机电一体化设计精选(九篇)

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第1篇：机电一体化设计范文

关键词：机电一体化、控制系统、设计

中图分类号：U415.521

1. 压路机机电一体化设计的国内外概述

1.1国外压路机机电一体化技术的发展

国外很多公司的自动压实控制系统的新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机是用两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使轮子振动力的大小和方向随着被压物料上振动加速度的变化而相应的变化，用液压系统来调整两轴之间的角度，通过电子控制的方式自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，用装在轮上的加速度表来不间断的显示物料硬度随压实进程的变化。把通过加速度表获得的数据输送到压路机上的计算机里，并保存到软、硬盘中，计算机把这些数据与预先设置在计算机内的参数进行比较。当反馈达到预定值时计算机发出指令，通过调整两根轴的相对角度来调整振动方向和有效振幅，这样可以对压实力进行优化，既减轻司机操作的工作量又改善压实均匀度。

1.2国内压路机机电一体化技术的发展现状

国内压路机厂家在机电自动调整方面取得了一定的成绩，如湖南江麓机械厂研制的W1102DZ振动压路机配备自动驾驶作业系统，很多压路机也配置了声光报警系统。虽然对关键参数实施了时时监控，并且控制方式独特、自成体系，安装与维护简单直观，抗外界干扰能力强，但由于线束复杂，各功能单元之间的父子控制难以实现，传感器资源利用率不高。

2.智能压路机发动机及其工作原理

电子智能（ EDI） 发动机主要以尖端的电子技术为特征， 其卓越机械特性表现在燃油输送特性、发动机管理功能和诊断等方面。作为高度集成化的系统与其它系统（ 如变速箱和冷却系统） 相互作用， 先进的电子系统提供了不受发动机转速影响的更大的燃油喷射率、燃油正时控制和更高的喷射压力， 同时还提高产品的性价比和环保性。电子智能发动机的核心单元是一个装在发动机上的ECM， 这个是基于微处理器为的控制系统， 它的作用是利用自能发动机上的传感器控制发动机的运行状态及监控发动机主要输入输出参数： 还用智能发动机转速、凸轮轴位置、吸管压力、油温、油压、致冷剂温度等参数。因此， 智能控制系统监控着发动机的主要工作特性并存储了相关信息， 检修时，通过一台工业标准诊断仪，工作人员就可以查看发动机的历史工作性能的， 进而对机器实施故障分析， 实现快速低成本的维修。根据ECM 电子控制模板就可以准确计算燃油喷射压力、喷射速度和喷射时间， 然后通过液压控制的电子系统控制喷射系统HEUI 进行动作。

3.液压控制系统的设计

该液压控制系统是由变量泵、安全阀、压差传感器及其电器控制部分组成。用压差传感器来检测负载压力， 用泵、阀控制器发出控制指令， 按照负载的大小调节液压泵的排量， 使泵输出压力比工作负载压力高出一不大的恒定值， 这样是保证液压泵输出功率与负载相适应， 提高效率。

2. 1 振动系统的双频双幅调节

液压控制系统的振动泵是由两个电磁阀控制的， 其中，每个电磁阀对应控制一个高压油流方向， 这两个电阀循环交替通电、断电， 就能可改变高压油流的方向。通过控制定量马达的正反转使振动轴上大小偏心块相分别实现叠加和叠减， 叠加时泵的液压油的排量小， 即出现高幅低频； 叠减时泵的液压油排量大， 即出现低幅高频。

2. 2 对协调行走马达进行功率分配。

该压路机的行走系统由一个行走泵、三个行走马达组成， 通过负荷传感系统和速度传感器完成对行走马达的功率分配。为了摆脱前轮打滑的现象， 就在前轮设置一个小排量马达，这样， 马达的扭矩只能发挥最大排量时的一半； 后轮两马达设置大排量， 其要发挥最大排量输出扭矩驱动压路机。同理，为了摆脱后轮打滑的状况，后轮马达设置小排量， 前轮马达设置为大排量。利用电子控制程序的柔性结合电液伺服技术，最终实现液压泵效率的合理分配。

2. 3 液压控制系统中位软启动功能

该压路机具有一套光电信号传感模块， 发动的机启动是靠行走手柄放在中位来实现的，。这套保护装置是防止压路机带载启动造成对电机的冲击。

2. 4 压路机的自动滑转控制系统

为满足大型工程施工的实际需求（ 要求爬坡能力超过50%） ， 压路机的自动滑转控制系统在无滑转轴和刹车闸的作用下避免单轮快速滑转， 并通过传感器检测振动轮和橡胶驱动轮之间的滑转， 通过调整液压驱动系统液压流量使牵引性能达到最佳状态， 防止振动滚轮和橡胶驱动滚轮同时滑转， 避免机器停顿或下陷。

2. 5 液压控制系统污染检测和主动维护功能

利用液压系统对传感器测出的各种信号进行处理， 用成熟的模糊逻辑原理进行合理的推理与分析，在有多个因素导致故障的情况下， 采用思维模拟技术， 确定故障诱发的因素。因为故障的复杂多样性， 利用BP 神经网络处理诊断信号。 为了设计和谐的人机对话界面， 在设计时采用大量图像分析、液晶显示识别系统来辅助。、

4.目前最迫切的工作

推广与应用机电一体化技术首先改变传统的设计观念，一味的强调低成本竞争会把企业带人死胡同。当然机械产品元件越少其可靠性会越高，但是这种可以牺牲产品多功能换来产品靠性丧失的开发不值得借鉴。国外公司正是看到了故障的存在性，才借助机电液一体化技术来减少故障、迅速发现并解决故障，也正是因为电子元件质优价廉，才使这项技术的广泛应用得到延伸与发展。

再者，要合理利用该技术则离不开同行的之间的合作、引进、吸收和开发。例如英格索兰、卡特彼勒两家公司合作，选用瑞土专业电子仪器公司开发的计算机软件和控制系统，作为连续压实控制的压实数据系统（CDS）以及处理CCC的PC软件程序。把这些压路机制造公司没有能力开发的技术要用有限的资金去引进，在学习、消化和吸收之与国内其它公司联合进行技术开发，利益共享。

小结

在科技高速发展和用户需求日趋主题化、个性化和多样化的时代背景下，产品技术含量的高低和功能的多样性与企业的利润和生存的联系越来越密切。跨国公司为了适应市场降低成本，实施制造本地化及采购全球化战略，促使制造业竞争越来越激烈。本文正是通过对压路机机电一体化设计的研究，来找到提高机械产品的智能化水平，占领市场，让用户满意的有效途径。

参考文献

[1] 刘建强. 土的冲击压实原理及其在高级公路路基压实度控制中的应用效果[J]. 常州工学院学报，2007，20（2）：62-65

[2] 巨永锋. 振动压路机压实智能控制与故障智能诊断的研究[D]. 西安：长安大学，2006

[3] 王霁霞. 压实机械的发展与应用[J]. 科技资讯，2006（1）190-191

[4] 杨璐，冯占强. 智能压实技术发展概况[J]. 工程机械文摘，2011（1）：50-53

[5] 苏丽丹. 智能控制技术在工程机械上的应用[J]. 黑龙江交通科技，2009（3）：115

第2篇：机电一体化设计范文

机电一体化技术这门课程是机电一体化专业的必修课程。课程除了正常的实验环节之外，需要进行机电一体化设计。以往的做法是布置课题后，由学生进行机电结合设备的参数设计和CAD绘图设计，并将设计内容熟练掌握。通过答辩验证学生的课程设计结果。在建立仿真实验室后，在课程设计的内容上，增加了利用仿真软件进行电机驱动电路设计，并进行仿真的环节。其做法是，教师布置并讲解电机驱动的相关电路，学生根据驱动原理设计与机电一体化结构设计相配套的驱动电路，然后进行仿真。所设计的驱动电路，采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3键盘，电机分别完成正转、反转和停转控制。学生在设计前，必须复习步进电机的驱动原理。就是步进电机是将单片机的电脉冲转换成步距角进行旋转运动的装置。一个脉冲，步进电机转一个步距角。而脉冲的频率决定步进电机的转动速度。步进电机的驱动脉冲是分时由脉冲分配器供給的。

2机电一体化仿真设计过程

学生设计好教师要求的软件和电路图后，必须使用PROTEUS程序调用KEILC51程序进行联调。KEILC51可以根据PROTEUS程序的调试结果进行修改，直到两软件将PROTEUS所设计的硬件电路和KEILC51程序所代表的软件程序完美地被结合到一起，并符合所要求的设计要求后，整个设计过程结束。学生要能够完整地设计所要求的电路，并根据电路特点进行编程。所谓的电路特点的掌握，就是机电一体化设计中自动控制理论所需达到和掌握的知识。这些知识中，确定为核心与必须学生掌握的部分，包括步进电机转向原理的掌握、步距角与电机脉冲数的关系、步进电机与直流伺服电机和交流伺服电机的控制特点上的区别与联系、步进电机环形脉冲分配的顺序和特点、C程序设计流程图与编程语句中需要解决与注意的几大问题等等。

第3篇：机电一体化设计范文

关键词：机电一体化；机械系统；设计

中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：

引言：

随着科技的发展,尤其是:电子技术、信息技术的发展,使得传统的机械系统的设计受到了极大的冲击。现在,越来越多的机电‘一体化产品在机械系统中发挥着重要的作用。面对信息时代冲击,客观要求工程技术人员改变传统的设计思维理念,在传统的机械系统设计的基础上,结合电子技术、信息技术,设计出更多更好的机电一体化产品。

1.机电一体化机械系统的设计特点

传统的机械系统和机电一体化机械系统的主要功能都是完成一系列的机械运动,但由于它们的组成不同,导致它们实现运动的方式也不同。传统机械系统一般是由动力件、传动件、执行件3部分加上电器、液压和机械控制等部分组成,而机电一体化中的机械系统应该是“由计算机信息网络协调与控制的,用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统”。其核心是由计算机控制的,包括机、电、液、光、磁等技术的伺服系统。由此可见,机电一体化中的机械系统,已经成为机电一体化伺服系统中的一个重要组成部分,它不再仅仅是转速和转矩的变换器,还需使伺服电机和负载之间的转速与转矩得到匹配,也就是在满足伺服系统高精度、高响应速度、良好稳定性的前提下,还应该具有较大的刚度、较高的可靠性和重量轻、体积小、寿命长等特点。

机电一体化机械系统设计与传统的机械系统设计一样有传动设计和结构设计部分,只是由于机电一体化的特征决定了在机械系统设计过程中有它自身的特点,下面就从传动设计和结构设计两方面进行叙述。

1.1机械传动设计的特点

机械传动设计的任务是把动力机产生的机械能传递到执行机械上去,机电一体化系统中机械传动系统的设计就是面向机电伺服系统的伺服机械传动系统设计。根据机电有机结合的原则,机电一体化系统中采用了调速范围大、可无级调速的控制电机,从而节省了大量用于进行变速和换向的齿轮、轴承和轴类零件,减少了产生误差的环节,提高了传动效率,因此使机械传动设计也得到了很大的简化,其机械传动方式也由传统的串联或串并联方式演变为并联的传动方式,即每一个机械运动都由单独的控制电机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成,各个运动之间的传动关系则由计算机来统一协调和控制。因此机电一体化机械传动系统具有传动链短、转动惯量小、尽可能采用线性传递、无间隙传递等设计特点。

1.2机械结构设计的特点

机电一体化的机械结构仍属于传统机械技术的范畴,在满足伺服系统对其稳、准、快要求的前提下,从整体上说应逐步向精密化、高速化、小型化和轻量化的方向发展。因此在进行结构设计时就应综合考虑到各个零部件的制造、安装精度,结构刚度,稳定性以及动作的灵敏性和易控性。对具体的零部件的设计提出了更高、更严的要求,例如:采用合理的截面形状和尺寸、采用新材料和钢板焊接结构来提高支承件的静刚度;采用高传动效率和无间隙的传动装置和元件,如滚动丝杠,消除间隙的齿轮副、齿轮齿条副、蜗轮蜗杆副来提高运动的灵敏性和定位的准确性;采用低摩擦系数的导轨提高运动的平稳性。近几年在结构上也出现了并联形式,如并联机器人、并联机床等,极大地简化了机械结构,提高了产品的刚度重量比及精度。

2.机电一体化机械系统的设计思路

机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节:静态设计和动态设计。

2.1 静态设计

静态设计是指依据系统的功能要求,通过研究制定出机械系统的初步设计方案。该方案只是一个初步的轮廓,包括系统主要零、部件的种类,各部件之间的联接方式,系统的控制方式,所需能源方式等。有了初步设计方案后,开始着手按技术要求设计系统的各组成部件的结构、运动关系及参数；零件的材料、结构、制造精度确定；执行元件(如电机)的参数、功率及过载能力的验算；相关元、部件的选择；系统的阻尼配置等。以上称为稳态设计。稳态设计保证了系统的静态特性要求。

2.2 动态设计

动态设计是研究系统在频率域的特性,是借助静态设计的系统结构,通过建立系统组成各环节的数学模型和推导出系统整体的传递函数,利用自动控制理论的方法求得该系统的频率特性(幅频特性和相频特性)。系统的频率特性体现了系统对不同频率信号的反应,决定了系统的稳定性、最大工作频率和抗干扰能力。

2.3 静态设计的优势

静态设计是忽略了系统自身运动因素和干扰因素的影响状态下进行的产品设计,对于伺服精度和响应速度要求不高的机电一体化系统,静态设计就能够满足设计要求。对于精密和高速智能化机电一体化系统,环境干扰和系统自身的结构及运动因素对系统产生的影响会很大,因此必须通过调节各个环节的相关参数,改变系统的动态特性以保证系统的功能要求。动态分析与设计过程往往会改变前期的部分设计方案,有时甚至会整个方案,要求重新进行静态设计。

3.机电一体化机械系统的设计

机电一体化机械系统的设计和传统的机械系统的设计有很大的不同之处。传统机械系统一般是由动力元件、传动元件、执行元件3个部分加上电磁、液压和机械控制部分,而机电一体化中的机械系统应该是“由计算机信息网络协调与控制的,用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统。”其核心是由计算机控制的,包括机、电、液、光、磁等技术的伺服系统。由于机电一体化机械系统有别于传统的机械系统,所以在机电一体化机械系统的设计过程中要从以下两个方面加以重视。

3.1机械传动设计

机械传动设计的任务是把动力机产生的机械能传递到执行机械上去,机电一体化系统中机械传动系统的设计就是面向机电伺服系统的机械传动系统设计。根据机电有机结合的原则,机电一体化系统中采用了调速范围大、可无级调速的控制电机,从而节省了大量用于进行变速和换向的齿轮、轴承和轴类零件,减少了产生误差的环节,提高了传动效率,因此使机械传动设计也得到了很大的简化,其机械传动方式也由传统的串联或串并方式演变为并联的传动方式,即每一个机械运动都由单独的控制电机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成,各个运动之间的传动关系则由计算机来统一协调和控制。因此机电一体化机械传动系统具有传动链短、转动惯量小、尽可能采用线性传递、无间隙传递等设计特点。

3.2机械结构设计

从结构设计来讲,应从整体上向精密化、高速化、小型化和轻量化的方向发展。因此在结构设计时应综合考虑到各个零部件的制造、安装精度,结构刚度,稳定性以及动作的灵敏性和易控性。对具体的零部件的设计提出了更高、更严的要求,如采用合理的截面形状和尺寸、采用新材料和钢板焊接结构来提高支承件的刚度;采用低摩擦系数的导轨提高运动的平稳性。除了以上两个方面以外,机电一体化机械系统设计还需工程技术人员在设计方法上大胆创新,充分利用已有的模块,,并且在设计之初,就考虑到产品在制造、使用过程中对生态环境的影响。

4.结语

机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。设计好机电一体化机械系统是“机电一体化”产品的前提。面对日益发展信息时代,掌握机电‘一体化机械系:统设计的思路,是开发机电一体化产品的关键所在。必须结合各自的实际,开发实事求是的机电一体化机械系统,实现效益的提升。

参考文献：

[1]汪丁丁.机电一体化机械系统设计.济南:山东出版社,2003

[2]杨光化.机电一体化与微电子技术的整合.计算机教育,2004(5)

第4篇：机电一体化设计范文

关键词：机电一体化系统；设计；方法论

引言

机电设备往往是多工程应用领域综合产品，需要研发人员及从业使用人员具备多学科的背景知识。机电一体化系统设计方法论从系统全局的角度出发，全面阐述机电一体化的设备设计过程，对于研发机电设备具有极其重要的指导意义。在当今工业4.0背景下，机电一体化系统设计方法论被赋予了更多时代使命，需要解决更多实际问题。国内外学者的相关理论研究成果早已层出不穷，本文将研究分析国内外关于机电一体化系统设计方法论的发展现状。

1机电一体化系统设计方法论的发展阶段

机电一体化系统设计方法论与机电一体化的发展密切相关，而机电一体化的发展历史目前可以分为四个阶段。1950—1970年代，在第三次工业革命的大背景下，伴随着计算机技术的发展，机电一体化已处于萌芽阶段，但相关产品和技术没有获得成功与认可。1970—1990年代，得益于集成电路和微型计算机技术的发展，控制和通讯等技术得到突破性进展，同时自动化水平大大提高，机电一体化已形成独立学科，处于初步发展阶段。1990—2010年代，由于计算机、自动化等技术进一步极速发展，光学、智能算法等更多领域知识融入机电一体化学科，机电一体化处于高速发展阶段。2010年至今，在工业4.0的大背景下，由于计算机数字仿真、网络信息等技术的迅速发展，机电一体化技术处于繁荣发展阶段，将对社会生产力作出更大贡献。相应地，机电一体化系统设计方法论也随着机电一体化技术的发展而出现。从1970年代开始，最初的理论研究集中在如何定义机电一体化系统，主要观点来自欧美和日本。从1980年代末期学者开始对机电一体化进行系统设计方法论研究，主要是从系统的组成划分角度出发，更加注重各部分的功能描述、物理特性及其相互间的逻辑关系，使人们更加深入了解机电一体化系统。1990年代开始，由于计算机技术的极速发展与大规模普及，机电一体化系统设计方法论开始有了新的发展方向，主要是从基于系统建模技术的仿真平台出发，能够模拟机电一体化系统，大幅节省机电产品研发周期与成本。

2机电一体化系统设计方法论的主要观点

表1～3列出了机电一体化系统设计方法论发展各个阶段对应的主要观点。不难看出，表1是各国研究组织对机电一体化的定义，其从最初的机械与电子简单相叠加，发展到包含机械、电子、电气、通讯、控制、网络等多学科交叉融合，并且直到现在仍在不断更新，一直在反映着工业科技和理论研究的最新方向，但缺点是未能对机电一体化系统设计方法论进行深入的研究。相比于表1对应的仅仅定义机电一体化阶段，表2对机电一体化系统进行了深入的设计方法论研究，都各自提出了自己的设计理论，更加全面地阐述了机电一体化系统设计的内涵。例如德国达姆施塔特大学的RolfIsermann在自己的研究论文里提出机电系统设计五块论，把机电一体化系统比作人，由五个部分组成，包括控制、动力、传感、操作和结构，分别对应大脑、心脏、五官、四肢及躯体，不过缺点是对各部分的特点和融合设计考虑较少。表2中的方法论缺点在于太偏重于理论方面研究，虽然尝试着引入数学物理模型，但不能较好地描述实际系统，面对日益复杂的机电系统越来越吃力。如表3所示，由于计算机仿真技术在现代工业产品设计中起到了越来越大的作用，而仿真软件平台的核心技术理论在于建模，研究者纷纷提出基于各自建模理论的机电仿真设计平台或系统设计方法论，部分软件在机电设计领域得到了广泛应用和商业化，例如20-Sim、AMESim和Dymola等。

3机电一体化设计方法论发展趋势预测

从机电一体化系统设计方法论的发展来看，未来方向会越来越围绕计算机仿真为核心来建设，主要发展趋势如下：

3.1多个软件联合仿真成为方法论关键技术

在计算机技术日益进步的今天，很多商业机电仿真软件建模模型库更加接近物理实际，算法更加丰富，界面更利于互动，操作更加容易，兼容性和稳定性更好，功能越来越强大，但是在多学科仿真方面还不够完善。而机电产品往往涉及到机械、电气、电子、气动、液压、热力学、磁场、光学等多学科，目前单一的仿真软件无法擅长上述所有学科建模，因此将各机电软件自身最擅长的学科联合起来，取长补短，对机电系统进行联合仿真，提出相应方法论，可以达到最佳效果。

3.2方法论更加注重机电系统各组成部分逻辑

由于仿真软件模型越来越能反映实际物理模型，机电系统模型更加真实，方法论对于基于纯数学工具建立机电模型的能力要求在逐步削弱，而基于机电仿真的设计方法论会更加注重机电系统各组成部分的逻辑建设，使各软件或各理论模型更加融会贯通地结合。

3.3方法论更加注重机电系统最优化设计

方法论应在系统设计的各个阶段提出评价方法，利于优化设计评估。由于机电仿真软件功能的强大，进行机电设计时可以利用软件自带的优化算法，在关键设计阶段不断进行优化。或者直接提出相应的系统优化方法，在设计流程中，把仿真和试验作为其中的工具或步骤，来达到高效优化的目的。

3.4方法论更加注重机电系统创新设计

借助于计算机仿真，机电一体化系统设计方法论能够更加快速地融合各学科知识，机电系统设计的周期必然变短，方案种类变多，创新元素也必然更容易产生、表达和实现，从而能更加高效地实现整个机电系统创新设计。

3.5工业4.0将会在方法论中得到体现

工业4.0的重要特征是大数据化，本质上是广义工业智能物联网信息共享交互，这也将在机电一体化系统设计方法论的发展中成为必然趋势。例如方法论可以在设计、验证、优化过程中每一个步骤都被数据化记录，和机电产品在生产、运维和退役过程中表现出来的性能优缺点数据进行双向物联，可以在实际生产应用中预测问题、解决问题以及优化设计。

4结语

第5篇：机电一体化设计范文

介绍。

关键词：机电一体化；可靠性；预计分配

中图分类号：TH239 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0012-02

1 概述

随着我国市场化经济的发展和技术水平的不断提高，机电一体化产品在我国各个行业、各个领域的应用范围越来越广泛，机电一体化的产品结构越来越复杂，其使用条件和应用的环境也更加严格，由此产生的产品可靠性问题必然增多。可靠性是衡量产品质量的一项重要指标，早在20世纪50年代，国外就兴起了对技术可靠性的广泛研究。

可靠性是产品或系统的重要指标属性，要提高系统的使用寿命、应用的稳定、计算的准确，降低长期使用的损耗费用，产品质量的时间起到关键作用。可靠性分析，目前已经成为产品安全性预测、质量保障及维修计划制定等工作不可或缺的手段。尤其是在现代生活中，不论是复杂的飞机，还是日常生活中简单的计算机等，都是应用大量复杂的机电一体化产品与系统的典型代表，与此同时，可靠性工程应用其中，并取得了成功。

2 可靠性

机电一体化产品的可靠性是利用时间作为标准对产品质量指标进行描述，机电产品在规定的条件和时间内完成规定功能的能力。它包含五个要素，分别是：对象、规定的工作时间、规定的工作条件、正常运行的功能以及

概率。

机电一体化产品的可靠性研究对象既包括系统，也包括各种单元、组件、零部件等。“规定的工作条件”一般包括：环境条件、动力条件、负载条件以及使用和维护条件。“规定的工作时间”一般指产品的全寿命周期。正常运行的功能是指机电一体化产品完成任务的各参量。而概率是可靠性的数值表征。

可靠性指标是产品可靠性的量化标尺，是进行可靠性分析的依据。可靠度、失效率、平均寿命、平均维修时间等函数都是机电一体化产品常用的可靠性指标。在不同的工作条件下，对于不同的机电系统，应采用不同的可靠性指标来进行可靠性设计。

3 可靠性设计

机电产品的可靠性是设计出来、生产出来的。可靠性设计是一种预先考虑产品或系统可靠性的设计方法，运用可靠性设计可以实现在完成预定功能的前提下，使性能、重量、成本、寿命等各方面相互平衡，设计出可靠性高的产品的目的。其任务就是确定产品质量指标的变化规律，并在其基础上确定如何以最少的费用来保证应有的工作寿命和可靠度，建立最优的方案，实现产品的设计需求。设计人员必须明确可靠性设计的目的并掌握可靠性设计的方法，因为可靠性设计是机电一体化产品设计中最重要的一环，可靠性设计与机电产品的功能设计同步进行也是必要的。可靠性设计主要包括可靠性预计和可靠性分配两

部分。

3.1 可靠性预计

可靠性预计是为了估计产品在给定工作条件下的可靠性进行的工作，以以往的工程经验、故障数据、当前技术水平、元器件的失效率等为依据，预计产品实际可能达到的可靠度。可靠性预计包括可靠性分析和可靠性预测两个过程。

可靠性分析就是依据机电一体化产品各个组成单元的具体功能特性，绘制反映其物理关系的功能框图。然后根据功能图，进行可靠性建模，分别是绘制能够反映其逻辑关系的可靠性框图和建立可靠性数学模型。机电一体化产品的可靠性与组成它的各个单元的可靠性之间的定量关系是可靠性数学模型反映的内容。产品系统彼此组合起来的形式和各组成单元本身的可靠性是产品系统的可靠性的两个决定性因素，也就是在逻辑图中各个单元之间的连接

方式。

完成可靠性数学建模，把机电系统的可靠性特征量表示成各部分可靠性特征量的函数，再根据已知的各部分的可靠性指标数据计算出系统的可靠性，进行可靠性预测。通过可靠性预测，能实现对机电一体化产品各单元的现有元器件水平和使用条件下能达到的可靠性指标的客观认识，又能找到系统的可靠性薄弱环节，从而提出对设计方案的修改意见，最后再进行实施。在一般情况下，最终形成一个机电一体化系统，需要进行若干次可靠性预测，并且预测越早越好。

3.2 可靠性分配

技术可靠性分配是技术可靠性设计的基础，也是系统可靠性设计的重要任务之一。可靠性分配是为了使复杂问题的处理得以简化并便于检验，把系统的可靠性指标按照一定的方法合理地分配给系统、单元、零部件的全过程。它是一个分解的过程：由一个整体到局部、由大到小、由上到下，也是系统可靠性预计与分配贯穿整个设计的过程，而且系统设计初期的可靠性预计与分配对系统可靠性有着十分重要的影响。

4 结语

社会各个领域越来越广泛地应用机电一体化产品，机电一体化产品的可靠性问题逐渐受到各方的关注。本文以可靠性为出发点，详细介绍了机电一体化产品的可靠性设计过程，为使用者提供参考，起到提高机电产品可靠性和质量的作用，达到增加机电一体化产品的社会效益、经济效益的目的。

参考文献

[1] 王世萍，朱敏波.电子机械可靠性与维修性[M].北

京：清华大学出版社，2000.

[2] 郑和元.关于机电一体化系统中的可靠性分析[J].商

品与质量·焦点关注，2012，（4）.

[3] 秦明，巫世晶，孙旋.机电系统可靠性工作与分析技

术概述及应用[J].机电设备，2006，3：34-38.

[4] 杨鹤年，韩钢.机电一体化系统中的可靠性分析[J].

第6篇：机电一体化设计范文

【关键词】 机电一体化 系统 设计 应用

1 机电一体化产品的构成及特点

1.1 机械系统

机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。除一般性的机械强度、刚度、精度、体积和重量等指标外，机械系统技术开发的重点是模块化、标准化和系列化，以便于机械系统的快速组合和更换。

1.2 动力系统

动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。

1.3 传感与检测系统

传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。

2 机电一体化设计的关键技术

2.1 精密机械技术

机械技术是机电一体化技术的基础，因为机电一体化产品的主功能和构造功能大都以机械技术为主得以实现。在机械传动和控制与电子技术相互结合的过程中，对机械技术提出了更高的要求，如传动的精密性和精确度的要求与传统机械技术相比有了很大的提高。在机械系统技术中，新材料、新工艺、新原理以及新结构等方面在不断的发展和完善，以满足机电一体化产品对缩小体积、减轻重量、提高招度和刚度以及改善工作性能等方面的要求。

2.2 信息处理技术

信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息的交换、存取、运算、判断和决策分析等。在机电一体化产品中，实现信息处理技术的主要工具是计算机。计算机技术包括硬件和软件技术、网络与通信技术、数据处理技术和数据库技术等。在机电一体化产品中，计算机信息处理装置是产品的核心，它控制和指挥整个机电一体化产品的运行，因此，计算机应用及其信息处理技术是机电一体化技术中最关键的技术，它包括目前广泛研究并得到实际应用的人工智能技术、专家系统技术以及神经网络技术等。

2.3 检测与传感器技术

在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及与工作过程有关的相应信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。机电一体化产品要求传感器能快速和准确地获取信息并且不受外部工作条件和环境的影响，同时检测装置能不失真地对信息信号进行放大和输送及转换。

2.4 自动控制技术

机电一体化产品中的自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、校正、补偿等。机电一体化产品中自动控制功能的不断扩大，使产品的精度和效率都在迅速提高。通过自动控制，机电一体化产品在工作过程中能及时发现故障，并自动实施切换，减少了停机时间，使设备的有效利用率提高。由于计算机的广泛应用，自动控制技术越来越多地与计算机控制技术结合在一起，它已成为机电一体化技术中十分重要的关键技术。该技术的难点在于现代控制理论的工程化和实用化，控制过程中边界条件的确定，优化控制模型的建立以及抗干扰等。

3 机电一体化产品设计方法

3.1 产品可行性研究

通过实际调查和研究，掌握对所设计产品的市场需求，并进行可行性论证，从而确定产品设计的基本方案，其中包括预测投资总额、组成部件价格、产品的性能价格比以及经济评价等。

3.2 基本设计阶段

在基本设计阶段要提出必需的主要技术，其中包括硬件技术和软件技术两个方面。硬件包括产品的结构元件和控制元件，软件包括操作系统和控制系统。在进行整个系统设计时，必须提出几个方案进行比较，从中选出较优的方案。

3.3 详细设计阶段

详细设计包括业务分工、程序设计、操作系统设计、工艺设计、设备设计、总体设计、控制系统设计、安全保护设计等。在开发性产品设计过程中，要拟定产品的各项性能指标参数，通过计算选定所用的设备，从而进一步完成机构设计、运动和性能设计以及控制设计等。

3.4 实际运行试验

这一阶段的工作主要包括产品工作性能检验和改进以及产品性能评价。产品工作性能检验的目的是进行生产周期和生产率测定，进行故障分析和考察故障时间等。改进是指对产品存在的问题提出改进措施以提高产品的性能。产品的性能评价包括技术评价、经济评价两个方面。这一阶段是产品设计过程的总结阶段，目的是通过对已确定的操作系统的具体使用，检验其实际的使用价值。

在实施机电一体化产品设计的过程中，要正确处理好质量与成本、市场需求与技术可能性、长期发展和短期利益之间的矛盾关系，在满足市场需要的前提下，使产品具有足够的竞争力，同时又要符合当前实际情况和技术可实现性，以保证产品获得最大的技术经济效益和社会效益。

参考文献：

第7篇：机电一体化设计范文

关键词：机电一体化，毕业设计，措施

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

keyword:mechanicalandelectronicintegration，Graduationdesign，Measures

1引言

毕业设计是高校机电一体化专业教学中的一个必不可少的教学环节，是对学校应届毕业生在毕业前接受的一次综合性实践训练，是对学生所学知识进行整理和系统的必要环节。它是学生接受设计任务，在教师指导下独立进行工程实践，获得基本训练并取得成果的过程，它是评估毕业生学业成绩的一个重要方式，也是提高学生综合素质与创新能力的关键一环[1]。结合我校教学工作的实际情况，我主要从选题、开题环节、毕业设计指导，论文答辩等方面，提出了改进毕业设计工作的措施。

2立足实际,科学选题

选题是毕业设计工作的龙头，选题质量是影响毕业设计质量的重要因素，精心挑选毕业设计题目，是搞好毕业设计的第一步。结合我校实际情况，我认为当前选题工作存在着一些问题：1、有的选题缺乏综合性、新颖性,深广度不够；2、有的选题对学生显得难度较高,工作量过大；3、有的选题虽然有较高的研究价值，但学生由于怕难或者因就业等原因而不愿选；4、有的选题虽然取自实际生产，但学生并不能完全弄明白生产实际的具体情况，设计就有脱离实际的情况出现；5、有的选题虽然很好，但是学生都选同一类型的题目，相互之间，互相借鉴的比重太大，使的设计变相的成了一种具体的形式，另外，不同指导教师之间和不同的学生之间设计题目在难度和份量上也存在一定差异。

针对以上问题,可以从三个方面综合考虑选题。

（1)毕业设计选题要尽可能做到一人一题，相互之间的共性尽可能少一些，这样就可以避免学生之间互相抄袭、引用，让他们能够真正从设计的角度去思考问题，达到锻炼和学习解决实际问题的能力，达到这个教学环节实施的意义。

(2)毕业设计选题要尽可能联系生产实际和工程应用的研究。这样有利于调动学生的积极性,由于是真做实干,他们就会主动去了解、熟悉有关企业生产的实际情况，积极主动的去分析实际问题，找到解决问题的方法和途径，使学生的综合能力得到提高。因此,我们在为2004级机电一体化专业的学生选题时,选择了“20Kg铝锭自动装箱系统的设计”，“擦黑板机械人的设计”，“简易倪红灯控制系统的设计”,“十层电梯的PLC控制系统设计”，“电子抢答器的设计”等新颖的又结合生产、生活实际的设计题目，这些题目不仅能够反映当代科技发展水平，而且能够让学生能进一步了解、把握国内外在机电一体化领域的一些最新成果和发展动态，使学生能够积极主动的参与到实际课题的研究中来。

(3)要考虑完成课题的客观条件。学校毕业设计经费、教学试验条件都有限,不是任何来自科研实际的课题都可用做毕业设计,必须根据客观条件来选择设计题目,这些条件主要包括:可查资料库源,试验设施和足够的经费等,因此我们在选题时,一般选用能为学生提供可用的仪器设备,试验场地等条件的科研课题,这样可以为学生做毕业设计时提供可以直接操作，锻炼自己的动手能力的机会。

（4)要有适当的难度和深度。举例说我们选择“擦黑板机械人的设计”课题时,考虑到该课题涉及了机械原理、系统设计、数电、模电、单片机、微机原理、汇编等多个领域,涉及的知识面较广,设计工作量较大,有一定的深度,学生可以通过综合应用所学的基础理论和专业知识,在规定的时间内得到充分的锻炼,但是考虑到本课题有一定的难度,为了保证学生在有限的毕业设计工作时间内，经过努力能完成任务或做出阶段性结果，我们安排了两个同学参加,在掌握总体设计思路的基础上,分别进行硬件结构设计、软件设计等不同部分的的设计工作，让每一位同学都各有侧重点地进行研究，经过两位同学的分工合作，最终完成了整个毕业设计题目的设计任务，效果良好。

3加强教学督导,落实开题环节

为了提高毕业设计的教学质量，我们借鉴了研究生创新能力培养方法,在本科毕业设计教学中加入开题环节，其目的是：1、通过开题环节可以尽早发现毕业设计题目是否满足专业要求，学生能够完成的可能性有多大，能否涵概所学专业的所有知识等基本问题。2、通过落实开题环节，还可以强化学生通过查阅文献资料，广泛获取信息的能力，培养学生提出问题、拟定实验研究方案和设计方案，进行科学实验与测试，对数据进行整理与分析，撰写实验报告、毕业论文的能力，同时也是对学生的书面表达和口头表述的能力的培养，是落实和加强对学生创新能力的培养的有效手段。具体的实施办法是：

（1）明确落实开题环节的必要性。开题的意义在于完善论文设计方案,使论文设计方案更加系统化。学生通过收集设计资料的相关信息，听取各方意见，可以明确自己的设计思路，坚定设计者的信心。一般说来，将思考的东西正式地讲出来和写出来，会比原来所思考的更有升华的意味，因为从“思”到“说”和“写”,其间加入了逻辑的创造过程。因为在撰写开题报告时,就要求学生能够弄清楚设计题目的来龙去脉，从而使学生明确毕业设计课题的目的和要求，让他们对题目有更深刻理解与认识，会使原来的设计思路更加完善和系统，令他们对自己的工作做到“胸有成竹”，减少盲目性,避免出现不知从何处入手的尴尬局面。（2）开题环节的组织和实施。我们要求学生在开题会之前,，要按规范书写开题报告。在开题的时候，学生须持经指导老师签字同意的开题报告书、任务书及其它相关资料上台汇报。主要汇报选题的目标和意义、拟采取的技术路线和方法、工作基础、预期成果和工作计划等要求的内容，要求学生自述10分钟，然后评审小组根据学生的自述和开题报告书及其它文本内容，对学生毕业设计题目是否达到专业培养目标要求和完成论文设计的可行性进行考核,并对毕业设计题目的设计广度、深度、贴切度、重点和难点等提出具体的修改意见。

4采取有效措施,加强过程指导

为了提高我们机电一体化专业毕业设计的教学质量，我们探索出了一条适用于毕业设计的全环节教学质量监控的方法。具体的措施是：1、设定学生的设计出勤表，要求学生在规定的时间内签到，这样做的目的是可以很好的掌握学生的设计进度，督促和指导学生按时完成设计。2、成立设计指导小组，小组成员尽可能包含所有专业特长的教师。小组内的每一位老师都可以对小组内的学生进行自己专长方面的专业指导，这样可以提高指导设计者的综合能力，使毕业设计的内容准确专业。3、开展设计小组例会制度，即每个设计小组每周开一次例会，主要工作是：要求学生把一周设计的心得体会在例会上发言，汇报设计进度，并提出设计中发现的新问题。这样做一方面可以跟踪学生的设计进度，及时发现问题，并能及时纠正；另一方面，可以促进教师之间相互交流学习，使教师教学水平共同提高。通过对我校毕业设计工作的综合考核，这种工作方式完全实现了对整个设计过程的检测，保证了教学质量。

5严格考评,保证答辩的质量

答辩是毕业设计工作的最后一个环节，是全面检查和评估毕业设计质量的重要手段。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计。我校的具体情况是：根据不同的专业成立若干答辩分委会，分委会下辖若干个答辩小组。分委会主任和答辩小组组长均由副高职称以上教师担任。为了加强教学督导作用，我校专门设立教学督导组，成员都是离退休的老教授，在答辩期间分别派到各个小组指导答辩工作。

毕业答辩前首先是对学生的毕业论文进行盲审,要求由除指导教师外的答辩小组2名以上教师认真审查评阅，写出评阅意见与评分，盲审不通过的不准予参加毕业答辩，以此来审查学生的答辩资格。通过的同学要准备答辩的ppt，把毕业论文的结构、主要完成部分及设计的结果等内容准备出来。答辩时,要求每位同学的答辩自述时间应控制在15-20分钟左右,教师提问20分钟为左右。在答辩过程中要有专人对学生所提的问题进行记录，对答辩情况进行汇总。答辩完成后，要求所有答辩小组的成员对各个学生的答辩情况进行决议，给出毕业答辩成绩。毕业设计成绩评定必须坚持标准,严格要求。“优秀”的比例应严格控制在本专业参加答辩总人数的15%以内,优良比例应严格控制在60%以内。

毕业设计的质量,除了本身的学术水平、应用价值另外,还应考察学生解决实际问题的能力、对知识的综合应用能力、在工作中查阅处理信息和应用各种工具的能力、撰写科研报告和表达交流的能力以及在工作中的团队协作能力等。对毕业设计拟评“优秀”的学生,要求参加各系答辩分委会组织的集中答辩。对毕业设计平时不认真、小组答辩成绩较差的学生,由相关分委会组织复答辩后视情况决定是否给予通过。答辩委员会要办事公正,治学严谨,严把质量关,对毕业设计达不到教学要求的,决不姑息。

6结论

要想搞好毕业设计工作,关键的是要做到“五个到位”,即认识到位、经费投入到位、指导教师到位、学生到位和管理工作到位。另外,,消除学生毕业前的各种干扰,专心做好毕业设计,是本阶段学生思想政治工作的重点。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计。正确认识毕业设计的重要性将有利于保障和提高教学质量，实现为社会输入合格人才的要求。

第8篇：机电一体化设计范文

关键词：机电一体化；教学内容；创新设计

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0094-02

“机电一体化设计基础”是很多高校为机械设计制造及其自动化专业高年级本、专科生所开设的一门专业课，旨在为高年级学生理清前三年的各专业课间的关系，能够以系统的观点和方法去分析和设计机电一体化系统，一般应为原专业基础知识的巩固和加深。但是又因为其包络了前面学习阶段学过的多门课，教材大而全，教学难度大，容易落得泛而不精、学生学习兴趣低的教学结果。笔者通过总结多年的“机电一体化设计基础”课程教学经验，提出了几种对此课程教学内容进行创新性设计的方法，供同行参考。

一、创新设计的方法

1.具体科研项目纵贯整个教学过程

一般“机电一体化设计基础”课程的教材和教学内容逐个介绍机电一体化系统的各个子系统的设计内容、要求、方法等，每个子系统对应于一章的内容，比如说机械系统、执行元件系统、微型计算机控制系统等，[1]因每章内容讲求系统全面，内容众多，这就造成了章与章之间缺乏有机联系，使得学生学起来对整个机电一体化概念缺乏深刻和系统的认识。而实际机电一体化产品或系统是机械技术、电子技术、信息处理技术有机结合的产品，各部分不可能完全脱节。为了解决以上问题，笔者探究了一种以自身科研项目为主导的教学脉络的机电一体化教学方法。

微机电系统是机电一体化系统发展的一个重要分支，对于大多数本科生，在学习本课程之前一般都没有接触过，是一个较新而且又容易勾起学生兴趣的一个概念。笔者选择适时在第一章介绍机电一体化发展方向时提出，这个是一个机电一体化发展到某一高度的重要产物，并介绍了笔者曾经主持的科研项目“体内胶囊微机电系统的研制”。笔者研制的体内胶囊微机电系统是综合应用当今先进制造技术、电子技术和计算机控制技术的产物，它是采用了小尺寸的机械和电子元器件制造出来的、体积微小的机电一体化系统，系统的尺寸单位一般以mm计算。[2]它能通过图像传感器采集体内消化道图像，并且无线发射到体外计算机接收。笔者简要介绍了系统的组成（如图1所示），并配以丰富的图片和视频介绍系统工作效果，立刻吸引了学生的注意力。又因为微机电系统技术包含了传感器技术、信息技术、机械及材料技术等，随着本课程学习的深入，在课程的后面更加详细地阐述每一个相关的技术具体所涉及的内容，同学们会对此系统有更深刻的了解。在这里就凭借科研项目打开了学生机电一体化技术学习的大门和使得它纵贯整个教学过程，使得教学内容成为一个有机整体。

2.理论联系和学习新技术

“机械工程测试技术”课程中曾经介绍过传感器的相关技术，在“机电一体化设计基础”的教材中也出现了“微机控制系统及接口设计”这一章，里面通过很多表格罗列了位移传感器、速度传感器、温度传感器等常用检测传感器的性能特点。但是课程这里又不能只是重复讲述以前所学知识，所以笔者考虑加入适当内容，对传感器知识进行拓展。

上文提到的微机电系统中含有图像传感器，它与一般的传感器不同，它是以芯片集成的方式出现和应用的，在先修课程“机械工程测试技术”中一般都没有涉及。先修课程介绍的常用传感器的原理及应用场合都比较简单，基于电阻、电容、电感原理测量应变、力、温度等等，属于传统的分立电子元器件，集成度低。但图像传感器现在与日常生活及生产的联系越来越密切，广泛应用于图像采集装置，比如手机摄像头、数码相机、监控防盗器材、机器视觉等等。图像传感器能将光信号转化成电信号输出，按照其制造工艺分为CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）图像传感器和CCD（Charge Coupled Device）图像传感器，按照其输出信号类型分为模拟型图像传感器和数字型图像传感器，各有优缺点和相应的应用场合，如表1所示。在课程一开始提到的内窥微机电系统为什么采用CMOS图像传感器呢？这是因为CMOS图像传感器相对于CCD图像传感器有集成度高、体积小、功耗低等特点，所以尤其适合于对体积和功耗有特殊要求的微机电系统中。[3]

又比如电阻传感器与电容传感器，是根据传感器测量原理划分的两种常见传感器，它们分别将电阻和电感这种非电量的变化转换为电压或电流电参量的变化。学生们日常生活接触到的实际例子就是智能手机的触摸屏。智能手机手机触摸屏分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏，它们分别应用于早期的廉价智能手机（比如5800XM）和新型智能手机上（比如iPhone），其实质就是分别对应于电阻式传感器和电容式传感器，其原理如图2所示。电阻式触摸屏当手指按在触摸屏上时，该处两层导电层接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。氧化物电阻随时间变化，需要经常校正；透光性较差，不能实现多点触摸。电容触摸屏只采用单层的ITO（由铟锡氧化物构成透明导电材料），当手指触摸屏表面时，就会有一定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失，电荷从屏幕的四角补充进来，各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例，由此推算出触摸点的位置。[4]电容式触摸屏因为其不存在漂移和支持多点触摸，已经在日常生活中逐渐取代了电阻式触摸屏，这就引导学生在日常生活中灵活运用课堂知识，增强了对课堂知识的认受性和学习的兴趣。

3.适当引入和介绍实用的专业软件

大学早期阶段一些与专业相关的软件没有在课堂上面介绍，影响了学生今后在专业上的进一步发展和应用专业知识的能力。笔者建议在高年级学生中适当引入和介绍以下专业软件。

（1）ANSYS软件。应用相关软件可以大大方便机械结构的受力和变形分析。ANSYS软件可以用有限单元法分析结构静力学问题、结构动力学问题、温度场、流体力学等。有限单元法是当今工程技术领域中最常用最有效的数值计算方法，此软件是现代工程设计技术中的重要软件。[5]可以应用ANSYS软件分析课程中提到的胶囊微机电系统在人体中的受力情况，从而为微机电系统的材料选择和尺寸确定提供参考。

（2）MATLAB软件。学生虽然学习了高等数学、线性代数等数学知识，但是如果遇到复杂的计算问题，手算过程往往繁杂并且容易出错，因此借助相关软件就可以准确并且高效率地解决某些数学问题。MATLAB软件是工程技术领域常见的计算软件，通过它可以方便地求微积分、求解方程组、作出数学图形等。[6]通过应用MATLAB软件，计算机再不是简单的计算器，而是辅助工程计算的有力工具。

（3）Protel软件。设计电路、画电路图用AutoCAD软件局限性较大，作出来的电路图很多不符合电器标准，或者很多元器件绘制困难、作图效率低。Protel软件是一款常见的电气工程计算机辅助设计软件，包含众多的元件库和电子资源，能够轻松高效作出标准的电路图。[7]其一般只在电类专业中学习，但是机械类专业尤其是机械设计制造及其自动化专业，因为学科的交叉发展和社会上综合性人才的需要，学生往往要从事机电一体化产品的设计，不仅要懂得机械结构的设计，还要懂得电路电器设备的设计，因此掌握一款业界常用的电路图设计软件是必要和重要的。

（4）Keil C软件。学生先修课程“微型计算机原理”即单片微机，一般课堂上和教材上讲授的都是汇编语言程序。汇编语言是针对单片微机本身，是与硬件密切相关的一种编程语言，记忆困难，不容易理解，因此业界逐渐使用和发展了基于高级语言即C语言的单片微机程序。而工科类学生包括机械设计制造及自动化专业的学生，已经学习过高级语言C语言，因此他们有了应用C语言进行单片微机程序设计的基础。Keil C软件是业界广泛应用的单片微机编程软件，它既可以兼容学生学习过的汇编语言程序，也可以使用流行的高级语言C语言来编制单片微机程序。[8]应用高级语言编制单片微机程序，学习资源丰富，对学生进行课程设计、毕业设计和今后走上社会岗位从事单片微机开发都是颇有裨益的。

上面补充的软件因课时限制主要讲解其在本专业的用途和介绍简单的例子，不能在课堂上详细讲解，因此也不能作为课程考核的重点，但是对于高年级学生拓展专业知识，对以后从事专业技术工作都是有良好的启发和指导作用的。

二、总结

实施以上教学内容的创新设计方法，从课堂反映来看收到了积极的效果。并且在后续课程设计和毕业设计中学生能够灵活运用所补充的知识，专业知识应用能力得到了明显提高，为今后适应社会机电一体化人才的需要和就业择业奠定了基础。

参考文献：

[1]张建民.机电一体化系统设计[M].第三版.北京：高等教育出版社，2007.

[2]陈英俊，黄平.人体胶囊式无线内窥微机电系统的设计与工作寿命研究[J].机械设计与制造，2009，（9）：40-42.

[3]陈英俊，黄平.图像传感器在体内无线内窥微机电系统的应用[J].中国医学影像技术，2009，（10）：1879-1882.

[4]电子工程专辑[EB/OL].http：//.

[5]张洪信.有限元基础理论与ANSYS应用[M].北京：机械工业出版社，2008.

[6]薛山.MATLAB基础教程[M].北京：清华大学出版社，2011.

第9篇：机电一体化设计范文

关键词：机电一体化，毕业设计，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

毕业设计是高校机电一体化专业教学中的一个必不可少的教学环节，是对学校应届毕业生在毕业前接受的一次综合性实践训练，是对学生所学知识进行整理和系统的必要环节。它是学生接受设计任务，在教师指导下独立进行工程实践，获得基本训练并取得成果的过程，它是评估毕业生学业成绩的一个重要方式，也是提高学生综合素质与创新能力的关键一环[1]。结合我校教学工作的实际情况，我主要从选题、开题环节、毕业设计指导，论文答辩等方面，提出了改进毕业设计工作的措施。

2 立足实际 ，科学选题

选题是毕业设计工作的龙头，选题质量是影响毕业设计质量的重要因素，精心挑选毕业设计题目，是搞好毕业设计的第一步。结合我校实际情况，我认为当前选题工作存在着一些问题：1、有的选题缺乏综合性、新颖性，深广度不够；2、有的选题对学生显得难度较高，工作量过大；3、有的选题虽然有较高的研究价值，但学生由于怕难或者因就业等原因而不愿选；4、有的选题虽然取自实际生产，但学生并不能完全弄明白生产实际的具体情况，设计就有脱离实际的情况出现；5、有的选题虽然很好，但是学生都选同一类型的题目，相互之间，互相借鉴的比重太大，使的设计变相的成了一种具体的形式，另外，不同指导教师之间和不同的学生之间设计题目在难度和份量上也存在一定差异。

针对以上问题，可以从三个方面综合考虑选题。

（1)毕业设计选题要尽可能做到一人一题，相互之间的共性尽可能少一些，这样就可以避免学生之间互相抄袭、引用，让他们能够真正从设计的角度去思考问题，达到锻炼和学习解决实际问题的能力，达到这个教学环节实施的意义。

(2)毕业设计选题要尽可能联系生产实际和工程应用的研究。这样有利于调动学生的积极性，由于是真做实干，他们就会主动去了解、熟悉有关企业生产的实际情况，积极主动的去分析实际问题，找到解决问题的方法和途径，使学生的综合能力得到提高。因此，我们在为2004级机电一体化专业的学生选题时，选择了“20Kg铝锭自动装箱系统的设计”，“擦黑板机械人的设计”，“简易倪红灯控制系统的设计”，“十层电梯的PLC控制系统设计”，“电子抢答器的设计”等新颖的又结合生产、生活实际的设计题目，这些题目不仅能够反映当代科技发展水平，而且能够让学生能进一步了解、把握国内外在机电一体化领域的一些最新成果和发展动态，使学生能够积极主动的参与到实际课题的研究中来。

(3) 要考虑完成课题的客观条件。学校毕业设计经费、教学试验条件都有限，不是任何来自科研实际的课题都可用做毕业设计，必须根据客观条件来选择设计题目，这些条件主要包括:可查资料库源，试验设施和足够的经费等，因此我们在选题时，一般选用能为学生提供可用的仪器设备，试验场地等条件的科研课题，这样可以为学生做毕业设计时提供可以直接操作，锻炼自己的动手能力的机会。

（4) 要有适当的难度和深度。举例说我们选择“擦黑板机械人的设计”课题时，考虑到该课题涉及了机械原理、系统设计、数电、模电、单片机、微机原理、汇编等多个领域，涉及的知识面较广，设计工作量较大，有一定的深度，学生可以通过综合应用所学的基础理论和专业知识，在规定的时间内得到充分的锻炼，但是考虑到本课题有一定的难度，为了保证学生在有限的毕业设计工作时间内，经过努力能完成任务或做出阶段性结果，我们安排了两个同学参加，在掌握总体设计思路的基础上，分别进行硬件结构设计、软件设计等不同部分的的设计工作，让每一位同学都各有侧重点地进行研究，经过两位同学的分工合作，最终完成了整个毕业设计题目的设计任务，效果良好。

3 加强教学督导，落实开题环节

为了提高毕业设计的教学质量，我们借鉴了研究生创新能力培养方法，在本科毕业设计教学中加入开题环节，其目的是：1、通过开题环节可以尽早发现毕业设计题目是否满足专业要求，学生能够完成的可能性有多大，能否涵概所学专业的所有知识等基本问题。2、通过落实开题环节，还可以强化学生通过查阅文献资料，广泛获取信息的能力，培养学生提出问题、拟定实验研究方案和设计方案，进行科学实验与测试，对数据进行整理与分析，撰写实验报告、毕业论文的能力，同时也是对学生的书面表达和口头表述的能力的培养，是落实和加强对学生创新能力的培养的有效手段。 具体的实施办法是：

（1）明确落实开题环节的必要性。开题的意义在于完善论文设计方案，使论文设计方案更加系统化。学生通过收集设计资料的相关信息，听取各方意见，可以明确自己的设计思路，坚定设计者的信心。一般说来，将思考的东西正式地讲出来和写出来，会比原来所思考的更有升华的意味，因为从“思”到“说”和“写”，其间加入了逻辑的创造过程。因为在撰写开题报告时，就要求学生能够弄清楚设计题目的来龙去脉，从而使学生明确毕业设计课题的目的和要求，让他们对题目有更深刻理解与认识，会使原来的设计思路更加完善和系统，令他们对自己的工作做到“胸有成竹”，减少盲目性，避免出现不知从何处入手的尴尬局面。

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（2）开题环节的组织和实施。我们要求学生在开题会之前，，要按规范书写开题报告。在开题的时候，学生须持经指导老师签字同意的开题报告书、任务书及其它相关资料上台汇报。主要汇报选题的目标和意义、拟采取的技术路线和方法、工作基础、预期成果和工作计划等要求的内容，要求学生自述10分钟，然后评审小组根据学生的自述和开题报告书及其它文本内容，对学生毕业设计题目是否达到专业培养目标要求和完成论文设计的可行性进行考核，并对毕业设计题目的设计广度、深度、贴切度、重点和难点等提出具体的修改意见。

4采取有效措施，加强过程指导

为了提高我们机电一体化专业毕业设计的教学质量，我们探索出了一条适用于毕业设计的全环节教学质量监控的方法。具体的措施是：1、设定学生的设计出勤表，要求学生在规定的时间内签到，这样做的目的是可以很好的掌握学生的设计进度，督促和指导学生按时完成设计。2、成立设计指导小组，小组成员尽可能包含所有专业特长的教师。小组内的每一位老师都可以对小组内的学生进行自己专长方面的专业指导，这样可以提高指导设计者的综合能力，使毕业设计的内容准确专业。3、开展设计小组例会制度，即每个设计小组每周开一次例会，主要工作是：要求学生把一周设计的心得体会在例会上发言，汇报设计进度，并提出设计中发现的新问题。这样做一方面可以跟踪学生的设计进度，及时发现问题，并能及时纠正；另一方面，可以促进教师之间相互交流学习，使教师教学水平共同提高。通过对我校毕业设计工作的综合考核，这种工作方式完全实现了对整个设计过程的检测，保证了教学质量。

5严格考评，保证答辩的质量

答辩是毕业设计工作的最后一个环节，是全面检查和评估毕业设计质量的重要手段。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计 。我校的具体情况是：根据不同的专业成立若干答辩分委会，分委会下辖若干个答辩小组。分委会主任和答辩小组组长均由副高职称以上教师担任。为了加强教学督导作用，我校专门设立教学督导组，成员都是离退休的老教授，在答辩期间分别派到各个小组指导答辩工作。

毕业答辩前首先是对学生的毕业论文进行盲审，要求由除指导教师外的答辩小组2名以上教师认真审查评阅，写出评阅意见与评分，盲审不通过的不准予参加毕业答辩，以此来审查学生的答辩资格。通过的同学要准备答辩的ppt，把毕业论文的结构、主要完成部分及设计的结果等内容准备出来。答辩时， 要求每位同学的答辩自述时间应控制在15-20分钟左右，教师提问20分钟为左右。在答辩过程中要有专人对学生所提的问题进行记录，对答辩情况进行汇总。答辩完成后，要求所有答辩小组的成员对各个学生的答辩情况进行决议，给出毕业答辩成绩。毕业设计成绩评定必须坚持标准，严格要求。“优秀”的比例应严格控制在本专业参加答辩总人数的15%以内，优良比例应严格控制在60%以内。

毕业设计的质量，除了本身的学术水平、应用价值 另外，还应考察学生解决实际问题的能力、对知识的综合应用能力、在工作中查阅处理信息和应用各种工具的能力、撰写科研报告和表达交流的能力以及在工作中的团队协作能力等。对毕业设计拟评“优秀”的学生，要求参加各系答辩分委会组织的集中答辩。对毕业设计平时不认真、小组答辩成绩较差的学生，由相关分委会组织复答辩后视情况决定是否给予通过。答辩委员会要办事公正，治学严谨，严把质量关，对毕业设计达不到教学要求的，决不姑息。

6 结论

要想搞好毕业设计工作，关键的是要做到“五个到位”，即认识到位、经费投入到位、指导教师到位、学生到位和管理工作到位。另外，，消除学生毕业前的各种干扰，专心做好毕业设计，是本阶段学生思想政治工作的重点。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计。正确认识毕业设计的重要性将有利于保障和提高教学质量，实现为社会输入合格人才的要求。