机械电子工程设计方法有哪些特点？
?
参考答案：答：以往在机械系统中引入控制的方法与机械电子工程设计方法之间有着根本的差别。前者是在已完成设计、甚至已完成制造的机械系统中附加上测量和控制装置，而后者为了充分利用微处理器功能，要求对机械系统进行重新设计。
从根本没有控制到开环控制，又从开环控制发展到由传感器将信号送给操作者的反馈控制
再发展到闭环控制、自适应控制以至智能控制。随着机械电子系统日益复杂，系统故障诊断也越来越需要测量、传感技术和计算机技术。现在复杂的机电系统从设计到运行、诊断都用到了最新颖的信息技术和控制技术。
分利用微处理器功能，要求对机械系统进行重新设计。传统设计方法与机械电子工程设计方
法之间的主要差别可以总结为如表所示：
传统设计方法与机械电子工程设计方法的对比
机械电子工程设计方法并不排除采用设计良好的机械装置，相反，从机床、量具等机械设计领域的标准设计方法中获得了许多有益的借鉴。
机械电子工程设计方法的适用
范围依赖干所要控制的加速度和力的大小，以及驱动设备的转换速率。在加速度数值极高的场合下，如卷烟制造机械、罐头制造机械和报纸印刷机这类大批量自动化Th产机械中，传统的机械式凸轮虽然仍在使用，但是在这样的系统中，机械电子工程设计方法在故障诊断和状态监视中也起着重要的作用。
机械电子工程方法能够为传统机械产品的改进和新型机电产品开发的设计提供新的思路，
这里用以下几方面的例子进行说明。1）机构的简化
许多机构可以用机械电子工程设计方法予以简化，如洗削加工时，工作台运动速度的控制和位置的控制就可以由微处理器和执行器完成，以下是两个这样的例子。
(1)打字机
传统的打字机一般由一些击键和字头运动的机构、回车换行机构及进纸机构组成。加上了电子控制后，打字机的发展经历了菊花轮式打字机、带有微处理器的点阵打印机、一直到带有微处理器的激光打印机，这种打印机既可以打印文字又可以打印高分辨率的彩色图形。 (2)大型天文望远镜
在大型天文望远镜上，采用了由常速马达驱动的体积庞大的机构。但如果采用机械电子工程
的设计方法，就可以造出一种由计算机控制的有两个自由度的平衡支撑结构，它十分紧凑可以跟踪宇宙空间的任何目标。
2）机构功能的增强
将优良的机械设计与闭环控制相结合，可以提高运动的速度和精度，增强运动的灵活性。
以一个在两个固定端之间作往复运动的机构为例，在采用比例控制的闭环控制系统中，执行器零件上所受的力较小，构件可以造得较轻，从而其惯性也就较小；而工作在两个固定端之间的执行器零件上所受的力较大，因此构件也较笨重。
一些早期的机械手就是在两个固定制动端之间往复运动的，这种机械手有着十分复杂的机
构来使它们的抓取装置沿直线运动。后来的设计是对机器的每一根轴使用直流伺服驱动电机及谐波减速器，从而对每一根轴进行可编程的比例转速控制，但是由于这些电机
空间运动的惯性效应十分显著，最近又采用直流力矩电
机，它安装在机器人的底座上，通过同轴的钢管和钢带驱
动各轴。
3）机构的替代
在某些特定的情况中，机构完全可以省略，而以微处理器
和执行器来代替完成其功能。
(1) 电子钟表
在这个例子中，精密的机械装置可以用一块集成电路来代
替，并带有发光二极管、液晶显示或模拟显示和控制按钮
组成的用户界面集成电路提供了与机械手表相当甚至计
时显示可到0.01s 级，又有日历、定时发声、世界各地
时间及秒表等功能，而且价格便宜的多。实际上机械系统
已被完全取代了，这里我们看到的由机械电子工程方法代
替传统方法是完全彻底的。
(2) 电控飞行
在电控飞行(fly-by-wire)这个例子中，飞行员操纵杆与
水平翼、方向舵之间的连接部分被一台微处理器，一根信
号线和一个执行器代替，大的杠杆式操纵杆被装在飞行员
坐椅扶手上的一个小电子装置代替，对力的放大作用则由
机翼上的执行机构完成。
4）机构的综合
由于采用了嵌入式微处理器，有可能进行机构和功能的综
合设计。例如，一台自动洗衣机由一台单向电机驱动，洗
涤和甩干两种工作需要两种不同的转速，洗涤还需要电机
双向运行这样就需要一个机构来产Th双速双向的运动。
如果采用变速电机和一个控制器，就可以综合变速和换向
两种功能，直接产Th双速双向运动而无需换向机构。
220分
程序控制、自适应控制和分布式控制各有什么特点？
?
参考答案：答：几种典型控制方法在机械电子系统中的应
用。1）程序控制
机械电子工程设计方法的一个特点就是系统
功能可以用软件方便地重新设定。在某些情况
中，这一点可以通过让用户从一系列预先编
好的、已存储在存储器中的程序中选择所需程
序来实现，也可以从外部给系统装人新的程
序。〕以下是两个例子。
(1) 自动制造单元
本例中，产品的说明信息存储在中央计算机
里，中央计算机将信息向下传送到各制造单元
如数控机床、机器人和其他有关设备，信息的
通信是通过局域网或全厂范围的计算机网络
完成的。
(2) 自动缝纫机
自动缝纫机能够从一系列存储在程序中的针
脚款式中选择某一种，也可以选择像锁扣眼一
类的特殊针脚。自动针织机和自动绣花机可也
应用程序控制。
2）自适应控制
(1) 车辆系统
由于有了嵌入式微处理器的局部处理能力，可
以用预先编制好的程序来改变车辆路径与速
度的不同组合，以适应各种不同的路况和交通
条件，从而达到优化系统性能的目的。为提高
车辆行驶时的稳定性，主动式悬架装置的弹性
系数与阻尼系数可以自动改变，以适应所要求
的驾驶方式、车辆的载重情况以及路面状况」
它能在某个车轮弹离地面的短暂滞空时间内
控制系统的响应，这就要求系统能在几毫秒至
几十毫秒的时间内实施控制。
(2) 数控机床
先进的数控机床采用了切削速度的自适应控
制，以适应材料特性的变化。它的切削力受到
更准确的控制，切削量也是经过优化的，而这
种数控机床的体积和自重比常规数控机床有
所减小。
(3) 自动剪羊毛机器人
剪羊毛机器人是在澳大利亚研制成功的，它运
动的轨迹是根据一只由 CAD 设计的标准三维
“羊”模型产Th的，剪刀的轨迹通过安放的
羊身上的传感器来实时地修正，使得剪刀与羊
身体之间总保持一定距离，但是羊必须被固定
在一个设计精巧的固定装置上，以使羊在剪毛
过程中尽可能保持平静。
3）分布式系统
机械电子系统的设备并不一定要全集中在一
起，执行器和机构可以分布在一个广大的区域
内，并且并行地工作。
(1) 车辆悬挂系统
这种系统采用四个或更多的执行器并行工作，
为了对车辆进行姿态、行驶速度和起动制动控
制，可以使每一个执行器的实时响应都参照其
它所有执行器的状态。
(2) 物流输送设备
在这个例子中，对驱动电机、传感器、升降台
和输送站都要进行协调控制，一般还要求能够
对系统中输送的单个载荷进行跟踪。
320分
机械电子系统中的机构有哪些作用？
?
参考答案：答：在机械电子系统中，机构有许多功能和作
用： 1）改变速度
过去，因为使用常速电机（比如机床），或者
因为源动力设备输出力矩范围有限（如汽车发
动机），改变速度的功能对于传动系统是必不
可少的。旋转运动的转速改变多用齿轮箱，而在气缸这一类作直线运动的执行器中，可以用杠杆机构增加速度。在机械电子系统中，由于采用了电子控制的调速电机和执行器，对变速机构的需要已经减少了。
2）远距离传动
当动力源设备体积过大或过重，不能直接安置在需要运动的部位，就要将运动越过一定距离进行传送，这种运动的传送通常是用弹性缆索、连杆、链条或液压管道来实现的。随着结构紧凑的电力电子、机械和液压执行器的发展，可以将执行器放置得离需要运动的部位很近，因而对于传统的传动装置的需要减少了。例如，远距离传动，以前，主手与从手之间的传动机构是纯粹机械式的，其灵活性和施加力的能力很有限。机械电子工程发展之后，用电
子式的连接代替了主手与从手之间的机械式连接，还采用了由操纵杆控制的自动装置。3）力的放大和反馈
在作用力输入端和输出力的作用点之间，经常要用到力的放大。如飞机的驾驶杆、船舶的舵轮、大型卡车的方向盘、汽车刹车伺服系统和主从式机械手。在这些场合中，操作者不可能直接施加足够大的力。由于采用由集成电路实现的控制，对力的放大的机械结构一般不再需要了，而由伺服系统代替，例如电控飞行的飞机驾驶杆与方向舵的伺服系统。用电信号控制执行器后，以往操作者熟悉的力感不复存在了，但是在很多此类情况中操作者需要这种力感，因此需要为操作者提供力的反馈，以便使他能够始终保持对系统工作状况的了解。4）参数的控制
参数控制装置常常是各种调节速度或力的机械控制装置，这些装置现已由闭环电子控制系统所代替。一个典型的例子是汽车柴油发动机的电子控制装置，油门控制踏板与燃料注射泵上的流量控制齿条之间的机械式连接件完全被电子控制齿条定位装置所取代，脚踏板上采用了一个电位器作为传感器，而司机脚上的力度感则是由反馈弹簧模拟的。
5）物料传送
传送物料常用的机构有间歇式传送机构和带传动横梁的传送机构。这些机构的性能适用于许多种物料，尤其是在可能遇到很大惯性力的场合。
6）运动间的同步
机械加工过程中需要实现运动间的同步，以往这种同步是依靠一些专门设计的特殊机构来实现的，譬如仿形车床上用的一类机构，这类机构用来描绘一条给定的空间轨迹，或者跟随一个模板边缘形状行走。这种功能现在完全可以用程序控制来实现，也可以用带有 2
～3 个执行器的光学跟踪设备来实现。7）节省仿形切削的时间
在机床上，常用惠氏快速返回机构来节省无效运动的时间。在外形加工机械上，正向运动需要较低的速度和较大的切削力，惠氏机构可以产Th快速的返回运动。
对于需要采用这类机构的机床，执行器的电子控制是最佳选择，这主要是因为它能很方便
地改变速度和冲击力等参数。
8）改变参照系
在某些应用中，特别是在那些工件随机地从各个方向送来的场合，往往需要用另外一套附加机构来将主要工作机构移动到新的位置，这就需要变换参照系。现在这种参照系的变换可以通过软件完成。如搬运机器人系统就能够自动调节其方向与参照系指定方向一致，这
个参考方向是由视觉定位系统确定的。有了自动改变参考方向的视觉定位系统，就不再需要以往的附加机构了。
9）传送操作
在多数制造系统中，要把工件从一个位置传送到另外一个位置，以便完成不同的加工工序。大量传送工件多使用传送带或悬挂传送线，灵活性很差。近些年，由于引进了无人搬运系统，大大增强了工件传送的灵活性。有些机床需要进行工位间传送工件，柔性制造单元中使用的机器人便是这方面的一个例子，这种机器人的
用途是把工件在单元中不同工位之间搬运。
420分
与传统机械产品相比，机电一体化产品有哪些显著特征？
?
参考答案：答：机电一体化技术用于传统的机械产品上就
变成了机电一体化产品。机电一体化产品既不
同于传统的机械产品，也不同于普通的电子产
品。随着科学技术的发展，机电一体化的“机”
目前已扩大到电动机、电器、仪表、乐器等,
“电”也扩大到光，如红外线、激光。而且机
电一体化的概念并非局限于某一产品的狭窄
范围，如数控机床、机器人等。到目前为止，
机电一体化的应用领域还在不断地扩展，与
之相适应的应用面很广，种类繁多。按照机电
一体化产品的功能可大致地进行如下分类；
1) 在原有的机械本体上采用电子控制设备
实现高性能和多功能。例如，数控车床、机器
人、发
动机控制系统、洗衣机、汽车防滑制动器等。
2) 用电子设备局部置换机械控制机构。例
如，电子缝纫机、电子打印机、自动售货机等。
3) 在信息机器中与电子设备有机结合的机
构。例如，传真机、打印机、复印机、录音机、
录像机、存储器等。
4) 用电子设备全面置换机械结构的信息处
理机构。例如，石英电子钟表、电子计算机、
电子秤、
按钮式电话机和电子计费器等。
5) 在检测系统中与电子设备有机结合的机
构。例如，电火花加工机床、线切割放电加工
机、激光测量机等。
520分
机械电子系统的结构有哪些作用？
?
参考答案：答：结构的作用可以归结为以下几条： 1）提
供载荷的传递路径以及承受有效负载
结构件要承载系统零部件的所有重力，同时承
受系统运行时或移动中产Th的振动。载荷要
经过结构直接或间接地被传递到某个参考物
(如地面) 上，这被称作载荷的接地。
2）保证精度和重复牲
人手可以完成多种不同的任务，譬如各种装配
操作，但是人的精度不高。而机器能够在很小
的公差范围内进行操作，但灵活性有限。在采
用开环控制的系统中，对机构和结构的精度有
很高的要求，因为只有足够高的精度才能保证
运动的重复佳和一致性。
3）将系统与环境隔离
外界环境的应力、振动、温度和湿度等变化不
应影响系统的性能。对于环境的要求应当在
详细设计开始之前的总体设计阶段就予以规
定。4）支撑传感器、控制器和执行器
传感器、控制器和执行器要安装在结构上，故
结构要对传感器、控制器和执行器提供物理支
撑。结构还要保证当系统在所规定的环境中工
作时，系统各部分之间留有适当的空间分隔或间隙。
5）支撑和引导机构
各个机构对执行器或负载来说，要求必须是载荷接地的，而载荷接地必须通过结构。而且，各机构要依靠结构来保证精确的定位和运动轨迹的稳定牲。
6）支撑布线、控制器和显示器
设备中运动部分和发热部位的导线、电缆需要适当的结构给以保护。人机界面的设计可能要求把控制器和显示器安装在结构件上的某个部位。
7）支撑动力源
有些系统自身带有内部的动力源，如可充电的手持式动力工具和无人驾驶搬运车的蓄电池，这种动力源与设备中其他部分相比往往要重一些，因此结构中在安放动力源的部位应适当加固。
8）外壳和封装
在某些产品，如手持式电动工具中，结构与外壳是个整体，这种设计的结构很紧凑，
便于装配。这类系统中结构和外壳的设计是无法分开的。
9）存放替换部件和工具
数控机床上用做自动换刀装置的刀具盘就是一种复杂而精密的存储结构，刀具盘上装有许多不同的刀具，能实现天人的连续操作。但是这种机构在加工过程中可能把振动传给主机结构，这样就会带来一些问题，导致精密工件的表面租是反对以令人满意。
机械电子工程导论 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
机械电子工程导论机械电子工程概览与个人规划院系: 机电工程学院 专业: 机械电子工程 姓名: 陈瑞锋 学号: 2017年7月08日
摘要 机械电子工程是一门综合性较强的学科，业以传统机械为基础，着重现代计算机与信息技术。其知识体系是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。拥有机械技术、电子技术、动控制技术、测传感技术、息处理技术、服驱动技术、系统总体技术等核心技术。机械电子技术的应用广泛，典型的机电一体化产品如数控机。 关键词:机械电子工程、数控机床、职业规划。 目录 摘要 (01) 1 专业研究内容 1.1概述 (03) 1.1.1微机电系统（MEMS） (03) 1.1.2传感与测控技术 (03)
1.1.3数字化加工技术 (03) 2 知识结构体系 2.1知识体系 (03) 2.2主干课程 (04) 3 关键技术 3.1机械技术 (04) 3.2电子技术 (04) 3.3自动控制技术 (04)
3.4检测传感技术 (04) 3.5信息处理技术 (04) 3.6伺服驱动技术 (05) 3.7系统总体技术 (05) 4 应用领域 5 典型机电一体化产品 5.1数控机床 (05) (05) (06) 6个人规划
6.1专业前景分析 (07) 6.2目标设定 (07) (07) (07) 6.3行动与方案 (07) 1专业研究内容 1.1概述 机械电子工程主要研究机械制造、电子和计算机科学领域，与这三个学科不同的是，机械电子工程人才应该具有通才的素质，对项目和问题有决策和协调能力。机械电子工程专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机器人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型、超微型机械（微系统技术，微
机械电子工程导论机械电子工程概览与个人规划 院系: 机电工程学院 专业: 机械电子工程 姓名: 陈瑞锋 学号: 16020521102 2017年7月08日
摘要 机械电子工程是一门综合性较强的学科，业以传统机械为基础，着重现代计算机与信息技术。其知识体系是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。拥有机械技术、电子技术、动控制技术、测传感技术、息处理技术、服驱动技术、系统总体技术等核心技术。机械电子技术的应用广泛，典型的机电一体化产品如数控机。 关键词:机械电子工程、数控机床、职业规划。
目录 摘要 (01) 1 专业研究内容 1.1概述 (03) 1.1.1微机电系统（MEMS） (03) 1.1.2传感与测控技术 (03) 1.1.3数字化加工技术 (03) 2 知识结构体系 2.1知识体系 (03) 2.2主干课程 (04) 3 关键技术 3.1机械技术 (04) 3.2电子技术 (04) 3.3自动控制技术 (04) 3.4检测传感技术 (04) 3.5信息处理技术 (04) 3.6伺服驱动技术 (05) 3.7系统总体技术 (05) 4 应用领域 5 典型机电一体化产品 5.1数控机床 (05) 5.1.1主要特点 (05) 5.1.2基本组成 (06) 6个人规划 6.1专业前景分析 (07) 6.2目标设定 (07) 6.2.1专业能力 (07) 6.2.2综合素质 (07) 6.3行动与方案 (07)
1专业研究内容 1.1概述 机械电子工程主要研究机械制造、电子和计算机科学领域，与这三个学科不同的是，机械电子工程人才应该具有通才的素质，对项目和问题有决策和协调能力。机械电子工程专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机器人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型、超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的测量技术等）和生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。 1.2研究方向 1.1.1微机电系统（MEMS） MEMS是20世纪末诞生的新兴、前沿和交叉学科，它一诞生就引起各国科学家、政府和产业部门的高度重视，被称为是当今十大科技之一。 1.1.2传感与测控技术 压电式传感器及其测力仪的研究与开发属我国起步最早的学科之一。在压电基础理论与应用方面取得多项具有开创性的理论研究成果，其中压电效应研究已构建成新的理论框架和体系。开发出具有自主知识产权的传感器与测力仪的系列新产品，销往国内外。先后获省部委科技进步奖13项，2000年以来获发明专利5项。在智能测控方面，创建了新的时频分析方法，实现了时频信号的自适应时频分解,其故障特征提取技术处于国际先进水平。开发出具有独立版权“PDM2000设备预知维修和故障诊断系统”，被誉为国内唯一能与进口仪器抗衡的并可替代进口的故障诊断产品。 1.1.3数字化加工技术 本学科自50年代起从事数控技术研究，70年代后期研制成功用于航空工业的大型数控壁板铣床，为国内首创并获1980年全国科学大会奖励。先后承担国家“八五”重点科技攻关、航天部“862”等项目，研制的复杂曲面加工设备已用于生产并出口。所研发的FCS—2000大型火箭发动机喷管五坐标数控仿形机床为“澳星”发射作出突出贡献，1994年获航天工业总公司科技进步一等奖。研发的蜂窝型面数控、数字化配对加工系统和设备为“长征系列火箭”和“神舟号”飞船关键部件加工作出贡献。研发出具有国际先进水平的天线罩几何厚度及外廓形测量仪，2001年获中国高校科学技术进步一等奖。 2知识结构体系 2.1知识体系
机械电子工程导论
机械电子工程导论机械电子工程概览与个人规划 院系: 机电工程学院 专业: 机械电子工程 姓名: 陈瑞锋 学号: 16020521102 2017年7月08日
摘要 机械电子工程是一门综合性较强的学科，业以传统机械为基础，着重现代计算机与信息技术。其知识体系是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。拥有机械技术、电子技术、动控制技术、测传感技术、息处理技术、服驱动技术、系统总体技术等核心技术。机械电子技术的应用广泛，典型的机电一体化产品如数控机。 关键词:机械电子工程、数控机床、职业规划。
目录 摘要 (01) 1 专业研究内容 1.1概述 (03) 1.1.1微机电系统（MEMS） (03) 1.1.2传感与测控技术 (03) 1.1.3数字化加工技术 (03) 2 知识结构体系 2.1知识体系 (03) 2.2主干课程 (04) 3 关键技术 3.1机械技术 (04) 3.2电子技术 (04) 3.3自动控制技术 (04) 3.4检测传感技术 (04) 3.5信息处理技术 (04) 3.6伺服驱动技术 (05) 3.7系统总体技术 (05) 4 应用领域
5 典型机电一体化产品 5.1数控机床 (05) 5.1.1主要特点 (05) 5.1.2基本组成 (06) 6个人规划 6.1专业前景分析 (07) 6.2目标设定 (07) 6.2.1专业能力 (07) 6.2.2综合素质 (07) 6.3行动与方案 (07) 1专业研究内容 1.1概述 机械电子工程主要研究机械制造、电子和计算机科学领域，与这三个学科不同的是，机械电子工程人才应该具有通才的素质，对项目和问题有决策和协调能力。机械电子工程专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机器人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型、超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的
控制工程在机械电子工程中的应用杨配锋 摘要：机电一体化设计中，必不可少的一部分就是控制理论，控制理论的精准 程度与否，关系到机电设备的稳定性，和运行的准确性，因此，控制工程在机械 电子专业中占有重要地位。本文通过对控制理论的介绍，和一个典型控制系统"伺服系统"的论述，阐明了控制理论在机电一体化设计中的重要作用，以及大力发展控制工程的必要性。 关键词：控制理论；控制工程；机械电子工程 与自人类使用工具以来就有的机械工程相比，电子技术是二十世纪发展的新 学科。机械工程与电子技术的结合始于上世纪。起初，二者结合是分离的“块与块”关系，或者是功能结构上的相互替代。随着计算机技术发展的推动，机械系统和 电子系统通过信息有机地联系起来，形成了真正的机械电子工程。人工智能技术 的发展与渗透，使得机械电子在传统的机械系统能量连接、功能连接的基础上， 更加强调了信息连接和驱动，并逐步使机械电子系统向具有一定智能的方向发展。 机械电子专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机械 人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型， 超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的测量技术等）和 生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。 一、控制工程学简介 控制工程（control engineering）是处理自动控制系统各种工程实现问题的综 合性工程技术。控制工程是以工程控制论为理论基础，综合应用了信息理论和计 算机理论的相关概念。控制工程不局限于任何一个工程学科，在机械工程、采矿 工程、管理工程、航空工程、电气工程、生物工程、土木工程等工程学科中都有 同样而广泛的应用。在实际应用中，控制工程还融合了自动控制技术、电子技术、计算机技术等多个学科的相关知识。其应用的控制理论主要有两种：“古典控制理论”，“现代控制理论”。“古典控制理论”的内容主要是以传递函数为基础，主要研 究单输入和单输出线性定常时不变这类控制系统的分析和设计问题。而“现代控制理论”是在“古典控制理论”的基础上，以状态空间方程为基础，研究多输入、多输出、变参数、非线性等控制系统的分析和设计问题。随着机械工业的迅速发展， 智能机器人、轧机系统、先进加工控制系统不断涌现，与控制工程的结合愈来愈 广泛而密切。 二、机械电子工程 早期的机械工业以手工加工为主，生产力低，但适应性强；三十年代开始集 中在标准件和流水线，适合于大批量生产，但缺乏灵活性；现代生产一般要求转 产周期短、生产灵活性强、产品质量高，因此常采用以机械电子系统为主要构成 的FMS可以达到上述要求。与传统的机械工业相比，机械电子工程有着鲜明的特点：就设计而言，机械电子工程并不是一门有严格界线并且独立的工程学科，而 是在设计过程中一个综合思想的实践。设计中，根据系统结构配置和目标，机械 电子工程把它的核心部分（机械工程、电子工程、汁算机技术）与其它领域的技术，如：制造技术、管理技术和生产加工实践等有机地结合在一起，采用一种基 于信息的自顶向下的模块化策略，完成设计就系统（产品）而言，机械电子系统（产品）结构简单，元件和运动部件少（如电子表），它用小巧的电子系统取代“傻、大、笨、粗”的机械系统，减小了系统的体积，提高了性能，但是系统的复 杂性却大大增加了。
机械电子工程专业导论论文 我是来自智能制造与控制工程学院机械电子工程的一名学生，经过专业导论课程的学习，我开始了解并热爱上了我的专业。下面是我对机械电子工程专业的认识和各专业之间的对比分析认识。 首先是对本专业的基本了解： 学科：工学 门类：机械工程系 专业名称：机械电子工程 学制：四年制 英文名称：Mechatronic Engineering 主要课程：高等数学、工程力学、工程图学、电工电子学、微机应用、机电传动控制、机械原理设计、数控技术、测试技术、控制工程、机械制造技术、机电系统设计、微机控制系统、PLC控制系统、机器人技术基础、数控技术、机械制造技术基础、材料力学、工程制图、机械原理、机械设计、电工电子技术、单片机原理与接口技术、测试技术、液压与气压传动技术、控制工程基础、微机控制系统、金属工艺学与工程材料、公差与机械制造技术基础、数控技术、工程光学、激光原理。 主要专业能力:1．具有制图、机电信号采集转换与检测、机电系统微机与PLC控制、文献检索等基本技能。 2．具有较强的数控机床操作、调试、维修、维护等实际操作技能。 3．具备运用现代技术手段测试机电参数、合理运用机电设备的能力。 4．具有机电产品的开发运用能力。 专业特色：强调机械动手能力与机电控制能力相结合，侧重于机电控制和数控维修。以数控所需各种能力为主线，突出机电控制的专业核心地位，培养会设计、能编程、具有较强的数控机床操作、调试、维修、维护等实际操作技能的技术工程师和职教师资。 机械电子工程专业俗称机电一体化，是机械工程与自动化的一种。机械电子工程专业包括基础理论知识和机械设计制造方法，计算机软硬件应用能力，能承担各类机电产品和系统的设计、制造、试验和开发工作。 而机械电子工程是我们学院龙头学科。 我校智能制造与控制学院以上海市教委重点学科“机械制造及其自动化”和校重点学科“机械电子工程”为龙头，开展学科专业建设。学院下属一个“数字化制造工程中心”、六个专业大类实验室，20个独立实验室和四个学科实验室，涵盖了学院开设各门课程的实验以及其它实践环节的内容。学院开设“机械工程及自动化”（包含机械设计方向、机械制造方向和材料成型及控制工程方向和飞行器制造工程方向）、“机械电子工程”（包含物联网制造信息技术方向）、“工业工程”和“交通运输”四个本科专业和“数控技术”（包含机床数控技术方向和IHK数控与切削机械师方向）、“机械制造与自动化”（包含游艺设备的维护和管理方向）、“模具设计与制造”和“机电一体化” 四个高职专业。其中“机械工程及自动化”（机械制造方向）专业是教育部、财政部的“特
机械电子工程设计方法有哪些特点？ ? 参考答案：答：以往在机械系统中引入控制的方法与机械电子工程设计方法之间有着根本的差别。前者是在已完成设计、甚至已完成制造的机械系统中附加上测量和控制装置，而后者为了充分利用微处理器功能，要求对机械系统进行重新设计。 从根本没有控制到开环控制，又从开环控制发展到由传感器将信号送给操作者的反馈控制 再发展到闭环控制、自适应控制以至智能控制。随着机械电子系统日益复杂，系统故障诊断也越来越需要测量、传感技术和计算机技术。现在复杂的机电系统从设计到运行、诊断都用到了最新颖的信息技术和控制技术。 分利用微处理器功能，要求对机械系统进行重新设计。传统设计方法与机械电子工程设计方 法之间的主要差别可以总结为如表所示： 传统设计方法与机械电子工程设计方法的对比 机械电子工程设计方法并不排除采用设计良好的机械装置，相反，从机床、量具等机械设计领域的标准设计方法中获得了许多有益的借鉴。 机械电子工程设计方法的适用
范围依赖干所要控制的加速度和力的大小，以及驱动设备的转换速率。在加速度数值极高的场合下，如卷烟制造机械、罐头制造机械和报纸印刷机这类大批量自动化Th产机械中，传统的机械式凸轮虽然仍在使用，但是在这样的系统中，机械电子工程设计方法在故障诊断和状态监视中也起着重要的作用。 机械电子工程方法能够为传统机械产品的改进和新型机电产品开发的设计提供新的思路， 这里用以下几方面的例子进行说明。1）机构的简化 许多机构可以用机械电子工程设计方法予以简化，如洗削加工时，工作台运动速度的控制和位置的控制就可以由微处理器和执行器完成，以下是两个这样的例子。 (1)打字机 传统的打字机一般由一些击键和字头运动的机构、回车换行机构及进纸机构组成。加上了电子控制后，打字机的发展经历了菊花轮式打字机、带有微处理器的点阵打印机、一直到带有微处理器的激光打印机，这种打印机既可以打印文字又可以打印高分辨率的彩色图形。 (2)大型天文望远镜 在大型天文望远镜上，采用了由常速马达驱动的体积庞大的机构。但如果采用机械电子工程 的设计方法，就可以造出一种由计算机控制的有两个自由度的平衡支撑结构，它十分紧凑可以跟踪宇宙空间的任何目标。 2）机构功能的增强 将优良的机械设计与闭环控制相结合，可以提高运动的速度和精度，增强运动的灵活性。 以一个在两个固定端之间作往复运动的机构为例，在采用比例控制的闭环控制系统中，执行器零件上所受的力较小，构件可以造得较轻，从而其惯性也就较小；而工作在两个固定端之间的执行器零件上所受的力较大，因此构件也较笨重。 一些早期的机械手就是在两个固定制动端之间往复运动的，这种机械手有着十分复杂的机 构来使它们的抓取装置沿直线运动。后来的设计是对机器的每一根轴使用直流伺服驱动电机及谐波减速器，从而对每一根轴进行可编程的比例转速控制，但是由于这些电机
机械电子工程 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
2015年一级建造师考试《机电工程》真；题及答案(完整版)；1.下列塑料中，不属于热塑性塑料的是（）；A.聚氯乙烯；B.聚苯乙烯；C.聚丙烯；D.环氧塑料；【标准答案】D；【解析】本题考查的是高分子材料的类型及应用；聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等；2.按照设备在生产工艺过程中的作用原理分类，搅拌；A.容器；B.反应器；C.换热设备；D.分离设备；【标准答案】A 2015年一级建造师考试《机电工程》真 题及答案(完整版) 1.下列塑料中，不属于热塑性塑料的是（）。 A.聚氯乙烯 B.聚苯乙烯 C.聚丙烯 D.环氧塑料 【标准答案】D 【解析】本题考查的是高分子材料的类型及应用。热塑性材料是以热塑性树脂为主体成分，加工塑化成型后具有链状的线状分子结构，受热后又软化，可以反复塑制成型，如聚乙烯 聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。优点是加工成型简便，具有较好的机械性能，缺点是耐热性和刚性比较差。所以，选择D。参考教材P7. 2.按照设备在生产工艺过程中的作用原理分类，搅拌罐属于静置设备中的（）。 A.容器 B.反应器
C.换热设备 D.分离设备 【标准答案】A 【解析】本题考查的是静置设备的分类及性能。按设备在生产工艺过程中的作用原理分类：容器、反应器、塔、换热器、储罐等。一般容器可分为：平底、平盖容器；平底、锥盖容器；90°无折边锥形底、平盖容器；90°折边锥形底、椭圆形盖容器；立式椭圆形封头容器；卧式椭圆形封头容器。带搅拌容器。又称反应釜，或称搅拌罐。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅封罐三大部分组成。选项A是正确的。参见教材P21. 3.输电线路钢塔架档距约320m，其基础施工时的档距测量应采用（）。 A.十字线法 B.电磁波测距法 C.钢尺量距法 D.平行基准线法 【标准答案】B 【老师解析】本题考查的是机电工程中常见的工程测量。在大跨越挡距之间，通常采用电磁波测距法或解析法测量。参见教材P31。 4.电机干燥时的温度测量，不允许使用（）。 A.电阻温度计 B.酒精温度计 C.水银温度计 D.温差热电偶
机械电子工程导论机械电子工程概览与个人规划院系: 机电工程学院 专业: 机械电子工程 姓名: 陈瑞锋 学号: 2017年7月08日
摘要 机械电子工程是一门综合性较强的学科，业以传统机械为基础，着重现代计算机与信息技术。其知识体系是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。拥有机械技术、电子技术、动控制技术、测传感技术、 息处理技术、服驱动技术、系统总体技术等核心技术。机械电子技术的应用广泛，典型的机 电一体化产品如数控机。 关键词:机械电子工程、数控机床、职业规划。 目录 摘要 (01) 1 专业研究内容 1.1概述 (03) 1.1.1微机电系统（MEMS） (03) 1.1.2传感与测控技术 (03) 1.1.3数字化加工技术 (03) 2 知识结构体系 2.1知识体系 (03) 2.2主干课程 (04) 3 关键技术 3.1机械技术 (04) 3.2电子技术 (04) 3.3自动控制技术 (04) 3.4检测传感技术 (04) 3.5信息处理技术 (04) 3.6伺服驱动技术 (05) 3.7系统总体技术 (05) 4 应用领域 5 典型机电一体化产品 5.1数控机床 (05) (05) (06) 6个人规划 6.1专业前景分析 (07) 6.2目标设定 (07) (07)
(07) 6.3行动与方案 (07) 1专业研究内容 1.1概述 机械电子工程主要研究机械制造、电子和计算机科学领域，与这三个学科不同的是，机械电子工程人才应该具有通才的素质，对项目和问题有决策和协调能力。机械电子工程专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机器人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型、超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的测量技术等）和生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。 1.2研究方向 1.1.1微机电系统（MEMS） MEMS是20世纪末诞生的新兴、前沿和交叉学科，它一诞生就引起各国科学家、政府和产业部门的高度重视，被称为是当今十大科技之一。 1.1.2传感与测控技术 压电式传感器及其测力仪的研究与开发属我国起步最早的学科之一。在压电基础理论与应用方面取得多项具有开创性的理论研究成果，其中压电效应研究已构建成新的理论框架和体系。开发出具有自主知识产权的传感器与测力仪的系列新产品，销往国内外。先后获省部委科技进步奖13项，2000年以来获发明专利5项。在智能测控方面，创建了新的时频分析方法，实现了时频信号的自适应时频分解,其故障特征提取技术处于国际先进水平。开发出具有独立版权“PDM2000设备预知维修和故障诊断系统”，被誉为国内唯一能与进口仪器抗衡的并可替代进口的故障诊断产品。 1.1.3数字化加工技术 本学科自50年代起从事数控技术研究，70年代后期研制成功用于航空工业的大型数控壁板铣床，为国内首创并获1980年全国科学大会奖励。先后承担国家“八五”重点科技攻关、航天部“862”等项目，研制的复杂曲面加工设备已用于生产并出口。所研发的FCS—2000大型火箭发动机喷管五坐标数控仿形机床为“澳星”发射作出突出贡献，1994年获航天工业总公司科技进步一等奖。研发的蜂窝型面数控、数字化配对加工系统和设备为“长征系列火箭”和“神舟号”飞船关键部件加工作出贡献。研发出具有国际先进水平的天线罩几何厚度及外廓形测量仪，2001年获中国高校科学技术进步一等奖。 2知识结构体系
机械电子工程实习报告3篇 本文结束目录机械电子工程实习报告大学机械电子工程专业暑假实习报告机械电子工程专业大学生暑假实习报告 我们此次实习的最后一站是杭州发动机厂,该厂建于1958年,是由杭州动力厂和汽车修配厂等合并而成,该厂参与生产了浙江省第一辆重型染油机,第一辆拖拉机,第一辆大客车以及第一部无轨电车,曾在92年被列为国家重点大型企业,浙江省机械100强的美誉,现在该厂拥有员工1800人,具有XX多台专业机器,该厂的 x6130柴油机,615柴油机,tir型柴油机都在浙江省内市场上占有主流地位,年产值达10多忆元,是浙江省内重点发动机生产基地. 大学机械电子工程专业暑假实习报告机械电子工程实习报告（2） 读了三年的大学，然而大多数人对本专业的认识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了两个星期的见习，但由于当时所学知识涉及本专业知识不多，所看到的东西与本专业很难联系起来,所以对本专业掌握并不是很理想. 今年暑假,学院为了使我们更多了解机电产品、设备，提高对机电工程制造技术的认识，加深机电在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，特意安排了我们到几个拥有较多类型的机电一体化设备，生产技术较先进的工厂进行生产操作实习.
为期23天的生产实习，我们先后去过了杭州通用机床厂,杭州机密机床加工工厂,上海阀门加工工厂,上海大众汽车厂以及杭州发动机厂等大型工厂，了解这些工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，各厂工人的工作情况等等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，传感器在空调设备的应用了，电子技术在机械制造工业的应用了，精密机械制造在机器制造的应用了，等等理论与实际的相结合，让我们大开眼界,也是对以前所学知识的一个初审.通过这次生产实习，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论教学的不足,为后续专业课学习和毕业设计打好基础. 杭州通用机床厂 7月3日,我们来到实习的第一站,隶属杭州机床集团的杭州通用机床厂.该厂主要以生产M-级磨床7130H,7132H,是目前国内比较大型的机床制造厂之一.在实习中我们首先听取了一系列关于实习过程中的安全事项和需注意的项目,在机械工程类实习中,安全问题始终是摆在第一位的.然后通过该厂总设计师的总体介绍.粗略了解了该厂的产品类型和工厂概况.也使我们明白了在该厂的实习目的和实习重点. 在接下来的一端时间,我们分三组陆续在通机车间,专机车间和加工车间进行生产实习.在通机车间,该车间负责人带我们参观了他们的生产装配流水线,并为我们详细讲解了平面磨床个主要零部件的加工装配工艺和整机的动力驱动问题以及内部液压系统的
1.5机械电子工程的应用 1.5.1状态监控 生产过程自动化的成功主要取决于过程监控的有效性以及控制系统。一个自动化的工厂需要在不同层次的生产系统中有传感器。传感器能够帮助生产过程克服无法预料的困难, 比如工件的公差的改变, 或者产品生产过程中由于一些困难所造成的改变。智能人造系统运用自动化诊断系统来处理机械维修和过程操作控制。 状态监控被定义为机器状态的确定或设备状态的确定以及它们随时间变化的情况, 以便在任何特定时间内决定其状态。机器的情况能够经过物理参数( 如刀具磨损、机器振动、噪声、温度、油污染和碎片) 来决定。为这些参数的变化提供了一个变化的机器状态的指示。 如果机器状态得到适当的分析, 状态监控能够成为一个有价值的工具, 从而利用其建立一个能够对机械日常保养和预防机械故障。能够测量和监控的诊断参数, 在预定的时间间隔连续。在某些情况下, 测量的二次参数, 如压力差, 流量, 和功率能够影响信息的主要参数, 如振动, 噪声和腐蚀。来自不同级别的来自由工厂提供自动化生产的支持。传感器集成的自适应过程的控制能力在工厂, 制造业的管理水平, 管理水平, 或感觉水平和处理如图1-7所示的要求。 图1-7传感器分布在不同的生产水平 自动化工厂( 工厂监督) 生产管理水平( 过程控制) 控制级( 开闭回路控制) 个体水平( 距离传感器的轮廓, 形状, 图案等) 在感官层面上, 经常需要在生产过程中的任务是距离测量, 轮廓跟踪, 模式识别, 识别过程参数, 和机器诊断。如图表1-2, 在制造机械的情况下, 传感器能够监测加工操作, 刀具的切削条件, 原料的可用性, 以及工作的进展。传感器能够协助零件、工具和托盘的识别。它们也可用于生产车间在预处理的情况下, 或在制造过程中的时间是在进步。
对机械电子工程的探究 信息技术的快速发展，大大推动了机械电子工程的发展与进步。随着市场竞争的激烈变化，对机械电子工程提出了新的发展机遇与挑战，从某种程度上而言，我国机械电子工程建设的发展与发达国家相比仍存在着很大的差距，文章主要针对现阶段我国机械电子工程发展现状进行简要的分析与总结，并针对未来机械电子工程的发展方向提出了合理化的建议，仅供参考。 标签：机械电子；电子工程；机械设计 引言 机械电子工程，顾名思义就是将传统机械工程技术与现代化信息技术有效的结合，从而更好的服务于人类社会现代化建设。随着人工智能的出现，机械电子工程得到了长久的发展，尤其是将传统机械与信息连接，在很大程度上不仅仅提高了工作效率，更加节省成本，使得机械电子工程也逐步向人工智能化发展，大大推动了我国机械电子工程的发展。 1 机械电子工程的简介 1.1 机械电子工程的产生 机械电子工程是随着社会的建设发展而逐步发展起来的一种新型技术工程。它所涉及的学科相对比较专业广泛，对于自身机械工程而言就是一种复杂的工程，与现代信息的结合更加为其复杂性提供了可参考的依据。机械电子工程的发展建设主要是依托于机械工业本身发展起来的，在早期的原始社会，人们的主要生活方式大多是以手工为主，但是随着社会的进步发展，这种原始的生产方式已经很难适应时代社会发展的需要，此时，机械生产便应运而生。在随后的发展过程中，单一机械作业也难以满足社会需要，随着信息时代的到来，机械工程开始与信息技术有机结合，进而机械电子工程才得到广泛的认识与发展。 1.2 机械电子工程的特点 首先，机械电子工程由于其自身发展背景所决定，其产品外形被赋予了时代的特征。信息时代的发展，机械电子产品在发展过程中融入了大量的信息元素与现代化符号，机械电子工程师在进行产品设计时不免会考虑到时代社会发展的要求，将一些新兴元素加入在机械电子工程设计中，这也是机械电子工程与传统机械工程最主要的差别之一。对于机械电子工程师而言必须加强对机械电子专业知识的学习，不断提升他们对于机械电子工程的理解与认识，这样才能在激烈的市场竞争中，站住脚跟。 其次，机械电子工程在产品设计的过程中大多数采用单一式的设计方式，这种产品在设计上所遵循的原理也是相对比较单一的。从某种程度上而言，这种单
微机电系统技术 微机电系统是从微机械发展而来，原指利用光刻技术制造微米或纳米尺度的零件、部件或简单机构的系统。用微电子技术（但不限于此）制造的微小机构、器件、部件和系统都属于微机电系统(MEMS)范畴，微机械和微系统只是MEMS 发展的不同层次。这就是微电子机械系统较为准确的一般定义。随着技术的发展，研究对象已不再是简单的零件和简单结构，而是集光机电于一体，可以驱动，完成一定功能的复杂系统，与之相关的制造、检测、控制等技术则称为微系统技术（MST）。在这里我将简单介绍一下微机电系统技术的概念、特点、微机电系统技术关键、微机电系统有关传感器,以及微机电系统热点应用和微机电系统技术的发展前景。 一、微机电系统技术基本概念 微机电系统一般泛指尺度在亚微米-亚毫米范围的装置，是可以批量制作的，集微型机构、微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通信接口及电源等于一体的微型电子机械系统，微机电系统是一门多学科交叉的新兴技术，它设计精密微机械、微电子、材料科学、微细加工、系统与控制等技术学科和物理、化学、力学和生物学等若干基础学科。微机电系统技术被任务是微电子技术的又一次革命，它将在2世纪的信息、生物医学等多方面导致人类认识和改造世界的重大突破，从而给国民经济及国防建设带来深远的影响 微机电系统是源于微电子加工技术,融合了微机械制造、传感、致动及微控制于一体的系统。其特征尺寸极小,学科交叉广泛;技术研究包括微系统理论、设计建模、微机械加工、微器件集成等多个方面;学科分类涵盖了机械、力学、光学、流体、电磁学、生物学等各领域,在民品和军品领域有许多热点应用。 微电子技术的巨大成功在许多领域引发了一场微小型化革命，以加工微米、纳米结构和系统为目的的微米//纳米技术在此背景下应运而生。一方面人们利用物理化学方法将原子和分子组装起来，形成具有一定功能的微米、纳米结构；另一方面人们利用精细加工手段加工出微米、纳米级结构。 纳米技术是实现微机械系统的重要技术基础。就目前而言，MEMS一般是指是指由微机械加工方法加工的微传感器和微执行器，与微电子信号处理和控制电路有机结合而成的自动化和智能化的微系统。一般是指外形轮廓尺寸在毫米量级以下，构成的元件尺寸在微米～纳米量级的可控制、可运动的微型机电装置。当前的尺寸为1μm～1mm，未来也可能达到nm级。它将微型传感器、微型执行器、信号处理电路、自动控制电路、计算机接口电路、远距离通信系统和电源集为一体，构成一个完整的系统。其中微传感器获取信息，信号处理与控制电路处理信息并作出决策，微执行器则实现机械动作。研究涉及力学传感器、数据存
机械电子工程设计 技术 EDA技术是机械电子工程设计当中重要的技术，其主要载体可以进行大规模编程的逻辑器件，在编程过程当中，使用的表达方式是硬件描述语言。EDA技术在应用的过程中要使用计算机、编程逻辑器件等科技工具，应用的最终目标是对特定的目标新平进行适配编译和逻辑映射，形成电子系统或是成为专用集成芯片。EDA技术是在电子电路技术之上发展起来的，EDA技术要编译器、综合器、下载器、适配器等部件共同构成。其中，综合器能够对设计者的设计文件进行转换，使其成为系统内门级电路描述。适配器可以生产最终的下载文件，并安排到制定的器件中。EDA技术是机械电子工程设计中的核心技术，EDA技术使用的HDL语言可以公开利用，其描述范围广泛，可以机械电子工程设计带来诸多的帮助。在后期进行交流、修改、保存等工序时也可以十分方便的进行。另外，EDA技术拥有较高的自动化，一些常规的纠错、调整等工作可以快速完成。 2电子工程中存在的问题 机械电子工程快速发展，但是到目前为止，世界各国对于机械电子工程都没有明确的定义和统一的认识，出现这种问题的原因，一方面是机械电子工程发展速度太快，所涉猎的领域越来越多，另一方面是因为设立明确的定义必定会对其发展产生一定的限制作用，不利于机械电子工程继续快速发展。电子工程在发展的过程中产生了一些难以解决的问题，电子产品的发展方向是具有更高集成和大容量，同时体积也越来越小，
这就需要技术的不断升级来实现发展目标。电子工程设计方案需要获得科学的检验，要对其进行仿真分析。电子元件所处的工作环境是设计人员应该考虑的问题，要对设计方案进行有效优化，最后要对电路特性进行分析。另外电子工程在运行中要避免静电的危害。为了实现电子工程取得进步获得发展，需要在电子工程设计中采用EDA技术。 3电子工程设计要点 3.1仿真分析 机械电子工程设计方案需要通过科学的系统仿真或是结构模拟来说对其可行性、科学性进行验证和分析。通过仿真分析来确保设计方案在后续实践中能够顺利应用。在仿真分析过程中，使用EDA技术可以为仿真分析提供良好的支持。EDA技术能够通过各个环节当中的传递函数来进行数学建模并对其进行仿真分析，这样构建和仿真系统能够准确验证设计方案的实践性，并能够对电子系统工最后程设计方案进行推广和使用。这种仿真分析对于提高我国电子工程设计的整体水平和产品质量有积极的指导意义。 3.2优化设计 对设计方案进行优化的目的是尽可能确保电子元件在应用过程中具备稳定性与可靠性，保证其拥有最佳的容差和工作环境。在实际工作条件下，使用传统的电子工程设计方法，难以对实际容差及电子工程元件工作环境进行全面的检查和分析。不能对电子元件环境进行全面勘测，就容易导致设计方案在此方面出现漏洞，这样一来电子元件的容差及其工作环境温度就很难得到有效的保障。利用EDA技术则能对设计方案进
机械电子工程学科导论 讲座论文 学生姓名：沙枫 专业班级：机械电子工程0902班
一．单片机的发展 第一周星期二郝迎吉 这节课我们的郝老师为我们带来了单片机的发展。郝老师是我们的一位代课老师，他今年就是负责我们的单片机的教学。一上课郝老师就对单片机的发展侃侃而谈。作为一名专业从事单片机事业的前辈，他拥有丰富的知识积累和教学经验。可以说他一上课就将我们引领入了单片机的海洋。 通过他的介绍，我初步了解了单片机的发展历史。 单片机诞生于20世纪70年代。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元和数据存储器。程序存储器(ROM)及其他I/O 通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。 1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。 80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机，功能越来越强大，RAM 和ROM的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kB，可以说，单片机发展到了一个全新阶段。九十年代以后，单片机获得了飞速的发展，世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。单片机通过40年的发展已经成为现在世界的一门先进科学技术，它为世界
带来了无尽的财富。 心得： 对于单片机的了解，我最开始只是局限在我们大二的时候的单片机实习和今年刚开的课程单片机的初步了解。可以说是知之不多，但在听了郝老师的讲座后我对单片机的发展有了更多的了解。不得不感叹人类的伟大，它具有其他物种是不具有的创造天赋和无穷的智慧。我现在对单片机的兴趣更加的浓厚。我希望在以后的系统学习中了解更多的知识，丰富自己的阅历。 二．智能控制研究及应用现状 第四周星期二尚万峰 尚万峰老师是我们的班主任，虽然，她一直在雁塔校区工作，我们也没有太多的接触。但，我们知道她一直在关注我们。为了更好地了解我们，他利用这次机会来给我们带来了他对智能控制研究及应用现状的了解。他为我们带来了新的知识，开阔了我们的眼界。通过尚老师的讲解，我对智能控制研究及应用现状有了初步的了解。 智能控制的研究 智能控制主要方法，包括模糊控制、神经网络控制、专家控制系统、免疫控制、仿人智能控制、遗传算法、蚁群算法、基于DNA的软计算等。智能控制是自动控制发展的高级阶段，是人工智能、控制论、系统论、信息论、仿生学、神经生理学、进化计算和计算机等多种学科的高度综合与集成，是一门新兴的边缘交叉学科。 智能控制的应用
机械电子工程 Mechatronic Engineering 专业代码：080204学制：4年 培养目标： 本专业培养的是德智体全面发展，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、富有创新精神的机械电子工程的复合型高级技术人才。 目标1：（扎实的基础知识）培养学生掌握扎实的专业基本原理、方法和手段等方面的基础知识，具备较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感和良好的工程职业道德。 目标2：（解决问题能力）培养学生能够创造性地利用机械电子工程、机械电子学科的基本理论、基本知识解决实践和工业需求遇到的问题。 目标3：（团队合作与领导能力）培养学生在团队中的沟通和合作能力，进而能够具备机电工程领域的领导能力。 目标4：（工程系统认知能力）培养学生能够具有在机械电子工程实践中初步掌握并使用各种技术、技能和现代化工程工具的能力；具有设计机械电子系统、部件和过程的能力；具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的能力。 目标5：（专业的社会影响评价能力）培养学生正确了解与机械电子工程专业相关的职业和行业的生产、设计、研发的法律、法规，熟悉环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规，能正确认识工程对于客观世界和社会的影响；知识面宽广，并具有对现代社会问题的知识，进而足以认识机械电子工程对于世界和社会影响的能力。 目标6：（全球意识能力）培养学生能够在全球化的环境里保持清晰意识，有竞争力地、负责任地行使自己的职责，具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。 目标7：（终身学习能力）机械电子工程毕业生能够胜任与机械电子工程有关的厂矿企业、研究单位、高等院校从事设计、研究、生产制造、技术开发、管理和教学等工作，以及各种经历的职业生涯，具备终身学习的能力。 专业特色： 本专业以制造业先进生产工程技术为基础，融合光电子、微电子、自动化、计算机和信息管理等有关技术，注重培养学生在机械工程及微电子技术两方面具有坚实的理论基础和基本知识，并在计算机、光机电液气综合应用的生产系统、企业管理等方面具有相应的知识和能力。 培养要求： 知识架构： A1 文学、历史、哲学、艺术的基本知识； A2 社会科学学科的研究方法入门知识；
第一篇机械元件 尽管如此简单，但是任何一台机器都是由每个单一的部分象机械元件或零件所组合成的。因此，如果一台机器被完全地拆卸开，就会看到一堆简单的零件，例如螺母、螺栓、弹簧、齿轮、凸轮和轴——所有机器的标准组件构成单元，都执行了确切的功能和其它机械元素的有效结合。有时，某些零件是成对关联的，象螺母和螺栓，或是键和轴。在其它的实例中，一堆机械元件组合装配在一起，例如轴承、联轴器和离合器。 大多数的机械元素的实例是一个齿轮，基本上，是一个蜗轮和一个蜗杆结合成一对啮合齿轮。这个齿轮的旋转运动在轮毂或是轴上，驱动其他的齿轮运动，更快或更慢些，这取决于基轮的齿数。制造齿轮的材料决定了它的强度和齿轮表面的硬度，也尽可能地决定了它的尺寸。它在外形的改变促成了不同的用途。这些应用，就和在大多数的机械元件中一样，已经发展形成许多的标准形式例如直齿圆柱齿轮、圆锥齿轮、斜齿轮和蜗轮。每一种这样形式齿轮的生产制造及其用途都必须建立在特殊科技发展的基础上。 其它重要的机械零件已经从轮子和杆件基础上演变。轮子上必须配有可进行旋转运动的轴。轮子通过键被固定在轴上，然后轴通过联轴器与其他的轴相连。轴被放置在轴承中，比如滑动轴承、球轴承或滚柱轴承。轴可以通过一个离合器分开或制动器停止。它可以通过安装有一根平带，一根V带或是一根锁链的皮带轮或链轮而转动，同时联接它到另一根轴的皮带轮或链轮上。支撑结构将会通过螺栓或铆钉装配在一起，或是被焊在一起。这些机械零件确定的功用依赖于结构受力和被使用材料的强度有关的知识。在设计中，计算必须考虑在简化结构中材料和其受力相适合。
其他的机械零件也已经发展了，它们在结构上的功能更特别。被普遍利用的机械零件已经被发展成为标准设计。制造业的专家们已专注于标准零件的发展，他们大批量地生产这些零件，并且在减少成本的同时拥有很高的水准。 这门课程“机械零件”，作为工程学的一个分支，在机械生产制造的环境的基础上，概述了零件设计的方法、准则和标准，目的是，给予它们最有利的形式和尺寸，选择确定必需的材料，精确度和表面光洁度，供给适当的制造环境。与此同时，对于设计师而言，一个主要的任务应是确保材料尽可能的经济。 第二篇齿轮 齿轮是直接接触的传动机构，它们通常成对生产，传递运动和力从一个旋转轴到另一个，或从一根轴到一个齿条，这都依靠于齿形的啮合设计。 当一个齿轮拥有笔直且平行于轴线的轮齿时，它就被称为直齿圆柱齿轮。一个直齿圆柱齿轮仅可以用来联接平行轴。平行轴，尽管如此，也能通过其它类型的齿轮相联接，而且，一个直齿圆柱齿轮可以与一个不同类型的齿轮紧密配合。 由于紧密配合的一对齿轮的节圆之间发生相对滚动，所以在它们之间的齿距必须相等。齿距因为分度圆而被知晓，它是轮齿尺寸的一个参数，指的是相邻轮齿在节圆上对应点之间的距离。 为了预防由于润滑油的热膨胀而造成卡住，和对在制造过程中形成的不可避免的误差进行补偿，所有的传动齿轮之间必然会有强烈的撞击。这就意味着，在相互啮合的一对齿轮的节圆上，小齿轮的齿侧间隙必须大于大齿轮的齿厚，反之亦然。在仪表齿轮上，相互间的撞击可以通过从中间断裂的齿轮而被消除，这种齿轮的一半和其它的齿轮保持相互旋转的运动。一根发条使破裂的轮齿受力，从而占有小齿轮的所有间隙。
机器人机械本体的使用性能和动态性能有什么重要意义？ ? 参考答案：答：机械本体的使用性能和动态性能,直接决 定了机器人的整体性能和可靠性。因此,目前 许多机器人的控制算法,大都是基于对机械本 体动态特性的研究。改善机械本体的动态特 性,将极大地简化控制软件的编制,提高机器 人的整体性能。 210分 立体车库停车对位系统是怎样实现的？ ? 参考答案：答：停车对位系统用于保证车辆停于准确的车 位，通过 4 个超声波模块实现，超声波模块 型号为 HC-SR04，主要包含超声波发送接收和 控制电路。在车位前方、左侧（或右侧）的合 适位置上各放置两个超声波模块，用于限制车 辆的左右、前后位置，当 4 个传感器模块都 检测到适当距离内有障碍物时，代表该车准 停；当 4 个传感器有一个没有检测到适当距 离内有障碍物或者障碍物离得太近时，控制面 板发出相应的 LED 灯光，表示车未准停，同 时暂停存车程序，并启动自适应调节模块来进 一步矫正，直至实现准停。
310分 请思考立体视觉技术未来的发展应用。 ? 参考答案：答：计算机视觉系统除了在视觉导航方面的应 用以外,在现代自动化Th产过程中还被广泛 地用于工况监视、成品检验和质量控制等领 域。在一些不适合人工作业的危险工作环境或 人工视觉难以满足要求的场合,常用计算机视 觉来替代人工视觉;同时在大批量工业Th产 过程中, 用人工视觉检查产品质量效率低且 精度不高,用计算机视觉检测方法可以大大提 高Th产效率和Th产的自动化程度。总之,在 现代Th产、Th活中,人们越来越认识到计算 机视觉的重要意义。虽然,目前还不能让计算 机或机器人具有像Th物那样高效、灵活的视 觉,但随着科学技术的发展,人类多年的夙愿 会逐渐变为现实。 410分 焊接机器人控制器的设计包含哪些内容？ ?