機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中需要從管理模型出發(fā)，按照機(jī)械設(shè)計(jì)管理成熟度模型的具體要求推進(jìn)各項(xiàng)工作，保證機(jī)械制造企業(yè)能夠符合生產(chǎn)經(jīng)營管理的具體要求，按照機(jī)械模型標(biāo)準(zhǔn)化的要求推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高對(duì)系統(tǒng)的綜合控制和管理能力，為機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化控制創(chuàng)造良好的條件。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中需要從現(xiàn)成模型管理出發(fā)，保證模型化管理方案能夠符合機(jī)械控制的總體要求，推進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)管理體系創(chuàng)新，為機(jī)械管理體系優(yōu)化創(chuàng)造良好的平臺(tái)。企業(yè)管理模式優(yōu)化控制管理的過程中需要對(duì)模型控制的整體思路進(jìn)行優(yōu)化，確保整體思路能夠符合管理效益提升的要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，讓機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加符合機(jī)械系統(tǒng)管理的要求。機(jī)械設(shè)計(jì)過程中需要不斷改變傳統(tǒng)思維模式，讓思維模式符合機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系的具體要求，確保機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合模型化控制的全面要求。機(jī)械設(shè)計(jì)模型化的提出對(duì)機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化具有積極的作用，并且能夠形成機(jī)械控制、機(jī)械管理、方案優(yōu)化與一體，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)測算模型的全面控制和優(yōu)化。

1.1機(jī)械設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)模型探索

機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中需要對(duì)機(jī)械控制功能進(jìn)行全面的分析，只有把握住機(jī)械控制功能，才能對(duì)機(jī)械功能進(jìn)行全面的分析，提高機(jī)械設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)管理水平，為機(jī)械業(yè)務(wù)模型控制和優(yōu)化創(chuàng)造良好的平臺(tái)。在新的機(jī)械業(yè)務(wù)管理鏈條控制下，需要對(duì)信息流進(jìn)行優(yōu)化控制，才能提升機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合管理控制能力，為機(jī)械綜合控制管理創(chuàng)造良好的內(nèi)部條件和外部條件。機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中業(yè)務(wù)模型優(yōu)化需要從價(jià)值鏈角度出發(fā)，對(duì)模型化管理工具進(jìn)行全面的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)管理工具的全面控制，提升對(duì)機(jī)械管理工具的綜合管理能力。

1.2通過IT工具實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的模型優(yōu)化

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)所利用的IT工具越來越多，因此要從云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等角度出發(fā)，充分發(fā)揮機(jī)械工具的控制管理要求，保證新興IT技術(shù)能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)中得到全面的應(yīng)用。IT工具在業(yè)務(wù)需求控制管理的過程中需要進(jìn)行流程化管理，確保權(quán)責(zé)控制能夠符合機(jī)械化的具體要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的流程化管理和控制，提高對(duì)機(jī)械控制管理的總體需求，在具體實(shí)施的過程中需要從價(jià)值創(chuàng)造和管理效率角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的管理模型優(yōu)化，為管理方案的探索和優(yōu)化創(chuàng)造良好的條件，通過搜集整理和數(shù)據(jù)管理分析，保證機(jī)械設(shè)計(jì)能夠符合管理決策控制的要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的全面優(yōu)化。機(jī)械設(shè)計(jì)中需要通過軟件診斷和經(jīng)驗(yàn)分析等手段，保證模型能夠按照機(jī)電一體化控制的要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)咨詢與機(jī)械設(shè)計(jì)軟件和機(jī)械設(shè)計(jì)軟件服務(wù)融合在一起的，需要按照一體化管理和控制的具體要求，積極推進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)的綜合控制管理，從機(jī)械模型主脈出發(fā)，積極穩(wěn)妥的推進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化控制。機(jī)械設(shè)計(jì)軟件本身就是一種模型，因此管理模式存在固化現(xiàn)象，需要從全面預(yù)算管理的角度出發(fā)，解決機(jī)械設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)控制，保證機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合模型化的具體要求。

2機(jī)械設(shè)計(jì)管理模型控制和優(yōu)化

機(jī)械設(shè)計(jì)管理過程中需要從全面預(yù)算管理的角度出發(fā)，控制和優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)的方案，提高機(jī)械模型的綜合控制管理水平，對(duì)范式有效控制具有積極的作用，通過對(duì)機(jī)械業(yè)務(wù)的全面控制，才能對(duì)管理模型進(jìn)行優(yōu)化，提高對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的綜合管理水平。

2.1機(jī)械設(shè)計(jì)中多業(yè)務(wù)模型控制

機(jī)械設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)不同的功能進(jìn)行不同的分析，確保功能業(yè)務(wù)能夠被全面的掌控，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的管理模型優(yōu)化，讓參數(shù)能夠符合機(jī)械設(shè)計(jì)中多業(yè)務(wù)管理的要求，提升對(duì)多業(yè)務(wù)模型的綜合控制管理水平。機(jī)械設(shè)計(jì)要和參數(shù)及控制點(diǎn)緊密結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)情景的有效匹配，為機(jī)械控制管理和模型優(yōu)化創(chuàng)造良好的條件。機(jī)械系統(tǒng)多業(yè)務(wù)模型控制管理的過程中需要從風(fēng)險(xiǎn)控制角度出發(fā)，按照管理模型的綜合管理要求，提升機(jī)械系統(tǒng)的優(yōu)化管理要求。

2.2機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量模型控制優(yōu)化

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中需要建立完善的質(zhì)量管理和控制體系，通過對(duì)質(zhì)量模型的優(yōu)化和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)算法的全面管理，讓機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)量控制與機(jī)械系統(tǒng)的效率是緊密結(jié)合在一起的，只有把機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)量和系統(tǒng)的模型融合在一起，才能提升機(jī)械系統(tǒng)的綜合控制管理水平，質(zhì)量控制需要從機(jī)械元件出發(fā)，對(duì)每個(gè)元件進(jìn)行機(jī)械模型優(yōu)化，提高對(duì)機(jī)械模型的控制管理水平。機(jī)械系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制要從不同的方案出發(fā)，建立完善的質(zhì)量控制管理體系，為模型管理創(chuàng)造良好的內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境。在機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)中植入質(zhì)量管理方案，可以實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，確保機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)量管理能夠符合質(zhì)量控制的具體要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的全面分析和優(yōu)化，對(duì)模型應(yīng)用具有重要的作用。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制與機(jī)械系統(tǒng)模型管理是緊密結(jié)合在一起的，需要從不同的方案設(shè)計(jì)出發(fā)，提高機(jī)械系統(tǒng)的管理控制能力。

3機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型控制和管理機(jī)制

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型控制要從模型管理的角度出發(fā)，加強(qiáng)管理機(jī)制建設(shè)，提高對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的控制管理水平，為機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)的綜合管理創(chuàng)造良好的條件。

3.1機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型控制

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要從機(jī)械控制角度出發(fā)，建立完善的機(jī)械模型，保證機(jī)械系統(tǒng)能夠得到全面的運(yùn)行。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式控制需要遵循一定的規(guī)范，全面提升機(jī)械系統(tǒng)的綜合控制、管理功能。機(jī)械系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)過程中要從技術(shù)創(chuàng)新出發(fā)，確保CAD解決方案能夠符合功能設(shè)計(jì)的總體要求，從機(jī)械系統(tǒng)操作角度進(jìn)行模型控制，按照機(jī)械資源管理器的控制理念，提升機(jī)械系統(tǒng)的資源控制和管理能力，為機(jī)械系統(tǒng)更好的管理文件創(chuàng)造良好的條件。機(jī)械系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的模型控制，必須要從資源管理角度出發(fā)，促進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)模型優(yōu)化管理工作。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)要和零件設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)緊密結(jié)合在一起，形成工程模式管理，全面優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)的綜合功能，提高機(jī)械系統(tǒng)的優(yōu)化控制和管理功能。機(jī)械系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)過程中需要建立一套完整的動(dòng)態(tài)管理界面，減少不必要的操作流程，提高機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制管理能力。機(jī)械模型設(shè)計(jì)中要從特征模塊出發(fā)，建立完善的標(biāo)準(zhǔn)控制管理系統(tǒng)，通過特征模型設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化和控制，實(shí)現(xiàn)零件系統(tǒng)的信息共享。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制模型優(yōu)化要與調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)緊密結(jié)合在一起，形成機(jī)械配置管理的模式，從部件設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、工程圖角度出發(fā)，確保機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠符合機(jī)械控制管理的具體要求。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要通過不同的參數(shù)組合和變換，提高機(jī)械系統(tǒng)的綜合控制管理水平。

3.2機(jī)械設(shè)計(jì)模型管理機(jī)制設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)模型管理機(jī)制要從信息資源共享角度出發(fā)，建立完善的信息共享平臺(tái)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的信息共享能力，為其更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械控制創(chuàng)造良好的平臺(tái)。機(jī)械設(shè)計(jì)模型管理中要利用先進(jìn)的工具，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同控制和管理，保證機(jī)械系統(tǒng)能夠得到全面的優(yōu)化，為機(jī)械系統(tǒng)的管理模式創(chuàng)新創(chuàng)造良好的條件。機(jī)械設(shè)計(jì)中信息管理機(jī)制建設(shè)需要從文件控制管理角度出發(fā)，通過實(shí)體模型優(yōu)化控制，確保互聯(lián)網(wǎng)信息能夠協(xié)同工作，在機(jī)械部件設(shè)計(jì)中進(jìn)行參數(shù)信息管理，使設(shè)計(jì)能夠符合機(jī)械控制管理的具體要求。通過智能零件技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)重復(fù)設(shè)計(jì)，保證智能零件能夠符合創(chuàng)新技術(shù)方案設(shè)計(jì)的具體要求。機(jī)械設(shè)計(jì)模型與管理模式要緊密結(jié)合在一起，確保管理模式能夠符合機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)的管理要求，從不同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。

4結(jié)語

第2篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

合作學(xué)習(xí) 合作意識(shí) 創(chuàng)新意識(shí)

通過合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生在新的教育模式下能從書本系統(tǒng)的觀點(diǎn)和復(fù)雜的理論知識(shí)中去發(fā)掘和分析關(guān)于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和規(guī)律，增強(qiáng)其整機(jī)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，從而掌握一定的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)能力。因此，傳統(tǒng)的以講授式為主的課堂教學(xué)，不與實(shí)際聯(lián)系，很大程度上已經(jīng)不適應(yīng)該課程的教學(xué)，存在缺陷有：教學(xué)內(nèi)容相對(duì)滯后，講授內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)，較為空洞，講授方式單一，使學(xué)生對(duì)課堂的參與度低。我們要引入合作學(xué)習(xí)，那么我就應(yīng)該明白以下要點(diǎn)。

一、引入合作學(xué)習(xí)的動(dòng)因

合作學(xué)習(xí)（cooperative learning）是20世紀(jì)70年代初興起于美國，并在70年代中期至80年代中期取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展的一種富有創(chuàng)新和實(shí)效的教學(xué)理論和策略。由于它在改善課堂內(nèi)的社會(huì)心理氣氛，大面積提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績等效果，很快引起了世界各國的關(guān)注。

在引入合作學(xué)習(xí)的過程中，我們更應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)，達(dá)到完美的結(jié)合，不能囫圇吞棗。我們要明白合作學(xué)理的理念，對(duì)它在深入理解的同時(shí)，運(yùn)用到我們的實(shí)際的教學(xué)中來。改變我們當(dāng)下在《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》實(shí)際的教學(xué)中那些理論知識(shí)不能聯(lián)系實(shí)際生活，生硬的書本知識(shí)不能滿足當(dāng)下社會(huì)發(fā)展，枯燥滯后的教學(xué)模式不能適應(yīng)學(xué)生需求諸多矛盾。

二、合作學(xué)習(xí)對(duì)《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》教學(xué)的實(shí)際運(yùn)用

1.書本知識(shí)的劃分和學(xué)生的劃分。首先，根據(jù)我們的教學(xué)大綱，需要學(xué)生掌握的科學(xué)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)的劃分。只有那些不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的部分進(jìn)行剔除，拿更多的時(shí)間給學(xué)生，讓他們了解該學(xué)科的前言科技發(fā)生的日新月異的變化和這門學(xué)科研究方向，才能讓學(xué)生樹立正確的奮斗目標(biāo)。其次，就是學(xué)生人員劃分。按照通用的劃分標(biāo)準(zhǔn)：興趣愛好分組；按感情友誼分組；按特長搭配分組。

2.具體的合作學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)定。首先，課前，針對(duì)即將展開的知識(shí)點(diǎn)，預(yù)先需要學(xué)生準(zhǔn)備的關(guān)于知識(shí)點(diǎn)的擴(kuò)展知識(shí)告之每個(gè)學(xué)生小組。讓他們根據(jù)得到的綜合信息，在根據(jù)自己小組的組員特長進(jìn)行科學(xué)的分工，最后把每個(gè)組員得到的信息匯總。其次，課后，各個(gè)組員把自己負(fù)責(zé)的知識(shí)點(diǎn)和擴(kuò)展知識(shí)的解答，通過其他小組的合議后完成的論文或者小報(bào)告，匯總交給教師作為評(píng)價(jià)的依據(jù)。

3.評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)應(yīng)該包括教師的評(píng)價(jià)和學(xué)生的自我評(píng)價(jià)。首先，教師根據(jù)學(xué)生對(duì)個(gè)知識(shí)點(diǎn)和擴(kuò)展知識(shí)解答的報(bào)告或者小論文進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，該部分應(yīng)該占總分的比例為65%；其次，是教師對(duì)每個(gè)學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行打分，比例應(yīng)該占總分的5%；再次，就是每個(gè)學(xué)生組的組長根據(jù)組員對(duì)該組的貢獻(xiàn)進(jìn)行打分，該分占總分的20%；最后，每個(gè)組員根據(jù)合作學(xué)習(xí)對(duì)知識(shí)的掌握程度給彼此打分，占總分的10%。

4.效果分析。為了檢驗(yàn)將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入到實(shí)際教學(xué)中對(duì)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握和能力的培養(yǎng)方面是否起到提升作用，將該引入合作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式引入到 2004 級(jí)（1）班機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)生的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的課堂實(shí)踐中并追蹤問卷調(diào)查，問卷調(diào)查表顯示，將合作學(xué)習(xí)引入該課程的教學(xué)過程是有效的，它在很大程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過程中的參與性。

對(duì)未將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》教學(xué)的 2004 （2）班機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)生和將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入教學(xué)的2004級(jí)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)生共 100 名學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，問卷1主要測試學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，合作意識(shí)，創(chuàng)新意識(shí)。問卷 2 主要測試學(xué)生對(duì)該課程幾個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

圖2 知識(shí)掌握從圖一中可清晰得出這樣的結(jié)論，在將合作學(xué)習(xí)引入《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課堂教學(xué)后，學(xué)生各方面能力都有較為明顯的提高，尤其在合作意識(shí)、學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí)方面有了大幅度提高。

從圖二說明了將合作學(xué)習(xí)引入課堂教學(xué)后，學(xué)生對(duì)本門課的幾個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)掌握程度有所提高，但其中對(duì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)提高相比較而言較小，還應(yīng)在該知識(shí)點(diǎn)多思考教學(xué)模式的改進(jìn)，而傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由于學(xué)生有先學(xué)課程《機(jī)械設(shè)計(jì)》的基礎(chǔ)，所以掌握程度較前提高較大。通過課堂實(shí)踐證明，將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入機(jī)械專業(yè)課《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，更有益于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。

三、在引入合作學(xué)習(xí)過程中我們應(yīng)該注意的問題

在引入合作學(xué)習(xí)《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》教學(xué)中，雖然解決了目前我們在固定模式教育的弊端，但是有很多問題值得我們思考和重視。

怎么樣在分組上做到科學(xué)化，避免有的個(gè)人主義較強(qiáng)的學(xué)生的反感情緒尤其重要。如果在實(shí)際操作運(yùn)用中，教師一旦把握不好就會(huì)有這樣那樣的矛盾產(chǎn)生，是課堂不和諧因素存在的可能。

其次合作學(xué)識(shí)原本主旨是打破學(xué)生與學(xué)生不能充分交流，積極發(fā)揮團(tuán)體的力量解決一系列問題。這中間教師怎么樣去保護(hù)個(gè)體的積極性，怎么樣去發(fā)現(xiàn)對(duì)學(xué)科有獨(dú)到理解的學(xué)生，并加以培養(yǎng)。教師還是科學(xué)地掌握團(tuán)體與個(gè)人的矛盾，不去回避。

參考文獻(xiàn)：

［1］王坦.論合作學(xué)習(xí)的基本理念［D］.教育研究，2002，（02）.

第3篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 工程應(yīng)用 創(chuàng)新能力 實(shí)踐能力

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Curriculum Reform of "Mechatronics System Design" in Universities

ZENG Yudan, DU Liuqing, ZHANG Mingde, YANG Xiangyu, WANG Yali

(Chongqing Automobile Institute, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)

Abstract "Mechatronics System Design" as a core curriculum in group of mechanical engineering curriculum, has strong comprehensive and practical features. In this paper, our undergraduate institutions in the curriculum development and teaching reform emerged as the major issue, the demand for the industry, for engineering applications, emphasizing awareness and sense of innovation and engineering training, a typical mechatronic systems - NC special main design feature for teaching, student-centered, self-study students for the purpose of awareness and self-learning ability, the students involved in the actual design process was focused on teaching content, teaching reform, to build and improve enhance undergraduate project quality, to develop students' practical ability and creative ability of the curriculum and teaching model are discussed.

Key words Mechatronics System Design; engineering applications; innovation ability; practical ability

0 引言

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制及信息處理技術(shù)、系統(tǒng)工程、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，是機(jī)械工程專業(yè)學(xué)科課程群中的核心課程。本課程技術(shù)含量高，內(nèi)容更新快，要求學(xué)生能綜合運(yùn)用機(jī)械、電子、控制與信息處理等多學(xué)科的知識(shí)，完成對(duì)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、優(yōu)化等一系列過程，具有很強(qiáng)的綜合性和工程實(shí)踐性，相比其它專業(yè)課程而言，課程建設(shè)和教學(xué)改革面臨更多問題，具有更大難度。

目前課程建設(shè)中存在的主要問題有：①教學(xué)內(nèi)容過分側(cè)重于工程科學(xué)理論知識(shí)的灌輸，缺少工程分析設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程應(yīng)用要求；②教學(xué)模式基本還是傳統(tǒng)的以教師傳授知識(shí)為主，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的模式，“以教師為中心，以課堂為中心，以書本為中心” 的單向灌輸式教學(xué)模式方法仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際工程問題的機(jī)會(huì)很少。以上問題使得學(xué)生理論知識(shí)與工程實(shí)踐相脫離，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力薄弱，不能適應(yīng)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工程技術(shù)發(fā)展的要求。

1 課程教學(xué)改革研究

我校自1999年開設(shè)機(jī)電一體化專業(yè)方向以來，一直對(duì)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程建設(shè)和教學(xué)改革進(jìn)行了不斷的探索，現(xiàn)將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式改革的過程小結(jié)如下：

1.1 教學(xué)內(nèi)容改革

高檔數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》16個(gè)重大專項(xiàng)之一，也是國家振興計(jì)劃的重要組成部分，因此在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，緊跟這一重大決策，響應(yīng)國家戰(zhàn)略需求，將典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)――數(shù)控專機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題作為主要內(nèi)容，在前續(xù)課程所講授的理論知識(shí)和工程應(yīng)用實(shí)例基礎(chǔ)上，教師指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)，特別是數(shù)控專機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行較系統(tǒng)完整的學(xué)習(xí)，并循序漸進(jìn)地進(jìn)入實(shí)際設(shè)計(jì)過程，并最終完成數(shù)控專機(jī)的方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化、各元部件選型、軟件流程圖、電氣原理圖等所有理論設(shè)計(jì)和功能模塊細(xì)部設(shè)計(jì)過程。教學(xué)所用的工程設(shè)計(jì)案例大部分來自學(xué)校教師所承擔(dān)的實(shí)際科研項(xiàng)目，如數(shù)控電焊專機(jī)設(shè)計(jì)、錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量智能檢測分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)控彎管機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，避免了空泛地照搬教材進(jìn)行照本宣科，而是由教師指導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中自主查閱、了解相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步掌握相關(guān)技能，并將所學(xué)所得結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)過程進(jìn)行鞏固，在此過程中，教師將自己的設(shè)計(jì)思路、方法和經(jīng)驗(yàn)毫無保留地對(duì)學(xué)生進(jìn)行傳授和討論，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力等機(jī)電復(fù)合型工程技術(shù)能力的培養(yǎng)。這對(duì)于在校學(xué)生來說是非常難得的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，也真正體現(xiàn)出課程面向社會(huì)需求、面向工程應(yīng)用的實(shí)質(zhì)。

1.2 教學(xué)模式和教學(xué)方法改革

本課程是一門面向工程應(yīng)用，分析解決實(shí)際工程問題，對(duì)“系統(tǒng)”進(jìn)行“設(shè)計(jì)”和“整合優(yōu)化”的專業(yè)核心課程。因此在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生始終要以系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，以整體全局性的高度，對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)控專機(jī)進(jìn)行化整為零、化繁為簡的分析，將一個(gè)大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)分解為各個(gè)子系統(tǒng)乃至各個(gè)單獨(dú)的功能模塊和功能部件的設(shè)計(jì)和選型，再經(jīng)過接口設(shè)計(jì)，將各功能模塊有機(jī)地融合在一起，組成一個(gè)整體性能高于各部件之和的完整系統(tǒng)。

在教學(xué)過程中，始終堅(jiān)持面向工程應(yīng)用，以學(xué)生為主體的模式，課堂時(shí)間主要用于重要理論和技能、關(guān)鍵問題和練習(xí)作業(yè)的學(xué)習(xí)和討論，其余所需知識(shí)技能交由學(xué)生課后通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等查閱設(shè)計(jì)案例、論文、產(chǎn)品技術(shù)手冊等相關(guān)資料和自學(xué)完成，同時(shí)學(xué)習(xí)運(yùn)用一些常用設(shè)計(jì)工具，并通過作業(yè)和小組討論等方式進(jìn)行鞏固，有疑難問題可提出并在全班進(jìn)行討論，最后在教師指點(diǎn)下得出正確結(jié)論。這種以具體工程設(shè)計(jì)任務(wù)為教學(xué)主線的方式讓學(xué)生明確意識(shí)到課內(nèi)外所學(xué)知識(shí)技能在實(shí)踐生產(chǎn)中大有用武之地，認(rèn)識(shí)到教師布置的作業(yè)均是完成設(shè)計(jì)任務(wù)必需環(huán)節(jié)，從而大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使其在課堂上的注意力非常集中，課后能根據(jù)任務(wù)所需而主動(dòng)自發(fā)地進(jìn)行學(xué)習(xí)和討論以完成任務(wù)，而不再像以往那樣由于不明白所學(xué)知識(shí)具體有何用處而造成理論和實(shí)際脫節(jié)，甚至產(chǎn)生忽視和厭學(xué)心理。在此過程中學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)到自己理論知識(shí)上的薄弱點(diǎn)和缺少的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有針對(duì)性地學(xué)習(xí)參考相關(guān)理論知識(shí)和前人的方法經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)以往知識(shí)技能系統(tǒng)的缺失環(huán)節(jié)，并能及時(shí)將所遇到的問題及心得體會(huì)在課內(nèi)課外與教師和同組同學(xué)進(jìn)行交流討論，最終較系統(tǒng)完整地完成對(duì)各相關(guān)知識(shí)和技能進(jìn)行總結(jié)，并在工程項(xiàng)目中綜合應(yīng)用的過程。

本課程是涉及到機(jī)械、電子、控制、信息等多學(xué)科知識(shí)和技術(shù)的一門交叉課程，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，普遍出現(xiàn)的情況是將本課程作為前續(xù)課程中“機(jī)”、“電” 、“控制”等學(xué)科知識(shí)的簡單組合和回顧，導(dǎo)致本課程應(yīng)具有的系統(tǒng)性、綜合性、實(shí)踐性不能體現(xiàn)，與其余專業(yè)課程間也無法形成科學(xué)合理的承接脈絡(luò)。改革教學(xué)模式和方法后，以整個(gè)工程設(shè)計(jì)過程為主線，將所涉及到的各學(xué)科關(guān)鍵理論知識(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)性邏輯性的梳理，形成清晰的脈絡(luò)和層次，并指導(dǎo)學(xué)生在完成設(shè)計(jì)任務(wù)的過程中，有意識(shí)地綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、工具和技能，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

例如，在講授“機(jī)械子系統(tǒng)設(shè)計(jì)”章節(jié)時(shí)，把握住“各子系統(tǒng)有機(jī)融合”這一本質(zhì)，讓學(xué)生不僅掌握書本上陳述的對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的性能要求等知識(shí)點(diǎn)，更要明白這些要求的提出不是孤立地從機(jī)械系統(tǒng)本身穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性等性能指標(biāo)出發(fā)，而更要從控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的角度來看待。通過運(yùn)用經(jīng)典控制理論中的時(shí)域分析和頻率分析兩種方法，了解機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)中系統(tǒng)阻尼比和無阻尼固有頻率這兩個(gè)最基本的參數(shù)，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)變化引起的控制性能變化的過程、原理進(jìn)行分析推導(dǎo)，同時(shí)通過課堂上采用MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真的實(shí)例演示，使學(xué)生了解這一控制設(shè)計(jì)領(lǐng)域的經(jīng)典工具，經(jīng)過教師指導(dǎo)和課后自學(xué)，掌握該軟件的基本使用方法并在設(shè)計(jì)中加以運(yùn)用，從而將控制工程領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)、技能與機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)緊密聯(lián)系起來。

又如，在進(jìn)行“伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”章節(jié)的教學(xué)時(shí)，通過課堂討論和課后作業(yè)，讓學(xué)生將伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器等驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以及交直流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、力矩電機(jī)等常用伺服電機(jī)的性能、特點(diǎn)、應(yīng)用場合、性價(jià)比等主要指標(biāo)逐一進(jìn)行分析和比較，針對(duì)數(shù)控專機(jī)任務(wù)要求設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)方案，并查閱技術(shù)資料，完成電機(jī)選型計(jì)算以及電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的接口設(shè)計(jì)，從而將前續(xù)課程所學(xué)的機(jī)電控制知識(shí)通過設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)完整地運(yùn)用。

再如，在“控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)，教師通過簡要講解和演示PLC梯形圖編制、單片機(jī)編程和仿真、VB/VC++或LABVIEW等高級(jí)語言編程驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制卡等控制實(shí)例，使學(xué)生了解各控制系統(tǒng)的軟、硬件組成及其設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方法，課后自行查閱資料，對(duì)各種控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)、最新應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析總結(jié)，設(shè)計(jì)出合適的控制方案，并在課堂演示實(shí)例基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)運(yùn)用相關(guān)工具，進(jìn)行初步的控制系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)。

運(yùn)用以上教學(xué)模式和方法，使學(xué)生在系統(tǒng)性地了解基礎(chǔ)理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，迅速地掌握關(guān)鍵理論知識(shí)和必要技能，并有效地在工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中加以應(yīng)用，在培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和理論聯(lián)系實(shí)踐的能力方面頗有成效，為其今后的工程應(yīng)用和技術(shù)研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。

2 結(jié)論

我國政府在2006年初已將建設(shè)創(chuàng)新型國家確立為一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略目標(biāo)，高質(zhì)量的工程科技人才正是建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要力量。我國高校機(jī)電一體化專業(yè)必須積極面向社會(huì)的迫切需求，以培養(yǎng)能滿足產(chǎn)業(yè)需求、具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力和綜合能力的機(jī)電一體化科研技術(shù)人才作為最重要的工作目標(biāo)。本文對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)的核心課程――機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容建設(shè)和教學(xué)模式方法改革進(jìn)行了探討，提出了面向產(chǎn)業(yè)需求、面向工程應(yīng)用、以典型機(jī)電一體化系統(tǒng)――數(shù)控專機(jī)設(shè)計(jì)過程為教學(xué)主線，以學(xué)生為主體，以學(xué)生參與實(shí)際設(shè)計(jì)的過程為教學(xué)重點(diǎn)等改革措施，以期逐步構(gòu)建科學(xué)合理的課程內(nèi)容體系和教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

基金資助：重慶市重大教改項(xiàng)目“以培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)的機(jī)械工程系列核心課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐（09-1-005）”

重慶理工大學(xué)高等教育研究立項(xiàng)項(xiàng)目 “《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革研究（2010009）”

參考文獻(xiàn)

[1] 崔軍,汪霞.反思目標(biāo) 回歸本質(zhì)――本科工程教育問題分析與改革對(duì)策[J].江蘇高教,2009(4).

第4篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：測試計(jì)量；儀器；發(fā)展；機(jī)遇；趨勢

中圖分類號(hào)： TH71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

測量技術(shù)和儀器研究現(xiàn)狀

1、從靜態(tài)測量到動(dòng)態(tài)測量

從非現(xiàn)場測量到現(xiàn)場在線靜態(tài)測量使科學(xué)研究從定性科學(xué)走向定量科學(xué)，實(shí)現(xiàn)了人類認(rèn)識(shí)的一次飛躍。現(xiàn)在乃至今后，各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下、制造過程中、物理化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程中等動(dòng)態(tài)物理量測量將越來越普及，促使測量方式由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)變。現(xiàn)代制造業(yè)已呈現(xiàn)出和傳統(tǒng)制造不同的設(shè)計(jì)理念、制造技術(shù)，測量已不僅僅是最終產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定的手段，更重要的是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造服務(wù)，以及為制造過程提供完備的過程參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程和檢測手段充分集成，形成一體的具備自主感知一定內(nèi)外環(huán)境參數(shù)（狀態(tài)），并作相應(yīng)調(diào)整的“智能制造系統(tǒng)”，要求測量技術(shù)從傳統(tǒng)的非現(xiàn)場、事后測量，進(jìn)入制造現(xiàn)場，參與到制造過程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場在線測量。

2、從簡單信息獲取到多信息融合

傳統(tǒng)的測量問題涉及的測量信息種類比較單一，現(xiàn)代測量信息系統(tǒng)則復(fù)雜得多，往往包括多種類型的被測量。信息量大，如大批量工業(yè)制造的在線測量，每天的測量數(shù)據(jù)高達(dá)幾十萬，又如產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造過程中，包含了巨量數(shù)據(jù)信息。巨量信息的可靠、快速傳輸和高效管理以及如何消除各種被測量之間的相互干擾，從中挖掘多個(gè)測量信息融合后的目標(biāo)信息將形成一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，即多信息融合。

3、幾何量和非幾何量集成

傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)和制造中的測量問題，主要面對(duì)幾何量測量。當(dāng)前復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)功能擴(kuò)大，精確度提高，系統(tǒng)性能涉及多種參數(shù)，測量問題已不僅限于幾何量，而且，日益發(fā)展的微納尺度下的系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)，其機(jī)械作用機(jī)理和通常尺度下的系統(tǒng)也有顯著區(qū)別。為此，在測量領(lǐng)域，除幾何量外，應(yīng)當(dāng)將其他機(jī)械工程研究中常用的物理量包括在內(nèi)，如力學(xué)性能參數(shù)、功能參數(shù)等。

4、虛擬儀器技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用

虛擬儀器（Virtual Instrument）是日益發(fā)展的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和總線技術(shù)在向其他技術(shù)領(lǐng)域密集滲透的過程中，與測試技術(shù)、儀器技術(shù)密切結(jié)合，共同孕育出的一項(xiàng)全新成果，其核心是：以計(jì)算機(jī)作為儀器統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，充分利用計(jì)算機(jī)獨(dú)具的運(yùn)算、大容量存儲(chǔ)、回放、調(diào)用、顯示以及文件管理等智能化功能，同時(shí)把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能和面板控件軟件化，使之與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來融為一體，從而構(gòu)成一臺(tái)外觀與傳統(tǒng)硬件儀器相同，功能得到顯著加強(qiáng)，充分享用計(jì)算機(jī)智能資源的全新儀器系統(tǒng)。

二、現(xiàn)代測量技術(shù)存在的問題與差距

1、技術(shù)創(chuàng)新重視不夠，自主創(chuàng)新能力較差

在已有的主流計(jì)量測試技術(shù)及儀器設(shè)備中，很少有我們自己的原創(chuàng)技術(shù)。誠然，和其他學(xué)科類似，原創(chuàng)涉及理論基礎(chǔ)和行業(yè)積累，長期以來我國和工業(yè)發(fā)達(dá)國家在制造技術(shù)上的差距，相當(dāng)程度上影響了計(jì)量測試技術(shù)的研發(fā)能力，但不可否認(rèn)的是，對(duì)計(jì)量測試技術(shù)的作用和地位認(rèn)識(shí)不充分、研究力度和資金投入不足、研究工作不扎實(shí)、急功近利、只重?cái)?shù)量不重質(zhì)量、不重視工程應(yīng)用等因素，也直接促成了當(dāng)前研究缺乏活力的狀況。

2、高端、高附加值測量儀器設(shè)備幾乎空白

當(dāng)前主流行業(yè)應(yīng)用中的高端儀器設(shè)備，國內(nèi)品牌被排斥在外。高端儀器有著很高的附加值和商業(yè)利潤，常常是一只進(jìn)口的便攜式儀器箱容納的設(shè)備價(jià)值超過100萬RMB，甚至更多，而一套大型的國產(chǎn)儀器設(shè)備只有相對(duì)低廉的利潤。高端儀器設(shè)備的高額利潤建立在高技術(shù)含量的基礎(chǔ)上，因?yàn)槔麧櫢撸ＷC了后續(xù)研發(fā)有充足的資金投入，形成了良性循環(huán)。與此形成反差的是，國內(nèi)建立在原材料和人力成本優(yōu)勢基礎(chǔ)上的儀器設(shè)備，必然利潤微薄，繼而造成研發(fā)投入不足，嚴(yán)重制約著我國測試計(jì)量技術(shù)及儀器設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。

3、測量技術(shù)在理論上的薄弱

測試計(jì)量技術(shù)是面向工程應(yīng)用的學(xué)科，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展的主要?jiǎng)恿碓从趹?yīng)用需求，理論成果如無工程背景，不能解決工程應(yīng)用中的測量問題，則意義和價(jià)值將大打折扣。況且，我國在測試計(jì)量理論上也很薄弱，近年來雖發(fā)表了大量的學(xué)術(shù)論文，出現(xiàn)了很多研究成果，高水平、實(shí)用性強(qiáng)的成果不夠多，而較多的則是低水平重復(fù)。此外，由于行業(yè)原因，我國計(jì)量測量從業(yè)人員較少，業(yè)務(wù)素質(zhì)整體水平不高，人才流失，尤其是高層次人才流失嚴(yán)重，也嚴(yán)重阻礙了學(xué)科的發(fā)展。

測量技術(shù)和儀器的發(fā)展機(jī)遇

1、利用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)提供的同步平臺(tái)，充分發(fā)揮其數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)基于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的測量原理和算法，以計(jì)算資源補(bǔ)償機(jī)械系統(tǒng)性能，以數(shù)據(jù)處理成本降低機(jī)械硬件系統(tǒng)成本。例如新型的復(fù)雜功能測試系統(tǒng)、機(jī)器人測量機(jī)技術(shù)，可以充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的巨大資源，在全工作空間，補(bǔ)償機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)誤差，在機(jī)械系統(tǒng)不變的情況下，顯著提高測量測試精度和儀器功能。

2、充分借助新型器件的性能，降低測量技術(shù)及儀器設(shè)備對(duì)機(jī)械制造水平等的依賴，大幅提高和改善測量儀器設(shè)備性能。如采用高性能的數(shù)字成像器件作為傳感器，配合合理的模型及解算方法就可以利用器件自身的精密制造工藝，設(shè)計(jì)無需精密機(jī)械結(jié)構(gòu)的高精確度測量系統(tǒng)。

四、測量技術(shù)和儀器的發(fā)展趨勢

當(dāng)前的傳感、測試計(jì)量和計(jì)測儀器在機(jī)械系統(tǒng)和制造過程中的作用和重要性較之過去有明顯提高，已作為必須的組成部分參與到系統(tǒng)的功能中。

1、測試計(jì)量技術(shù)應(yīng)該符合現(xiàn)代制造的要求。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)中，制造和檢測常常是分離的，測量環(huán)境和制造環(huán)境不一致，測量的目的是判斷產(chǎn)品是否合格，測量信息對(duì)制造過程無直接影響。現(xiàn)代制造業(yè)已呈現(xiàn)出和傳統(tǒng)制造不同的設(shè)計(jì)理念、制造技術(shù)，測量技術(shù)應(yīng)當(dāng)從傳統(tǒng)的非現(xiàn)場、“事后”測量，進(jìn)入制造現(xiàn)場，參與到制造過程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場在線測量。現(xiàn)場、在線測量的共同問題包括非接觸、快速測量傳感器研制與開發(fā)、測量系統(tǒng)及其控制、測量設(shè)備與制造設(shè)備的集成幾方面。近年來數(shù)字化測量的迅速發(fā)展為先進(jìn)制造中的現(xiàn)場、非接觸測量提供了有效解決方案，多尺寸視覺在線測量、數(shù)碼柔性坐標(biāo)測量、機(jī)器人測量機(jī)、三維形貌測量等數(shù)字化測量原理、技術(shù)與系統(tǒng)的研究取得了顯著的研究成果，并獲得成熟的工業(yè)應(yīng)用。

2、微/納米技術(shù)迅速發(fā)展

微/納米技術(shù)作為當(dāng)前發(fā)展最迅速，研究廣泛、投入最多的科學(xué)技術(shù)之一，被認(rèn)為是當(dāng)前科技發(fā)展的重要前沿。在該科技中，微/納米的超精密測量技術(shù)是代表性的研究領(lǐng)域，也是微/納米科技得以發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。在微、 納米測量領(lǐng)域，基礎(chǔ)問題包括納米計(jì)量、納米測量系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì)、微觀形貌測量等方面，主要研究問題的方向?yàn)椋夯趻呙桦娮语@微鏡的精密納米計(jì)量、微納坐標(biāo)測量機(jī)（分子測量機(jī)）、基于干涉的非接觸微觀形貌測量、基于原子晶格作刻度的X 射線干涉測量及其與光學(xué)干涉儀的組合原理、納米測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和微納尺寸測量條件的研究等。

3、發(fā)展超大尺寸測量和超大型設(shè)備

超大尺寸測量的主要任務(wù)是獲取與評(píng)價(jià)大型和超大型裝備與系統(tǒng)制造過程中機(jī)械特性和物理特性等信息，分析各影響制造性能的要素與機(jī)理，為提升制造能力與水平提供科學(xué)依據(jù)。在超大尺寸測量領(lǐng)域內(nèi)的、共性基礎(chǔ)問題包括距離測量原理、超大尺寸空間坐標(biāo)測量、超大尺寸測量的現(xiàn)場溯源原理與方法。代表性研究方向和重要測量問題，如：大尺寸、高速跟蹤坐標(biāo)測量系統(tǒng)；車間范圍空間定位系統(tǒng)（WPS）；GPS在超大機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)字造船中結(jié)構(gòu)尺寸、容積測量；飛機(jī)制造中形狀尺寸測量；超大型電站裝備和重機(jī)裝備制造中的測量；面向大型尖端裝備制造的超精密測量等。

五．結(jié)束語

在未來的測量及儀器的發(fā)展中，應(yīng)重視基礎(chǔ)研究，著力加大科研投入緊密聯(lián)系工程應(yīng)用，相信在不久的將來我國測試計(jì)量技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域定可獲得快速的發(fā)展，為我國科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉聲華.邾繼貴.視覺檢測技術(shù)及應(yīng)用[J]. 中國工程科學(xué). 2010（01）

第5篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：卓越教育；機(jī)械原理；機(jī)械設(shè)計(jì)；精品課程；課程改革

作者簡介：張洪雙（1976-），男，吉林梅河口人，河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，講師；樓力律（1973-），男，浙江湖州人，河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（江蘇 常州 213022）

基金項(xiàng)目：本文系2013年江蘇省高等教育教改研究立項(xiàng)課題（課題編號(hào)：2013JSJG121）、面向“卓越計(jì)劃“的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革研究和實(shí)踐（項(xiàng)目編號(hào)：XZX/13A001-25）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）05-0067-03

我國提出的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”）旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。河海大學(xué)是首批卓越計(jì)劃的試點(diǎn)高校，同批的高校包括清華、北航、浙大、南大等重點(diǎn)高校，目前國內(nèi)各高校在機(jī)械原理和設(shè)計(jì)課程上主要從課程的教學(xué)體系、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、課程的配套教材、課程的師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)管理等方面進(jìn)行努力和嘗試，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。[1]國外和國內(nèi)“卓越計(jì)劃”相近的工程教育模式為CDIO：[2]構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）。該工程教育模式由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)自2000年起，經(jīng)過四年的探索研究后提出的，是近年來國際工程教育改革的最新成果。

機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)是以高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、理論力學(xué)、普通物理、材料力學(xué)和工程材料等先修課程為基礎(chǔ)的，并為學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)械類專業(yè)課程奠定必要基礎(chǔ)的一門課程。通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能；初步具有擬定機(jī)械系統(tǒng)方案、分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力；掌握通用機(jī)械零、部件的設(shè)計(jì)原理、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，具有設(shè)計(jì)通用機(jī)械零件和簡單的機(jī)械裝置的能力；具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力等。因此本課程具有從理論性課程過渡到結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)性課程，從基礎(chǔ)課程過渡到專業(yè)課程的承先啟后的橋梁作用。機(jī)械原理及設(shè)計(jì)課程理論性較強(qiáng)和實(shí)踐結(jié)合緊密，且各章節(jié)相對(duì)較獨(dú)立，內(nèi)容多，因此在其教學(xué)過程中應(yīng)注重貫徹少而精原則，不強(qiáng)調(diào)面面俱到，知識(shí)點(diǎn)要突出，適當(dāng)增加寬廣度，注重機(jī)械發(fā)展的新概念和新方向。

國家提倡的精品課程建設(shè)是以一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等為特點(diǎn)的示范性課程。面向卓越工程師的機(jī)械原理及設(shè)計(jì)精品課程建設(shè)的目的是針對(duì)卓越教育的特點(diǎn)，從教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革、先進(jìn)的教學(xué)方法和手段、教材建設(shè)、理論與實(shí)踐結(jié)合、課程建設(shè)全面規(guī)劃等方面進(jìn)行努力和發(fā)展，使卓越教育的機(jī)械原理課程教育教學(xué)在各方面符合國家示范性課程的要求。[3]

一、課程建設(shè)方法

根據(jù)精品課程建設(shè)的要求，并結(jié)合河海大學(xué)（以下簡稱“我校”）自身的發(fā)展和基礎(chǔ)條件，從以下幾個(gè)角度進(jìn)行了相關(guān)工作：

1.面向工程應(yīng)用的課程設(shè)置

機(jī)械原理及設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)和課程體系中具有十分突出的地位，是從基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課、從理論性分析為主過渡到工程實(shí)踐為主的一門課程。該課程是學(xué)生接觸工程化的第一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，因此如何深化工程化的概念對(duì)于機(jī)械原理的教學(xué)十分重要。

隨著各高校的擴(kuò)招，年輕教師的數(shù)量越來越多，而且具有博、碩士學(xué)位的比例越來越高。目前各校新引入的年輕教師主要是從學(xué)校到學(xué)校，缺少工程經(jīng)驗(yàn)；企業(yè)導(dǎo)師具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但在理論高度和課程教育上又有所欠缺，所以工程化教育的師資隊(duì)伍建設(shè)成為時(shí)展的需求。結(jié)合國家級(jí)“河海大學(xué)—寶菱重工卓越工程實(shí)踐中心”的建設(shè)，為增加年輕教師的工程實(shí)踐經(jīng)歷，在學(xué)生進(jìn)駐企業(yè)的同時(shí)，各專業(yè)指導(dǎo)教師需要全程陪同，參與到企業(yè)的實(shí)踐項(xiàng)目建設(shè)中。建立企業(yè)內(nèi)實(shí)踐的各學(xué)習(xí)模塊，為各模塊配備校內(nèi)教師和企業(yè)導(dǎo)師，采用雙導(dǎo)師制，企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)實(shí)踐教育，校內(nèi)教師負(fù)責(zé)理論教育，相互學(xué)習(xí)，既提高了校內(nèi)教師的實(shí)踐能力，也為企業(yè)帶來了較新的理論分析方法。而為了提高課堂教學(xué)時(shí)課程中工程應(yīng)用的比例，進(jìn)一步借鑒了蚌埠學(xué)院的相關(guān)做法：[4]優(yōu)先引進(jìn)同時(shí)具有高學(xué)歷和工程實(shí)踐背景的師資人才，聘請企業(yè)內(nèi)高級(jí)技術(shù)人員做校外兼職導(dǎo)師；集合學(xué)院乃至校區(qū)的力量，積極參與常州市及周邊地區(qū)的建設(shè)，增強(qiáng)校企聯(lián)合；鼓勵(lì)專利、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和技術(shù)服務(wù)，而不僅僅是理論研究和科技論文。

2.課程實(shí)施條件

在課程建設(shè)的具體實(shí)施過程中，主要從教師隊(duì)伍建設(shè)、教材規(guī)劃、教學(xué)條件保障等方面入手。

（1）主講教師：從機(jī)械原理及設(shè)計(jì)的教學(xué)人員構(gòu)成來看，任課教師中有1名教授、1名副教授、3名講師，學(xué)歷均在碩士以上，年齡從35歲到50歲，結(jié)構(gòu)合理、年富力強(qiáng)，形成了一個(gè)教師梯隊(duì)。課程的主講教師在本科教育教學(xué)、教改研究等方面具有十分豐富的經(jīng)驗(yàn)。為了提高教育教學(xué)效果，全體任課教師定期召開教學(xué)例會(huì)、集中備課、針對(duì)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)處理和分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

（2）教材規(guī)劃：理論課教學(xué)選用了由東南大學(xué)出版、吳克堅(jiān)編著的《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材。該書是教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果，是面向21世紀(jì)課程和普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材。該教材以機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主線，將機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行有效的整合。精品課程建設(shè)中，教材規(guī)劃參考天水師范學(xué)院的立體化教材建設(shè)方法。[5]立體化教材包括主教材、教師參考書、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、電子教案、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)課程、試題庫等。該教材的建設(shè)與機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容、改革體系相結(jié)合，電子教案和課件能夠及時(shí)反映教學(xué)改革的要求，網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)促進(jìn)教學(xué)改革的嘗試，逐步提高機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)水平。

（3）教學(xué)保障：卓越機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)的教育依托于本科教學(xué)平臺(tái)，能夠充分保障課程教學(xué)的教學(xué)要求。20多年來，學(xué)校不斷加大投資力度，完善建設(shè)，學(xué)院的教學(xué)設(shè)備先進(jìn)、設(shè)施齊全。學(xué)院設(shè)有本科教學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、河海大學(xué)常州校區(qū)工程訓(xùn)練中心、機(jī)械基礎(chǔ)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，其中省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在2007年立項(xiàng)建設(shè)，2010年順利通過江蘇省驗(yàn)收；專用與通用儀器和設(shè)備價(jià)值達(dá)2000余萬元；學(xué)院實(shí)驗(yàn)室占地4000余平方米，擁有實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器1200余臺(tái)套。目前實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程主要包括：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測繪、齒輪參數(shù)測量和范成、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、螺栓連接、軸系零件組合、減速器拆裝和自行車拆裝等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)拼接和機(jī)構(gòu)組合實(shí)驗(yàn)等多個(gè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠加深對(duì)課程內(nèi)容的理解和把握；通過創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以進(jìn)一步提供學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。除了校內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，還依托“河海大學(xué)—寶菱重工卓越工程實(shí)踐中心”，對(duì)企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備、設(shè)計(jì)、工藝和檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤學(xué)習(xí)，讓學(xué)生深入到車間生產(chǎn)一線，切身體會(huì)和了解企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)流程，為更好地適應(yīng)企業(yè)環(huán)境打下良好的基礎(chǔ)。

（4）網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)：為了提供一個(gè)自主的學(xué)習(xí)平臺(tái)，提高教師對(duì)學(xué)生的教學(xué)管理能力，增強(qiáng)學(xué)生全方位的素質(zhì)，完善了網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)模式。[6]我校機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)的精品課程網(wǎng)站內(nèi)容（圖1）主要包括課程簡介、教學(xué)管理、教師隊(duì)伍介紹、教學(xué)資源等。其中教學(xué)資源主要包括助學(xué)式課件、思考題、練習(xí)題、習(xí)題答案、課程重點(diǎn)及難點(diǎn)解析等。網(wǎng)站中設(shè)有留言信箱，方便同學(xué)對(duì)于課程的疑問和問題能夠及時(shí)與老師溝通、聯(lián)系。

3.課程評(píng)價(jià)體系

課程評(píng)價(jià)圍繞課程培養(yǎng)目標(biāo)，不僅要評(píng)價(jià)學(xué)生掌握的知識(shí)與技能，而且還要評(píng)價(jià)學(xué)生課堂的表現(xiàn)、出勤率和學(xué)習(xí)過程。評(píng)價(jià)時(shí)以課程考試為主要的評(píng)價(jià)方式，并輔助以課堂表現(xiàn)和出勤率等，力求評(píng)價(jià)方式的多樣化。[6]單純的期末考試不能完全反映學(xué)生對(duì)課程的掌握程度，目前各高校大多都采用多種方式，如課后作業(yè)、報(bào)告、實(shí)驗(yàn)、小測驗(yàn)、考試等進(jìn)行考核，表1所示為根據(jù)我校卓越教育的特點(diǎn)采用的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和比例。多樣化的考核方式使學(xué)生必須注重平時(shí)的學(xué)習(xí)積累，不能通過突擊的方式完成課程考試，學(xué)生有了積極學(xué)習(xí)的壓力和動(dòng)力，更能均衡地反映學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際水平和學(xué)習(xí)效果，符合正態(tài)分布。

表1 多樣化的考核方法

考核項(xiàng)目

作業(yè) 實(shí)驗(yàn) 隨堂測驗(yàn) 企業(yè)實(shí)踐 期末測試

20% 15% 20% 15% 30%

4.課程改革與創(chuàng)新

機(jī)械原理及設(shè)計(jì)課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和可動(dòng)性的特點(diǎn)。即課程研究的所有問題都來源于生產(chǎn)和生活中實(shí)際的機(jī)構(gòu)與機(jī)器。因此學(xué)習(xí)方法要注意課程的特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過程中尤其應(yīng)注意理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用的相結(jié)合、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖與具體實(shí)物的結(jié)合、機(jī)構(gòu)的靜態(tài)分析與動(dòng)態(tài)分析相結(jié)合、形象思維與邏輯思維相結(jié)合，將理論分析內(nèi)容和工程軟件的應(yīng)用相結(jié)合。

機(jī)械原理及設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)、教學(xué)方法與手段等方面力求創(chuàng)新改革，探索適合卓越計(jì)劃學(xué)生學(xué)習(xí)的課程體系和教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。

（1）教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新：針對(duì)卓越計(jì)劃教育中學(xué)生的理論學(xué)習(xí)時(shí)間壓縮而需要提高實(shí)際應(yīng)用能力的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求，在機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中的主要內(nèi)容為：機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案選型設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與尺寸綜合、機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析和設(shè)計(jì)、常用零部件的選擇、常用機(jī)構(gòu)選擇及設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。此外還要重視介紹學(xué)科發(fā)展的新動(dòng)態(tài)、新方向、新內(nèi)容，注重激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生了解更多更新的理論、技術(shù)與方法。實(shí)踐教學(xué)方面主要包括小項(xiàng)目和專題、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、課外創(chuàng)新等。[7]近年來國家以及江蘇省組織了大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃、機(jī)械創(chuàng)新大賽等，在創(chuàng)新競賽的過程中提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生得到了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)，開闊了眼界。

（2）教學(xué)方法的創(chuàng)新：機(jī)械原理及設(shè)計(jì)教學(xué)方法配合教學(xué)內(nèi)容的改革，加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，將以教師為主的‘灌輸式’教學(xué)向以啟發(fā)式、問題式、討論式教學(xué)為主的新的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，真正成為教學(xué)活動(dòng)的主體。

鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用成熟的工程軟件進(jìn)行相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)中。例如在原理部分章節(jié)中涉及到的圖形法采用AutoCAD軟件來分析和設(shè)計(jì)，既可以得到比手工繪圖精確得多的解，又可以鍛煉利用AutoCAD軟件繪圖的能力。在解析法中可以結(jié)合matlab軟件教學(xué)，既可以直接利用matlab編程的方法，具有豐富的庫函數(shù)、編程簡單、可視化功能強(qiáng)，又可以采用simulink和simMechanics進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。[8]如圖2所示，某曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，各桿件長度分別為l1=120mm，l2=40mm，l3=70mm，l4=100mm，在曲柄運(yùn)動(dòng)角速度250rad/s，利用simulink分析得到桿件BC和CD的角速度曲線。零件的強(qiáng)度分析是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要內(nèi)容，應(yīng)用有限元軟件可以得到非常直觀的應(yīng)力及位移圖形。[9]如圖3所示為應(yīng)用ANSYS 13.0對(duì)某齒輪進(jìn)行強(qiáng)度分析的應(yīng)力和位移圖，其中齒輪模數(shù)mn為2mm，齒數(shù)z為24，螺旋角β為10°，材料45鋼，在輪齒上受到20Mpa的力。對(duì)于這類專業(yè)軟件有時(shí)學(xué)習(xí)起來比較困難，耗時(shí)間，可以采用一些其他三維造型軟件自帶的一些插件進(jìn)行近似的分析，如Solidworks Simulation等，雖然結(jié)果上有一定的差異，但對(duì)于受力的整體變形趨勢的分析仍然有很大的參考價(jià)值。

（3）教學(xué)手段的創(chuàng)新：在教學(xué)手段上，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)，突出課程重點(diǎn)，有效分析課程難點(diǎn)，課堂教學(xué)過程能夠吸引學(xué)生的注意力，注重學(xué)生的參與，啟發(fā)學(xué)生的思考和聯(lián)想，加深學(xué)生對(duì)課程基礎(chǔ)理論的理解。培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)應(yīng)用課程所學(xué)內(nèi)容，鍛煉其獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。教學(xué)方法得當(dāng)，充分利用多媒體教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。[10]多媒體課件中除了課程的文字性內(nèi)容外，還要包括自制的動(dòng)畫課件和機(jī)械相關(guān)的視頻信息，如企業(yè)內(nèi)各種設(shè)備、工具和零部件及加工錄像等。此外，在機(jī)械原理及設(shè)計(jì)課程中有關(guān)結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、常用零部件選型、強(qiáng)度分析和計(jì)算等方面的教學(xué)還應(yīng)該注意多媒體和板書的綜合利用。

二、總結(jié)歸納

機(jī)械原理及設(shè)計(jì)課程在“卓越計(jì)劃”教育的課程體系中處于承上啟下的地位，因此加強(qiáng)卓越班級(jí)機(jī)械原理及設(shè)計(jì)的精品課程建設(shè)具有非常重要的意義和作用。在課程建設(shè)過程中，從面向工程化、保證課程實(shí)施、課程評(píng)價(jià)體系以及課程改革和創(chuàng)新等方面采取不同的措施和方法，可進(jìn)一步提高卓越計(jì)劃的教育教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠牢固掌握機(jī)械原理及設(shè)計(jì)中的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和內(nèi)容，為機(jī)械類后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

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第6篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

【關(guān)鍵詞】產(chǎn)品設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 想象力 功能 原理 結(jié)構(gòu)

【中圖分類號(hào)】G640 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-9646(2008)08-0185-02

1 引言

人類的一切文明都是設(shè)計(jì)的產(chǎn)物。工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是利用科學(xué)研究得到的原理,發(fā)明現(xiàn)實(shí)世界里還沒有的人造裝置,以滿足人類在生活和生產(chǎn)中的各種各樣的需求,從而創(chuàng)造出更美好的新世界。文學(xué)家雨果曾說過“想象是偉大的潛水者。”[1,2]創(chuàng)作新的作品需要想象,同樣科學(xué)技術(shù)研究也需要?jiǎng)?chuàng)新性的想象與想象力培養(yǎng)。中國的大學(xué)教育傳統(tǒng)上以文學(xué)和政論為主,強(qiáng)調(diào)修身、齊家、治國平天下[3]。近代以來,西方的以分析精神為代表的現(xiàn)代科學(xué)教育進(jìn)入中國,并且已成為理工農(nóng)醫(yī)科學(xué)教育的核心[4]。根據(jù)中國教育的長期教育歷史和目前建設(shè)創(chuàng)新型國家的要求,當(dāng)前有必要強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新教育。前文從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、想象與想象力和想象力培養(yǎng)三個(gè)方面著重討論了想象力在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中作用[5]。表1列出的是發(fā)明家所需具備的主要素質(zhì)[6],由數(shù)據(jù)可見,想象力和堅(jiān)持性是邁向成功的兩個(gè)主要素質(zhì),因此,在科技人才的培養(yǎng)方面應(yīng)注重這兩方面能力的鍛煉。只有不斷地在學(xué)習(xí)和工作中,主動(dòng)地學(xué)習(xí)想象的方法,積極想象新的功能、原理和結(jié)構(gòu),才能更好地設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。

機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也需要培養(yǎng)設(shè)計(jì)者的想象力,可以說,沒有想象,就沒有創(chuàng)造,只會(huì)是驥尾之蠅,亦步亦趨的步人后塵。我國政府倡導(dǎo)建設(shè)創(chuàng)新型國家,在一些領(lǐng)域要與國際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū),這需要科技工作者與技術(shù)工人的共同努力。在新產(chǎn)品的創(chuàng)造過程中,需要設(shè)計(jì)者創(chuàng)新性的構(gòu)思新產(chǎn)品、技術(shù)工程師設(shè)計(jì)新產(chǎn)品和制造工藝以及技術(shù)工人加工新產(chǎn)品。工人從事產(chǎn)品制造加工,技術(shù)人員從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工工藝編制,科學(xué)技術(shù)工作者從事產(chǎn)品創(chuàng)新思路研究與產(chǎn)品原型研制。想象力與堅(jiān)韌不拔是創(chuàng)新工作者應(yīng)注重培養(yǎng)和訓(xùn)練的優(yōu)秀素質(zhì)。本文擬討論從事機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新所需要注意的幾個(gè)問題。

2 功能設(shè)計(jì)的想象

產(chǎn)品是指生產(chǎn)出來的物品,對(duì)人類具有一定的功能。“顧客購買的不是產(chǎn)品本身,而是產(chǎn)品所具有的功能。”社會(huì)上流通的產(chǎn)品對(duì)其生產(chǎn)廠商是獲得經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品,而對(duì)使用者來說,他人提供的產(chǎn)品就是自己的工具。西方的阿里士多德和培根曾對(duì)工具論作了闡述,與機(jī)械工業(yè)化革命相對(duì)應(yīng),工具論對(duì)機(jī)械工業(yè)革命、電氣化工業(yè)革命、信息化工業(yè)革命和生物技術(shù)革命都產(chǎn)生了顯著的作用。笛卡兒提出數(shù)學(xué)描述的方法論,后來牛頓、達(dá)爾文和哥白尼等分別提出了自然科學(xué)不同學(xué)科的基本原理。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)機(jī)械原理,1970年德國科學(xué)界提出的功能原理的產(chǎn)品設(shè)計(jì),特別注重功能原理解。功能是產(chǎn)品購買者購買商品的原因,因此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就是實(shí)現(xiàn)某些產(chǎn)品功能。

在人類社會(huì)的前期發(fā)展過程中,工程科學(xué)一直沿用師傅帶徒弟的方式傳承手工技藝,有的的技藝還是家族傳遞下來,由于戰(zhàn)爭等災(zāi)難因素,其中有的技術(shù)已經(jīng)失傳。近代科學(xué)以伽利略為其開端的代表人物,將數(shù)學(xué)原理用于物理知識(shí)的表達(dá)和分析,開啟了近代工程科學(xué)。另一方面,知識(shí)的傳播也由學(xué)校完成,高等教育蓬勃發(fā)展,形成機(jī)械、電氣、土木、化工、計(jì)算機(jī)、信息和生物組成的現(xiàn)代工程科學(xué)體系。機(jī)械工程的歷史悠久,而且其原理知識(shí)滲透到各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域,并沒有隨新型工程技術(shù)的發(fā)展而消亡,而是成為工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。例:現(xiàn)代的航天工業(yè)、生命技術(shù)和核能工業(yè)都離不開機(jī)械工程知識(shí)的支持。機(jī)械產(chǎn)品與信息科學(xué)、生命科學(xué)的結(jié)合,出現(xiàn)了數(shù)控加工機(jī)床、機(jī)器人和靶向藥物等一系列技術(shù)產(chǎn)品,人類的制造能力大幅度提高。近年來,隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,人們設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的能力也將得到顯著提高,計(jì)算分析軟件包的開發(fā)與使用,必將對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方式和方法產(chǎn)生巨大影響,新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期將大大縮短。

要設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品,就是設(shè)計(jì)出新的功能或功能組合。要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)就是要在設(shè)計(jì)初始階段想象出新的功能或功能組合,向用戶提供新的功能。一般常用的想象方式是通過市場調(diào)研或用戶反饋的意見,提出產(chǎn)品功能的改進(jìn),新的產(chǎn)品功能很多是根據(jù)使用者需要而想象出來的。革命性的系列化產(chǎn)品都是依據(jù)新的科學(xué)原理,或變換原理或變換結(jié)構(gòu)所想象出來的。例,從雙卡收錄機(jī)到卡式隨身聽,再到電子技術(shù)的MP4,前者使用相同的磁記錄原理,但變換了結(jié)構(gòu)與功能組合,獲得了便攜的功能。后者采用新的磁記錄原理,利用巨磁阻效應(yīng)設(shè)計(jì)出新的技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)播放聲音和圖像媒體的功能。

功能設(shè)計(jì)有分解和綜合方法,原理設(shè)計(jì)有集成、轉(zhuǎn)用和逆向等方法。產(chǎn)品的功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)不一定是設(shè)計(jì)出前所未有的產(chǎn)品,隨著各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的融合和技術(shù)革命,很多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)采用新的知識(shí)原理來更換以前產(chǎn)品所采用的原理,獲得更低的成本、更方便的制造或使用。

功能設(shè)計(jì)的創(chuàng)新過程中需要形象,例如人類想象出了飛機(jī)、電視機(jī)和收音機(jī)等,在設(shè)計(jì)這些產(chǎn)品前,人們就已經(jīng)幻想象鳥一樣飛行,千里眼和順風(fēng)耳,在古代的小說中就有這樣的文學(xué)想象,后來的技術(shù)革命用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了人們以前的想象。要實(shí)現(xiàn)對(duì)新功能產(chǎn)品的想象,就必須解決其依托的核心功能原理,例如流體力學(xué)原理、無線信號(hào)傳遞等原理。物理原理、化學(xué)原理和生物原理是設(shè)計(jì)新型產(chǎn)品的基礎(chǔ)知識(shí),近200年來,人們主動(dòng)采用各種基本原理設(shè)計(jì)出許多種新產(chǎn)品,而且這一趨勢仍將繼續(xù)下去。

3 原理設(shè)計(jì)的想象

設(shè)計(jì)產(chǎn)品需要依據(jù)一定的功能原理,功能原理的創(chuàng)新就非常重要,機(jī)械原理知識(shí)僅僅是機(jī)械產(chǎn)品原理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。有時(shí)很復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品,如果用電子控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn),其結(jié)構(gòu)就非常簡單。例上面所述的隨身聽。機(jī)械科學(xué)的原理并不多,常用的有杠桿、滑輪、嚙合傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、滾動(dòng)支承、滑動(dòng)支承、電磁支承、凸輪、連桿、螺旋等十幾種。常用的電子原理有加、減、乘、除、微分、積分、反饋等。現(xiàn)在基本的機(jī)械元件和電子元件都已有基本的單元銷售,已有專業(yè)化生產(chǎn)廠家生產(chǎn)這些標(biāo)準(zhǔn)化的元器件。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)并不是將機(jī)電單元簡單的堆砌在一起,而是有機(jī)的組合、有目的的組合基本單元,來實(shí)現(xiàn)其使用功能。

產(chǎn)品的制造工藝原理也十分重要,它們決定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否可以物化、是否可行。常用的機(jī)械產(chǎn)品的加工工藝有車、銑、磨、刨、鏜、鑄造、焊接、熱處理,新的加工工藝有電子束焊接、激光表面處理、離子注入、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、腐蝕、鍵合等等,這些加工工藝都已在機(jī)械產(chǎn)品加工中得到廣泛應(yīng)用。利用新的物理、化學(xué)或生物原理來發(fā)明新的機(jī)械產(chǎn)品或電子產(chǎn)品的加工工藝,這是目前和今后發(fā)展的方向之一。在知識(shí)教學(xué)中,更應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的觸類旁通、獲取知識(shí)的能力。

現(xiàn)代的機(jī)電產(chǎn)品,在構(gòu)思整體設(shè)計(jì)時(shí)就要分析其功能原理形態(tài)矩陣,比較優(yōu)化得到最優(yōu)的技術(shù)原理方案,并且擇善而從地詳細(xì)分析最佳方案。設(shè)計(jì)原理的選擇,不僅要考慮技術(shù)的先進(jìn)性,還要分析其成本、環(huán)境的友好性和可持續(xù)發(fā)展的前景。對(duì)產(chǎn)品功能原理的優(yōu)化軟件在近20年時(shí)間內(nèi)得到了很大發(fā)展,例:TRIZ等。但,產(chǎn)品的成本分析和環(huán)境友好性分析仍無相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件,這也是今后的發(fā)展方向之一。

隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)、虛擬加工和虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展,例:Unigraphics軟件包,機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程也發(fā)生了很大變化,運(yùn)用虛擬軟件設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品的成本比試樣產(chǎn)品的制造,成本大大降低。數(shù)字設(shè)計(jì)、數(shù)字制造和數(shù)字管理技術(shù)的發(fā)展,依托于信息技術(shù),對(duì)機(jī)械工業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了變革性的影響。協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造和協(xié)同管理技術(shù)在最近幾年仍然會(huì)得到快速的發(fā)展。機(jī)電產(chǎn)品的原理設(shè)計(jì)有集成、轉(zhuǎn)用和逆向等方法。例如汽車內(nèi)燃機(jī)集成了連桿傳動(dòng)、軸承支承、凸輪傳動(dòng)等。沖壓機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)就是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)用。鞋底防滑花紋的設(shè)計(jì)是摩擦學(xué)中理論應(yīng)用的反問題。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的想象

要將設(shè)計(jì)原理實(shí)體化,獲取設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功能,就必須進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法有放大、縮小、轉(zhuǎn)用和變結(jié)構(gòu)等。在機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,俄羅斯的學(xué)者非常重視,而德國和日本的學(xué)者重視原理的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)方法。我國的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)在1978年以前學(xué)習(xí)俄羅斯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在80年代學(xué)習(xí)德國的功能設(shè)計(jì)理念、日本的二次設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的零件結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。

從1960年來人們研究的仿生設(shè)計(jì)思路,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者提供了一條途徑。基于流體力學(xué)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),基于固體力學(xué)的齒輪和滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì),基于動(dòng)量守恒原理的噴氣機(jī)設(shè)計(jì),基于光學(xué)的鷹眼、蛙眼設(shè)計(jì),基于紅外原理的制導(dǎo)設(shè)計(jì)等等。在固體材料結(jié)構(gòu)方面有仿生陶瓷、仿生的復(fù)合材料,多層涂層設(shè)計(jì)模仿竹、海螺殼等結(jié)構(gòu),今后在有機(jī)材料的設(shè)計(jì)方面人們更加依賴于對(duì)自然材料的仿生。

結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、新材料的開發(fā)與應(yīng)用將對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響。前人的石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代和半導(dǎo)體時(shí)代以及今后的生物材料時(shí)代,都已經(jīng)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了巨大影響,而且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大變化。例:古代利用細(xì)繩作為鋸子,今天利用合金材料和電力驅(qū)動(dòng)的電鋸,今后的激光切割等。新的原理、新的方法和新材料決定了那個(gè)時(shí)代的產(chǎn)品的技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)代機(jī)電系統(tǒng)向復(fù)雜化和微納化兩個(gè)方向發(fā)展。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品集成了機(jī)械原理、電路原理和控制原理等。例如,盾構(gòu)機(jī)械和大飛機(jī)等,復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比簡單機(jī)械要復(fù)雜100～10000倍,因此其設(shè)計(jì)制造是一個(gè)國家的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造能力的集中體現(xiàn)。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中一般都采用數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)的組織方式,充分發(fā)揮各個(gè)設(shè)計(jì)單位的優(yōu)勢,團(tuán)隊(duì)的協(xié)作有助于縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化產(chǎn)品的性能。我國的機(jī)械工程教學(xué)中過分強(qiáng)調(diào)單元課程的學(xué)習(xí),可喜的是近來組織機(jī)械設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)賽的競賽,這有助于培養(yǎng)設(shè)計(jì)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的能力。

微納機(jī)電產(chǎn)品,以微納微型、微納傳感器和芯片等技術(shù)為代表,在近10年內(nèi)取得了一系列突破。化學(xué)原理和生物原理也逐漸應(yīng)用到這類微納機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),例如生物傳感器和生物芯片等。未來的機(jī)械應(yīng)該是生物機(jī)械,傳統(tǒng)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)都日臻成熟,21世紀(jì)的機(jī)械是生物機(jī)械,這一點(diǎn)上大多數(shù)人已有共識(shí)。我們現(xiàn)在大學(xué)里培養(yǎng)的人才,今后的21世紀(jì)的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新必定依靠現(xiàn)在的青年人,因此有必要開設(shè)系統(tǒng)論、生物原理等課程,這一點(diǎn)仍有欠缺,也未達(dá)成共識(shí),作者認(rèn)為應(yīng)從未來機(jī)械發(fā)展的高度,布局現(xiàn)在的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu),以利于他們今后更有創(chuàng)造性、更好地創(chuàng)造出新的產(chǎn)品。

關(guān)于微納機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì),目前有兩種技術(shù)路線。其一,是將以前的機(jī)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子元器件縮小,在微米級(jí)加工微型齒輪、連桿和軸承等。另一種思路是拋棄傳統(tǒng)的機(jī)械原理和機(jī)械零件設(shè)計(jì),依據(jù)生物物理和生物化學(xué)的基本原理來構(gòu)造微納系統(tǒng),例如仿葵花的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械等。作者認(rèn)為第二種思路是更好的,因?yàn)闄C(jī)械原理和零件的設(shè)計(jì)應(yīng)該隨時(shí)俱進(jìn),不應(yīng)保守的依據(jù)毫米級(jí)的機(jī)械原理和零件,而應(yīng)該結(jié)合生物科學(xué)的發(fā)展,將生物物理和生物化學(xué)與機(jī)械科學(xué)結(jié)合起來,創(chuàng)造出更多更好的微納機(jī)械系統(tǒng)。

5 結(jié)語

(1)功能、原理和結(jié)構(gòu)的思路是德國科學(xué)家提出的別具一格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)整體框架,本文從功能、原理和結(jié)構(gòu)三方面再次討論產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中“想象力”的作用。

(2)未來機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展向復(fù)雜化和微納化兩個(gè)方向發(fā)展,今天我們在本科教育階段應(yīng)該縮減單元知識(shí)的教學(xué),增加系統(tǒng)論和生物原理的知識(shí)傳授。

(3)對(duì)于研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng),學(xué)生的課題研究不應(yīng)竭澤而漁,而應(yīng)結(jié)合研究生的論文主題,在討論課上各抒己見,培養(yǎng)同學(xué)的提出問題、分析問題、解決問題和總結(jié)問題的能力。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對(duì)外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)

二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六

）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

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第8篇：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文

【關(guān)鍵詞】智能機(jī)器人；巡線；反射式紅外傳感器

1前言

隨著城市的發(fā)展，電網(wǎng)越來越龐大，變電站越建越多，但是變電站巡檢人員卻有限，雷電、大風(fēng)雨等極端天氣中電力工人戶外工作艱難。要是一味地延續(xù)以往的巡視維護(hù)工作方式，企業(yè)將要投入更多的人力物力，引入智能機(jī)器人可以大大減輕運(yùn)行人員在運(yùn)維工作中的壓力。更重要的是，可以提高巡檢質(zhì)量。機(jī)器人通過精準(zhǔn)的計(jì)算及監(jiān)控手段，對(duì)電力設(shè)備無死角巡視，可以發(fā)現(xiàn)一般肉眼難以發(fā)現(xiàn)的情況，杜絕人工巡視時(shí)出現(xiàn)的疲勞工作現(xiàn)象，保證巡視工作保質(zhì)高效完成。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的，為了適應(yīng)變電站巡線的發(fā)展對(duì)智能機(jī)器人的要求，提出簡易智能巡線機(jī)器人的構(gòu)想，設(shè)計(jì)出了一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、自動(dòng)駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。

2智能機(jī)器人簡介

智能機(jī)器人采用電機(jī)與車輪一對(duì)一驅(qū)動(dòng)方式，L298D驅(qū)動(dòng)模塊配合單片機(jī)實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)功能，其中包括機(jī)器人的前進(jìn)功能、后退功能、左轉(zhuǎn)功能以及右轉(zhuǎn)功能。采用紅外對(duì)管傳感模塊將信號(hào)反饋給單片機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)紅外循跡避障功能，其中包括機(jī)器人的黑白線自動(dòng)循跡功能、機(jī)器人的紅外感應(yīng)避障功能。采用高清攝像頭實(shí)現(xiàn)防水、防風(fēng)、防撞擊、防火災(zāi)、防短路電流等災(zāi)害全過程記錄功能。

2．1系統(tǒng)架構(gòu)

智能機(jī)器人的整體性能與控制系統(tǒng)的性能有很大的關(guān)系，一個(gè)好的控制系統(tǒng)是設(shè)計(jì)一個(gè)性能優(yōu)良的機(jī)器人的基礎(chǔ)。本為以AT89C52單片機(jī)為中樞，建立擁有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)及圖像識(shí)別系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)，同時(shí)，由電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備和電力儲(chǔ)藏設(shè)備構(gòu)成的供電系統(tǒng)為智能機(jī)器人的正常運(yùn)行提供了電力支持。

2．2實(shí)現(xiàn)功能

智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)目標(biāo)是機(jī)器人能在變電站正常環(huán)境中穩(wěn)定工作，它的行為既可以由操作人員控制也可以自主完成。本文設(shè)計(jì)的機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)的功能如下:(1)正常運(yùn)動(dòng)功能:機(jī)器人的前進(jìn)功能、后退功能、左轉(zhuǎn)功能以及右轉(zhuǎn)功能。(2)尋線功能:根據(jù)規(guī)劃好的路徑，在地面上做出導(dǎo)航線，要求機(jī)器人能夠沿導(dǎo)航線自行移動(dòng):要求機(jī)器人具有自主防撞能力，在運(yùn)行中遇到人或障礙物時(shí)，能夠暫停移動(dòng)。(3)避障規(guī)劃:在設(shè)有障礙物的道路上，能夠主動(dòng)識(shí)別并避開障礙物，規(guī)劃處最優(yōu)路徑，到達(dá)預(yù)訂目的地。(4)圖像識(shí)別功能:機(jī)器人按照預(yù)設(shè)軌跡巡查變電站設(shè)備及輸電線路，實(shí)現(xiàn)防水、防風(fēng)、防撞擊、防火災(zāi)、防短路電流等災(zāi)害全過程記錄，可以記錄災(zāi)害的全過程－倒搭影響全過程、位移變化曲線、氣象全過程數(shù)據(jù)等。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．1驅(qū)動(dòng)模塊

由于服務(wù)機(jī)器人的工作空間主要在變電站，地面平坦，不需要太大的輸出扭矩，必須能靈活操控，而且要求體積小，重量輕、方便檢修，我們在普通電機(jī)和直流伺服電機(jī)之間做了比較。與普通電機(jī)相比，由于伺服電機(jī)在調(diào)速范圍，機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度，響應(yīng)快速性等方面均占優(yōu)，且當(dāng)控制電壓改變?yōu)榱銜r(shí)能立即停止轉(zhuǎn)動(dòng);普通電機(jī)則做不到。同時(shí)從結(jié)構(gòu)上比較，兩者的區(qū)別在于電樞鐵心的長度與直徑之比，伺服電機(jī)較大，而氣隙較小，因此在精密定位和寬調(diào)速范圍的應(yīng)用場合，一般都選用伺服電機(jī)。智能機(jī)器人將借助L293D驅(qū)動(dòng)芯片來驅(qū)動(dòng)以及控制四輪小車的4個(gè)直流電機(jī)，每個(gè)L293D驅(qū)動(dòng)芯片可驅(qū)動(dòng)及控制兩個(gè)直流電機(jī)。L293D具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，可以同時(shí)控制獨(dú)立改變各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向;可以通過PWM控制使能端的信號(hào)輸入實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。與控制板連接，接受控制信號(hào)，并可以通過改變輸入端的邏輯電平實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。

3．2傳感器模塊

要想使移動(dòng)式機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)空間中安全穩(wěn)定的行走，就需要對(duì)機(jī)器人本身及其周圍環(huán)境物體之間的相對(duì)位置和距離進(jìn)行探測，可以用到一種外界傳感器，即接近覺傳感器。這種傳感器對(duì)機(jī)器人在工作過程中進(jìn)行路徑規(guī)劃以及防止機(jī)器人與外界物體相撞十分有意義。我們在智能機(jī)器人上安裝了超生傳感器和紅外尋線傳感器。采用最常用的超聲傳感器來作為機(jī)器人的視覺功能，它內(nèi)部有一超聲波發(fā)射管和一超聲波接收管。發(fā)射管發(fā)出超聲波，如果其正前方?jīng)]有物體，那么接收管接收不到超聲波反饋信號(hào)。當(dāng)前方出現(xiàn)物體時(shí)，超聲波信號(hào)經(jīng)過物體被反射了回來，這時(shí)接收管接收到信號(hào)，向單片機(jī)發(fā)出高電平信號(hào)，以告知單片機(jī)其前方出現(xiàn)障礙物。從光學(xué)上考慮，白色對(duì)光的反射程度很高，黑色與白色相反，黑色會(huì)吸收光線，對(duì)光的反射程度很低。所以紅外二極管發(fā)射紅外線后，小車經(jīng)過黑線時(shí)會(huì)被吸收大量紅外線，紅外接收器接收少量紅外產(chǎn)生很低的反饋電流，在白色區(qū)域行駛則獲得大量紅外反射，紅外接收器反饋電流大。根據(jù)傳感器反饋的電流值，經(jīng)過比較器的篩選，可以轉(zhuǎn)為單片機(jī)可接收的高/低電平，單片機(jī)受到電平的不同，經(jīng)過程序?qū)﹄娖接嵦?hào)進(jìn)行處理后改變小車的行動(dòng)。以小車前進(jìn)方向?yàn)檐囶^，在車頭兩側(cè)對(duì)稱安裝射向地面的紅外對(duì)管，在地面布置一條黑線，讓小車沿著黑線行駛，小車正常前進(jìn)時(shí)，紅外對(duì)管正對(duì)這地板，地板將大量紅外線反射到紅外接收管，傳感器輸出高電平，小車?yán)^續(xù)前進(jìn)。當(dāng)小車偏離原本軌道，其中任一紅外對(duì)管正對(duì)黑色線，紅外射線被黑線大量吸收，紅外接收管輸出信號(hào)為低電平，則小車在往低電平側(cè)原地轉(zhuǎn)向，直到兩邊紅外對(duì)管都輸出高電平，小車?yán)^續(xù)前進(jìn)。

3．3人機(jī)交互模塊

智能機(jī)器人輸入輸出設(shè)備包括藍(lán)牙鍵盤和紅外控制器。我們可以通過通過藍(lán)矛鍵盤或紅外控制器輸入控制信息，進(jìn)而完成人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制。紅外控制器主要有一個(gè)接收芯片和一個(gè)紅外發(fā)射控制板組成，紅外接收芯片可以接受并識(shí)別發(fā)射器發(fā)射的不同控制信號(hào)，并把信號(hào)發(fā)給控制板，控制板發(fā)出命令，使服務(wù)機(jī)器人執(zhí)行不同動(dòng)作。

3．4圖像識(shí)別模塊

通過在機(jī)器人云臺(tái)上裝設(shè)高清攝像頭，機(jī)器人按照預(yù)設(shè)軌跡巡查變電站設(shè)備及輸電線路，實(shí)現(xiàn)防水、防風(fēng)、防撞擊、防火災(zāi)、防短路電流等災(zāi)害全過程記錄，可以記錄災(zāi)害的全過程－倒搭影響全過程、位移變化曲線、氣象全過程數(shù)據(jù)等，為后期對(duì)災(zāi)害分析提供有力的數(shù)據(jù)及影像支撐。此項(xiàng)技術(shù)可以廣泛用于防范惡劣天氣災(zāi)害，直接保障了各類電力用戶的用電安全;通過與變電站控制后臺(tái)的視頻視覺識(shí)別及線路傳感器測量的數(shù)據(jù)融合及決策系統(tǒng)連接，能夠以極地的成本大大的提高變電站線路及設(shè)備在線監(jiān)測的準(zhǔn)確性，防災(zāi)預(yù)警，降低多類災(zāi)害發(fā)生的概率，經(jīng)濟(jì)效益可觀.

3．5電源模塊

電源系統(tǒng)對(duì)智能機(jī)器人來說是相當(dāng)重要的，可以說電源是機(jī)器人的生命源，機(jī)器人控制系統(tǒng)各芯片的運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)等都需要電源提供原動(dòng)力。電源系統(tǒng)有電池和電源管理模塊組成。根據(jù)我們的需要，我們在設(shè)計(jì)中選用鎳鎘蓄電池。電源管理模塊的基本要求是提供穩(wěn)定的電壓，各路電壓信號(hào)不能互相干擾。它的作用是對(duì)7．2V1800mA鎳鎘蓄電池進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。根據(jù)系統(tǒng)各部分正常工作的需要，各模塊的電壓值可分為5V、6．5V、7．2V三個(gè)檔。電源管理單元主要用于以下三個(gè)方面:(1)采用穩(wěn)壓管芯片LM2576將電源電壓穩(wěn)壓到5V后，給單片機(jī)系統(tǒng)電路供電。(2)經(jīng)過一個(gè)二極管降至6．5V左右后供給攝像頭。(3)直接給直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)芯片LQ7960M電路供電。

4結(jié)語

在完成了軟、硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，制作了智能機(jī)器人樣機(jī)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。使用STC－ISP軟件對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的燒錄，對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)置后，通過串口把程序燒錄到單片機(jī)中，并對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行了功能測試，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了預(yù)設(shè)功能。最后將編譯完整、正確的應(yīng)用程序燒錄到控制芯片，進(jìn)行固化后的程序運(yùn)行，機(jī)器人能夠按程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，并且經(jīng)過長時(shí)間工作，功能可靠。此款智能機(jī)器人預(yù)設(shè)功能的實(shí)現(xiàn)，在生產(chǎn)和學(xué)術(shù)研究中均有重要意義。本文所提出的處理思路對(duì)這些方面的研究有一定的參考意義。

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