導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機械系統(tǒng)設(shè)計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

通過我們多年使用舞臺吊桿機械的經(jīng)驗,我們認為泰州長江影視工程設(shè)備廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，性能最穩(wěn)定，安全最可靠，已經(jīng)被上百家劇院采用。其運用了蝸輪蝸桿減速系統(tǒng)、材質(zhì)為錫青銅，磨擦系數(shù)小，傳動效率高。有防沖頂保護、上下限保護。滑輪為鍍鋅防跳繩花輪，安裝不須焊接在滑輪梁上，如焊死，以后維修、調(diào)整極不方便。長江影視設(shè)備廠的滑輪都是用抱箍羅栓固定。當?shù)鯒U升、降至某一位置時，ABS抱死系統(tǒng)立即斷火緊鎖馬達，這樣確保吊桿停至此位置下滑系數(shù)最小,安全性達到最高。且強弱電分開控制。

所以在這里設(shè)計了舞臺機械的具體參數(shù):

A、景物吊桿技術(shù)參數(shù)如下：

電機功率：2.2KW吊點數(shù)：4個

升降速度：0.27m/s桿體長暫定：16米

電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：40：1

提升荷載為：400KG桿體為鋼管

控制方式：點控

該型吊相具有上下限位，沖頂保護裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB.

吊桿桿體用兩根Φ50黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。

B、燈光吊桿技術(shù)參數(shù)如下：

電機功率：3KW吊點數(shù)：4個

升降速度：0.18m/s桿體長暫定：14米

電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：50：1

提升荷載為：600KG桿體為?50黑鐵管吊桿

控制方式：點控

該型吊桿具有上下限位，沖頂保護裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB。

吊桿桿體用Φ50；黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。

舞臺機械設(shè)計原則

（節(jié)選）1、鋼結(jié)構(gòu)

a)所有承重的鋼結(jié)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)剛度大于1：1000

b)鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)設(shè)計合理，鋼結(jié)構(gòu)及其接頭應(yīng)能承受最大額定載荷和由緊急停車造成的沖擊載荷；

c)鋼結(jié)構(gòu)件所用材料應(yīng)符合有關(guān)標準；

d)鋼結(jié)構(gòu)焊縫須符合有關(guān)規(guī)定，主要焊縫應(yīng)進行無損探傷檢查；

2、吊物與卷揚裝置

①卷揚機卷揚機上的電動機和制動器應(yīng)聯(lián)合動作，只有電動機電源接通時，才能許可制動器打開；萬一制動器打開，而電動機沒有接通電源時，只許吊桿（負載）靜止或低速下降；

②卷筒組件

卷筒直徑不小于鋼絲繩直徑的30倍；

卷筒用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或厚壁無縫鋼管焊接并經(jīng)精確機械加工而成；

鋼絲繩嶼卷筒繩槽中心線的夾角應(yīng)中于2.5度；

卷筒組件應(yīng)設(shè)計防止鋼絲繩在負荷或松馳狀態(tài)下跳槽的裝置。

③滑輪

滑輪的節(jié)圓直徑，不應(yīng)小于鋼索直徑的28倍；

滑輪及滑輪組應(yīng)采用滾動軸承支承；

滑輪及滑輪組應(yīng)有防止鋼絲繩脫槽的保護裝置。

鋼絲繩與滑輪的偏角不超過2.5度。

④鋼絲繩

懸吊鋼絲繩應(yīng)為帶有人造纖維芯的軟鋼絲繩；

預(yù)先檢驗：供貨時所有的鋼絲繩均應(yīng)分批測試；

現(xiàn)場處理：鋼絲繩在安裝期間應(yīng)小心處理，不能以任何方式技術(shù)打結(jié)或損壞；受損或變形的鋼絲繩不予接收。所有切斷頭都應(yīng)妥善處理；

安裝：鋼絲繩不應(yīng)與設(shè)備的固定或移動部分磨擦，在有損壞或卡住風(fēng)險的地方，應(yīng)采取正確防護措施；

懸掛支承：穿過頂樓的轉(zhuǎn)向滑輪或在其它需要懸掛支承的地方，鋼絲繩應(yīng)在滑輪上進行支承。

⑤鋼絲繩配件

鋼絲繩配件應(yīng)采用表面鍍鋅的標準配件；

鋼絲繩配件規(guī)格尺寸與鋼絲繩匹配；

使用鋼絲繩夾的地方，每個接頭至少使便用3個正確安裝的繩夾。

3、吊桿

a)吊桿采用圓管桿或桁架桿，管子或構(gòu)架應(yīng)平直、無扭曲變形；

b)管桿采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管制造；

c)桿的接頭應(yīng)盡量少，接頭采用實心圓棒與管子配合；

d)懸吊鋼絲繩的端頭用單獨安裝于桿上的調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)整；

e)管端：管端應(yīng)配有帶醒目顏色的永久性塑料帽或鋼封頭；

4、限位、定位、超程開關(guān)

a)限位及定位開關(guān)

i.行程終止限們開關(guān)：行程終止限位開關(guān)應(yīng)能測出設(shè)備正常行程綹并使之停車；

ii.中間定位開關(guān)：在合適的地方配置中間定位開關(guān)和減速開關(guān)；

iii.直接碰撞限位開關(guān)：行程終止限位開關(guān)也可選用直接碰撞限位開關(guān)。

b)超程限位開關(guān)

超程限位開關(guān)：所有電動設(shè)備都應(yīng)安裝單獨的超程限位開關(guān)，以防行程終止限位開關(guān)發(fā)生故障導(dǎo)致機械損傷。

4、電動機

篇2

1.1機械設(shè)計業(yè)務(wù)模型探索

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

1.2通過IT工具實現(xiàn)機械設(shè)計的模型優(yōu)化

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)計所利用的IT工具越來越多，因此要從云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等角度出發(fā)，充分發(fā)揮機械工具的控制管理要求，保證新興IT技術(shù)能夠在機械設(shè)計中得到全面的應(yīng)用。IT工具在業(yè)務(wù)需求控制管理的過程中需要進行流程化管理，確保權(quán)責控制能夠符合機械化的具體要求，實現(xiàn)機械的流程化管理和控制，提高對機械控制管理的總體需求，在具體實施的過程中需要從價值創(chuàng)造和管理效率角度出發(fā)，實現(xiàn)機械設(shè)計的管理模型優(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，保證機械設(shè)計能夠符合管理決策控制的要求，實現(xiàn)機械系統(tǒng)的全面優(yōu)化。機械設(shè)計中需要通過軟件診斷和經(jīng)驗分析等手段，保證模型能夠按照機電一體化控制的要求進行系統(tǒng)設(shè)計。機械設(shè)計咨詢與機械設(shè)計軟件和機械設(shè)計軟件服務(wù)融合在一起的，需要按照一體化管理和控制的具體要求，積極推進機械系統(tǒng)的綜合控制管理，從機械模型主脈出發(fā)，積極穩(wěn)妥的推進機械系統(tǒng)優(yōu)化控制。機械設(shè)計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)，解決機械設(shè)計中出現(xiàn)的問題，對機械系統(tǒng)進行全面的風(fēng)險控制，保證機械系統(tǒng)設(shè)計符合模型化的具體要求。

2機械設(shè)計管理模型控制和優(yōu)化

機械設(shè)計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)化機械設(shè)計的方案，提高機械模型的綜合控制管理水平，對范式有效控制具有積極的作用，通過對機械業(yè)務(wù)的全面控制，才能對管理模型進行優(yōu)化，提高對機械系統(tǒng)的綜合管理水平。

2.1機械設(shè)計中多業(yè)務(wù)模型控制

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

2.2機械系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量模型控制優(yōu)化

機械系統(tǒng)設(shè)計的過程中需要建立完善的質(zhì)量管理和控制體系，通過對質(zhì)量模型的優(yōu)化和管理，實現(xiàn)對算法的全面管理，讓機械系統(tǒng)設(shè)計能夠符合質(zhì)量標準要求，機械系統(tǒng)的質(zhì)量控制與機械系統(tǒng)的效率是緊密結(jié)合在一起的，只有把機械系統(tǒng)的質(zhì)量和系統(tǒng)的模型融合在一起，才能提升機械系統(tǒng)的綜合控制管理水平，質(zhì)量控制需要從機械元件出發(fā)，對每個元件進行機械模型優(yōu)化，提高對機械模型的控制管理水平。機械系統(tǒng)模型設(shè)計與質(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。在機械設(shè)計平臺中植入質(zhì)量管理方案，可以實時對機械系統(tǒng)的質(zhì)量進行監(jiān)控，確保機械系統(tǒng)的質(zhì)量管理能夠符合質(zhì)量控制的具體要求，實現(xiàn)對模型的全面分析和優(yōu)化，對模型應(yīng)用具有重要的作用。機械系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量控制與機械系統(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)計出發(fā)，提高機械系統(tǒng)的管理控制能力。

3機械系統(tǒng)設(shè)計模型控制和管理機制

機械系統(tǒng)設(shè)計模型控制要從模型管理的角度出發(fā)，加強管理機制建設(shè)，提高對機械系統(tǒng)的控制管理水平，為機械設(shè)計系統(tǒng)的綜合管理創(chuàng)造良好的條件。

3.1機械系統(tǒng)設(shè)計模型控制

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

3.2機械設(shè)計模型管理機制設(shè)計

機械設(shè)計模型管理機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，提高機械設(shè)計的信息共享能力，為其更好的實現(xiàn)機械控制創(chuàng)造良好的平臺。機械設(shè)計模型管理中要利用先進的工具，通過互聯(lián)網(wǎng)進行協(xié)同控制和管理，保證機械系統(tǒng)能夠得到全面的優(yōu)化，為機械系統(tǒng)的管理模式創(chuàng)新創(chuàng)造良好的條件。機械設(shè)計中信息管理機制建設(shè)需要從文件控制管理角度出發(fā)，通過實體模型優(yōu)化控制，確?；ヂ?lián)網(wǎng)信息能夠協(xié)同工作，在機械部件設(shè)計中進行參數(shù)信息管理，使設(shè)計能夠符合機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)的自動重復(fù)設(shè)計，保證智能零件能夠符合創(chuàng)新技術(shù)方案設(shè)計的具體要求。機械設(shè)計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械設(shè)計平臺設(shè)計的管理要求，從不同平臺實現(xiàn)信息資源的共享。

篇3

2.教學(xué)手段和方法仍存在不足。雖然CAI等教學(xué)課件的引入提高了課堂容量和課堂效率，但從培養(yǎng)學(xué)生能力尤其是創(chuàng)新能力上看，效果不顯著。

3.重視理論，重視知識的培養(yǎng)，重視教師的主導(dǎo)作用，因而對綜合分析能力、實際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不足，學(xué)生主動學(xué)習(xí)精神較差。

二、機械設(shè)計系統(tǒng)教學(xué)法研究

系統(tǒng)教學(xué)法是以具體機械設(shè)備（項目）為背景；以學(xué)生、項目和實際經(jīng)驗為中心，而不是傳統(tǒng)的教師、教材和課程。把整個課程內(nèi)容在一臺具體機械設(shè)備上得到有機的整合，使機械設(shè)計各章節(jié)內(nèi)容與課程體系銜接地更加緊湊、順暢。學(xué)生開始接觸課程就了解了科 學(xué)、嚴謹?shù)脑O(shè)計思想。教師在授課過程中根據(jù)相關(guān)章節(jié)的零部件在機械設(shè)備中的作用，通過結(jié)合具體實物講述，使學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容零部件的作用產(chǎn)生較高認識，對每一個零部件的理解與選擇，必然會達到“學(xué)有所用”的要求。系統(tǒng)教學(xué)法課堂理論教學(xué)以改變過去傳統(tǒng)單獨各章節(jié)的分散學(xué)習(xí)，知識體系雜亂無章，使學(xué)生出現(xiàn)“知其然不知其所以然”的現(xiàn)象。通過對這些基本內(nèi)容的學(xué)習(xí)去掌握有關(guān)的設(shè)計規(guī)律和技術(shù)措施，從而使學(xué)生具有設(shè)計其他通用零部件和某些專有零部件的能力。系統(tǒng)教學(xué)法特點：①系統(tǒng)性。整個課程內(nèi)容作為一個系統(tǒng)，每個章節(jié)內(nèi)容作為要素。②典型性。具體機械設(shè)備包含大多數(shù)機械設(shè)計課程的知識。③目的性。學(xué)習(xí)通用機械零件的設(shè)計與選型。④科學(xué)性。根據(jù)學(xué)生理解具體情況，靈活掌握、實施教學(xué)。⑤直觀性。設(shè)備結(jié)構(gòu)和各個零部件的作用一目了然。⑥應(yīng)用性。應(yīng)用書本理論直接解決設(shè)備失效的問題。⑦關(guān)聯(lián)性。充分體現(xiàn)各個零部件相互關(guān)聯(lián)關(guān)系。

三、機械設(shè)計系統(tǒng)教學(xué)法實踐

“系統(tǒng)教學(xué)法”的核心是一臺具體機械設(shè)備，具體如何實施教學(xué)，可以根據(jù)具體情況靈活掌握。設(shè)備應(yīng)具有形象化、具體化的特點，與傳統(tǒng)教學(xué)中的舉例有本質(zhì)的區(qū)別，是把整個課程知識作為一個系統(tǒng)，而系統(tǒng)又是以一臺具體設(shè)備而體現(xiàn)的，各章節(jié)的知識通過設(shè)備零部件的設(shè)計和選型來學(xué)習(xí)。設(shè)備零部件具有形象化、具體化的特點，以提升絞車作為一臺具體設(shè)備實例教學(xué)。課程教學(xué)前，學(xué)生首先通過視頻了解這臺設(shè)備的用途，然后到實驗室參觀，讓學(xué)生確實感受到設(shè)備的外形。教師上課根據(jù)視頻首先介紹其工作原理以及各個部件的功能和作用，讓學(xué)生清楚認識到學(xué)習(xí)這門課程的目的就是要學(xué)會這臺機器的設(shè)計。在教學(xué)中要始終貫穿“使用場合—失效形式—受力分析—強度計算—結(jié)構(gòu)設(shè)計”這一主線，本課程的學(xué)習(xí)分成三個單元進行，機械零件的疲勞強度設(shè)計和主要零部件，諸如齒輪傳動的強度計算、軸的設(shè)計、滾動軸承的選擇及組合設(shè)計、螺紋連接的強度計算及螺栓組連接的受力分析等內(nèi)容列為重點內(nèi)容作為減速器的重要組成部分，作為第一單元知識，在課堂上重點講授；而把比較易于理解的某些章節(jié)，如機械零件常用材料和選擇原則、過盈連接、摩擦輪傳動等列為一般性內(nèi)容，安排學(xué)生自學(xué)。第一單元———減速器。①減速器原理。強調(diào)是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，是一種相對精密的機械，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。設(shè)計減速器時，應(yīng)根據(jù)工作機的選用條件、技術(shù)參數(shù)、動力機的性能、經(jīng)濟性等因素。②齒輪。通過視頻和圖片，讓學(xué)生理解齒輪的失效形式，然后講解制造齒輪需要材料和熱處理、齒輪的受力和強度計算、齒輪的加工精度和效率、齒輪的和齒輪的設(shè)計、材料、加工熱處理。③軸。根據(jù)減速器中軸具體結(jié)構(gòu)進行教學(xué)，還要結(jié)合齒輪的結(jié)構(gòu)和受力分析講授軸的結(jié)構(gòu)，對軸的設(shè)計、材料、加工工藝、熱處理和精度公差要結(jié)合實際詳細講解，并對軸的失效形式和國內(nèi)外最新維修方法進行介紹。④鍵連接。結(jié)合減速器的齒輪和軸進行教學(xué)，解釋鍵的作用，重點學(xué)習(xí)平鍵和花鍵的選型計算和實效形式，其他類型的鍵作為擴展知識進行介紹。⑤軸承。結(jié)合減速器的軸系，解釋軸承的作用，介紹軸承的種類，重點學(xué)習(xí)軸承的選型計算；結(jié)合減速器的工作特點學(xué)習(xí)軸承的和實效失效形式。⑥螺栓連接。以減速器箱體的各種螺栓為例，學(xué)習(xí)螺栓連接的種類、應(yīng)用特點和使用場合、預(yù)緊力的作用、防松的措施、引伸學(xué)習(xí)螺栓的強度計算和提高強度的措施。第二單元———提升絞車其他部件。①聯(lián)軸器。首先根據(jù)提升絞車介紹各個聯(lián)軸器的作用，重點學(xué)習(xí)聯(lián)軸器的選型設(shè)計，聯(lián)軸器的種類以自學(xué)和課堂討論為主。②剎車器。教師簡單介紹提升絞車中剎車器的作用和類型。第三單元———機械其他知識。①帶、鏈和蝸輪蝸桿傳動。學(xué)習(xí)這部分知識時，要把這三章內(nèi)容進行整合，改變過去按章節(jié)分別教學(xué)的方式。首先采用對比法進行教學(xué)，就是以齒輪傳動為參照物，重點介紹三種傳動的特點、應(yīng)用場合，然后再分開單獨學(xué)習(xí)。②摩擦、磨損及。學(xué)習(xí)時以減速器為例，講解摩擦和磨損的危害以及的作用。重點學(xué)習(xí)劑的選用和方式。③機械零件強度。結(jié)合齒輪、軸和軸承的失效形式，學(xué)習(xí)材料的疲勞特性；結(jié)合齒輪、軸和軸承的工作中的受力形式，學(xué)習(xí)交變應(yīng)力特性。要通過具體減速器齒輪、軸和軸承的失效案例，使學(xué)生掌握零件疲勞破壞的危害。

篇4

課程設(shè)計論文準備

（1）課程設(shè)計（論文）開始前應(yīng)準備好教學(xué)大綱、任務(wù)書和指導(dǎo)書等必要

的教學(xué)文件，以及教學(xué)參考資料、范例等。

（2）在滿足教學(xué)大綱和教學(xué)基本要求的前提下，課程設(shè)計選題應(yīng)使學(xué)生得

到較全面的能力訓(xùn)練，達到培養(yǎng)學(xué)生實踐技能的目的。題目的深度、廣度和難度要適當，使學(xué)生能在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。必須明確每個學(xué)生獨立完成的部分，做到參數(shù)、指標或側(cè)重點不同，避免因工作任務(wù)雷同而出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。

2、課程設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師的配備和職責

（1）指導(dǎo)教師應(yīng)在課程設(shè)計（論文）開始時向?qū)W生下達任務(wù)書并公布具體

考核方式。

（2）指導(dǎo)教師應(yīng)檢查和監(jiān)督學(xué)生的出勤、工作進度，保證足夠的指導(dǎo)時間，

對學(xué)生遇到的問題要及時指導(dǎo)，注重啟發(fā)、引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生提出獨立見解，適當組織討論，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。

（3）指導(dǎo)教師應(yīng)認真審查學(xué)生完成的設(shè)計論文，客觀公正地評價學(xué)生成績；

將課程設(shè)計論文資料整理齊全，按要求存檔，并填寫有關(guān)報表。

3、課程設(shè)計論文的任務(wù)書和指導(dǎo)書

（1）課程設(shè)計（論文）任務(wù)書和指導(dǎo)書由指導(dǎo)教師擬訂、撰寫，經(jīng)系主任

審查后，在布置課程設(shè)計（論文）任務(wù)時印發(fā)給學(xué)生。

（2）課程設(shè)計（論文）任務(wù)書的內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計（論文）題目、已知技

術(shù)參數(shù)（題目背景）、設(shè)計（論證、調(diào)研）要求、設(shè)計（分析）方法、指導(dǎo)教師與系主任簽字。

（3）課程設(shè)計（論文）指導(dǎo)書應(yīng)包括設(shè)計步驟、設(shè)計要點、主要技術(shù)步驟

和關(guān)鍵分析、方案比較內(nèi)容等。

4、成績評定與資料歸檔

（1）學(xué)生課程設(shè)計論文完成后，由學(xué)生按要求裝訂成冊，指導(dǎo)教師應(yīng)組織

評審。課程設(shè)計論文成績根據(jù)學(xué)生的考勤、課程設(shè)計論文完成質(zhì)量綜合評定，其權(quán)重由教學(xué)基層單位確定。成績采用五級分制評定。

（2）指導(dǎo)教師在課程設(shè)計論文工作結(jié)束后填寫《內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計

（課程論文）工作總結(jié)表》。

（3）課程設(shè)計（論文）成果及相關(guān)材料由學(xué)院保留四年。對于優(yōu)秀課程設(shè)

計（論文），保管期限可適當延長或移交學(xué)校檔案室存檔。

課程設(shè)計論文要求

課程設(shè)計論文的內(nèi)容應(yīng)包括：

1．封面

2．任務(wù)書

3．目錄

4．正文

（1）．論文題目；

（2）．技術(shù)參數(shù)、設(shè)計步驟；

（3）．設(shè)計理論分析方法

（4）．設(shè)計結(jié)論及其分析

5．參考文獻

注意：絕不允許課程設(shè)計論文雷同，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)全部計為零分！ （即便課程設(shè)計的內(nèi)容相同或相近，在文字敘述中也要有自己獨有的文字表達出 來，所有的圖都要自己畫，一旦發(fā)現(xiàn)報告中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)下載的圖片取消成績） 課程設(shè)計論文的格式要求：

論文使用A4紙打印，中文字符一律使用宋體，西文字符一律使用Times New Roman字體

一級標題采用小三號字加粗，兩端對齊，段后空一行；二級標題采用四號字加粗，兩端對齊；三級標題采用小四號字加粗，兩端對齊；正文采用小四號字，兩端對齊，1.5倍行距，首行縮進2字符。題目、目錄、附錄、參考文獻等標題采用小三號字加粗，居中對齊，段后空一行。

圖標題應(yīng)在一級編號下順序編號，如圖1.1、圖1.2、圖2.1、圖2.2??，居中置于圖的正下方，段后空一行。

表標題應(yīng)在一級編號下順序編號，如表1.1、表1.2、表2.1、表2.2??，居中置于表的正上方，段前空一行。

頁眉采用五號字居中注明“內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計論文”字樣，頁腳采用五號字居中標注頁碼（摘要和目錄采用羅馬數(shù)字，其它采用阿拉伯數(shù)字）。

（1）篇幅

課程設(shè)計論文的篇幅為3--4千字左右。

（2）裝訂

論文按封面、任務(wù)書、目錄、正文、附錄、參考文獻的順序裝訂成冊。

篇5

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)的觀點和復(fù)雜的理論知識中去發(fā)掘和分析關(guān)于機械產(chǎn)品設(shè)計的特點和規(guī)律，增強其整機和系統(tǒng)的設(shè)計能力，從而掌握一定的復(fù)雜機械系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計能力。因此，傳統(tǒng)的以講授式為主的課堂教學(xué)，不與實際聯(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)容相對滯后，講授內(nèi)容與實際脫節(jié)，較為空洞，講授方式單一，使學(xué)生對課堂的參與度低。我們要引入合作學(xué)習(xí)，那么我就應(yīng)該明白以下要點。

一、引入合作學(xué)習(xí)的動因

合作學(xué)習(xí)（cooperative learning）是20世紀70年代初興起于美國，并在70年代中期至80年代中期取得實質(zhì)性進展的一種富有創(chuàng)新和實效的教學(xué)理論和策略。由于它在改善課堂內(nèi)的社會心理氣氛，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)該從實際情況出發(fā)，達到完美的結(jié)合，不能囫圇吞棗。我們要明白合作學(xué)理的理念，對它在深入理解的同時，運用到我們的實際的教學(xué)中來。改變我們當下在《機械系統(tǒng)設(shè)計》實際的教學(xué)中那些理論知識不能聯(lián)系實際生活，生硬的書本知識不能滿足當下社會發(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《機械系統(tǒng)設(shè)計》教學(xué)的實際運用

1.書本知識的劃分和學(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)知識進行科學(xué)的劃分。只有那些不能適應(yīng)社會發(fā)展需求的部分進行剔除，拿更多的時間給學(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。其次，就是學(xué)生人員劃分。按照通用的劃分標準：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，針對即將展開的知識點，預(yù)先需要學(xué)生準備的關(guān)于知識點的擴展知識告之每個學(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行科學(xué)的分工，最后把每個組員得到的信息匯總。其次，課后，各個組員把自己負責的知識點和擴展知識的解答，通過其他小組的合議后完成的論文或者小報告，匯總交給教師作為評價的依據(jù)。

3.評價。評價應(yīng)該包括教師的評價和學(xué)生的自我評價。首先，教師根據(jù)學(xué)生對個知識點和擴展知識解答的報告或者小論文進行評價打分，該部分應(yīng)該占總分的比例為65%；其次，是教師對每個學(xué)生在實際學(xué)習(xí)過程中進行打分，比例應(yīng)該占總分的5%；再次，就是每個學(xué)生組的組長根據(jù)組員對該組的貢獻進行打分，該分占總分的20%；最后，每個組員根據(jù)合作學(xué)習(xí)對知識的掌握程度給彼此打分，占總分的10%。

4.效果分析。為了檢驗將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入到實際教學(xué)中對學(xué)生知識點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（1）班機械工程及自動化學(xué)生的《機械系統(tǒng)設(shè)計》的課堂實踐中并追蹤問卷調(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)生在整個教學(xué)過程中的參與性。

對未將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入《機械系統(tǒng)設(shè)計》教學(xué)的 2004 （2）班機械工程及自動化學(xué)生和將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入教學(xué)的2004級機械工程及自動化學(xué)生共 100 名學(xué)生進行了問卷調(diào)查，問卷1主要測試學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，合作意識，創(chuàng)新意識。問卷 2 主要測試學(xué)生對該課程幾個重要知識點的掌握程度。

圖2 知識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《機械系統(tǒng)設(shè)計》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、學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識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)生對本門課的幾個重要的知識點掌握程度有所提高，但其中對操作系統(tǒng)設(shè)計和冷卻系統(tǒng)設(shè)計知識點提高相比較而言較小，還應(yīng)在該知識點多思考教學(xué)模式的改進，而傳動系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計，由于學(xué)生有先學(xué)課程《機械設(shè)計》的基礎(chǔ)，所以掌握程度較前提高較大。通過課堂實踐證明，將合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式引入機械專業(yè)課《機械系統(tǒng)設(shè)計》，有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和創(chuàng)新意識，更有益于學(xué)生對知識的掌握。

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)《機械系統(tǒng)設(shè)計》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，避免有的個人主義較強的學(xué)生的反感情緒尤其重要。如果在實際操作運用中，教師一旦把握不好就會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)揮團體的力量解決一系列問題。這中間教師怎么樣去保護個體的積極性，怎么樣去發(fā)現(xiàn)對學(xué)科有獨到理解的學(xué)生，并加以培養(yǎng)。教師還是科學(xué)地掌握團體與個人的矛盾，不去回避。

參考文獻：

篇6

本文主要討論了旋轉(zhuǎn)運動柔性梁實驗平臺的設(shè)計。首先介紹了實驗平臺的總體結(jié)構(gòu)，對其中的機械系統(tǒng)部分和控制系統(tǒng)部分做了簡單介紹和說明。然后重點介紹了機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對結(jié)構(gòu)中的各組成部分進行了設(shè)計，并繪制了相關(guān)0件的工程圖。

關(guān)鍵詞：柔性多體動力學(xué)；旋轉(zhuǎn)柔性梁；實驗平臺；結(jié)構(gòu)設(shè)計

The mechanical system design of experiment platform for rotating flexible beams

Abstract：The flexible arm has been the most direct application for flexible multi-body system dynamics analysis and control theory. Because it had characteristics of simple physical model and easy to computer models and physical tests, the flexible arm has become a key subject for the development of the next generation robot, aviation and aerospace technology.

篇7

一、引言

隨著信息、處理、計算機技術(shù)的發(fā)展，人們對于機器能夠僅僅獲取以一些平面的二維視覺信息越來越不滿意，人們設(shè)想借助計算機的技術(shù)，能使機器人真正能“看到”精彩的三維世界。計算機技術(shù)、視覺傳感器技術(shù)、攝像技術(shù)以及立體視覺理論的發(fā)展，利用視覺傳感器來獲取環(huán)境圖像，并用計算機實現(xiàn)對視覺信息的處理，從而形成立體視覺，逐漸使這一設(shè)想變成現(xiàn)實[1-4]。本文采用了目前國內(nèi)外進行機電一體化系統(tǒng)設(shè)計時最常用的虛擬樣機技術(shù)，基于3D數(shù)字化設(shè)計平臺UG，采用赫爾姆霍茨模型作為參考設(shè)計了一種新型的具有三自由度的雙目立體視覺運動平臺，如圖1所示。

二、運動學(xué)仿真驗證立體視覺運動平臺的運動空間范圍

運動學(xué)仿真的目的是為了驗證立體視覺運動平臺動力模型建模的合理性，檢查運動自由度范圍是否達到設(shè)計指標中要求的“眼睛”左右偏航運動空間范圍（±60o）、“頭部”俯仰運動空間范圍（±45o）。同時通過運動學(xué)仿真，還可以檢查視覺運動平臺動力模型各個部件的之間有沒有產(chǎn)生運動碰撞干涉。本文采用機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件ADAMS對運動平臺進行運動仿真分析[5]。

經(jīng)過運行運動學(xué)仿真，可以得知各個自由度的運動空間范圍如下：

（一）左偏航極限±60度、右偏航極限±60度、俯仰極限±45度位置，如圖2所示

（三）沒有發(fā)生偏航運動，仰視極限負45度位置，如圖4所示

偏航和俯仰運動各個自由度運動范圍曲線圖如圖5，圖6，圖7所示。從上面各個極限位置、偏航和俯仰運動各個自由度運動空間范圍曲線圖可以觀察到部件之間沒有產(chǎn)生運動碰撞干涉現(xiàn)象，各個自由度的運動空間范圍達到了設(shè)計的要求，從仿真結(jié)果也可以看出本運動平臺運動空間范圍廣，驗證了本視覺運動平臺達到了運動功能的要求，說明本立體視覺運動平臺的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理的，這為一般機器人立體視覺運動平臺的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計提供實用的改進和參考依據(jù)。

三、驅(qū)動電機的輸入扭矩分析

要驗證選擇的驅(qū)動電機的輸入扭矩是否夠，那么要測量俯仰電機和偏航電機的扭矩。在立體視覺運動平臺中，電機主要是要克服轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)動頭和攝像機等運動部件的負載轉(zhuǎn)矩。運動部件的負載扭矩在ADAMS中通過測量扭矩的方式測量出來，如下圖8，圖9分別是偏航電機和俯仰電機的負載扭矩。

通過圖8和圖9，可以知道偏航和俯仰電機的負載是時間連續(xù)曲線。當偏航或俯仰運動到極限點時，驅(qū)動電機要進行變向運行，負載扭矩的方向也發(fā)生變化而出現(xiàn)突變拐點，拐點的值便是負載扭矩最大值，可以得知選擇的電機的扭矩是足夠的。仿真結(jié)果對雙目立體視覺運動平臺的控制系統(tǒng)的性能定性分析提供了一種評價手段。

四、結(jié)論

仿真的結(jié)果驗證了視覺運動平臺的俯仰和左右偏航自由度的運動空間范圍符合設(shè)計要求。根據(jù)仿真結(jié)果可以看出本運動平臺運動空間范圍廣，驗證了本視覺運動平臺達到了運動功能的要求，說明本立體視覺運動平臺的機械機構(gòu)設(shè)計是合理的，這為一般機器人立體視覺運動平臺的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供實用的改進和參考依據(jù)。

并通過仿真求解出俯仰電機和左右偏航電機的負載扭矩曲線，仿真結(jié)果對雙目立體視覺運動平臺的控制系統(tǒng)的性能定性分析提供了一種評價手段。

參考文獻：

篇8

中圖分類號：G420 文獻標識碼：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

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計涉及機械、電子、計算機、自動控制及信息處理技術(shù)、系統(tǒng)工程、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，是機械工程專業(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)生能綜合運用機械、電子、控制與信息處理等多學(xué)科的知識，完成對系統(tǒng)的分析、設(shè)計、優(yōu)化等一系列過程，具有很強的綜合性和工程實踐性，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)理論知識的灌輸，缺少工程分析設(shè)計的實踐過程，遠遠不能滿足工程應(yīng)用要求；②教學(xué)模式基本還是傳統(tǒng)的以教師傳授知識為主，學(xué)生被動學(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)生動手解決實際工程問題的機會很少。以上問題使得學(xué)生理論知識與工程實踐相脫離，實踐能力和創(chuàng)新能力薄弱，不能適應(yīng)現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(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)機電一體化專業(yè)方向以來，一直對《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程建設(shè)和教學(xué)改革進行了不斷的探索，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個重大專項之一，也是國家振興計劃的重要組成部分，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，將典型的機電一體化系統(tǒng)――數(shù)控專機系統(tǒng)設(shè)計專題作為主要內(nèi)容，在前續(xù)課程所講授的理論知識和工程應(yīng)用實例基礎(chǔ)上，教師指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合工程實例，對機電一體化系統(tǒng)，特別是數(shù)控專機系統(tǒng)的設(shè)計過程進行較系統(tǒng)完整的學(xué)習(xí)，并循序漸進地進入實際設(shè)計過程，并最終完成數(shù)控專機的方案設(shè)計和優(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)計和功能模塊細部設(shè)計過程。教學(xué)所用的工程設(shè)計案例大部分來自學(xué)校教師所承擔的實際科研項目，如數(shù)控電焊專機設(shè)計、錐齒輪傳動質(zhì)量智能檢測分析系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)控彎管機控制系統(tǒng)設(shè)計等，避免了空泛地照搬教材進行照本宣科，而是由教師指導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計過程中自主查閱、了解相關(guān)知識，進一步掌握相關(guān)技能，并將所學(xué)所得結(jié)合實際設(shè)計過程進行鞏固，在此過程中，教師將自己的設(shè)計思路、方法和經(jīng)驗毫無保留地對學(xué)生進行傳授和討論，從而實現(xiàn)對學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、實踐動手能力等機電復(fù)合型工程技術(shù)能力的培養(yǎng)。這對于在校學(xué)生來說是非常難得的學(xué)習(xí)和實踐的機會，也真正體現(xiàn)出課程面向社會需求、面向工程應(yīng)用的實質(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，分析解決實際工程問題，對“系統(tǒng)”進行“設(shè)計”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，對所設(shè)計的數(shù)控專機進行化整為零、化繁為簡的分析，將一個大系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)分解為各個子系統(tǒng)乃至各個單獨的功能模塊和功能部件的設(shè)計和選型，再經(jīng)過接口設(shè)計，將各功能模塊有機地融合在一起，組成一個整體性能高于各部件之和的完整系統(tǒng)。

在教學(xué)過程中，始終堅持面向工程應(yīng)用，以學(xué)生為主體的模式，課堂時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，其余所需知識技能交由學(xué)生課后通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等查閱設(shè)計案例、論文、產(chǎn)品技術(shù)手冊等相關(guān)資料和自學(xué)完成，同時學(xué)習(xí)運用一些常用設(shè)計工具，并通過作業(yè)和小組討論等方式進行鞏固，有疑難問題可提出并在全班進行討論，最后在教師指點下得出正確結(jié)論。這種以具體工程設(shè)計任務(wù)為教學(xué)主線的方式讓學(xué)生明確意識到課內(nèi)外所學(xué)知識技能在實踐生產(chǎn)中大有用武之地，認識到教師布置的作業(yè)均是完成設(shè)計任務(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)所需而主動自發(fā)地進行學(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)知識具體有何用處而造成理論和實際脫節(jié)，甚至產(chǎn)生忽視和厭學(xué)心理。在此過程中學(xué)生逐漸認識到自己理論知識上的薄弱點和缺少的實踐經(jīng)驗，有針對性地學(xué)習(xí)參考相關(guān)理論知識和前人的方法經(jīng)驗，彌補以往知識技能系統(tǒng)的缺失環(huán)節(jié)，并能及時將所遇到的問題及心得體會在課內(nèi)課外與教師和同組同學(xué)進行交流討論，最終較系統(tǒng)完整地完成對各相關(guān)知識和技能進行總結(jié)，并在工程項目中綜合應(yīng)用的過程。

本課程是涉及到機械、電子、控制、信息等多學(xué)科知識和技術(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”、“電” 、“控制”等學(xué)科知識的簡單組合和回顧，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，以整個工程設(shè)計過程為主線，將所涉及到的各學(xué)科關(guān)鍵理論知識，進行系統(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)計任務(wù)的過程中，有意識地綜合運用所學(xué)知識、工具和技能，達到學(xué)以致用的目的。

例如，在講授“機械子系統(tǒng)設(shè)計”章節(jié)時，把握住“各子系統(tǒng)有機融合”這一本質(zhì)，讓學(xué)生不僅掌握書本上陳述的對機械系統(tǒng)的性能要求等知識點，更要明白這些要求的提出不是孤立地從機械系統(tǒng)本身穩(wěn)定性、快速性、準確性等性能指標出發(fā)，而更要從控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)與機械系統(tǒng)有機結(jié)合的角度來看待。通過運用經(jīng)典控制理論中的時域分析和頻率分析兩種方法，了解機械系統(tǒng)參數(shù)中系統(tǒng)阻尼比和無阻尼固有頻率這兩個最基本的參數(shù)，對機械系統(tǒng)參數(shù)變化引起的控制性能變化的過程、原理進行分析推導(dǎo)，同時通過課堂上采用MATLAB對系統(tǒng)進行設(shè)計與仿真的實例演示，使學(xué)生了解這一控制設(shè)計領(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)計中加以運用，從而將控制工程領(lǐng)域的相關(guān)知識、技能與機電一體化系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)緊密聯(lián)系起來。

又如，在進行“伺服驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計”章節(jié)的教學(xué)時，通過課堂討論和課后作業(yè)，讓學(xué)生將伺服驅(qū)動器、變頻器等驅(qū)動系統(tǒng)，以及交直流伺服電機、步進電機、力矩電機等常用伺服電機的性能、特點、應(yīng)用場合、性價比等主要指標逐一進行分析和比較，針對數(shù)控專機任務(wù)要求設(shè)計合適的驅(qū)動方案，并查閱技術(shù)資料，完成電機選型計算以及電機與驅(qū)動器的接口設(shè)計，從而將前續(xù)課程所學(xué)的機電控制知識通過設(shè)計任務(wù)進行系統(tǒng)完整地運用。

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

運用以上教學(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)鍵理論知識和必要技能，并有效地在工程設(shè)計項目中加以應(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重要的戰(zhàn)略目標，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。我國高校機電一體化專業(yè)必須積極面向社會的迫切需求，以培養(yǎng)能滿足產(chǎn)業(yè)需求、具有較強創(chuàng)新能力和綜合能力的機電一體化科研技術(shù)人才作為最重要的工作目標。本文對機電一體化專業(yè)的核心課程――機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的課程內(nèi)容建設(shè)和教學(xué)模式方法改革進行了探討，提出了面向產(chǎn)業(yè)需求、面向工程應(yīng)用、以典型機電一體化系統(tǒng)――數(shù)控專機設(shè)計過程為教學(xué)主線，以學(xué)生為主體，以學(xué)生參與實際設(shè)計的過程為教學(xué)重點等改革措施，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，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的目標。

基金資助：重慶市重大教改項目“以培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力為目標的機械工程系列核心課程教學(xué)改革研究與實踐（09-1-005）”

重慶理工大學(xué)高等教育研究立項項目 “《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程教學(xué)改革研究（2010009）”

參考文獻

篇9

一、引言

隨著信息、處理、計算機技術(shù)的發(fā)展，人們對于機器能夠僅僅獲取以一些平面的二維視覺信息越來越不滿意，人們設(shè)想借助計算機的技術(shù)，能使機器人真正能“看到”精彩的三維世界。計算機技術(shù)、視覺傳感器技術(shù)、攝像技術(shù)以及立體視覺理論的發(fā)展，利用視覺傳感器來獲取環(huán)境圖像，并用計算機實現(xiàn)對視覺信息的處理，從而形成立體視覺，逐漸使這一設(shè)想變成現(xiàn)實[1-4]。本文采用了目前國內(nèi)外進行機電一體化系統(tǒng)設(shè)計時最常用的虛擬樣機技術(shù)，基于3d數(shù)字化設(shè)計平臺ug，采用赫爾姆霍茨模型作為參考設(shè)計了一種新型的具有三自由度的雙目立體視覺運動平臺，如圖1所示。

二、運動學(xué)仿真驗證立體視覺運動平臺的運動空間范圍

運動學(xué)仿真的目的是為了驗證立體視覺運動平臺動力模型建模的合理性，檢查運動自由度范圍是否達到設(shè)計指標中要求的“眼睛”左右偏航運動空間范圍（±60o）、“頭部”俯仰運動空間范圍（±45o）。同時通過運動學(xué)仿真，還可以檢查視覺運動平臺動力模型各個部件的之間有沒有產(chǎn)生運動碰撞干涉。本文采用機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件adams對運動平臺進行運動仿真分析[5]。

經(jīng)過運行運動學(xué)仿真，可以得知各個自由度的運動空間范圍如下：

（一）左偏航極限±60度、右偏航極限±60度、俯仰極限±45度位置，如圖2所示

（三）沒有發(fā)生偏航運動，仰視極限負45度位置，如圖4所示

偏航和俯仰運動各個自由度運動范圍曲線圖如圖5，圖6，圖7所示。從上面各個極限位置、偏航和俯仰運動各個自由度運動空間范圍曲線圖可以觀察到部件之間沒有產(chǎn)生運動碰撞干涉現(xiàn)象，各個自由度的運動空間范圍達到了設(shè)計的要求，從仿真結(jié)果也可以看出本運動平臺運動空間范圍廣，驗證了本視覺運動平臺達到了運動功能的要求，說明本立體視覺運動平臺的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理的，這為一般機器人立體視覺運動平臺的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計提供實用的改進和參考依據(jù)。

三、驅(qū)動電機的輸入扭矩分析

要驗證選擇的驅(qū)動電機的輸入扭矩是否夠，那么要測量俯仰電機和偏航電機的扭矩。在立體視覺運動平臺中，電機主要是要克服轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)動頭和攝像機等運動部件的負載轉(zhuǎn)矩。運動部件的負載扭矩在adams中通過測量扭矩的方式測量出來，如下圖8，圖9分別是偏航電機和俯仰電機的負載扭矩。

通過圖8和圖9，可以知道偏航和俯仰電機的負載是時間連續(xù)曲線。當偏航或俯仰運動到極限點時，驅(qū)動電機要進行變向運行，負載扭矩的方向也發(fā)生變化而出現(xiàn)突變拐點，拐點的值便是負載扭矩最大值，可以得知選擇的電機的扭矩是足夠的。仿真結(jié)果對雙目立體視覺運動平臺的控制系統(tǒng)的性能定性分析提供了一種評價手段。

四、結(jié)論

仿真的結(jié)果驗證了視覺運動平臺的俯仰和左右偏航自由度的運動空間范圍符合設(shè)計要求。根據(jù)仿真結(jié)果可以看出本運動平臺運動空間范圍廣，驗證了本視覺運動平臺達到了運動功能的要求，說明本立體視覺運動平臺的機械機構(gòu)設(shè)計是合理的，這為一般機器人立體視覺運動平臺的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供實用的改進和參考依據(jù)。

并通過仿真求解出俯仰電機和左右偏航電機的負載扭矩曲線，仿真結(jié)果對雙目立體視覺運動平臺的控制系統(tǒng)的性能定性分析提供了一種評價手段。

參考文獻：

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[2]賈云得.機器視覺[m].北京:科學(xué)出版社,2000,(4):1-10.

篇10

隨著近年來人類科學(xué)技術(shù)水平的加速發(fā)展，特別是計算機軟硬件性能的持續(xù)提高，以及計算機技術(shù)對各行各業(yè)全面深入的滲透，各技術(shù)領(lǐng)域的思維、觀念和方法不斷得以更新。機械設(shè)計作為一個具有幾百年歷史的技術(shù)領(lǐng)域，也在世界科技進步的大潮中獲得了新生。目前，計算機輔助產(chǎn)品的設(shè)計繪圖、設(shè)計計算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效。

根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進行機械產(chǎn)品方案設(shè)計所用方法的主要特征，我們可以將方案的現(xiàn)代設(shè)計方法概括為下述四大類型。

一、系統(tǒng)化設(shè)計方法

系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性。所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。

系統(tǒng)化設(shè)計思想于上世紀70年代由德國學(xué)者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制定了設(shè)計的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，制定出標準VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。

由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點不同，進行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法有設(shè)計元素法、圖形建模法、“構(gòu)思”―“設(shè)計”法、矩陣設(shè)計法、鍵合圖法，等等。

二、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法

從規(guī)劃產(chǎn)品的角度提出：定義設(shè)計任務(wù)時以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，引用已有的產(chǎn)品解（如通用零件部件等）描述設(shè)計任務(wù)，即分解任務(wù)時就考慮每個分任務(wù)是否存在對應(yīng)的產(chǎn)品解。這樣，能夠在產(chǎn)品規(guī)劃階段就消除設(shè)計任務(wù)中可能存在的矛盾，早期預(yù)測生產(chǎn)能力、費用，以及開發(fā)設(shè)計過程中計劃的可調(diào)整性，由此提高設(shè)計效率和設(shè)計的可靠性，同時也降低新產(chǎn)品的成本。Feldmann將描述設(shè)計任務(wù)的功能化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為四層：（1）產(chǎn)品（2）功能組成（3）主要功能組件（4）功能元件。并采用面向應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化特征目錄，對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產(chǎn)品開發(fā)早期和設(shè)計初期使用的工具軟件STRAT。

這種方法認為專用機械中多數(shù)功能可以采用已有的產(chǎn)品解，而具有新型解的專用功能只是少數(shù)。因此，在專用機械設(shè)計中采用功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對于評價專用機械的設(shè)計、制造風(fēng)險十分有利。

這種方法提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。理想的模塊化基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標準化的接口（連接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計與組合設(shè)計相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。

這種方法以設(shè)計為目錄作為選擇變異機械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計的解元素進行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。

根據(jù)機械零部件的連接特征，將其歸納成四種類型：

1）元件間直接定位，并具有自調(diào)整性的部件；

2）結(jié)構(gòu)上具有共性的組合件；

3）具有嵌套式結(jié)構(gòu)及嵌套式元件的連接；

4）具有模塊化結(jié)構(gòu)和模塊化元件的連接，并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規(guī)則，由此實現(xiàn)元件間聯(lián)接的算法化和概念的可視化。

在進行機械系統(tǒng)的方案設(shè)計時，用“功能建立”模塊對功能進行分解，并規(guī)定功能分解的最佳“?；背潭仁枪δ芘c機構(gòu)型式的一一對應(yīng)?！敖Y(jié)構(gòu)建立”模塊則作為功能解的選擇對象，以便于實現(xiàn)映射算法。

三、基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計方法

基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，建立相應(yīng)的知識庫及推理機，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機制實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。

機械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗進行推量和決策，完成機構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實現(xiàn)這一階段的計算機輔助設(shè)計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。

四、智能化設(shè)計方法

智能化設(shè)計方法的主要特點是：根據(jù)設(shè)計方法學(xué)理論，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以及多媒體、超媒體工具進行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、表達產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。在利用數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論的同時，我們考慮了系統(tǒng)工程理論、產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和系統(tǒng)開發(fā)方法學(xué)VDI2221，研制出適合于產(chǎn)品設(shè)計初期使用的多媒體開發(fā)系統(tǒng)軟件MUSE。上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯(lián)系。

機械產(chǎn)品的方案設(shè)計正朝著計算機輔助實現(xiàn)、智能化設(shè)計和滿足異地協(xié)同設(shè)計制造需求的方向邁進，由于產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設(shè)計工具軟件。我認為，綜合運用文中四種類型設(shè)計方法是達到這一目標的有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機械設(shè)計的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且涉及系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計必須努力的方向。

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