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机电一体化产品概念设计理论现状与展望摘 要: 探讨了机电一体化产品概念设计理论与方法对产品创新设计的重要性，分析了国内外不同学科背景的学者从不同角度进行研究的现状国外学者以电子学及控制理论为研究出发点，建立了一些概念设计操作平台国内学者以现代机构学为研究出发点，研究以运动执行功能为主功能的机电一体化产品概念设计，其设计理论与方法，更具有实用性，更有利于计算机辅助概念设计并指出了机电一体化产品概念设计理论与方法的发展方向关键词: 机电一体化;概念设计;系统设计机电一体化(Mechatronics)一词，最早起源于日本，是由机械学“mechanics”与电子学“electronics”结合而成的拼缀词，意思为机械电子学，在我国则称之为机电一体化自提出机电一体化(Mechatronics)这一概念以来，机电一体化经历了30多年的发展，其内涵随科技的发展不断更新，不断丰富特别是人类进入21世机电一体化产品的输出柔性、工作性能及可靠性等方面提出了越来越高的要求而相关学科，如AI技术、计算机技术、传感技术、网络技术、信息技术等的发展，为机电一体化系统开辟了更加广阔的应用前景尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的发展，使产品结构发生了革命性的变化随着信息、传感等技术与传统机械产品的融合，传统机械产品正向着智能化、网络化、模块化、柔性化、微型化、自动化等机电一体化新阶段迈进机电一体化技术已成为一门新兴的交叉学科技术，它涉及到机械制造技术、信息处理技术、传感器技术、伺服驱动技术、接口技术、自动控制技术等关键技术技术的更新，带动机电一体化产品向更高层次方向发展，以满足人们不断丰富和发展的物质、文化和精神上的需求机电一体化技术在21世纪机械产品的设计和开发中将发挥重要作用，其产品是机电一体化技术的载体和体现者，通过机电一体化产品来实现和反映当今的机电一体化技术的发展水平因此，作为机电一体化产品的设计师，不但要掌握先进的机电一体化技术，而且更重要地是掌握如何在产品设计中充分展现现代机电一体化技术的最新成果机电一体化系统所具有的学科交叉性、多技术性、集成性、融合性、复杂性给产品设计师提出了更高的要求[1，2]1 建立机电一体化产品概念设计理论与方法的意义设计方法对于指导产品设计具有重要的作用苏联学者阿切尔康的巨著《机械零件设计》指导了几代人的设计工作，使机械设计理论化、规范化美国学者铁木辛科的巨著《材料力学》也影响了几代人，奠定了强度设计的基础设计理论对于设计的指导作用已为世人所公认最优化原理、智能化原理、柔性化原理、网络化原理、可靠性原理等是从系统的观点和运筹学的角度，针对某项具体指标完成产品局部设计环节的设计理论和方法由于机电一体化产品设计的复杂性决定，单独应用这些设计理论虽可以对机电一体化产品的原始创新起到一定的作用，但也易于达到设计极限[3-5]概念设计是产品设计的重要阶段，决定了产品设计质量的60%~70% 因而，要建立机电一体化产品的设计理论，必须首先建立机电一体化产品概念设计的理论、方法基于优良的概念设计方案才能够得到性能优异的机电一体化产品因此，建立机电一体化产品的概念设计理论体系是非常必要的[6，7]概念设计思想受到各国学者的重视，相继出现了多种用于概念设计阶段的设计理论，如公理化设计理论、TRIZ设计理论、QFD理论等这些理论对工程领域的创新设计起到了巨大的推动作用，其成就为世人所关注但这些设计理论多集中在一般的机械工程领域，或者由多个学科简单组合的工程产品设计由于机电一体化系统的学科交叉性、集成性、融合性及复杂性等特点，现有的机械产品的概念设计理论不适用于机电一体化产品的概念设计，必须结合机电一体化系统的自身特点，建立一套系统的、完整的概念设计理论和方法，指导机电一体化产品的创新设计因此认为，机电一体化产品发展到21世纪，应该为其建立系统科学的设计理论和方法了同时，相关学科的设计理论也为机电一体化建立奠定了必要的理论基础[8，9]

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机械设计类论文题目 300×400数控激光切割机XY工作台部件及单片机控制设计 DTⅡ型固定式带式输送机的设计 FXS80双出风口笼形转子选粉机 4 JLY3809机立窑（加料及窑罩部件）设计 5 JLY3809机立窑(窑体及卸料部件) 6 JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计 MR141剥绒机锯筒部、工作箱部和总体设计 8 PB006糖尿病专家系统开发 PB012自动组卷系统 PF455S插秧机及其侧离合器手柄的探讨和改善设计 PLC在高楼供水系统中的应用 Q3110滚筒式抛丸清理机的设计(总装、弹丸循环及分离装置、集尘器设计) Q3110滚筒式抛丸清理机的设计(总装、滚筒及传动机构设计) 14 SF500100打散分级机回转部分及传动设计 15 SF500100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨 16 SF500100打散分级机总体及机架设计 17 VC005基于WebCam的人脸检测技术 18 X700涡旋式选粉机 YQP36预加水盘式成球机设计 20 Z30130×31型钻床控制系统的PLC改造 21 Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计 22 Φ1200熟料圆锥式破碎机 半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计（镗削头设计） 24 柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计 25 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计 26 车床变速箱中拔叉及专用夹具设计 乘客电梯的PLC控制 出租车计价器系统设计 电动自行车调速系统的设计 多用途气动机器人结构设计 31 工艺-WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计 32 管套压装专机 33 机油冷却器自动装备线压紧工位装备设计 34 基于AT89C2051单片机的温度控制系统的设计 35 基于普通机床的后托架及夹具的设计开发 36 减速器的整体设计 金属粉末成型液压机的PLC设计 可调速钢筋弯曲机的设计 39 空气压缩机V带校核和噪声处理 40 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 41 模具-Φ6药瓶注塑模设计 42 模具-冰箱调温按钮塑模设计 43 模具-电机炭刷架冷冲压模具设计 44 模具-水泥瓦模具设计与制造工艺分析 45 膜片式离合器的设计 内循环式烘干机总体及卸料装置设计 全自动洗衣机控制系统的设计 48 设计-AWC机架现场扩孔机设计 49 设计-CG2-150型仿型切割机 50 设计-ZL15型轮式装载机 设计-插秧机系统设计 设计-工程钻机 的 设 计 53 设计机床-S195柴油机机体三面精镗组合机床总体设计及夹具设计 54 设计机床-车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计 55 设计-搅拌器的设计 56 设计-精密播种机 57 设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 58 生产线上运输升降机的自动化设计 59 实验用减速器的设计 60 双铰接剪叉式液压升降台的设计 四层楼电梯自动控制系统的设计 62 万能外圆磨床液压传动系统设计 63 卧式钢筋切断机的设计 64 锡林右轴承座组件工艺及夹具设计 65 新KS型单级单吸离心泵的设计 66 新型组合式选粉机总体及分级部分设计 67 压燃式发动机油管残留测量装置设计 68 知识竞赛抢答器PLC设计 69 知识竞赛抢答器设计 70 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计

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