機電一體化的設計精選(九篇)
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第1篇：機電一體化的設計范文
機電一體化系統(tǒng)設計是多個學科的交叉和綜合,涉及的學科和技術非常廣泛,其技術發(fā)展迅速,水平越來越高。由于機電一體化產(chǎn)品覆蓋面很廣,在系統(tǒng)的構成上,有著不同的層次,但在系統(tǒng)設計方面有著相同的規(guī)律。機電一體化系統(tǒng)設計是根據(jù)系統(tǒng)論的觀點,運用現(xiàn)代設計的方法構造產(chǎn)品結構、賦予產(chǎn)品性能并進行產(chǎn)品設計的過程。
整個開發(fā)設計過程按步驟可劃分為四個階段:
1 設計籌劃階段
1)在籌劃階段中要對設計目標進行機理分析,對客戶的要求進行理論性抽象,以確定產(chǎn)品的性能、規(guī)格、參數(shù)。在這個階段,因為用戶需求往往是面向產(chǎn)品的使用目的,并不全是設計的技術參數(shù),所以需要對用戶的需求進行抽象,要在分析對象工作原理的基礎上,澄清用戶需求的目地、原因和具體內(nèi)容,經(jīng)過理論分析和邏輯推理,提煉出問題的本質(zhì)和解決問題的途徑,并用工程語言描述設計要求,最終形成產(chǎn)品的規(guī)格和參數(shù)。對于加工機械而言,它包括如下幾個方面:
① 運動參數(shù):表征機器工作部件的運動軌跡和行程、速度和加速度。
② 動力參數(shù):表征機器為完成加工動作應輸出的力(或力矩)和功率。
③ 品質(zhì)參數(shù):表征機器工作的運動精度、動力精度、穩(wěn)定性、靈敏度和可靠性。
④ 環(huán)境參數(shù):表征機器工作的環(huán)境,如溫度、濕度、輸入電源。
⑤ 結構參數(shù):表征機器空間幾何尺寸、結構、外觀造型。
⑥ 界面參數(shù):表征機器的人機對話方式和功能。
2)在這個階段中要根據(jù)設計參數(shù)的需求,開展技術性分析,制定系統(tǒng)整體設計方案,劃分出構成系統(tǒng)的各功能要素和功能模塊,然后對各類方案進行可行性研究對比,核定最佳總體設計方案、各個模塊設計的目標與相關人員的配備。系統(tǒng)設計方案文件的內(nèi)容包括:
① 系統(tǒng)的主要功能、技術指標、原理圖及文字說明。
② 控制策略及方案。
③ 各功能模塊的性能要求,模塊實現(xiàn)的初步方案及輸出輸入邏輯關系的參數(shù)指標。
④ 方案比較和選擇的初步確定。
⑤ 為保證系統(tǒng)性能指標所采取的技術措施。
⑥ 抗干擾及可靠性設計策略。
⑦ 外觀造型方案及機械主體方案。
⑧ 經(jīng)費和進度計劃的安排。
2 理論設計階段
首先,根據(jù)系統(tǒng)的主功能要求和構成系統(tǒng)的功能要素進行系統(tǒng)要素進行主功能分解,劃分出功能模塊,畫出機器工作時序圖和機器傳動原理簡圖;對于有過程控制要求的系統(tǒng)應建立各要素的數(shù)學模型,確定控制算法;計算出各功能模塊之間接口的輸入、輸出參數(shù),確定接口設計的任務分配。應當說明的是,系統(tǒng)設計過程中的接口設計是對接口輸入輸出參數(shù)或機械結構參數(shù)的設計,而功能模塊設計中的接口設計則是遵照系統(tǒng)設計制定的接口參數(shù)進行細部設計,實現(xiàn)接口的技術物理效應,兩者在設計內(nèi)容和設計分工上是不同的。不同類型的接口,其設計要求有所不同。傳感器是機電一體化系統(tǒng)的感覺器官,它從待測對象那里獲得反映待測對象特征與狀態(tài)的信息,監(jiān)視監(jiān)測整個設備的工作過程,傳感器接口要求傳感器與被測對象機械量信號源應有直接關系,保證標度轉(zhuǎn)換及數(shù)學建?？焖?、準確、可靠,傳感器與機械本體之間聯(lián)接簡潔、牢固,靈敏度高、動態(tài)性能好,抗機械諧波干擾性強,正確反映待測對象的被測參數(shù)。變送接口要滿足傳感器模塊的輸出信號與微機前向通道電氣參數(shù)的匹配及遠距離信號傳輸?shù)囊?接口信號的傳輸要精確,可靠性強,抗干擾能力強,噪音容限較低;傳感器的輸出阻抗要與接口的輸入阻抗相配合;接口輸出的電平要與微機的電平一致;為方便微機進行信號處理,接口輸入信號和輸出信號之間的關系須是線性關系。驅(qū)動接口要能滿足接口的輸入端與微機系統(tǒng)的后向通道在電平上保持一致,接口的輸出端與功率驅(qū)動模塊的輸入端之間電平匹配的同時,阻抗也要匹配。其次,為防止功率設備的強電回路反竄入微機系統(tǒng),接口必須采取有效的抵抗干擾措施。傳動接口是一個機械接口,要求它的聯(lián)接結構緊湊、輕巧,具有較高的傳動精度和定位精度,安裝、維修、調(diào)整簡單方便,傳動效率高,剛度好,相應快。
其次,以功能模塊為單元,依據(jù)以上接口設計參數(shù)的要求對信號檢測與轉(zhuǎn)換、機械傳動與工作機構、控制微機、功率驅(qū)動及執(zhí)行元件等進行各個功能模塊的選型、組配、設計。在此階段的設計工作量較大,既包括機械、電氣、電子、控制與計算機軟件等系統(tǒng)的設計,又包括總裝圖、零件圖的具體模塊選型、組配。一方面不僅要求在機械系統(tǒng)設計時選擇的機械系統(tǒng)參數(shù)要與控制系統(tǒng)的電氣參數(shù)相匹配,同時也要求在進行控制系統(tǒng)設計時,要根據(jù)機械系統(tǒng)的固有結構參數(shù)來選擇及確定相關電氣參數(shù),綜合應用微電子技術與機械技術,讓兩項技術互相結合、互相協(xié)調(diào)、互相補充,把機電一體化的優(yōu)越性充分體現(xiàn)出來。為提高工效,應該盡量應用各種cad、PRO/E等輔助工具;整個設計應盡量采用通用的模塊和接口,以利于整體匹配,利于后期進行產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
最后,以技術文件的方式對完整的系統(tǒng)設計采取整體技術經(jīng)濟指標分析,設計目標考核與系統(tǒng)優(yōu)化,擇優(yōu)選擇出綜合性能指標最優(yōu)的方案。
其中,系統(tǒng)功能分解應綜合運用機械技術和電子技術各自的優(yōu)勢,努力使系統(tǒng)構成簡單化、模塊化。經(jīng)常用到的設計策略有如下幾種:
① 用電子裝置替代機械傳動,縮減機械傳動裝置,簡化機械結構,減小尺寸,減輕重量,增強系統(tǒng)運動精度和控制靈活性。
② 在選擇功能模塊時要選用標準模塊,通用模塊,防止重復設計低水平的功能模塊,采用可靠的高水平模塊,以利于減少設計與開發(fā)的周期。
第2篇：機電一體化的設計范文
關鍵詞：機電一體化系統(tǒng)設計；教學方法；創(chuàng)新能力
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼： A
0前言
就目前而言，獨立學院的的培養(yǎng)目標大都定位于應用型本科人才的培養(yǎng)，人才的培養(yǎng)模式必須與人才培養(yǎng)的目標相適應。機械和電子制造業(yè)快速發(fā)展，生產(chǎn)領域的科技含量日益增大，使得企業(yè)需要大量既懂機械又懂電子的機電一體化復合型人才。因此，依據(jù)應用型本科教育的培養(yǎng)目標和機電一體化系統(tǒng)設計課程自身的特點，現(xiàn)從課程的教學內(nèi)容與方法、實踐環(huán)節(jié)及考核方式等方面對課程教學做一些探討，并在實際課程教學過程中進行嘗試，以期能逐步完善本課程的教學系統(tǒng)。
1教學內(nèi)容的改革
目前，《機電一體化系統(tǒng)設計》的教材數(shù)十種之多，在對教材的選擇上應把握以下幾點：（1）實用性，教材避免紙上談兵，避免冗長的理論推理、介紹，要突出實用性，更多介紹實際設計。（2）系統(tǒng)性，教材針對機電一體化系統(tǒng)的設計展開，因此，對于每一環(huán)節(jié)都要強調(diào)在整個系統(tǒng)中的作用及其與系統(tǒng)其他要素的關聯(lián)性。（3）先進性，介紹最新技術前沿，讓學生了解最新發(fā)展狀況，激發(fā)學生學習興趣，把握學習方向。
在此基礎上，選擇張健民編寫的《機電一體化系統(tǒng)設計》為教材。在選擇教材的基礎上，對于教學內(nèi)容也應作出相應的選擇與調(diào)整?！稒C電一體化系統(tǒng)設計》課程涵蓋知識面寬，包括機電一體化相關概念、機械機構、執(zhí)行元件、微機控制系統(tǒng)、檢測傳感裝置、可靠性設計、安全性設計、典型案例分析等。如果一一介紹，授課學時有限( 48 學時)，勢必造成每一知識點都點到為止，學生只能了解皮毛，而無法深入本質(zhì)。
考慮到我校學生機械方面知識掌握較為良好，而電的相關知識則較為薄弱，因此，獨立學院教師在教學過程中可以根據(jù)自己院校的特點在內(nèi)容的選擇上，有所側重。在對教材內(nèi)容的把握上, 對于機械系統(tǒng)部分知識點到為止，只重點介紹其中典型的、先進的技術的應用。對于與電結合的部分知識，則重點介紹。
2教學方法的改革
2.1教學手段的靈活化
《機電一體化系統(tǒng)設計》課程具有內(nèi)容豐富、信息含量大、抽象等特點，內(nèi)容比較枯燥。可采用形式多樣的教學方法，例如多媒體教學法、啟發(fā)式教學法等，來激發(fā)學生的學習興趣。重點講授知識的精華、知識的內(nèi)在聯(lián)系。以實例為引線， 從系統(tǒng)觀點出發(fā)，增加課堂討論環(huán)節(jié)，通過提問、討論的形式引導學生考慮并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設計時應注意的問題，總結系統(tǒng)的應用場合、控制方法等問題，使學生進一步理解與掌握所學知識，增強學生的實際應用能力。
2.2實踐教學環(huán)節(jié)的加強
實踐環(huán)節(jié)包括實驗、課程設計等。針對《機電一體化系統(tǒng)設計》課程綜合性強的特點，增加綜合性、創(chuàng)新性實驗。
課程設計可利用實驗室的模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)( MPS) 教學設備，該系統(tǒng)囊括了機電一體化專業(yè)學習中所涉及的諸如電機驅(qū)動、氣動、PLC( 可編程控制器) 、傳感器等多種技術，給學生提供了一個典型的綜合科技環(huán)境。通過完成系統(tǒng)故障檢測試驗、站點間聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗等，使學生曾學過的諸多單科專業(yè)知識在這里得到全面認識、綜合訓練和相互提升。
創(chuàng)新實驗，可利用慧魚模塊，任意搭建各種機械模塊，如起重機、挖土機等， 在構建機械模塊之余，完成電機、傳感器的選擇、安裝，程序的編制等。通過實驗環(huán)節(jié)，使學生能夠帶著問題來學習和實踐，并從中初步掌握科學研究的基本過程和基本方法，培養(yǎng)了學生獨立分析、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
此外，鼓勵學生參加科研項目，也有利于提高學生的學習興趣，增強其學習的主動性和目的性。
2.3教學場所的多樣化
教學場所作為教學手段應用的環(huán)境，不必總是拘泥于教室。實驗室和學生生產(chǎn)實習的工廠都是良好的現(xiàn)場教學手段，讓學生走出課堂、步入工程現(xiàn)場，讓理論聯(lián)系實際。
3創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新來自觀察，來自實踐，可以有計劃地設置主體（例如機械創(chuàng)新設計大賽），引導學生課外科技創(chuàng)新活動。目的在于通過這一主體活動，引導更多的學生進行應用型學習。我校新引進了慧魚的一系列產(chǎn)品，目的在于讓學生在拼裝各種模型的過程中，不斷思索不斷創(chuàng)新。
4考核方法的改革
為了更好落實本專業(yè) “一線工程師” 的人才培養(yǎng)目標，提高學生的動手能力勢在必行。在考核方式上，根據(jù)我校實際情況，在50分的平時成績中，改變過去以點名和教師對學生的大概印象來評分的模式。即：出勤考核占10分，回答問題和作業(yè)占10分，實驗占10分，課設占20分。操作增加了學生的動手能力，課設對培養(yǎng)學生主動學習能力、熟悉和深化某一專業(yè)知識點大有益處，同時對于專業(yè)知識的學習和綜合素質(zhì)的提高作用明顯。
5結語
只有將教學內(nèi)容、教學方法、考核方法等教學改革應用到《機電一體化系統(tǒng)設計》中，才能更好地為教學服務，才能顯著提高教學質(zhì)量。
第3篇：機電一體化的設計范文
關鍵詞：光機電一體化 PLC設計
一、微生產(chǎn)線的基本結構設計
自動化生產(chǎn)線最初是在機械制造業(yè)中實現(xiàn)的，其中最早出現(xiàn)的是機床自動化生產(chǎn)線。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和用戶的不同需求，微生產(chǎn)線的發(fā)展近幾年來也嶄露頭角。它相對于大型的自動化生產(chǎn)線有著諸多的優(yōu)點，如體積小、成本較低、生產(chǎn)效率高、易操作、易檢修、技術定向等等。
筆者以設計一條基于光機電一體化技術的微生產(chǎn)線為主要內(nèi)容，綜合闡述了整個生產(chǎn)線各個獨立單元的設計內(nèi)容和設計方法。這條微生產(chǎn)線系統(tǒng)以工業(yè)生產(chǎn)和工程應用為背景，有較高的集成度和開放性，各個單元可拆分獨立使用，也可綜合整體使用。它可以對工件進行送料檢測、加工、搬運、裝配及分類存儲。系統(tǒng)中應用多種傳感器實現(xiàn)對工件材料的檢測識別，然后通過模擬打孔裝置對工件進行加工，再由搬運單元搬至裝配單元，再將裝配好的工件搬運至存儲單元，最終由機械手對到位的工件完成分類存儲。
二、微生產(chǎn)線中基本單元的設計
1.供料單元的設計
它是整個系統(tǒng)的第一個單元，也是整個工作中最基礎的模塊。供料過程中，供料氣缸從料倉中推出工件，推料氣缸推出工件。供料單元有三種傳感器，可檢測區(qū)分材質(zhì)、顏色，供后面單元分類操作。
送料檢測單元主要完成對工件的檢測任務，它的主要組成及用途如下。
（1）料倉裝置：用于存儲要加工的工料。
（2）送料氣缸：把工料送至顏色檢測位置。
（3）推料氣缸：把檢測完畢的工料送至加工轉(zhuǎn)盤。
（4）電磁閥及氣動元件：用于控制氣缸伸縮。
（5）光電傳感器：用于檢測輸送臺上工件。使用傳感器上面的旋鈕調(diào)節(jié)需要的檢測距離，檢測范圍為1～9cm。
（6）光纖傳感器：一對對射式光纖傳感器為料倉傳感器，感應料倉中是否有工件。
（7）電感式傳感：用于檢測金屬，檢測的距離一般是有要求的，設計時規(guī)定5mm。
2.加工檢測單元的設計
首先由傳感器來檢測待加工工件是否到達旋轉(zhuǎn)圓盤上。若已經(jīng)到達，那么旋轉(zhuǎn)圓盤則執(zhí)行接下來的動作，通過90°的旋轉(zhuǎn)把待加工的工件送到工件要進行加工的正確位置上。鉆孔裝置對工件進行打孔加工，接下來旋轉(zhuǎn)圓盤再旋轉(zhuǎn)90°進行接下來的動作。這一動作的執(zhí)行是利用氣缸來檢測已加工工件的深度，如果氣缸已經(jīng)推到底那么就說明加工工件的孔是符合要求的，不然的話不符合要求。
加工檢測單元由四工位轉(zhuǎn)盤、模擬鉆孔加工裝置、深度檢測裝置、傳感器、電磁閥及氣動元件、三相380V交流電動機、并勵直流電動機、渦輪蝸桿減速機、電磁離合器等組成，主要完成對工件內(nèi)徑的鉆孔加工。
3.裝配單元的設計
將搬運單元傳送來的工件進行裝配成形后，搬運到分類存儲單元。當放料口有工件，拖料氣缸開始執(zhí)行動作，把鉆完孔的工件移動到對應的位置，該位置的頂料氣缸就會縮回，這樣就實現(xiàn)了裝配任務，此時裝配完成的工件被拖料氣缸推出，已進行下一步的執(zhí)行動作：搬運單元來搬運。
裝配單元主要由配件料筒、裝配臺、抵料氣缸、拖料氣缸、光纖傳感器、電磁閥及氣動元件等組成，主要完成將搬運單元傳送來的工件進行裝配成形。
4.搬運單元的設計
上一單元的合格工件到位，伸縮氣缸、提升氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸相互配合，測工件到位后，由傳送機構傳送到位。
5.分類存儲單元的設計
把不同的工件經(jīng)過檢測，分類放置，可檢測材質(zhì)顏色等。該單元可以按行進行分類存儲，也可以按列進行分類存儲，用戶可以根據(jù)生產(chǎn)需要進行設定；從下到上或者從左至右是工件的入庫順序。
三、微生產(chǎn)線的機械設計
1.氣缸的選型
在設計過程中，需要根據(jù)不同的工作原理及不同的應用范圍來選擇合適的氣缸。系統(tǒng)中使用氣缸的機構及相應的氣缸選型如下。
（1）送料檢測單元共使用了2個單作用類型的氣缸：一個是用于將料倉中的待測工件推至檢測位置的圓柱形氣缸，另一個是用于將檢測完畢的工件從檢測位置推至加工轉(zhuǎn)盤的圓柱形氣缸。
（2）加工檢測單元共使用了3個單作用類型的氣缸：一個是用于固定加工轉(zhuǎn)盤上待加工工件的圓柱形氣缸，另一個是用于提升鉆孔電動機的圓柱形氣缸，再一個是用于檢測加工工件深度（檢測加工元件是否為合格品）的圓柱形氣缸。
（3）搬運單元。共使用了三種類型的四個氣缸：一是用于機械手升降的單作用圓柱形氣缸，一是用于機械手伸縮的單作用圓柱形氣缸，一是用于抓夾工件的氣手指，一是用于使機械手旋轉(zhuǎn)至抓夾位置的雙作用氣缸。
（4）裝配單元共使用了2個單作用類型的氣缸：一個是用于拖動裝配臺至裝配位置的圓柱形氣缸，另一個是用于抵住配件料筒中工件的圓柱形氣缸。
（5）分類存儲單元共使用了2個類型的氣缸：一是用于機械手伸縮的單作用圓柱形氣缸，另一個是用于抓住工件的氣動手指。
2.電磁閥的選型
在微生產(chǎn)線的設計中，氣動電磁閥是控制氣缸的樞紐部件，在進行氣動電磁閥的選型時，需要根據(jù)選用的氣缸的種類進行電磁閥的選擇。
系統(tǒng)中大部分選用了的單作用氣缸（機械臂也為單作用氣缸），統(tǒng)一采用型號為4V110-06-DC24-2.5W的氣動電磁閥。它是一個二位五通單電控電磁閥，可以良好的配合該系統(tǒng)使用的氣缸的工作。此外，在搬運單元中，用于控制機械手旋轉(zhuǎn)的雙作用擺缸，采用型號為4V120-06-DC24-2.5W的氣動電磁閥。
3.機械傳動的設計
由于每一種機械傳送方式都有各自的特點，需要根據(jù)不同的要求選擇不同的機械傳動方式，在加工轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)過程中，使用了渦輪蝸桿對旋轉(zhuǎn)位置進行精確定位，在分類存儲單元機械手的伸縮、提升使用了滾珠絲杠進行平穩(wěn)放置工件，搬運單元使用了帶傳送進行工件的水平傳送。
四、PLC控制系統(tǒng)的設計
在微生產(chǎn)線系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)中多單元協(xié)同工作，要求PLC之間實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊，多傳感器、氣動元件動作，要求具有數(shù)字量、模擬量擴展功能；能夠控制步進、變頻、伺服電動機的工作，要求PLC具有較強的運動控制的功能；根據(jù)國內(nèi)的電壓等級為220V/380V，要求電源可以在該范圍工作；由于系統(tǒng)需要拆裝和移動，要求PLC具有較強的抗震能力。參考市售PLC產(chǎn)品的價格，最終選定西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC。
五、人機界面的設計
人機界面又叫HMI，是用戶對自動化控制系統(tǒng)的一種檢測、控制手段。本條微生產(chǎn)線采用了MT4404T系列的觸摸屏，進行系統(tǒng)的操作和基本狀態(tài)的監(jiān)控。該觸摸屏具有方便的接口、簡捷的開發(fā)系統(tǒng)、良好的用戶體驗等特性，適合用戶的基本需求。
六、設計方案的預期和不足
第4篇：機電一體化的設計范文
關鍵詞：機電一體化 園林 設計
中圖分類號：K928文獻標識碼： A 文章編號：
機電一體化的發(fā)展及現(xiàn)狀
日本企業(yè)界在1970年左右最早提出機電一體化技術的概念，結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展，總體分解成相互關聯(lián)的若干成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統(tǒng)技術，目前正向光機電一體化技術方向發(fā)展，應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內(nèi)容，首先是機械技術，機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統(tǒng)理論出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時 其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。其次是系統(tǒng)技術，系統(tǒng)技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從 出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
第三是動控制技術，由于其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。第四是傳感檢測技術，傳感檢測技術是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術功能復合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。最后是伺服傳動技術，包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
機電一體化設計在園林學中的發(fā)展
機電一體化工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來的園林設計的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟的目標任務。機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機電一體化工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。
人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。
人工智能與機電一體化之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機電一體化工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。
機電一體化的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。隨著機電一體化技術的發(fā)展和知識總量的增長，機電一體化開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。
由于機電一體化的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學提高。
機電一體化在園林設計中的應用
中國園林歷史悠久，是我國古代建筑藝術的珍寶，造園藝術更是源遠流長，早在周武王時期就有建宮苑的活動，她的形成主要受統(tǒng)治階級的思想及佛道、繪畫、詩詞的藝術影響，如在魏、晉、南北朝時期，統(tǒng)治階級爭奪激烈，國家呈分裂狀態(tài)，加之道、佛盛行的影響，產(chǎn)生了玄學，這時的士大夫，或人欲享樂，或潔身自好，或遨游山水，導致了自然審美觀的形成，治園特點也多為自然情趣的田園山水。中國古典園林的構造，主要是在自然山水基礎上，鋪以人工的宮，廊、樓、閣等建筑，以人工手段效仿自然，其中透視著不同歷史時期的人文思想，特別是詩、詞、繪畫的思想境界。
機電一體化是許多科學技術發(fā)展的結晶, 是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求?，F(xiàn)代化技術的廣泛應用下園林設計也離不開機電一體化的技術的滲透。中國古典傳統(tǒng)園林所講求的意境經(jīng)過2000多年的歷史發(fā)展，已經(jīng)到了登峰造極的地步，以后可能會有更好的作品出現(xiàn)，但從大趨勢來看，機電化以及成了一個明確的發(fā)展趨勢。更多的光影照明等元素會融入到園林設計中。按照這個思路，造就一流園林的必要條件，應該是創(chuàng)造園林的傳統(tǒng)意境和科技文明對園林現(xiàn)代化的普遍需求相結合。我們目前對園林現(xiàn)代化的普遍需求還正在建立之中，但還處在較淺的層次和較簡單的基礎上。在這樣的情況下，我們要想有所長進、有所作為，就必須認真學習和研究古今中外一切有益的經(jīng)驗，提高創(chuàng)造園林機電一體化的能力，以適應社會對園林文化日益普遍、日益深刻的需求。
參考文獻：
[1] 翟濤.淺談機電一體化技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 科技信息. 2012(26)
[2] 黃恩勇.淺談機電一體化技術的應用與發(fā)展趨勢[J]. 科技與企業(yè). 2012(04)
第5篇：機電一體化的設計范文
[關鍵詞] 建筑機電一體化安裝工程；施工；管理
【中圖分類號】 TM32 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1007-4244（2013）10-230-1
建筑機電一體化安裝工程基本上貫穿于整個建筑工程過程中，但其主要部分是在建筑的主題結構工程結束以后才進行施工，并在建筑裝修之前就得基本結束，因而具有工期短、邊施工邊進行的特點。因此，必須對建筑機電一體化安裝工程的圖紙設計、組織、合同、施工進度、質(zhì)量和施工安全進行科學管理，才能按時按質(zhì)完成建筑機電一體化設備安裝工程，為用戶提供安全、高效、經(jīng)濟、舒適的生活和工作環(huán)境。
一、圖紙設計管理
圖紙設計是建筑施工前期最主要的工作，也是整個建筑施工唯一的參考和指導。建筑工程圖紙設計工作主要是由建筑投標和招標兩方面達成一致的產(chǎn)物，建筑施工者只是在按圖紙執(zhí)行指令。對建筑安裝工程施工管理來說，圖紙設計管理主要是保證設計圖紙的完整性，一方面要求設計圖紙數(shù)量的完整性；另一方面要求設計圖紙內(nèi)容的完整性。建筑工程施工設計圖紙，要充分體現(xiàn)施工設計圖的系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性和有效性。設計圖的系統(tǒng)性，要求圖紙是系統(tǒng)的圖紙，系統(tǒng)的圖紙能概略表明各項工程施工的組成系統(tǒng)及聯(lián)系關系。設計圖的協(xié)調(diào)性，要求各項工程圖紙之間能相互說明，互為解釋。說明各種設備、設施的平面位置、說明各種設備的工作原理、說明各種原材料的特性、參數(shù)的設備材料表。各圖紙的標注重復是允許的，但必須保證這些標注的協(xié)調(diào)一致，保證各圖紙之間的協(xié)調(diào)一致是高層建筑工程施工設計的重要方面。高層建筑工程施工圖紙的有效性，必須在設計單位的資格證書允許范圍內(nèi)的設計，這樣才是有效合法的設計施工圖紙，才可成為施工結算的有效依據(jù)。
二、組織管理
建筑機電一體化安裝工程施工管理中組織管理的重要性是不言而喻的。組織管理的成敗直接關系著這個工程是否能按時保質(zhì)完成。為了更好的實施組織管理，我們應該建立適宜的、具有良好執(zhí)行力的組織團隊，并做好組織管理計劃和責任分工，；根據(jù)實際情況建立簡潔、暢通的組織溝通渠道，以保證信息的及時、全面、真實的傳輸和反饋，同時應注意合理、及時的解決組織管理中的矛盾沖突和意見分歧，；加強團隊整體的理論水平，保證組織管理的權利和義務落實。
三、合同管理
建筑機電一體化安裝工程施工合同又稱建筑機電一體化安裝工程承包合同，簡稱施工合同，是發(fā)包人（建設單位或總包單位）和承包人（施工單位）之間，為完成商定的建筑機電一體化安裝工程，明確相互權利、義務關系的協(xié)議。合同的主要目標是在規(guī)定的工期之內(nèi)，安規(guī)定的價格完成符合相關質(zhì)量、規(guī)模和范圍標準的工程項目。合同管理就是保證這些目標的實現(xiàn)。合同管理的成功與失敗，在工程驗收時將必然得到驗證。合同管理的好，施工企業(yè)就能選到預期的效益目標，否則，將造成巨大的損失。為了更好的進行合同管理，應該注意以下幾點：1.建立符合要求的合同管理系統(tǒng)；2.制定完善的、可行的、合理的合同管理制度；3.注重相關人員合同管理知識水平的提高；4.做好合同簽訂時的管理，為履行合同打好基礎；5.認真履行合同，加強合同履約管理。
四、質(zhì)量管理
建筑工程質(zhì)量的好壞，對社會治安、經(jīng)濟發(fā)展、人民生活的影響非常巨大，建筑機電一體化安裝工程質(zhì)量的控制，與建筑工程社會價值息息相關，并直接影響建筑工程的社會效益和經(jīng)濟效益。建筑機電一體化安裝工程質(zhì)量控制應該從以下幾方面開展：
（一）施工前圖紙設計質(zhì)量的控制。應注意圖紙設計的合理性和簡潔性，保證施工人員能夠讀懂圖紙，并根據(jù)實際情況隨時補充、完善圖紙中的不足。
（二）機電一體化安裝設備的質(zhì)量。是影響建筑機電一體化安裝工程質(zhì)量最關鍵的因素，施工所用的材料、設備必須經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢查和評定，嚴格控制不符合質(zhì)量標準的原材料進入施工階段，并建立完善的原材料追溯制度論文。
（三）施工工程中的質(zhì)量控制也是質(zhì)量管理的重要方面。施工者必須嚴格按照設計圖紙進行施工，并注意施工操作的規(guī)范性，不能隨意變更作業(yè)方式和作業(yè)操作范圍，質(zhì)量控制者要對施工工程進行全面、系統(tǒng)的質(zhì)量檢查、登記、考核制度，對質(zhì)量不符合標準的工程不能進入下一道施工程序。
（四）施工后期的調(diào)試階段。應嚴格按照要求對設備、系統(tǒng)進行調(diào)試，不能精簡步驟、跳躍式調(diào)試，并建立完善的調(diào)試記錄，記錄必須真實、準確、完整、詳細，對不符合要求的設備要予以及時更換。
五、安全管理
安全是所用工作最重要的管理，建筑機電一體化安裝工程也不例外。建筑機電一體化安裝施工工程中如果安全管理不當，將會造成嚴重的財產(chǎn)、人身損失，其后果是無法想象的。建筑機電一體化安裝工程的安全控制，可以從以下方面入手：首先做好施工操作者的專業(yè)技術和安全知識培訓，增強安全防范意識；其次，建立完善的安全保障體系，充分配置安全控制所需要的消防設備，并不定時的對消防設施、設備進行全面的檢查和更換；第三，施工管理者要嚴格按照相關標準進行安全體系建設，做好安全防范，及時發(fā)現(xiàn)并消除安全隱患，將建筑機電一體化安裝工程施工過程中一切安全問題扼殺在萌芽狀態(tài)。
第6篇：機電一體化的設計范文
關鍵詞：機電控制系統(tǒng) 自動控制技術 一體化設計
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0224-02
我國經(jīng)濟形式在不斷改革的新局勢下，國民生產(chǎn)力及其相應的生產(chǎn)技術也得到了發(fā)展，因此，生產(chǎn)制造領域的規(guī)模也隨之不斷地擴大，這樣以來自動化控制技術就得到了廣泛的應用，同時自動化控制技術也是當今人類科學技術發(fā)展的基礎。從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，自動化技術的應用程度很高，有很廣闊的市場前景，基于此自動化技術愈來愈受到人們的重視。
1 機電控制系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)的概述
1.1 機電控制系統(tǒng)
機電控制系統(tǒng)是指沒有人為的因素，只是憑借一些設定好的程序代碼，讓各個部位的機器順利運轉(zhuǎn)。對于機電控制系統(tǒng)來講，整個系統(tǒng)中最重要的就是控制，主要包括控制形式及控制的作用。從機電控制系統(tǒng)的技術層面來講，機電控制系統(tǒng)的技術主要包括計算機、微電子等先進技術[1]?？偠灾谡麄€機電控制系統(tǒng)中涉及著許多先進技術，同時把這些技術有效地結合在一起，最后構成了一套完整的機電控制系統(tǒng)。當機電系統(tǒng)工作時，主要依靠遠程遙控來進行操作，操作人員只是利用計算機，在互聯(lián)網(wǎng)上對相應的控制系統(tǒng)進行遠程遙控即可。
1.2 自動控制系統(tǒng)
自動控制系統(tǒng)主要是依靠操作遠程控制器對整個系統(tǒng)進行控制，系統(tǒng)整個工作形式是按照事先設置好的程序來運行。自動控制的主要形式可以分為系統(tǒng)的速度控制、自我診斷、系統(tǒng)校正等，對于整個機電控制系統(tǒng)中的自動控制技術來講，自動控制系統(tǒng)是一個比較完善的應用系統(tǒng)，目前在科學技術領域受到了人們的廣泛關注。因為它可以有效地把各個子系統(tǒng)聯(lián)合起來，完成設定的工作任務，這也是自動控制系統(tǒng)中的主要技術。自動控制系統(tǒng)這一理論主要是由傳統(tǒng)控制理論和現(xiàn)代控制理論相互結合而產(chǎn)生的新理論。傳統(tǒng)控制理論主要是利用數(shù)學工具，計算傳遞函數(shù)，利用相關數(shù)據(jù)分析研究變量的線性變化。這些也在控制系統(tǒng)中得以體現(xiàn)。而現(xiàn)代控制理論主要是以線性代數(shù)為數(shù)學工具，并在傳統(tǒng)的線性代數(shù)基礎上發(fā)生了一系列變化，首先線性代數(shù)主要是以矩陣及集合作為分析數(shù)據(jù)的依據(jù)，其次求解的狀態(tài)方程會在矩陣中表示出來，再構建相關的數(shù)據(jù)模型即可?，F(xiàn)代控制理論的主要優(yōu)點是可以尋找出最優(yōu)的控制系統(tǒng)、適應控制及隨機控制，控制目的也比較明確。
2 機電一體化設計構想
我國機械制造業(yè)在世界機械市場占據(jù)著巨大的份額，基于此，我國機械制造效率將面臨著嚴峻的考驗。隨著一體化制造理念的產(chǎn)生，機械制造業(yè)隨之也發(fā)生了重大的變革，利用機電一體化可以提高機械制造效率。所謂的機電一體化，最早是由日本人提出的，隨后日本人以機電一體化為理論基礎，研究制造出了功能一體化的機械設備，最具有代表性的一體化設備就是把軟件、電子和裝卸有效地聯(lián)合起來，這樣以來將會使得機電設備的功能更加強大。隨著科學技術的不斷發(fā)展，這個新理念也逐漸被各國科學家所認可，同時在此基礎上還對這一理念作出了合理的改進，隨后就形成了現(xiàn)在的機電一體化系統(tǒng)?？萍脊ぷ髡邔C電一體化系統(tǒng)進行的邏輯分析，他們表示目前機電一體化系統(tǒng)具有智能化板塊、模塊化等基本功能，以這些基本功能為根本，隨后再融入一些機械技術和自動化控制技術，這樣以來就可以優(yōu)化機電一體化系統(tǒng)，使得整個自動化控制系統(tǒng)變得更科學、更人性化。在建立機電一體化系統(tǒng)時，工作人員先要對機電一體化系統(tǒng)有一個全面的認識，隨后按照相關的技術分析得出其方案的優(yōu)缺點，再通過各種方案之間的對比選取一個比較合理的方案，確定方案之后還需要經(jīng)過一段時間的實際應用，不斷完善所選的方案，最后才使用此方案。所建立的新系統(tǒng)能不能滿足工作需求，這還要看這個系統(tǒng)是不是實現(xiàn)了具體的目標，如果沒有完成設定的具體目標那么這個系統(tǒng)還需要完善[2]。
3 機電一體化的設計
3.1 設計構想
目前，我國的產(chǎn)生模式不斷地進行改革，政府部門開始重視科技創(chuàng)新的發(fā)展，機電一體化的設計思想也被人們廣泛應用到綠色化、網(wǎng)絡化及智能化的新興產(chǎn)業(yè)之中，從而代表著“中國創(chuàng)造”的機電一體化系統(tǒng)正在制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
3.2 設計方案
機電一體化的設計根本就是設計方案，制定一個科學的設計方案是一項非常困難的事情。其方案的制定人員需要過硬的基礎知識儲備，同時還需要豐富的工作經(jīng)驗并且還要對機電產(chǎn)品技術、計算機技術、電力電子技術都要有一定的了解。
3.3 機電一體化共性關鍵技術
（1）機械技術。由于機電一體化技術主要是以機械基礎為根本點，主要是根據(jù)機械技術的發(fā)展而做改進，因此，機電一體化技術在機械工程領域受到了工作人員的青睞。機電產(chǎn)品的許多功能都是由機械技術所決定，并且與電子技術相結合，從而推動科學技術的發(fā)展[3]。在新的經(jīng)濟發(fā)展格局下，隨著生產(chǎn)水平的不斷提升，對機械技術的發(fā)展提出了更高的標準。通過機電一體化領域的專家學者進行不斷地探索，我國現(xiàn)代機械發(fā)展水平得到了快速的提升。（2）對于計算機輔助技術來講。計算機輔助技術主要是對機電一體化系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)進行全面的分析。主要是使用計算機來完成信息的交換及其數(shù)據(jù)分析運算。
3.4 產(chǎn)品的設計方法
（1）取代法是一種常見的設計方法，設計者們經(jīng)常把電子線路取代為機械式控制機構，這是一種機械電子化的產(chǎn)品設計。比如：機械式調(diào)速機構和凸輪機構就可以用編程控制器或者微型計算機來代替，還可以替代液壓控制系統(tǒng)、氣動，也可以大體插銷板、撥碼盤、步進開關、時間繼電器等控制器。這樣不但可以使得整個機械結構變得簡單，同時還可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量。按照這種方法所設計出來的產(chǎn)品與傳統(tǒng)方法設計出來的產(chǎn)品結構相似，這種設計方法簡單，可是依舊擺脫不了原產(chǎn)品的缺點，不利于產(chǎn)品的創(chuàng)新。（2）整體法。整體法可以讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有不錯的性價比，以便工作人員開發(fā)出更新的產(chǎn)品。當設計者利用整體法設計產(chǎn)品時，首先要把機械部分和電氣部結合在一起，隨后從整體上對改產(chǎn)品進行設計。比如：在電液比例控制系統(tǒng)中，比例電磁鐵和液壓控制閥組成一體化比例閥；當對伺服電動機設計時，定子繞組放置在機床導軌中這些都是采用了整體設計法。（3）組合法。這種方法主要是把產(chǎn)品的標準功能組合成為機電一體系統(tǒng)。比如：當把車床改造為數(shù)控車床時，首先購買一套車床數(shù)據(jù)設備、一套伺服動力系統(tǒng)、一整套位移測量設備及其主軸電機相配合變頻設備，利用這些設備就可以改造出一臺具備自動調(diào)速、自動給進，同時還可以完成多種切削的數(shù)控機床。利用組合法建立機電一體化，不僅周期很短、質(zhì)量安全可靠、成本也比較低，而且還便于維修、容易生產(chǎn)。
4 結語
機電控制系統(tǒng)自動化技術是由電子技術、計算機技術等多種科學手段相結合的一體化系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的誕生有效的促進了我國生產(chǎn)力的發(fā)展。該文主要介紹了機電控制和自動控制系統(tǒng)，簡要的敘述了機電一體化這個新概念，并以這些為基礎簡要分析了三種機電一體化的設計方法。傳統(tǒng)的機械結構由電子系統(tǒng)代替，這樣以來完全實現(xiàn)了機電一體化、功能及模塊的相互結合，有效的提升了我國機電一體化的發(fā)展水平。
參考文獻
第7篇：機電一體化的設計范文
機電一體化是將微電子技術和機械、信息、控制檢測與系統(tǒng)技術等多門學科相互滲透、結合形成的一門綜合技術學科。目前機電一體化技術和產(chǎn)品已滲透到國民經(jīng)濟的各個領域，成為當今新技術發(fā)展的主流。與此同時，社會經(jīng)濟發(fā)展對機電一體化人才的需求也與日俱增。[1]培養(yǎng)更多基礎知識扎實、動手能力強、富有創(chuàng)新意識的機電類工程創(chuàng)新人才已經(jīng)成為各高校教學改革的重中之重。
國民經(jīng)濟關鍵部門迫切需要全面掌握機、電、控制和計算機的機電一體化專業(yè)復合型人才。圍繞社會對機電一體化人才的需求，提出針對機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)進行實驗教學改革的研究。該研究可為社會培養(yǎng)更多的機電一體化人才，提高畢業(yè)生的專業(yè)技能和實踐動手能力，提高學生的就業(yè)競爭力，增加機電一體化方向畢業(yè)生的就業(yè)率等提供參考依據(jù)。同時，對于進一步提高我國高等院校機電一體化實驗教學水平和教學效果具有較好的指導和借鑒意義。
現(xiàn)今實驗教學的作用不僅是為了讓學生驗證所學的各種知識的掌握程度，是否能做到理論聯(lián)系實際，而且培養(yǎng)學生更強的創(chuàng)新意識與能力，實驗教學是必然的途徑之一。它也是全面提高學生知識、素質(zhì)與能力的重要手段。因此，在進行機電一體化專業(yè)課堂教學的同時更應該做好其專業(yè)的實驗教學改革。機電一體化專業(yè)的實驗教學應該持有“學生為主體”的實驗教學觀念，而擺脫那些簡單的知識傳授和驗證理論課程內(nèi)容的傳統(tǒng)模式，把培養(yǎng)學生綜合運用知識、引導其自主學習、獨立系統(tǒng)設計和實踐創(chuàng)新能力作為目標，開展實驗實踐課程體系的改革，提高學生的綜合能力。
一、機電一體化實驗教學現(xiàn)狀分析
目前國內(nèi)高等院校機電一體化實驗教學仍存在一些普遍性的問題。
1.“重理論，輕實驗”思想
傳統(tǒng)的教學模式往往只注重理論教學而忽視實驗教學的重要性。機電類知識體系往往概念抽象、理論繁瑣，不同課程的聯(lián)系很緊密，并且原理圖多、文字敘述較抽象，學生又無實物接觸，在學習過程中普遍感到枯燥乏味，最后學生學到的機電一體化系統(tǒng)的概念和知識體系就很少，而對于機電一體化專業(yè)的理解更是停留在表面層次，并且學生的實驗動手能力較差，學生的綜合能力得不到全面提高。
2.實驗教學體系不夠完善
傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容只是單課程知識點的驗證實驗，學生固然可以通過實驗掌握和理解單課程知識點的基本原理與應用，但無法掌握不同知識點的協(xié)調(diào)運用，無法提高學生的綜合分析能力和解決能力。[2]
現(xiàn)今大多數(shù)高等院校普遍使用的實驗教學手段、實驗教學的傳統(tǒng)模式是以教師作為主體，教師選定所做的實驗題目，而學生只是按照實驗要求和內(nèi)容被動進行重復的機械式操作。然而，如果使用這種模式將無法提高學生的自主創(chuàng)新能力。有些實驗綜合性不強，設計性少，代表性不強，不利于學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也不能激發(fā)學生自主參加實驗實踐的積極性和創(chuàng)造性，這將會造成學生解決實際問題的能力差。畢業(yè)后滿足不了社會對機電一體化人才的需求。
3.實驗教學條件不夠完善
現(xiàn)今大多數(shù)高等院校所開設的機電一體化類課程實驗往往因為所需要的實驗設備體積較為龐大，而且設備的價格又昂貴，所以對機電一體化專業(yè)的實驗課程所配置的設備都比較少。[3]很多機電一體化專業(yè)的實驗教學都是演示性教學，在整個實驗過程中老師一直在做實驗，而學生的任務只負責進行實驗觀察。即使是動手的實驗課，學生也是按照老師要求的順序重復一遍一遍去做。這樣實驗教學效果會比較差，使得整個實驗就會趨于形式化，學生的分析能力、解決問題能力得不到提高。
4.機電一體化專業(yè)實驗教學的考核機制不健全
機電一體化傳統(tǒng)的實驗教學考核方式主要是以考查、實驗報告以及實驗考察成績相結合的方式，這樣只能通過學生實驗報告的完成情況給其打分。[4]如果采用這種考核方式，無法真正體現(xiàn)出學生的實踐動手能力，因此可看出傳統(tǒng)的考核方式不夠合理。
二、機電一體化專業(yè)實驗教學的基本要求
需要學生強化認識理論知識、驗證理論知識的結論；要求學生能基本掌握常規(guī)儀器的基本原理與使用方法，而且能學會完成實驗的方法和操作步驟；學生能從實驗數(shù)據(jù)的分析中得出反映事物本質(zhì)的結論；學生能獨立書寫實驗過程，完成實驗報告指定內(nèi)容。
三、機電一體化專業(yè)實驗教學改革的策略
1.完善現(xiàn)有的實驗實踐教學體系
專業(yè)教師需要充實機電一體化專業(yè)實驗課程的教學內(nèi)容，并減少不具代表性的實驗，根據(jù)專業(yè)課程制訂合理的實驗教學內(nèi)容，加大動手實驗和綜合性實驗內(nèi)容，并和理論課程相對應，建立合理的實驗教學體系結構（如圖1所示），這讓學生能在掌握基本理論知識的基礎上進行一些相關實驗，而且更易掌握機電一體化專業(yè)知識和技能。
需要完善機電一體化現(xiàn)有的教學手段，弱化實驗實踐模式中傳統(tǒng)的演示性或驗證性實驗，盡量加大學生動手的實驗實踐及綜合性實驗內(nèi)容，采取開放式實驗教學模式，把學生推到實驗的主置。在機電一體化實驗教學過程中，最好由學生親自選定所做的實驗課題，自己選擇需要的儀器設備，制定相關的實驗步驟，獨立處理和分析實驗數(shù)據(jù)、實驗結果。而專業(yè)的實驗教師只為學生提供實驗資料、解答實驗問題等方面的服務。
2.改善現(xiàn)有的實驗條件
建立以能力培養(yǎng)為主導的實驗教學模式，搭建機電一體化專業(yè)的三個系列實驗室。一是專業(yè)基礎類實驗室，主要針對學生感性認識不足的機械傳動和實驗的薄弱環(huán)節(jié)所開設的驗證性實驗教學課程。二是綜合類實驗室，主要涉及各專業(yè)課的綜合實驗。三是數(shù)控機床、機器人實驗室。通過系統(tǒng)有序的實驗動手操作，有利于學生掌握實驗的基本原理，培養(yǎng)了學生的綜合實驗能力。
3.制訂合理的考核機制
結合機電一體化課程實踐教學現(xiàn)有的特點，機電一體化專業(yè)的實踐課程考核不應該有統(tǒng)一的標準和模式，而是應該結合實驗實踐教學的手段和方式來靈活設定考核方式。實驗實踐教學考核可采用能力培養(yǎng)為主考核的方式進行。簡單的傳統(tǒng)的驗證性或者演示性實驗，適當減小考核的比重，而一些動手考查較為全面及綜合性強的實驗，考核的比重就可適當加大；另一方面，可靈活采取現(xiàn)場提問、口試筆試、綜合課程實驗、課程設計等多種形式來考核，同時可以通過實驗技能比賽的方式來激發(fā)學生對實驗的興趣。[5]對學生考核的重點不是考查知識的理解程度，而應當重點考核其實踐技能的掌握程度和應用能力。
四、實驗教學改革的效果
專業(yè)教師能將抽象的理論課堂教學轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的實驗實踐操作，在整個機電一體化專業(yè)實驗教學的過程中能充分調(diào)動學生的主觀能動性，增強其實驗興趣，培養(yǎng)學生的分析能力、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合實踐能力，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作的精神。
五、結論
第8篇：機電一體化的設計范文
關鍵詞：機電一體化，畢業(yè)設計，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)設計是高校機電一體化專業(yè)教學中的一個必不可少的教學環(huán)節(jié)，是對學校應屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實踐訓練，是對學生所學知識進行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學生接受設計任務，在教師指導下獨立進行工程實踐，獲得基本訓練并取得成果的過程，它是評估畢業(yè)生學業(yè)成績的一個重要方式，也是提高學生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關鍵一環(huán)[1]。結合我校教學工作的實際情況，我主要從選題、開題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設計指導，論文答辯等方面，提出了改進畢業(yè)設計工作的措施。
2 立足實際 ，科學選題
選題是畢業(yè)設計工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設計質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設計題目，是搞好畢業(yè)設計的第一步。結合我校實際情況，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)，但學生并不能完全弄明白生產(chǎn)實際的具體情況，設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，使的設計變相的成了一種具體的形式，另外，不同指導教師之間和不同的學生之間設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，這樣就可以避免學生之間互相抄襲、引用，讓他們能夠真正從設計的角度去思考問題，達到鍛煉和學習解決實際問題的能力，達到這個教學環(huán)節(jié)實施的意義。
(2)畢業(yè)設計選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實際和工程應用的研究。這樣有利于調(diào)動學生的積極性，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)的學生選題時，選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統(tǒng)的設計”，“擦黑板機械人的設計”，“簡易倪紅燈控制系統(tǒng)的設計”，“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設計”，“電子搶答器的設計”等新穎的又結合生產(chǎn)、生活實際的設計題目，這些題目不僅能夠反映當代科技發(fā)展水平，而且能夠讓學生能進一步了解、把握國內(nèi)外在機電一體化領域的一些最新成果和發(fā)展動態(tài)，使學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。學校畢業(yè)設計經(jīng)費、教學試驗條件都有限，不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業(yè)設計，必須根據(jù)客觀條件來選擇設計題目，這些條件主要包括:可查資料庫源，試驗設施和足夠的經(jīng)費等，因此我們在選題時，一般選用能為學生提供可用的儀器設備，試驗場地等條件的科研課題，這樣可以為學生做畢業(yè)設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“擦黑板機械人的設計”課題時，考慮到該課題涉及了機械原理、系統(tǒng)設計、數(shù)電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領域，涉及的知識面較廣，設計工作量較大，有一定的深度，學生可以通過綜合應用所學的基礎理論和專業(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，為了保證學生在有限的畢業(yè)設計工作時間內(nèi)，經(jīng)過努力能完成任務或做出階段性結果，我們安排了兩個同學參加，在掌握總體設計思路的基礎上，分別進行硬件結構設計、軟件設計等不同部分的的設計工作，讓每一位同學都各有側重點地進行研究，經(jīng)過兩位同學的分工合作，最終完成了整個畢業(yè)設計題目的設計任務，效果良好。
3 加強教學督導，落實開題環(huán)節(jié)
為了提高畢業(yè)設計的教學質(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)設計教學中加入開題環(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)設計題目是否滿足專業(yè)要求，學生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學專業(yè)的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環(huán)節(jié)，還可以強化學生通過查閱文獻資料，廣泛獲取信息的能力，培養(yǎng)學生提出問題、擬定實驗研究方案和設計方案，進行科學實驗與測試，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計方案，使論文設計方案更加系統(tǒng)化。學生通過收集設計資料的相關信息，聽取各方意見，可以明確自己的設計思路，堅定設計者的信心。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，就要求學生能夠弄清楚設計題目的來龍去脈，從而使學生明確畢業(yè)設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。
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（2）開題環(huán)節(jié)的組織和實施。我們要求學生在開題會之前，，要按規(guī)范書寫開題報告。在開題的時候，學生須持經(jīng)指導老師簽字同意的開題報告書、任務書及其它相關資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術路線和方法、工作基礎、預期成果和工作計劃等要求的內(nèi)容，要求學生自述10分鐘，然后評審小組根據(jù)學生的自述和開題報告書及其它文本內(nèi)容，對學生畢業(yè)設計題目是否達到專業(yè)培養(yǎng)目標要求和完成論文設計的可行性進行考核，并對畢業(yè)設計題目的設計廣度、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
為了提高我們機電一體化專業(yè)畢業(yè)設計的教學質(zhì)量，我們探索出了一條適用于畢業(yè)設計的全環(huán)節(jié)教學質(zhì)量監(jiān)控的方法。具體的措施是：1、設定學生的設計出勤表，要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學生的設計進度，督促和指導學生按時完成設計。2、成立設計指導小組，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)的學生進行自己專長方面的專業(yè)指導，這樣可以提高指導設計者的綜合能力，使畢業(yè)設計的內(nèi)容準確專業(yè)。3、開展設計小組例會制度，即每個設計小組每周開一次例會，主要工作是：要求學生把一周設計的心得體會在例會上發(fā)言，匯報設計進度，并提出設計中發(fā)現(xiàn)的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學生的設計進度，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習，使教師教學水平共同提高。通過對我校畢業(yè)設計工作的綜合考核，這種工作方式完全實現(xiàn)了對整個設計過程的檢測，保證了教學質(zhì)量。
5嚴格考評，保證答辯的質(zhì)量
答辯是畢業(yè)設計工作的最后一個環(huán)節(jié)，是全面檢查和評估畢業(yè)設計質(zhì)量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風，促進學生認真做好畢業(yè)設計 。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。為了加強教學督導作用，我校專門設立教學督導組，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答辯工作。
畢業(yè)答辯前首先是對學生的畢業(yè)論文進行盲審，要求由除指導教師外的答辯小組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，以此來審查學生的答辯資格。通過的同學要準備答辯的ppt，把畢業(yè)論文的結構、主要完成部分及設計的結果等內(nèi)容準備出來。答辯時， 要求每位同學的答辯自述時間應控制在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生的答辯情況進行決議，給出畢業(yè)答辯成績。畢業(yè)設計成績評定必須堅持標準，嚴格要求?！皟?yōu)秀”的比例應嚴格控制在本專業(yè)參加答辯總人數(shù)的15%以內(nèi)，優(yōu)良比例應嚴格控制在60%以內(nèi)。
畢業(yè)設計的質(zhì)量，除了本身的學術水平、應用價值 另外，還應考察學生解決實際問題的能力、對知識的綜合應用能力、在工作中查閱處理信息和應用各種工具的能力、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)設計擬評“優(yōu)秀”的學生，要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業(yè)設計平時不認真、小組答辯成績較差的學生，由相關分委會組織復答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正，治學嚴謹，嚴把質(zhì)量關，對畢業(yè)設計達不到教學要求的，決不姑息。
6 結論
要想搞好畢業(yè)設計工作，關鍵的是要做到“五個到位”，即認識到位、經(jīng)費投入到位、指導教師到位、學生到位和管理工作到位。另外，，消除學生畢業(yè)前的各種干擾，專心做好畢業(yè)設計，是本階段學生思想政治工作的重點。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風，促進學生認真做好畢業(yè)設計。正確認識畢業(yè)設計的重要性將有利于保障和提高教學質(zhì)量，實現(xiàn)為社會輸入合格人才的要求。
第9篇：機電一體化的設計范文
摘 要：隨著我國現(xiàn)代化科學技術的進步，學科間的滲透和交叉日益增多。尤其在工程領域，計算機技術、微電子技術、光電技術和機械工業(yè)技術的融合形成了光機電一體化技術，使機械工業(yè)得到了巨大的發(fā)展。而將嵌入式控制技術引入光機電一體化設備中，將更能促進光機電一體化技術的快速發(fā)展。本文主要對嵌入式控制技術在光機電一體化設備中的應用進行了探討和研究。
關鍵詞：嵌入式;光機電一體化;工業(yè)控制;分布控制
1 前言
機電一體化是計算機技術、微電子技術、光電技術和機械工業(yè)技術融合成的一種新興的綜合技術，光機電一體化技術不僅極大推動了社會、經(jīng)濟的發(fā)展，還改變了人們對工業(yè)控制技術的傳統(tǒng)觀念?，F(xiàn)代化的光機電一體化技術正在朝著微型化、網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展，因此，在光機電一體化設備中引入嵌入式技術正迎合了這種需求。將嵌入式控制技術引入光機電一體化設備中，將更能促進光機電一體化技術的快速發(fā)展，這是滿足機械對象網(wǎng)絡化、智能化和復雜化控制要求的需求，機器人技術、辦公自動化、智能玩具和數(shù)控機床都是嵌入式光機電一體化技術的代表。本文主要對嵌入式控制技術在光機電一體化設備中的應用進行了探討和研究。
2 傳統(tǒng)光機電一體化技術融入嵌入式技術的必要性
傳統(tǒng)的光機電一體化技術主要以機械工業(yè)技術和電子技術的結合為主要特征，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們對自動化控制技術要求的提高，這種技術已經(jīng)無法適應現(xiàn)代工業(yè)對設備可靠性和性能的要求：
（1）設備結構的復雜和控制精密性逐漸提高。計算機技術、網(wǎng)絡技術的發(fā)展以及產(chǎn)品性能要求的提高，光機電一體化設備的輸入輸出通道快速增加，使得設備結構更加復雜，進而帶來很多不可測的干擾因素，因此要求控制系統(tǒng)進一步提高其抗干擾能力。另外，傳統(tǒng)機電一體化設備的實時性要求較高，在一定程度上降低了產(chǎn)品的精密型，而現(xiàn)代機電設備則要求時間和空間上控制系統(tǒng)都能做到精確、快速的控制。這些方面只有依靠嵌入式技術才能找到很好的解決方案;（2）機電一體化設備對網(wǎng)絡化的需求不斷上升?，F(xiàn)代化的控制設備要求控制系統(tǒng)具有網(wǎng)絡化特點，即能夠通過遠程控制、狀態(tài)報告等對控制系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控，這樣能夠顯著提高系統(tǒng)控制的實時性、安全性、智能性和便利性要求，而這一需求是無法通過傳統(tǒng)的機電一體化系統(tǒng)實現(xiàn)的;（3）市場的競爭要求降低產(chǎn)品的開發(fā)周期，因此對光機電一體化設備提出了新要求。傳統(tǒng)的光機電一體化系統(tǒng)中，產(chǎn)品的設計開發(fā)周期能夠滿足當時社會的需求，但是，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術的進步，現(xiàn)代化市場的競爭需求要求光機電一體化系統(tǒng)不斷改進產(chǎn)品設計和研發(fā)方式，以適應現(xiàn)代化產(chǎn)品的要求。另外，機械系統(tǒng)的壽命要比軟、硬件系統(tǒng)長，而后期維護工作都是由軟件升級完成的。這就需要系統(tǒng)在設計初期就對系統(tǒng)的軟件可維護性和可移植性進行考慮。
為了解決上述問題，人們將嵌入式技術融入到機電一體化技術中。具體來說，就是將嵌入式數(shù)據(jù)的設計和開發(fā)理念、相關技術和基礎理論融入到機電一體化系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程中，建立一個以微處理器為核心的具有高可靠性、高性能的嵌入式控制系統(tǒng)，這樣不僅滿足了被控對象的復雜性控制要求，還具有網(wǎng)絡化、智能化的控制特點。
3 嵌入式控制技術在光機電一體化設備中的應用
和其它領域相比，機電一體化設備是嵌入式技術應用最廣泛、最典型的領域，在未來的光機電一體化設備發(fā)展中具有巨大的發(fā)展前景和應用市場。
3.1 工業(yè)化機器人技術
工業(yè)化機器人的發(fā)展從一開始就和嵌入式技術密不可分。機器人技術其實是上世紀50年代提出來的一種數(shù)控技術。由于當時的控制方法比較落后，沒有達到要求的芯片水平，只是一種簡單的邏輯電路系統(tǒng)。之后很長一段時間內(nèi)，由于智能控制理論和處理器技術的限制，機器人技術沒有得到足夠的發(fā)展。從上世紀70年代開始，智能理論的發(fā)展促進了機器人技術的研究。而最近幾年來嵌入式技術的高度發(fā)展，使得以光機電一體化設備為基礎的機器人技術得到前所未有的發(fā)展趨勢。其中，火星探測車就是一個非常典型的例子?；鹦翘綔y車價值近10億美元，是一種高新技術密集型的先進機器人系統(tǒng)，能夠不依靠地球的控制進行自主工作。這種機器人由于加入了嵌入式系統(tǒng)，可靠性較高，對完成地面的工作要求起到了非常重要的作用。
3.2 工業(yè)控制設備技術
工業(yè)控制設備是嵌入式技術應用最為廣泛的一類?，F(xiàn)在的工業(yè)控制設備中，工控機的應用最為廣泛，這些工控機通常使用工業(yè)級處理器和處理設備，工控要求較高，除了需要對設備進行實時控制以外，還要將設備的狀態(tài)信息顯示到顯示器上，這些都對工控機的硬件和軟件提出了更高的要求。傳統(tǒng)的PCI04總線系統(tǒng)穩(wěn)定性較強，體積小，因此得到了廣泛的推廣，但是由于這些系統(tǒng)大多使用Windows系統(tǒng)，因此不屬于純粹的嵌入式系統(tǒng)。另外，工控機和設備控制器是嵌入式處理器應用最為廣泛的領域，這些控制處理器占據(jù)控制器的核心位置，為控制器提供了豐富的總線接口，因而能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)顯示的功能。
3.3 分布式控制技術
分布式控制技術是嵌入式系統(tǒng)應用最早，范圍最為廣泛的領域之一。目前，世界上已經(jīng)有數(shù)十家公司涉及到分布式控制領域。在工業(yè)領域普遍使用分布式控制技術的主要原因包括如下幾個方面：
（1）被控對象的種類較多，數(shù)量較大，且分布范圍較廣，因此需要分布式的控制技術;（2）除了生產(chǎn)過程控制外，還希望在管理方面實現(xiàn)控制的自動化。
由于嵌入式系統(tǒng)的小型化、專用化和嵌入式特點，使其非常適合分布式系統(tǒng)的應用，隨著近年來分布式系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式技術在光機電一體化設備中的應用也越來越廣。
4 結論
本文首先對嵌入式技術在光機電一體化技術中的相關應用和理論知識進行了分析，并對嵌入式技術在光機電一體化技術中的應用現(xiàn)狀進行了介紹?？梢灶A見，嵌入式技術與光機電一體化技術的融合是未來工業(yè)自動化控制領域的發(fā)展方向，因此，需要加強嵌入式技術與光機電技術的研究，為光機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展和完善奠定良好的理論基礎和實踐基礎。
參考文獻：
[1]張昭瑜.嵌入式操作系統(tǒng)在機電一體化設備控制過程中的應用[D].四川大學，2005.
