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摘要：隨著國民經濟的快速發展，國內許多產業領域都有較大的發展空間。無論是在國家軍事科學領域還是日常生活中，機械電子工程裝備的應用非常廣泛。機械電子工程的發展水平反映了一個國家的綜合實力和核心競爭力，因此國家高度重視機械電子工程的發展。但目前我國機械電子工程設計還存在缺陷和不足，需要進一步完善。基于此，文章將分析我國機械電子工程中存在的不足，探討機械電子工程設計的要點及實施策略，以此為機械電子工程的全面發展助力。

關鍵詞：機械電子；工程設計；仿真檢測；3D建模

隨著信息化、科技化社會的快速發展，智能產業逐漸融入各行各業中，造就了行業間的技術差異性。機械電子工程作為高科技領軍技術，對市場經濟的發展有著重要價值。機械電子工程在設計上涵蓋的專業領域比較廣泛，工程技術難度較高。因此，在設計中要針對技術的要點做分析研究，著眼于工程技術要點并采取科學的實施策略，以確保機械電子工程建設的質量，使其在技術創新和發展過程中更加符合現階段市場經濟的需求。

1機械電子工程概述

機械電子工程通常是指傳統機械工程與發展中的信息技術相結合，成為機械與電子一體化的工程模式。相比于發達國家，我國機械電子工程起步較晚，雖然在近些年研究中已逐漸有了一定的成果，但在全球化發展機械電子工程道路上，我國研究成效所占比例還是比較欠缺。因此，在機械電子工程研究中，技術人員與科研人員要做好打持久戰的準備，不斷針對技術要點做分析和完善，為機械電子工程的長效發展打下扎實的基礎。機械電子工程設備如圖1所示。

2機械電子工程設計中存在的問題

2.1機械電子工程設計成果保護機制不完善

目前，機電工程設計行業處于發展初期，市場上產品種類繁多。但是，市場上并沒有完善的管理機制，這導致市場上機電工程方面的假冒偽劣產品很多。究其原因，一方面是我國知識產權和專利法律體系建設不健全[1]；另一方面，機電工程領域人員法律意識不強，對于專利盜竊問題并不重視，也沒有積極尋求法律途徑解決，這種現象讓更多山寨的機械電子產品在市場中售賣，極大地影響了機械電子工程行業領域的健康走向。

2.2機械電子工程設計缺乏系統性的規劃模式

目前為止，我國在機械電子工程技術的設計上還處于單獨個體模式，而機械電子工程的設計涉及許多專業范圍和領域，每個專業都有自己的知識、理論體系和原理。一項電子項目的開發又會有不同的專業融入其中并做綜合，而專業與專業之間的連接不強，導致機械電子工程在開發設計中沒有完整的規劃體系，各專業根據自身情況進行發展，無法有效整合相應的數據信息，導致機電工程整體設計各自為政。電子工程涉及信息化和科技化，在研發和設計上需要得到其他領域專業人士的支持，這樣才能長期穩定發展。

2.3機械電子工程設計信息缺乏共享

機械電子工程整體設計過程涉及的專業知識比較復雜，種類也比較繁多，每個技術設計環節需要的專業領域知識都有所不同，這就決定了機械電子工程設計信息必須以共享機制作為支撐[2]。然而現階段我國在設計和工程建設方面，項目的研發人員和其他相關企業缺少交流和共享，整個機械電子工程設計領域沒有完善的共享體系，尤其企業與企業之間更是競爭關系，都不愿意將自身正在研究的機械電子工程對外共享。在工程設計上對外交流和經驗學習意識較為薄弱，極大地限制了機械電子工程技術的創新和性能突破。

2.4機械電子工程專業人員培養不足

機械電子工程設計上需要專業人員進行探索和實踐來支撐整個設計過程，這樣才能產生更好的工程設計成果，更好地為專業發展提供服務。現階段我國在機械電子工程設計方向的專業性人才還比較少，基礎理論知識不夠扎實，經驗也比較少，設計的方向和范圍缺乏探索性，定位出現偏差，這些都對現階段機械電子工程的建設起到了阻礙作用。在院校和企業專業人才培養上也缺乏相關的雙向培養機制，院校缺乏實踐項目，在學生進入企業后沒有與當下發展形勢接軌的理論基礎做保障，理論與實踐的脫節，制約了機械電子工程技術人員的新一代的培養[3]。另外，在機械電子工程設計上許多設計的內容依然較為保守和固定，都是企業指定的設計項目，這就造成項目在實踐過程中可能會出現脫節的問題。同時機械電子項目的更新速度又比較快，優化比較快的專業領域，在設計和實踐中存在比較多的影響因素，無形中也增加了設計的難點，因此專業人才在設計時需要將眼光放長遠，不要局限于當下，這樣才能設計出更加符合市場需求的工程項目。

3機械電子工程設計要點

3.1機械電子工程設計電路的有效性

在機械電子工程設計過程中，不可避免地會應用到電路，電路的有效性直接關系到設計產品的運營情況。當電路連接到電源時，就可以順利為機械電子裝置各部位做電力的輸送，從而確保機械電子設備的正常運行。因此，電路有效性對機械電子工程的設計質量起著決定性作用，一旦在工程設計上電路發生故障或者存在缺陷，就會導致工程設計的產品不能投入運行。由此可以看出，在機械電子工程設計要點中，電路有效性發揮著重要作用。

3.2機械電子工程設計防靜電結構

在機械電子工程設計中，最大的問題就是電子部件會受到靜電的影響。當靜電對電子元件產生作用后，極容易使電子產品內部元件產生異常，過大的靜電會直接導致元件損壞。因此，靜電成為機械電子工程設計者主要的研究要點。機械電子器件本身就會對外產生靜電，當其他元件受到機械電子本身靜電的作用后，會導致整個產品在設計研發中出現問題。為有效避免靜電對機械電子的作用和影響，在設計上就需要對各個電子元件內部距離進行調整。

3.3機械電子工程設計仿真檢測

由于機械電子工程設計整體較為煩瑣，這就讓設計中各項工作的操作對人工較為依賴，而人工的參與無法保障設計過程中或者制作過程中零失誤，為此，在機械電子工程設計完成后，就需要對設計產品做仿真檢測。利用仿真技術模擬機械運行，一旦發現故障或者異常情況，就要及時做修改[4]。通常情況下仿真檢測中會涉及兩部分內容，首先，機械電子工程設計中的每個環節都需要做仿真檢測；其次，每個環節的仿真檢測合格后，要做整體仿真檢測。通過雙重仿真檢測模式可以快速找到設計環節是否存在缺陷，從而針對缺陷實施合理的整改方案。

3.4機械電子工程設計仿真優化

在仿真檢測中發現原有的設計存在問題或者缺陷，或者發現原有設計還可以進一步優化時，就需要設計人員利用仿真技術做優化工作，在仿真環境中對相關數據做調整，確保設計的數據準確率更高，對機械電子工程有整體的把握。當仿真環境下設計模型在調整過程中出現數據上的變化，設計人員要第一時間處理，一旦發現問題，立即作出調整。

4不同領域機械電子工程設計要點實施策略

4.13D建模設計實施策略

在設計中電路有效性主要體現在兩點，第一是電路的供電上。電路在接通電源后無法通電，通常都是設計方面存在問題。如出現電路無法正常供電，是比較嚴重的工程設計問題，這是需要加以重視的。第二是供電電路線正確與否，主要表現在工程設計上提供的電路線是否符合設計標準，如果采用不符合標準的電路線會導致機械電子裝置在運行上出現問題[5]。根據這種二維平面現象，工程設計人員對3D建模設計展開了研究，通過建模軟件對機械電子工程設計實施3D建模策略，例如現在常用的Revit軟件，應用此軟件，可以繪制立體電路結構圖，根據相關設計數據參數做更加精準化的調整，在繪制完成后呈現在設計人員眼前的就是可控的立體3D模型，這就可以在機械電子工程中通過三維視角對電路的有效性做出判斷，發現問題可以及時調整數據參數，保障電路的正常運行。機械手3D仿真模型如圖2所示。

4.2模塊化設計實施策略

在防靜電的設計上，可以利用3D建模軟件的模塊化實施策略，精準地對電子器件間距離的設計作出規劃[6]。在3D建模軟件上，可以將電子器件看作一個整體模塊，根據設計人員對器件間的距離設計，在軟件界面做相應的布置，在布置完成后對間距做核對工作。當距離符合標準后，就可以對下個模塊做設計，通過軟件可以將機械電子工程設計的每個環節都視作單獨的模塊，從而可以有效保障元件與元件間的距離，對防靜電結構組成有極大幫助。根據靜電影響因素與原理分析可以得到，通常靜電作用在15cm的范圍內，因此在機械電子工程設計上器件間的距離要保持在15cm以上。

4.3仿真檢測實施策略

首先，設計人員在完成初期設計后，需要對仿真技術做選型。但是在選型中，也不是所有技術都可以融合到機械電子工程設計中，選型錯誤容易出現仿真檢測質量問題，為此要根據機械電子工程設計常用的仿真檢測技術做選擇，比如常用的VR技術，不僅可以搭建仿真設計模型，還可以應用在實際環境中[7]。其次，設計人員在運用VR技術時，應保證使用方法的正確性。通常在構建系統模型環境時，需要結合實際運行環境進行，可以先將系統模型劃分成不同的模塊進行操作，然后再將各個模塊組合起來，得到整體的仿真模型，進而達到仿真檢測目的[8]。

4.4仿真優化實施策略

在仿真優化的實施上，需要設計人員利用Au-todeskNavisworks軟件實施，根據仿真檢測的結果，調整參數數據，找到問題，在此基礎上做碰撞試驗。但仿真優化中的參數調整和3D建模的參數調整有所不同，仿真優化實施的是動態調整，可以解決在設計中遇到的比較小的問題，而3D建模無法做到動態調整，就只能解決比較明顯的問題，不過在機械電子工程設計中，二者的參數調整都發揮著重要作用[9]。

5結束語

文章圍繞機械電子工程設計的四大要點做對策分析，根據要點在設計中找到關鍵問題，確保機械工程設計可以滿足現階段發展要求，提高機械電子工程設計質量。設計人員在把相關的策略應用于機械電子工程設計時，還需要注意相關事項，以確保相關策略能夠得到有效應用，減少機械電子工程設計中問題的發生。

參考文獻

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[2]孫路路,張清揚.機械電子工程技術存在的問題及應對策略[J].造紙裝備及材料,2021,50(4):104-106.

[3]盛青山.機械電子工程行業現狀及發展趨勢分析[J].農業工程與裝備,2021,48(3):36-38.

[4]楊亞寧.人工智能技術在機械電子工程領域中的運用價值[J].輕紡工業與技術,2020,49(6):67-68.

[5]簡劍.球形輪機器人的3D建模與控制[D].北京:北京理工大學,2016.

[6]楊陽,張誠.機械電子工程領域智能機器人技術的應用前景[J].造紙裝備及材料,2021,50(3):100-102.

[7]毛澤偉.發電機組勵磁AVR半實物仿真檢測系統研究[D].武漢:武漢理工大學,2019.

[8]俞江濤.基于脈沖渦流技術的小口徑管道內檢測仿真與實驗驗證[D].北京:北京交通大學,2018.

[9]杜云鉛.機械電子工程設計中的技術要點探討[J].冶金與材料,2020,40(2):112,114.

作者：劉國凱 單位：河南輕工職業學院