導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機械系統(tǒng)設(shè)計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

舞臺吊標(biāo)分為電動和手動兩種,它主要用于懸吊和升降各種幕布、燈具、布景等物，是上下左右頻繁移動機械,所以吊桿也是舞臺安全的主要系數(shù)。電動吊桿的作用可以降低工作人員的勞動強度，起至事半功倍的效果,如果一個舞臺的深度有14米,我們可以為他設(shè)置電動吊桿38道，其中24道景桿（含一道前沿幕）、14道備用吊桿【包括2道二維側(cè)光燈架】，一道升降電影銀幕架、1道燈光渡橋及無極均勻伸縮大幕機1套。

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(dāng)?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(biāo)準(zhǔn)；

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(biāo)準(zhǔn)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

a)工作循環(huán)：舞臺機械按斷續(xù)操作設(shè)定。每個工作循環(huán)規(guī)定為在載荷條件下6次全行程運轉(zhuǎn)并有15min停頓；

篇2

課程設(shè)計是對課程內(nèi)容的應(yīng)用性訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進行階段性的專業(yè)訓(xùn)練過程，也是對理論教學(xué)效果的檢驗。通過這一環(huán)節(jié)使學(xué)生在查閱資料、理論計算、數(shù)據(jù)處理等方面得到基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識分析、解決實際問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，樹立正確的規(guī)劃、設(shè)計思想。

課程設(shè)計論文準(zhǔn)備

（1）課程設(shè)計（論文）開始前應(yīng)準(zhǔn)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(dāng)，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(biāo)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(zé)

（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(dāng)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(dāng)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?jǐn)⑹鲋幸惨凶约邯氂械奈淖直磉_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(biāo)題采用小三號字加粗，兩端對齊，段后空一行；二級標(biāo)題采用四號字加粗，兩端對齊；三級標(biāo)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(biāo)題采用小三號字加粗，居中對齊，段后空一行。

圖標(biāo)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(biāo)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(biāo)注頁碼（摘要和目錄采用羅馬數(shù)字，其它采用阿拉伯?dāng)?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。

題目：

篇3

計算機理論雙目立體視覺運動平臺的動力學(xué)仿真分析

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(biāo)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(dāng)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：

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

篇4

關(guān)鍵詞： 現(xiàn)代機械設(shè)計 系統(tǒng)化 結(jié)構(gòu)模塊化 產(chǎn)品特征 智能化

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(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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“粒化”程度是功能與機構(gòu)型式的一一對應(yīng)。“結(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(biāo)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(biāo)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。

參考文獻：

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篇5

關(guān)鍵詞 課程設(shè)計 質(zhì)量 機電專業(yè)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

1 機電專業(yè)課程設(shè)計的重要性

機電一體化技術(shù)不是機械技術(shù)與電子技術(shù)的簡單疊加，而是二者的有機結(jié)合。一直以來由于在基礎(chǔ)課與專業(yè)課教學(xué)中缺乏機電知識綜合運用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，學(xué)生在學(xué)習(xí)了機械設(shè)計、機械制造和電子技術(shù)、微機原理與應(yīng)用等基礎(chǔ)課程以及數(shù)控技術(shù)、機電一體化技術(shù)等專業(yè)課之后，仍然不能很好地將機、電的知識融會貫通，不能很好地將所學(xué)知識運用于實際生活生產(chǎn)中的機電一體化系統(tǒng)的綜合設(shè)計，遇到這類問題常常無從下手，存在不少困難。

機電專業(yè)課程設(shè)計是一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，一般安排在控制原理、數(shù)控技術(shù)、機電一體化技術(shù)等專業(yè)課學(xué)習(xí)之后。要求學(xué)生能夠綜合運用所學(xué)過的機械、電子、計算機和自動控制等方面的知識，獨立進行一次機電結(jié)合的設(shè)計訓(xùn)練，主要目的是：①②

（1） 承上啟下。在學(xué)習(xí)完相關(guān)專業(yè)課和即將進行畢業(yè)設(shè)計之前，初步建立“系統(tǒng)設(shè)計”的思想，以及相關(guān)能力的培養(yǎng)，為畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

（2） 結(jié)合生產(chǎn)生活中的機電產(chǎn)品，學(xué)習(xí)機電系統(tǒng)總體設(shè)計方案的擬定、分析與比較的方法，進一步提高學(xué)生對本專業(yè)重要性的認識。

（3） 通過對機械系統(tǒng)的設(shè)計，掌握幾種典型傳動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)的工作原理、設(shè)計計算方法與選用原則。如齒輪/同步齒型帶減速裝置、蝸桿副、滾珠絲杠螺母副、直線滾動導(dǎo)軌副等以及相應(yīng)機構(gòu)的消間隙方法及裝置。

（4） 通過對進給伺服系統(tǒng)的設(shè)計，掌握常用伺服電動機的工作原理、設(shè)計選擇方法與控制驅(qū)動方式。如步進電機、交流伺服電機、直流伺服電機等。

（5） 通過對控制系統(tǒng)的設(shè)計，掌握一些典型硬件電路的設(shè)計方法和控制軟件的設(shè)計思路。如控制系統(tǒng)選用原則、CPU選擇、存儲器擴展、I/O接口擴展、A/D與D/A轉(zhuǎn)換配置、鍵盤與顯示電路設(shè)計等，以及控制系統(tǒng)的管理軟件、伺服電動機的控制軟件設(shè)計思路等。

（6） 通過對機床夾具的設(shè)計，充分了解夾具在保證加工精度和提高生產(chǎn)率方面的重要性，掌握典型夾具的工作原理、設(shè)計計算和定位分析與選用原則。如數(shù)控鉆床工作臺設(shè)計、數(shù)控銑床工作臺設(shè)計、箱體端蓋鉆锪孔鉆模設(shè)計及動態(tài)仿真、車床撥叉兩個25孔鉆模設(shè)計及動態(tài)仿真等。

（7） 通過對機電產(chǎn)品零件生產(chǎn)工藝設(shè)計，掌握一些典型零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計的內(nèi)容及步驟，工藝路線擬定的方法和步驟。如CA6140型車床主軸箱箱體工藝路線設(shè)計、軸類零件數(shù)控仿形加工、型腔零件數(shù)控仿形加工等。

（8） 培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。

（9） 鍛煉提高學(xué)生閱讀應(yīng)用手冊和標(biāo)準(zhǔn)、查閱文獻資料以及撰寫科技論文的能力。

2 提高機電專業(yè)課程設(shè)計質(zhì)量的方法

2.1 選題

選題是決定專業(yè)課程設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵。題目的內(nèi)容應(yīng)該圍繞機電一體化技術(shù)，難度和工作量要適中，既不要太難太大，拿到題目后使學(xué)生無從下手；又不要太易，照葫蘆畫瓢即可以完成。而應(yīng)該使同學(xué)們能夠在3～4周的時間中綜合應(yīng)用所學(xué)過的課程知識，同時查閱相關(guān)工具書及文獻資料，通過總體方案論證、設(shè)計計算、選型、三維繪圖及裝配，論文撰寫，最終完成題目的內(nèi)容。近幾年我院對機電專業(yè)課程設(shè)計的題目逐步進行規(guī)范，機電專業(yè)課程設(shè)計的對象主要結(jié)合生產(chǎn)生活中的機電產(chǎn)品（系統(tǒng)），分為機電產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)計、機電產(chǎn)品制造夾具設(shè)計、機電系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng)設(shè)計等三個主要方向。通過課程設(shè)計完成可以使學(xué)生有一定的成就感，進一步提高對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計的機電產(chǎn)品主要有（下轉(zhuǎn)第190頁）（上接第169頁）CNC機床、工業(yè)機器人、三坐標(biāo)測量機、自動雕刻機、全自動洗衣機、果蔬自動烘干機等。

2.2 質(zhì)量控制

2.2.1 規(guī)范課程設(shè)計過程

整個課程設(shè)計包括：確定題目及任務(wù)書、學(xué)生選題及進行課程設(shè)計、成績評價。其中任務(wù)書包括：題目，主要完成內(nèi)容及具體工作量（說明書字?jǐn)?shù)及設(shè)計圖紙大小、數(shù)量）。課程設(shè)計的時間一般為3～4周，指導(dǎo)教師根據(jù)具體題目進一步安排學(xué)生詳細的進度安排，并督促學(xué)生按期完成進度任務(wù)。具體執(zhí)行時為保證質(zhì)量主要采取以下措施：

* 一人一題；同一題目不同參數(shù)可以擴展至兩題；

* 必須有設(shè)計圖紙（裝配圖和（或）零件圖，或工藝流程圖、工序卡）；

* 提高、規(guī)范機械制圖能力，圖紙嚴(yán)格按機械制圖標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行。其中，裝配圖要求：結(jié)構(gòu)、投影關(guān)系、剖面、標(biāo)題欄格式、配合、總尺寸、技術(shù)要求、線條、字體、字號、標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)注及國標(biāo)等；零件圖要求：結(jié)構(gòu)、投影關(guān)系、剖面、標(biāo)題欄格式、尺寸、公差、粗糙度、材料、熱處理等以及技術(shù)要求、線條、字體、字號等；

* 認真撰寫設(shè)計說明書。設(shè)計說明書要求清楚地敘述整個設(shè)計過程和詳細的設(shè)計內(nèi)容。內(nèi)容一般不少于10000字符，要求條理清晰、圖文并茂、符合國標(biāo)。

2.2.2 規(guī)范成績評價賦分標(biāo)準(zhǔn)

成績評價應(yīng)能充分反映課程設(shè)計的全過程，目前我們制定的專業(yè)課程設(shè)計賦分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

從表1可以看出，成績評定既包括學(xué)生的主觀態(tài)度，又包括其完成的具體內(nèi)容情況。

課程設(shè)計結(jié)束后，教研室根據(jù)指導(dǎo)人數(shù)，每名教師抽取所指導(dǎo)學(xué)生的20%比例，由全體指導(dǎo)教師組成小組，對設(shè)計內(nèi)容、結(jié)果、教師給分等進行集體評議，以使課程設(shè)計成績評定更加合理。

通過規(guī)范課程設(shè)計選題、規(guī)范課程設(shè)計過程、規(guī)范課程設(shè)計成績評定，使我院的專業(yè)課程設(shè)計質(zhì)量明顯提高，為同學(xué)們后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。

注釋

篇6

關(guān)鍵詞：慧魚工程技術(shù)；機械設(shè)計；實踐實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力

一、引言

機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)作為學(xué)校向應(yīng)用型綜合大學(xué)轉(zhuǎn)變中專業(yè)建設(shè)的重要組成部分，是培養(yǎng)應(yīng)用型機械類本科專業(yè)人才的主陣地。《機械設(shè)計》是該專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)教學(xué)計劃圍繞《機械設(shè)計》教學(xué)目標(biāo)開設(shè)了工程實踐實驗課程，如《機械設(shè)計課程設(shè)計》《16+2職業(yè)技能訓(xùn)練》等，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力、團隊協(xié)作能力等，要求學(xué)生能綜合利用所學(xué)知識解決工程實際問題。但是在實踐實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)效果差，一是因為機械設(shè)計實驗教學(xué)所開實驗多是認知性實驗和驗證性實驗[1]；二是因為《機械設(shè)計課程設(shè)計》命題陳舊且單一，缺乏現(xiàn)代設(shè)計，無法達到綜合訓(xùn)練的目標(biāo)[2]。為此，本文提出基于慧魚工程技術(shù)的機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新工程實踐能力等。

二、機械設(shè)計實驗教學(xué)弊端及改進策略

1.機械設(shè)計實驗教學(xué)弊端。《機械設(shè)計》是一門綜合性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，以《機械制圖》《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》《機械工程材料》《互換性和測試測量技術(shù)》《機械原理》等課程為依托，對機械零件設(shè)計準(zhǔn)則、摩擦磨損及、螺紋連接、軸轂連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪傳動、軸系設(shè)計、滾動和滑動軸承、機械系統(tǒng)設(shè)計以及其他常用零部件設(shè)計等知識進行講解[3]。其課程特點是內(nèi)容多且雜，存在大量經(jīng)驗公式與圖表，教學(xué)內(nèi)容抽象等，多數(shù)學(xué)生反映內(nèi)容零亂，找不到重點。為此，通常在制訂教學(xué)計劃開設(shè)相應(yīng)實驗課，輔助學(xué)生理解并掌握相關(guān)知識，如《機械設(shè)計課程設(shè)計》《機械設(shè)計實驗》。隨著技術(shù)的發(fā)展，社會對學(xué)生的綜合創(chuàng)新設(shè)計及工程實踐能力提出更高的要求[4]，但目前《機械設(shè)計課程設(shè)計》《機械設(shè)計實驗》仍然存在一定的弊端，實踐實驗教學(xué)效果差，無法滿足社會需求。《機械設(shè)計課程設(shè)計》是對漸開線圓柱齒輪二級減速器進行設(shè)計，該實踐項目存在一些弊端：一是課程設(shè)計命題陳舊且單一，是對通用漸開線圓柱二級齒輪減速器進行設(shè)計，主要內(nèi)容為機械方案設(shè)計、傳動系統(tǒng)詳細設(shè)計、裝配圖繪制及減速器設(shè)計說明書，相關(guān)設(shè)計技術(shù)指導(dǎo)書成熟，網(wǎng)絡(luò)資源豐富，學(xué)生設(shè)計時基本是依葫蘆畫瓢，查手冊，套公式，設(shè)計過程就是仿造，部分學(xué)生存在抄襲、買賣現(xiàn)象，嚴(yán)重影響教學(xué)秩序和教學(xué)質(zhì)量；二是重視二維裝配圖，輕視二維零件圖、爆炸圖和三維建模及裝配的訓(xùn)練，不足以滿足機械設(shè)計綜合訓(xùn)練的要求。機械設(shè)計實驗方面，主要包括機器組成及典型機械傳動零件感性認識、傳動試驗（齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等）、機械傳動軸系部件設(shè)計與分析。由于我校教學(xué)計劃安排，無明確的機械設(shè)計實驗有關(guān)課程，僅在《機械設(shè)計》理論教學(xué)時，組織學(xué)生參觀機械典型零部件多功能語音教學(xué)示范箱，加深對《機械設(shè)計》各章節(jié)的理解。為彌補《機械設(shè)計》實踐實驗課程的不足，我校除了積極對《機械設(shè)計課程設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及考核方式做調(diào)整外，還積極探索以16+2實踐周“專業(yè)技能訓(xùn)練”作為實驗實踐教學(xué)的補充，但由于不規(guī)范存在教學(xué)效果差的問題。2.設(shè)計實踐實驗教學(xué)，對大學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)具有重要的意義[5]。為此，我校對《機械設(shè)計課程設(shè)計》教學(xué)進行創(chuàng)新改革，積極探索機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)。Fischertechnik，即“慧魚”，是德國人基于六面體接體發(fā)明創(chuàng)造的工程技術(shù)智趣拼裝模型，包含各類機械構(gòu)件（齒輪傳動、絲桿傳動、鏈傳動、皮帶傳動、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、減速器等）、電氣元件（電機、電氣開關(guān)、氣動零件、各類傳感器、控制器、導(dǎo)線及導(dǎo)線接頭等）和編程軟件等模塊。該模型是《機械設(shè)計》的理想教學(xué)工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建機械創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，結(jié)合教師科研、機械工程專業(yè)學(xué)科競賽與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等，在16+2實踐周“職業(yè)技能訓(xùn)練”時機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗題目，學(xué)生自由組隊，綜合利用《機械原理》《材料力學(xué)》《理論力學(xué)》《機械設(shè)計》《機械制圖》等課程知識，合理分工，利用Fischertechnik組合模型，完成相關(guān)綜合創(chuàng)新實驗設(shè)計任務(wù)，力求達到培養(yǎng)綜合設(shè)計能力、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力、團隊協(xié)作能力等的教學(xué)目標(biāo)。

三、機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)示例

為解決菠蘿采摘生產(chǎn)效率低、人工成本較高、果農(nóng)勞動強度高、芒刺對果農(nóng)傷害較大等問題，我校17機械班某組學(xué)生基于慧魚組合模型設(shè)計了一款小型手扶式菠蘿自動采摘機。右上圖為菠蘿采摘機部分功能裝置，分別為成熟識別裝置、傳輸裝置，考查學(xué)生對《機械設(shè)計》教學(xué)中電動機、減速器裝置、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動/螺栓連接等知識的理解與掌握。基于慧魚工程技術(shù)的機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)中，我校學(xué)子在第八屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽（慧魚組）中獲得國家三等獎1項，立項大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目國家級2項、省級1項，發(fā)表省級以上科技學(xué)術(shù)論文3篇，申報專利1項。目前，我們正在以國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目為依托，積極備戰(zhàn)中國—東盟高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育聯(lián)盟大學(xué)生創(chuàng)意機器人設(shè)計大賽和第九屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽，期望取得優(yōu)異成績。

篇7

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；畢業(yè)設(shè)計；最終理想解；技術(shù)矛盾；物理矛盾

作者簡介：劉訓(xùn)濤（1975-），男，山東鄄城人，黑龍江科技學(xué)院機械學(xué)院，副教授；吳衛(wèi)東（1967-），男，江蘇沛縣人，黑龍江科技學(xué)院機械學(xué)院，教授。（黑龍江 哈爾濱 150027）

基金項目：本文系黑龍江省高教學(xué)會“十二五”規(guī)劃課題“TRIZ理論在本科教學(xué)中的應(yīng)用與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究”（項目編號：HGJXHC110906）、黑龍江省新世紀(jì)教改項目“TRIZ理論在機械工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用與實踐”（項目編號：6621）、黑龍江科技學(xué)院青年才俊資助項目的研究成果。

中圖分類號：G642.477 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0170-02

隨著高校擴招，大學(xué)招生人數(shù)逐年增加，但是教師的人數(shù)卻變化不大，指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的師生比逐年降低，教師一般一年要指導(dǎo)6～8個本科生，高職稱的教師甚至要指導(dǎo)13～14人的畢業(yè)設(shè)計。由于機械設(shè)計的自身特點，指導(dǎo)教師很難每年均給出全新的課題，導(dǎo)致很多畢業(yè)設(shè)計題目、設(shè)計內(nèi)容雷同甚至與前兩年完全一樣。同時由于傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計過程管理松散，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計又與找工作時間重疊，還有些學(xué)生利用最后一學(xué)期上駕校、考駕照，學(xué)生實際投入到畢業(yè)設(shè)計的時間有限，所以學(xué)生畢業(yè)設(shè)計存在一定的突擊、抄襲、拷貝，甚至花錢請人完成的現(xiàn)象。雖然各高校先后開展了論文工作，但是仍然無法保證學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新性、獨立性。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量逐年下降，甚至有些人認為應(yīng)該取消本科生畢業(yè)論文答辯。針對本科畢業(yè)設(shè)計存在的問題，嘗試將TRIZ理論引入到畢業(yè)設(shè)計中，在師資隊伍、畢業(yè)設(shè)計選題、開題答辯、結(jié)構(gòu)設(shè)計與過程管理中采用TRIZ理論融入模式開展教學(xué)，經(jīng)過三年多的教學(xué)試驗，取得了一些成績。

一、TRIZ理論師資隊伍建設(shè)

教師在畢業(yè)設(shè)計中與學(xué)生接觸最多，既是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的監(jiān)督者，又是設(shè)計方法、繪圖技巧的直接傳授者，所以教師在本科生畢業(yè)設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用，教師的業(yè)務(wù)能力和專業(yè)水平在很大程度上決定了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量與成敗。學(xué)校鼓勵教師逐步提高自身學(xué)術(shù)修養(yǎng)，在職完成博士研究生學(xué)習(xí)，積極參加省內(nèi)重點高校精品課程的盯課任務(wù)，積極到工廠、實驗室掛職鍛煉，積極開展各種教研與科研活動。利用黑龍江省優(yōu)越的TRIZ理論學(xué)習(xí)與推廣環(huán)境，有計劃的開展教師TRIZ理論培訓(xùn)，聘請億維訊的TRIZ理論講師為教師進行軟件及理論培訓(xùn)。選派多名教師參加國家科技部、黑龍江省科技廳組織的由俄羅斯、德國以及國內(nèi)TRIZ理論專家講授的師資培訓(xùn)班，并利用教研室活動時間，不定期的開展TRIZ理論學(xué)習(xí)與實踐情況交流，共同探討學(xué)生創(chuàng)新能力形成發(fā)展的規(guī)律，為創(chuàng)新教育提供最直接、最深刻的體驗。[1]組建起一支業(yè)務(wù)素質(zhì)高、愛生、敬業(yè)，同時又了解TRIZ、喜愛TRIZ、研究TRIZ的教學(xué)團隊，為TRIZ理論在本科畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用奠定師資基礎(chǔ)。

二、TRIZ理論在畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

畢業(yè)設(shè)計過程是實現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)的重要階段，是學(xué)生畢業(yè)前的最后學(xué)習(xí)階段，是對學(xué)生大學(xué)四年學(xué)習(xí)的總體檢驗與綜合運用，是學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實踐能力培養(yǎng)的最后一里路程，也是本科生畢業(yè)及學(xué)位資格認證的重要依據(jù)，更是衡量高等學(xué)校教育質(zhì)量與辦學(xué)效益的重要評價內(nèi)容。[2]畢業(yè)設(shè)計過程一般包括課題選擇、任務(wù)書下達、畢業(yè)實習(xí)、開題答辯、中期答辯、圖紙繪制與說明書撰寫、畢業(yè)答辯幾個過程。通過TRIZ理論融入式教學(xué)法的實施，將TRIZ理論融入到畢業(yè)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。

1.TRIZ理論在選題中的應(yīng)用

選題是做好本科畢業(yè)設(shè)計的第一步，選題是否正確得當(dāng)，將直接關(guān)系到學(xué)生畢業(yè)設(shè)計知識的學(xué)習(xí)量、實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)水平，是關(guān)系到學(xué)生畢業(yè)設(shè)計成績的重要步驟。由于教師指導(dǎo)的學(xué)生多，同時參與指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的青年教師比重大，實踐經(jīng)驗較欠缺，導(dǎo)致許多教師無奈之下選用陳舊的課題或者兄弟院校的畢業(yè)設(shè)計題目，畢業(yè)設(shè)計選題缺乏創(chuàng)新，有的甚至不科學(xué)，更無法發(fā)揮學(xué)生的潛能，無法開展學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了克服以上困難，在選題時力爭密切聯(lián)系科研、生產(chǎn)、實驗室建設(shè)實際，力爭產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，努力增加課題的實用性。盡量選擇教師自身熟悉的科研、學(xué)術(shù)研究課題，力求將教師承擔(dān)的國家、省（部）、廳（局）級科研課題，以及企事業(yè)單位委托課題、校內(nèi)基金課題和自擬課題與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計掛鉤，讓學(xué)生參與到教師的科學(xué)研究中，早一步體驗科研實際。[5]在課題選擇時，應(yīng)用TRIZ理論進行產(chǎn)品S進化曲線分析，研究機械產(chǎn)品的發(fā)展階段，尋找機械產(chǎn)品現(xiàn)階段存在的矛盾，從而確立待選課題，并盡量使課題處于TRIZ理論1到4級發(fā)明階段，力爭做到選題科學(xué)、合理、新穎、先進。另外，要激發(fā)學(xué)生開展畢業(yè)設(shè)計的興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨立自主創(chuàng)新的能力。通過三年的實踐，本科畢業(yè)設(shè)計題目更新率、題目可操作性、對學(xué)生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)均有顯著提高，如圖1所示。

黑龍江科技學(xué)院機械設(shè)計專業(yè)有學(xué)生152人，有專任教師16人。通過TRIZ理論在選題階段的應(yīng)用，畢業(yè)設(shè)計題目更新率由原來的53.6%增加到了93.5%，課題和教師的科研與研究課題相銜接率逐年增加，由2009年的35.6%增加到63.4%。畢業(yè)設(shè)計知識點逐年增加，涵蓋了機械設(shè)計中的理論知識與實踐知識，設(shè)計包括機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、方案選擇、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析。使學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計學(xué)會了方案制定、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件強度校核、電機選擇、手冊查找、工藝及熱處理方案制定等多方面知識。畢業(yè)設(shè)計的可操作性明顯提高，教師指導(dǎo)難度降低，畢業(yè)設(shè)計中創(chuàng)新設(shè)計題目由4.35%提高到36.7%。通過科學(xué)選題增加了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的信心和動力，讓學(xué)生在綜合知識運用上更加自如，更能夠激發(fā)學(xué)生潛在的創(chuàng)造能力。

2. TRIZ理論在開題中的應(yīng)用

開題報告的撰寫是學(xué)生在畢業(yè)實習(xí)后，依據(jù)教師給定的設(shè)計題目和實習(xí)階段收集的資料，對畢業(yè)設(shè)計課題國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的綜述、機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇、課題開展計劃制定、設(shè)計目標(biāo)及參考文獻的撰寫。[4]鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生在開題階段使用TRIZ理論。應(yīng)用TRIZ理論進行九屏法分析，研究課題的系統(tǒng)、子系統(tǒng)、超系統(tǒng)，以及系統(tǒng)、子系統(tǒng)和超系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在與未來系統(tǒng)，查找整個系統(tǒng)以及操作區(qū)中可利用的資源，找出要解決的問題，通過對問題的抽象，運用TRIZ理論建立矛盾。如果是技術(shù)矛盾（即一個參數(shù)改變引起另一個參數(shù)的“惡化”），依據(jù)矛盾矩陣表和40個創(chuàng)新原理查找解決方案；如果是物理矛盾（對一個參數(shù)提出兩種不同的要求），采用時間分離、條件分離、空間分離、整體與部分分離原理進行解決，或者通過對結(jié)構(gòu)進行物-場分析，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解查找解決方案，并利用PRO/Innovator的專家評價系統(tǒng)或者機械系統(tǒng)設(shè)計中學(xué)到的方案選擇原則對各個方案進行打分，選擇最優(yōu)的設(shè)計方案。各年開題報告撰寫中技術(shù)創(chuàng)新方法的應(yīng)用情況如圖2所示。隨著黑龍江科技學(xué)院TRIZ理論選修課程的開設(shè)，學(xué)生對TRIZ理論的了解逐漸增加，在開題報告中應(yīng)用TRIZ理論的數(shù)量逐年增加，開題報告的質(zhì)量也有明顯的提高。[2]

3.TRIZ理論在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

TRIZ理論的核心思想是通過重新定義問題，建立最終理想解；通過系統(tǒng)思考來充分利用系統(tǒng)內(nèi)部和外部的資源，不折中、不妥協(xié)，創(chuàng)造性地解決問題；通過工具和方法來尋找創(chuàng)新規(guī)律。[3]在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，學(xué)生首先對設(shè)計中遇到的問題形式進行描述，并將其轉(zhuǎn)換為技術(shù)形式與發(fā)明形式；然后應(yīng)用功能分析對關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)進行分析，通過魚骨圖查找當(dāng)前結(jié)構(gòu)的問題節(jié)點，應(yīng)用小人法、金魚法對結(jié)構(gòu)進行分析，通過S進化曲線的分析，確定產(chǎn)品所處的技術(shù)進化階段，選擇相應(yīng)的TRIZ理論工具，確定結(jié)構(gòu)的最終理想解（ideal final result，IFR），明確努力方向，保證在問題解決過程中沿著此目標(biāo)前進并獲得最終理想解，從而避免傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計方法中缺乏目標(biāo)的弊端，提升創(chuàng)新設(shè)計效率。應(yīng)用ARIZ（Algorithm for Inventive Problem Solving）算法、進化法則、知識庫、效應(yīng)庫、結(jié)構(gòu)庫、專利地圖（國內(nèi)專利庫、歐美專利庫），從專利規(guī)避角度出發(fā)，開展機械運動、機械動力、機械結(jié)構(gòu)及機電結(jié)合等詳細設(shè)計，[1]具體應(yīng)用過程如圖3所示。

通過TRIZ理論的應(yīng)用激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想思維、想象思維、靈感思維，進而提升了本科畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計圖紙、說明書中重復(fù)率明顯下降，創(chuàng)新點逐年增加，部分學(xué)生還將畢業(yè)設(shè)計成果申請了實用新型專利，通過畢業(yè)設(shè)計不僅鍛煉了學(xué)生的工程實踐能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，同時還發(fā)掘了學(xué)生自主創(chuàng)新的潛能。

三、TRIZ理論在畢業(yè)設(shè)計管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計均是在設(shè)計初規(guī)定好最后答辯時間，學(xué)生只要在答辯日期前提交畢業(yè)論文和圖紙就可以，但由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，以及往屆生的口口相傳，很多學(xué)生在網(wǎng)上購買畢業(yè)設(shè)計、或者直接拷貝工廠圖紙和往屆畢業(yè)設(shè)計。而在整個畢業(yè)設(shè)計期間，很少有學(xué)生進行認真的設(shè)計、甚至很少有人思考與畢業(yè)設(shè)計有關(guān)的內(nèi)容。有的指導(dǎo)教師甚至在整個畢業(yè)設(shè)計周期都見不到學(xué)生，學(xué)生也都是在畢業(yè)設(shè)計的最后幾天連夜突擊，畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量可想而知。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中知識的學(xué)習(xí)，創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)更是無從談起，畢業(yè)設(shè)計甚至成為教師和學(xué)生的共同心病。

課題組應(yīng)用TRIZ理論動態(tài)化、周期化和分割原理，將畢業(yè)設(shè)計的考核分割量化，將畢業(yè)設(shè)計考核由一點單一考核變成多點分段動態(tài)考核。教研室教師集體制定各考核點，學(xué)生最后的畢業(yè)設(shè)計成績由各個考核點成績組成，改變了過去一次答辯定成績的做法，加強了過程管理。用分割法將畢業(yè)設(shè)計成績分割成畢業(yè)實習(xí)、開題答辯、中期答辯、教師定期指導(dǎo)、最后答辯幾部分（見表1）。在畢業(yè)設(shè)計之初就列出每一部分考核的具體時間，讓學(xué)生根據(jù)階段考核時間表自動校正自己的畢業(yè)設(shè)計進程，同時每個階段考核都由教研室組織教師進行成績評定，并將成績立即公布，任何一部分成績不合格均不允許參加畢業(yè)答辯。通過兩年的實踐，學(xué)生技術(shù)文件質(zhì)量普遍提高，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計進程普遍加快，學(xué)生參與畢業(yè)設(shè)計的熱情普遍增強，學(xué)生應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計中的精力和時間增加，創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)增多，抄襲現(xiàn)象減少，學(xué)生集中突擊情況不復(fù)存在，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量明顯提高。

四、結(jié)論

畢業(yè)設(shè)計既是對學(xué)生大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識、實踐動手能力的檢驗，又是學(xué)生自主創(chuàng)新能力、工程素質(zhì)的集中綜合培養(yǎng)。畢業(yè)設(shè)計囊括了實習(xí)、開題、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、圖紙繪制、論文撰寫、論文答辯等過程。通過在本科畢業(yè)設(shè)計中引入TRIZ理論強調(diào)了學(xué)生的主體地位，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，避免了學(xué)生畢業(yè)論文的抄襲現(xiàn)象，克服了畢業(yè)設(shè)計題目雷同問題，提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的效率和質(zhì)量。部分學(xué)生還將畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容申請了國家實用新型專利，也提高了學(xué)生的就業(yè)率。通過畢業(yè)設(shè)計實踐，機械設(shè)計專業(yè)連續(xù)三年在學(xué)校畢業(yè)設(shè)計專項評估中名列第一，就業(yè)率連續(xù)三年名列學(xué)校前茅，2012年黑龍江科技學(xué)院亦榮膺“全國高校就業(yè)50強”，畢業(yè)生受到了用人單位的一致好評。

參考文獻：

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[3]劉訓(xùn)濤，曹賀，陳國晶.TRIZ理論及應(yīng)用[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.

篇8

【關(guān)鍵詞】滲透壓儀;機電一體化;冰點測量;醫(yī)藥衛(wèi)生

Abstract：Osmotic pressure meter is widely used in medicine，health. At present，the most commonly used osmotic pressure meter have disadvantages of complex structure，high cost，low precision and efficiency. To solve these problems，we propose a novel osmotic pressure test instrument in the paper，which is designed by mechanotronics theory. Meanwhile，the principle，the realization scheme and functional characteristics of the system are introduced in the paper. The instrument has the advantages of small size，high accuracy，fast detection speed etc.. In addition，the apparatus is designed with a data transmission interface，convenient data analysis and comprehensive utilization.

Key words：Osmotic pressure meter;Mechanotronics;Freezing point test;Medicine

引言

滲透壓儀在醫(yī)藥、衛(wèi)生領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。在制作注射針劑、滴眼液等藥物時，必須考慮藥劑的滲透壓，滲透壓過高或過低都會導(dǎo)致人體細胞或細胞壁破裂等嚴(yán)重后果。為了更好的指導(dǎo)醫(yī)生臨床用藥，必須在藥物標(biāo)簽上注明溶液的滲透壓相關(guān)參數(shù)[1-2]。因此研制開發(fā)滲透壓測試儀器在藥物研發(fā)、生產(chǎn)及臨床用藥等方面具有重大意義。

目前，常用的滲透壓測定方法有：冰點下降法、沸點升高法、半透膜法等[3]，本文提出的新型滲透壓測量儀采用冰點下降法設(shè)計，融合了機電一體化系統(tǒng)設(shè)計理論。該儀器克服了傳統(tǒng)檢測方法的不足，具有體積小、精度高、重復(fù)性好、操作簡便等優(yōu)點。

1.滲透壓儀工作原理及技術(shù)方案

1.1 工作原理

本文提出的滲透壓儀基于拉烏爾冰點理論設(shè)計。所謂拉烏爾冰點理論就是任何溶液如果其單位體積所溶解的顆粒總數(shù)相同，則引起溶液冰點下降的值也相同。根據(jù)該理論，我們知道，水溶液的滲透壓摩爾濃度與其對應(yīng)的冰點值有一一對應(yīng)關(guān)系;其滲透壓摩爾濃度與冰點溫度下降值為線性關(guān)系，其關(guān)系為;其中表示水溶液的滲透壓摩爾濃度;表示水溶液的冰點溫度值相對于水的冰點溫度值的下降值。可見，通過測量被測水溶液的冰點溫度下降值可以算出對應(yīng)水溶液的滲透壓摩爾濃度。

對于任意水溶液，其結(jié)冰過程可以用圖1所示的結(jié)冰曲線來描述。圖中AB段為降溫階段;BC段為過冷階段;CD段為溶液受到擾動后，開始結(jié)晶放熱，溶液溫度回升階段;DE段為溫度穩(wěn)定階段，該段溫度即為所測溶液的冰點溫度。因此，測得這段平穩(wěn)曲線的溫度值，最終就能評價所測溶液的滲透壓值。

圖1 水溶液結(jié)冰曲線圖

1.2 技術(shù)方案

基于拉烏爾冰點理論的滲透壓測量儀總體上可以分為機械結(jié)構(gòu)和控制電路兩部分，儀器整體是一個典型的機電一體化裝置，整個系統(tǒng)的設(shè)計遵循機電一體化系統(tǒng)設(shè)計原則。其中，機械結(jié)構(gòu)部分包括一套探針攪拌機構(gòu)、兩套制冷機構(gòu)、和兩套傳動及定位機構(gòu)。控制電路部分包括供電電路、單片機電路、通信電路、傳動控制電路、制冷控制電路、高精度溫度檢測電路、按鍵及顯示電路等，控制電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。儀器采用AC220V供電，通過內(nèi)部的供電電路，轉(zhuǎn)換成+5V、±15V，+12V等控制電源供儀器使用;單片機選用STC12C5A芯片，實現(xiàn)鍵盤讀入、LCD顯示、高精度溫度測量、制冷和傳動控制等功能。STC12C5A60S2是一款高效微控制器，內(nèi)部集成了10位ADC模塊，轉(zhuǎn)換速度可達250K/S，具有技術(shù)成熟可靠、靈活方便、價格低廉等優(yōu)點，其軟硬件資源可以滿足設(shè)計要求[4];溶液冰點溫度測量采用美國SENSOR公司的負溫度系數(shù)熱敏電阻SP60A實現(xiàn)。該型號的熱敏電阻采用玻璃封裝形式，能夠?qū)崿F(xiàn)液體溫度的高精度測量，誤差為±5%;半導(dǎo)體制冷元件采用單級溫差電制冷組件TEC1-12706設(shè)計，該組件采用+12V供電，配合NTC溫度傳感器實現(xiàn)對樣品和探針的制冷控制;此外，儀器還設(shè)計有按鍵、液晶顯示、EEPROM存儲等電路，用于完成標(biāo)定和測量參數(shù)顯示等功能。

圖2 滲透壓儀控制電路結(jié)構(gòu)圖

圖3 機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.儀器機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

本儀器的機械結(jié)構(gòu)主要包括三部分，下面將分別介紹。

1）探針攪拌機構(gòu)。由直流電動機、曲柄滑塊機構(gòu)和探針組成，該機構(gòu)利用電機轉(zhuǎn)動，帶動探針做上下直線運動，從而實現(xiàn)對溶液的攪動并觸發(fā)其立刻結(jié)晶。

2）制冷機構(gòu)。本儀器有兩套制冷機構(gòu)，分別負責(zé)對被測溶液和探針的制冷控制。每套制冷機構(gòu)包括制冷半導(dǎo)體、制冷銅塊、溫度傳感器和絕熱填充材料等。

3）傳動和定位機構(gòu)。本儀器有兩套傳動和定位機構(gòu)，分別負責(zé)對制冷機構(gòu)的平移控制和探針攪拌機構(gòu)的升降控制。每套傳動和定位機構(gòu)由直流電動機、齒形帶傳動機構(gòu)、光耦開關(guān)等組成（見圖3）。

3.儀器硬件電路設(shè)計

3.1 冰點溫度檢測電路

儀器中，溶液冰點溫度的檢測采用NTC溫度傳感器SP60A來完成。檢測電路如圖4所示。NTC插入樣品，與被測溶液充分接觸，當(dāng)溶液溫度發(fā)生變化時，NTC的阻值也隨之變化，利用圖4所示的電路可以測得阻值的變化，從而測得溶液溫度。根據(jù)結(jié)冰曲線，可以分析出溶液的冰點溫度。電路分析：IC6A，R97，R98組成一個200mA恒流源電路;利用恒流源將NTC的阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號;再利用IC7采集并將信號送給單片機;最后單片機再根據(jù)溫度曲線計算冰點溫度。

3.2 傳動控制電路

傳動控制電路是本設(shè)計的重要組成部分，是整個電路系統(tǒng)的一個有機整體。儀器中有兩套傳動機構(gòu)，分別由兩個12V供電的直流電機控制，實現(xiàn)制冷機構(gòu)的平移控制和探針機構(gòu)的升降控制。電機控制由LMD18200完成[5]。LMD18200是美國國家半導(dǎo)體公司推出的專用于直流電機驅(qū)動的H橋組件。其連續(xù)輸出電流達3A，工作電壓高達55V，且具有過熱和短路保護功能，能夠方便的實現(xiàn)對直流電動機的可靠控制。電機控制電路原理如圖5所示，LMD18200所接收的轉(zhuǎn)向信號由單片機的P1.1輸出，而PWM信號由P1.2模擬輸出，實現(xiàn)直流電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向控制，進而實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)的控制。

圖5 電機控制電路原理

3.3 制冷控制電路

滲透壓儀在工作過程中，（下轉(zhuǎn)第121頁）（上接第119頁）探針和被測溶液需要通過半導(dǎo)體制冷來使其達到規(guī)定的溫度范圍。本儀器中半導(dǎo)體制冷元件采用單級溫差電制冷組件TEC1-12706設(shè)計，該組件采用+12V供電，配合NTC溫度傳感器實現(xiàn)對樣品和探針的制冷控制。電路圖如圖6所示。當(dāng)P2.1為低電平時，Q1導(dǎo)通，制冷半導(dǎo)體得電，開始制冷;當(dāng)溫度達到規(guī)定值時，P2.1變?yōu)楦唠娖剑琎1截止，制冷半導(dǎo)體失電，停止制冷。

圖6 制冷控制電路原理圖

3.4 RS485總線接口電路

本文設(shè)計的總線接口電路采用RS485通信方式，接口電路原理如圖7所示。利用RS485總線接口，實現(xiàn)滲透壓儀的數(shù)據(jù)傳輸與分析。

圖7 RS485接口電路原理圖

4.實驗與分析

針對設(shè)計的滲透壓測量儀，進行了測試實驗，實驗對象是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。三次測量據(jù)如表1所示。實驗結(jié)果表明，三次測量結(jié)果的相對偏差小于1%，測量平均值的相對誤差小于1%，本儀器的測量精度和重復(fù)性較高，能夠滿足設(shè)計要求。

表1 滲透壓儀精度及重復(fù)性實驗數(shù)據(jù)表

電壓值（V） 冰點溫度

（℃） 滲透壓摩爾濃度

（mOSmol/kgH2O） 誤差

第一次測量 1.837 -0.535 287.9 -0.2%

第二次測量 1.839 -0.538 289.5 0.3%

第三次測量 1.835 -0.532 286.3 -0.7%

平均值 1.837 -0.535 287.9 -0.2%

標(biāo)準(zhǔn)值 288.5

5.結(jié)束語

本文提出的新型滲透壓測量儀采用冰點下降法設(shè)計，融合了機電一體化系統(tǒng)設(shè)計理論。該儀器克服了傳統(tǒng)檢測方法的不足，具有體積小、精度高、重復(fù)性好、操作簡便等優(yōu)點。在醫(yī)藥、生物和食品衛(wèi)生等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

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篇9

論文關(guān)鍵詞：汽車電子技術(shù)，同步開發(fā)，節(jié)能環(huán)保，安全舒適

1．引言

汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。車體汽車電子控制裝置要和車上機械系統(tǒng)進行配合使用，即所謂“機電結(jié)合”的汽車電子裝置，包括發(fā)動機、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制、防滑控制、牽引力控制電子控制自動變速器、電子動力轉(zhuǎn)向等；車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置，它和汽車本身的性能并無直接關(guān)系，包括汽車信息系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等【1】。

汽車電子化被認為是汽車技術(shù)發(fā)展進程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來開發(fā)新車型，改進汽車性能最重要的技術(shù)措施。汽車制造商增加汽車電子設(shè)備的數(shù)量、促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的重要的有效手段。汽車電子產(chǎn)品市場將在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障下穩(wěn)步發(fā)展，各類汽車電子產(chǎn)品在汽車中的普及率將持續(xù)提高，隨著未來汽車市場的快速發(fā)展和汽車電子的價值含量迅速提高，汽車電子產(chǎn)業(yè)將形成巨大的經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)，汽車電子產(chǎn)品占汽車的成本將進一步提高。汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要來自三個方面的驅(qū)動因素：一是綠色性，也是環(huán)保的要求；二是生產(chǎn)更安全的汽車，即安全性的要求；三是滿足駕乘人員更舒適的連通性和對信息娛樂的要求。

2．汽車電子系統(tǒng)發(fā)展的重要技術(shù)趨勢

汽車電子在汽車中占據(jù)了越來越重要的地位，汽車已經(jīng)進入電子控制時代，汽車將由單純的機械產(chǎn)品向高級的機電一體化產(chǎn)品發(fā)展，成為所謂的“電子汽車”。

2.1綠色環(huán)保成為汽車電子領(lǐng)域的熱點

最終改變汽車行業(yè)的不是豪華氣派的車身和時尚潮流的色彩，而是用于車輪、底盤以及儀表板那些微小的電子測量、控制和驅(qū)動元件。電子技術(shù)實現(xiàn)綠色環(huán)保的關(guān)鍵領(lǐng)域分為三個部分，無論哪一部分，傳感器都是功不可沒的【2】。

第一部分是胎壓。駕駛時輪胎適當(dāng)充氣不僅具有重要的安全意義，而且還可以節(jié)約燃料。由于胎壓不足，每天有四百萬加侖的燃料白白浪費掉。胎壓監(jiān)測傳感器正日益成為新型汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。

第二部分是車載網(wǎng)絡(luò)。一輛典型的新型汽車有多達一百個電子控制模塊（如ABS、ESP、自動車窗、為兒童設(shè)計的后座娛樂系統(tǒng)等），所有模塊都通過銅線實現(xiàn)相互通信。用于寶馬新款的FlexRay網(wǎng)絡(luò)及類似技術(shù)通過單個總線系統(tǒng)來運行，完全摒棄了銅線，從而使車體重量大幅減輕，并將每箱燃料的行駛里程增加五英里，如果將此技術(shù)應(yīng)用于全球所有車輛，每年可減少向大氣排放1500萬噸的二氧化碳。

第三部分是引擎。油箱中燃料所生成的百分之七十五的能量會因引擎和動力傳動系統(tǒng)的低效及空轉(zhuǎn)而損失掉。當(dāng)今汽車的電子控制單元可實現(xiàn)控制和提供實時信息，以便計算機操控引擎的排量狀態(tài)。汽車的電子控制單元可讀取位于引擎曲軸和凸輪軸處的傳感器，從而調(diào)節(jié)燃料流量和相應(yīng)進氣量，甚至可調(diào)整各種轉(zhuǎn)速和引擎負荷情況下的打火時間。在引擎內(nèi)部的惡劣條件下，對耐高溫精密測量系統(tǒng)的設(shè)計是極為復(fù)雜的，不過一旦應(yīng)用此系統(tǒng)即可顯著節(jié)約燃料。

2.2汽車電子系統(tǒng)智能安全的新科技

近年來世界各國政府都加大制定安全法規(guī)的力度，我國也相繼出臺多項有關(guān)汽車安全的強制性國家標(biāo)準(zhǔn)，對汽車的安全性提出了越來越嚴(yán)格的要求，促使各汽車制造商采取各種措施滿足法規(guī)要求。為貫徹執(zhí)行這些法規(guī)使汽車更加安全可靠，同時也為提高自己產(chǎn)品的市場競爭能力，汽車廠商和零部件供應(yīng)商開發(fā)出先進的汽車電子技術(shù)，不斷推出新的汽車電子裝置來提高汽車的主動、被動安全性能，生產(chǎn)更安全的車輛【3】。

1.全力自動剎車功能的碰撞警示系統(tǒng)。這套系統(tǒng)采用的是一種極為精確的警示系統(tǒng)，即平視顯示視覺警告。當(dāng)與前車距離過近或路中間有行人時，會通過類似于剎車燈的警示燈亮起，提醒駕駛者注意。如果駕駛者未能對警告作出反應(yīng)，該系統(tǒng)判定即將發(fā)生碰撞時，汽車會自動激活全力自動剎車。該系統(tǒng)可以使駕駛者在車速與行人的相對速度小于20公里/小時，以及與汽車的相對速度小于25公里/小時，完全避免碰撞。如果相對速度高于25公里/小時，碰撞速度將會被減小20公里/小時，盡可能減小碰撞時的車速，降低碰撞造成的損害。

2.駕駛員警示控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個攝像頭、若干傳感器和一個控制單元組成。攝像頭裝在風(fēng)擋和車內(nèi)后視鏡之間，不斷測量汽車與車道標(biāo)志之間的距離；傳感器記錄汽車的運動；控制單元儲存該信息并計算是否有失去對汽車控制的危險。如果評估的結(jié)果是高風(fēng)險，即通過聲音信號向司機發(fā)出警示。在儀表盤上還顯示一段文字信息，用一個咖啡杯的符號提示司機休息一會兒。在車速超過60公里/小時，該系統(tǒng)激活；當(dāng)車速超過65公里/小時，系統(tǒng)便開始進行干預(yù)。通過中控臺上的一個按鈕可以激活車道偏離警示系統(tǒng)，如果駕駛員在行車過程中跨越其他車道，但沒有轉(zhuǎn)向操作（如打轉(zhuǎn)向燈），該系統(tǒng)會發(fā)出輕微的警示音。該系統(tǒng)也是通過一臺攝像機監(jiān)測車輛在車道線之間的位置，當(dāng)車速超過60公里/小時，該系統(tǒng)激活；當(dāng)車速超過65公里/小時，系統(tǒng)便開始進行干預(yù)。

3.車內(nèi)智能安全網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)最大特點能及時提醒并消除駕駛者的各種失誤，如當(dāng)駕駛者昏昏欲睡或與前行車未保持足夠的安全距離時，該系統(tǒng)的就會自動發(fā)出預(yù)警信號，提醒司機。如未有反應(yīng)，會主動降低車速；通過方向盤監(jiān)測駕駛者脈搏，發(fā)現(xiàn)駕駛員疲勞駕駛時，便啟動警告系統(tǒng)；最初，它只是搖晃駕駛座位，當(dāng)駕駛者仍無反應(yīng)時，系統(tǒng)就會自動熄滅而強行停車。

4.汽車會“說話”。豐田、日產(chǎn)、寶馬、奔馳等絕大多數(shù)車廠都意識到，下一個能為改善交通安全帶來重要推動力的就是汽車與汽車間的“交流”。這一功能的原理雖然簡單，但卻非常有效：如果汽車能互相進行信息的溝通，即使危險尚處在下一個彎道甚至遠在地平線的另一端，汽車駕駛員也能提前識別到即將發(fā)生的危險。支持這項技術(shù)的硬件條件，如發(fā)射與接收裝置等已不是問題，汽車完全可以向500米范圍內(nèi)的所有車輛發(fā)送必要的警告信息。但如何打破廠與廠之間的隔閡，建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)這才是最大挑戰(zhàn)。實際上，幾乎所有車廠都建立了類似的系統(tǒng)，旗下車型能夠互相對話，但不同車廠的車型之間卻是“語言不通”。只有所有汽車生產(chǎn)廠商和主管機構(gòu)共同合作，才能建立一個專為所有交通參與者架設(shè)的無線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN）。只有足夠多的車輛裝備了這項技術(shù)，才可能實現(xiàn)有效的自發(fā)無線網(wǎng)絡(luò)。

5.帶排隊輔助功能的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。這是一種經(jīng)過升級的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，在0~200公里/小時之間的車速范圍內(nèi)激活，可以通過隔柵中的雷達傳感器監(jiān)測到前面的車輛并測量與它的距離，系統(tǒng)會自動調(diào)整車速以保持與前車的距離。

2.3汽車電子系統(tǒng)將提供更加舒適的配置

現(xiàn)代的汽車設(shè)計是要追求人與車協(xié)調(diào)，要以人為本，圍繞人的需求而生產(chǎn)。要使人乘駕汽車感到舒適、方便和不容易疲勞，汽車設(shè)計就要符合汽車人體工程學(xué)的要求。而且對車內(nèi)的配置，還要求具備信息、通信電子裝置和工作條件，成為流動辦公室；還要求具備視聽娛樂電子裝置，成為舒適休閑娛樂的場所【4】。

1.智能交通系統(tǒng)。汽車智能化相關(guān)的技術(shù)問題已受到汽車制造商高度重視，其主要技術(shù)中“自動駕駛儀”的構(gòu)想必將依賴于電子技術(shù)實現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)的開發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個交叉學(xué)科相結(jié)合，它能根據(jù)駕駛員提供的目標(biāo)資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導(dǎo)航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動篩選出最佳行車路線。未來的某天，路上行駛的都會是由計算機控制的智能汽車。

2.自動可調(diào)式電子避震系統(tǒng)。采用電子無段可調(diào)避震系統(tǒng)，可根據(jù)不同的路況，行車速度以及負重等駕駛條件主動、自動地調(diào)整最適合的避震阻尼力，使車內(nèi)人員始終享受最舒適的行車過程。另外，電子遙控和預(yù)設(shè)定技術(shù)的使用，使汽車發(fā)動機啟動、汽車空調(diào)啟動、座椅預(yù)熱、位置預(yù)調(diào)整等人性化功能得以在人坐進汽車前即可實現(xiàn)，從而增加了人們用車的舒適度。這些功能必將在未來廣泛使用于各種汽車中。

3.由無線通信、車載電腦、互聯(lián)網(wǎng)和全球定位GPS技術(shù)整合而成的車載無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，使汽車的通訊功能已不只限于收聽廣播和用車載電話通話，汽車已能讓你閱讀或發(fā)送電子郵件和傳真，收看天氣預(yù)報和股市行情，訪問互聯(lián)網(wǎng)，甚至訂機票或一束鮮花。在車內(nèi)能使用辦公室的一切，例如數(shù)據(jù)庫、電話號碼、通訊錄、約會記錄、筆記本、參考資料、尋呼機、計算器以及銀行業(yè)務(wù)等，使得汽車不僅成為人們可靠的交通工具，還將成為人際間交往的流動辦公室，成為人們舒適的休閑娛樂室，成為人類社會活動中的重要場所。

3．圍繞汽車電子發(fā)展的三大趨勢做同步開發(fā)

當(dāng)前汽車市場的潮流所向是綠色環(huán)保、安全和舒適，尤其在舒適性的需求上，汽車已經(jīng)越來越演化成消費品，具有了和家電等消費電子產(chǎn)品的相似性【5】。

與電子行業(yè)的整機、IC同步開發(fā)相似，隨著汽車產(chǎn)品市場需求的多元化和車型市場生命周期越來越短，整車設(shè)計越來越需要在第一時間推出不斷調(diào)整的市場所需要的車型和產(chǎn)品，這就越來越需要汽車的整體系統(tǒng)設(shè)計與整體解決方案。同步開發(fā)成為汽車產(chǎn)品開發(fā)的主流模式。一方面要求汽車電子零部件供應(yīng)商融入整車配套體系，理解整車設(shè)計的需求，能夠完全根據(jù)整車廠的時間計劃節(jié)點配合整車的開發(fā)進度，并在第一時間同步推出對應(yīng)設(shè)計和產(chǎn)品。另一方面也是對整車設(shè)計的挑戰(zhàn)，整車廠商要適應(yīng)消費市場快速調(diào)整的需求，就必須與汽車電子零部件供應(yīng)商密切合作、同步開發(fā)。

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