机械电子工程专业介绍.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑机械电子工程专业介绍 我的专业我了解 ——机械电子工程 一、国内外概况 70年头，日本适时地将急速进展的微处理技术、集成电路及传感器技术与细致工程相结合，开发了系列融机械、微电子、计算机、操纵技术为一体的新型机械，并形成了一个新的专业名词“机电一体化”，近40年来，日本推出的机电一体化产品逐步占领了国际市场，给日本带来了巨大的经济效益，是“日本经济奇迹”的主要组成片面，对国际经济的影响深度甚至不亚于能像和计算机本身随着机电一体化产业的进展，80年头初，日本机械学会编辑出版了《机械电子学》丛书，东京大学细致机械专业提出了将Mechatronics作为一门新兴的应用学科，东京大学和东京工学院等相继设立机械电子学的本科乃至博士专业，旨在培养未来的机械电子学工程师，担负下一代产品设计及细致制造工作 美国的微电子技术兴隆，但其机电一体化产业起步较晚，进展不如日本，其重要理由是大学的教导没有适应机电一体化技术的进展，大学的机械系没有突破传统的模式，因而造成机电一体化人才的缺乏80年头中后期，美国已熟悉到了这一问题，并在努力变更这种状况，如美国自然科学基金委员会1985年投资兴建6个国家工程测验室，在加州大学Stanta Rarbara分校投资1400万元建立的机器人系统微电子学中心就是其中之一。

英国兰开斯特大学、剑桥大学于70年头后期在大学高年级设置“电气——机械接口”选修课，在1985年设置了机械电子学工程硕士学位课 近三十年来，国内一些院校相继试办机电一体化类型专业，大多数是由机械设计及制造专业进展而来的，机械工程师进修学院和有些院校还办了机电一体化“专升本”持续教导1989年，国家教委将“机械电子工程专业”列为试办专业，1993年列为正式专业中国机电一体化协会1990年、1991年在无锡市、1993年在桂林市召开过三届“机电一体化教学研讨会”，参会院校由21所进展到40余所目前，还有一些院校正在建立机械电子工程专业，这与当今机电一体化进展的潮流是完全吻合的 二、机械电子工程专业内涵 机械电子工程是一个以机械、微电子和计算机应用技术为三大支柱的新型边缘学科，它还涉及到操纵论和信息科学Mechatronics这个日制英语名词，是在70年头初以商标形式展现的，早期的理解是“机电一体化”，是指带有电子电气装附件的机械系统，用以实现纯机械系统所不能实现的功能或用以简化机械系统的布局现今对Mechatronics的理解是“机械电子学”，是探讨机械与电子技术相结合，研究设计由计算机操纵的智能机械的理论与方法的应用科学，它是“机电一体化”的进一步深入和进展。

只要应用机械电子学理论与方法设计出来 的产品都可称为机电一体化产品；反之， 机电一体化产品并非确定是在机械电子学的根基上创造出来的 日本对Mechatronics较权威的解释是：Mechatronics是指在机构的主动功能、信息处理功能和操纵功能上引入电子技术，并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成的产品或系统，同时，它又表示一个在技术概念与技术内容都有所创新的综合性学术领城美国学者V. Daniel Hunt在机械电子学一书中将Mechatronics概括为“有筹划地应用和有效地把机城与电子结合起来，以创造最优产品”英国学者D. A. Bradley等认为机械电子学是指在抉择产品和生产过程根本设计阶段就开头考虑如何将细致机械技术与电子操纵系统有机地触为一体我国学者一般将机电一体化产品和技术统称为“机械电子工程”，并把柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）及自动化生产工程也包括在内 机械电子工程是机械、电子和计算机工程等多学科交错与融合的产物，如图1所示它又不断通过学科交错、技术融合和创新，使其本身得到持续地进展机械电子工程是多技术融合与集成而面向应用的学科。

一类应用是种类繁多的采用机械电子技术的物理产品，包括机械类产品和大量非机械类产品，可以把它们分为加工机、信息机和动力机；另一类应用是采用机械电子技术的各种制造过程，如柔性制造系统、计算机集成制造系统等两种应用都是独立的系统，强调不同技术的集成与融合，从而追求系统达成优质、高效、低耗、清洁和柔性；机械电子产品的规模小，而制造过程那么是一个大系统；机械电子产品本身主要是技术的集成，而制造过程还要将技术和管理结合起来，从而形成制造技术、信息技术、管理科学等相关科学技术交融的先进制造技术 机械电子工程的主要特征表现为：快速更新、技术交错和多层次进展微电子技术、计算机技术以及信息技术的快速进展必然推动机械电子系统的进一步更新和换代学科交错、 技术融合以及技术创新是机械电子工程急速进展的关键机械电子系统的内容和布局呈现从低级到高级的多层次性，如智能机械电子系统可以从初级、中级、高级到接近人类聪慧不同级别的系统可以根据实际需要同时并存，并不是在展现更高级的系统后，较低级的系统就必然淘汰机械电子系统设计最具挑战的问题之一是系统布局的设计，即硬件(驱动器、传感器、仪表、电源、集成电路芯片、操纵器以及数字信号处理芯片等)和软件(完成传感和操纵的环境及算法、信息流及数据采集、仿真、虚拟机等)的选择，如图2所示。

机械电子系统可以分为：(1)常规机械电子系统； (2)微机械电子系统(MEMS)；(3)纳米机械电子系统(NEMS)常规机械电子系统和微机械电子系统的根本原理是一致的，而纳米机械电子系统正在使用不同的概念和理论举行研究设计人员利用经典力学和电磁学理论研究常规机械电子系统和微机械电子系统，而量子论和纳米电子力学被用作研究纳米机械电子系统机械电子工程专业不同于其它以自然科学为根基的专业，它更多的是深入研究工程设计问题，重点是将操纵、微电子以及计算机等相关领域的技术应用于机械系统和制造过程因此，机械电子工程是对包括机器设计、物体运动操纵、能量转换、热力学、热交换、流体力学以及机械操纵等方面的广泛领域举行研究对机械布局设计更多的是考虑机械系统设计以及整个系统的相互作用，从操纵的角度，研究和了解系统的各部件是如何在操纵之下作为一个有效和有机的完整系统协同一致工作的；从能量转换的角度，分析和抉择零部件的最正确组合方案，以及怎样协调和操纵系统设计以确保系统设计的全过程按系统的设计方案运转机械电子工程专业定位在 “机械工程”的大领域，突出光、机、电有机结合和融合，主要对机械操纵、测量、状态监控等方面开展研究和设计。

因此，其主要的关键技术包括：(1)检测传感技术，(2)信息处理技术，(3)自动操纵技术， (4)伺服传动技术，(5)细致机械技术，(6)系统总体技术 三、机械电子工程专业的专业设置和分布 机械电子工程是将机械学、电子学、信息技术、计算机技术、操纵技术等有机融合而形成的一门综合性学科，它是机械工程一级学科下的二级学科，下面包含一个三级学科——液压操纵机械与电子、计算机以及操纵等技术有机结合而产生的新理论、新技术、新系统和新产品，在国民经济各领域机电一体化设备以及生产过程自动化中，得到了广泛的应用，对科技的进展起着重大促进作用主要课程有：工程制图、机械原理、工程力学、机械设计、电工与电子技术、机电传动操纵、微机原理及接口技术、测试技术、自动操纵原理、软件工程、机械制造工程、数控技术、CAD／CAM等 从人才培养层次上划分，机械电子工程专业人才培养可分为研究生层次、本科层次和专科层次目前，机械电子工程专业的设置展现两头大，中间小的状况在研究生层次上，几乎每一个有机械工程一级学科的研究生院或研究生部的学校都开设了机械电子工程专业，每 年为我国培养数以万计的机械电子高层次人才在本科层次上分为两种处境，一种是学校独立设置了机械电子工程专业，目前本科高等院校中设置机械电子工程本科专业的只有三十多所，宛如济大学、上海大学、北京理工大学、武汉科技大学、华南理工大学、重庆大学、哈尔滨理工大学、江苏大学等高校。

其次种是学校在机械设计制造及其自动化和机械工程及其自动化两个专业下开设的机械电子或机电一体化专业方向，也称为准机械电子工程专业，这种学校数量众多第三种是专科层次，主要分布在职业技术学院中，几乎全体的工科职业技术院校中都设立了机电一体化专业，而且每年培养的学生数量很大在上述三个层次人才培养中，大片面本科院校的机械电子工程专业和专科层次的机电一体化专业培养的是应用型人才 高等学校机械电子工程专业人才培养的目标主要是从事机械电子产品及将机械电子技术应用于制造过程的研究和应用开发人员，目标是培养复合型人才国内外大量院校在人才培养模式上都在举行不断的探索，对比多的做法是课程整合，要求学生在掌管数学、外语和计算机根基上学习两个学科， 机械+电子或机械+计算机的专业根基课和专业课，再加一些机电一体化的综合课程这种课程体系的安置使得学生负担过重，而且有大量课程在课时上举行了压缩，学识梯度加大，不少学生不仅难以“吃深”和“吃透”所学的内容，而且还失去自主学习的兴趣另一种方法是延长专业的学制，机械专业的本科加上电气或电子类专业的双本科，或者采取机械电子工程专业本、硕连读，这种模式提高了教导的本金，是一种性价对比低的教学方法和人才培养模式。

高等学校对机械电子工程专业本科生和研究生的培养方法理应是有所识别的，更加是对本科生这一层次的人才培养体系较难掌管 四、机械电子工程专业的办学特色 机械电子工程专业的应用型人才理应具有机械设计制造的根基学识，掌管自动操纵的根本理论，掌管机、电、液及计算机操纵的根本方法和具有确定的软件编程才能，同时要获得机电一体化系统或产品设计的根本训练，由于机械设计与制造的对象好多，也就形成了各学校的教学特色，例如通用机械、船用机械、动力机械、工程机械、食品、包装、林业、化工、汽车等等在学生培养的过程中，由于电子、电气、计算机技术的手段好多，每所学校部是根据学校的办学要求、本身的各方面的根基条件，设定培养目标、制定培养方案和筹划各校在理论教学与实践性环节的教学上的侧重点上有不同，有的在数控加工、编程上强化，有的在单片机系统设计、程序开发上强化，有的在PLC应用上加强，有的在液压操纵上下功夫等等，形成了学校自身的专业特色，加强实践才能培养是人才培养的关键 1、建立多层次的实践才能培养训练体系 从专业教学角度来说，实践课分为课程测验、课程设计、生产实习、综合测验、专项技能训练、毕业设计等环节从训练层次来分，把实践技术的训练分为根基训练、综合训练、 工程训练三个层次。

学生实践才能的培养务必遵循从简朴到繁杂，从根基到综合的培养方法在实践教学中务必建立分层训练的培养机制、重视学生实践训练过程和结果 2 、加强测验、课程设计、毕业设计实践环节的指导和考核 从近年的教学现状来看，用于测验教学的设备数量不断增多，但学生的实践才能却提高缓慢，理由是多方面的，一是教师的指导精力缺乏，由于学生数量增多，教师正常的测验都指导不过来，更不用说指导学生的综合设计测验和创新才能设计测验；二是学生在测验过程中参与性不够，更加是在几个人一组的测验中，往往动手的只是少数几个同学，其它的同学只是袖手旁观，根本没有参与测验的过程三是考核工作不完善，教师重视的是测验报告，对测验过程的考核不能够严格要求，对测验中关键过程不能够严格把好关．虽然学生外观体验了这一关，但没有获得根本技术的训练，这种处境在高校教学中分外普遍 3 、加强校内外实习基地创办 由于受企业生产任务和经济效益的制约，学生在校外实习困难较多建立稳定的校外教学实习基地是解决教学实习难的根本途径在加强校外教学实习基地创办的同时，要加大校内教学实习基地创办的力度，不断充实测验教学设备 五、 办学中存在。