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机械传动论文篇1
链传动的教学内容虽然很多，但关键是要抓住最为关键的几部分，其他部分难度不大，可望迎刃而解。链传动这部分的教学难点和重点包括：链传动的运动特性、链传动的受力及失效形式、链传动的结构与参数选择。为了提高上述几个难点部分的教学效果，笔者采用了以下的教学方法。
（一）结合示意图和公式推导深入分析链传动的运动特性讲解过程中先结合链传动的动画，让学生看清楚，链传动是如何工作的。在此基础上，结合图2进行讲解。从图2可以看出，当链绕在链轮上时，这一段链条将曲折成正多边形的一部分。因此链传动的运动情况和绕在多边形轮子上的带传动很相似，边长相当于链节距p，边数相当于链轮齿数z。轮子每转一周，带子转过的长度应为np，当两链轮转速分别为n2和n3时，存在关系式。
（二）结合公式推导讲解链传动的受力及失效形式讲解链传动的受力分析时，应结合皮带传动的受力分析讲解。首先要说明链传动与皮带传动的不同在于，链传动是一种啮合传动，它不是靠摩擦力实现动力传递的。因此，它的工作拉力可以直接应用功率P（kW）和链速ν（m／s）进行计算。计算公式为。和皮带传动一样，链传动也存在离心拉力，计算方法与皮带传动的离心拉力完全一样，离心拉力Fc的大小取决于每米链长的质量q和链速ν，可以用下面的方程进行计算。和皮带传动不同的是，链传动由于不需要很大的张紧力，所以松边一般会有比较大的垂度，加之链的质量较大，会产生垂度拉力Ff。这一定要结合图3进行讲解。可以看出，这个力学模型是一个高度简化的处理方法，将铰接的链节看作一个刚体，从中间对称断开，而将链与链轮啮合处看作是自由铰接点，采用力矩平衡的方法建立力学平衡关系，并推导出垂度拉力的计算公式。该力学平衡关系。
（三）深入分析链传动的参数选择及确定方法这部分的讲解要结合链传动的设计步骤进行。一般来说，设计滚子链时的原始数据为：传动的功率、小链轮和大链轮的转速（或传动比）、原动机种类、载荷性质及传动用途等。设计步骤可以归纳为：选择链轮齿数z1、z2，确定传动比i，确定链传动的型号，确定链节距，确定中心距和链长，链速和链轮的极限转速，计算链传动作用在轴上的力FQ等7个环节。这些环节说到底就是确定有关参数。在讲解选择大小链轮齿数时，关键是小链轮齿数的选择，大链轮齿数根据传动比自然就同时产生了。要说清楚小链轮齿数对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响，链轮齿数不宜过多或过少。过少时：1．增加传动的不均匀性和动载荷；2．增加链节间的相对转角，从而增大功率消耗；3．增加铰链承压面间的压强（因齿数少时，链轮直径小，链的工作拉力将增加），从而加速铰链磨损等；4．增加链传动的圆周力，从而加速了链条和链轮的损坏。可以看出，若Δp不变（磨损量一定），则链轮齿数愈多，分度圆直径的增量Δd就愈大，所以链节愈向外移，链从链轮上脱落下来的可能性也就愈大，链的使用期限也就愈短。因此，链轮最多齿数限制。在讲解传动比的确定方法时，说明链传动的传动比一般i≤8，推荐i＝2～3．5，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到10（个别情况可到15）。要说清楚传动比过大和过小会产生什么样的问题。比如传动比过大，则链包在小链轮上的包角过小，啮合的齿数太少，这将加速轮齿的磨损，容易出现跳齿，破坏正常啮合，但传动比过小则会使得传动的变速效果降低。设计时如何最终确定合适的传动比，一定要综合考虑。链传动的型号确定很简单，就是根据额定功率和小链轮的转速－功率曲线即可确定。但在确定过程中，教师一定要告诉学生，确定的型号并不是唯一的，可以根据自己面对的实际设计要求进行一定的调整。比如说，如果动载荷不是一个关键的问题，希望链传动的链条数少一些，可以选择上一级大型号的链传动；如果希望链的动载荷小一些，可以选择低一级的链传动型号。当然，这时可能需要采用多排链传动。从而让学生掌握如何灵活地在应用中选择链传动型号。链节距是链传动十分重要的参数。在讲解过程中，教师要告诉学生，链节距越大，链和链轮齿各部分尺寸也愈大，链的拉曳能力也越大，但传动的速度不均匀性、动载荷、噪声等都将增加，并讲清楚为什么会有上述因果关系。要告诉学生，在设计时，在承载能力足够条件下，应选取较小节距的单排链，高速重载时，可选用小节距的多排链。一般，载荷大、中心距小、传动比大时，选小节距多排链；速度不太高、中心距大、传动比小时选大节距单排链。中心距的选择同样也是一个权衡的过程，因为当链速不变，中心距小、链节数少的传动，在单位时间内同一链节的屈伸次数势必增多，因此会加速链的磨损。中心距大、链较长，则弹性较好，抗震能力较高，又因磨损较慢，所以链的使用寿命较长。但中心距如果太大，又会发生松边上下颤动的现象，使传动运行不平稳。因此，实际设计时，推荐的最适宜的中心距a＝（30～50）p。但要告诉学生，这样的确定方法只是一种近似的方法，关键是实际工作中要不断摸索。比如可以采用类比法、实验法等以经验为驱动的方法，通过实践逐渐掌握最佳的中心距确定方法。链速的确定要结合前面关于链传动的动载荷现象进行讲解，因为链速的提高受到动载荷的限制，所以一般最好不超过12m／s。如果链和链轮的制造质量很高，链节距较小，链轮齿数较多，安装精度很高，以及采用合金钢制造的链，则链速也允许超过20m／s～30m／s。每一种型号的链都存在一个最佳转速和极限转速，可以通过有关手册查到，告诉学生尽可能在最佳速度下设计，但不是绝对的。链轮轴上的受力FQ计算只要应用公式就可以算出来。但要告诉学生，为了减少链传动过程中链轮轴上的力，应该尽量减少链的松边垂度，并介绍减少垂度的有关方法。在上述有关设计步骤和参数确定方法讲完后，教师要结合一个链传动的设计例题进行强化，让学生真正掌握设计过程及每一步应该解决的问题。
机械传动论文篇2
主办单位：郑州机械研究所;中国机械工程学会;中国齿轮专业协会
出版周期：月刊
出版地址：河南省郑州市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1004-2539
国内刊号：41-1129/TH
邮发代号：36-36
发行范围：
创刊时间：1977
期刊收录：
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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期刊简介
机械传动论文篇3
信息融合是利用计算机技术将来自多个传感器或多源的观测信息进行分析、综合处理，从而得出决策和估计任务所需的信息的处理过程。在一定的程度上，这不仅仅是单纯的数据融合，它所包含的内涵非常广泛，所探测的信息、信号也更加确切，并具有很强的概括性。目前，我国机械故障诊断方法大多采用传统的诊断方式，这种方式往往只能对一种信息或几种信息进行观察和分析，而不能对多种信息进行多层次、多角度的观察和分析，给故障诊断的有效性带来很大的局限，也令人质疑故障诊断的结果是否可靠。因此，信息融合技术的应用，既保证了多传感器获得信息的准确性，也提高了机械故障诊断结果的可信度。
一、传统机械故障诊断技术的现状
（一）传统机械故障诊断的局限性
传统的机械故障诊断技术，在进行机械故障诊断的过程中，只能对机械信息中的一种或几种进行观察和分析，并不能对机械故障的信息进行全面的集合，从而使机械故障诊断的结果是局域性的。例如，通过振动加速度信号对轴承状态进行诊断时，就是因为信号类型太过单一，能获得的轴承状态信息太少，而导致很难对轴承状态特征得出准确的评价。如果能对轴承状态的多种信息，例如轴承油的温度信息、油样信息等进行多层次、多角度的观察和分析，将会对轴承状态做出更加准确的评价。
（二）传统机械故障诊断结果的不确定性
我们并不否认通过一种或者几种信息可以对机械故障做出判断，但是在很多的情况下，这种判断的结果并不可靠。在机械故障诊断的过程中，利用多种信息得出的判断，相对于只利用一种信息得出的判断而言，结论会更加令人信服。例如，在诊断齿轮裂纹时，只利用箱体振动加速度信号进行分析得出的结论，显然不具有很强的说服力，令人质疑结果的可靠性。
二、机械故障诊断引进信息融合技术的必然性
（一）多传感器的应用提供了不同通道的信息
传统机械故障诊断的方式只能利用一种或者几种信息来提取机械的状态特征，随着机械故障系统越来越复杂，越来越多的传感器被用来探测和感受信息，并且类型多种多样。并且不同类型的多个传感器，能够探测和感受到机械不同类型、不同部位的大量信息。因此，对机械故障诊断技术提出了更高的要求。
（二）多种多样故障的表现形式增加了诊断的难度
由于机械故障系统的庞大化，故障产生的原因也更加复杂，不同的故障原因也可以是同一特征的故障表现形式，这就对机械故障诊断技术提出了更高的要求。例如，引起旋转机械转子异常震动的原因可以是机械轴承座松动也可以是转子相互碰撞以及其他原因。尽管使旋转机械转子发生异常震动的原因不同，但是它的结果表现出来都是一样的。因此，在这种情况下是很难通过同一种信号观察和分析出故障产生的原因。
（三）信息的不完整提高了诊断对象的不确定性
在机械故障诊断的过程中，很多因素可能导致传感器探测和感受到的信息不完整或是不精确，提高了诊断对象的不确定性，使得故障诊断技术很难确定具体的诊断对象是什么。
三、机械故障诊断过程中信息融合技术
（一）以神经网络为基础的信息融合方法
简单地说，它是一种以人脑神经系统为基础，由大量处理单元组成的非线性大规模自适应动力系统。它不但模仿人脑神经系统具有学习、记忆、计算等能力，还在一定的程度上具有了智能信息处理、检索等功能，有效地将信息管理与系统结构结合为一体，没有任何的局限性和不确定性。具体讲，它能够从各种类型的多个传感器探测的信息中提取出各种状态特征，并使各种状态特征精确地对应着机械的各种故障和运行状态，准确地找出机械故障的原因。
（二）以贝叶斯理论为基础的信息融合方法
在机械故障诊断的过程中，往往因为诊断对象的不确定性，或是机械运动的声音太过嘈杂等原因，使得传感器获得的信息大多是不全面或不精确的。这样不确定的信息，就使的传统诊断技术很难从中提取出机械的状态特征，精确地诊断出机械故障的原因，而贝叶斯理论就是针对这种情况提出的。贝叶斯理论是在概率密度函数基础上发展和建立的推理方法。在机械运动的过程中，可能会随机地出现很多问题。问题出现的时机看似非常随便，但是却有一定的规律，而概率密度函数就是对这种规律最严密的计算方式。因此贝叶斯方法以概率密度学为基础，可以对传感器的各种类型、各个部位的信息，进行综合观察和分析，得出准确的机械状态特征，进而对故障进行分类。
（三）以D-S理论为基础的信息融合方法
贝叶斯方法和传统的故障诊断方法相比，的确实现了重大突破而取得了很大的成效，但是这种方法在某些方面存在着一定的缺陷。尤其是它不能在所有传感器抽象级上给出精确的可信度表示。而D-S理论就是基于这点产生的。D-S理论将每一种可能产生的故障称之为假设，各种可能故障的集合又叫做识别框，而可能故障的各种状态特征就是证据。
在故障诊断的过程中，它先是计算各个证据的基本概率分配函数、信任函数和似然函数，再计算所有证据联合作用下的基本概率分配数、信任函数和似然函数，最后选择联合作用下支持率最大的假设，从而找到机械的故障。同时D-S理论作为贝叶斯的推理理论，两种方法的结合才是故障诊断的最佳方选择。
四、机械故障中信息融入技术的应用
多传感器数据融合技术在进行故障诊断过程中，构建了三大融合模块，即数据级融合模块、特征极并行多神经网络局部诊断模块和决策级D-S证据理论的融合诊断模块。它可以从不同类型的多传感器的信息中，提取出精确的状态特征，把其进行分类整理，判断出正确的故障原因。下面就以液压设备的故障为例，简单讲解信息融合技术是如何发挥效果的。
信息自动化的发展，使得液压设备的故障系统复杂化和庞大化。液压设备不仅有泄漏、腐蚀、液压卡死等各种各样的故障表现形式，而且需要监测的设备工作参数内容也是纷繁复杂。可以说，故障产生的因果关系非常复杂，故障发生的随机性也相对分散，这给正确地诊断故障带来很大的难度。显然，用传统单一信号的诊断方法已经得不到正确的故障原因。而多传感器的信息融合技术的使用，可以对液压设备的各个工作参数进行合理地融合，有效地获得设备运行的状态特征，从而对故障进行正确的判断。
参考文献
机械传动论文篇4
现代机械设计;创新方法;研究
在科技高速发展的今天，人们的思维方式也产生了很大变化，机械设计人员除了要准确掌握机械设计原理以外，还要在思维方式上有所拓展。要求机械设计人员创新理念，在结构设计上与产品的相关功能进行紧密联系，将设计手段与计算机辅助设计进行有效融合，只有这样才能够设计出令受众满意的机械产品。
1现代机械设计
与传统机械设计相比，现代机械设计更加注重计算机化、动态化和科学化。现代机械设计理论是在机械设计理论学科基础上形成的，它包括了信息、控制、优化等内容，而对于相对比较复杂的产品而言，现代机械设计的优势也体现得更加明显。现代机械设计是在传统机械设计的基础上形成的，但它又在传统机械设计的基础上进行了极大创新，进而形成了一个完美且科学合理的机械产品设计。这不仅需要传统机械设计的相关经验，而且还需要在现代机械设计中引入先进的设计方法。
2机械设计方法及过程
具体机械设计步骤如图1所示。项目设计的前期工作主要包含对地区的实地调研，并对其进行可行性研究，制定可行性的计划和方案。方案设计主要包括:对功能的总体分析、对系统原理进行解释，确定最佳方案。技术设计包括:技术的总体设计、实验环节设计以及选型设计等。施工设计主要包括:零件画图、编写相关的技术文件、生产，等等。在机械设计中，每一个环节都要充分发挥人的主观能动性，利用科学技术手段来对机械设计进行不断创新。
3设计方法创新
创新设计是机械设计领域中对专业知识和设计经验的一个综合，在设计过程中能够真正体现出机械产品的真实价值，所设计的产品一般都是由人的主观能动性和创造性思维共同促成，这也是形成新思维模式的一种方法。对机械设计进行创新时，首先要充分发挥人的主观意识和想象力，能够在机械设计的过程中，运用现代化的机械设计方法来对产品进行创新设计，其设计模式也要选择现代化的科学思维方式来对设计理念进行分析，并且要求运用现代化的科学方法和工具来保证设计过程的完整性。在实际的机械设计过程中还要保证设计的创造性，尤其在对新产品进行设计时，要凸显创新意识。现代机械设计的创新主要包括两方面的内容:第一，通过创新使已经成型的产品更加具有技术性和可靠性。第二，从其他方面挖掘创新设计点，通过创新设计出机械产品来满足人们日益增长的生产生活需求。这两方面的创新与创新思维模式紧密联系在一起，而且与科学技术手段和设计工具也存在紧密联系。
3.1机械创新设计步骤
A.重点研究机械产品的工作原理及其本质。B.重点对机械生产产品的性能和结构进行分析，并对其类型进行综合考量。C.对机械产品的尺度以及参数进行优化选择。D.对机械产品进行最终的综合分析和协调。机械长效设计步骤的具体内容如图2所示。
3.2机械创新设计分类
3.2.1变形设计
这一设计手段主要是在原机械产品的基础上进行系列化、标准化的设计，以此来进一步满足使用者的实际需求，除此之外，还要对产品的功能、原理以及结构进行系统性分析，同时还可以进行跨系列产品的设计，这也是产品动力提升的主要手段。
3.2.2可靠性设计
这一设计也是当前机械设计中工程师们追求的主要目标。可靠性是衡量产品质量的重要指标。一般来说，可靠性设计与常规设计基本上都可以实现对应，常规的设计手段是凭借着多年的经验来进行设计，而可靠性设计则是在常规设计的基础上进行了延伸，更加系统地明确了科学分析与设计变量之间的关系。机械的可靠性设计融合了当前各个学科的知识点，并且将常规设计中的变量直接转变为随机变量，以分布规律为基准，运用相关的统计方法来对机械产品进行设计，从而满足可靠性的要求。
3.2.3并行设计
一般传统的机械设计采用的是串行设计方法，这种方法存在一个较大的弊端，即:生产周期相对较长且成本非常高。并行设计是一种系统化的设计方法，它也是以计算机为基础，这种设计手段打破了传统意义上的系统内部结构，创建了相互促进、相互协调的设计模式，很好地实现了机械设计制造的一体化发展。在机械设计制造的过程中，设计人员还充分考虑了机械设计质量、周期以及成本等因素，由此可见，并行设计是一种集成性极强的设计方法。
3.2.4反求设计
反求设计方法是目前多数国家发展科学技术和研究新产品的主要设计方法。目前反求设计需要解决的问题主要包括:A.三维重构方法，提高设计进度，减小误差区间。B.结合人工智能形成一套科学的设计还原技术，进而完成对原有设计的反求。C.重点研究适合反求设计的机械产品模型技术，并将相关的配套产品进行模型建立，以方便原始参数的反求还原要求。
4结语
本文针对当前现代化的机械设计理论进行了系统分析，对机械设计中的相关设计方法进行重点讨论，并对现代机械设计中的创新点进行了系统研究。通过研究发现，现代机械设计要比传统意义上的机械设计优势更为明显，这一优势主要体现在系统的结构重组以及实现过程上。现代机械设计与科学技术手段的结合也使机械设计的创新提升到了另一个高度。创新是以人的主观能动性为基础，而机械设计人员要想以创新思维来对产品需求进行分析和设计时，须保证对现代机械设计工具熟练掌握，只有这样才能够设计出满足人们实际需求的机械产品。
参考文献:
［1］曹春红，张斌，王利民，等.基于免疫神经网络的几何约束求解技术的研究［C］//第二十七届中国控制会议论文集，2008.
［2］张铮，胡社教，江萍.基于EP模式的特征选择算法［C］//2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集，2011.
［3］戴旭东，谢友柏.以企业为中心的产品设计平台构建方法［C］//第二届中国CAE工程分析技术年会论文集，2006.
［4］戴旭东，谢友柏.集成分布式知识资源的企业技术研发平台构建［C］//企业应用集成系统与技术学术研究会论文集，2006.
［5］许勇，邹慧君.基于子系统匹配的机电一体化系统概念设计［C］//全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集，2005.
［6］彭一凡，陈文.基于XML的动态数据结构持久化方法之研究［C］//促进企业信息化进程———第九届中国Java技术及应用交流大会文集，2006.
机械传动论文篇5
0 引言
创新教育是一种具有实践性与创造性的教育形式，以学生主体活动为主，教师予以引导，让学生充分发挥主观能动性，主动思考、主动动手实践，让理论与实际的结合更为紧密[1]。机械设计这门课程需要学生提升动手能力以及思维能力，通过对各类通用机械传动装置的抽象化思考创造出具象化作品，利用齿轮、链、带等传动装置设计出创新机械，能够进一步提升学生对各类传动装置的理解能力以及运用能力，为其毕业后走向社会动手实践打下坚实基础[2]。本文以机械设计课程教学为主线，研究了创新教育的具体应用方法。
1 改革教学理念
在传统机械设计课程教学过程中，教师的教育理念在于让学生接受书本上的知识，属于灌输式教学模式，教学内容缺乏重点且存在一定繁琐性。学生在上课过程中无法抓住有限课堂时间中的重点内容以及重点环节，因此在知识的具体应用上能力略显不足[3]。在创新教育背景下，要求教师转变教育观念，让学生成为课堂的主体，以学生主动思考、主动动手、主动参与、主动实践为出发点，将自己作为引导者，充分利用课堂时间让学生参与到教学内容的思考之中，让教学更具连续性。帮助学生思考每个环节之间的实际联系，提升学生对机械传动装置的应用能力。
2 优化教学内容
机械设计课程所涉及到的知识点较多，例如机械制图、机械工程材料工艺学、材料力学、机械制造公差与技术测量、金属材料及热处理等等，需要学生将各个知识点融会贯通、综合思考。在教学内容的优化上，教师首先应认识到机械设计课程对学生学习的要求，例如需要学生掌握基础工程技术知识并打下稳定的理论基础，让学生了解到机械设计中涉及到的工业生产相关技术、新成就以及发展趋势等，让学生认识到机械设计课程具有较强生命力以及科学性，激发学生主动学习积极性以及对课程的兴趣。
具体而言，教师可通过课堂比较让学生认识到不同机械传动装置存在的差异。例如在进行齿轮这一环节的教学时，在教学内容中加入示范教学，教师可通过教学模型让学生认识到齿轮与齿轮之间的紧密转动所带来的传动性，并且利用不同大小、不同颜色、不同位置的齿轮让学生清楚的观察到当第一个齿轮运转时所带来的其他齿轮转动影响，分清齿轮之间的区别与联系。其次，教师可运用正例与反例方式，备课时准备丰富的教学素材，例如机械传动装置的例子。教学过程中通过正例让学生了解到学习的规则与概念，利用反例将无关特征影响排除，令学生加深对规则与概念的本质认知。最后，教学内容与教学语言也应丰富多彩，通常机械设计教学相对于文科类课程而言较为枯燥，若能够在教学内容上加以创新，可提升学生的学习兴趣。
3 多元化教学方式
在教学方式上，由于机械课程设计这门课的逻辑性，因此教学方式无法像文科类课程一样通过情境设置等方式让学生讨论。但可利用机械设计课程的特点，通过动手实践实现探究式教学、小组式教学等方法，让每位学生参与其中[4]。
首先，教师应在教学顺序上合理设计，在备课过程中深入分析知识结构，让学生对各个理论知识的理解循序渐进，从普通性到特殊性，从整体性到部分性，在不断分化的下位结构原则组织上展开教学。教学内容的编排方面，教师应遵循让教材网络化、一体化、结构化的原则。网络化指的是利用网络知识，让学生了解更多的机械设计相关案例。例如机械传动装置可应用于哪些方面，首先让学生思考，接着在课堂上利用多媒体向学生详细展示传动装置在不同产品中的运用原理。一体化和结构化指的是让每个知识点融会贯通，加深学生对知识点的理解。除此之外，教师也应向学生阐明教学目标以及学习目标，让学生了解在一学期的学习过程中需要掌握哪些知识、达到怎样的标准、如何将知识运用到具体实践之中，令其学以致用。
4 强化实践环节
机械设计课程偏向于理科类，因此更注重学生的动手实践能力以及逻辑思维分析能力，让学生对每个机械零部件、机械传动装置、机械的基本组成以及机械的具体应用详细了解、深入了解。利用课堂时间及课后时间进行实验教学可提升学生对机械相关方面的知识及实践积累，培养学生分析问题、理论联系实际、解决问题、创新思维的能力。
以传动机构归类的教学内容为例，传动机构可分为三种，首先为凸轮机构，其次为偏心轮传动，最后为曲柄连杆机构。教师首先可安排学生在课余时间利用网络及计算机了解关于手动压力机的相关信息及资料，整理归类资料后以实践训练的机床为例，安排手动压力机相关课题的讨论，通过小组讨论学习及探究式学习等方式确定以齿轮齿条传动机构作为项目设计方案，展开实践教学。
5 结束语
综上所述，教师在实施机械设计课程教学设计过程中应将创新教育理念融入其中，设计的课程具有实用价值并让学生了解到价值所在。在课程设计方案上也不应具有唯一性，可通过令学生主动思考找出多个问题解决方式。教学设计可从机器功能为出发点，让学生通过讨论和自主探索选择适合的电动机和相关零件及传动机构，全面考虑机器的造型、安装调整、制造工艺、经济可靠、使用维护等问题，提升其实践能力，让创新教育理念真正对课程教学设计有所帮助。
参考文献：
机械传动论文篇6
随着科技的飞速发展，机械手在大规模劳动密集型生产中得到了重要应用，成为自动化生产线上不可或缺的一员。机械手提高了生产自动化程度，降低了劳动强度和用工成本，提高了生产效率和产品合格率，提高了生产自动化程度。机械手在生产中仍有许多机械结构和控制系统问题存在，不断加大对机械手的研究，增强其智能性、适应性、准确性和稳定性，满足日益提高的F代化生产要求。
1机械手臂机构设计
1.1底座结构设计
底座是整个机械手臂的支撑部分，是执行腰部360度回转的机构，也是安装动力源、控制系统和驱动系统的部位。
1.2手臂结构设计
手臂是支撑和带动手腕和手部的重要部件，分为有关节臂和无关节臂，本文所设计的机械手臂试验装置为无关节臂，并采用直流电机驱动，锥齿轮或内啮合齿轮传动。
1.3手腕结构设计
手腕是用于连接手臂和手部的部件，通过左右旋转平移和俯仰转动，可以调整机械手执行操作时的位置和姿态。
1.4手部结构设计
手部是直接于物体接触的部件。根据手部与物体接触形式的不同可分为夹持式和吸附式。夹持式通过模仿人手指的结构形式，可分为无关节、固定关节和自由关节三种类型。根据手指数量又可分为二指、三指、四指等，其中二指应用最多。根据传力结构又可分为回转型和平移型，回转型结构简单，方便制造，因此常使用此类型；平移型可夹持范围大，但结构复杂，成本较高。本文采用二指回转型夹持式结构，手部有两个自由度，一个自由度用于夹持物体，一个自由度用于反转手腕，通过直流电机驱动。
设计所得机械臂采用的回转型机械手臂与人的手臂结构相似，前三个关节都是回转关节，底座与手臂形成类似人手臂的肩关节，手臂中大臂和小臂形成肘关节，大臂可以做回转运动，小臂可以做俯仰运动。此类机械臂工作范围大、运动灵活迅速、适应性强、通用性好。
2机械手臂驱动设计
驱动系统通过传动装置为整个机械手臂提供动力，关节型机械手的驱动系统主要由驱动装置和传动装置两部分组成。常见的驱动型式有液压传动、气动传动和电气传动，液压传动具有作用力大、结构紧凑、作用平稳、动作灵敏等优点，但其易产生漏油污染、结构复杂、成本较高；气动传动动作迅速、结构简单、无污染、维修方便，但由于空气易被压缩，工作不线性。工业机械手臂常使用液压传动和气动传动，但液压传动和气动传动结构复杂、成本较高，本文机械手臂作为实验装置，机械手臂不需要进行高强度、高负载的工作，故使用电气传动，具有运动速度快、可靠性好、运动精确、安装维修简单等优点，完全可以满足实验设备的需要。
3机械手臂控制系统设计
机械手臂控制系统控制着机械手臂按所发出指令要求运动。目前，工业机械手多采用程序控制系统和电气定位系统进行控制。机械手臂实验装置的控制系统较为简单，用单片机输出六路PWM脉冲信号分别控制机械手臂的六个舵机，需要输出一个20ms的脉冲来控制舵机，即可实现机械臂的六个自由度。对机械手臂的控制即对各电机的控制，计算机为控制系统的核心，分别由计算机、伺服控制卡、4套步进电机驱动单元和4套步进电机组成。
机械手臂控制系统设计主要时对驱动系统的设计、上位机控制界面的设计和上、下位机之间串口通信的设计等。
在对上位机控制界面设计时，主要包括五路舵机控制区、一路电机控制区和机械手运行示意图等方面。五路舵机控制区采用滚轮条的形式，在右侧的编辑框中实时显示各舵机的转动角度；一路电机控制区采用速度控制的形式，显示电机的正转、反转和停止；用机械手运行示意图实时显示机械手的运行情况，当相应舵机或电机运行时，会在相应的舵机或电机位置上加亮以表示正处于运行状态。
4结语
随着生产中对机械手需求量的不断增大，对机械手智能性、适应性、准确性和稳定性提出了越来越高的要求。我国对于机械手的研究和应用起步相对较晚，不能适应生产中对机械手提出的要求。对六自由度机械手臂实验装置的设计，实现对机械手的实时精确控制，解决存在各种问题，可以为控制算法和控制理论的测试、检验提供更佳的实验平台，更好地对机械手进行精确而又复杂的控制研究。
参考文献
机械传动论文篇7
教学设计是一门新兴的实践性很强的科学，也是日益受到重视、应用范围广阔的多学科研究领域。在教育技术的五个研究范畴中，教学设计被认为是“教育技术对整个教育科学领域具有最大理论贡献的”一个范畴，在教育技术学科体系中占据着核心地位。为此，本文结合本人所授课程对高中物理有效教学设计进行探讨。
1．物理有效教学设计的基本步骤
（1）利用前概念引入概念，再转变错误前概念，建立正确概念
如果在教学过程中，教师草率地用所谓的正确的观点去覆盖学生原有的想法，那么其教学效果就可想而知了。所以在教授新概念之前，教师应充分了解学生已有的认知情况，尤其是与新概念有密切关系的已有概念和原理的认识，才能选择有效的教学策略和方法进行有的放矢的教学。
（2）建立模型，给学生以创造学习的空间
从教学内容中选择和确定要研究的物理模型，根据此模型学生要能够建立起相应的物理情境，在这个问题情境中有供学生进行假设、猜想的空间。学生经过思考形成一定的假设或猜想。并通过学生的探究活动能够从中受到某种启发、或得到阶段性的结果。比如教材在分析弹簧振子振动的过程中，提出了简谐运动的概念，这样的处理比较具体、直观，教师在利用弹簧振子帮助学生理解简谐运动的概念时，最后一定要让简谐运动的概念从弹簧振子这一具体形态中“脱胎”出来，成为独立的物理模型。
（3）提出一些研究的课题，帮助学生进一步发展概念，巩固概念
课堂教学过程中向学生明确的提出研究的课题：弹簧振子、单摆的振动周期与哪些因素有关。提出课题后一定要给学生时间使学生形成自己的假设和猜想。在此期间，教师要做好引导、也可在小组内进行适当的讨论。学生在形成假设和猜测的过程中是在进行积极地思维，在用自己的直接经验和间接经验做着各种判断。
2 机械振动和机械波概念教学设计案例
以机械波的形成和传播一节为例，设计教学案例。这一节的教学目的要求是，让学生知道什么是机械波，产生机械波的条件，波是传递能量的一种方式，知道机械波的两种形式；横波、纵波及横波波形图。
（1）创设情景，发展学生“机械波”的概念
基于大部分学生都承认水波是机械波这一事实，教学之初从分析讨论水波这一常见的现象对学生“机械波”概念进行发展。
教学中教师先提出一个总体性的问题：水波是如何形成的？然后层层设疑，将问题引向教学核心：水波是否与水做机械振动有关系？一个水分子是否可以形成机械波？针对 教 师 的问题，师生共同讨论后得出正确的认识。① 水波是大量水共同形成的，是大量质点的集体行为，是一种宏观现象；② 水波和水上下振动有关。 （2）建立机械波传播的物理模型，转变学生机械波中错误前概念
a.实验演示现象，引发学生的认知冲突
由调查可知，不少学生认为机械波是由于介质不停的向前传播而形成的。因此，首先通过实验或生活中的例子让学生看到实际情况并非如此，从而引发认知冲突。
演示:在水波中人一小的纸屑或泡沫，可以看到，纸屑或泡沫只是在上下振动，并没有随着水波传到盛水盒的边缘。
这个实验说明，机械波的形成与传播，并非因为介质向前运动.介质仅在原来的位置附近振动。此时学生头脑中就产生了强烈的疑问:机械波到底是如何形成的?
b.通过实验，建立正确的机械波形成与传播的概念
为了便于分析机械波是如何形成与传播的，必须建立波传播的简化模型:一维波传播模型。该模型不能从水波直接建立，通过下面过程逐步进行:
演示“绳波”，可以看到一孤立的向上凸起的波向前传播，水平振动，可以看到连续完整的波向前传播。
比较绳波与水波，找出二者共同点;介质各部分均振动、均形成凹凸相间的形状向前传播。最后得出结论:绳中传播的是机械波，它的形成与传播原理，就是所有机械波的形成与传播的原理。
第一步：建立理模型，将软绳简化为若干质点连接而成，第二步：利用箱式横波演示仪演示机械波是如何形成与传播的，
通过以上教学过程，学生建立如下概念:① 在介质中，前面质点振动，带动后面质点也跟着振动，但时间上有延迟，大量质点相互“配合”形成机械波；②质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会随波迁移；机械波传播的是“机械振动”这种运动形式。
（3）进一步发展科学概念，让科学概念理解更全面深刻
前面所分析的机械波均属于横波，对于一个完整科学的概念而言，还需分析纵波的情况:
演示弹簧中传播机械波的情况并分析此现象，让学生明确该现象传播的也是一种振动形式，是机械波并给出横波与纵波的概念；借助箱式纵波演示仪说明纵波是如何形成与传播的;
总结对机械波的形成与传播概念的理解，不论是横波还是纵波，均有:
理解1，机械波的形成是因为前面的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面的质点运动；
理解2，介质中的质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近振动；
理解3，机械波是大量质点的集体行为，机械波传播的是振动这种形式。
机械传动论文篇8
机械制造装备设计是一门知识面广、综合性、实践性很强的专业主干课，它将机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人等内容合为一门课程，构成新的课程体系[1]。随着装备制造业的迅猛发展，机械制造装备设计传统课程教学越来越不能满足创新人才培养的需要，存在的主要问题如下：
1.传统的课程教学内容泛而不精，不能紧跟时代步伐，缺少新装备、新技术和新材料方面的知识，不利于学生创新研究能力的培养。
2.传统的教学模式相对单一或不足，主要仍然是以教师的填鸭式灌输为主，学生被动接受。由于一部分教师自身实践能力较弱，理论教学的效果很差，学生学习兴趣不高。
3.传统的课程教学中对实践环节的重视不够，学生缺少亲自动手实践的训练，导致学生缺乏实践经验和动手能力弱。这又反过来影响了学生对课程内容的理解和掌握。
4.传统的课程教学考核方法相对简单，一般将平时考勤、作业和期末考试成绩作为评价学生学习效果的标准。这种考核方法不能有效地激励学生努力提高机械制造装备设计的能力，学生只会在考前突击背概念，无助于学生创新能力的培养。
基于上述问题，我院机械教研室全体老师总结多年的任教经验，贯彻以人为本的教育理念，将各种日益涌现的教学方法进行优化组合，形成了一套机械制造装备设计多元化课程教学模式，以弥补传统课程教学模式的不足，从多角度多方位激发学生学习兴趣和潜能[2]。
二、机械制造装备设计多元化课程教学模式
以培养学生的创新能力为目标，通过增加专业特色内容和学科前沿知识，优化课程教学的内容；通过应用多种现代化教学方法和增加综合实践环节，优化课程教学方法；通过引入多种评价体系，完善课程考核模式，从而变单一的传统课程教学模式为多元化课程教学模式，具体执行方案分为以下几个方面：
（一）制定多层次的课程教学内容
1.重视理论基础知识
理论基础知识不会因新装备、新技术的产生而过时，坚实的理论基础是我们一切工业生产活动的最根本的条件，因而是我们学习的重点。例如在讲授机床设计时，金属切削机床设计的基本理论，如机床的工作原理、几何表面的形成原理和机床的成形运动等，是我们学习的重点。在讲授夹具设计时，机床夹具的六点定位原理，完全定位、不完全定位、过定位和欠定位等基本概念是我们讲课的重点。
2.增加专业特色内容
我院于2011年购买慧鱼模型，建立了机器人创意实验室。根据我院的实际情况，在工业机器人设计模块，增加了慧鱼模型教具内容的学习，主要讲述如何利用慧鱼模型进行机器人的制作和控制。慧鱼模型是由德国发明家Arthur Fischer 博士在1964 年从其专利“六面拼接体”的基础上发明的[3]。慧鱼模型采用模块化设计，可无限扩充，可反复拆装，可逼真表现机械系统的构成和控制的过程及其控制的原理，便于对机器人原理、组成、控制的全面认识。
3.加强学科前沿知识
机械制造装备的知识日新月异，学生毕业以后会碰到非常先进的机械制造装备，为了紧跟时代步伐，加强学科前沿知识变得非常重要。通过请工厂一线的工程技术人员开设讲座和组建学习小组，与我院老师一起申报学生科研立项等方式，了解最新的机械制造装备动态，主动参与学科科研研究，激发学生学习的兴趣和主动性，培养学生的创新能力。
（二）开展多元化的课程教学模式
课程教学由理论教学环节和实践教学环节组成。传统的机械制造装备设计课程教学，在理论教学环节上，以教师的“填鸭式”教学为主，而且授课内容重点不突出；在实践教学环节上，认识上轻视实践教学环节，主要以一些验证性实验为主。针对这种情况，我院实施多元化课程教学模式有：
1.启发式理论教学模式
机械制造装备设计的教学内容非常多，如果照本宣科地讲，不仅老师和学生很累，而且授课的效果很差。如果换一种讲课的方式，采用启发式教学，引导学生独立思考，通过课堂讨论，师生互动等方式，传授解决实际工程问题的思维方式，提高学生自主学习的能力，有利用创造性思维的培养。例如在机床夹具设计模块，讨论过定位这种方式是否合理时，可以提出我们日常生活中使用的八仙桌为什么常采用四条腿？学生互相讨论的结果，可能认为八仙桌用四条腿比较稳。这时可以进一步问这是一种什么定位方式？过定位！通过启发式教学，同学们对于过定位的优点有了很直观的认识：过定位可以提高稳定性。
2.课程网站式理论教学模式
机械制造装备设计的教学内容非常丰富，为了调动学生课外学习的积极性，我们在学校校园网的天空教室处，建立了机械制造装备设计的课程网站。课程网站上不仅包含老师上课的PPT电子教案、动画、视频等，还有大量扩充的资料，比如典型机床传动系统与结构动态演示flas、加工中心刀库及换刀动作等视频资料、组合机床夹具方案图库、慧鱼模型作品展示，学生科技作品图片及PPT等。课程网站还进行网上作业布置与批改，远程作业辅导与讨论，并设有习题库，方便学生自我学习与提高。课程网站式理论教学模式有效缓解了目前教学内容多，而课时相对不足的矛盾，促进了学生对机械制造装备课程内容广度和深度的拓展。
3.双语教学式理论教学模式
双语教学既可以让学生掌握扎实的专业知识，又较好地提高专业英文阅读和写作能力[4]。目前我们学校与英国南威尔士大学合作办学，办有机械设计制造及其自动化专业3+1国际班，前3年在我校学校，最后1年在南威尔士大学学习。为了适应新的发展需要，开展双语教学变得非常迫切。目前，对国际班学生，我们制作了双语教学的多媒体课件进行理论教学；请南威尔士大学的教授和我院英文水平高的教授做学科前沿的专题英文报告；要求学生完成了一个全英文的报告，自选题目，任选一个本课程教学模块内容相关的题目，并要求学生针对自己的论一个PPT，在课堂进行陈述。双语教学开拓了学生的视野，提高了学生的英文阅读写作能力和口语表达能力，为学生以后的发展奠定了很好的基础。
4.综合创新型实践教学模式
我院结合工业机器人设计教学的要求与慧鱼模型的特点，组建了慧鱼模型综合创新实践平台，增加综合创新实践项目，为学生提供广阔的思维空间，提高动手能力，激发学生学习兴趣、提高学生学习积极性，培养学生的创新能力。慧鱼模型综合创新实践平台包括机械构件、电气构件、气动构件、传感器、电脑控制器和配套计算机应用软件。以全国大学生机械创新设计大赛主题为创新设计的选题方向，学生自己利用慧鱼模型综合创新平台，搭建自己的机器人来完成创新设计大赛主题说要求的功能。通过使用慧鱼模型综合创新平台，学生不仅更好地理解和掌握了课堂知识，而且应用所学知识解决实际问题的能力大大增强，提高了学生的综合创新思维能力，也提升了机械制造装备设计实践教学的质量。
5.基于项目驱动的科研创新型实践教学模式
项目驱动教学法来源于构建主义学习理论，是实施探究式教学模式的一种教学方法[5]。基于项目驱动的科研创新型实践教学模式是以科研项目为载体，培养学生的创新实践能力。这一教学模式尤其适合对科研有兴趣的同学。在实践教学过程中，按照自愿和优势互补的原则，将有科研兴趣的同学每3-4人组成一个科研小组，每个小组通过自己查询资料，提出所要研究项目的题目，教师负责判断这个题目是否具有研究的可行性和必要性。教师把每个小组比较可行的题目，报学校的学生科技立项。有了一定的经费支持，以项目为载体，在指导老师的帮助下，充分激发学生的学习热情和兴趣，充分培养了学生的创造力、独立分析和解决问题的能力以及小组组员间的团队合作能力。
（三）多元化的课程教学考核手段
多元化的机械制造装备设计课程教学考核手段，有利于调动学生学习的兴趣和积极性，有利于提高学生自我学习的意识和能力，有利于学生个性的培养和发展，从而提高了学生的创新意识和创新能力，结合我院课程教学情况，对课程教学考核分为五大类：
1.日常课堂教学考核
日常课堂教学考核从上课出勤、课堂问题回答，课堂讨论，课后作业等方面进行综合评定，按百分制给出分数。日常课堂教学考核，重点考查学生上课的纪律性、讨论的积极性和创造性、学习的认真程度等。
2.英文论文大作业考核
英文论文大作业考核是双语教学效果的考核，主要从英文论文内容的深度和广度、英文写作是否有语法问题、课堂陈述等方面进行综合评定，按百分制给出分数。英文论文大作业考核，重点考查学生英文检索的能力，英文写作的能力和英语的口语表达能力等。
3.综合创新型实践考核
综合创新型实践考核从实践题目的拟定、实践操作、实践总结、实践报告等方面进行综合评定，按百分制给出分数。综合创新型实践考核，重点考查学生的创新思维和创新能力，实践动手能力等。
4.科研创新型实践考核
科研创新型实践考核只针对部分有科研兴趣的同学，因而考核成绩作为平时成绩的加分因素。科研创新型实践考核从实践题目的创新性和先进性、实践装置、方法的合理性、实践结果的实用性，论文的规范性等综合评定。对于科研创新性实践考核中表现突出的同学，可推荐参加各类竞赛，在学校奖学金评定中得到加分，甚至直接参与教师的科研项目。
5.期末考试考核
机械制造装备设计作为一门核心专业课，期末考试是非常重要的一个考核方式。期末考试考题包括理论基础知识题、综合实践分析题和考查学生创新能力的一些开放式、探究式的题目。通过加大对实践环节在期末考试考核中所占的比例，提高学生对实践环节的重视程度，提高理论知识应用于实践的能力。
三、结语
机械制造装备设计多元化课程教学模式是一种新的课程教学模式。这种模式通过利用课堂启发式教学、课程网站教学，双语教学、综合创新型实践教学和基于项目驱动的科研创新型实践教学，整合了多种教学要素，解决了传统课程教学模式中存在的问题。这种模式通过建立多元化的课程教学考核手段，大大激发了学生学习的积极性和主动性，提高了学生分析问题和解决问题的能力，促进了学生创新意识和创新能力的发展。通过教学与科研的结合，重视学生科研素质的培养，提高了学生的综合能力。
[参考文献]
[1]关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计[M].北京：机械工业出版社，2009，11.
[2]王立达.成人教育多元化实验教学模式的探讨[J].宁波大学学报（教育科学版），2011，1：120-122.
[3]肖晓萍，廖青.“慧鱼”教具在大学生创新教育中的探索性研究[J].高教研究，2006，79（2）：36-37.
机械传动论文篇9
为了推进工程教育改革，促进中国工程教育的国际互认，培养与国际接轨的中国工程师，由专门的职业或行业协会（联合会）、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证，工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求，是一种合格性评价[1，2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念：产出导向（Outcome based education，简称OBE）、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织，就必须基于OBE理念，深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。
《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节，是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划，《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括：1）掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题（毕业要求1）；2）具有分析和解释数据，得到合理、有效结论的能力（毕业要求2）；3）具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力（毕业要求3）。
本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求，结合近年实践经验，阐述我校《机械原理》课程设计改革模式，并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。
一、机械传动系统设计能力
《机械原理》内容包括两部分，其一是对现有机构的学习，包括构型分析、运动学和动力学的学习；其二是针对具体任务，利用所学机构学知识，设计传动方案。前者称为分析，后者称为型综合，《机械原理》学习的最终目的，就是要达到型综合的高度，《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。
遗憾的是，传统的《机械原理》课程设计，体现不出OBE所要求的设计系统的能力，复杂机械系统更无从谈起，因此，改革势在必行。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，调动学生设计的积极性而不限制其思维，并且课程设计只提出最终要求而不限制方法，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，题目不宜太深太复杂，其原则为：题目具有综合性，以运动方案设计为主；题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容；题目应结合生产实际，是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的；题目的设计结果应包括两到三种基本机构，也允许选用其他常用机构或组合机构；题目要有一定的灵活性和创新性，有利于发挥学生的创造力。
在设计题目确定后，需对已选题目提出三种运动方案，并经反复论证，确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力，使学生受到一次真实的设计训练，进而提升其机械传动系统设计能力。
此外，改革后的课程设计，学生们可以自由组合，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，共同讨论、研究，各自发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力，也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。
二、工程基础理论知识应用能力
传统的《机械原理》课程设计中，方案确定之后，其相关运动参数也随之给定，每个学生需要做的就是绘制机构运动简图，利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析，并绘制机构运动线图和作误差分析，最后编写课程设计说明书。从本质上来说，这样的设计仅能算一次作业，效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务，但却调动不了学生的设计兴趣，对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解，谈不上对学生的毕业能力的培养。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，只提出最终要求而不限制方法，学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短，教师在《机械原理》课程教学中，需提前做出安排，如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。
任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务，基于所学的机构学知识，甚至查阅相关文献去设计解决方案，当多个设计方案确定后，需要比较各方案的优缺点，必然会深入了解每个所设计的传动方案，最终方案确定后，需对其进行结构、运动学和动力学分析，因有了方案设计的深刻理解，设计的目的已非常清楚，在相应分析时，对方法的选择和掌握自然水到渠成，加深了对所学理论知识的认识，明确了理论知识的实际应用，从而不至感觉学无所用。
三、分析和解释数据能力
在我国的工程教育认证中，第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定，分析方法固定，无需学生深入了解，只需按部就班完成画图和分析即可，可见，传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。
改革后的课程设计，从设计任务到设计方案的确定，均需要学生根据具体情况进行分析，然后根据所学知识，自己设计传动方案，并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后，详细设计传动系统时，需要根据实际任务确定各参数，最后对机构进行分析，并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性，要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验，通过搭接实物并测量参数，再与理论分析数据进行对比，找出误差存在原因，从而得出相应结论。
四、考核方式的改进
评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，与课程设计所培养能力相对应，《机械原理》课程设计成绩分为四部分：选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。
选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式，结合参考文献查阅或调研情况，对自己团队的设计任务进行说明，根据所定任务设计两到三种机械传动方案，每个方案中必须包含两至三种典型传动机构，并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。
平时成绩占总成绩的10%，主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定，这是设计正常进行的基本保证，也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。
设计成绩占总成绩的40%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力，根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。
答辩成绩占总成绩的20%，各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报，主要介绍组员分工及完成情况，组员自评分，搭接视频等，并回答提问，据此评判答辩成绩。
通过此类考核方式，对毕业生的能力9（个人与团队）和10（沟通，包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令）也起到初步培养的效果。
此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如：教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择，要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识，能够正确引导学生，使他们经过认真思考和分析比较后，可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要，从而有效引导学生积极思考，培养他们的创新能力。
五、结束语
经过近两年的实践，发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计，为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台，并确实取得了较好的效果。然而，OBE工程教学模式是一个系统的工程，无论是在设计内容，还是在设计方法和评估方式上，还有很多需要完善之处，需要进一步的改革和探索，持续改进，以更好地培养学生相应的毕业能力，实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。
参考文献：
[1]中国工程教育专业认证委员会.工程教育认证一点通[M].北京：教育科学出版社，2015.
[2]余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进―美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.
机械传动论文篇10
参照教材及近几年的高考考试说明，本节教学内容中，学生要建构的物理概念主要有：
（1）在介质中，前面的质点带动后面质点，后面的质点重复前面质的运动而形成机械波。
（2）机械波是机械振动在介质中的传播，传播的是机械振动这种形式，质点不会随波迁移。
（3）机械波是大量质点的集体表现，是宏观现象。
2学生的机械波前概念调查分析
实施教学内容之前，通过问卷的方式对学生的前概念进行调查，情况如下：
确定教学任务了解学生前概念分析前概念，确立概念变化的方式、途径建立物理概念
2.1教材中为引入课题所列举机械波的现象中，大部分不会得到学生的认可
教材中回避了以给机械波定义的方式去开始讲解机械波，而是通过一些具体的现象让学生了解什么是机械波，之后再分析机械波是如何形成与传播的。但是，通过调查发现书上的列举的现象大部分得不到学生的认可。
如大部分学生不认为“五星红旗迎风飘扬，是波在旗子上传播”、“舞蹈演员舞动的长绸显示了波的传播情况”。不认可的学生前者约占85%，后者约占81%。同样，也只有极少数人（6%左右）知道“地震对建筑物的破坏是通过地震波实现的”。但对于“水波是机械波”的说法大部分学生（74%）觉得可以理解，这可能与学生生活中经常接触到“水波”有关系。
2.2对于机械波的形成与传播过程，几乎没有学生能给正确的、全面的理解
学生中较为典型的错误认识是：
（1）介质中的质点会随着机械波的传播而迁移；
如认为声音在传播时把空气传播出去了、在池塘中激起的水波向岸边传播时也把水推向岸边。
（2）一个质点也能形成机械波；
（3）机械波可以在真空中传播；
当然学生认识中也有合理的成份：
（4）机械波是和机械振动相联系的；
（5）机械波具有周其性；
另外，通过分析学生的前概念，发现还有以下特点：
2.3前概念中有合理的成份，也有不合理的成份
学生的某些前概念是与科学概念相一致的（前科学概念）。如：机械波是某种振动相联系、波在传播时具有周期性和水波是一种波等。
大多数前概念是不科学的（相异构想）。如机械波传播时介质会随波迁移、一个质点也可以形成机械波等等。
2.4不同学生的前概念不尽相同
如虽然大多数同学不认为五星红旗迎风飘扬是波在旗子上传播，但也有少部分学生却认可。
2.5就学生个体而言，其前概念体系往往自相矛盾
如有的学生认为，水波传播时会将水送到岸边，但同时又认为声音传播时不会把空气传播出去。
上述特点和有关文献中提出的前概念特点是一致的。
3教学策略设计及实施过程
3.1教学设计时需要注意的问题
根据学生具有的前概念及其特点，在实施概念变化策略时要注意以下几点：
(1)要重视学生的前概念中的合理成分，以便在此基础上进行发展以建构科学概念；
(2)针对学生前概念的自相矛盾之处，要巧妙设置物理情景，引发学生的认知冲突，将学生的错误前概念转变科学的概念；
(3)由于不同学生间的前概念结构并不相同，在教学中注意加强学生间的交流的合作，促使学生团体共同建构一个科学的概念。
3.2教学过程
3.2.1从分析实例开始，发展学生“机械波”的概念
基于大部分学生都承认水波是机械波这一事实，教学之初从分析讨论水波这一常见的现象对学生“机械波”概念进行发展。
演示：用光学投影仪、水槽、振动源演示水波现象（图1）。
先提出一个总体性的问题：水波是如何形成的？然后层层设疑，将问题引向教学核心：水波是否与水做机械振动有关系？一个水分子是否可以形成机械波？
针对教师的问题，师生共同讨论后得出这样的认识：
①水波是大量水共同形成的，是大量质点的集体行为，是一种宏观现象；
②水波和水上下振动有关。
3.2.2建立机械波传播的物理模型，转变学生机械波中错误前概念
（1）实验演示现象，引发学生的认知冲突
由调查知道，不少学生认为机械波是由于介质不停的向前传播而形成的。因此，首先通过实验或生活中的例子让学生看到实际情况并非如此，从而引发认知冲突。
演示：在水波中入一小的纸屑或泡沫，可以看到，纸屑或泡沫只是在上下振动，并没有随水波传到盛水盒的边缘（图2）。
同样的例子生活中也会遇到，当皮球、气球、纸船、落叶等漂浮在水面中央上时，想把它弄到岸边检起来，若通过朝水中扔石子激起水波将东西送至岸边的方法总是不奏效（这个现象也可以播放真实情况的录像让学生了解）。
以上的实验和例子说明，机械波的形成与传播，并非因为介质向前运动．介质仅在原来的位置附近振动。
此时学生头脑中就产生了强烈的疑问：机械波到底是如何形成的？
（2）通过实验，建立正确的机械波形成与传播的概念
为了便于分析机械波是如何形成与传播的，必须建立波传播的简化模型：一维波传播模型。该模型不能从水波直接建立，通过下面过程逐步进行：
①演示“绳波”（直接用软绳演示效果不好，可用装满钢珠的乳胶管代替软绳演示［4］）如图3：上下振动，可以看到一孤立的向上凸起的波向前传播，水平振动，可以看到连续完整的波向前传播（图4）。
②比较绳波与水波，找出二者共同点：介质各部分均振动、均形成凹凸相间的形状向前传播。最后得出结论：绳中传播的是机械波，它的形成与传播原理，就是所有机械波的形成与传播的原理。
③建立物理模型．将软绳简化为若干质点连接而成（图5）
④利用箱式横波演示仪演示机械波是如何形成与传播的（图6）。
通过以上教学过程，学生建立起如下概念：
①在介质中，前面质点振动，带动后面质点也跟着振动，但时间上有延迟，大量质点相互“配合”形成机械波；
②质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会随波迁移；机械波传播的是“机械振动”这种运动形式。
（3）学生亲自参与模拟机械波的形成与传播，促使科学概念的形成
根据多元智力理论，学生参与模拟机械波的形成与传播有利用于他们对科学概念的建构。
如图，让十几个学生站成一排，让学生依次蹲下、站起，头顶形成机械波。
比较摸拟的现象和真实机械波形成与传播过程，如下：
①后面的同学看到前面同学蹲下、蹲起后重复前面同学的动作前面的质点带动后面的质点，后面质点重复前面质点的运动情况；
②每位同学只是在原位置蹲下、站立，同学们传递了蹲下、站立这种运动形式质点只是在平衡位置附近振动，不会随波迁移，机械波传播了机械振动这种运动形式；
②头顶形成“波”的形状是多个同学相互配合的结果机械波是大量质点的集体行为。
（4）解释现象，解决认知冲突
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学生对于机械波的形成与传播有了科学的认识后，接下来让学生解释前面遗留的问题：水面上的纸屑为什么不会随水波向前传播？
至此，学生对机械波的形成与传播概念有了较为科学的理解。但这种理解，建立在对机械横波的分析上。因此还需分析机械纵波的情况对该概念拓展深化。
3.2.3进一步发展科学概念，让科学概念理解更全面深刻
前面所分析的机械波均属于横波，对于一个完整科学的概念而言，还需分析纵波的情况：
①演示弹簧中传播机械波的情况（图8，上图是装置图，下图表示纵波在传播）；
②分析此现象，让学生明确该现象传播的也是一种振动形式，是机械波，并给出横波与纵波的概念；
③借助箱式纵波演示仪说明纵波是如何形成与传播的；
④总结对机械波的形成与传播概念的理解，如下：
不论是横波还是纵波，均有：
理解1，机械波的形成是因为前面的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面的质点运动；
理解2，介质中的质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近振动；
理解3，机械波是大量质点的集体行为，机械波传播的是振动这种形式
4结束语
运用概念变化策略促使学生建构物理概念，最重要的环节就是准确了解学生前概念和现有的知识水平。由于学生个体不同、生活环境不同均会导致学生前概念的不同，因此，运用此策略时要充分考虑不同班级学生、不同学生个体的具体情况。
由于教学内容的不同，采取的教学策略也会不相同，“概念变化”策略并不排斥其它策略，甚至是同一堂课的教学设计，也有可能会多种教学策略并用。但是，关注学生原有的知识经验，采取恰当的教学策略有效促进学生对物理概念的理解，是每一个教师应当具备的教学理念，这也正是新课程中所提倡的，“概念变化”教学策略恰好反映了这一要求。
参考文献：
［1］张建伟、陈琦. 从认知主义到建构主义. 北京师范大学学报（社科版)， 1996, 4: 75-82．
［2］P. H. Scott , H. M. Asoko , R. H. Driver 著 郭玉英、卢俊梅译.“为概念转变而教”策略综述.物理教师，2003，Vol.24 No.5
机械传动论文篇11
机械设计制造及其自动化专业作为学校向应用型综合大学转变中专业建设的重要组成部分，是培养应用型机械类本科专业人才的主阵地。《机械设计》是该专业重要的专业基础课，专业教学计划围绕《机械设计》教学目标开设了工程实践实验课程，如《机械设计课程设计》《16+2职业技能训练》等，培养学生的综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等，要求学生能综合利用所学知识解决工程实际问题。但是在实践实验教学环节，教学效果差，一是因为机械设计实验教学所开实验多是认知性实验和验证性实验[1]；二是因为《机械设计课程设计》命题陈旧且单一，缺乏现代设计，无法达到综合训练的目标[2]。为此，本文提出基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学方法，培养学生的综合设计能力、创新工程实践能力等。
二、机械设计实验教学弊端及改进策略
1.机械设计实验教学弊端。《机械设计》是一门综合性很强的专业基础课，以《机械制图》《理论力学》《材料力学》《机械工程材料》《互换性和测试测量技术》《机械原理》等课程为依托，对机械零件设计准则、摩擦磨损及润滑、螺纹连接、轴毂连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮传动、轴系设计、滚动和滑动轴承、机械系统设计以及其他常用零部件设计等知识进行讲解[3]。其课程特点是内容多且杂，存在大量经验公式与图表，教学内容抽象等，多数学生反映内容零乱，找不到重点。为此，通常在制订教学计划开设相应实验课，辅助学生理解并掌握相关知识，如《机械设计课程设计》《机械设计实验》。随着技术的发展，社会对学生的综合创新设计及工程实践能力提出更高的要求[4]，但目前《机械设计课程设计》《机械设计实验》仍然存在一定的弊端，实践实验教学效果差，无法满足社会需求。《机械设计课程设计》是对渐开线圆柱齿轮二级减速器进行设计，该实践项目存在一些弊端：一是课程设计命题陈旧且单一，是对通用渐开线圆柱二级齿轮减速器进行设计，主要内容为机械方案设计、传动系统详细设计、装配图绘制及减速器设计说明书，相关设计技术指导书成熟，网络资源丰富，学生设计时基本是依葫芦画瓢，查手册，套公式，设计过程就是仿造，部分学生存在抄袭、买卖现象，严重影响教学秩序和教学质量；二是重视二维装配图，轻视二维零件图、爆炸图和三维建模及装配的训练，不足以满足机械设计综合训练的要求。机械设计实验方面，主要包括机器组成及典型机械传动零件感性认识、传动试验（齿轮传动、带传动和链传动等）、机械传动轴系部件设计与分析。由于我校教学计划安排，无明确的机械设计实验有关课程，仅在《机械设计》理论教学时，组织学生参观机械典型零部件多功能语音教学示范箱，加深对《机械设计》各章节的理解。为弥补《机械设计》实践实验课程的不足，我校除了积极对《机械设计课程设计》教学内容、教学方式以及考核方式做调整外，还积极探索以16+2实践周“专业技能训练”作为实验实践教学的补充，但由于不规范存在教学效果差的问题。2.设计实践实验教学，对大学生工程实践能力的培养具有重要的意义[5]。为此，我校对《机械设计课程设计》教学进行创新改革，积极探索机械设计综合创新实验教学。Fischertechnik，即“慧鱼”，是德国人基于六面体接体发明创造的工程技术智趣拼装模型，包含各类机械构件（齿轮传动、丝杆传动、链传动、皮带传动、连杆机构、凸轮机构、减速器等）、电气元件（电机、电气开关、气动零件、各类传感器、控制器、导线及导线接头等）和编程软件等模块。该模型是《机械设计》的理想教学工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建机械创新人才培养平台，结合教师科研、机械工程专业学科竞赛与大学生创新创业训练计划项目等，在16+2实践周“职业技能训练”时机械设计综合创新实验题目，学生自由组队，综合利用《机械原理》《材料力学》《理论力学》《机械设计》《机械制图》等课程知识，合理分工，利用Fischertechnik组合模型，完成相关综合创新实验设计任务，力求达到培养综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等的教学目标。
三、机械设计综合创新实验教学示例
机械传动论文篇12
中国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，把“服务机器人”研发作为重点项目。机械手是“服务机器人”的关键部位，在各种护理机器人、陪护机器人、中医按摩机器人中，机械手是机器人完成“服务”任务必不可缺的一部分。设计并制造具有感知能力的拟人化机器手，并对拟人机械手的材质、机械结构、控制技术进行了深入的调查研究。将微小型步进电机和齿轮减速器引入拟人化灵巧机械手设计结构中，实现机械手的大扭矩抓取和拟人化；机械手装有位置、力、力矩等多种传感器，可实现机械手认知能力，且所有部件均集成在手指和手掌内。开发具有认知能力的拟人化灵巧机械手集机、电、计算机软硬件、信号源处理于一体。有5个相同结构的模块化手指，具有拟人化手形外观及认知抓取能力。通过对拟人化灵巧机械手的研究，带动更多前沿学科与机器人技术的交叉和融合，促进我国“机器人”的进一步发展，提高其技术水平和国际竞争力。
1 仿人机械手工作机理分析
仿人机械手主要由手掌、手指机构、拇指机构和所有的手指驱动机构组成。手掌内放的驱动直流小电机，节约了手的空间，缩小了体积；手指机构包括小指、无名指、中指和食指，它们都由相同的构件组成，包括两个关节前指和后指，前指和后指使用螺钉连接，可以减小手指的大小。各指之间使用轴连接，用轴套保持之间的距离，防止发生碰撞。拇指机构是单独的零件体，单独与四指机构用连杆连接，减小了机构的复杂性，有利于优化机构。传动机构包括电机轴齿轮、减速齿轮、驱动手指机构的半齿和带动拇指的连杆组成。仿人机械手运动的过程是以手掌为基座，电机固定在手掌内，带动齿轮实现各级减速，半齿连接在四指上，当半齿转动时带动四指张合，四指和拇指是由连杆连接，所以四指动的时候拇指也随之而动，且与四指相反，从而最终实现物体抓握。
2仿人机械手控制系统硬件设计
2.1控制系统硬件结构设计
图3-1仿人机械手控制系统结构框图
如图3-1所示为基于单片机系统设计的仿人机械手控制系统的结构框图。其工作方式如下：
其中MCU为单片机处理器，信号采集模块包括位置传感器模块和力矩传感器模块。这两个传感器模块的主要功能是检测对被抓物体的夹紧力地大小，同时生成模拟量的电信号，然后再通过单片机内部自带有的A/D转换芯片将模拟量转换成数字量，单片机将得到的数字信息存储起来，等到要处理的时候进行处理。
当单片机根据采集到的夹紧力对应的电压信号来算得手指的运动的位移，向外部驱动电路发送不同的位移信息。外部的电机驱动器将接收到的数字信息进行处理，最后进行对电机运行的控制。
2.2控制器芯片的选择
在设计控制系统的过程中，对控制芯片的选择至关重要，从系统的稳定性，性能和价格等方面考虑选择STC15F204EA单片机。
STC15F204EA系列单片机是STC公司生产的单时钟机器周期的单片机，是高速、高可靠、低功耗、抗干扰的新一代8051单片机，可设置5MHZ-35MHZ宽范围频率，可彻底省掉外部昂贵的晶振，自带8路高速A/D转换功能，无需在系统再搭建模数转换电路。
2.3电机驱动模块的设计
2.3.1驱动芯片的选择
L293是ST公司生产的一种高电压、小电流电机驱动芯片。该芯片采用16脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达36V；输出电流大，瞬间峰值电流可达2A，持续工作电流为1A。内含两个高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和继电器线圈等感性负载；该芯片可以驱动两台直流电机。引脚P1用于M1电机PWM输入控制，引脚P2用于M2电机PWM输入控制。
2.3.2单片机与驱动器之间的接线与参数设置
本文所采用的单片机STC15F204EA可以控制驱动器L293驱动两台微电机。分别是M1和M2。引脚P1、P2可用于接收单片机输出的PWM脉宽调制信号以实现对电机进行调速控制。实现电机正反转是通过D1和D2两个端口控制的，输入信号端D1接高电平，电机M1正转，如果接低电平，电机就反转。控制另一台电机是同样的方式，驱动器L293输入信号端D2接高电平，电机M2正转，反之则反转，PWM信号端P1控制电机M1速度，PWM信号端P2控制电机M2速度。下图3-2为仿人机械手控制系统接线原理图，详细地绘制了单片机控制驱动器并连接两台电动机的工作过程。
图3-2 控制系统接线原理图
3控制系统软件设计
本控制系统所采用STC15F204EA单片机对应晶振为12MHZ，利用定时器控制产生占空比可变的PWM脉冲信号。PWM输出范围为0% -100%，PWM的周期1ms，频率1KHZ，且输出低电平有效。
如下是控制机器人左右机械手运动的两台直流电机PWM调速的部分程序
#include；
Sbit KEY_M1_SW =P1^0//M1：启动或停止；
Sbit KEY_M1_DR =P1^1//M1：正转或反转；
Sbit KEY_M1_ADD =P1^2；//M1：PWM加一；
Sbit KEY_M1_SUB =P1^3；//M1：PWM减一；
Sbit KEY_M2_SW =P1^4；//M2：启动或停止；
Sbit KEY_M2_DR =P1^5；//M2：正转或反转；
Sbit KEY_M2_ADD =P1^6；//M2： PWM加一；
Sbit KEY_M2_SUB =P1^7；//M2： PWM减一；
//输出控制引脚；
Sbit PWM1_OUT=P3^0； //M1：PWM的输出脚；
sbit MOTOR1_DR=P3^1；//M1：电机转向控制；
sbit PWM2_OUT=P3^2；//M2：PWM的输出脚；
sbit MOTOR2_DR=P3^3；//M2：电机转向控制；
sbit BEEP=P3^7；//蜂鸣器；
//电机的占空比；
Unsigned char PWM1_value=50；//赋初值 50%；
Unsigned char PWM2_value=50；//赋初值 50%；
主程序
Void main（void）
{
PWM_INIT（）：//PWM初始化
While（1）
{
KEY_SCAN（）：//按键扫描
}
}
4结论
本文设计了一种仿人机械手运动控制系统，该系统充分利用了仿人机械手结构简单、体积小、重量轻，拆卸方便，各手指间都可安装传感器的优点，能使控制更加灵活，安全性增强，满足了仿人机械手对控制系统的要求。以STC15F204EA单片机为控制核心，通过与位移及力矩采集模块之间的通信，实现了信息的良好通讯。通过驱动芯片L293驱动步进电机运转实现对机械手抓握物体的良好控制。
参考文献
[1] 蔡自兴机器人学.2009.
[2] 高焕兵，鲁守银，王涛。中医按摩机器人研制与开发【期刊论文】-机器人 2011（05）
[3] 陈殿生，刘静华，殷兰兰。服务机器人辅助老年人生活的新模式与必要性 2011（02）
[4].高微，杨中平，赵荣飞。机械手臂结构优化设计【期刊论文】-机械设计与制造 2006（01）
[5]周惠明。关节机械手的结构创新设计【期刊论文】-煤矿机械 2007（10）
机械传动论文篇13
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化“为特征的发展阶段。
2 工程机械中机电一体化技术的应用
2 . 1 机电一体化和工程机械的关系
思考对于较传统工程机械来说，在现阶段，通过利用机电一体化技术，能够使得各种性能方面都得以明显改善，比如操作舒适性能够得以有效提高；机械能耗能有效大幅度降低，明显提高机械功效。可靠性不断提高；不断提高相应的作业精度和作业效率。
2 . 2 机电一体化对工程机械功能的改进探讨
在现代工程机械领域中，高性能的要求表现无所不在：第一，需要较高的机械功效且较小的能耗；第二，系统一般具有监视运行状态的功能，以及故障自诊和自动报警功能；第三，应具有较高的技术性价比；第四，较低的使用成本；第五，越来越高的自动化程度及精度；第六，具有较长的使用寿命，较为简单且安全的操作。下面对于现代工程机械的电子控制相关内容进行分析。
2.2.1 控制柴油机
要想进一步深入发展柴油机技术，应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天，采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗，还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化，这样的条件下，电子控制自动变速，还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现，能够使得在各种变工况下的柴油机，在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时，能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
2.2.2 降低能耗，提高生产率
在现代工程机械的发展中提高能量利用率显得十分必要，这是因为传统工程机械的燃料能量利用率非常低，往往只有20%左右。通过在日本小松公司生产的新型挖掘机上应用新型节能控制器（OLLS系统），具有比较好的节能效果，相比可节省能源23%。该系统能有效地利用发动机功率，满足发动机转矩和泵吸收转矩能保持在最佳配合状态，通过动作迅速的作业机构而实现生产率的大大提高。
2.2.3 保证成品的作业精度
通过在某些工程机械设备上引入电子控制系统，能够满足系统对于称量精确且过程自动化的要求，同时还能使得劳动强度的以降低，工作效率不断提高，使得人工称量的误差尽可能减少，从而使得拌合成品的作业精度有所保证。比如，对于沥青、混凝土拌合机械设备来说，其计量功能都基本实现自动化，微机控制技术在电子计量系统中被广泛采用。
2.2.4 作业过程的自动化或半自动化
为了尽可能的提高工程机械的运作质量和效率，通过采用自动化或半自动化控制方式，一方面能够使得操作者的劳动强度有所降低，另外一方面也能保证作业精度也不会受到操作人员的技术和生产经验的影响。
2.2.5 电子监控、自动报警及故障自诊
为了进一步保证作业人员和机械设备的安全，避免机件或设备事损坏故的发生，应该监控工程机械的发动机、传动系统和液压系统等的运行状态，这是通过电子监控和故障诊断专家系统设置各种类型的传感器得以实现。在在故障发生之前预先发现问题更有助于问题的解决。
2.2.6 提高安全性
微机控制的力矩限制器在一些国外的塔式起重机和轮式起重机应用，这一般是为了提高作业安全性，防止翻车和断臂事故，当出现超负荷问题的情况，应该立即报警。另外，通过无线遥控装置的许多井下挖掘机能够实现无人驾驶的特点，这对于在有放射性物质污染地区和高温或水下等危险地点上进行作业就尤为必要。
2.3其他应用
现在一些电子控制的自动化变速器在推土机、装载机等工程机械上的使用，能够根据实际的施工要求来改变传动系统的传动化，这不仅能够提高工作的效率，一定程度上还提高了燃料的经济性，简化了人工的操作过程，降低了劳动的强度。比如在推土机、装载机上面加上电子控制的自动变速器，它就能根据负荷的变化情况来自动改变传动系统的传动比，这不仅仅提高了发动机的工作效率，同时也提高了燃油的经济性，而且也降低了工作难度，减轻了劳动强度。总结机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势，也是振兴和发展机械工业的必经之路。
3 工程机械中机电一体化技术的展望
3.1 计算机与信息处理技术
计算机是实现信息处理的主体，信息处理技术包括范围应用比较广，主要包括信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。要想工程机械机电一体化技术发展不断进步，应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3.2 电子控制理论
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术，通过其应用和推广，在相关控制理论指导下，能够满足系统智能化设计的要求，完成相关的设计后的系统仿真等等。
3.3 传感器技术
目前，传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛，比如，发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制；沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点，还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技术的迅猛发展的今天，精度要求越来越高，可靠性和稳定性也能不断提高，越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展，所以，未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
4.结语
从以上分析可以看出，工程机械机电一体化技术已经应用较为广泛，但是随着工程技术不断发展，工程机械机电一体化还会向着更高的阶段升级和发展，朝着机、电、光、磁的综合应用发展。
