机械电子工程设计中的技术要点研究

冯蕾

机械电子工程设计工作具有一定的难度，故设计中如果不注重相关技术要点，很容易导致设计质量问题的出现，该问题对后续生产有一定影响，因此必须予以关注。着眼于这一点，有必要对机械电子工程设计的要点展开分析，同步围绕相关要点要剖析注意事项，确保技术应用得当。

（一）电路有效性

任何机械电子工程设计中都涉及到电路，其关系到设计成果的运作，即电路连接电源，可以给机械装置的各个部件输送电力能源，这样机械装置才能运作。在这种情况下可以看出电路对机械电子工程设计质量有较大影响，若设计中的电路存在有效性方面的缺陷，势必会导致设计成果无法投入使用，因此电路有效性是机械电子工程设计的要点之一。

（二）防静电构设

机械电子工程设计中有很多电子器件都容易受到静电影响，容易导致器件出现异常，甚至会因此损坏，故相关领域对机械电子工程设计提出了防静电要求。但值得注意的是，电子器件是静电影响的来源，即电子器件本身就会对外放出静电，故其他电子器件会受到静电影响，在这种情况下机械电子工程设计不可能完全脱离电子器件，因此要避免静电影响，就必须从电子器件间距上着手。

（三）仿真检测

因为机械电子工程设计比较复杂，且设计工作比较依赖人工，所以在任何情况下设计人员都不可能保障设计完全没有问题，故应当在每次设计完成后都进行仿真检测。仿真检测是利用仿真技术模拟机械装置的运作情况，如果装置在仿真运作中没有出现异常，就说明设计没有问题。仿真检测一般分为两个板块：第一，要将整个设计流程分为若干环节，每个环节完成后都进行一次仿真检测;第二，在各环节仿真检测通过后设计人员需要将各环节设计成果结合在一起，完成后使用仿真技术进行整体检测。通过两个步骤的检测，设计人员能够知道当前设计是否存在问题、存在何种问题，才能够针对性地进行处理，如此循环可保障设计无质量缺陷。

（四）仿真优化

当设计人员通过仿真检测发现机械电子工程设计存在问题时，或者发现当前设计还有可以改进的地方时，就要展开优化设计工作，但优化设计同样存在一定难度，设计人员一方面要解决当前问题或实现改进目标，另一方面又要避免新问题发生，因此优化设计复杂度较高。在这种情况下设计人员可以继续使用仿真技术进行优化设计，即仿真技术使得设计人员能够在仿真环境中对设计结果进行参数调整，这种调整方式准确度较高，因此设计人员能够兼顾方方面面，同时每当设计人员做出调整仿真环境中设计模型就会发生对应的参数变化，这样设计人员能够直观看出是否存在新问题，若存在则取消上一步骤，重新调整，故仿真优化也是机械电子工程设计中的一大技术要点。

围绕以上四大要点，下文将提出相关实施策略，分析策略应用方式及相关注意事项。

（一）3D建模设计

关于机械电子工程设计电路有效性的体现，主要分为两个方面：第一，电路是否能够供电，即部分机械电子工程设计中存在电路设计出错的问题，导致电路不能有效供电，造成这一问题的主要原因一般是设计人员的疏忽，但因为造成的问题比较严重，所以必须予以重视;第二，电路供电路线是否正确，该问题也非常常见，即设计中的电路能够正常供电，但如果供电路线与预期不符，采用这种电路进行供电，会导致机械装置运作出现错误。而以往机械电子工程设计中之所以经常出现电路有效性方面的问题，主要是因为设计视角为二维平面，该视角下设计人员不能直观判断电路有效性，两个方面的判断中有很多地方需要设计人员想象，这就可能导致设计人员忽略某些关键问题，不利于电路有效性。着眼于这一点，建议现代机械电子工程设计人员采用3D建模设计策略展开工作，该策略主要由3D建模软件实现，诸如Revit软件等，应用中可以直接在软件界面内绘制电路结构，并通过参数化调整方式进行精调，完成后可得一个立体、可控的3D模型，故设计人员可以从三维视角上对电力有效性进行判断，若发现明显问题可以继续进行参数调整，初步保障电路运作有效。

（二）模块化设计

当设计人员在设计工作中遇到防静电构设等结构型设计要求时，可以在3D软件基础上采用模块化设计策略。以防静电构设为例，其主要要求是保障电子器件之间的距离足够大，因此设计人员可以将电子器件设计视作一个模块，严格依照间距要求在3D软件界面上进行器件布置，待所有器件布置完毕之后，对器件间距进行认真检查，若间距达标，就可以进行下一模块设计，诸如外壳设计等，这样就能有效避免电子器件受外壳内空间限制而无法保持良好间距的现象，故有利于防静电构设目的。另外，根据静电影响的基本原理得知，静电的作用范围一般在0.15m（公式为：F=kqlq2/r^2 F/9=kq1q2/（r+0.1）^2，两式相除），因此设计中一般建议让电子器件之间的距离保持在0.15m以上。

（三）仿真检测策略

仿真检测策略大体分为两个步骤：第一，设计人员在设计初步完成后要进行仿真技术选型，即现代视域下仿真技术形式较多，但并不是所有技术都适用于机械电子工程设计检测中的，盲目选择不利于仿真结果的质量，因此必须选择正确的仿真技术。目前在机械电子工程设计检测中比较常用的仿真技术是VR技术，该项技术不仅可以用于构造设计模型，还能模拟机械装置真实的运作环境，因此该项技术输出的仿真结果质量良好，值得推广;第二，围绕VR技术设计人员必须采用正确方法来使用，一般情况下建议采集运作环境的相关信息，在技术系统中构建环境模型，后将设计的3D模型拆分为若干板块，逐个导入环境模型，再进行环节仿真检测，确保所有板块在环境模型中都能正常运作时，再将板块结合，继续整体检测即可。

（四）仿真优化策略

仿真优化策略可通Autodesk Navisworks实施，即设计人员根据仿真检测结果，可以直接采用参数化调整方式解决现存问题，或者对改进做出各种碰撞试验，此部分内容比较简单，不多加赘述。值得注意的是，仿真优化策略中的参数化调整與3D建模的参数化调整不同，前者能进行动态性调整，而后者做不到这一点，因此前者一般用于解决细小问题，后者则善于处理明显问题，两个步骤都非常重要，不能相互混淆。

综上，围绕机械电子工程设计的四大要点，设计人员要采用相关策略进行设计，目的是确保设计成果满足四大要点要求，这样才能保障设计质量。同时在使用相关策略时设计人员应当注意相关事项，以保障策略作用充分发挥，避免不必要事件的发生。