哪位朋友有机电一体化毕业论文
机电一体化系统功能原理
来源:毕业论文
摘要：建立了机电一体化系统功能原理解的接口特征模型，提出了基于接口特征匹配的机电一体化系统功能原理求解典型进程、机电单元功能原理求解与接口匹配并行策略．开发了一个支持电脑刺绣机、多功能缝纫机等机电产品功能原理求解的计算机辅助系统，进行了实例验证．
关键词：接口匹配；机电一体化系统；功能原理求解
机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素或子系统之间的接口极为重要，从某种意义上说，机电一体化系统设计归根结底就是接口设计[1]．概念设计是产品设计进程中最富创新性的阶段之一，原理方案设计则是概念设计的核心...全部
机电一体化系统功能原理
来源:毕业论文
摘要：建立了机电一体化系统功能原理解的接口特征模型，提出了基于接口特征匹配的机电一体化系统功能原理求解典型进程、机电单元功能原理求解与接口匹配并行策略．开发了一个支持电脑刺绣机、多功能缝纫机等机电产品功能原理求解的计算机辅助系统，进行了实例验证．
关键词：接口匹配；机电一体化系统；功能原理求解
机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素或子系统之间的接口极为重要，从某种意义上说，机电一体化系统设计归根结底就是接口设计[1]．概念设计是产品设计进程中最富创新性的阶段之一，原理方案设计则是概念设计的核心，对提高产品性能、降低产品成本有决定性的影响[2]．近年来，国内外研制了一些能够实现特定功能的功能原理解的设计知识目录或知识库，探索了单一功能原理解的计算机表达及智能搜索策略，研制了能对单一功能求解的试验系统口。
5]．但对多学科领域集成的机电一体化系统概念设计阶段的功能原理求解，尤其是基于接口特征匹配的机电一体化系统功能原理求解的研究却很少见到报道．本文着重探讨了基于接口特征匹配的机电一体化系统功能原理求解策略和实现方法．
1功能原理解的接口特征模型
机电一体化系统由许多子系统或元件构成，把能够实现单一功能(功能单元)的子系统或元件称为机电系统中的机电单元．各机电单元之间必须能够顺利进行物质、能量和信息的传递与交换，为此，各单元相接处必须具备一定的联系条件，即接口．，大部分机电一体化产品的总功能是通过多个相异和(或)相同分功能或子功能的协同作用来实现的，称之为系统功能．与各机电单元功能原理求解相比，机电系统功能原理求解除了需要研究每个机电接口特征单元原理解的独立的功能可行性之外，还需要研究各个单元原理解作为整体的有机组成部分相联接时，接口的适配性．为解决该问题，本文提出了机电一体化系统功能原理解的接口特征模型(见图1)．作用原理接口特征功能动词、／，功能类别、厂作用对象、／，关联对象特征／＼特征／＼特征／＼特征输入对象特征输出对象特征作用环境特征输入物料、／，输入能力、／，输入信息、／输出物料、／，输出能量、／，输出信息接口特征／／＼接口特征／＼接口特征／＼接口特征／＼接口特征／／＼接口特征箍纂)人(茬萎)人(差蓥)人(差茬)人(茬鍪)人(茬霾鍪Y华Y待特J特I特征八征八征其、，动、／运他I力I动特J特l特征八征八征图1 机电一体化系统功能原理解的接口特征模型接口特征模型定义了机电一体化系统功能原理解在功能、效应、作用原理等不同层面上的接口约束，主要用于从原理解知识库中搜索可行解，是进行系统级功能原理求解的核心知识．
2功能原理的求解策略
2．1功能原理求解典型进程机电一体化系统功能原理求解的核心问题是检验系统中各单元功能解与其相关联的其他单元功能解的接口的适配性．机电系统功能求解过程可以分为2个分过程：
①具体化、结构化分过程，解决机电单元功能解的可行性问题，即通过功能一效应一作用原理映射过程生成作用原理解(即实现给定功能的物理结构)；②综合化、集成化和系统化分过程，解决机电单元功能解集成时的接口适配性问题．
2．2功能原理求解与接口匹配策略机电一体化系统功能原理求解的前提和基础是机电单元功能原理的独立求解，按相关性次序，分层次地进行相关部分单元功能解的接口适配性检验，及时淘汰在前一层次已经不适配的系统解，以减少下一层次的接口适配性检验工作．设计学分析表明，机电一体化系统的总功能一般都由目的功能(通常为运动执行功能)、驱动功能、传动功能、传感检测功能、控制功能和辅助功能单元组成嘲，如图2所示．其中，目的功能的解是机电一体化系统功能原理解的核心．因此，由初选的一个目的功能解出发，先配之以可行的驱动功能解，接着考察在运动执行功能解与驱动功能解之间选配传动功能解的必要性，并在通常必要的情况下寻找其输入接口与驱动功能解适配、输出接口与运动执行功能解适配的传动功能解．在此基础上，再依次选配合适的传感检测功能解、控制功能解和辅助功能解．这是一种效率较高，也比较可行的匹配策略．
2．3功能原理解接口特征匹配的实现方法机电单元功能求解过程是从功能至效应，最终至原理解的具体化和结构化过程．在系统级功能原理求解过程中，所谓单元功能解的接口特征实际上包含有功能接口特征、效应接口特征和原理接口特征(见图1)．这三者之间不是并列的关系，后者是前者的具体化和结构化，是前者的物化和实现，因而在内涵上存在着嵌套的关系．原理解接口特征在内涵上的分层嵌套性质体现了接口信息从粗略到详细的层层相扣的特点，提供了按功能接口、效应接口和原理解接口分层先后进行适配性检验的可能．功能接口特征和效应接口特征所包含的信息量相对较少，不必再对其划分层次．但作用原理接口特征包含的信息量很大，有必要再对其细分层次．从图1可以看出，作用原理接口特征包括输入／输出物料接口、输入／输出能量接口、输入／输出信息接口、作用环境接口7个分特征，它们大致可以被划分为作用对象层次和关联对象层次．作用对象是指直接参与功能实现，构成功能的输入和输出的对象．作用对象还可以细分为主要作用对象和非主要作用对象2个层次，主要作用对象就是通过运动执行功能实现转换的对象．关联对象是指不直接参与功能实现，而是通过作用对象间接与原理解发生关系的对象，这里主要指作用环境．基于以上对作用原理接口特征的层次划分，作用原理接口特征层面上的逐层次匹配策略为：先进行主要作用对象接口特征匹配，再进行非主要作用对象接口特征匹配，最后进行关联对象接口特征匹配．由于关联对象接口特征所包含的接口信息比较简单，故只讨论作用对象接口特征匹配的有关问题．作用对象接口特征包括能量接口特征、物料接口特征、信息接口特征3类．能量接口特征可以被划分为3个层次：①效应层．描述与效应直接相关的接口特征；②作用原理层．对效应层物理量或者对象加以更加详细描述的其他接口特征；③物理实现层．描述该原理解的结构、形状、尺寸等物理层面的具体接口特征．同样，物料接口特征、信息接口特征也可以划分为效应层、作用原理层、物理实现层3个层次．基于以上对作用对象接口特征的层次划分，作用对象接口特征匹配策略为：效应层接口特征匹配一作用原理层接口特征匹配一物理实现层接口特征匹配．
3 应用实例基于以上思想，笔者开发了一个支持电脑刺绣机等机电产品功能求解的计算机辅助原理方案设计原型系统．限于篇幅，本文主要介绍电脑刺绣机绣框传动机构的功能原理求解过程．
3．1系统工艺原理刺绣工艺原理如下：绣针在织物之上时，绣框沿z、y两个方向移动到规定的位置，当绣针自上而下落到织物表面时，停止绣框移动，刺料机构便完成一针线迹的动作．线迹的长度和方向由绣框在z、y两个方向的移动距离决定，线迹的集合构成了绣品．
3．2运动执行单元功能原理求解从电脑刺绣机要实现的功能、系统输入输出接口、作用环境等信息出发，首先与知识库中的原理解进行功能接口和效应接口的匹配，以解决单元功能解的可行性问题．功能接口匹配主要是指功能动词的匹配．效应接口的匹配包括效应推理和效应特征匹配2个步骤：①效应推理是对输入输出对象的几何、物理、化学等特征进行分析、比较，以查找出有可能被用于实现该产品功能的效应特征．此例中，可以推理到的效应特征是空间相对运动效应．②效应特征匹配是指把效应推理得到的效应特征与知识库中原理解的效应接口特征进行匹配，以确定该解是否满足功能可行性．然后检验原理解的作用原理接口特征与产品功能特征之间的适配性．本例中，刺绣工艺的动作正是通过绣框在z、y两个方向的直线往复运动与绣针在z方向的连续上下往复直线运动的配合，在刺料机构的作用下形成线迹。
3．3驱动单元功能原理求解在最终确定驱动功能原理解前，必须首先根据产品设计的实际要求对可行的运动执行功能原理解的输入能量接口特征加以修改和充实．本例中，刺料工艺所需的机构运动执行功能解(绣框在z、y两个方向的直线往复运动与绣针在z方向的连续上下往复直线运动相配合，在刺料机构的作用下形成线迹)与其驱动功能解(主轴电机、z及y向移框步进电机)不完全匹配，因此，有必要进行传动功能求解．
3．4传动单元功能原理求解针对电脑刺绣机运动执行功能解与其驱动功能解不完全匹配的情况，求得传动功能原理解为：移框机构采用同步齿形带实现步进电机轴转动到绣框z／y方向独立往复直线运动的转换．z、y方向的绣框传动方式完全相同且相互独立．在已知刺绣机系统各单元功能原理解的基础上，可明确整个系统的工作过程如下：控制计算机启动主轴运转，由刺料机构带动针杆及旋梭运动，计算机从刺绣数据文件中顺序读取每一针的z、y相对位移坐标，根据坐标数据驱动绣框移动，计算机通过读取针杆位置传感器的信号使绣框移动与刺料机构的运动相配合．
4 结语
实践证明，笔者提出的机电一体化系统功能原理解的接口特征模型及接口特征分层面、逐层次匹?
配策略，能较好地解决由单元级功能求解向系统级功能求解转变中所面临的解的可行性判断和接口相容性判断问题，有助于设计师在原理方案设计阶段快速搜索到多解，为机电产品的创新设计提供依据．参考文献：
[1]张建民，唐水源，冯淑华．机电一体化系统设计[M]．北京：高等教育出版社，2001．
[2]张建明，魏小鹏，张德珍．产品概念设计的研究现状及[6]
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机电一体化技术专业课程体系的改革与实践
来源:毕业论文
摘要：分析了当前我国机电类专业高职教育的现状，结合该专业的特点，提出了机电一体化技术专业课程体系建设的指导思想，构建了以综合创新能力培养为主线的课程体系，并阐述了该课程体系的结构。
关键词：课程体系；机电一体化技术专业；综合创新能力；教学改革
机电一体化技术是现代制造业的核心技术。目前我国正处在从“制造大国”向“制造强国”的转变，制造业的现代化水平得到了提升，最显着的标志是采用大量的自动化生产制造系统取代了传统的、自动化程度较低的生产方式。
现代机电一体化技术是机械、电子、信息和管理等学科有机结合的高新技术，广泛应用于机械、电子、汽车、食品、医药等行业。可以说，任何产品只要投人工业生产，就必须采用自动化生产制造技术以提高产品质量和生产效率，否则将没有市场竞争力，而自动化生产制造的核心技术就是机电一体化技术。
但目前我国机械制造工业同世界先进水平还有着很大的差距。
因此，加速培养机电一体化技术高素质技能型人才已成为高职高专院校的当务之急。
l 当前机电一体化技术专业教育存在的问题
机电一体化技术专业具有综合性、先进性、应用性的特点，因此课程体系和课程内容结构应也具有相应的特点，以培养具有综合创新能力的学生，满足社会需要和机电专业的发展。
现在，机电一体化技术专业教育存在的问题主要有：(1)有的院校偏重电类方面，有的院校偏重于机械方面，与当前该专业所处于的“机、电、计算机”三大块内容融合的实际格局不适应。(2)由于追求每门课程的系统性和完整性，造成了课程内容的重复，理论性强，忽视了专业知识的系统性、综合性，和学生实践能力、创新能力的培养。
(3)实训设施落后于企业，实践训练水平不高，缺乏融合机与电为一体的大型综合性实验或综合性课程，影响了专业技能和工程实践能力的提高。
2机电—体化技术专业课程体系建设的指导思想在对高职高专机电一体化技术专业的课程体系72和教育目标等进行全面、深入研究的基础上，我们提出了机电技术专业的课程体系改革的指导思想：1)体现机电专业的专业特点和专业发展要求，建立更合理的课程结构，使学生的知识结构能与时俱进；2)充分挖掘理论和实践课程中综合性、应用性和创新性的知识点，加强学生综合创新能力的培养；3)结合“双证书”的要求，将证书的知识要求融人专业课程和实践的学习中。
3 机电一体化技术专业课程体系的构建
3．1 构建适合机电专业发展的理论教学体系
1)将素质教育贯穿教学活动的全过程。课程体系体现以职业素质为核心的全面素质培养，并将素质教育贯穿于整个教学进程中。
不但要使学生毕业时具有熟练的职业技能和适应职业变化的能力，同时还要具有创新意识、自学能力、人际交流沟通能力、团队合作能力、心理承受能力、组织管理能力等。加强学生的人文素质教育，开设公共选修课，加大人文学科课程。
特别在职业基础课、职业技术课、职业技能课教学和实践教学环节中体现素质教育，培养学生创业精神、创新精神、团队协作精神，进行爱岗敬业、艰苦奋斗的教育。
2)基础理论知识传授以“必需、够用”为度。
基本理论知识要发挥知识性和工具性两个功能，既培养学生的基本知识和基本素质，又为专业课提供理论知识基础。在职业基础模块中，淡化理论的推导过程，精简设计和原理类课程，注重增强应用性和强化解决实际问题的能力培养。
如：机械制图课程简化画法几何的教学，突出工程制图的画图和识图；工程力学、机械设计等课程将理论推导过程简化，突出相关理论应用的场合和使用方法。 3)加强核心课程的教学。机电一体化技术专业的专业面较宽，知识面涉及较广，教学中不可能面面俱到，因此应加强形成职业能力必需的职业技术课和职业技能课的教学，使学生具有较强的专业能力，更快地适应今后不同的岗位需要。
例如：加强单片机原理及应用，电气控制及PLC、电机控制基础、机械制造技术等课程的教学学时，还增设了单片机原理及应用，电气控制及PLC的课程职业技能综合训练，提高学生的综合技能水平。
4)整合课程内容，增加电和计算机方面的知识，优化课程结构，紧跟机电专业的发展趋势。
以机电一体化技术核心应用能力形成为主线，重组课程内容，冲破原有课程体系，删除陈旧的课程内容，增添新知识，从而形成具有机电一体化专业特色的课程体系。
例如：AutoCAD与机械制图等课程内容有机相结合，密切配合专业课、综合练习、课程设计、毕业设计等教学环节的需要；把工程材料与热处理、金属工艺学等课程内容整合为金属工艺学，压缩理论性过强的内容，突出金属材料选用、材料性能改善部分内容的教学；理论力学、材料力学整合为工程力学，压缩抽象的理论，提高应用性。
随着计算机技术的发展，机电一体化技术也在不断变化，因此，为满足当前社会的需要，增加了电和计算机方面的课程，如：机电系统计算机控制技术、电机控制基础、机器人技术基础、电子设计自动化(Protel)、计算机绘图、数控机床自动编程等新课程。
5)突出知识技能结构的应变性和综合性。现代社会的职业岗位体系是一个不断提高技术水平的动态系统，社会人员必须具有应变能力，才能够适应社会的需求。我们在职业拓展课程上开设数控技术、机电设备安装与维修、机器人技术等方面的课程，扩大专业知识面，以满足学生就业的需要。
3．2增强实践教学环节实践环节采用“三个层面”专业技术能力培养模式，分别为：基本技能操作训练、专项技能训练和综合技术应用能力训练。这三个层面之问相互联系，前者是后者的基础与支撑。基本技能操作训练包括金工实习、电工电子实习、制图测绘和机械设计课程设计；专项技能训练包括单片机课程设计、电气控制及PLC课程设计、机械制造技术课程设计；综合技术应用能力训练包括机电一体化设计、创新设计和职业岗位综合实习和毕业设计。
课程设置包括课程教学实践和大型实验、实习、课程设计、毕业设计等在内的实践教学，多达1270学时，占总学时数的42．48％；理论授课学时数为1720学时，占总学时数的57．52％。这些实践教学内容的开设，培养了学生的实际动手能力，充分体现了职业技能教育。
3．3理论课程体系和实践课程体系相辅相成依据机电专业的岗位(群)所要求的知识、能力、技能和素质结构，我们设置了相应理论课程和实践课程。理论教学以“必需和够用”为度，包含机械、电气、计算机、专业综合类课程四条主线。
机械类课程：机械制图、工程力学、机械设计、金属工艺学、机械制造技术；电气控制类课程：电工学、单片机原理及应用、电气控制和PLC；计算机类课程：程序设计，计算机绘图、EDA、数控机床自动编程、计算机控制技术；专业综合类课程：机电一体化设计、数控技术、机电设备安装与维修；结合“双证书”职业技能教育，加大实践教学的比例，以提高学生的核心职业技能水平，注重基本操作技能、专业应用能力和综合素质的培养。
主要课程都开设有实践环节，使理论和实践课深度融合：
理论课程打基础——实践教学环节培养技能——获得相应的职业资格证书，3．4挖掘课程的创新点，培养学生综合实践能力和创新能力机电一体化技术专业毕业生就业主要是针对应用性岗位，而且机电一体化技术是多学科的集成，具有综合性。
因而，在课程中增加了培养综合能力和创新能力的教学环节。1)在职业基础课程的基础上开设一些综合性课程，如：机电一体化设计、数控技术、机电设备安装与维修等；2)尽量减少演示性、验证性实验，增加设计性、综合性实验；开设综合性实践环节，如：机电一体化课程设计，职业技能培训，岗位实训等，以培养学生的动手能力和创新意识；3)为提高学生的职业能力和创新能力，在机电一体化技术专业的实践教学环节中，我们开设了创新设计实践环节，由机械创新制作和机器人控制两方面组成。
机械刨薪制作的具体过程如下：(1)小产品开发设计；(2)制作模型；(3)构形及工作能力设计(4)加工制作。在此环节，要求每个学生都要动手制作，很多学生开发出了新的小产品，搞出了小发明、小创造。
目前，我校学生共开发制作了30多个有创意的新产品，如推土机、搭桥车、冲床、吊车、剪板机、机械手、汽车等，内容涉及曲柄、连杆、凸轮、滑块等机构。机器人控制环节使用慧鱼机器人，让学生自己动手组装机构，然后安装电机、传感器等元件，最后使用计算机和专用软件进行编程，完成对机构的控制。
通过综合实践环节，培养了学生独立分析、解决问题的能力和创新能力。
4结束语
在教学中，只有认真研究机电一体化技术专业的教学模式，改革课程体系，调整课程设置，优化课程结构，加强综合性的实践教学环节，才能建立适合机电专业的培养模式和课程体系，更好地培养技术素质高和实践能力强的专业人才，满足社会的需求和专业技术的发展要求。
参考文献：
[1]钟波，等．高职机电一体化专业实践教学体系构建的探索与实践[J]．北京工业职业技术学院学报，2005，(3)．
[2]程宜康．高等职业教育实践教学体系构建的探索与实践[c]．海峡两岸高等职业(技职)教育研讨会论文集[c]．2001．
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