机电一体化技术与系统课程教学论文

2022-11-05 08:09:37 精品范文下载本文

第1篇：机电一体化技术与系统课程教学论文

机电一体化技术与系统课程教学论文

一、教学中存在的问题

（一）理论教学方面存在的问题

教材和教学内容与先修课程重复率高，各知识点分散。[２]机电一体化技术与系统是许多高校相关专业为高年级本科生开设的一门课程，旨在让高年级学生厘清前三年的各专业课之间的关系，能够以系统的观点和方法去分析和设计机电一体化系统。由于是原专业基础知识的巩固和加深，因此，教材和教学内容包括了之前学过的多门课程，教材大而全，教学内容多而广；此外，该课程现有教材内容一般按照机电一体化大系统的各组成子系统组织设计，即每一子系统对应一章内容，不同章节知识点之间缺少有机联系。虽然知识点可以独立教授，但容易孤立，学生无法深刻理解机电一体化产品的系统性和技术的综合应用性。

（二）实践教学方面存在的问题

机械电子专业由于为我校后增专业，机电一体化技术与系统课程开设时间相应也不长，加之机电设备的复杂性、高造价、台套数不足、使用维护成本高等原因，在实验教学环节开设的多为演示性、验证性实验，学生动手操作调试的机会少。[３]在课程设计环节，则通常纸上谈兵，模仿设计，学生学习积极性主动性不高，更谈不上创新设计。上述原因使得理论教学与实践教学脱节，在教学中出现“理论教学教懂难、实验教学动手难”的问题。针对传统教学体系中存在的问题，结合我校现场工程师的培养目标，机械电子教学团队探索构建了以学生为主体，以项目驱动为主线，通过项目任务引导理论教学和理论教学指导项目实践的互推互动的教学新模式。在剖析某几个典型机电一体化系统（项目）的结构组成、工作原理、设计过程中，串联讲解知识点并在实验环节进行知识点在项目中的具体应用实现，进而将项目实施和理论讲授有机融合，实现一体化教学。教学改革探索的实践表明，在机电一体化技术与系统这门课程的教学上，采用此方法是可行且有效的'。

二、以项目驱动为主线的教学新模式应用

以项目驱动为主线，是指以项目为载体、教师为主导、学生为主体，将某一门课程的核心概念和原理，通过一个或多个项目的形式来体现[４]，将课程中分离的知识点转换为在具体项目中应用的相关联的技术支持点，将学生认为枯燥乏味的理论知识转变为生动的、具体的技术实现，有利于学生更加系统地认识和掌握所学习的知识。

（一）项目选择

教学新模式应用中，项目设计或选取尤为重要，其成功与否直接影响教学效果。首先，项目应具有代表性，以体现机电一体化关键技术的典型应用；其次，项目应具有可操作性，即项目的难易程度应适中；最好配套有足够数量的、具体可操作的装备供学生实践操作；再者[５]，项目应具有可拓展性，以培养学生综合应用和创新能力。基于上述考虑，并在我校实验室二期建设经费大力投入的支撑下，分别以ＰＬＣ和５１单片机两大控制核心为基点，提出了“物料自动分拣”、“自动立体仓库”、“桁架机器人”和“自动寻迹小车”四大项目。以“物料自动分拣”项目为例，此项目涉及的知识模块包括：西门子Ｓ７－２００ＰＬＣ控制，异步电动机的变频调速，辨识物料颜色、材质的传感检测，触摸屏监控，自动定位控制，光电编码器及气动元件应用等多项技术，均为机电一体化共性重要技术。与此相对应，ＭＰＳ实验室增配了多台套可拆装式物料分拣实验装置，学生可通过机械安装、电气硬件接线、软件编程、系统调试等环节进行动手实践操作，既可进行单项实验，也可进行综合性、创新性实验。

（二）具体实施

１.理论教学方面

概述部分仍沿用教材内容，重点讲述机电一体化概念、体系结构、特点及发展趋势。在课程开始即强化机电一体化产品（系统）“机电有机融合”的特点、“系统化”的设计开发理念和“综合性”的技术应用。其余内容则采用项目驱动教学法，并分两大模块，分阶段展开。（1）第一阶段：以教师讲授为主，选用“物料自动分拣”和“自动立体仓库”两大项目，按“任务分析→方案总体设计→硬件选型、设计→软件设计→系统调试”的项目一般设计开发流程开展。通过两个项目的介绍，使学生熟悉项目开发的一般流程，总体方案设计的一般要求和原则，掌握系统原理图的设计要求，学习如何结合功能实现和成本控制进行硬件选型，常见硬件的工作原理和使用方法等。在此基础上，使学生掌握变频调速、检测系统设计、伺服驱动与控制、步进电机与控制、软件编程技巧与仿真调试等有关综合应用的理论知识。（2）第二阶段：采用讨论互动课的模式进行，教师主要起引导和指导作用，选用“桁架机器人”和“自动寻迹小车”两大项目。教师按每一项目确定３种任务方向共制订６套项目设计任务书，包括设计题目、功能需求、技术要求及重难点。学生结合自身的兴趣爱好，每３－５名同学自由组合为一组，从６套任务书中任选一套，每套设定限选额度（上限为４组）。选题在讨论互动课正式开始前两周即确定完毕。在两周准备时间内，各小组需要完成的工作内容是：任务分析→组员分工→资料查阅→组内讨论→方案拟订→方案形成书面报告并制作ＰＰＴ。在讨论互动课上，按相同任务书抽签选取１－２个小组进行１０分钟的上台演讲、报告，５分钟的讨论互动答辩。每组答辩完成后，教师利用２分钟左右的时间总结学生讨论、发言情况，提出改进意见。[６]讨论互动课通过教师创设情境，激发学生思维，强化对知识点的理解学习，促进学生参与合作，有效调动了学生在课堂上的积极性和主动性，变单纯传授知识为培养学生的学习方法和能力。

２.实践教学方面

实践教学主要包括实验教学和课程设计。（1）实验教学：由于实验室新购置了多台实训装置，因此，开出的实验项目从之前单一的验证性、演示性实验，扩展跃升到集难度递增的单项实验和综合性实验于一体的系统全面的实验体系。同时，实验环节所需要的理论知识、技术应用规范和应用技巧与理论课所讲授内容高度契合，极大增强了学生实验时的自信心、积极性和主动性，学生敢于并愿意动手操作，实验效果突出，学生动手能力显著提高。（2）课程设计：在设计选题上摒弃了之前单一的命题方式，改为可从教师给定的多组题目中任选或学生自由选择的方式。其中，教师给定的题目主要为讨论互动课上项目任务的综合和深化。由于已进行过较为充分的论证，因此，对这部分设计题目详细设计部分要求完成度较高，最好可通过实物验证。

（三）课程考核

与教学模式改革相匹配，对课程考核方式进行了调整，更加强调应用能力的测试，加大实验环节考核比重，增加讨论互动课考核。其中，对于实验环节的考核，除了考察实训时的常规表现（如出勤率、操作规范情况、实验完成情况、实验报告情况）外，在最后一次实训课上以现场发放任务卡的形式，要求各组学生利用现场实训装置，在限定时间内，完成某一小项目的设计、接线、编程和调试工作，最终根据完成情况现场打分，该分值为实验环节最终考核成绩的主要组成部分。

三、总结

教学改革实践表明，以项目驱动为主线的理论实践一体化的教学新模式，实现了理论教学与实践教学的深度结合，将教学内容与工程实践紧密联系，提高了学生对相关技术的工程综合应用能力，以‘用’促‘学’，学以致用；体验型的讨论互动教学方式，让学生主动参与教学过程，发挥其主体作用，增强了学生的团队协作能力、沟通能力，提升了学生的综合素质。

第2篇：机电一体化技术与系统课程说课

机电一体化技术与系统课程说课

机电一体化定义：

机电一体化的概念最权威的说法应是92年6月出版的《中国大百科全书》电工卷的解释：

是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术。

xxx多学科交叉的综合技术。

xxx新型的机械电子器件

（称为机电一体化产品）

出色的机电一体化案例：

1、异步电动机控制机床进给→用计算机控制伺服电机控制机床进给；

2、机床主轴的反转制动→现代数控机床的主轴准停和主轴进给；

3、机床内链环的螺纹加工→具有编码器的数控螺纹加工；

4、汽车发动机化油器供油→电子燃油喷射；

5、纺织工业的有梭织机→喷气、喷水无梭织机；

6、纹板笼头控制提花方式→电子计算机提花方式的转变。

设置该课程（或开发该课程）的理由：

20世纪80年代初，世界制造业进入一个发展停滞、缺乏活力的萧条期，几乎被人们视作夕阳产业。

90年代后，微电子技术渗透进了制造业，而且在该领域得到了广泛应用，为世界制造业注入了生机。

21世纪微电子技术主导下的机电一体化技术高速发展，20xx年机电产品出口对全国外贸出口增长的贡献率达66%，拉动全国外贸出口增长17个百分点。（载自中国工业报）。

本课程的专业地位：

1、专业课

2、专业主干课程

3、高度“机电”结合的课程

4、整个专业课程中最后一门课本课程的主要任务：

实现微电子技术控制机电本体，提升传统机电产品的技术含量，促进制造业的“可持续发展”。

本课程的重要前述课程：

机械工程设计基础

液压与气压传动

机械创新设计

电路与电机

电子技术

单片机原理与接口技术

电气控制与PLC应用

传感器应用

教学内容：

第1章：绪论

围绕机电一体化的定义、发展的前景来讲。

第2章：机电一体化系统中的机械传动

围绕项目1：X—Y工作台机械传动系统；

涉及传动比优化、传动比分配；精密传动；实用新型专利的设计、思想；支承与导向（摩擦、低速爬行）。

第3章：机电一体化控制系统的组成与接口设计

围绕项目2：X—Y工作台微机控制系统

涉及微电子控制中的.最小系统、最大系统；前向通道、后向通道；以及系统组成、系统与外部设备的接口、功率放大器。

第4章：传感器、执行器与微机的接口

围绕项目3：传感器信号的采集处理系统

涉及传感器送到微机的信号需放大、多通道输入、采样与保持、信号转换。

第5章进给伺服驱动系统项目

围绕项目4：步进电动机的环形分配系统

开发了两个实验，用两种手段实现同一目的。

实验一：步进电动机的硬件环形分配系统

实验二：步进电动机的软件环形分配系统

围绕项目5：数控机床伺服驱动控制系统

通过空间直线的插补计算，得到三方向位移进给量，送伺服系统信号输入端，控制伺服电机的进给工作。

教学方法与手段：

1、“机械学”中引进“电子学”知识点；

2、重点突出“实用新型专利”；

3、从关键机电一体化产品中引出机电结构；

4、现场教学、案例教学。

实践环节的两大创新：

一、实验（不同手段解决同一问题）

实验一：步进电动机硬件电路环行分配的实现

实验二：步进电动机软件程序环行分配的实现

二、综合设计（给予充足时间去创新）

模仿教师申报课题：申报→专家审批→团队组织做课题→专家验收→结题。

学生的设计可以这样做：“学生学期初申报课题→指导教师审批同意→学生做课题（指导教师整学期过程指导）→课题验收（实验室调试完成或生产现场调试）”。

（学生综合设计案例）

数控加工中心刀具换刀系统

PLC控制4位密码锁系统

单片机交通信号灯设计

汽车尾灯控制设计

第3篇：机电一体化技术与系统（材料）

论机电一体化产品与机械产品的异同

摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，以及和普通机械产品的区别。

关键词机电产品机电一体化产品优点对比

与传统的机电产品相比，机电一体化产品更方便于我们的生活，使我们充分享受到科技的优越性。

下面对比一下机电一体化产品和普通机械产品的优缺点

(一)使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

(二)生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。

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第4篇：机电一体化课程论文

论机电一体化技术的应用现状及发展趋势

机电一体化是现代科学技术发展的必然结果，是一种复合枝术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和应用现状，并指出了其发展趋势。现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。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。

一、机电一体化技术概述机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。．机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算

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第5篇：机电一体化技术论文

机电一体化技术论文

从小学、初中、高中到大学乃至工作，大家总免不了要接触或使用论文吧，论文可以推广经验，交流认识。那么你有了解过论文吗？以下是小编整理的机电一体化技术论文，希望能够帮助到大家。

机电一体化技术论文 1

摘要：作为机电一体化系统工作中关键性技术，传感器与检测技术在机电系统化运行中具有至关重要的作用。如果没有传感器核心检测系统，那么机电一体化无法实现自动检测以及自动控制。本文分别从汽车、机器人、机械等角度着手，分析传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用，为提升机电一体化检测有效性以及控制有效性打下良好的基础。

关键词：传感器与检测技术；机电一体化；系统；汽车；机器人；机械

1前言

传感器与检测技术在机电一体化系统中具有不可替代的作用。利用传感器与检测技术能够及时检测系统特征和系统状态，同时也能够为待测系统提供必要性信息。所谓机电一体化系统，实际上就是有效结合机械与电子，利用多学科的集成技术来设计出制造系统以及制造产品，提升产品更新换代有效性，实现机电一体化系统智能化以及有效性，利用传感

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第6篇：《机电一体化技术与系统》判断题试题库

√×判断题试题库（100题）

1.()直流电动机反接制动，当电动机转速降低至接近零时应立即断开电源。2.()有感生电动势就一定有感生电流。3.()微机比大型机的通用性好。

4.()斩波器中的绝缘栅双极晶体管工作在开关状态。

5.()因为感生电流的磁通总是阻碍原磁通的变化，所以感生磁通永远与原磁通方向相反。

6.()PLC可编程序控制器输入部分是收集被控制设备的信息或操作指令。7.()磁路和电路一样，也有开路状态。8.()弹性联轴器具有缓冲、减震的作用。

9.()晶闸管斩波器的作用是把可调的直流电压变为固定的直流电压。10.()有静差调速系统是依靠偏差进行调节；无静差调速系统是依靠偏差的积累进行调节的。

11.()双闭环调速系统包括电流环和速度环。电流环为外环，速度环为内环，两环是串联的，又称双环串级调速。

12.()微机用于工业控制时又称可编程控制器。

13.()微机的应用使仪表向数字化、智能化的方向发展。14.()自动线分为全自动生产线和半自动生产线两大类。

15.()产生爬行的区域是动静摩擦转变的非线性