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1、机电一体化课程设计教学大纲课程英文名Design course of mechatronics课程代码01P0011学分3总学时3周课程类别集中实践环节先修课程机械原理、工程图学、微机原理及其应用等课程性质必修适用专业机械设计制造及其自动化、机械电子等开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年11月注：课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与目标（-）课程地位机电一体化课程设计是机电一体化系统设计理论课程的后续实践环节，是机械电 子专业的一门实践环节必修课程，是培养学生设计能力和创新能力的重要手段，在创新机电所需 的知识结构中都占有核心地位。本课程设计的任务是使学生能够将机械学、电
2、子学等基本理论、基本知识和基本技能应用于 各类机电系统的具体设计，学会各种常用基本机电元器件的分析和综合方法，并具有按照机电产 品的使用要求进行机电机械方案设计、机电控制和电路系统设计的初步能力。在培养高级工程技术人才的全局中，本课程设计不仅为学生学习相关技术基础和专业课程 起到乘前启后的作用，而且为今后机电系统设计和研究工作起到增强适应能力和开发创新能力的 作用。（二）课程目标1 .通过课程设计，能够针对具体问题，对课题项目的任务给出多种解决方案，并进行比较 和分析，通过各个方案的综合分析找到一个可行的方案，合理划分机电系统的各个子系统，选择 合适的元器件。（2-4能运用机、电、液、控等基本
3、原理，借助文献研究，分析机电系统运行过 程的影响因素，获得有效结论。H支撑）2 .能够进行机电一体化系统的方案设计，在设计过程中能对多种设计方案进行分析比较， 提出创新的设计方案。培养学生的辩证唯物主义思想，和客观分析世界的能力。（3-3能够进行 机电产品和机电控制系统设计，在设计中体现创新意识。H支撑）3 .能够运用机电领域的技术与方法利和现代工具，发现和解决实际工程项目中问题。在课 程设计中学生能掌握机电系统设计和方案设计能力，并且在学生进行系统设计、运动分析、电路 模拟等过程能够针对项目中发现问题、提出问题并，进行系统评价、数据分析与处理；（53能 够针对机电产品或机电系统，开发或选用满
4、足特定需求的现代工具，模拟和预测机械、电子、控 制等问题，并能够分析其局限性。H支撑）4 .学习完整的书面报告和技术文稿的撰写、学习项目的技术问题的解答。通过课程设计的 开题报告、设计图纸、结题报告等学习项目设计过程中的书面报告和技术文稿的规范撰写。通过 课程设计的答辩学习项目的技术问题的解答。中国机电一体化复合人才紧缺，以及中国对先进机电一体化技术的迫切需求现状，增强学生对国家民族自强发展的紧迫感，激发和增强学生的民族 自尊心和责任感。（10-1能就机械电子专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己 的观点，回应质疑，理解与业界同行和社会公众交流的差异性。H支撑）二、课程目标与相关毕业
5、要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2-4毕业要求3-3毕业要求5-3毕业要求10-1课程目标（1）H课程目标（2）H课程目标（3）H课程目标（4）H注：1 ,支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。三、设计选题及任务要求序号参考选题任务与要求1X-Y数控工作台 机电系统设计1.结合设计任务书的要求（每个学生的设计参数均不同，包含 立铳刀最大直径等24个参数）拟定总体机械和电气控制设计方 案2 根据拟定的机械设计方案进行数控工作台的机械结构设计计 算和元件的选用3 .根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计 及驱动
6、控制电路的计算和元件选用4.软件的流程图设计、部分软件程序进行编写5.编写课程设计报告、绘制机械图和电路图各一张，论文答辩2滚筒式名片机的 设计1.结合设计任务书的要求（每个学生的设计参数均不同）拟定 总体机械和电气控制设计方案2 .根据拟定的机械设计方案进行数控工作台的机械结构设计计 算和元件的选用3.根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计 及驱动控制电路的计算和元件选用4.软件的流程图设计、部分软件程序进行编写5.编写课程设计报告、绘制机械图和电路图各一张，论文答辩3工业生产线的码垛机器人1.要求：运动范围：上下1米，进出1米。设计合理的机械结 构完成上图中的这个物品摆放动作
7、，满足承载能力在50Kg的要 求，选择合适的运动路径2 .根据拟定的机械设计方案进行数控工作台的机械结构设计计 算和元件的选用3 .根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的计算和元件选用4,软件的流程图设计、部分软件程序进行编写5.编写课程设计报告、绘制机械图和电路图各一张，论文答辩4立体车库用汽车 回转盘1.要求：转盘直径：最大4000mmo可承载的汽车重量：最大 2000Kgo转盘转速：2-npm可调。回转角度：360任意正反转。 可实现匀速旋转和指定旋转角度（90度或180度等）。要求输 入功率在1. 5KW以下2.根据拟定的机械设计方案进行数控工作台的机械结
8、构设计计 算和元件的选用3 .根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计 及驱动控制电路的计算和元件选用4.软件的流程图设计、部分软件程序进行编写5.编写课程设计报告、绘制机械图和电路图各一张，论文答辩5连续移动式缆索 检测维护机器人 的设计1.要求：针对直径50mm的斜拉桥缆索，设计由气缸或电机驱动 的连续移动式缆索移动机器人，要求缆索机器人的移动速度不小 于5m/niin,承载能力大于20Kg,最大爬升角度为90度2.根据拟定的机械设计方案进行数控工作台的机械结构设计计 算和元件的选用3.根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计 及驱动控制电路的计算和元件选用4.软件
9、的流程图设计、部分软件程序进行编写5.编写课程设计报告、绘制机械图和电路图各一张，论文答辩注：学生可任选其中一个题目进行设计。四、课程设计的主要进程与时间安排序号主要进程教学内容时间分配（天）1课题调研及资料收集查看指导书，确定研究问题及提出初步总 体方案22总体方案论证及确定查阅相关设计手册和资料，论证方案的可 行性23机械系统设计查阅资料、计算尺寸、绘制机械图44中期进度检查每位同学单独汇报进度15控制系统方案设计绘制相应的电路图和程序流程图46撰写课程设计说明书设计说明书6000字以上37答辩每位同学单独答辩2注：进程安排的最少时间为0.5天。五、课程考核与成绩评定考核类别考查考核形式图纸、设计说明书、答辩等成绩评定图纸占60%、报告30%、答辩10%成绩登记方式百分制或五级制六、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：尹志强等.机电一体化系统设计课程设计指导书M.北京：机械工业出版社，2011.7（二）主要参考书：1 .成大先.机械设计手册（单行本机械传动）M.北京:化学工业出版社,2004.12 .张健民.机电一体化系统设计,北京理工大学出版，2011