包括把采集的視頻信息顯示到LED觸摸屏上，還要把采集到的信息傳輸到PC機中。大田視頻采集模塊總體結構如圖1所示。圖1大田視頻采集模塊總體結構圖軟件方面包括USB攝像頭的驅動程序、視頻采集程序、LED實時顯示程序網絡傳輸程序的設計、調試、燒寫等操作。

1．2主要研究的內容

1)對ARM嵌入式Linux的內核，Bootloader、YAFFS根文件系統的制作和移植，即完成軟件平臺的搭建;2)中星微ZC301的USB攝像頭驅動程序的設計;3)模塊的視頻采集程序的設計;4)設計驅動LED，來顯示采集到視頻信息的程序;5)設計TCP網絡傳輸程序，把視頻信息發送出去;6)把采集到的視頻圖像顯示到PC虛擬機上。

2、總體設計

2．1平臺設計

2．1．1 BootLoader制作和移植首先按下任意鍵，使ARM9的程序運行停止在如圖2所示的在DNW軟件上出現主選擇菜單界面;接著選擇下載到flash，即選擇‘1’，使用USB下載;在DNW軟件上出現有關閃存的各個存儲區間的情況。在上一步完成的基礎上，再選擇FLb．bin要燒寫到NAND閃存中的位置，即選擇‘0’，燒寫到NAND閃存中的boot的位置;然后在DNW軟件界面下執行配置選項中的操作執行指令，來進行下載地址、COM口和波特率設置;在DNW軟件上點擊USBPort選項中的傳輸操作，找到要燒寫FLb．bin的位置，選中FLb．bin文件;文件傳輸完成后即完成了BootLoader的移植。

2．1．2 系統內核剪裁、制作和移植Linux內核的移植和引導加載程序的燒寫過程幾乎是相同的，添加內核的映像文件和BootLoader的移植都是相同的。也就是說，內核是下載到NAND閃存的kernel位置;內核移植時會出現移植進度條;移植完成后出現的和BootLoader的移植出現的提示一樣。到此，Linux內核的移植就完成了。Linux內核配置對話框如圖3所示。

2．1．3 FAFFS根文件系統的創建和燒寫過程1)使用目錄創造命令創造根文件系統的目錄，并創建在usr目錄下的bin、dev、etc等目錄，把根文件系統的框架搭建起來;2)創造根文件系統的設備文件，進入到dev目錄下使用創造命令來完成;3)安裝etc，進入到etc目錄下進行解壓etc．tar．gz;4)進入到內核目錄下使用模塊編譯命令來編制內核模塊;5)使用模塊安裝命令對模塊進行安裝;6)使用配置命令對其進行配置，編譯命令進行編譯，安裝命令進行安裝;7)進入到根文件目錄下使用ln－s命令來進行鏈接，重新再編譯內核;8)將編譯生成的內核映像文件通過USB傳輸到開發板的根文件系統中。

2．2軟件設計

2．2．1 攝像頭驅動程序設計

實現USB設備的即插即用功能的函數是攝像頭探測函數，函數名稱是sp_probe。該驅動程序中的數據傳輸模塊使用takelet來實現對數據的同步快速傳遞，此函數對圖像數據進行解碼使用的是spcode．c程序。數據傳輸模塊函數的具體名稱是sp5_init_isoc，并且在sp5_open函數中掛有該函數的入口點。打開設備是同步傳輸數據開始的標志，這里實現數據傳輸的函數是sp_m_data，它把數據傳送給驅動程序，驅動程序對數據的訪問使用的是輪詢法。Linux中的USB器件通過系統的USB層來操作下層硬件，流程圖如圖4所示。

2．2．2 模塊視頻采集程序

本系統的視頻采集程序是基于V4L開發的，主要實現圖像采集設備的初始化、讀取和關閉等，基本操作流程如圖5所示。

3、大田視頻采集模塊的安裝與調試

3．1大田視頻采集模塊安裝執行該命令要在該軟件文件所在的目錄下，將視頻采集模塊和PC虛擬機連接起來。這樣在PC虛擬機上就會顯示出視頻圖像，如圖6所示。

3．2大田視頻采集模塊現場調試在齊齊哈爾嫩江大橋以北的農田里，對種植的土豆進行試驗。模塊調試如圖7所示。圖7模塊調試一觸摸屏LED和虛擬機顯示圖像不清晰，是因為幀的大小等參數設置得小，修改后圖像較原來清晰些;觸屏和虛擬機圖像顯示不連貫是因為其顯示程序中延時設置太大，以及內核需要優化小點。大田視頻采集模塊的對農作物視頻采集穩定，觸屏的視頻圖像顯示非常清晰，且以非常高的質量把采集到的視頻圖像傳輸到了PC機上(見圖8)，在其上顯示的視頻圖像清晰連貫，能對農作物進行非常有效的實時監測;操作人員能夠從其中迅速獲得農作物的自身生長發育情況和是否有病蟲害等信息，而且大田的農作物視頻信息采集受陽光的影響也很小。本次試驗非常成功。圖8PC機顯示的視頻圖像

4、結論