刍议机电一体化产品的设计方法

刘德成 威海职业学院 264210



刍议机电一体化产品的设计方法

刘德成 威海职业学院 264210

【文章摘要】

机电一体化是一门新型科学，其具有单独体系，该技术是一项相当先进的机械工程技术，机电一体化产品已成为各领域十分重视的研究对象，机电一体化产品的设计方法显得尤为重要。开发应用机电一体化技术，综合利用交叉学科知识，使得机电一体化产品不断往智能化、集成化等方向发展。

【关键词】

机电一体化;设计;方法

机电一体化产品是集监控和节能于一身的高新技术产品，研发机电一体化产品，符合“十二五”规划纲要对于“大力发展节能环保”这一重点领域跨越发展要求，也符合“十三五”对于环保以及产业结构调整规划的要求。而掌握机电一体化产品设计方法是研发出高效、节能的机电一体化产品的关键。

1 机电一体化

1.1概念

所谓机电一体化，是指结合机械技术、信息技术、微电子技术、电工电子技术、信号变换技术与传感器技术等各项技术，并将综合体应用于实际领域的一项新兴综合性技术。1971年，日本杂志《机械设计》副刊上最先提到机电一体化这个概念。随着现代科学技术的发展，机电一体化产品设计逐渐走向智能化、人性化设计的道路。北京数系科技的一款机电一体化设计研发全流程的旗舰品牌CAMEL VIEW，能够用很少的原型，为客户有效地研发出自己所需要的一体化产品，以便更快占领市场。

1.2技术发展

随着我国工业化的发展，作为一项极具综合性技术的机电一体化技术，已经被广泛运用于社会各个领域。该技术不断向智能化、集中化、网络化、微型化、PLC 技术化发展。智能化发展是机电一体化发展的主要方向，智能化元素使得工业机械操作系统具有决策、推断等多方面能力，相比传统的机电技术，开发智能化机电一体化产品主要集中在性能开发上，如对早就进入研究创新阶段的自动清洁机进行智能化控制管理。集中化，即集中监控化，突显机电一体化产品功能合一作用，设备系统一个细小环节出现故障都能被及时发现，运用该技术可以保证设备有效运行和管理，提高设备运行安全性能。20世纪90年代，我国已经将网络技术应用于机电一体化研发过程中，远程控制技术的发展，有效推动了机电一体化产品的网络化。微型化能够有效融合机械和控制，并且无需对两者进行区分，不需分离CPU、传感器等核心部分。目前，我国已出现微机电一体化的产品，还在军事与通讯等领域有应用。

PLC ，即可编程逻辑控制器，PLC 技术具有传统的机电系统所没有的功能，其能实时显示相关数据，保证数量控制，有助于统计和计算设备数据。

2 机电一体化产品设计方法

机电一体化产品设计要充分考虑产品的性能要求，结合力学、材料等知识设计机械部分，以产品简易、实用，制造方便，取材便捷，成本低等为目标。设计人员要熟悉相关法律条款，并对人身安全保障措施进行设计，对电气系统设计充分考虑到开闭式循环应用设计，优化设计结果，并进行检查，确保智能化分析无漏洞。

2.1机电一体化产品设计流程

近些年来，随着机械、电子等行业的高速发展，机电一体化设计方法越来越得到重视，机电一体化设计方法是在多学科基础上的交叉设计方法，其适用性越来越强。机电一体化设计有其特殊的方法与准则，并有其固定的流程。通常，机电一体化设计有开发设计、适应性设计两个阶段。开发设计是指在满足功能和审美要求的前提下，开发设计出具有市场需求的产品

机电一体化的设计通常要经过开发设计阶段和适应性设计阶段等。适应性设计，简单的说，就是修改已有的设计，完善现有设计，提高其性能和功能。设计过程中要充分考虑到产品质地、结构等各项因素，最大可能设计出经济适用、技术新等产品。

2.2交叉综合设计

机电一体化设计会涉及到大量的机械设计和电子设计，产品研发过程中要应用多学科、跨专业结合的综合设计方法，各学科协同作用，无主次之分。设计人员要在设计定位和市场调研基础上考虑机械结构和电子电路等因素，并协调各因素，实现产品的功能和服务。

2.3产品结构设计

产品结构设计，是指对产品内部结构、机械部分的设计。产品结构设计是一个复杂的过程，一个产品的结构设计好坏决定着该产品能否实现其各项功能。结构设计师要具备全方位、多目标的空间想象能力，还应具备跨领域协调的整合能力素养。设计出安全耐用、性能强，且低成本、易于制造的产品。以绿色节能冷藏箱结构设计为例，设计者不仅要设计一系列相关联的零件来实现其各项功能，又要考虑该冷藏箱外形美观、结构紧凑。在设计中不仅要考虑物质和能源消耗的减少，还要考虑产品零部件的回收利用价值，尽量减少有害的物质排放。该绿色产品设计是一种观念上的创新，采用更简洁、长久的造型延长产品寿命。

2.4制造工艺设计

产品美观设计和结构设计固然重要，但若不对制造工艺进行设计，产品设计将达不到预期效果。产品的制造工艺设计在工业生产中占举足轻重的地位。模具制造过程中出现问题会直接影响到产品的美观以及产品制造的效率和成本。制造工艺设计应简洁大方，操作性强，尽量使用智能化操作，减少手工出现的误差。

3 结束语

机电一体化产品的研发是我国今后研发的重点方向，机电一体化技术是现代制造业的核心技术，并被广泛应用于机电产业和其他制造业领域。今后对机电一体化产品会有更高的要求，但主要还是集中在对机电一体化系统的高要求，将机械技术、信息技术、传感技术等融合在一起，使整个系统处于最优化，机电一体化产品设计不仅要注重结构设计还要重视制造工艺设计，使机电一体化设计更科学、更有效。

【参考文献】

[1]黄增兰.简述机电一体化在工程机械中的应用[J].黑龙江科技信息,2015,08:33.

[2]赵黎畅,王晨升,陈亮,侯志晗. 机电一体化设计方法下指导的产品设计——以绿色节能冷藏箱为例[A].清华大学.设计驱动商业创新：2013清华国际设计管理大会论文集（中文部分）[C].清华大学:,2013:5.

[3]高亚萍.机电一体化技术的发展及应用分析[J].电子技术与软件工程,2015,07:172.

[4]王阳,那国才,王玉倩.浅析发展机电一体化的关键技术[J].黑龙江科技信息,2015,03:86.

刘德成.性别.男.出生年月 1965.3.籍贯.山东威海文登,职称职务副教授副主任.学历.大本

【作者简介】