機電一體化設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：機電一體化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機電一體化、控制系統(tǒng)、設(shè)計

中圖分類號：U415.521

1. 壓路機機電一體化設(shè)計的國內(nèi)外概述

1.1國外壓路機機電一體化技術(shù)的發(fā)展

國外很多公司的自動壓實控制系統(tǒng)的新型智能可變振幅的Variomatic振動壓路機是用兩個相對旋轉(zhuǎn)的偏心軸來振動壓實輪，雙軸布置使輪子振動力的大小和方向隨著被壓物料上振動加速度的變化而相應(yīng)的變化，用液壓系統(tǒng)來調(diào)整兩軸之間的角度，通過電子控制的方式自動地完成從垂直到水平方向的無級變化，用裝在輪上的加速度表來不間斷的顯示物料硬度隨壓實進程的變化。把通過加速度表獲得的數(shù)據(jù)輸送到壓路機上的計算機里，并保存到軟、硬盤中，計算機把這些數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置在計算機內(nèi)的參數(shù)進行比較。當反饋達到預(yù)定值時計算機發(fā)出指令，通過調(diào)整兩根軸的相對角度來調(diào)整振動方向和有效振幅，這樣可以對壓實力進行優(yōu)化，既減輕司機操作的工作量又改善壓實均勻度。

1.2國內(nèi)壓路機機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)壓路機廠家在機電自動調(diào)整方面取得了一定的成績，如湖南江麓機械廠研制的W1102DZ振動壓路機配備自動駕駛作業(yè)系統(tǒng)，很多壓路機也配置了聲光報警系統(tǒng)。雖然對關(guān)鍵參數(shù)實施了時時監(jiān)控，并且控制方式獨特、自成體系，安裝與維護簡單直觀，抗外界干擾能力強，但由于線束復(fù)雜，各功能單元之間的父子控制難以實現(xiàn)，傳感器資源利用率不高。

2.智能壓路機發(fā)動機及其工作原理

電子智能（ EDI） 發(fā)動機主要以尖端的電子技術(shù)為特征， 其卓越機械特性表現(xiàn)在燃油輸送特性、發(fā)動機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， 先進的電子系統(tǒng)提供了不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響的更大的燃油噴射率、燃油正時控制和更高的噴射壓力， 同時還提高產(chǎn)品的性價比和環(huán)保性。電子智能發(fā)動機的核心單元是一個裝在發(fā)動機上的ECM， 這個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)動機上的傳感器控制發(fā)動機的運行狀態(tài)及監(jiān)控發(fā)動機主要輸入輸出參數(shù)： 還用智能發(fā)動機轉(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)動機的主要工作特性并存儲了相關(guān)信息， 檢修時，通過一臺工業(yè)標準診斷儀，工作人員就可以查看發(fā)動機的歷史工作性能的， 進而對機器實施故障分析， 實現(xiàn)快速低成本的維修。根據(jù)ECM 電子控制模板就可以準確計算燃油噴射壓力、噴射速度和噴射時間， 然后通過液壓控制的電子系統(tǒng)控制噴射系統(tǒng)HEUI 進行動作。

3.液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計

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。用壓差傳感器來檢測負載壓力， 用泵、閥控制器發(fā)出控制指令， 按照負載的大小調(diào)節(jié)液壓泵的排量， 使泵輸出壓力比工作負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載相適應(yīng)， 提高效率。

2. 1 振動系統(tǒng)的雙頻雙幅調(diào)節(jié)

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

2. 2 對協(xié)調(diào)行走馬達進行功率分配。

該壓路機的行走系統(tǒng)由一個行走泵、三個行走馬達組成， 通過負荷傳感系統(tǒng)和速度傳感器完成對行走馬達的功率分配。為了擺脫前輪打滑的現(xiàn)象， 就在前輪設(shè)置一個小排量馬達，這樣， 馬達的扭矩只能發(fā)揮最大排量時的一半； 后輪兩馬達設(shè)置大排量， 其要發(fā)揮最大排量輸出扭矩驅(qū)動壓路機。同理，為了擺脫后輪打滑的狀況，后輪馬達設(shè)置小排量， 前輪馬達設(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)中位軟啟動功能

該壓路機具有一套光電信號傳感模塊， 發(fā)動的機啟動是靠行走手柄放在中位來實現(xiàn)的，。這套保護裝置是防止壓路機帶載啟動造成對電機的沖擊。

2. 4 壓路機的自動滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)

為滿足大型工程施工的實際需求（ 要求爬坡能力超過50%） ， 壓路機的自動滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)在無滑轉(zhuǎn)軸和剎車閘的作用下避免單輪快速滑轉(zhuǎn)， 并通過傳感器檢測振動輪和橡膠驅(qū)動輪之間的滑轉(zhuǎn)， 通過調(diào)整液壓驅(qū)動系統(tǒng)液壓流量使牽引性能達到最佳狀態(tài)， 防止振動滾輪和橡膠驅(qū)動滾輪同時滑轉(zhuǎn)， 避免機器停頓或下陷。

2. 5 液壓控制系統(tǒng)污染檢測和主動維護功能

利用液壓系統(tǒng)對傳感器測出的各種信號進行處理， 用成熟的模糊邏輯原理進行合理的推理與分析，在有多個因素導(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。因為故障的復(fù)雜多樣性， 利用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理診斷信號。 為了設(shè)計和諧的人機對話界面， 在設(shè)計時采用大量圖像分析、液晶顯示識別系統(tǒng)來輔助。、

4.目前最迫切的工作

推廣與應(yīng)用機電一體化技術(shù)首先改變傳統(tǒng)的設(shè)計觀念，一味的強調(diào)低成本競爭會把企業(yè)帶人死胡同。當然機械產(chǎn)品元件越少其可靠性會越高，但是這種可以犧牲產(chǎn)品多功能換來產(chǎn)品靠性喪失的開發(fā)不值得借鑒。國外公司正是看到了故障的存在性，才借助機電液一體化技術(shù)來減少故障、迅速發(fā)現(xiàn)并解決故障，也正是因為電子元件質(zhì)優(yōu)價廉，才使這項技術(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)則離不開同行的之間的合作、引進、吸收和開發(fā)。例如英格索蘭、卡特彼勒兩家公司合作，選用瑞土專業(yè)電子儀器公司開發(fā)的計算機軟件和控制系統(tǒng)，作為連續(xù)壓實控制的壓實數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CDS）以及處理CCC的PC軟件程序。把這些壓路機制造公司沒有能力開發(fā)的技術(shù)要用有限的資金去引進，在學(xué)習(xí)、消化和吸收之與國內(nèi)其它公司聯(lián)合進行技術(shù)開發(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、個性化和多樣化的時代背景下，產(chǎn)品技術(shù)含量的高低和功能的多樣性與企業(yè)的利潤和生存的聯(lián)系越來越密切。跨國公司為了適應(yīng)市場降低成本，實施制造本地化及采購全球化戰(zhàn)略，促使制造業(yè)競爭越來越激烈。本文正是通過對壓路機機電一體化設(shè)計的研究，來找到提高機械產(chǎn)品的智能化水平，占領(lǐng)市場，讓用戶滿意的有效途徑。

參考文獻

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

[2] 巨永鋒. 振動壓路機壓實智能控制與故障智能診斷的研究[D]. 西安：長安大學(xué)，2006

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

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

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

第2篇：機電一體化設(shè)計范文

機電一體化技術(shù)這門課程是機電一體化專業(yè)的必修課程。課程除了正常的實驗環(huán)節(jié)之外，需要進行機電一體化設(shè)計。以往的做法是布置課題后，由學(xué)生進行機電結(jié)合設(shè)備的參數(shù)設(shè)計和CAD繪圖設(shè)計，并將設(shè)計內(nèi)容熟練掌握。通過答辯驗證學(xué)生的課程設(shè)計結(jié)果。在建立仿真實驗室后，在課程設(shè)計的內(nèi)容上，增加了利用仿真軟件進行電機驅(qū)動電路設(shè)計，并進行仿真的環(huán)節(jié)。其做法是，教師布置并講解電機驅(qū)動的相關(guān)電路，學(xué)生根據(jù)驅(qū)動原理設(shè)計與機電一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計相配套的驅(qū)動電路，然后進行仿真。所設(shè)計的驅(qū)動電路，采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3鍵盤，電機分別完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)控制。學(xué)生在設(shè)計前，必須復(fù)習(xí)步進電機的驅(qū)動原理。就是步進電機是將單片機的電脈沖轉(zhuǎn)換成步距角進行旋轉(zhuǎn)運動的裝置。一個脈沖，步進電機轉(zhuǎn)一個步距角。而脈沖的頻率決定步進電機的轉(zhuǎn)動速度。步進電機的驅(qū)動脈沖是分時由脈沖分配器供給的。

2機電一體化仿真設(shè)計過程

學(xué)生設(shè)計好教師要求的軟件和電路圖后，必須使用PROTEUS程序調(diào)用KEILC51程序進行聯(lián)調(diào)。KEILC51可以根據(jù)PROTEUS程序的調(diào)試結(jié)果進行修改，直到兩軟件將PROTEUS所設(shè)計的硬件電路和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)計要求后，整個設(shè)計過程結(jié)束。學(xué)生要能夠完整地設(shè)計所要求的電路，并根據(jù)電路特點進行編程。所謂的電路特點的掌握，就是機電一體化設(shè)計中自動控制理論所需達到和掌握的知識。這些知識中，確定為核心與必須學(xué)生掌握的部分，包括步進電機轉(zhuǎn)向原理的掌握、步距角與電機脈沖數(shù)的關(guān)系、步進電機與直流伺服電機和交流伺服電機的控制特點上的區(qū)別與聯(lián)系、步進電機環(huán)形脈沖分配的順序和特點、C程序設(shè)計流程圖與編程語句中需要解決與注意的幾大問題等等。

第3篇：機電一體化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機電一體化；機械系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號：TH-39文獻標識碼：A文章編號：

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)的機械系統(tǒng)的設(shè)計受到了極大的沖擊?，F(xiàn)在,越來越多的機電‘一體化產(chǎn)品在機械系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。面對信息時代沖擊,客觀要求工程技術(shù)人員改變傳統(tǒng)的設(shè)計思維理念,在傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上,結(jié)合電子技術(shù)、信息技術(shù),設(shè)計出更多更好的機電一體化產(chǎn)品。

1.機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計特點

傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)和機電一體化機械系統(tǒng)的主要功能都是完成一系列的機械運動,但由于它們的組成不同,導(dǎo)致它們實現(xiàn)運動的方式也不同。傳統(tǒng)機械系統(tǒng)一般是由動力件、傳動件、執(zhí)行件3部分加上電器、液壓和機械控制等部分組成,而機電一體化中的機械系統(tǒng)應(yīng)該是“由計算機信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的,用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學(xué)任務(wù)的機械和(或)機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。其核心是由計算機控制的,包括機、電、液、光、磁等技術(shù)的伺服系統(tǒng)。由此可見,機電一體化中的機械系統(tǒng),已經(jīng)成為機電一體化伺服系統(tǒng)中的一個重要組成部分,它不再僅僅是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變換器,還需使伺服電機和負載之間的轉(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、壽命長等特點。

機電一體化機械系統(tǒng)設(shè)計與傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)設(shè)計一樣有傳動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計部分,只是由于機電一體化的特征決定了在機械系統(tǒng)設(shè)計過程中有它自身的特點,下面就從傳動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩方面進行敘述。

1.1機械傳動設(shè)計的特點

機械傳動設(shè)計的任務(wù)是把動力機產(chǎn)生的機械能傳遞到執(zhí)行機械上去,機電一體化系統(tǒng)中機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計就是面向機電伺服系統(tǒng)的伺服機械傳動系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)機電有機結(jié)合的原則,機電一體化系統(tǒng)中采用了調(diào)速范圍大、可無級調(diào)速的控制電機,從而節(jié)省了大量用于進行變速和換向的齒輪、軸承和軸類零件,減少了產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié),提高了傳動效率,因此使機械傳動設(shè)計也得到了很大的簡化,其機械傳動方式也由傳統(tǒng)的串聯(lián)或串并聯(lián)方式演變?yōu)椴⒙?lián)的傳動方式,即每一個機械運動都由單獨的控制電機、傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)組成的子系統(tǒng)來完成,各個運動之間的傳動關(guān)系則由計算機來統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制。因此機電一體化機械傳動系統(tǒng)具有傳動鏈短、轉(zhuǎn)動慣量小、盡可能采用線性傳遞、無間隙傳遞等設(shè)計特點。

1.2機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

機電一體化的機械結(jié)構(gòu)仍屬于傳統(tǒng)機械技術(shù)的范疇,在滿足伺服系統(tǒng)對其穩(wěn)、準、快要求的前提下,從整體上說應(yīng)逐步向精密化、高速化、小型化和輕量化的方向發(fā)展。因此在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時就應(yīng)綜合考慮到各個零部件的制造、安裝精度,結(jié)構(gòu)剛度,穩(wěn)定性以及動作的靈敏性和易控性。對具體的零部件的設(shè)計提出了更高、更嚴的要求,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)來提高支承件的靜剛度;采用高傳動效率和無間隙的傳動裝置和元件,如滾動絲杠,消除間隙的齒輪副、齒輪齒條副、蝸輪蝸桿副來提高運動的靈敏性和定位的準確性;采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌提高運動的平穩(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)機器人、并聯(lián)機床等,極大地簡化了機械結(jié)構(gòu),提高了產(chǎn)品的剛度重量比及精度。

2.機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計思路

機電一體化的機械系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩個環(huán)節(jié):靜態(tài)設(shè)計和動態(tài)設(shè)計。

2.1 靜態(tài)設(shè)計

靜態(tài)設(shè)計是指依據(jù)系統(tǒng)的功能要求,通過研究制定出機械系統(tǒng)的初步設(shè)計方案。該方案只是一個初步的輪廓,包括系統(tǒng)主要零、部件的種類,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)計方案后,開始著手按技術(shù)要求設(shè)計系統(tǒng)的各組成部件的結(jié)構(gòu)、運動關(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)的參數(shù)、功率及過載能力的驗算；相關(guān)元、部件的選擇；系統(tǒng)的阻尼配置等。以上稱為穩(wěn)態(tài)設(shè)計。穩(wěn)態(tài)設(shè)計保證了系統(tǒng)的靜態(tài)特性要求。

2.2 動態(tài)設(shè)計

動態(tài)設(shè)計是研究系統(tǒng)在頻率域的特性,是借助靜態(tài)設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過建立系統(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)對不同頻率信號的反應(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)計的優(yōu)勢

靜態(tài)設(shè)計是忽略了系統(tǒng)自身運動因素和干擾因素的影響狀態(tài)下進行的產(chǎn)品設(shè)計,對于伺服精度和響應(yīng)速度要求不高的機電一體化系統(tǒng),靜態(tài)設(shè)計就能夠滿足設(shè)計要求。對于精密和高速智能化機電一體化系統(tǒng),環(huán)境干擾和系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)及運動因素對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響會很大,因此必須通過調(diào)節(jié)各個環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù),改變系統(tǒng)的動態(tài)特性以保證系統(tǒng)的功能要求。動態(tài)分析與設(shè)計過程往往會改變前期的部分設(shè)計方案,有時甚至?xí)麄€方案,要求重新進行靜態(tài)設(shè)計。

3.機電一體化機械系統(tǒng)的設(shè)計

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

3.1機械傳動設(shè)計

機械傳動設(shè)計的任務(wù)是把動力機產(chǎn)生的機械能傳遞到執(zhí)行機械上去,機電一體化系統(tǒng)中機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計就是面向機電伺服系統(tǒng)的機械傳動系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)機電有機結(jié)合的原則,機電一體化系統(tǒng)中采用了調(diào)速范圍大、可無級調(diào)速的控制電機,從而節(jié)省了大量用于進行變速和換向的齒輪、軸承和軸類零件,減少了產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié),提高了傳動效率,因此使機械傳動設(shè)計也得到了很大的簡化,其機械傳動方式也由傳統(tǒng)的串聯(lián)或串并方式演變?yōu)椴⒙?lián)的傳動方式,即每一個機械運動都由單獨的控制電機、傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)組成的子系統(tǒng)來完成,各個運動之間的傳動關(guān)系則由計算機來統(tǒng)一協(xié)調(diào)和控制。因此機電一體化機械傳動系統(tǒng)具有傳動鏈短、轉(zhuǎn)動慣量小、盡可能采用線性傳遞、無間隙傳遞等設(shè)計特點。

3.2機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

從結(jié)構(gòu)設(shè)計來講,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)計時應(yīng)綜合考慮到各個零部件的制造、安裝精度,結(jié)構(gòu)剛度,穩(wěn)定性以及動作的靈敏性和易控性。對具體的零部件的設(shè)計提出了更高、更嚴的要求,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)來提高支承件的剛度;采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌提高運動的平穩(wěn)性。除了以上兩個方面以外,機電一體化機械系統(tǒng)設(shè)計還需工程技術(shù)人員在設(shè)計方法上大膽創(chuàng)新,充分利用已有的模塊,,并且在設(shè)計之初,就考慮到產(chǎn)品在制造、使用過程中對生態(tài)環(huán)境的影響。

4.結(jié)語

機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,又是開啟機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。設(shè)計好機電一體化機械系統(tǒng)是“機電一體化”產(chǎn)品的前提。面對日益發(fā)展信息時代,掌握機電‘一體化機械系:統(tǒng)設(shè)計的思路,是開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。必須結(jié)合各自的實際,開發(fā)實事求是的機電一體化機械系統(tǒng),實現(xiàn)效益的提升。

參考文獻：

[1]汪丁丁.機電一體化機械系統(tǒng)設(shè)計.濟南:山東出版社,2003

[2]楊光化.機電一體化與微電子技術(shù)的整合.計算機教育,2004(5)

第4篇：機電一體化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機電一體化系統(tǒng)；設(shè)計；方法論

引言

機電設(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。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論從系統(tǒng)全局的角度出發(fā)，全面闡述機電一體化的設(shè)備設(shè)計過程，對于研發(fā)機電設(shè)備具有極其重要的指導(dǎo)意義。在當今工業(yè)4.0背景下，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論被賦予了更多時代使命，需要解決更多實際問題。國內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)理論研究成果早已層出不窮，本文將研究分析國內(nèi)外關(guān)于機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論的發(fā)展現(xiàn)狀。

1機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論的發(fā)展階段

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論與機電一體化的發(fā)展密切相關(guān)，而機電一體化的發(fā)展歷史目前可以分為四個階段。1950—1970年代，在第三次工業(yè)革命的大背景下，伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，機電一體化已處于萌芽階段，但相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)沒有獲得成功與認可。1970—1990年代，得益于集成電路和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，控制和通訊等技術(shù)得到突破性進展，同時自動化水平大大提高，機電一體化已形成獨立學(xué)科，處于初步發(fā)展階段。1990—2010年代，由于計算機、自動化等技術(shù)進一步極速發(fā)展，光學(xué)、智能算法等更多領(lǐng)域知識融入機電一體化學(xué)科，機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，由于計算機數(shù)字仿真、網(wǎng)絡(luò)信息等技術(shù)的迅速發(fā)展，機電一體化技術(shù)處于繁榮發(fā)展階段，將對社會生產(chǎn)力作出更大貢獻。相應(yīng)地，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論也隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)。從1970年代開始，最初的理論研究集中在如何定義機電一體化系統(tǒng)，主要觀點來自歐美和日本。從1980年代末期學(xué)者開始對機電一體化進行系統(tǒng)設(shè)計方法論研究，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電一體化系統(tǒng)。1990年代開始，由于計算機技術(shù)的極速發(fā)展與大規(guī)模普及，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論開始有了新的發(fā)展方向，主要是從基于系統(tǒng)建模技術(shù)的仿真平臺出發(fā)，能夠模擬機電一體化系統(tǒng)，大幅節(jié)省機電產(chǎn)品研發(fā)周期與成本。

2機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論的主要觀點

表1～3列出了機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論發(fā)展各個階段對應(yīng)的主要觀點。不難看出，表1是各國研究組織對機電一體化的定義，其從最初的機械與電子簡單相疊加，發(fā)展到包含機械、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，但缺點是未能對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論進行深入的研究。相比于表1對應(yīng)的僅僅定義機電一體化階段，表2對機電一體化系統(tǒng)進行了深入的設(shè)計方法論研究，都各自提出了自己的設(shè)計理論，更加全面地闡述了機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)涵。例如德國達姆施塔特大學(xué)的RolfIsermann在自己的研究論文里提出機電系統(tǒng)設(shè)計五塊論，把機電一體化系統(tǒng)比作人，由五個部分組成，包括控制、動力、傳感、操作和結(jié)構(gòu)，分別對應(yīng)大腦、心臟、五官、四肢及軀體，不過缺點是對各部分的特點和融合設(shè)計考慮較少。表2中的方法論缺點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際系統(tǒng)，面對日益復(fù)雜的機電系統(tǒng)越來越吃力。如表3所示，由于計算機仿真技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中起到了越來越大的作用，而仿真軟件平臺的核心技術(shù)理論在于建模，研究者紛紛提出基于各自建模理論的機電仿真設(shè)計平臺或系統(tǒng)設(shè)計方法論，部分軟件在機電設(shè)計領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和商業(yè)化，例如20-Sim、AMESim和Dymola等。

3機電一體化設(shè)計方法論發(fā)展趨勢預(yù)測

從機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論的發(fā)展來看，未來方向會越來越圍繞計算機仿真為核心來建設(shè)，主要發(fā)展趨勢如下：

3.1多個軟件聯(lián)合仿真成為方法論關(guān)鍵技術(shù)

在計算機技術(shù)日益進步的今天，很多商業(yè)機電仿真軟件建模模型庫更加接近物理實際，算法更加豐富，界面更利于互動，操作更加容易，兼容性和穩(wěn)定性更好，功能越來越強大，但是在多學(xué)科仿真方面還不夠完善。而機電產(chǎn)品往往涉及到機械、電氣、電子、氣動、液壓、熱力學(xué)、磁場、光學(xué)等多學(xué)科，目前單一的仿真軟件無法擅長上述所有學(xué)科建模，因此將各機電軟件自身最擅長的學(xué)科聯(lián)合起來，取長補短，對機電系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真，提出相應(yīng)方法論，可以達到最佳效果。

3.2方法論更加注重機電系統(tǒng)各組成部分邏輯

由于仿真軟件模型越來越能反映實際物理模型，機電系統(tǒng)模型更加真實，方法論對于基于純數(shù)學(xué)工具建立機電模型的能力要求在逐步削弱，而基于機電仿真的設(shè)計方法論會更加注重機電系統(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貫通地結(jié)合。

3.3方法論更加注重機電系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計

方法論應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計的各個階段提出評價方法，利于優(yōu)化設(shè)計評估。由于機電仿真軟件功能的強大，進行機電設(shè)計時可以利用軟件自帶的優(yōu)化算法，在關(guān)鍵設(shè)計階段不斷進行優(yōu)化?；蛘咧苯犹岢鱿鄳?yīng)的系統(tǒng)優(yōu)化方法，在設(shè)計流程中，把仿真和試驗作為其中的工具或步驟，來達到高效優(yōu)化的目的。

3.4方法論更加注重機電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計

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

3.5工業(yè)4.0將會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，這也將在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法論的發(fā)展中成為必然趨勢。例如方法論可以在設(shè)計、驗證、優(yōu)化過程中每一個步驟都被數(shù)據(jù)化記錄，和機電產(chǎn)品在生產(chǎn)、運維和退役過程中表現(xiàn)出來的性能優(yōu)缺點數(shù)據(jù)進行雙向物聯(lián)，可以在實際生產(chǎn)應(yīng)用中預(yù)測問題、解決問題以及優(yōu)化設(shè)計。

4結(jié)語

第5篇：機電一體化設(shè)計范文

介紹。

關(guān)鍵詞：機電一體化；可靠性；預(yù)計分配

中圖分類號：TH239 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0012-02

1 概述

隨著我國市場化經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，機電一體化產(chǎn)品在我國各個行業(yè)、各個領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣泛，機電一體化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其使用條件和應(yīng)用的環(huán)境也更加嚴格，由此產(chǎn)生的產(chǎn)品可靠性問題必然增多?？煽啃允呛饬慨a(chǎn)品質(zhì)量的一項重要指標，早在20世紀50年代，國外就興起了對技術(shù)可靠性的廣泛研究。

可靠性是產(chǎn)品或系統(tǒng)的重要指標屬性，要提高系統(tǒng)的使用壽命、應(yīng)用的穩(wěn)定、計算的準確，降低長期使用的損耗費用，產(chǎn)品質(zhì)量的時間起到關(guān)鍵作用?？煽啃苑治觯壳耙呀?jīng)成為產(chǎn)品安全性預(yù)測、質(zhì)量保障及維修計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，還是日常生活中簡單的計算機等，都是應(yīng)用大量復(fù)雜的機電一體化產(chǎn)品與系統(tǒng)的典型代表，與此同時，可靠性工程應(yīng)用其中，并取得了成功。

2 可靠性

機電一體化產(chǎn)品的可靠性是利用時間作為標準對產(chǎn)品質(zhì)量指標進行描述，機電產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包含五個要素，分別是：對象、規(guī)定的工作時間、規(guī)定的工作條件、正常運行的功能以及

概率。

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

可靠性指標是產(chǎn)品可靠性的量化標尺，是進行可靠性分析的依據(jù)?？煽慷取⑹?、平均壽命、平均維修時間等函數(shù)都是機電一體化產(chǎn)品常用的可靠性指標。在不同的工作條件下，對于不同的機電系統(tǒng)，應(yīng)采用不同的可靠性指標來進行可靠性設(shè)計。

3 可靠性設(shè)計

機電產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來、生產(chǎn)出來的。可靠性設(shè)計是一種預(yù)先考慮產(chǎn)品或系統(tǒng)可靠性的設(shè)計方法，運用可靠性設(shè)計可以實現(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)量指標的變化規(guī)律，并在其基礎(chǔ)上確定如何以最少的費用來保證應(yīng)有的工作壽命和可靠度，建立最優(yōu)的方案，實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計需求。設(shè)計人員必須明確可靠性設(shè)計的目的并掌握可靠性設(shè)計的方法，因為可靠性設(shè)計是機電一體化產(chǎn)品設(shè)計中最重要的一環(huán)，可靠性設(shè)計與機電產(chǎn)品的功能設(shè)計同步進行也是必要的?？煽啃栽O(shè)計主要包括可靠性預(yù)計和可靠性分配兩

部分。

3.1 可靠性預(yù)計

可靠性預(yù)計是為了估計產(chǎn)品在給定工作條件下的可靠性進行的工作，以以往的工程經(jīng)驗、故障數(shù)據(jù)、當前技術(shù)水平、元器件的失效率等為依據(jù)，預(yù)計產(chǎn)品實際可能達到的可靠度?？煽啃灶A(yù)計包括可靠性分析和可靠性預(yù)測兩個過程。

可靠性分析就是依據(jù)機電一體化產(chǎn)品各個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。機電一體化產(chǎn)品的可靠性與組成它的各個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)的可靠性的兩個決定性因素，也就是在邏輯圖中各個單元之間的連接

方式。

完成可靠性數(shù)學(xué)建模，把機電系統(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數(shù)據(jù)計算出系統(tǒng)的可靠性，進行可靠性預(yù)測。通過可靠性預(yù)測，能實現(xiàn)對機電一體化產(chǎn)品各單元的現(xiàn)有元器件水平和使用條件下能達到的可靠性指標的客觀認識，又能找到系統(tǒng)的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，從而提出對設(shè)計方案的修改意見，最后再進行實施。在一般情況下，最終形成一個機電一體化系統(tǒng)，需要進行若干次可靠性預(yù)測，并且預(yù)測越早越好。

3.2 可靠性分配

技術(shù)可靠性分配是技術(shù)可靠性設(shè)計的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)可靠性設(shè)計的重要任務(wù)之一?？煽啃苑峙涫菫榱耸箯?fù)雜問題的處理得以簡化并便于檢驗，把系統(tǒng)的可靠性指標按照一定的方法合理地分配給系統(tǒng)、單元、零部件的全過程。它是一個分解的過程：由一個整體到局部、由大到小、由上到下，也是系統(tǒng)可靠性預(yù)計與分配貫穿整個設(shè)計的過程，而且系統(tǒng)設(shè)計初期的可靠性預(yù)計與分配對系統(tǒng)可靠性有著十分重要的影響。

4 結(jié)語

社會各個領(lǐng)域越來越廣泛地應(yīng)用機電一體化產(chǎn)品，機電一體化產(chǎn)品的可靠性問題逐漸受到各方的關(guān)注。本文以可靠性為出發(fā)點，詳細介紹了機電一體化產(chǎn)品的可靠性設(shè)計過程，為使用者提供參考，起到提高機電產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量的作用，達到增加機電一體化產(chǎn)品的社會效益、經(jīng)濟效益的目的。

參考文獻

[1] 王世萍，朱敏波.電子機械可靠性與維修性[M].北

京：清華大學(xué)出版社，2000.

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

品與質(zhì)量·焦點關(guān)注，2012，（4）.

[3] 秦明，巫世晶，孫旋.機電系統(tǒng)可靠性工作與分析技

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

[4] 楊鶴年，韓鋼.機電一體化系統(tǒng)中的可靠性分析[J].

第6篇：機電一體化設(shè)計范文

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

1 機電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點

1.1 機械系統(tǒng)

機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對機械結(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。除一般性的機械強度、剛度、精度、體積和重量等指標外，機械系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)的重點是模塊化、標準化和系列化，以便于機械系統(tǒng)的快速組合和更換。

1.2 動力系統(tǒng)

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

1.3 傳感與檢測系統(tǒng)

傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統(tǒng)的功能一般由測量儀器或儀表來實現(xiàn)，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。

2 機電一體化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 精密機械技術(shù)

機械技術(shù)是機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)，因為機電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能大都以機械技術(shù)為主得以實現(xiàn)。在機械傳動和控制與電子技術(shù)相互結(jié)合的過程中，對機械技術(shù)提出了更高的要求，如傳動的精密性和精確度的要求與傳統(tǒng)機械技術(shù)相比有了很大的提高。在機械系統(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，以滿足機電一體化產(chǎn)品對縮小體積、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)是指在機電一體化產(chǎn)品工作過程中，與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關(guān)的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析等。在機電一體化產(chǎn)品中，實現(xiàn)信息處理技術(shù)的主要工具是計算機。計算機技術(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)庫技術(shù)等。在機電一體化產(chǎn)品中，計算機信息處理裝置是產(chǎn)品的核心，它控制和指揮整個機電一體化產(chǎn)品的運行，因此，計算機應(yīng)用及其信息處理技術(shù)是機電一體化技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)，它包括目前廣泛研究并得到實際應(yīng)用的人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

2.3 檢測與傳感器技術(shù)

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

2.4 自動控制技術(shù)

機電一體化產(chǎn)品中的自動控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、校正、補償?shù)取C電一體化產(chǎn)品中自動控制功能的不斷擴大，使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制，機電一體化產(chǎn)品在工作過程中能及時發(fā)現(xiàn)故障，并自動實施切換，減少了停機時間，使設(shè)備的有效利用率提高。由于計算機的廣泛應(yīng)用，自動控制技術(shù)越來越多地與計算機控制技術(shù)結(jié)合在一起，它已成為機電一體化技術(shù)中十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)的難點在于現(xiàn)代控制理論的工程化和實用化，控制過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 機電一體化產(chǎn)品設(shè)計方法

3.1 產(chǎn)品可行性研究

通過實際調(diào)查和研究，掌握對所設(shè)計產(chǎn)品的市場需求，并進行可行性論證，從而確定產(chǎn)品設(shè)計的基本方案，其中包括預(yù)測投資總額、組成部件價格、產(chǎn)品的性能價格比以及經(jīng)濟評價等。

3.2 基本設(shè)計階段

在基本設(shè)計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)。在進行整個系統(tǒng)設(shè)計時，必須提出幾個方案進行比較，從中選出較優(yōu)的方案。

3.3 詳細設(shè)計階段

詳細設(shè)計包括業(yè)務(wù)分工、程序設(shè)計、操作系統(tǒng)設(shè)計、工藝設(shè)計、設(shè)備設(shè)計、總體設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計、安全保護設(shè)計等。在開發(fā)性產(chǎn)品設(shè)計過程中，要擬定產(chǎn)品的各項性能指標參數(shù)，通過計算選定所用的設(shè)備，從而進一步完成機構(gòu)設(shè)計、運動和性能設(shè)計以及控制設(shè)計等。

3.4 實際運行試驗

這一階段的工作主要包括產(chǎn)品工作性能檢驗和改進以及產(chǎn)品性能評價。產(chǎn)品工作性能檢驗的目的是進行生產(chǎn)周期和生產(chǎn)率測定，進行故障分析和考察故障時間等。改進是指對產(chǎn)品存在的問題提出改進措施以提高產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品的性能評價包括技術(shù)評價、經(jīng)濟評價兩個方面。這一階段是產(chǎn)品設(shè)計過程的總結(jié)階段，目的是通過對已確定的操作系統(tǒng)的具體使用，檢驗其實際的使用價值。

在實施機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的過程中，要正確處理好質(zhì)量與成本、市場需求與技術(shù)可能性、長期發(fā)展和短期利益之間的矛盾關(guān)系，在滿足市場需要的前提下，使產(chǎn)品具有足夠的競爭力，同時又要符合當前實際情況和技術(shù)可實現(xiàn)性，以保證產(chǎn)品獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

第7篇：機電一體化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機電一體化，畢業(yè)設(shè)計，措施

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

keyword:mechanicalandelectronicintegration，Graduationdesign，Measures

1引言

畢業(yè)設(shè)計是高校機電一體化專業(yè)教學(xué)中的一個必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實踐訓(xùn)練，是對學(xué)生所學(xué)知識進行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學(xué)生接受設(shè)計任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨立進行工程實踐，獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過程，它是評估畢業(yè)生學(xué)業(yè)成績的一個重要方式，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)工作的實際情況，我主要從選題、開題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)，論文答辯等方面，提出了改進畢業(yè)設(shè)計工作的措施。

2立足實際,科學(xué)選題

選題是畢業(yè)設(shè)計工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設(shè)計題目，是搞好畢業(yè)設(shè)計的第一步。結(jié)合我校實際情況，我認為當前選題工作存在著一些問題：1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠；2、有的選題對學(xué)生顯得難度較高,工作量過大；3、有的選題雖然有較高的研究價值，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際生產(chǎn)，但學(xué)生并不能完全弄明白生產(chǎn)實際的具體情況，設(shè)計就有脫離實際的情況出現(xiàn)；5、有的選題雖然很好，但是學(xué)生都選同一類型的題目，相互之間，互相借鑒的比重太大，使的設(shè)計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)計題目在難度和份量上也存在一定差異。

針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。

（1)畢業(yè)設(shè)計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)計的角度去思考問題，達到鍛煉和學(xué)習(xí)解決實際問題的能力，達到這個教學(xué)環(huán)節(jié)實施的意義。

(2)畢業(yè)設(shè)計選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動學(xué)生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實際情況，積極主動的去分析實際問題，找到解決問題的方法和途徑，使學(xué)生的綜合能力得到提高。因此,我們在為2004級機電一體化專業(yè)的學(xué)生選題時,選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統(tǒng)的設(shè)計”，“擦黑板機械人的設(shè)計”，“簡易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計”,“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計”，“電子搶答器的設(shè)計”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實際的設(shè)計題目，這些題目不僅能夠反映當代科技發(fā)展水平，而且能夠讓學(xué)生能進一步了解、把握國內(nèi)外在機電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。

(3)要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計經(jīng)費、教學(xué)試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計,必須根據(jù)客觀條件來選擇設(shè)計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設(shè)施和足夠的經(jīng)費等,因此我們在選題時,一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備,試驗場地等條件的科研課題,這樣可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計時提供可以直接操作，鍛煉自己的動手能力的機會。

（4)要有適當?shù)碾y度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設(shè)計”課題時,考慮到該課題涉及了機械原理、系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領(lǐng)域,涉及的知識面較廣,設(shè)計工作量較大,有一定的深度,學(xué)生可以通過綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,在規(guī)定的時間內(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)計工作時間內(nèi)，經(jīng)過努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果，我們安排了兩個同學(xué)參加,在掌握總體設(shè)計思路的基礎(chǔ)上,分別進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件設(shè)計等不同部分的的設(shè)計工作，讓每一位同學(xué)都各有側(cè)重點地進行研究，經(jīng)過兩位同學(xué)的分工合作，最終完成了整個畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計任務(wù)，效果良好。

3加強教學(xué)督導(dǎo),落實開題環(huán)節(jié)

為了提高畢業(yè)設(shè)計的教學(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)計教學(xué)中加入開題環(huán)節(jié)，其目的是：1、通過開題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計題目是否滿足專業(yè)要求，學(xué)生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學(xué)專業(yè)的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環(huán)節(jié)，還可以強化學(xué)生通過查閱文獻資料，廣泛獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、擬定實驗研究方案和設(shè)計方案，進行科學(xué)實驗與測試，對數(shù)據(jù)進行整理與分析，撰寫實驗報告、畢業(yè)論文的能力，同時也是對學(xué)生的書面表達和口頭表述的能力的培養(yǎng)，是落實和加強對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。具體的實施辦法是：

（1）明確落實開題環(huán)節(jié)的必要性。開題的意義在于完善論文設(shè)計方案,使論文設(shè)計方案更加系統(tǒng)化。學(xué)生通過收集設(shè)計資料的相關(guān)信息，聽取各方意見，可以明確自己的設(shè)計思路，堅定設(shè)計者的信心。一般說來，將思考的東西正式地講出來和寫出來，會比原來所思考的更有升華的意味，因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過程。因為在撰寫開題報告時,就要求學(xué)生能夠弄清楚設(shè)計題目的來龍去脈，從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計課題的目的和要求，讓他們對題目有更深刻理解與認識，會使原來的設(shè)計思路更加完善和系統(tǒng)，令他們對自己的工作做到“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）開題環(huán)節(jié)的組織和實施。我們要求學(xué)生在開題會之前,，要按規(guī)范書寫開題報告。在開題的時候，學(xué)生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開題報告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計劃等要求的內(nèi)容，要求學(xué)生自述10分鐘，然后評審小組根據(jù)學(xué)生的自述和開題報告書及其它文本內(nèi)容，對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計題目是否達到專業(yè)培養(yǎng)目標要求和完成論文設(shè)計的可行性進行考核,并對畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。

4采取有效措施,加強過程指導(dǎo)

為了提高我們機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計的全環(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)計出勤表，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學(xué)生的設(shè)計進度，督促和指導(dǎo)學(xué)生按時完成設(shè)計。2、成立設(shè)計指導(dǎo)小組，小組成員盡可能包含所有專業(yè)特長的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對小組內(nèi)的學(xué)生進行自己專長方面的專業(yè)指導(dǎo)，這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計者的綜合能力，使畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容準確專業(yè)。3、開展設(shè)計小組例會制度，即每個設(shè)計小組每周開一次例會，主要工作是：要求學(xué)生把一周設(shè)計的心得體會在例會上發(fā)言，匯報設(shè)計進度，并提出設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學(xué)生的設(shè)計進度，及時發(fā)現(xiàn)問題，并能及時糾正；另一方面，可以促進教師之間相互交流學(xué)習(xí)，使教師教學(xué)水平共同提高。通過對我校畢業(yè)設(shè)計工作的綜合考核，這種工作方式完全實現(xiàn)了對整個設(shè)計過程的檢測，保證了教學(xué)質(zhì)量。

5嚴格考評,保證答辯的質(zhì)量

答辯是畢業(yè)設(shè)計工作的最后一個環(huán)節(jié)，是全面檢查和評估畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進學(xué)生認真做好畢業(yè)設(shè)計。我校的具體情況是：根據(jù)不同的專業(yè)成立若干答辯分委會，分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。為了加強教學(xué)督導(dǎo)作用，我校專門設(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小組指導(dǎo)答辯工作。

畢業(yè)答辯前首先是對學(xué)生的畢業(yè)論文進行盲審,要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認真審查評閱，寫出評閱意見與評分，盲審不通過的不準予參加畢業(yè)答辯，以此來審查學(xué)生的答辯資格。通過的同學(xué)要準備答辯的ppt，把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計的結(jié)果等內(nèi)容準備出來。答辯時,要求每位同學(xué)的答辯自述時間應(yīng)控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學(xué)生所提的問題進行記錄，對答辯情況進行匯總。答辯完成后，要求所有答辯小組的成員對各個學(xué)生的答辯情況進行決議，給出畢業(yè)答辯成績。畢業(yè)設(shè)計成績評定必須堅持標準,嚴格要求。“優(yōu)秀”的比例應(yīng)嚴格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴格控制在60%以內(nèi)。

畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量,除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價值另外,還應(yīng)考察學(xué)生解決實際問題的能力、對知識的綜合應(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、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協(xié)作能力等。對畢業(yè)設(shè)計擬評“優(yōu)秀”的學(xué)生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業(yè)設(shè)計平時不認真、小組答辯成績較差的學(xué)生,由相關(guān)分委會組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學(xué)嚴謹,嚴把質(zhì)量關(guān),對畢業(yè)設(shè)計達不到教學(xué)要求的,決不姑息。

6結(jié)論

要想搞好畢業(yè)設(shè)計工作,關(guān)鍵的是要做到“五個到位”,即認識到位、經(jīng)費投入到位、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,專心做好畢業(yè)設(shè)計,是本階段學(xué)生思想政治工作的重點。嚴格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進學(xué)生認真做好畢業(yè)設(shè)計。正確認識畢業(yè)設(shè)計的重要性將有利于保障和提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)為社會輸入合格人才的要求。

第8篇：機電一體化設(shè)計范文

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

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0094-02

“機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)”是很多高校為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)高年級本、?？粕_設(shè)的一門專業(yè)課，旨在為高年級學(xué)生理清前三年的各專業(yè)課間的關(guān)系，能夠以系統(tǒng)的觀點和方法去分析和設(shè)計機電一體化系統(tǒng)，一般應(yīng)為原專業(yè)基礎(chǔ)知識的鞏固和加深。但是又因為其包絡(luò)了前面學(xué)習(xí)階段學(xué)過的多門課，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。筆者通過總結(jié)多年的“機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)經(jīng)驗，提出了幾種對此課程教學(xué)內(nèi)容進行創(chuàng)新性設(shè)計的方法，供同行參考。

一、創(chuàng)新設(shè)計的方法

1.具體科研項目縱貫整個教學(xué)過程

一般“機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)”課程的教材和教學(xué)內(nèi)容逐個介紹機電一體化系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容、要求、方法等，每個子系統(tǒng)對應(yīng)于一章的內(nèi)容，比如說機械系統(tǒng)、執(zhí)行元件系統(tǒng)、微型計算機控制系統(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聯(lián)系，使得學(xué)生學(xué)起來對整個機電一體化概念缺乏深刻和系統(tǒng)的認識。而實際機電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)是機械技術(shù)、電子技術(shù)、信息處理技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)品，各部分不可能完全脫節(jié)。為了解決以上問題，筆者探究了一種以自身科研項目為主導(dǎo)的教學(xué)脈絡(luò)的機電一體化教學(xué)方法。

微機電系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)發(fā)展的一個重要分支，對于大多數(shù)本科生，在學(xué)習(xí)本課程之前一般都沒有接觸過，是一個較新而且又容易勾起學(xué)生興趣的一個概念。筆者選擇適時在第一章介紹機電一體化發(fā)展方向時提出，這個是一個機電一體化發(fā)展到某一高度的重要產(chǎn)物，并介紹了筆者曾經(jīng)主持的科研項目“體內(nèi)膠囊微機電系統(tǒng)的研制”。筆者研制的體內(nèi)膠囊微機電系統(tǒng)是綜合應(yīng)用當今先進制造技術(shù)、電子技術(shù)和計算機控制技術(shù)的產(chǎn)物，它是采用了小尺寸的機械和電子元器件制造出來的、體積微小的機電一體化系統(tǒng)，系統(tǒng)的尺寸單位一般以mm計算。[2]它能通過圖像傳感器采集體內(nèi)消化道圖像，并且無線發(fā)射到體外計算機接收。筆者簡要介紹了系統(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。又因為微機電系統(tǒng)技術(shù)包含了傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、機械及材料技術(shù)等，隨著本課程學(xué)習(xí)的深入，在課程的后面更加詳細地闡述每一個相關(guān)的技術(shù)具體所涉及的內(nèi)容，同學(xué)們會對此系統(tǒng)有更深刻的了解。在這里就憑借科研項目打開了學(xué)生機電一體化技術(shù)學(xué)習(xí)的大門和使得它縱貫整個教學(xué)過程，使得教學(xué)內(nèi)容成為一個有機整體。

2.理論聯(lián)系和學(xué)習(xí)新技術(shù)

“機械工程測試技術(shù)”課程中曾經(jīng)介紹過傳感器的相關(guān)技術(shù)，在“機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)”的教材中也出現(xiàn)了“微機控制系統(tǒng)及接口設(shè)計”這一章，里面通過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傳感器的性能特點。但是課程這里又不能只是重復(fù)講述以前所學(xué)知識，所以筆者考慮加入適當內(nèi)容，對傳感器知識進行拓展。

上文提到的微機電系統(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“機械工程測試技術(shù)”中一般都沒有涉及。先修課程介紹的常用傳感器的原理及應(yīng)用場合都比較簡單，基于電阻、電容、電感原理測量應(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)系越來越密切，廣泛應(yīng)用于圖像采集裝置，比如手機攝像頭、數(shù)碼相機、監(jiān)控防盜器材、機器視覺等等。圖像傳感器能將光信號轉(zhuǎn)化成電信號輸出，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，按照其輸出信號類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)缺點和相應(yīng)的應(yīng)用場合，如表1所示。在課程一開始提到的內(nèi)窺微機電系統(tǒng)為什么采用CMOS圖像傳感器呢？這是因為CMOS圖像傳感器相對于CCD圖像傳感器有集成度高、體積小、功耗低等特點，所以尤其適合于對體積和功耗有特殊要求的微機電系統(tǒng)中。[3]

又比如電阻傳感器與電容傳感器，是根據(jù)傳感器測量原理劃分的兩種常見傳感器，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|到的實際例子就是智能手機的觸摸屏。智能手機手機觸摸屏分為電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏，它們分別應(yīng)用于早期的廉價智能手機（比如5800XM）和新型智能手機上（比如iPhone），其實質(zhì)就是分別對應(yīng)于電阻式傳感器和電容式傳感器，其原理如圖2所示。電阻式觸摸屏當手指按在觸摸屏上時，該處兩層導(dǎo)電層接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號，然后送觸摸屏控制器。氧化物電阻隨時間變化，需要經(jīng)常校正；透光性較差，不能實現(xiàn)多點觸摸。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），當手指觸摸屏表面時，就會有一定量的電荷轉(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充進來，各方向補充的電荷量和觸摸點的距離成比例，由此推算出觸摸點的位置。[4]電容式觸摸屏因為其不存在漂移和支持多點觸摸，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用課堂知識，增強了對課堂知識的認受性和學(xué)習(xí)的興趣。

3.適當引入和介紹實用的專業(yè)軟件

大學(xué)早期階段一些與專業(yè)相關(guān)的軟件沒有在課堂上面介紹，影響了學(xué)生今后在專業(yè)上的進一步發(fā)展和應(yīng)用專業(yè)知識的能力。筆者建議在高年級學(xué)生中適當引入和介紹以下專業(yè)軟件。

（1）ANSYS軟件。應(yīng)用相關(guān)軟件可以大大方便機械結(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)問題、結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題、溫度場、流體力學(xué)等。有限單元法是當今工程技術(shù)領(lǐng)域中最常用最有效的數(shù)值計算方法，此軟件是現(xiàn)代工程設(shè)計技術(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電系統(tǒng)在人體中的受力情況，從而為微機電系統(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，但是如果遇到復(fù)雜的計算問題，手算過程往往繁雜并且容易出錯，因此借助相關(guān)軟件就可以準確并且高效率地解決某些數(shù)學(xué)問題。MATLAB軟件是工程技術(shù)領(lǐng)域常見的計算軟件，通過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]通過應(yīng)用MATLAB軟件，計算機再不是簡單的計算器，而是輔助工程計算的有力工具。

（3）Protel軟件。設(shè)計電路、畫電路圖用AutoCAD軟件局限性較大，作出來的電路圖很多不符合電器標準，或者很多元器件繪制困難、作圖效率低。Protel軟件是一款常見的電氣工程計算機輔助設(shè)計軟件，包含眾多的元件庫和電子資源，能夠輕松高效作出標準的電路圖。[7]其一般只在電類專業(yè)中學(xué)習(xí)，但是機械類專業(yè)尤其是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，因為學(xué)科的交叉發(fā)展和社會上綜合性人才的需要，學(xué)生往往要從事機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計，不僅要懂得機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，還要懂得電路電器設(shè)備的設(shè)計，因此掌握一款業(yè)界常用的電路圖設(shè)計軟件是必要和重要的。

（4）Keil C軟件。學(xué)生先修課程“微型計算機原理”即單片微機，一般課堂上和教材上講授的都是匯編語言程序。匯編語言是針對單片微機本身，是與硬件密切相關(guān)的一種編程語言，記憶困難，不容易理解，因此業(yè)界逐漸使用和發(fā)展了基于高級語言即C語言的單片微機程序。而工科類學(xué)生包括機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的學(xué)生，已經(jīng)學(xué)習(xí)過高級語言C語言，因此他們有了應(yīng)用C語言進行單片微機程序設(shè)計的基礎(chǔ)。Keil C軟件是業(yè)界廣泛應(yīng)用的單片微機編程軟件，它既可以兼容學(xué)生學(xué)習(xí)過的匯編語言程序，也可以使用流行的高級語言C語言來編制單片微機程序。[8]應(yīng)用高級語言編制單片微機程序，學(xué)習(xí)資源豐富，對學(xué)生進行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和今后走上社會崗位從事單片微機開發(fā)都是頗有裨益的。

上面補充的軟件因課時限制主要講解其在本專業(yè)的用途和介紹簡單的例子，不能在課堂上詳細講解，因此也不能作為課程考核的重點，但是對于高年級學(xué)生拓展專業(yè)知識，對以后從事專業(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)

實施以上教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新設(shè)計方法，從課堂反映來看收到了積極的效果。并且在后續(xù)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中學(xué)生能夠靈活運用所補充的知識，專業(yè)知識應(yīng)用能力得到了明顯提高，為今后適應(yīng)社會機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：

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

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

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

[4]電子工程專輯[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：機電一體化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機電一體化，畢業(yè)設(shè)計，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)計是高校機電一體化專業(yè)教學(xué)中的一個必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實踐訓(xùn)練，是對學(xué)生所學(xué)知識進行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學(xué)生接受設(shè)計任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨立進行工程實踐，獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過程，它是評估畢業(yè)生學(xué)業(yè)成績的一個重要方式，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)工作的實際情況，我主要從選題、開題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)，論文答辯等方面，提出了改進畢業(yè)設(shè)計工作的措施。

2 立足實際 ，科學(xué)選題

選題是畢業(yè)設(shè)計工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設(shè)計題目，是搞好畢業(yè)設(shè)計的第一步。結(jié)合我校實際情況，我認為當前選題工作存在著一些問題：1、有的選題缺乏綜合性、新穎性，深廣度不夠；2、有的選題對學(xué)生顯得難度較高，工作量過大；3、有的選題雖然有較高的研究價值，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際生產(chǎn)，但學(xué)生并不能完全弄明白生產(chǎn)實際的具體情況，設(shè)計就有脫離實際的情況出現(xiàn)；5、有的選題雖然很好，但是學(xué)生都選同一類型的題目，相互之間，互相借鑒的比重太大，使的設(shè)計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)計題目在難度和份量上也存在一定差異。

針對以上問題，可以從三個方面綜合考慮選題。

（1)畢業(yè)設(shè)計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)計的角度去思考問題，達到鍛煉和學(xué)習(xí)解決實際問題的能力，達到這個教學(xué)環(huán)節(jié)實施的意義。

(2)畢業(yè)設(shè)計選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動學(xué)生的積極性，由于是真做實干，他們就會主動去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實際情況，積極主動的去分析實際問題，找到解決問題的方法和途徑，使學(xué)生的綜合能力得到提高。因此，我們在為2004級機電一體化專業(yè)的學(xué)生選題時，選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統(tǒng)的設(shè)計”，“擦黑板機械人的設(shè)計”，“簡易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計”，“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計”，“電子搶答器的設(shè)計”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實際的設(shè)計題目，這些題目不僅能夠反映當代科技發(fā)展水平，而且能夠讓學(xué)生能進一步了解、把握國內(nèi)外在機電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。

(3) 要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計經(jīng)費、教學(xué)試驗條件都有限，不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計，必須根據(jù)客觀條件來選擇設(shè)計題目，這些條件主要包括:可查資料庫源，試驗設(shè)施和足夠的經(jīng)費等，因此我們在選題時，一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備，試驗場地等條件的科研課題，這樣可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計時提供可以直接操作，鍛煉自己的動手能力的機會。

（4) 要有適當?shù)碾y度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設(shè)計”課題時，考慮到該課題涉及了機械原理、系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領(lǐng)域，涉及的知識面較廣，設(shè)計工作量較大，有一定的深度，學(xué)生可以通過綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，在規(guī)定的時間內(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)計工作時間內(nèi)，經(jīng)過努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果，我們安排了兩個同學(xué)參加，在掌握總體設(shè)計思路的基礎(chǔ)上，分別進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件設(shè)計等不同部分的的設(shè)計工作，讓每一位同學(xué)都各有側(cè)重點地進行研究，經(jīng)過兩位同學(xué)的分工合作，最終完成了整個畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計任務(wù)，效果良好。

3 加強教學(xué)督導(dǎo)，落實開題環(huán)節(jié)

為了提高畢業(yè)設(shè)計的教學(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)計教學(xué)中加入開題環(huán)節(jié)，其目的是：1、通過開題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計題目是否滿足專業(yè)要求，學(xué)生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學(xué)專業(yè)的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環(huán)節(jié)，還可以強化學(xué)生通過查閱文獻資料，廣泛獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、擬定實驗研究方案和設(shè)計方案，進行科學(xué)實驗與測試，對數(shù)據(jù)進行整理與分析，撰寫實驗報告、畢業(yè)論文的能力，同時也是對學(xué)生的書面表達和口頭表述的能力的培養(yǎng)，是落實和加強對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。 具體的實施辦法是：

（1）明確落實開題環(huán)節(jié)的必要性。開題的意義在于完善論文設(shè)計方案，使論文設(shè)計方案更加系統(tǒng)化。學(xué)生通過收集設(shè)計資料的相關(guān)信息，聽取各方意見，可以明確自己的設(shè)計思路，堅定設(shè)計者的信心。一般說來，將思考的東西正式地講出來和寫出來，會比原來所思考的更有升華的意味，因為從“思”到“說”和“寫”，其間加入了邏輯的創(chuàng)造過程。因為在撰寫開題報告時，就要求學(xué)生能夠弄清楚設(shè)計題目的來龍去脈，從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計課題的目的和要求，讓他們對題目有更深刻理解與認識，會使原來的設(shè)計思路更加完善和系統(tǒng)，令他們對自己的工作做到“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）開題環(huán)節(jié)的組織和實施。我們要求學(xué)生在開題會之前，，要按規(guī)范書寫開題報告。在開題的時候，學(xué)生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開題報告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計劃等要求的內(nèi)容，要求學(xué)生自述10分鐘，然后評審小組根據(jù)學(xué)生的自述和開題報告書及其它文本內(nèi)容，對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計題目是否達到專業(yè)培養(yǎng)目標要求和完成論文設(shè)計的可行性進行考核，并對畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。

4采取有效措施，加強過程指導(dǎo)

為了提高我們機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計的全環(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)計出勤表，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學(xué)生的設(shè)計進度，督促和指導(dǎo)學(xué)生按時完成設(shè)計。2、成立設(shè)計指導(dǎo)小組，小組成員盡可能包含所有專業(yè)特長的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對小組內(nèi)的學(xué)生進行自己專長方面的專業(yè)指導(dǎo)，這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計者的綜合能力，使畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容準確專業(yè)。3、開展設(shè)計小組例會制度，即每個設(shè)計小組每周開一次例會，主要工作是：要求學(xué)生把一周設(shè)計的心得體會在例會上發(fā)言，匯報設(shè)計進度，并提出設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學(xué)生的設(shè)計進度，及時發(fā)現(xiàn)問題，并能及時糾正；另一方面，可以促進教師之間相互交流學(xué)習(xí)，使教師教學(xué)水平共同提高。通過對我校畢業(yè)設(shè)計工作的綜合考核，這種工作方式完全實現(xiàn)了對整個設(shè)計過程的檢測，保證了教學(xué)質(zhì)量。

5嚴格考評，保證答辯的質(zhì)量

答辯是畢業(yè)設(shè)計工作的最后一個環(huán)節(jié)，是全面檢查和評估畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng)，促進學(xué)生認真做好畢業(yè)設(shè)計 。我校的具體情況是：根據(jù)不同的專業(yè)成立若干答辯分委會，分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。為了加強教學(xué)督導(dǎo)作用，我校專門設(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小組指導(dǎo)答辯工作。

畢業(yè)答辯前首先是對學(xué)生的畢業(yè)論文進行盲審，要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認真審查評閱，寫出評閱意見與評分，盲審不通過的不準予參加畢業(yè)答辯，以此來審查學(xué)生的答辯資格。通過的同學(xué)要準備答辯的ppt，把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計的結(jié)果等內(nèi)容準備出來。答辯時， 要求每位同學(xué)的答辯自述時間應(yīng)控制在15-20分鐘左右，教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學(xué)生所提的問題進行記錄，對答辯情況進行匯總。答辯完成后，要求所有答辯小組的成員對各個學(xué)生的答辯情況進行決議，給出畢業(yè)答辯成績。畢業(yè)設(shè)計成績評定必須堅持標準，嚴格要求。“優(yōu)秀”的比例應(yīng)嚴格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi)，優(yōu)良比例應(yīng)嚴格控制在60%以內(nèi)。

畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價值 另外，還應(yīng)考察學(xué)生解決實際問題的能力、對知識的綜合應(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、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協(xié)作能力等。對畢業(yè)設(shè)計擬評“優(yōu)秀”的學(xué)生，要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業(yè)設(shè)計平時不認真、小組答辯成績較差的學(xué)生，由相關(guān)分委會組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正，治學(xué)嚴謹，嚴把質(zhì)量關(guān)，對畢業(yè)設(shè)計達不到教學(xué)要求的，決不姑息。

6 結(jié)論

要想搞好畢業(yè)設(shè)計工作，關(guān)鍵的是要做到“五個到位”，即認識到位、經(jīng)費投入到位、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，專心做好畢業(yè)設(shè)計，是本階段學(xué)生思想政治工作的重點。嚴格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng)，促進學(xué)生認真做好畢業(yè)設(shè)計。正確認識畢業(yè)設(shè)計的重要性將有利于保障和提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)為社會輸入合格人才的要求。