机械电子工程设计中的技术要点

徐洪森 孙震 朱世伟

摘要：社会科技水平的稳步提高，让我国的机械电子工程得到了目前来说最大化的发展，我国作为世界中首屈一指的科技大国，这同机械电子工程的快速发展息息相关。在未来，国家将拿出更多的资源来辅助机械电子工程行业的持续进步，这不仅需要先进技术的大力支持，同时还需要数以万计的优秀人才。基于此，在日后，教育、科研机构需要积极主动的投入到推动机械电子工程行业迅猛发展的浪潮中，奉献出一份宝贵力量。

关键词：机械电子工程;技术要点;分析

随着我国的科技水平的不断发展，我国的各类科技都有着很大的进步，尤其是在机械与电子结合，即机械电子工程方面有着很大的发展。当前世界各国都意识到了机械电子工程技术发展的重要性，当前都在投入大量的人才与经济进行发展，这直接促使了我国机械电子技术研发的热情，进而有效地加快了我国机械电子工程发展的步伐，促使我国机械电子工程与其他各国相比更具竞争力。

一、EDA 技术

EDA 技术是机械电子工程设计当中重要的技术，其主要载体可以进行大规模编程的逻辑器件，在编程过程当中，使用的表达方式是硬件描述语言。EDA 技术在应用的过程中要使用计算机、编程逻辑器件等科技工具，应用的最终目标是对特定的目标新平进行适配编译和逻辑映射，形成电子系统或是成为专用集成芯片。EDA 技术是在电子电路技术之上发展起来的，EDA 技术要编译器、综合器、下载器、适配器等部件共同构成。其中，综合器能够对设计者的设计文件进行转换，使其成为系统内门级电路描述。适配器可以生产最终的下载文件，并安排到制定的器件中。EDA 技术是机械电子工程设计中的核心技术，EDA 技术使用的HDL 语言可以公开利用，其描述范围广泛，可以机械电子工程设计带来诸多的帮助。在后期进行交流、修改、保存等工序时也可以十分方便的进行。另外，EDA 技术拥有较高的自动化，一些常规的纠错、调整等工作可以快速完成。

二、电子工程设计过程中存在的问题

2.1 对成果缺乏一定的保护

目前市场上有很多关于机械电子工程的假冒伪劣产品，究其原因，一方面，我国对知识产权和专利的认识度不够，相关的法律体系构建还不够健全，另一方面，机械电子工程领域的工程人员也对相关的法律知识不熟悉，没有很强的法律意识，因此遇到专利被窃取盗用的情况也不能寻求法律途径进行解决，这就会严重损害我国机械电子工程领域的科研人员的利益，降低机械电子工程创新产品的商业价值，最終打击整个行业领域的创新积极性，导致行业的发展始终无法规模化。

2.2 对人才缺乏特定的教育

机械电子工程领域有众多的专业，涉及到的知识原理和构架体系有很多，而且机械电子工程行业所设计和研发的很多设备是要用于其他领域和行业中的，因此学生在学习时不会只学习机械电子工程相关的专业知识，而是会涉及到很多其他方面的知识体系，因此学生所学的知识范围很广，但是大多比较片面或者浅薄，并没有进行深挖教育，这样在实际的机械电子工程设计过程中是比较不利的，因为没有足够深刻的专业知识作为支撑，在机械电子工程设计创新上就更加难以实现，因此这样的教育模式很难形成较多的高复合型和专业型技术人才。

2.3 对发展缺乏系统的规划

首先，由于机械电子工程有较多的专业，每一个专业都涉及到自身的知识理论体系和原理，因此每一个专业是孤立发展的，大多没有过多的联系，因此也没有一个机械电子工程领域的整体发展规划，每一个专业都按照自己的情况进行发展，相应的数据信息也不能有效整合，这对于一个行业和领域的长远发展而言是不利的，过于分散的孤立发展将导致专业之间的联系疏远，也不能共同进步。

2.4 设计过程中态度不认真

机械电子工程设计是一项需要应用到很多知识原理和计算的项目，因此需要设计人员要用足够认真的态度和耐心完成精密度较高的工作和环节，但是很多设计人员对长期的工作已经失去了态度和耐心，对待设计仅凭自己以往的设计经验，并没有认真地对待每一个不同的设计，因此设计出来的效果往往不够好，这就是因为在设计过程中没有认真对待。

2.5 设计人员缺乏理论知识

机械电子工程设计是一件非常复杂的项目，它需要考虑到所设计的东西的实际性能和功用，以及它应用过程中可能遇到的情况和问题，这些都是设计过程中需要囊括在里面的，但是上面已经说到，我国的教育培养模式使得很多学生对于机械电子工程的相关知识学习比较笼统，涉及面广但是深挖程度不够，因此仅靠浅薄的知识是无法真正完成好一个机械电子工程设计的，它需要依靠更加专业的理论知识和设计经验综合。

三、机械电子工程设计中的技术要点

3.1 EDA技术要点

利用EDA技术对电路特性进行分析，可有效获取更精确的测试结果，从而对设计方案的完成做出可行性判断。工作进行时一定要确保测试结果与电路特征分析的准确性。然而，传统的电子功能测试技术相较于EDA技术而言，专业水平相对落后，传统电子功能测试技术的使用并不能保证相关工作测试结果的精准度_[2]。采用EDA技术对电路特征进行数据测试与分析，则可以确保该测量的精确度相较于前者的可靠性较高，并进一步为机电工程设计方案可靠度的分析数据提供了更多科学保障。

3.2 仿真技术要点

设计工作完成后，借助系统对其虚构一个能完成可靠性分析的技术，即仿真技术。它的主要功能就是对机电工程设计中的设计方案进行相对实际内容的仿真，且具备相应的数字模型，能对其设计方案进行处理，从而验证此方案是否符合设计要求。在确保其具备使用后优良的技术性能时，还能有效规避实际运行中部分可控性事件的发生。另外，为了高效发挥EDA技术的功能作用，其必须对电路结构的相关性能进行检测与分析。

3.3 机械结构需符合防静电需求

在电子产品向轻、薄方向发展的今天，人们有必要对集成电路的元件进行严格管理，并提高电子产品的技术标准。现在最需要建立的基础目标就是缩减密集电子元件、低电路的陈列空间。机械结构主要靠机电工程理论的相对支撑，设计员可以先按照自己的想法画出机电结构，并结合相应理论满足实际的设计需求。部分静电电流、电场条件会对电子元件造成致命损伤，从而影响电子元件正常运作的灵敏度，并存在许多不同程度的安全隐患，因械结构的设计方案需满足防静电需求。机械工程电子结构的设计必须具备充分的理论基础，其设计图纸要以实际需求作为结构设计的前提基础，再采用物理仿真，就可以满足实际工作的设计需求。

3.4 优化设计要点

实际工作中，EDA技术可用于测量电子工程环境的温度等数据，同时该技术还可以对实际工作的环境需求进行全面且细致的反馈检测。通常情况下，优化设计是采用先进的EDA技术确保电子工程的稳定运行，并保证其所工作的环境温度较为系统、合理，从而最大限度地确保设计方案的可靠性。设计员还可以利用EDA技术所检测的相关数据分析，及时对自身设计进行方案上的调整、优化及完善。然而，这些都是传统电子功能测试技术无法做到的，因为后者无法保证设计方案的完整性及测试结果的精准性，且无法找出设计方案的不足_[4]。采用EDA技术能够大大提升实际的工作效率。

3.5在机械结构设计中进行防静电处理

在机械电子工程的设计中，还要完成对机械结构的设计，一般情况下，就是根据设计的原理，构建具体的结构设计图，然后应用到实物中。随着科学技术的发展，人们对电子产品的需求逐渐趋于轻、薄，这就对集成电路器件提出了更好的要求，同时要求电子元件的线路以及排列中都要满足防静电的要求。如果在设计中，不能做好防静电的处理，静电电场和静电电流都会对电子元件造成损坏，严重的就会直接造成电子元件的致命伤害。这是因为静电电场和静电电流可以对周围的电荷产生巨大的吸引力，巨大的吸引力就会大大的降低电子元件的敏感度，严重的就会导致电子元件的电路导体毁坏，甚至发生爆炸的现象。因此，在机械电子工程的設计中，一定要做好防静电的处理，这样才能提高电子元件的使用寿命，同时也降低危险事故发生的概率，对电子元件起到保护的作用。

结语

通过对机械电子工程的技术要点及EDA技术进行分析探讨，能够使机械电子工程为我国经济及科学技术的发展贡献更大的力量。现在，人们对机械电子工程重要性的认识也越来越深刻，越来越多的专家学者加入到了这方面的研究中去，为电子工程的进一步发展起到了极大的推动作用。但要想使其为国家的发展建设贡献更大的力量，还需不断进行相关研究，使其更加完善。

参考文献

[1]毛天舒，刘宏.我国机械设计制造及其自动化发展趋势[J].通讯世界，2016，（01）：211.

[2]宋敏莉.机械电子工程和机械设计方面的教改[J].时代农机，2016，43（04）：121+123.

[3]童立红.基于碳纳米管薄膜热声光声特性及蜃景效应的理论研究和数值分析[D].中国科学技术大学，2015.

[4]耿其东，王福元，王军，李春燕.机械电子工程专业虚拟仪器设计课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2016（22）：47-48.