機(jī)電一體化設(shè)計(jì)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化、控制系統(tǒng)、設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U415.521

1. 壓路機(jī)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外概述

1.1國(guó)外壓路機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

國(guó)外很多公司的自動(dòng)壓實(shí)控制系統(tǒng)的新型智能可變振幅的Variomatic振動(dòng)壓路機(jī)是用兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的偏心軸來(lái)振動(dòng)壓實(shí)輪，雙軸布置使輪子振動(dòng)力的大小和方向隨著被壓物料上振動(dòng)加速度的變化而相應(yīng)的變化，用液壓系統(tǒng)來(lái)調(diào)整兩軸之間的角度，通過(guò)電子控制的方式自動(dòng)地完成從垂直到水平方向的無(wú)級(jí)變化，用裝在輪上的加速度表來(lái)不間斷的顯示物料硬度隨壓實(shí)進(jìn)程的變化。把通過(guò)加速度表獲得的數(shù)據(jù)輸送到壓路機(jī)上的計(jì)算機(jī)里，并保存到軟、硬盤(pán)中，計(jì)算機(jī)把這些數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置在計(jì)算機(jī)內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)反饋達(dá)到預(yù)定值時(shí)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，通過(guò)調(diào)整兩根軸的相對(duì)角度來(lái)調(diào)整振動(dòng)方向和有效振幅，這樣可以對(duì)壓實(shí)力進(jìn)行優(yōu)化，既減輕司機(jī)操作的工作量又改善壓實(shí)均勻度。

1.2國(guó)內(nèi)壓路機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)壓路機(jī)廠家在機(jī)電自動(dòng)調(diào)整方面取得了一定的成績(jī)，如湖南江麓機(jī)械廠研制的W1102DZ振動(dòng)壓路機(jī)配備自動(dòng)駕駛作業(yè)系統(tǒng)，很多壓路機(jī)也配置了聲光報(bào)警系統(tǒng)。雖然對(duì)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)施了時(shí)時(shí)監(jiān)控，并且控制方式獨(dú)特、自成體系，安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單直觀，抗外界干擾能力強(qiáng)，但由于線束復(fù)雜，各功能單元之間的父子控制難以實(shí)現(xiàn)，傳感器資源利用率不高。

2.智能壓路機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及其工作原理

電子智能（ EDI） 發(fā)動(dòng)機(jī)主要以尖端的電子技術(shù)為特征， 其卓越機(jī)械特性表現(xiàn)在燃油輸送特性、發(fā)動(dòng)機(jī)管理功能和診斷等方面。作為高度集成化的系統(tǒng)與其它系統(tǒng)（ 如變速箱和冷卻系統(tǒng)） 相互作用， 先進(jìn)的電子系統(tǒng)提供了不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響的更大的燃油噴射率、燃油正時(shí)控制和更高的噴射壓力， 同時(shí)還提高產(chǎn)品的性價(jià)比和環(huán)保性。電子智能發(fā)動(dòng)機(jī)的核心單元是一個(gè)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的ECM， 這個(gè)是基于微處理器為的控制系統(tǒng)， 它的作用是利用自能發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)主要輸入輸出參數(shù)： 還用智能發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、凸輪軸位置、吸管壓力、油溫、油壓、致冷劑溫度等參數(shù)。因此， 智能控制系統(tǒng)監(jiān)控著發(fā)動(dòng)機(jī)的主要工作特性并存儲(chǔ)了相關(guān)信息， 檢修時(shí)，通過(guò)一臺(tái)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)診斷儀，工作人員就可以查看發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史工作性能的， 進(jìn)而對(duì)機(jī)器實(shí)施故障分析， 實(shí)現(xiàn)快速低成本的維修。根據(jù)ECM 電子控制模板就可以準(zhǔn)確計(jì)算燃油噴射壓力、噴射速度和噴射時(shí)間， 然后通過(guò)液壓控制的電子系統(tǒng)控制噴射系統(tǒng)HEUI 進(jìn)行動(dòng)作。

3.液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該液壓控制系統(tǒng)是由變量泵、安全閥、壓差傳感器及其電器控制部分組成。用壓差傳感器來(lái)檢測(cè)負(fù)載壓力， 用泵、閥控制器發(fā)出控制指令， 按照負(fù)載的大小調(diào)節(jié)液壓泵的排量， 使泵輸出壓力比工作負(fù)載壓力高出一不大的恒定值， 這樣是保證液壓泵輸出功率與負(fù)載相適應(yīng)， 提高效率。

2. 1 振動(dòng)系統(tǒng)的雙頻雙幅調(diào)節(jié)

液壓控制系統(tǒng)的振動(dòng)泵是由兩個(gè)電磁閥控制的， 其中，每個(gè)電磁閥對(duì)應(yīng)控制一個(gè)高壓油流方向， 這兩個(gè)電閥循環(huán)交替通電、斷電， 就能可改變高壓油流的方向。通過(guò)控制定量馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)使振動(dòng)軸上大小偏心塊相分別實(shí)現(xiàn)疊加和疊減， 疊加時(shí)泵的液壓油的排量小， 即出現(xiàn)高幅低頻； 疊減時(shí)泵的液壓油排量大， 即出現(xiàn)低幅高頻。

2. 2 對(duì)協(xié)調(diào)行走馬達(dá)進(jìn)行功率分配。

該壓路機(jī)的行走系統(tǒng)由一個(gè)行走泵、三個(gè)行走馬達(dá)組成， 通過(guò)負(fù)荷傳感系統(tǒng)和速度傳感器完成對(duì)行走馬達(dá)的功率分配。為了擺脫前輪打滑的現(xiàn)象， 就在前輪設(shè)置一個(gè)小排量馬達(dá)，這樣， 馬達(dá)的扭矩只能發(fā)揮最大排量時(shí)的一半； 后輪兩馬達(dá)設(shè)置大排量， 其要發(fā)揮最大排量輸出扭矩驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)。同理，為了擺脫后輪打滑的狀況，后輪馬達(dá)設(shè)置小排量， 前輪馬達(dá)設(shè)置為大排量。利用電子控制程序的柔性結(jié)合電液伺服技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)液壓泵效率的合理分配。

2. 3 液壓控制系統(tǒng)中位軟啟動(dòng)功能

該壓路機(jī)具有一套光電信號(hào)傳感模塊， 發(fā)動(dòng)的機(jī)啟動(dòng)是靠行走手柄放在中位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，。這套保護(hù)裝置是防止壓路機(jī)帶載啟動(dòng)造成對(duì)電機(jī)的沖擊。

2. 4 壓路機(jī)的自動(dòng)滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)

為滿足大型工程施工的實(shí)際需求（ 要求爬坡能力超過(guò)50%） ， 壓路機(jī)的自動(dòng)滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)在無(wú)滑轉(zhuǎn)軸和剎車(chē)閘的作用下避免單輪快速滑轉(zhuǎn)， 并通過(guò)傳感器檢測(cè)振動(dòng)輪和橡膠驅(qū)動(dòng)輪之間的滑轉(zhuǎn)， 通過(guò)調(diào)整液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)液壓流量使?fàn)恳阅苓_(dá)到最佳狀態(tài)， 防止振動(dòng)滾輪和橡膠驅(qū)動(dòng)滾輪同時(shí)滑轉(zhuǎn)， 避免機(jī)器停頓或下陷。

2. 5 液壓控制系統(tǒng)污染檢測(cè)和主動(dòng)維護(hù)功能

利用液壓系統(tǒng)對(duì)傳感器測(cè)出的各種信號(hào)進(jìn)行處理， 用成熟的模糊邏輯原理進(jìn)行合理的推理與分析，在有多個(gè)因素導(dǎo)致故障的情況下， 采用思維模擬技術(shù)， 確定故障誘發(fā)的因素。因?yàn)楣收系膹?fù)雜多樣性， 利用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理診斷信號(hào)。 為了設(shè)計(jì)和諧的人機(jī)對(duì)話界面， 在設(shè)計(jì)時(shí)采用大量圖像分析、液晶顯示識(shí)別系統(tǒng)來(lái)輔助。、

4.目前最迫切的工作

推廣與應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)首先改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，一味的強(qiáng)調(diào)低成本競(jìng)爭(zhēng)會(huì)把企業(yè)帶人死胡同。當(dāng)然機(jī)械產(chǎn)品元件越少其可靠性會(huì)越高，但是這種可以犧牲產(chǎn)品多功能換來(lái)產(chǎn)品靠性喪失的開(kāi)發(fā)不值得借鑒。國(guó)外公司正是看到了故障的存在性，才借助機(jī)電液一體化技術(shù)來(lái)減少故障、迅速發(fā)現(xiàn)并解決故障，也正是因?yàn)殡娮釉|(zhì)優(yōu)價(jià)廉，才使這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到延伸與發(fā)展。

再者，要合理利用該技術(shù)則離不開(kāi)同行的之間的合作、引進(jìn)、吸收和開(kāi)發(fā)。例如英格索蘭、卡特彼勒兩家公司合作，選用瑞土專(zhuān)業(yè)電子儀器公司開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件和控制系統(tǒng)，作為連續(xù)壓實(shí)控制的壓實(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CDS）以及處理CCC的PC軟件程序。把這些壓路機(jī)制造公司沒(méi)有能力開(kāi)發(fā)的技術(shù)要用有限的資金去引進(jìn)，在學(xué)習(xí)、消化和吸收之與國(guó)內(nèi)其它公司聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，利益共享。

小結(jié)

在科技高速發(fā)展和用戶需求日趨主題化、個(gè)性化和多樣化的時(shí)代背景下，產(chǎn)品技術(shù)含量的高低和功能的多樣性與企業(yè)的利潤(rùn)和生存的聯(lián)系越來(lái)越密切。跨國(guó)公司為了適應(yīng)市場(chǎng)降低成本，實(shí)施制造本地化及采購(gòu)全球化戰(zhàn)略，促使制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。本文正是通過(guò)對(duì)壓路機(jī)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的研究，來(lái)找到提高機(jī)械產(chǎn)品的智能化水平，占領(lǐng)市場(chǎng)，讓用戶滿意的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉建強(qiáng). 土的沖擊壓實(shí)原理及其在高級(jí)公路路基壓實(shí)度控制中的應(yīng)用效果[J]. 常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，20（2）：62-65

[2] 巨永鋒. 振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)智能控制與故障智能診斷的研究[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2006

[3] 王霽霞. 壓實(shí)機(jī)械的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 科技資訊，2006（1）190-191

[4] 楊璐，馮占強(qiáng). 智能壓實(shí)技術(shù)發(fā)展概況[J]. 工程機(jī)械文摘，2011（1）：50-53

[5] 蘇麗丹. 智能控制技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用[J]. 黑龍江交通科技，2009（3）：115

第2篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

機(jī)電一體化技術(shù)這門(mén)課程是機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的必修課程。課程除了正常的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)之外，需要進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。以往的做法是布置課題后，由學(xué)生進(jìn)行機(jī)電結(jié)合設(shè)備的參數(shù)設(shè)計(jì)和CAD繪圖設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)內(nèi)容熟練掌握。通過(guò)答辯驗(yàn)證學(xué)生的課程設(shè)計(jì)結(jié)果。在建立仿真實(shí)驗(yàn)室后，在課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容上，增加了利用仿真軟件進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，并進(jìn)行仿真的環(huán)節(jié)。其做法是，教師布置并講解電機(jī)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)電路，學(xué)生根據(jù)驅(qū)動(dòng)原理設(shè)計(jì)與機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相配套的驅(qū)動(dòng)電路，然后進(jìn)行仿真。所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路，采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3鍵盤(pán)，電機(jī)分別完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)控制。學(xué)生在設(shè)計(jì)前，必須復(fù)習(xí)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理。就是步進(jìn)電機(jī)是將單片機(jī)的電脈沖轉(zhuǎn)換成步距角進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置。一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。而脈沖的頻率決定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖是分時(shí)由脈沖分配器供給的。

2機(jī)電一體化仿真設(shè)計(jì)過(guò)程

學(xué)生設(shè)計(jì)好教師要求的軟件和電路圖后，必須使用PROTEUS程序調(diào)用KEILC51程序進(jìn)行聯(lián)調(diào)。KEILC51可以根據(jù)PROTEUS程序的調(diào)試結(jié)果進(jìn)行修改，直到兩軟件將PROTEUS所設(shè)計(jì)的硬件電路和KEILC51程序所代表的軟件程序完美地被結(jié)合到一起，并符合所要求的設(shè)計(jì)要求后，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)束。學(xué)生要能夠完整地設(shè)計(jì)所要求的電路，并根據(jù)電路特點(diǎn)進(jìn)行編程。所謂的電路特點(diǎn)的掌握，就是機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中自動(dòng)控制理論所需達(dá)到和掌握的知識(shí)。這些知識(shí)中，確定為核心與必須學(xué)生掌握的部分，包括步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向原理的掌握、步距角與電機(jī)脈沖數(shù)的關(guān)系、步進(jìn)電機(jī)與直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)的控制特點(diǎn)上的區(qū)別與聯(lián)系、步進(jìn)電機(jī)環(huán)形脈沖分配的順序和特點(diǎn)、C程序設(shè)計(jì)流程圖與編程語(yǔ)句中需要解決與注意的幾大問(wèn)題等等。

第3篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

引言：

隨著科技的發(fā)展,尤其是:電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展,使得傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)受到了極大的沖擊?，F(xiàn)在,越來(lái)越多的機(jī)電‘一體化產(chǎn)品在機(jī)械系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。面對(duì)信息時(shí)代沖擊,客觀要求工程技術(shù)人員改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維理念,在傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合電子技術(shù)、信息技術(shù),設(shè)計(jì)出更多更好的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

1.機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的主要功能都是完成一系列的機(jī)械運(yùn)動(dòng),但由于它們的組成不同,導(dǎo)致它們實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方式也不同。傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)一般是由動(dòng)力件、傳動(dòng)件、執(zhí)行件3部分加上電器、液壓和機(jī)械控制等部分組成,而機(jī)電一體化中的機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)該是“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的,用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和(或)機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。其核心是由計(jì)算機(jī)控制的,包括機(jī)、電、液、光、磁等技術(shù)的伺服系統(tǒng)。由此可見(jiàn),機(jī)電一體化中的機(jī)械系統(tǒng),已經(jīng)成為機(jī)電一體化伺服系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,它不再僅僅是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變換器,還需使伺服電機(jī)和負(fù)載之間的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩得到匹配,也就是在滿足伺服系統(tǒng)高精度、高響應(yīng)速度、良好穩(wěn)定性的前提下,還應(yīng)該具有較大的剛度、較高的可靠性和重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣有傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分,只是由于機(jī)電一體化的特征決定了在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中有它自身的特點(diǎn),下面就從傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行敘述。

1.1機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)的任務(wù)是把動(dòng)力機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能傳遞到執(zhí)行機(jī)械上去,機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是面向機(jī)電伺服系統(tǒng)的伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)電有機(jī)結(jié)合的原則,機(jī)電一體化系統(tǒng)中采用了調(diào)速范圍大、可無(wú)級(jí)調(diào)速的控制電機(jī),從而節(jié)省了大量用于進(jìn)行變速和換向的齒輪、軸承和軸類(lèi)零件,減少了產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié),提高了傳動(dòng)效率,因此使機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)也得到了很大的簡(jiǎn)化,其機(jī)械傳動(dòng)方式也由傳統(tǒng)的串聯(lián)或串并聯(lián)方式演變?yōu)椴⒙?lián)的傳動(dòng)方式,即每一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)都由單獨(dú)的控制電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的子系統(tǒng)來(lái)完成,各個(gè)運(yùn)動(dòng)之間的傳動(dòng)關(guān)系則由計(jì)算機(jī)來(lái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制。因此機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)具有傳動(dòng)鏈短、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、盡可能采用線性傳遞、無(wú)間隙傳遞等設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

1.2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

機(jī)電一體化的機(jī)械結(jié)構(gòu)仍屬于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的范疇,在滿足伺服系統(tǒng)對(duì)其穩(wěn)、準(zhǔn)、快要求的前提下,從整體上說(shuō)應(yīng)逐步向精密化、高速化、小型化和輕量化的方向發(fā)展。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)綜合考慮到各個(gè)零部件的制造、安裝精度,結(jié)構(gòu)剛度,穩(wěn)定性以及動(dòng)作的靈敏性和易控性。對(duì)具體的零部件的設(shè)計(jì)提出了更高、更嚴(yán)的要求,例如:采用合理的截面形狀和尺寸、采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)來(lái)提高支承件的靜剛度;采用高傳動(dòng)效率和無(wú)間隙的傳動(dòng)裝置和元件,如滾動(dòng)絲杠,消除間隙的齒輪副、齒輪齒條副、蝸輪蝸桿副來(lái)提高運(yùn)動(dòng)的靈敏性和定位的準(zhǔn)確性;采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。近幾年在結(jié)構(gòu)上也出現(xiàn)了并聯(lián)形式,如并聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)床等,極大地簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu),提高了產(chǎn)品的剛度重量比及精度。

2.機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)環(huán)節(jié):靜態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

2.1 靜態(tài)設(shè)計(jì)

靜態(tài)設(shè)計(jì)是指依據(jù)系統(tǒng)的功能要求,通過(guò)研究制定出機(jī)械系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案。該方案只是一個(gè)初步的輪廓,包括系統(tǒng)主要零、部件的種類(lèi),各部件之間的聯(lián)接方式,系統(tǒng)的控制方式,所需能源方式等。有了初步設(shè)計(jì)方案后,開(kāi)始著手按技術(shù)要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各組成部件的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)關(guān)系及參數(shù)；零件的材料、結(jié)構(gòu)、制造精度確定；執(zhí)行元件(如電機(jī))的參數(shù)、功率及過(guò)載能力的驗(yàn)算；相關(guān)元、部件的選擇；系統(tǒng)的阻尼配置等。以上稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)。穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)的靜態(tài)特性要求。

2.2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是研究系統(tǒng)在頻率域的特性,是借助靜態(tài)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過(guò)建立系統(tǒng)組成各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型和推導(dǎo)出系統(tǒng)整體的傳遞函數(shù),利用自動(dòng)控制理論的方法求得該系統(tǒng)的頻率特性(幅頻特性和相頻特性)。系統(tǒng)的頻率特性體現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)不同頻率信號(hào)的反應(yīng),決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、最大工作頻率和抗干擾能力。

2.3 靜態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

靜態(tài)設(shè)計(jì)是忽略了系統(tǒng)自身運(yùn)動(dòng)因素和干擾因素的影響狀態(tài)下進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì),對(duì)于伺服精度和響應(yīng)速度要求不高的機(jī)電一體化系統(tǒng),靜態(tài)設(shè)計(jì)就能夠滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于精密和高速智能化機(jī)電一體化系統(tǒng),環(huán)境干擾和系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)因素對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響會(huì)很大,因此必須通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù),改變系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性以保證系統(tǒng)的功能要求。動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)過(guò)程往往會(huì)改變前期的部分設(shè)計(jì)方案,有時(shí)甚至?xí)麄€(gè)方案,要求重新進(jìn)行靜態(tài)設(shè)計(jì)。

3.機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很大的不同之處。傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)一般是由動(dòng)力元件、傳動(dòng)元件、執(zhí)行元件3個(gè)部分加上電磁、液壓和機(jī)械控制部分,而機(jī)電一體化中的機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)該是“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的,用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)。”其核心是由計(jì)算機(jī)控制的,包括機(jī)、電、液、光、磁等技術(shù)的伺服系統(tǒng)。由于機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng),所以在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要從以下兩個(gè)方面加以重視。

3.1機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)

機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)的任務(wù)是把動(dòng)力機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能傳遞到執(zhí)行機(jī)械上去,機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是面向機(jī)電伺服系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)電有機(jī)結(jié)合的原則,機(jī)電一體化系統(tǒng)中采用了調(diào)速范圍大、可無(wú)級(jí)調(diào)速的控制電機(jī),從而節(jié)省了大量用于進(jìn)行變速和換向的齒輪、軸承和軸類(lèi)零件,減少了產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié),提高了傳動(dòng)效率,因此使機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)也得到了很大的簡(jiǎn)化,其機(jī)械傳動(dòng)方式也由傳統(tǒng)的串聯(lián)或串并方式演變?yōu)椴⒙?lián)的傳動(dòng)方式,即每一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)都由單獨(dú)的控制電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的子系統(tǒng)來(lái)完成,各個(gè)運(yùn)動(dòng)之間的傳動(dòng)關(guān)系則由計(jì)算機(jī)來(lái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制。因此機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)具有傳動(dòng)鏈短、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、盡可能采用線性傳遞、無(wú)間隙傳遞等設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講,應(yīng)從整體上向精密化、高速化、小型化和輕量化的方向發(fā)展。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮到各個(gè)零部件的制造、安裝精度,結(jié)構(gòu)剛度,穩(wěn)定性以及動(dòng)作的靈敏性和易控性。對(duì)具體的零部件的設(shè)計(jì)提出了更高、更嚴(yán)的要求,如采用合理的截面形狀和尺寸、采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)來(lái)提高支承件的剛度;采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。除了以上兩個(gè)方面以外,機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)方法上大膽創(chuàng)新,充分利用已有的模塊,,并且在設(shè)計(jì)之初,就考慮到產(chǎn)品在制造、使用過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

4.結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力,又是開(kāi)啟機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門(mén)的鑰匙。設(shè)計(jì)好機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)是“機(jī)電一體化”產(chǎn)品的前提。面對(duì)日益發(fā)展信息時(shí)代,掌握機(jī)電‘一體化機(jī)械系:統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路,是開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。必須結(jié)合各自的實(shí)際,開(kāi)發(fā)實(shí)事求是的機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)效益的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪丁丁.機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).濟(jì)南:山東出版社,2003

[2]楊光化.機(jī)電一體化與微電子技術(shù)的整合.計(jì)算機(jī)教育,2004(5)

第4篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；方法論

引言

機(jī)電設(shè)備往往是多工程應(yīng)用領(lǐng)域綜合產(chǎn)品，需要研發(fā)人員及從業(yè)使用人員具備多學(xué)科的背景知識(shí)。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論從系統(tǒng)全局的角度出發(fā)，全面闡述機(jī)電一體化的設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)于研發(fā)機(jī)電設(shè)備具有極其重要的指導(dǎo)意義。在當(dāng)今工業(yè)4.0背景下，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論被賦予了更多時(shí)代使命，需要解決更多實(shí)際問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)理論研究成果早已層出不窮，本文將研究分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論的發(fā)展現(xiàn)狀。

1機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論的發(fā)展階段

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論與機(jī)電一體化的發(fā)展密切相關(guān)，而機(jī)電一體化的發(fā)展歷史目前可以分為四個(gè)階段。1950—1970年代，在第三次工業(yè)革命的大背景下，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化已處于萌芽階段，但相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)沒(méi)有獲得成功與認(rèn)可。1970—1990年代，得益于集成電路和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制和通訊等技術(shù)得到突破性進(jìn)展，同時(shí)自動(dòng)化水平大大提高，機(jī)電一體化已形成獨(dú)立學(xué)科，處于初步發(fā)展階段。1990—2010年代，由于計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等技術(shù)進(jìn)一步極速發(fā)展，光學(xué)、智能算法等更多領(lǐng)域知識(shí)融入機(jī)電一體化學(xué)科，機(jī)電一體化處于高速發(fā)展階段。2010年至今，在工業(yè)4.0的大背景下，由于計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真、網(wǎng)絡(luò)信息等技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)處于繁榮發(fā)展階段，將對(duì)社會(huì)生產(chǎn)力作出更大貢獻(xiàn)。相應(yīng)地，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論也隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)。從1970年代開(kāi)始，最初的理論研究集中在如何定義機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要觀點(diǎn)來(lái)自歐美和日本。從1980年代末期學(xué)者開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論研究，主要是從系統(tǒng)的組成劃分角度出發(fā)，更加注重各部分的功能描述、物理特性及其相互間的邏輯關(guān)系，使人們更加深入了解機(jī)電一體化系統(tǒng)。1990年代開(kāi)始，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的極速發(fā)展與大規(guī)模普及，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論開(kāi)始有了新的發(fā)展方向，主要是從基于系統(tǒng)建模技術(shù)的仿真平臺(tái)出發(fā)，能夠模擬機(jī)電一體化系統(tǒng)，大幅節(jié)省機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)周期與成本。

2機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論的主要觀點(diǎn)

表1～3列出了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論發(fā)展各個(gè)階段對(duì)應(yīng)的主要觀點(diǎn)。不難看出，表1是各國(guó)研究組織對(duì)機(jī)電一體化的定義，其從最初的機(jī)械與電子簡(jiǎn)單相疊加，發(fā)展到包含機(jī)械、電子、電氣、通訊、控制、網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科交叉融合，并且直到現(xiàn)在仍在不斷更新，一直在反映著工業(yè)科技和理論研究的最新方向，但缺點(diǎn)是未能對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論進(jìn)行深入的研究。相比于表1對(duì)應(yīng)的僅僅定義機(jī)電一體化階段，表2對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行了深入的設(shè)計(jì)方法論研究，都各自提出了自己的設(shè)計(jì)理論，更加全面地闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。例如德國(guó)達(dá)姆施塔特大學(xué)的RolfIsermann在自己的研究論文里提出機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)五塊論，把機(jī)電一體化系統(tǒng)比作人，由五個(gè)部分組成，包括控制、動(dòng)力、傳感、操作和結(jié)構(gòu)，分別對(duì)應(yīng)大腦、心臟、五官、四肢及軀體，不過(guò)缺點(diǎn)是對(duì)各部分的特點(diǎn)和融合設(shè)計(jì)考慮較少。表2中的方法論缺點(diǎn)在于太偏重于理論方面研究，雖然嘗試著引入數(shù)學(xué)物理模型，但不能較好地描述實(shí)際系統(tǒng)，面對(duì)日益復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)越來(lái)越吃力。如表3所示，由于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起到了越來(lái)越大的作用，而仿真軟件平臺(tái)的核心技術(shù)理論在于建模，研究者紛紛提出基于各自建模理論的機(jī)電仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)或系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論，部分軟件在機(jī)電設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和商業(yè)化，例如20-Sim、AMESim和Dymola等。

3機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法論發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

從機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論的發(fā)展來(lái)看，未來(lái)方向會(huì)越來(lái)越圍繞計(jì)算機(jī)仿真為核心來(lái)建設(shè)，主要發(fā)展趨勢(shì)如下：

3.1多個(gè)軟件聯(lián)合仿真成為方法論關(guān)鍵技術(shù)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)日益進(jìn)步的今天，很多商業(yè)機(jī)電仿真軟件建模模型庫(kù)更加接近物理實(shí)際，算法更加豐富，界面更利于互動(dòng)，操作更加容易，兼容性和穩(wěn)定性更好，功能越來(lái)越強(qiáng)大，但是在多學(xué)科仿真方面還不夠完善。而機(jī)電產(chǎn)品往往涉及到機(jī)械、電氣、電子、氣動(dòng)、液壓、熱力學(xué)、磁場(chǎng)、光學(xué)等多學(xué)科，目前單一的仿真軟件無(wú)法擅長(zhǎng)上述所有學(xué)科建模，因此將各機(jī)電軟件自身最擅長(zhǎng)的學(xué)科聯(lián)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真，提出相應(yīng)方法論，可以達(dá)到最佳效果。

3.2方法論更加注重機(jī)電系統(tǒng)各組成部分邏輯

由于仿真軟件模型越來(lái)越能反映實(shí)際物理模型，機(jī)電系統(tǒng)模型更加真實(shí)，方法論對(duì)于基于純數(shù)學(xué)工具建立機(jī)電模型的能力要求在逐步削弱，而基于機(jī)電仿真的設(shè)計(jì)方法論會(huì)更加注重機(jī)電系統(tǒng)各組成部分的邏輯建設(shè)，使各軟件或各理論模型更加融會(huì)貫通地結(jié)合。

3.3方法論更加注重機(jī)電系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)

方法論應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段提出評(píng)價(jià)方法，利于優(yōu)化設(shè)計(jì)評(píng)估。由于機(jī)電仿真軟件功能的強(qiáng)大，進(jìn)行機(jī)電設(shè)計(jì)時(shí)可以利用軟件自帶的優(yōu)化算法，在關(guān)鍵設(shè)計(jì)階段不斷進(jìn)行優(yōu)化?；蛘咧苯犹岢鱿鄳?yīng)的系統(tǒng)優(yōu)化方法，在設(shè)計(jì)流程中，把仿真和試驗(yàn)作為其中的工具或步驟，來(lái)達(dá)到高效優(yōu)化的目的。

3.4方法論更加注重機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

借助于計(jì)算機(jī)仿真，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論能夠更加快速地融合各學(xué)科知識(shí)，機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的周期必然變短，方案種類(lèi)變多，創(chuàng)新元素也必然更容易產(chǎn)生、表達(dá)和實(shí)現(xiàn)，從而能更加高效地實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3.5工業(yè)4.0將會(huì)在方法論中得到體現(xiàn)

工業(yè)4.0的重要特征是大數(shù)據(jù)化，本質(zhì)上是廣義工業(yè)智能物聯(lián)網(wǎng)信息共享交互，這也將在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論的發(fā)展中成為必然趨勢(shì)。例如方法論可以在設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、優(yōu)化過(guò)程中每一個(gè)步驟都被數(shù)據(jù)化記錄，和機(jī)電產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)維和退役過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的性能優(yōu)缺點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙向物聯(lián)，可以在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中預(yù)測(cè)問(wèn)題、解決問(wèn)題以及優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4結(jié)語(yǔ)

第5篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

介紹。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；可靠性；預(yù)計(jì)分配

中圖分類(lèi)號(hào)：TH239 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0012-02

1 概述

隨著我國(guó)市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)電一體化產(chǎn)品在我國(guó)各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，機(jī)電一體化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，其使用條件和應(yīng)用的環(huán)境也更加嚴(yán)格，由此產(chǎn)生的產(chǎn)品可靠性問(wèn)題必然增多。可靠性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，早在20世紀(jì)50年代，國(guó)外就興起了對(duì)技術(shù)可靠性的廣泛研究。

可靠性是產(chǎn)品或系統(tǒng)的重要指標(biāo)屬性，要提高系統(tǒng)的使用壽命、應(yīng)用的穩(wěn)定、計(jì)算的準(zhǔn)確，降低長(zhǎng)期使用的損耗費(fèi)用，產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)間起到關(guān)鍵作用。可靠性分析，目前已經(jīng)成為產(chǎn)品安全性預(yù)測(cè)、質(zhì)量保障及維修計(jì)劃制定等工作不可或缺的手段。尤其是在現(xiàn)代生活中，不論是復(fù)雜的飛機(jī)，還是日常生活中簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)等，都是應(yīng)用大量復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品與系統(tǒng)的典型代表，與此同時(shí)，可靠性工程應(yīng)用其中，并取得了成功。

2 可靠性

機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性是利用時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行描述，機(jī)電產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包含五個(gè)要素，分別是：對(duì)象、規(guī)定的工作時(shí)間、規(guī)定的工作條件、正常運(yùn)行的功能以及

概率。

機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性研究對(duì)象既包括系統(tǒng)，也包括各種單元、組件、零部件等?！耙?guī)定的工作條件”一般包括：環(huán)境條件、動(dòng)力條件、負(fù)載條件以及使用和維護(hù)條件?！耙?guī)定的工作時(shí)間”一般指產(chǎn)品的全壽命周期。正常運(yùn)行的功能是指機(jī)電一體化產(chǎn)品完成任務(wù)的各參量。而概率是可靠性的數(shù)值表征。

可靠性指標(biāo)是產(chǎn)品可靠性的量化標(biāo)尺，是進(jìn)行可靠性分析的依據(jù)?？煽慷?、失效率、平均壽命、平均維修時(shí)間等函數(shù)都是機(jī)電一體化產(chǎn)品常用的可靠性指標(biāo)。在不同的工作條件下，對(duì)于不同的機(jī)電系統(tǒng)，應(yīng)采用不同的可靠性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。

3 可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)電產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來(lái)、生產(chǎn)出來(lái)的?？煽啃栽O(shè)計(jì)是一種預(yù)先考慮產(chǎn)品或系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用可靠性設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在完成預(yù)定功能的前提下，使性能、重量、成本、壽命等各方面相互平衡，設(shè)計(jì)出可靠性高的產(chǎn)品的目的。其任務(wù)就是確定產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的變化規(guī)律，并在其基礎(chǔ)上確定如何以最少的費(fèi)用來(lái)保證應(yīng)有的工作壽命和可靠度，建立最優(yōu)的方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。設(shè)計(jì)人員必須明確可靠性設(shè)計(jì)的目的并掌握可靠性設(shè)計(jì)的方法，因?yàn)榭煽啃栽O(shè)計(jì)是機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，可靠性設(shè)計(jì)與機(jī)電產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行也是必要的。可靠性設(shè)計(jì)主要包括可靠性預(yù)計(jì)和可靠性分配兩

部分。

3.1 可靠性預(yù)計(jì)

可靠性預(yù)計(jì)是為了估計(jì)產(chǎn)品在給定工作條件下的可靠性進(jìn)行的工作，以以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)、當(dāng)前技術(shù)水平、元器件的失效率等為依據(jù)，預(yù)計(jì)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。可靠性預(yù)計(jì)包括可靠性分析和可靠性預(yù)測(cè)兩個(gè)過(guò)程。

可靠性分析就是依據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品各個(gè)組成單元的具體功能特性，繪制反映其物理關(guān)系的功能框圖。然后根據(jù)功能圖，進(jìn)行可靠性建模，分別是繪制能夠反映其邏輯關(guān)系的可靠性框圖和建立可靠性數(shù)學(xué)模型。機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性與組成它的各個(gè)單元的可靠性之間的定量關(guān)系是可靠性數(shù)學(xué)模型反映的內(nèi)容。產(chǎn)品系統(tǒng)彼此組合起來(lái)的形式和各組成單元本身的可靠性是產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性的兩個(gè)決定性因素，也就是在邏輯圖中各個(gè)單元之間的連接

方式。

完成可靠性數(shù)學(xué)建模，把機(jī)電系統(tǒng)的可靠性特征量表示成各部分可靠性特征量的函數(shù)，再根據(jù)已知的各部分的可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算出系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)。通過(guò)可靠性預(yù)測(cè)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品各單元的現(xiàn)有元器件水平和使用條件下能達(dá)到的可靠性指標(biāo)的客觀認(rèn)識(shí)，又能找到系統(tǒng)的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，從而提出對(duì)設(shè)計(jì)方案的修改意見(jiàn)，最后再進(jìn)行實(shí)施。在一般情況下，最終形成一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)，需要進(jìn)行若干次可靠性預(yù)測(cè)，并且預(yù)測(cè)越早越好。

3.2 可靠性分配

技術(shù)可靠性分配是技術(shù)可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一。可靠性分配是為了使復(fù)雜問(wèn)題的處理得以簡(jiǎn)化并便于檢驗(yàn)，把系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)按照一定的方法合理地分配給系統(tǒng)、單元、零部件的全過(guò)程。它是一個(gè)分解的過(guò)程：由一個(gè)整體到局部、由大到小、由上到下，也是系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)與分配貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期的可靠性預(yù)計(jì)與分配對(duì)系統(tǒng)可靠性有著十分重要的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛地應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題逐漸受到各方的關(guān)注。本文以可靠性為出發(fā)點(diǎn)，詳細(xì)介紹了機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程，為使用者提供參考，起到提高機(jī)電產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量的作用，達(dá)到增加機(jī)電一體化產(chǎn)品的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 王世萍，朱敏波.電子機(jī)械可靠性與維修性[M].北

京：清華大學(xué)出版社，2000.

[2] 鄭和元.關(guān)于機(jī)電一體化系統(tǒng)中的可靠性分析[J].商

品與質(zhì)量·焦點(diǎn)關(guān)注，2012，（4）.

[3] 秦明，巫世晶，孫旋.機(jī)電系統(tǒng)可靠性工作與分析技

術(shù)概述及應(yīng)用[J].機(jī)電設(shè)備，2006，3：34-38.

[4] 楊鶴年，韓鋼.機(jī)電一體化系統(tǒng)中的可靠性分析[J].

第6篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

1 機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

1.1 機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。除一般性的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、精度、體積和重量等指標(biāo)外，機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，以便于機(jī)械系統(tǒng)的快速組合和更換。

1.2 動(dòng)力系統(tǒng)

動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

1.3 傳感與檢測(cè)系統(tǒng)

傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 精密機(jī)械技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)，因?yàn)闄C(jī)電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能大都以機(jī)械技術(shù)為主得以實(shí)現(xiàn)。在機(jī)械傳動(dòng)和控制與電子技術(shù)相互結(jié)合的過(guò)程中，對(duì)機(jī)械技術(shù)提出了更高的要求，如傳動(dòng)的精密性和精確度的要求與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相比有了很大的提高。在機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)中，新材料、新工藝、新原理以及新結(jié)構(gòu)等方面在不斷的發(fā)展和完善，以滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)縮小體積、減輕重量、提高招度和剛度以及改善工作性能等方面的要求。

2.2 信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過(guò)程中，與工作過(guò)程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策分析等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)信息處理技術(shù)的主要工具是計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括硬件和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)信息處理裝置是產(chǎn)品的核心，它控制和指揮整個(gè)機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行，因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用及其信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)，它包括目前廣泛研究并得到實(shí)際應(yīng)用的人工智能技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

2.3 檢測(cè)與傳感器技術(shù)

在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，工作過(guò)程的各種參數(shù)、工作狀態(tài)以及與工作過(guò)程有關(guān)的相應(yīng)信息都要通過(guò)傳感器進(jìn)行接收，并通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置進(jìn)行測(cè)量，然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工作過(guò)程的自動(dòng)控制。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求傳感器能快速和準(zhǔn)確地獲取信息并且不受外部工作條件和環(huán)境的影響，同時(shí)檢測(cè)裝置能不失真地對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行放大和輸送及轉(zhuǎn)換。

2.4 自動(dòng)控制技術(shù)

機(jī)電一體化產(chǎn)品中的自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、校正、補(bǔ)償?shù)取C(jī)電一體化產(chǎn)品中自動(dòng)控制功能的不斷擴(kuò)大，使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。通過(guò)自動(dòng)控制，機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作過(guò)程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并自動(dòng)實(shí)施切換，減少了停機(jī)時(shí)間，使設(shè)備的有效利用率提高。由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，自動(dòng)控制技術(shù)越來(lái)越多地與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合在一起，它已成為機(jī)電一體化技術(shù)中十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)的難點(diǎn)在于現(xiàn)代控制理論的工程化和實(shí)用化，控制過(guò)程中邊界條件的確定，優(yōu)化控制模型的建立以及抗干擾等。

3 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

3.1 產(chǎn)品可行性研究

通過(guò)實(shí)際調(diào)查和研究，掌握對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，并進(jìn)行可行性論證，從而確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方案，其中包括預(yù)測(cè)投資總額、組成部件價(jià)格、產(chǎn)品的性能價(jià)格比以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等。

3.2 基本設(shè)計(jì)階段

在基本設(shè)計(jì)階段要提出必需的主要技術(shù)，其中包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩個(gè)方面。硬件包括產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元件和控制元件，軟件包括操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。在進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須提出幾個(gè)方案進(jìn)行比較，從中選出較優(yōu)的方案。

3.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段

詳細(xì)設(shè)計(jì)包括業(yè)務(wù)分工、程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全保護(hù)設(shè)計(jì)等。在開(kāi)發(fā)性產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，要擬定產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算選定所用的設(shè)備，從而進(jìn)一步完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和性能設(shè)計(jì)以及控制設(shè)計(jì)等。

3.4 實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)

這一階段的工作主要包括產(chǎn)品工作性能檢驗(yàn)和改進(jìn)以及產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)。產(chǎn)品工作性能檢驗(yàn)的目的是進(jìn)行生產(chǎn)周期和生產(chǎn)率測(cè)定，進(jìn)行故障分析和考察故障時(shí)間等。改進(jìn)是指對(duì)產(chǎn)品存在的問(wèn)題提出改進(jìn)措施以提高產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品的性能評(píng)價(jià)包括技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。這一階段是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的總結(jié)階段，目的是通過(guò)對(duì)已確定的操作系統(tǒng)的具體使用，檢驗(yàn)其實(shí)際的使用價(jià)值。

在實(shí)施機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要正確處理好質(zhì)量與成本、市場(chǎng)需求與技術(shù)可能性、長(zhǎng)期發(fā)展和短期利益之間的矛盾關(guān)系，在滿足市場(chǎng)需要的前提下，使產(chǎn)品具有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)又要符合當(dāng)前實(shí)際情況和技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性，以保證產(chǎn)品獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

第7篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，畢業(yè)設(shè)計(jì)，措施

Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisalsoankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability.Thecontentisnotonlyaessentialpracticetrainingindependently,butalsoanimportantsynthesisreorganizationaboutknowledgeintheschool.Thepaperintroduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromtheselectedtopic,decidedtopic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.

keyword:mechanicalandelectronicintegration，Graduationdesign，Measures

1引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的一個(gè)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實(shí)踐訓(xùn)練，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學(xué)生接受設(shè)計(jì)任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行工程實(shí)踐，獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過(guò)程，它是評(píng)估畢業(yè)生學(xué)業(yè)成績(jī)的一個(gè)重要方式，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)[1]。結(jié)合我校教學(xué)工作的實(shí)際情況，我主要從選題、開(kāi)題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，論文答辯等方面，提出了改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的措施。

2立足實(shí)際,科學(xué)選題

選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，是搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一步。結(jié)合我校實(shí)際情況，我認(rèn)為當(dāng)前選題工作存在著一些問(wèn)題：1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠；2、有的選題對(duì)學(xué)生顯得難度較高,工作量過(guò)大；3、有的選題雖然有較高的研究?jī)r(jià)值，但學(xué)生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選；4、有的選題雖然取自實(shí)際生產(chǎn)，但學(xué)生并不能完全弄明白生產(chǎn)實(shí)際的具體情況，設(shè)計(jì)就有脫離實(shí)際的情況出現(xiàn)；5、有的選題雖然很好，但是學(xué)生都選同一類(lèi)型的題目，相互之間，互相借鑒的比重太大，使的設(shè)計(jì)變相的成了一種具體的形式，另外，不同指導(dǎo)教師之間和不同的學(xué)生之間設(shè)計(jì)題目在難度和份量上也存在一定差異。

針對(duì)以上問(wèn)題,可以從三個(gè)方面綜合考慮選題。

（1)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能做到一人一題，相互之間的共性盡可能少一些，這樣就可以避免學(xué)生之間互相抄襲、引用，讓他們能夠真正從設(shè)計(jì)的角度去思考問(wèn)題，達(dá)到鍛煉和學(xué)習(xí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，達(dá)到這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的意義。

(2)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,由于是真做實(shí)干,他們就會(huì)主動(dòng)去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，積極主動(dòng)的去分析實(shí)際問(wèn)題，找到解決問(wèn)題的方法和途徑，使學(xué)生的綜合能力得到提高。因此,我們?cè)跒?004級(jí)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生選題時(shí),選擇了“20Kg鋁錠自動(dòng)裝箱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”，“簡(jiǎn)易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”,“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，“電子搶答器的設(shè)計(jì)”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際的設(shè)計(jì)題目，這些題目不僅能夠反映當(dāng)代科技發(fā)展水平，而且能夠讓學(xué)生能進(jìn)一步了解、把握國(guó)內(nèi)外在機(jī)電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)的參與到實(shí)際課題的研究中來(lái)。

(3)要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)試驗(yàn)條件都有限,不是任何來(lái)自科研實(shí)際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計(jì),必須根據(jù)客觀條件來(lái)選擇設(shè)計(jì)題目,這些條件主要包括:可查資料庫(kù)源,試驗(yàn)設(shè)施和足夠的經(jīng)費(fèi)等,因此我們?cè)谶x題時(shí),一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備,試驗(yàn)場(chǎng)地等條件的科研課題,這樣可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)提供可以直接操作，鍛煉自己的動(dòng)手能力的機(jī)會(huì)。

（4)要有適當(dāng)?shù)碾y度和深度。舉例說(shuō)我們選擇“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”課題時(shí),考慮到該課題涉及了機(jī)械原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)電、模電、單片機(jī)、微機(jī)原理、匯編等多個(gè)領(lǐng)域,涉及的知識(shí)面較廣,設(shè)計(jì)工作量較大,有一定的深度,學(xué)生可以通過(guò)綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學(xué)生在有限的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果，我們安排了兩個(gè)同學(xué)參加,在掌握總體設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上,分別進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等不同部分的的設(shè)計(jì)工作，讓每一位同學(xué)都各有側(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)兩位同學(xué)的分工合作，最終完成了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)任務(wù)，效果良好。

3加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo),落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)

為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，我們借鑒了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法,在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中加入開(kāi)題環(huán)節(jié)，其目的是：1、通過(guò)開(kāi)題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否滿足專(zhuān)業(yè)要求，學(xué)生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學(xué)專(zhuān)業(yè)的所有知識(shí)等基本問(wèn)題。2、通過(guò)落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)，還可以強(qiáng)化學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，廣泛獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、擬定實(shí)驗(yàn)研究方案和設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、畢業(yè)論文的能力，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生的書(shū)面表達(dá)和口頭表述的能力的培養(yǎng)，是落實(shí)和加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。具體的實(shí)施辦法是：

（1）明確落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)的必要性。開(kāi)題的意義在于完善論文設(shè)計(jì)方案,使論文設(shè)計(jì)方案更加系統(tǒng)化。學(xué)生通過(guò)收集設(shè)計(jì)資料的相關(guān)信息，聽(tīng)取各方意見(jiàn)，可以明確自己的設(shè)計(jì)思路，堅(jiān)定設(shè)計(jì)者的信心。一般說(shuō)來(lái)，將思考的東西正式地講出來(lái)和寫(xiě)出來(lái)，會(huì)比原來(lái)所思考的更有升華的意味，因?yàn)閺摹八肌钡健罢f(shuō)”和“寫(xiě)”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過(guò)程。因?yàn)樵谧珜?xiě)開(kāi)題報(bào)告時(shí),就要求學(xué)生能夠弄清楚設(shè)計(jì)題目的來(lái)龍去脈，從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的和要求，讓他們對(duì)題目有更深刻理解與認(rèn)識(shí)，會(huì)使原來(lái)的設(shè)計(jì)思路更加完善和系統(tǒng)，令他們對(duì)自己的工作做到“胸有成竹”，減少盲目性,避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。（2）開(kāi)題環(huán)節(jié)的組織和實(shí)施。我們要求學(xué)生在開(kāi)題會(huì)之前,，要按規(guī)范書(shū)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。在開(kāi)題的時(shí)候，學(xué)生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開(kāi)題報(bào)告書(shū)、任務(wù)書(shū)及其它相關(guān)資料上臺(tái)匯報(bào)。主要匯報(bào)選題的目標(biāo)和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計(jì)劃等要求的內(nèi)容，要求學(xué)生自述10分鐘，然后評(píng)審小組根據(jù)學(xué)生的自述和開(kāi)題報(bào)告書(shū)及其它文本內(nèi)容，對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和完成論文設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行考核,并對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)廣度、深度、貼切度、重點(diǎn)和難點(diǎn)等提出具體的修改意見(jiàn)。

4采取有效措施,加強(qiáng)過(guò)程指導(dǎo)

為了提高我們機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)的全環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的方法。具體的措施是：1、設(shè)定學(xué)生的設(shè)計(jì)出勤表，要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，督促和指導(dǎo)學(xué)生按時(shí)完成設(shè)計(jì)。2、成立設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組，小組成員盡可能包含所有專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對(duì)小組內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行自己專(zhuān)長(zhǎng)方面的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)，這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計(jì)者的綜合能力，使畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容準(zhǔn)確專(zhuān)業(yè)。3、開(kāi)展設(shè)計(jì)小組例會(huì)制度，即每個(gè)設(shè)計(jì)小組每周開(kāi)一次例會(huì)，主要工作是：要求學(xué)生把一周設(shè)計(jì)的心得體會(huì)在例會(huì)上發(fā)言，匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)度，并提出設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題。這樣做一方面可以跟蹤學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并能及時(shí)糾正；另一方面，可以促進(jìn)教師之間相互交流學(xué)習(xí)，使教師教學(xué)水平共同提高。通過(guò)對(duì)我校畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的綜合考核，這種工作方式完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的檢測(cè)，保證了教學(xué)質(zhì)量。

5嚴(yán)格考評(píng),保證答辯的質(zhì)量

答辯是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是全面檢查和評(píng)估畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。我校的具體情況是：根據(jù)不同的專(zhuān)業(yè)成立若干答辯分委會(huì)，分委會(huì)下轄若干個(gè)答辯小組。分委會(huì)主任和答辯小組組長(zhǎng)均由副高職稱(chēng)以上教師擔(dān)任。為了加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo)作用，我校專(zhuān)門(mén)設(shè)立教學(xué)督導(dǎo)組，成員都是離退休的老教授，在答辯期間分別派到各個(gè)小組指導(dǎo)答辯工作。

畢業(yè)答辯前首先是對(duì)學(xué)生的畢業(yè)論文進(jìn)行盲審,要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認(rèn)真審查評(píng)閱，寫(xiě)出評(píng)閱意見(jiàn)與評(píng)分，盲審不通過(guò)的不準(zhǔn)予參加畢業(yè)答辯，以此來(lái)審查學(xué)生的答辯資格。通過(guò)的同學(xué)要準(zhǔn)備答辯的ppt，把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計(jì)的結(jié)果等內(nèi)容準(zhǔn)備出來(lái)。答辯時(shí),要求每位同學(xué)的答辯自述時(shí)間應(yīng)控制在15-20分鐘左右,教師提問(wèn)20分鐘為左右。在答辯過(guò)程中要有專(zhuān)人對(duì)學(xué)生所提的問(wèn)題進(jìn)行記錄，對(duì)答辯情況進(jìn)行匯總。答辯完成后，要求所有答辯小組的成員對(duì)各個(gè)學(xué)生的答辯情況進(jìn)行決議，給出畢業(yè)答辯成績(jī)。畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定必須堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格要求?！皟?yōu)秀”的比例應(yīng)嚴(yán)格控制在本專(zhuān)業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴(yán)格控制在60%以內(nèi)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價(jià)值另外,還應(yīng)考察學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰寫(xiě)科研報(bào)告和表達(dá)交流的能力以及在工作中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)擬評(píng)“優(yōu)秀”的學(xué)生,要求參加各系答辯分委會(huì)組織的集中答辯。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)平時(shí)不認(rèn)真、小組答辯成績(jī)較差的學(xué)生,由相關(guān)分委會(huì)組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過(guò)。答辯委員會(huì)要辦事公正,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)不到教學(xué)要求的,決不姑息。

6結(jié)論

要想搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)工作,關(guān)鍵的是要做到“五個(gè)到位”,即認(rèn)識(shí)到位、經(jīng)費(fèi)投入到位、指導(dǎo)教師到位、學(xué)生到位和管理工作到位。另外,,消除學(xué)生畢業(yè)前的各種干擾,專(zhuān)心做好畢業(yè)設(shè)計(jì),是本階段學(xué)生思想政治工作的重點(diǎn)。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。正確認(rèn)識(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性將有利于保障和提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)為社會(huì)輸入合格人才的要求。

第8篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；教學(xué)內(nèi)容；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0094-02

“機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是很多高校為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本、專(zhuān)科生所開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，旨在為高年級(jí)學(xué)生理清前三年的各專(zhuān)業(yè)課間的關(guān)系，能夠以系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法去分析和設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)，一般應(yīng)為原專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和加深。但是又因?yàn)槠浒j(luò)了前面學(xué)習(xí)階段學(xué)過(guò)的多門(mén)課，教材大而全，教學(xué)難度大，容易落得泛而不精、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低的教學(xué)結(jié)果。筆者通過(guò)總結(jié)多年的“機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了幾種對(duì)此課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)的方法，供同行參考。

一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法

1.具體科研項(xiàng)目縱貫整個(gè)教學(xué)過(guò)程

一般“機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的教材和教學(xué)內(nèi)容逐個(gè)介紹機(jī)電一體化系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、要求、方法等，每個(gè)子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于一章的內(nèi)容，比如說(shuō)機(jī)械系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等，[1]因每章內(nèi)容講求系統(tǒng)全面，內(nèi)容眾多，這就造成了章與章之間缺乏有機(jī)聯(lián)系，使得學(xué)生學(xué)起來(lái)對(duì)整個(gè)機(jī)電一體化概念缺乏深刻和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。而實(shí)際機(jī)電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)品，各部分不可能完全脫節(jié)。為了解決以上問(wèn)題，筆者探究了一種以自身科研項(xiàng)目為主導(dǎo)的教學(xué)脈絡(luò)的機(jī)電一體化教學(xué)方法。

微機(jī)電系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要分支，對(duì)于大多數(shù)本科生，在學(xué)習(xí)本課程之前一般都沒(méi)有接觸過(guò)，是一個(gè)較新而且又容易勾起學(xué)生興趣的一個(gè)概念。筆者選擇適時(shí)在第一章介紹機(jī)電一體化發(fā)展方向時(shí)提出，這個(gè)是一個(gè)機(jī)電一體化發(fā)展到某一高度的重要產(chǎn)物，并介紹了筆者曾經(jīng)主持的科研項(xiàng)目“體內(nèi)膠囊微機(jī)電系統(tǒng)的研制”。筆者研制的體內(nèi)膠囊微機(jī)電系統(tǒng)是綜合應(yīng)用當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的產(chǎn)物，它是采用了小尺寸的機(jī)械和電子元器件制造出來(lái)的、體積微小的機(jī)電一體化系統(tǒng)，系統(tǒng)的尺寸單位一般以mm計(jì)算。[2]它能通過(guò)圖像傳感器采集體內(nèi)消化道圖像，并且無(wú)線發(fā)射到體外計(jì)算機(jī)接收。筆者簡(jiǎn)要介紹了系統(tǒng)的組成（如圖1所示），并配以豐富的圖片和視頻介紹系統(tǒng)工作效果，立刻吸引了學(xué)生的注意力。又因?yàn)槲C(jī)電系統(tǒng)技術(shù)包含了傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械及材料技術(shù)等，隨著本課程學(xué)習(xí)的深入，在課程的后面更加詳細(xì)地闡述每一個(gè)相關(guān)的技術(shù)具體所涉及的內(nèi)容，同學(xué)們會(huì)對(duì)此系統(tǒng)有更深刻的了解。在這里就憑借科研項(xiàng)目打開(kāi)了學(xué)生機(jī)電一體化技術(shù)學(xué)習(xí)的大門(mén)和使得它縱貫整個(gè)教學(xué)過(guò)程，使得教學(xué)內(nèi)容成為一個(gè)有機(jī)整體。

2.理論聯(lián)系和學(xué)習(xí)新技術(shù)

“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”課程中曾經(jīng)介紹過(guò)傳感器的相關(guān)技術(shù)，在“機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的教材中也出現(xiàn)了“微機(jī)控制系統(tǒng)及接口設(shè)計(jì)”這一章，里面通過(guò)很多表格羅列了位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等常用檢測(cè)傳感器的性能特點(diǎn)。但是課程這里又不能只是重復(fù)講述以前所學(xué)知識(shí)，所以筆者考慮加入適當(dāng)內(nèi)容，對(duì)傳感器知識(shí)進(jìn)行拓展。

上文提到的微機(jī)電系統(tǒng)中含有圖像傳感器，它與一般的傳感器不同，它是以芯片集成的方式出現(xiàn)和應(yīng)用的，在先修課程“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”中一般都沒(méi)有涉及。先修課程介紹的常用傳感器的原理及應(yīng)用場(chǎng)合都比較簡(jiǎn)單，基于電阻、電容、電感原理測(cè)量應(yīng)變、力、溫度等等，屬于傳統(tǒng)的分立電子元器件，集成度低。但圖像傳感器現(xiàn)在與日常生活及生產(chǎn)的聯(lián)系越來(lái)越密切，廣泛應(yīng)用于圖像采集裝置，比如手機(jī)攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、監(jiān)控防盜器材、機(jī)器視覺(jué)等等。圖像傳感器能將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出，按照其制造工藝分為CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）圖像傳感器和CCD（Charge Coupled Device）圖像傳感器，按照其輸出信號(hào)類(lèi)型分為模擬型圖像傳感器和數(shù)字型圖像傳感器，各有優(yōu)缺點(diǎn)和相應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合，如表1所示。在課程一開(kāi)始提到的內(nèi)窺微機(jī)電系統(tǒng)為什么采用CMOS圖像傳感器呢？這是因?yàn)镃MOS圖像傳感器相對(duì)于CCD圖像傳感器有集成度高、體積小、功耗低等特點(diǎn)，所以尤其適合于對(duì)體積和功耗有特殊要求的微機(jī)電系統(tǒng)中。[3]

又比如電阻傳感器與電容傳感器，是根據(jù)傳感器測(cè)量原理劃分的兩種常見(jiàn)傳感器，它們分別將電阻和電感這種非電量的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流電參量的變化。學(xué)生們?nèi)粘Ｉ罱佑|到的實(shí)際例子就是智能手機(jī)的觸摸屏。智能手機(jī)手機(jī)觸摸屏分為電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏，它們分別應(yīng)用于早期的廉價(jià)智能手機(jī)（比如5800XM）和新型智能手機(jī)上（比如iPhone），其實(shí)質(zhì)就是分別對(duì)應(yīng)于電阻式傳感器和電容式傳感器，其原理如圖2所示。電阻式觸摸屏當(dāng)手指按在觸摸屏上時(shí)，該處兩層導(dǎo)電層接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào)，然后送觸摸屏控制器。氧化物電阻隨時(shí)間變化，需要經(jīng)常校正；透光性較差，不能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。電容觸摸屏只采用單層的ITO（由銦錫氧化物構(gòu)成透明導(dǎo)電材料），當(dāng)手指觸摸屏表面時(shí)，就會(huì)有一定量的電荷轉(zhuǎn)移到人體。為了恢復(fù)這些電荷損失，電荷從屏幕的四角補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，各方向補(bǔ)充的電荷量和觸摸點(diǎn)的距離成比例，由此推算出觸摸點(diǎn)的位置。[4]電容式觸摸屏因?yàn)槠洳淮嬖谄坪椭С侄帱c(diǎn)觸摸，已經(jīng)在日常生活中逐漸取代了電阻式觸摸屏，這就引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中靈活運(yùn)用課堂知識(shí)，增強(qiáng)了對(duì)課堂知識(shí)的認(rèn)受性和學(xué)習(xí)的興趣。

3.適當(dāng)引入和介紹實(shí)用的專(zhuān)業(yè)軟件

大學(xué)早期階段一些與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的軟件沒(méi)有在課堂上面介紹，影響了學(xué)生今后在專(zhuān)業(yè)上的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力。筆者建議在高年級(jí)學(xué)生中適當(dāng)引入和介紹以下專(zhuān)業(yè)軟件。

（1）ANSYS軟件。應(yīng)用相關(guān)軟件可以大大方便機(jī)械結(jié)構(gòu)的受力和變形分析。ANSYS軟件可以用有限單元法分析結(jié)構(gòu)靜力學(xué)問(wèn)題、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題、溫度場(chǎng)、流體力學(xué)等。有限單元法是當(dāng)今工程技術(shù)領(lǐng)域中最常用最有效的數(shù)值計(jì)算方法，此軟件是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)技術(shù)中的重要軟件。[5]可以應(yīng)用ANSYS軟件分析課程中提到的膠囊微機(jī)電系統(tǒng)在人體中的受力情況，從而為微機(jī)電系統(tǒng)的材料選擇和尺寸確定提供參考。

（2）MATLAB軟件。學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等數(shù)學(xué)知識(shí)，但是如果遇到復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題，手算過(guò)程往往繁雜并且容易出錯(cuò)，因此借助相關(guān)軟件就可以準(zhǔn)確并且高效率地解決某些數(shù)學(xué)問(wèn)題。MATLAB軟件是工程技術(shù)領(lǐng)域常見(jiàn)的計(jì)算軟件，通過(guò)它可以方便地求微積分、求解方程組、作出數(shù)學(xué)圖形等。[6]通過(guò)應(yīng)用MATLAB軟件，計(jì)算機(jī)再不是簡(jiǎn)單的計(jì)算器，而是輔助工程計(jì)算的有力工具。

（3）Protel軟件。設(shè)計(jì)電路、畫(huà)電路圖用AutoCAD軟件局限性較大，作出來(lái)的電路圖很多不符合電器標(biāo)準(zhǔn)，或者很多元器件繪制困難、作圖效率低。Protel軟件是一款常見(jiàn)的電氣工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，包含眾多的元件庫(kù)和電子資源，能夠輕松高效作出標(biāo)準(zhǔn)的電路圖。[7]其一般只在電類(lèi)專(zhuān)業(yè)中學(xué)習(xí)，但是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)尤其是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，因?yàn)閷W(xué)科的交叉發(fā)展和社會(huì)上綜合性人才的需要，學(xué)生往往要從事機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，不僅要懂得機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，還要懂得電路電器設(shè)備的設(shè)計(jì)，因此掌握一款業(yè)界常用的電路圖設(shè)計(jì)軟件是必要和重要的。

（4）Keil C軟件。學(xué)生先修課程“微型計(jì)算機(jī)原理”即單片微機(jī)，一般課堂上和教材上講授的都是匯編語(yǔ)言程序。匯編語(yǔ)言是針對(duì)單片微機(jī)本身，是與硬件密切相關(guān)的一種編程語(yǔ)言，記憶困難，不容易理解，因此業(yè)界逐漸使用和發(fā)展了基于高級(jí)語(yǔ)言即C語(yǔ)言的單片微機(jī)程序。而工科類(lèi)學(xué)生包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)高級(jí)語(yǔ)言C語(yǔ)言，因此他們有了應(yīng)用C語(yǔ)言進(jìn)行單片微機(jī)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。Keil C軟件是業(yè)界廣泛應(yīng)用的單片微機(jī)編程軟件，它既可以兼容學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的匯編語(yǔ)言程序，也可以使用流行的高級(jí)語(yǔ)言C語(yǔ)言來(lái)編制單片微機(jī)程序。[8]應(yīng)用高級(jí)語(yǔ)言編制單片微機(jī)程序，學(xué)習(xí)資源豐富，對(duì)學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后走上社會(huì)崗位從事單片微機(jī)開(kāi)發(fā)都是頗有裨益的。

上面補(bǔ)充的軟件因課時(shí)限制主要講解其在本專(zhuān)業(yè)的用途和介紹簡(jiǎn)單的例子，不能在課堂上詳細(xì)講解，因此也不能作為課程考核的重點(diǎn)，但是對(duì)于高年級(jí)學(xué)生拓展專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作都是有良好的啟發(fā)和指導(dǎo)作用的。

二、總結(jié)

實(shí)施以上教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，從課堂反映來(lái)看收到了積極的效果。并且在后續(xù)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所補(bǔ)充的知識(shí)，專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力得到了明顯提高，為今后適應(yīng)社會(huì)機(jī)電一體化人才的需要和就業(yè)擇業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].第三版.北京：高等教育出版社，2007.

[2]陳英俊，黃平.人體膠囊式無(wú)線內(nèi)窺微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工作壽命研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009，（9）：40-42.

[3]陳英俊，黃平.圖像傳感器在體內(nèi)無(wú)線內(nèi)窺微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2009，（10）：1879-1882.

[4]電子工程專(zhuān)輯[EB/OL].http：//.

[5]張洪信.有限元基礎(chǔ)理論與ANSYS應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[6]薛山.MATLAB基礎(chǔ)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

第9篇：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，畢業(yè)設(shè)計(jì)，措施

Abstract: The graduation design is an teaching content in a university ， and is also an key content to improve the student overall quality and the innovation ability. The content is not only a essential practice training independently ，but also an important synthesis reorganization about knowledge in the school. The paper introduce improve measure about teaching quality from the selected topic， decided topic， Instruction of graduation design and graduation reply.

key word: mechanical and electronic integration，Graduation design，

Measures

1 引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的一個(gè)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實(shí)踐訓(xùn)練，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學(xué)生接受設(shè)計(jì)任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行工程實(shí)踐，獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過(guò)程，它是評(píng)估畢業(yè)生學(xué)業(yè)成績(jī)的一個(gè)重要方式，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)[1]。結(jié)合我校教學(xué)工作的實(shí)際情況，我主要從選題、開(kāi)題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，論文答辯等方面，提出了改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的措施。

2 立足實(shí)際 ，科學(xué)選題

選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，是搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一步。結(jié)合我校實(shí)際情況，我認(rèn)為當(dāng)前選題工作存在著一些問(wèn)題：1、有的選題缺乏綜合性、新穎性，深廣度不夠；2、有的選題對(duì)學(xué)生顯得難度較高，工作量過(guò)大；3、有的選題雖然有較高的研究?jī)r(jià)值，但學(xué)生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選；4、有的選題雖然取自實(shí)際生產(chǎn)，但學(xué)生并不能完全弄明白生產(chǎn)實(shí)際的具體情況，設(shè)計(jì)就有脫離實(shí)際的情況出現(xiàn)；5、有的選題雖然很好，但是學(xué)生都選同一類(lèi)型的題目，相互之間，互相借鑒的比重太大，使的設(shè)計(jì)變相的成了一種具體的形式，另外，不同指導(dǎo)教師之間和不同的學(xué)生之間設(shè)計(jì)題目在難度和份量上也存在一定差異。

針對(duì)以上問(wèn)題，可以從三個(gè)方面綜合考慮選題。

（1)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能做到一人一題，相互之間的共性盡可能少一些，這樣就可以避免學(xué)生之間互相抄襲、引用，讓他們能夠真正從設(shè)計(jì)的角度去思考問(wèn)題，達(dá)到鍛煉和學(xué)習(xí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，達(dá)到這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的意義。

(2)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，由于是真做實(shí)干，他們就會(huì)主動(dòng)去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，積極主動(dòng)的去分析實(shí)際問(wèn)題，找到解決問(wèn)題的方法和途徑，使學(xué)生的綜合能力得到提高。因此，我們?cè)跒?004級(jí)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生選題時(shí)，選擇了“20Kg鋁錠自動(dòng)裝箱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”，“簡(jiǎn)易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，“電子搶答器的設(shè)計(jì)”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際的設(shè)計(jì)題目，這些題目不僅能夠反映當(dāng)代科技發(fā)展水平，而且能夠讓學(xué)生能進(jìn)一步了解、把握國(guó)內(nèi)外在機(jī)電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)的參與到實(shí)際課題的研究中來(lái)。

(3) 要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)試驗(yàn)條件都有限，不是任何來(lái)自科研實(shí)際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計(jì)，必須根據(jù)客觀條件來(lái)選擇設(shè)計(jì)題目，這些條件主要包括:可查資料庫(kù)源，試驗(yàn)設(shè)施和足夠的經(jīng)費(fèi)等，因此我們?cè)谶x題時(shí)，一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備，試驗(yàn)場(chǎng)地等條件的科研課題，這樣可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)提供可以直接操作，鍛煉自己的動(dòng)手能力的機(jī)會(huì)。

（4) 要有適當(dāng)?shù)碾y度和深度。舉例說(shuō)我們選擇“擦黑板機(jī)械人的設(shè)計(jì)”課題時(shí)，考慮到該課題涉及了機(jī)械原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)電、模電、單片機(jī)、微機(jī)原理、匯編等多個(gè)領(lǐng)域，涉及的知識(shí)面較廣，設(shè)計(jì)工作量較大，有一定的深度，學(xué)生可以通過(guò)綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到充分的鍛煉，但是考慮到本課題有一定的難度，為了保證學(xué)生在有限的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果，我們安排了兩個(gè)同學(xué)參加，在掌握總體設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上，分別進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等不同部分的的設(shè)計(jì)工作，讓每一位同學(xué)都各有側(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)兩位同學(xué)的分工合作，最終完成了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)任務(wù)，效果良好。

3 加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo)，落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)

為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，我們借鑒了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法，在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中加入開(kāi)題環(huán)節(jié)，其目的是：1、通過(guò)開(kāi)題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否滿足專(zhuān)業(yè)要求，學(xué)生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學(xué)專(zhuān)業(yè)的所有知識(shí)等基本問(wèn)題。2、通過(guò)落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)，還可以強(qiáng)化學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，廣泛獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、擬定實(shí)驗(yàn)研究方案和設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、畢業(yè)論文的能力，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生的書(shū)面表達(dá)和口頭表述的能力的培養(yǎng)，是落實(shí)和加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。 具體的實(shí)施辦法是：

（1）明確落實(shí)開(kāi)題環(huán)節(jié)的必要性。開(kāi)題的意義在于完善論文設(shè)計(jì)方案，使論文設(shè)計(jì)方案更加系統(tǒng)化。學(xué)生通過(guò)收集設(shè)計(jì)資料的相關(guān)信息，聽(tīng)取各方意見(jiàn)，可以明確自己的設(shè)計(jì)思路，堅(jiān)定設(shè)計(jì)者的信心。一般說(shuō)來(lái)，將思考的東西正式地講出來(lái)和寫(xiě)出來(lái)，會(huì)比原來(lái)所思考的更有升華的意味，因?yàn)閺摹八肌钡健罢f(shuō)”和“寫(xiě)”，其間加入了邏輯的創(chuàng)造過(guò)程。因?yàn)樵谧珜?xiě)開(kāi)題報(bào)告時(shí)，就要求學(xué)生能夠弄清楚設(shè)計(jì)題目的來(lái)龍去脈，從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的和要求，讓他們對(duì)題目有更深刻理解與認(rèn)識(shí)，會(huì)使原來(lái)的設(shè)計(jì)思路更加完善和系統(tǒng)，令他們對(duì)自己的工作做到“胸有成竹”，減少盲目性，避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。

轉(zhuǎn)貼于

（2）開(kāi)題環(huán)節(jié)的組織和實(shí)施。我們要求學(xué)生在開(kāi)題會(huì)之前，，要按規(guī)范書(shū)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。在開(kāi)題的時(shí)候，學(xué)生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開(kāi)題報(bào)告書(shū)、任務(wù)書(shū)及其它相關(guān)資料上臺(tái)匯報(bào)。主要匯報(bào)選題的目標(biāo)和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計(jì)劃等要求的內(nèi)容，要求學(xué)生自述10分鐘，然后評(píng)審小組根據(jù)學(xué)生的自述和開(kāi)題報(bào)告書(shū)及其它文本內(nèi)容，對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是否達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和完成論文設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行考核，并對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)廣度、深度、貼切度、重點(diǎn)和難點(diǎn)等提出具體的修改意見(jiàn)。

4采取有效措施，加強(qiáng)過(guò)程指導(dǎo)

為了提高我們機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)的全環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的方法。具體的措施是：1、設(shè)定學(xué)生的設(shè)計(jì)出勤表，要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，督促和指導(dǎo)學(xué)生按時(shí)完成設(shè)計(jì)。2、成立設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組，小組成員盡可能包含所有專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對(duì)小組內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行自己專(zhuān)長(zhǎng)方面的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)，這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計(jì)者的綜合能力，使畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容準(zhǔn)確專(zhuān)業(yè)。3、開(kāi)展設(shè)計(jì)小組例會(huì)制度，即每個(gè)設(shè)計(jì)小組每周開(kāi)一次例會(huì)，主要工作是：要求學(xué)生把一周設(shè)計(jì)的心得體會(huì)在例會(huì)上發(fā)言，匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)度，并提出設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題。這樣做一方面可以跟蹤學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并能及時(shí)糾正；另一方面，可以促進(jìn)教師之間相互交流學(xué)習(xí)，使教師教學(xué)水平共同提高。通過(guò)對(duì)我校畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的綜合考核，這種工作方式完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的檢測(cè)，保證了教學(xué)質(zhì)量。

5嚴(yán)格考評(píng)，保證答辯的質(zhì)量

答辯是畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是全面檢查和評(píng)估畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì) 。我校的具體情況是：根據(jù)不同的專(zhuān)業(yè)成立若干答辯分委會(huì)，分委會(huì)下轄若干個(gè)答辯小組。分委會(huì)主任和答辯小組組長(zhǎng)均由副高職稱(chēng)以上教師擔(dān)任。為了加強(qiáng)教學(xué)督導(dǎo)作用，我校專(zhuān)門(mén)設(shè)立教學(xué)督導(dǎo)組，成員都是離退休的老教授，在答辯期間分別派到各個(gè)小組指導(dǎo)答辯工作。

畢業(yè)答辯前首先是對(duì)學(xué)生的畢業(yè)論文進(jìn)行盲審，要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認(rèn)真審查評(píng)閱，寫(xiě)出評(píng)閱意見(jiàn)與評(píng)分，盲審不通過(guò)的不準(zhǔn)予參加畢業(yè)答辯，以此來(lái)審查學(xué)生的答辯資格。通過(guò)的同學(xué)要準(zhǔn)備答辯的ppt，把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計(jì)的結(jié)果等內(nèi)容準(zhǔn)備出來(lái)。答辯時(shí)， 要求每位同學(xué)的答辯自述時(shí)間應(yīng)控制在15-20分鐘左右，教師提問(wèn)20分鐘為左右。在答辯過(guò)程中要有專(zhuān)人對(duì)學(xué)生所提的問(wèn)題進(jìn)行記錄，對(duì)答辯情況進(jìn)行匯總。答辯完成后，要求所有答辯小組的成員對(duì)各個(gè)學(xué)生的答辯情況進(jìn)行決議，給出畢業(yè)答辯成績(jī)。畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定必須堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格要求?！皟?yōu)秀”的比例應(yīng)嚴(yán)格控制在本專(zhuān)業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi)，優(yōu)良比例應(yīng)嚴(yán)格控制在60%以內(nèi)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價(jià)值 另外，還應(yīng)考察學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰寫(xiě)科研報(bào)告和表達(dá)交流的能力以及在工作中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)擬評(píng)“優(yōu)秀”的學(xué)生，要求參加各系答辯分委會(huì)組織的集中答辯。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)平時(shí)不認(rèn)真、小組答辯成績(jī)較差的學(xué)生，由相關(guān)分委會(huì)組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過(guò)。答辯委員會(huì)要辦事公正，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)不到教學(xué)要求的，決不姑息。

6 結(jié)論

要想搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，關(guān)鍵的是要做到“五個(gè)到位”，即認(rèn)識(shí)到位、經(jīng)費(fèi)投入到位、指導(dǎo)教師到位、學(xué)生到位和管理工作到位。另外，，消除學(xué)生畢業(yè)前的各種干擾，專(zhuān)心做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本階段學(xué)生思想政治工作的重點(diǎn)。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。正確認(rèn)識(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性將有利于保障和提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)為社會(huì)輸入合格人才的要求。