机械电子工程研究方向篇1

关键词：机械电子工程；人工智能；关系；信息化

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2017.13.099

一般意义上而言，机械类工程包括两种类型：动力类和制造类。制造类大家都比较熟悉，包括机械的加工制造和一般的加工制造业；而动力类的有带动各种机器的发电机等等。由于纯机械制造的衰落，传统机械与电子工程的结合成为发展的主流。随着人们生活需求的增长，机械电子工程技术也向着高精尖方向发展，服务大众生活的功能越来越强，尤其是人工智能与机械电子工程的结合使得其功能越来越强大。

1关于机械电子工程的简述

1.1机械电子工程技术的发展历程

机械电子工程已经有了一个相对较长的发展时间，20世纪已经达到了一个相对高的水平，尤其是第三次科学技术革命又一次把机械电子工程推向了一个新的高峰，新科技革命完美地将电子科技和传统的机械工程结合了起来，使得机械电子工程越来越向信息化和智能化，并把它们应用到民众的日常生活和企业的管理过程中。

总的来说，机械电子工程大致可分为四个阶段：第一阶段主要是在西欧中世纪晚期，新的资本主义萌芽的生产关系出现，生产力有所发展，但仍然相对低下，新的商业贸易促成了货物需求的大量增加，然而当时具有的动力仍然是水力、风力和牲畜力，这些动能远远不能满足生产发展的需要，大大制约了生产的发展，这时的科学家，准确的说是处于工作一线的机械技师开始思考如何提高动力，逐渐推动了机械工业的初步发展。第二阶段主要是生产力有了进一步的发展，大部分企业为了提高工作效率和产品的质量，依据马克斯・韦伯的流水线程序安排产品生产，然而，这种流水线对机械的水平要求很高，当时的机械相对不能满足流水线生产的需要，于是就出现了该种技术的第二阶段的发展。第三阶段是我们在日常生活中常见的机械电子工程技术，现代人们生活节奏越来越快，为了工作的便利，生活简易化程度要求也越来越高，对产品的机械化、智能化、灵活度要求极其的高，以机械电子技术为核心的高灵敏性技术便应运而生了。第四阶段是随着工业4.0的发展而发展的，工业4.0技术进一步推动了机械电子技术的快速发展，是的该行业领域内即将出现另外一次革命的征兆，将人们带入更加便捷的时代。

1.2机械电子工程的特点

机械电子工程是机械自造技术和电子工程科技的有机结合，因此，该专业不仅具有机械工程的一般特点，还有电子工程的一般特点，同时，还具有机械电子工程本身独有的特点。综上所述，机械电子工程具有以下特点。

1.2.1设计上的综合性

机械电子工程是一门综合性的学科，他是由几种学科综合而成的一门学科。因此，作为一门综合性特别强的学科，从设计上可以看出，机械电子工程会依据现实的需要而结合其它技术，例如它会根据具体现实需要结合企业需要的管理技术、生产制造技术等，以利于现实的需要。

1.2.2机械电子产品的复杂性

机械电子a品体积小，结构比较简单，但是构造确实很精细，产品性能很高，大大满足了人们对高灵敏性、高智能性的要求。同时，这种机械电子产品体积特别小，特别容易携带，结构复杂功能多样，不失为一种好的日常用品。

2关于人工智能的简述

2.1什么是人工智能

什么是人工智能呢？不同的专家有不同的定义，Nierson认为，所谓人工智能就是关于如何得到科学并把科学运用到现实的一门实用性很强的应用型学科。著名教授Wenston认为，人工智能是使计算机去做只有高级人才才能做的工作。综合以上的定义，我们认为，所谓的人工智能是指综合了现代计算机技术、信息技术、心理学语言学等对门学科的一门高精尖的学科，它通过延伸扩展计算机技术模拟人的一门技术。

2.2人工智能的发展历程

2.2.1最初时期

在400多年前，法国科学家发明了第一台可以计算数字相加的计算器，此后，科学家们纷纷朝着这一方向进行攻关，以求完善这一创造，后来美国著名学者冯诺依曼发明了世界上第一台全自动的计算器。在最初阶段，也可以说是人工智能的萌芽阶段，这一阶段最显著的特征就是技术发展缓慢，但是仍旧取得了一些成果和经验，为以后的发展奠定了一些基础。

2.2.2第一个快速发展阶段

在上世纪50年代，美国科学家第一次使用了“人工智能”这一概念，从此人工智能进入到一个快速发展阶段。这一阶段主要将人工智能应用到翻译、证明等事情上，并取得了较好的成果。人工智能在这一阶段的飞速发展使得人们坚信只要通过科学研究就可以总结人类的逻辑思维方式并创造一个可以模仿人们生活的机器。

2.2.3反复阶段

随着对人工智能的进一步研究人们发现，对人类高智能的模仿并不是一件容易的事情，学者不能完全设计出对人类模仿的简单映射。但是这一时期仍然出现了相当多的成果。

2.2.4稳定发展阶段

当人类意识到建立全方位模仿人类高智能的是一件不容易的事情之后，他们开始安定下来潜心研究进一步发展的技术和相应的功能，随着科学界学者的努力，他们逐步攻克了难题，同时世界互联网的发展也大大普及，这一切都促使人工智能的稳定发展。

3人工智能与机械电子工程的综合应用

进入21世纪，互联网已经渗入到我国民众生活的方方面面，信息化的民众生活离不开智能化的发展，无论是各行业的模型的建造，还是事故处理都离不开人工智能，人工智能在机械电子工程当中起着信息处理的强大功能。

随着社会经济的进一步发展，简单的人工智能已经不能满足人们日益复杂的工作需要，科学家们开始研究综合性的人工智能技术，使其功能发挥到最大化。

参考文献

[1]傅丽玲，杨平.机械专业综合型实验平台建设[J].电子科学技术大学学报，2005（7）：37.

[2]陈庆霞.人工智能研究纲领的发展历程和前景[J].科技信息，2009，（33）：127.

[3]史忠值.高级人工智能[M].北京：科学出版社，2006.

[4]肖斌，薛丽敏，李照顺.对人工智能发展新方向的思考[J].信息技术，2009，（12）：3132.

[5]王孙安.机械电子工程系统设计[D].西安：西安交通大学，2006，10.

[6]王建，黄宗艺.工程机械一体化、机器人[J].中国机械工程，1996，7（3）：6466.

[7]周文盛.发展中的机械电子工程[J].中国电子教育，20021997，（1）：4851.

机械电子工程研究方向篇2

关键词：机电一体化；机械工程；未来发展

引言

现阶段，我国科学技术水平已经得到了极大的提高，科学技术领域已经取得了较大进步。在人们日常生产活动当中，科学信息技术影响着人们的生活，同时科学技术在多种领域以其不断创新的特点使得许多专业领域相互交织、相互融合，对于机械工程领域表现尤为明显。传统的机械工程是以电气化为主要技术，而如今机械工程在技术应用方面发生了重大改变，现在是以机电一体化技术为核心，这使得机械工程企业的组织结构、社会的产业结构等方面都发生了较大变化。

1机电一体化概况

目前我国机电一体化技术已经得到了长足的进步现已成为包含多种理论知识且具有本身特点的技术，随着时代的快速发展，未来将会有更多的新技术融入到机电一体化技术中。在机械工程中应用机电一体化技术，使其机械工程实现自主控制。机电一体化技术通过将电子技术、计算机技术以及机械技术等有机地进行结合，其目的在于使其生产精度得到提高，从而提高产品质量，为了快速发展机电一体化技术，有关研究人员应从四方面开始着手。

1.1机械本体技术

要想提高机械本体技术，首先应通过减轻自身重量、提高性能以及准确度[1]。对于减轻机械本体重量来说，可以使其机械尽量小型化，重量的减少也能使其性能得到提高。有关研究人员可使用非金属复合材料取代金属材料，以此提高机械的性能，同时也使其机械实现小型化，从而提高工作效率。

1.2信息处理技术

微电子技术的提高对于机电一体化技术有着重要的影响，因此若想进一步的发展机电一体化，应对其信息处理技术做进一步的创新，具体来说有关研究人员可以参考国内外先进经验，利用网络技术实现信息处理技术的更新，以此使其稳定性得到增强，处理速度更快，从而使得机电一体化技术更加可靠。

1.3传感技术

传感技术在机电一体化技术当中起到关键性的作用，通过电流的传递使其命令得到快速传输[2]。在研究过程中，首先要考虑传感器的性能，其中包括传感器的稳定性、安全性以及精确性。对于传感器的稳定性来说，提高其抗干扰能力是至关重要的工作。因此，相关研究人员应积极开发先进的传感器，使其受到的干扰降到最低。

1.4软件技术

对于机电一体化系统来说，不可缺少的就是对软件的使用。软件要与机电设备硬件相互发展，如果设备硬件进行更新，而软件没有及时得到更新，那么也将使其机电一体化系统受到影响，反之也是同样结果。另外，若想提高软件技术，就要制定出相关的软件开发标准，以此规范软件程序。

2机电一体化未来发展方向

2.1自律分配化系统方向

现阶段，机电一体化技术已经得到了快速的发展，这使得其控制系统拥有大量的反应经验，从而能够应对大多数的紧急事件，即通常人们所说的自律分配化系统[3]。每当自律分配化系统开始运行时，系统中的各个子系统开始运行，且子系统之间不收到彼此间的影响，同时子系统在经历长时间的运行也会获得大量的反应经验，这使得子系统也能够轻松应对绝大多数的紧急事件。另外，在机电一体化的总系统发出命令信息后，子系统会根据命令发生相对应的改变，这一特点使得机电一体化系统可以有效地防止由于某个子系统发生故障而导致机电一体化整个系统发生故障的问题出现，自律分配化系统能够有效的提高系统的稳定性。

2.2全息系统化方向

全息系统化指的是机电一体化系统全方面实现命令的传递与执行，在未来机电一体化发展中，这种特点将会越发明显[4]。机电一体化使其从不同方位实现命令的精确执行已然成为机械工程智能化发展趋势，这一趋势预示着信息技术将会得到更进一步的发展，从而使其机电一体化技术全面提高。

3机电一体化在机械工程中的应用

3.1监督控制作用

在机电一体化的发展过程中，电子监控系统一直以来都发挥着至关重要的作用。其作用就是监督机电一体化系统中各个子系统的运行状况，这些子系统包括机械工程的传动系统、感应系统、发动系统、制动系统等[5]。如果这些子系统中任何一个系统出现异常，则电子监控系统则会发出警报，提醒工作人员有故障产生，同时也能够精确报告其故障位置，方便工作人员快速发现并解决问题。电子监控系统的应用使得机电一体化系统能够安全稳定的运行，以此使得机械工程中遇到问题能够及时的解决，从而提高了生产效率以及减少机械工程因故障而造成的损失。

3.2提高生产效率

机械工程通常采用的能源为柴油机能源，而传统的柴油机能源利用率低下，电控系统能够充分使其柴油机的功率得到最大输出，并使其柴油充分燃烧[6]。一般情况下，工作人员为了减少因柴油机设备老化而引起的能源浪费，一般会采用电子控制技术，对其柴油机的运转情况进行分析，同时控制其输出阀门，以此使其能耗损失减小，利用率得到提高。

3.3提高加工准确度

为了提高加工准确度，以及有效的避免人工作业时因操作失误而造成的误差，可以在机械儿装置中加设电子控制系统，以此来完成对机械设备的合理控制。另外相较于人工操作机械来说，加装电子控制系统可以提高作业效率。例如，在建筑施工过程中，在混凝土搅拌器设备中加装电子控制系统，可以实现对混凝土自动称重以及自动搅拌功能，不仅省去人力，同时也提高了作业效率，同时也使其混合比例达到最佳，混凝土质量得到了有效保证。

3.4实现机械半自动化或自动化

机械设备自动化的实现能够减少劳动力的使用，同时也能提高工作效率以及减少生产过程中安全事故的发生。例如，我国某地质勘察单位，在挖掘机机械设备中，设置了挖掘控制系统，将挖掘线路及轨迹输入到控制系统中，从而使其挖掘机按照所设定的方向轨迹以及操作流程进行挖掘工作，机械作业实现自动化使得人工作业的危险性降到最低，从而保证了工作人员的人身安全，也使得工作效率得到极大提升。

4结论

总而言之，机电一体化技术在机械工程中应用越加广泛，一方面体现了机电一体化技术已然获得了较为成熟的体系，另一方面也表明了科学技术对于未来社会生产有着重要的影响与作用。机电一体化为传统的机械行业带来了新的发展方向，在机械工程应用过程中，充分提高了生产效率，使其机械生产加工准确度得到极大地提高，同时也使得生产作业人员的人身安全得以保障。随着科学技术的不断发展，机电一体化技术将不断地应用于机械工程当中。

参考文献：

[1]李勇.机械设备电气工程自动化技术的运用分析[J].现代商贸工业，2017（32）：186-187.

[2]高加才.《机械工程控制基础》课程教学研究[J].考试周刊，2017（83）：22.

[3]杨乃富，李利平.机电一体化技术在机械工程领域中得到的应用及发展趋势简要分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（29）：164.

[4]石宏天.机电一体化技术在机械工程领域的应用[J].内燃机与配件，2017（15）：135.

[5]杨洋，刘兵.机电一体化系统中智能控制的应用浅析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（22）：16-17.

机械电子工程研究方向篇3

农业为第一产业，在促进社会稳步发展上发挥重要作用，因此，中央多次采取措施扶持农业发展，大力鼓励农业相关技术的研究与应用，尤其电子信息技术在农业机械中的应用，使得农业机械的功能越来越强大，很好的满足了当前农业发展要求，电子信息技术在农业机械中的应用研究因而引起诸多专家及学者的关注。

一、电子信息技术在农业机械中的应用现状

电子信息技术在一些生产领域中的应用使人们认识到了电子信息技术的优势，但在农业机械中的应用还存在一些不足，主要体现在以下方面：

（一）应用率不高。目前，我国多将电子信息技术应用在农业气象预报、农业网站建设等方面，而在农业机械中的应用并未引起足够的重视，有关电子信息技术在农业机械中应用的研究并不深入，导致电子信息技术在农业机械中的应用率不高，一定程度上影响农业机械信息化水平的提升。

（二）与国外存在较大差距。尽管电子信息技术优点突出，我国在一些领域中的应用取得了显著成效，然而在农业机械中的应用处于摸索阶段，缺乏一定的经验。同时，电子信息技术在农业机械中的应用需要考虑一些实际问题，我国地域广阔农作物种植种类复杂，给电子信息技术在农业机械中的应用带来一定难度。整体来看，我国电子信息技术在农业机械中的应用与国外发达国家相比存在较大差距，仍有较大的提升空间。

二、电子信息技术在农业机械中的应用内容

目前来看，电子信息技术在农业机械中的应用内容较多，包括农业机械内部的应用、总线通信技术的应用以及人机接口技术的应用等方面，接下来逐一进行分析。

（一）农业机械内部应用。电子信息技术在农业机械内部应用中，电子装配技术具有较高应用率，根据农业机械作业特点，装配相关的计算机智能终端，实现对农业机械局部工作状态的显示与控制。研究发现，一些发达国家将电子装配技术应用在农业机械中取得了良好效果，如在农业机械的监视系统、控制系统中的应用，极大的提高了人们对农业机械的操控水平，保证农业机械工作稳定，使得农业机械的工作效率得以显著提高。当前，电子信息技术在拖拉机等一些农业机械中的应用较为成熟，并逐渐向着智能化、网络化的方向发展，给电子信息技术在农业机械中的应用指明了方向。如，农业生产中拖拉机自动驾驶技术的应用，可减少重播、漏播情况的出现，提高作业效率，即使新手也能操作自如，尤其其可视化显示，即使在夜间光照较弱的情况下，仍能正常作业。

（二）总线通信技术应用。总线通信技术是电子信息技术的重要组成部分，是保证农业机械各项信息顺利传输的基础，即，在农业机械驾驶室设置相关的智能显示终端，并借助双绞线、光纤电缆等将农业机械的工作参数及状态加以显示，使驾驶人员能够及时了解农业机械的工作状态。另外，还可通过与卫星通信进行GPS定位，实现农业机械的自动播种功能。例如，在拖拉机中安装GPS定位，可一次性完成覆土、播种、覆膜等操作，大大提高播种精度，每千米播行垂直误差控制在2cm以内，找茬准确率可达到2．5cm，促使播种效率及质量得以显著提升。

（三）人机接口技术应用。众所周知，农业技术主要靠人进行操作，如何利用电子信息技术将人的操作转化为农业机械可识别的指令，是电子信息技术在农业机械中应用的关键，这就需要应用到人机接口技术。人机接口技术包括供人们操作农业机械的输入终端技术、传输介质以及显示终端等内容，并逐渐向电子监视仪的方向发展，为更好的实现人机交互提供方便（如图1所示，打捆机输入终端）。使农田耕种向智能化方向发展，减少作用中人为的操作，大大降低人工劳动量，为农业的增产增收创造良好的条件。

三、电子信息技术在农业机械中的应用策略

为保证电子信息技术在农业机械中更好的应用，提高农业生产机械化与信息化水平，我国应立足电子信息技术在农业机械中的应用现状，分析与发达国家间的差距，正确认识电子信息技术在农业机械应用的不足，积极采取针对性策略。

（一）提高电子信息技术应用意识。电子信息技术在促进农业机械性能，增强农业机械功能上发挥重要作用，尤其农业是我国的基础产业，是保证社会稳定发展的前提。因此，我国应提高电子信息技术在农业机械中的应用意识，不断提高农业机械信息化水平。首先，认真研究电子信息技术与农业机械的契合点。众所周知，电子信息技术包括较多内容，部分内容并不适合应用在农业机械中，这就要求在对在农业生产深刻理解的基础上，做好认真的分析，从技术及投入的可行性入手做好充分的论证，明确电子信息技术与农业机械之间的契合点，为农业机械中电子信息技术更好的应用奠定基础。其次，提高电子信息技术在农业机械应用中的针对性。农业机械生产中应在对所用电子信息技术分析的基础上，注重显示终端、通信线路等的合理设计，预留相关的位置，既要保证电子设备的正常运行，又要符合人们的操作习惯。最后，做好电子信息技术的应用总结。电子信息技术在农业机械中的应用专业性要求较高，尤其不同的农业机械作业特点存在较大差别，而且我国农业机械中电子信息技术的应用处在探索阶段，因此，需要做好对电子信息技术的总结与分析，对电子信息技术在农业机械中的应用不断的进行改进与优化，及时处理出现的问题。

（二）增加电子信息技术应用力度。电子信息技术在农业机械中的应用，不仅需要国家职能部门的引导与支持，而且需要农业机械设计与生产单位的积极配合，增加电子信息技术在农业机械中的应用力度。一方面，国家应注重信息技术在农业机械应用中的研究投入。尽管国家比较重视农业生产，为加快农业机械化发展，给予农民一定的购机补助，调动农民购买机械设备的积极性，但电子信息技术在农业机械研究方面的投入相对较弱。因此，国家职能部门应正确处理农业补助、购买农业机械设备补助以及电子信息技术应用之间的关系，增加电子信息技术在农业机械设备应用的研究投入，尤其应安排专项研究资金，为电子信息技术在农业机械中的应用提供有力的资金支持。另一方面，给予农业机械设计与生产单位相关扶持。针对应用电子信息技术的农业设计及生产单位应结合实际情况，给予一定的资金扶持，提高其在农业机械中应用电子设备的积极性。另外，国家职能部门还应做好与发达国家之间的交流与合作，学习发达国家农业机械中应用电子信息技术的先进经验，结合我国农业生产特点加以借鉴，不断提高农业机械电子信息技术应用水平。

（三）加强电子信息技术应用研究。电子信息技术在农业机械中的应用涉及很多内容，部分内容较为专业，因此，为给农业机械更好的应用电子信息技术做好铺垫，我国应将电子信息技术在农业机械中应用研究当做重点。一方面，做好通信技术的应用研究。电子信息技术在农业机械中的应用依赖于通信技术，因此，为确保农业机械中各种参数信息的顺利传输，应根据不同传输介质采用相关的通信标准，并做好安全设计，促进农业机械各项信息顺利的传输。同时，确保各终端设备与总线之间接口的牢靠性与合理性。另一方面，注重基础设备性能的研究。农业机械工作环境较为复杂，尤其容易产生较大尘土给电子设备的正常工作造成较大不良影响，因此，我国应注重电子信息技术基础设备的研究，做好防潮、防尘土等设计工作，确保电子信息技术设备适应各种复杂的工作环境，不断提高其工作性能。另外，做好软件设计研究工作。电子信息技术在农业机械中的应用既要硬件设备的支持，又离不开软件的支撑，因此，我国应根据不同电子信息设备实际情况以及工作要求，做好软件程序的研究、设计与调试，更好地发挥电子信息技术在农业机械中的作用。

四、结论

综上所述，电子信息技术在农业机械设备中的应用专业性较强，而当前我国电子信息技术在农业机械中的应用存在一些不足，本文通过研究得出以下结论：

（一）电子信息技术在农业机械中的应用

涉及较多内容，因此，应在研究电子信息技术在农业机械应用不足的基础上，明确电子信息技术在农业机械中的应用内容，为采取针对性优化措施提供依据。

（二）为提高电子信息技术

在农业机械中的应用水平，我国既要注重提高电子信息技术在农业设备中的应用意识，又要采取措施增加电子信息技术应用力度，尤其应做好电子信息技术在农业机械中的应用研究工作，为发挥电子信息技术在农业机械中更好的应用做好铺垫。

参考文献：

［1］赵一鸣，赵睿，朱建峰．电子信息技术在农业机械领域的应用［J］．南方农机，2017（01）：17＋22．

［2］张战祥．电子信息技术在农业机械中的应用［J］．甘肃科技纵横，2015（10）：99～100＋38．

机械电子工程研究方向篇4

关键词：组合学；机械电子工程；应用

引言

组合学中的组合数学中对离散对象的处理问题，是计算机科学的核心内容。所以，在机械电子工程的优化编码领域，组合学可以起到一定的应用效果。而组合学中有关排列计数的研究，则可以应用到机械电子工程的传感器节点分布设计方面。而相对来说，机械电子工程是设计与实践相结合的学科，所以，作为很多计数学科基础的组合学可以被广泛的应用于机械电子工程设计中，从而为机械电子设计强大功能的实现提供保障。而为了了解组合学在机械电子工程中的实际应用情况，本文从案例角度对组合学在机械电子工程设计中的应用进行了研究。

1.在齿轮抗干涉设计方面的应用

在机械电子工程设计中，常常需要利用齿轮来完成设计的某项功能。但是在实际设计的过程中，齿轮之间常会出现一定的干涉的问题。为了解决齿轮的干涉问题，研究人员就需要进行抗干涉齿轮集机构的编码设置，从而保证由多个齿轮的鉴别齿组成的齿轮集机构具有一定的抗干扰性，进而实现整个设计的功能。所以，抗干涉齿轮集机构是一种用于引信保险和解除保险控制的机构。而组合学在这方面的应用，可以进一步优化编码，从而使整个机构的组合更为科学和有效[1]。

在完成机构结构和动作设计时，可以利用组合学中的“二维迷宫映射法”来进行编码设计结果的校验。这个思想其实就是采用迷宫映射的方式，将编码问题转换成映射图的k-顶点着色问题。而在这之前，验证者要进行迷宫映射图的“路格点”和“阱格点”概念的设置，并以“关键陷阱格点”和“十字叉”为判据。这样，验证者就能将编码问题转化成无向简单图。但是，采用该种方法进行编码设计结果验算时，密码齿轮层数越多，该种方法解答的复杂度也将越高。比如接受验证的抗干涉齿轮集机构的密码齿轮如果有3层，那么其相应的求解复杂度也将高达3n，而n的大小则取决于解锁密码的字长[2]。而在进行抗干涉齿轮集机构编码的顶点着色问题解答时，则需要利用组合学中的贪婪法来进行解决。而在实际设计的过程中，利用VisualBasic软件进行抗干涉齿轮集机构的编码及校验程序的编写，就是贪婪法应用的体现。在这个软件中，只要输入解锁符号序列，就可以自动生成二维迷宫映射图，并求解出回执密码齿轮编码的示意图。而验证序列是否与密码匹配的结果，则将会以文本文档的形式输出。实际上，随着科学技术的发展，现在的软件往往会带有编码模块和校验模块，而这些模块往往是在组合学的理论基础之上建立的。这些模块中不仅包含着大量的组合学算法，还可以实现机械电子工程设计程序的编码。在编码模块中，只要输入解锁符号序列，就可以生成关键路格点和关键陷阱格点，从而进行迷宫图的设计。而这些迷宫设计图是在满足误码立即解锁的基础上建立的，从而保证编码的准确性。但是需要注意的是，不同密码齿轮层的关键陷阱格点是采用不同的颜色来表示的。而校验模块则会自动执行密码齿轮的鉴别齿轮的编码校验运算，并以文档形式保存。总之，组合学在齿轮抗干涉设计方面的应用，在机械电子工程设计中已经取得了一定的发展。

2.在传感器设计方面的应用

在机械电子工程设计中，传感器的使用较为普遍。而在传感器的网络节点分布设计方面，组合学的应用起到了较大的作用。比如在进行相同区域的多个传感器分布位置设置时，各个传感器都会有一定的感应范围，从而形成一定的传感器网络。而只有在保证每个传感器被覆盖的面积最小情况下，才能使该区域的传感器起到最大的作用。所以，在进行传感器网络节点分布设计时，各个传感器可以被看作是组成系统的各个模块，而这些模块必须很好的组合起来，才能发挥出整个系统的功能，而这就涉及到了组合学的应用。因此，在进行这部分内容设计时，可以采用组合学中的1-色等圆覆盖问题来进行问题的解决。具体来说，就是将这个系统中某个传感器模块当做是节点，而节点模块则与微控制模块一样属于分立器件。在进行其他传感器模块位置设置时，要以该节点区域的k-色等圆覆盖问题研究[3]。而通过研究任意一点被多少个传感器覆盖的数据之后，就可以得出传感器模块分布的最好位置，从而进行传感器网络节点的分布设计。但是需要注意的是，在进行机械电子的传感器设计时，使用的传感器种类往往不同，而这就导致了每个传感器覆盖面积的不同。此时，就应该利用组合学中的k-不等圆覆盖问题进行2维覆盖面积的研究，从而进行传感器网络节点的分布设计。所以，机械电子工程设计的传感器设计问题，其实就是应用了组合学的有效组合算法进行了传感器网络节点的设计，从而解决了较为复杂的传感器区域覆盖问题。

3.结论

总而言之，机械电子工程学科涉及的学科及内容较广，既包含了制造类的学科，也包含了动力学的学科。但是组合学是由强大的理论体系所构成的，可以应用于机械电子工程设计的多个环节，从而使机械电子工程设计拥有更为完善的理论体系。而随着人工智能的发展，机械电子工程设计将获得更大的发展空间，而组合学在机械电子工程设计中的应用，可以进一步促进机械电子工程的发展。因此，本文针对组合学在机械电子工程中的应用问题进行的研究，有利于促进这两种学科的共同发展。

参考文献：

[1]潘雍，傅明星，于晨.机械电子工程综述[J].机电工程，2014，05（31）：554-557.

机械电子工程研究方向篇5

早期工作主要针对大批量生产自动线和各类专用机床。70年代，在我国首次自行研制出立式和卧式加工中心。80年代，开始将信息技术引入传统的制造业并成为国内最重要的研究力量。在CAD/CAM、柔性自动化、精密加工以及数控方面开始艰苦的创业。90年代，本学科在制造业信息化、激光加工自动化、大型医疗装备方面的研究富有成效，尤其是在数控技术和制造业信息化方面取得了突破性进展，今天已形成相当规模的产业，总产值已超过5亿元，在数控和CAM/CAM/CAPP方面当属中国高校之最。进入21世纪后，本学科在数字制造、电子制造、微纳制造、工业工程等交叉学科领域开展了诸多具有创新性的研究工作，并成为国内在相关研究领域的排头兵。

目前，本学科已经形成了具有活力的学科方向及实力强且结构合理的学术队伍，建立了高水平的教学、科研基础平台，形成了学、研、产协调发展的态势，主要研究方向及其特色与前景如下：

1．数控技术与系统

此方向的研究与开发在国内处于水平，研究成果已转化成有相当规模的产业，年产值超过5亿元。现正在开发研究新一代的智能的、网络化的数控系统。

2．先进装备及其技术

结合国家支柱产业、国防、医疗等行业对关键装备的需求，研制实用高水平装备；参与企业重大关键装备或重型机床的数控化改造；研制数值化基础部件、先进功能部件及新型数字化装备。

3．制造业信息化技术

此方向的研究与开发在国内处于前列，在CAD/CAM/CAPP方面的研究工作已形成较大规模的产业，其中CAD和CAPP所占国内市场超过70％。在数字化样机、虚拟设计、多学科优化设计等方面的研究处于国内水平。

4．数字化制造

面向能源、运载、国防等领域的重大需求，在数字制造基础理论研究方面国内并具有较大的国际影响，承担了以我校为首席的973项目、国家自然科学基金重大、重点项目，研究工作具有国内水平。

5．现代设计理论与方法

以设计为主线，以机械、汽车等为载体，在机电系统动力学、动态、热态设计理论与方法、智能设计、优化设计、振动噪声及其控制、系统动力学与性能仿真、NVH分析与控制、测试与主动控制技术方面的研究具有特色。

6．液压气动技术

紧密结合国防需求，开展海、淡水液压系统及其元件的研发及电液比例、伺服系统与控制技术的研究；以FESTO气动中心为基地，开展气动伺服技术的基础理论、新型气动元件、电液/电-气伺服技术的研究。作为非国防口院校，此方向持续得到军方重大项目及基地建设的支持。

7．测试技术与无损检测

开展测量原理、实用仪器和自动检测装备以及评定理论与方法的研究；组建了教育部制造技术国际标准研究中心，开展GPS标准计量基础理论与技术的研究；针对输油、储油及大型工程中安检的需求，开展数字化无损检测的理论研究和实用装备开发，实现了学、研、产良性循环发展。

本学科较之国内同类学科的优势主要表现在：

·学术队伍：五位院士领衔，一批中青年骨干，包括长江学者9人，杰出青年基金4人，总装备部先进制造领域专家组组长1人，国家863先进制造领域专家组成员1人，教育部创新团队1个

·学科基地：数字制造与装备技术国家重点实验室

制造装备数字化国家工程研究中心

国家数控系统工程技术研究中心

国家CAD支撑软件工程技术研究中心

教育部制造技术国际标准研究中心

·学术地位：机械学科教学指导委员会主任委员单位

机械设计制造及其自动化教学指导分委员会主任委员单位

国家自然科学基金重大项目、民口军口973项目牵头单位

·学术成就：奖励（国家科技进步二等奖四项）

全国百篇优秀博士论文三篇

获得了国际SME大学奖

·学科产业：研究开发促进规模产业的形成（华中数控、天喻信息、天喻软件、开目软件）

学院在强化自身建设的同时，还先后与美、英、德、日、韩、俄、澳大利亚、新加坡、香港等多所大学、研发机构和企业建立了广泛的合作办学和合作研究关系，为引进和培养一流的国际型人才，积极参与国际竞争与合作奠定了基础。近十年来，学院承担并完成国家和企业的科研项目近千项，获国家科技进步奖9项、国家技术发明4项、省部级科技进步奖100余项。1999年以机械学院为核心的华中科技大学CIMS中心，荣获了国际制造工程师（SME）颁发的大学奖。今天的机械科学与工程学院形成了自己的学科优势和办学特色。它是国内高校同行中有竞争力的学院之一。

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学术学位招生目录学科专业名称及代码、

研究方向

招生

人数

考试科目

备注

100机械科学与工程学院

080201机械制造及其自动化

机械类考生考试科目：

①2213控制理论

2215优化设计

2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3311电子技术(二)

3312计算机图形学及算法实现

3314工程测试与信号分析

(2213、2215、2201选一)(3311、3312、3314选一)

光电子类、信息类考生考试科目：

①2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3355半导体光电子学

3364微机原理与接口技术）

（3355、3364选一)

080202机械电子工程

机械类考生考试科目：

①2213控制理论

2215优化设计

2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3311电子技术(二)

3312计算机图形学及算法实现

3314工程测试与信号分析

(2213、2215、2201选一)(3311、3312、3314选一)

光电子类、信息类考生考试科目：

①2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3355半导体光电子学

3364微机原理与接口技术）

（3355、3364选一)

080203机械设计及理论

机械类考生考试科目：

①2213控制理论

2215优化设计

2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3311电子技术(二)

3312计算机图形学及算法实现

3314工程测试与信号分析

(2213、2215、2201选一)(3311、3312、3314选一)

光电子类、信息类考生考试科目：

①2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3355半导体光电子学

3364微机原理与接口技术）

（3355、3364选一)

080204车辆工程

机械类考生考试科目：

①2213控制理论

2215优化设计

2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3311电子技术(二)

3312计算机图形学及算法实现

3314工程测试与信号分析

(2213、2215、2201选一)(3311、3312、3314选一)

光电子类、信息类考生考试科目：

①2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3355半导体光电子学

3364微机原理与接口技术）

（3355、3364选一)

0802Z1工业工程

机械类考生考试科目：

①2213控制理论

2215优化设计

2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

2244运筹学（限工业工程专业考生选考）

②1101英语

③3311电子技术(二)

3312计算机图形学及算法实现

3314工程测试与信号分析

3336生产计划与控制（限工业工程专业考生选考）

(2213、2215、2201、2244选一)(3311、3312、3314、3336选一)

光电子类、信息类考生考试科目：

①2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3355半导体光电子学

3364微机原理与接口技术）

（3355、3364选一)

080402测试计量技术及仪器

①2201高等工程数学(含矩阵论、数值计算方法与数理统计)

②1101英语

③3314工程测试与信号分析

3315误差理论与数据处理

3355半导体光电子学

3364微机原理与接口技术

3522互换性与技术测量

(3314、3315、3355、3364、3522选一)

专业学位招生目录学科专业名称及代码、

研究方向

招生

人数

考试科目

备注

100机械科学与工程学院

085272先进制造

①2309专业基础课

②1107外语实际应用能力

③3546专业素质和专业能力

机械电子工程研究方向篇6

【关键词】微机械；微机械加工技术；超微机械加工；光刻加工

随着微纳米技术的不断发展，以本身形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微机械已成为人们在微观领域认识和改造客观世界的一种高新技术。微机械由于具有能够在狭小空间内进行作业，而又不扰乱工作环境和对象的特点，在航空航天，精密仪器，生物医学等领域有着广阔的应用潜力，且是实现纳米技术（Nanotechnology）的重要环节，因而受到人们的高度重视，被列为21世纪关键技术之首。

1.微机械的特征

微机械在美国常称为微型机电系统；在日本称作微机器；而在欧洲则称作微系统。

微机械按其尺寸特征可以分为1-10mm的微小型机械，1nm-1mm的微机械，以及1nm-1mm的纳米机械。而制造微机械常采用的微细加工又可以进一步分为微米级微细加工（micro-fabrication），亚微米级微细加工（sub-micro-fabrication）和纳米级微细加工（nano-fabrication）等。概括起来，微机械具有以下几个基本特点：

1.1体积小、精度高、重量轻。其体积可小至亚微米以下，尺寸精度达纳米级，重量可轻至纳克。

1.2性能稳定、可靠性高。由于微机械的体积甚小，几乎不受热膨涨，噪声和挠曲等因素影响，具有较高的抗干扰性，可在较差的环境下进行稳定的工作。

1.3能耗低、灵敏性和工作效率高。微机械所消耗的能量远小于传统机械的十分之一，但却能以十倍以上的速度来完成同样的工作，如5mm×5mm×0.7mm的微型泵的流速是比其体积大得多的小型泵的1000倍，而且机电一体化的微机械不存在信号延迟问题，可进行高速工作。

1.4多功能和智能化。微机械最终要达到集传感器、执行器和电子控制电路为一体的目标，特别是应用智能材料和智能结构后，更易于实现微机械的多功能化和智能化。

1.5适于大批量生产、制造成本低廉。微机械采用与半导体制造工艺类似的方法生产，可以象超大规模集成电路芯片一样一次制成大量的完全相同的部件，制造成本比之传统机械加工大大降低。

2.微细加工的工艺方法

2.1超微机械加工

超微机械加工是指用精密金属切削和电火花、线切割等加工方法，制作毫米级尺寸以下的为机械零件，是一种三维实体加工技术，多是单件加工，单件装配，费用较高。微细切削加工适合所有金属、塑料及工程陶瓷材料，主要切削方式有车削、铣削、钻削等。

2.2光刻加工

光刻技术主要应用在微电子中。它一般是对半导体进行加工，需要一个有部分透光部分不透光的掩模板，通过曝光、显影、刻蚀等技术获得和掩模板一样的图形。先在处理过后的半导体上涂上光刻胶，然后盖上掩模板进行曝光，其中透光部分光刻胶的化学成分在曝光过程中发生了变化，之后进行显影，将发生化学变化的光刻胶腐蚀掉，出半导体，之后对出的半导体进行刻蚀，最后把光刻胶去掉就得到了想要的图形。光刻技术在微电子中占有很大的比重，比如微电子技术的进步是通过线宽来评价的，而线宽的获得跟光刻技术有很大的关系。

3.微细加工技术的尖端应用

3.1搬迁原子

1990年，美国圣何塞IBM阿尔马登研究所科学家用STM将镍表面吸附的氙原子逐一移动，最终以35个氙原子排成IBM三个字母。每个字母高5nm，原子间的最短距离为1nm。这一成果开创了人类单原子操纵研究的先河，表明人类不仅可以用SPM观察、测量试样表面上的原子、分子结构，而且可以根据人的意志随意加工制造出原子级的人工结构。将原子、分子进行重新组装、排列成一定的形状，是一种典型的“从下至上”构筑物质结构的最终极形式。1埃0.1纳米。

3.2微机器人

微机器人（Micro-Robot）是相对比较完备的微型电子机械系统（MEMs）的代表。微机器人的应用主要集中在工业领域、医学领域及基础学科研究领域，在移动或处理微组织，区分细胞，DNA分析，运用STM或AFM操纵样品等各项研究方面，微机器人都发挥着重要作用。在生物医疗方面，微机器人可辅助进行细胞区分等辅助诊断以及眼部、脑部微纫手术。

4.微细加工的重要地位和趋势

微细加工技术是精密加工技术的一个分支，面向微细加工的电加工技术，激光微孔加工、水射流微细微细加工技术是精密加工技术的一个分支，面向微细加工的电加工技术，激光微孔加工、水射流微细切割技术等等在发展国民经济，振兴我国国防事业等发面都有非常重要的意义，这一领域的发展对未来的国民经济、科学技术等将产生巨大影响，先进国家纷纷将之列为未来关键技术之一并扩大投资和加强基础研究与开发。所以我们有理由有必要加快这一领域的发展和开发进程。

随着20世纪80年代后期微机械、微机电系统这一门新兴交叉学科的兴起，微细加工技术作为获得微机械、微机电系统的必要手段，得到了快速的发展。微细加工技术起源于平面硅工艺，但随着半导体器件、集成电路、微型机械等技术的发展与需求，微细加工技术已经成为一门多学科交叉的制造系统工程和综合高新技术，广泛应用于医疗、生物工程、信息、航空航天、半导体工业、军事、汽车等领域，给国民经济、人民生活和国防、军事等带来了深远的影响，被列为21世纪关键技术之一。现代制造技术的发展有两大趋势：一是向着自动化、柔性化、集成化、智能化等方向发展，另一个就是寻求固有制造技术的自身微细加工极限。

未来微机械和微细加工技术的研究仍然要立足于微观理论基础的研究和微细加工技术的探讨开发上。随着人们对微观世界的深入了解和掌握，微细加工技术手段必将发展向更高的层次，促进人类社会通往更高层次的文明时代。

参考文献：

[1]尚广庆，孙春华.纳米切削加工模型的研究[M].北京出版社.

[2]林滨，韩雪松，于思远等.天津大学学报[J].天津出版社.