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淺析關(guān)于機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與發(fā)展思考
以下是一篇關(guān)于淺析關(guān)于機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與發(fā)展思考的畢業(yè)論文，歡迎瀏覽！
創(chuàng)新已成為當(dāng)前全社會(huì)關(guān)注的問題，它是提升企業(yè)乃至國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。高等院校需要繼續(xù)解放思想，注重創(chuàng)新人才培養(yǎng)，促進(jìn)我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，建立創(chuàng)新型國(guó)家。實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)是必不可少的。
著名教育家楊叔子院士論述了學(xué)習(xí)、思考和實(shí)踐之間的關(guān)系，指出創(chuàng)新源于實(shí)踐。?國(guó)內(nèi)各高等院校紛紛建立各類創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室，【2。31創(chuàng)建適合于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的環(huán)境和機(jī)制，構(gòu)建支持創(chuàng)新的實(shí)踐平臺(tái)。作者多年來一直從事機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理工作，本文討論了相關(guān)實(shí)踐以及對(duì)未來發(fā)展的思考。
一、機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的作用機(jī)電一體化技術(shù)融合了機(jī)械、電子、控制、檢測(cè)、信息、系統(tǒng)工程等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化與信息化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品升級(jí)換代的技術(shù)基礎(chǔ)。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)全球化的形勢(shì)下，企業(yè)需要依靠自主技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新來提升競(jìng)爭(zhēng)力。因此對(duì)機(jī)電一體化創(chuàng)新人才的需求非常迫切。
機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、制造、測(cè)試等環(huán)節(jié)涉及相關(guān)知識(shí)和技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)踐性環(huán)節(jié)對(duì)合格人才培養(yǎng)非常重要。
目前，高校一般具備企業(yè)實(shí)習(xí)基地、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐條件，但主要以參觀、驗(yàn)證性演示等為主，學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)不多，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)則更少，導(dǎo)致動(dòng)手能力培養(yǎng)不足。機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可望彌補(bǔ)這一缺陷。它通過建立各類機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)的軟硬件基礎(chǔ)模塊(包括機(jī)械本體、控制單元、傳感器等)，支持學(xué)生自主構(gòu)思、獨(dú)立動(dòng)手的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)機(jī)制，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力、自主學(xué)習(xí)能力和基本科研能力的培養(yǎng)，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供支撐條件。因此，機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中具有重要的作用。
二、機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作及成效作者所在的廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室于2001年建成，是國(guó)內(nèi)高校最早建立的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室之一。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室主要配備了德國(guó)某公司生產(chǎn)的機(jī)器人產(chǎn)品模型，包括工業(yè)、計(jì)算機(jī)、氣動(dòng)、移動(dòng)和實(shí)驗(yàn)五大類機(jī)器人模型，各類機(jī)器人組件包括機(jī)械本體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部件、傳感部件、傳感器、控制器等，可組裝出如下產(chǎn)品模型：
工業(yè)機(jī)器人。包括翻轉(zhuǎn)機(jī)械手、焊接機(jī)器人、柱式機(jī)械手、四自由度機(jī)械手；計(jì)算機(jī)機(jī)器人。包括鏟車、翻包機(jī)、分選機(jī)、三自由度機(jī)械手；氣動(dòng)機(jī)器人。包括氣動(dòng)門、氣動(dòng)加工中心、氣動(dòng)夾具、氣動(dòng)分類機(jī)；移動(dòng)機(jī)器人。包括識(shí)別光源小車、識(shí)別邊緣小車、識(shí)別障礙小車；實(shí)驗(yàn)機(jī)器人。包括電梯、交通燈、風(fēng)扇。
學(xué)生可以選擇上述的任意一組模型開展實(shí)驗(yàn)。首先是對(duì)相關(guān)機(jī)電一體化裝置進(jìn)行測(cè)繪，利用三維CAD軟件完成所有零件圖、部件圖和總裝圖設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和組成等獲得較為豐富的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)機(jī)電裝置的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)要點(diǎn)有基本概念。在設(shè)計(jì)過程中，通過產(chǎn)品模型裝配、控制編程運(yùn)行，全面了解機(jī)電裝備的控制、驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、測(cè)量等技術(shù)，并學(xué)習(xí)機(jī)械制造工藝和工裝等知識(shí)。特別是還可以利用基礎(chǔ)構(gòu)件對(duì)相關(guān)產(chǎn)品模型進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，甚至搭建全新的產(chǎn)品模型。
機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)多年來為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、機(jī)械制造等專業(yè)高年級(jí)學(xué)生和碩士研究生提供了一個(gè)開放性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過對(duì)各類機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)等產(chǎn)品的親自組裝、調(diào)試和應(yīng)用開發(fā)等創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生全面掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)和集成技術(shù)提供了實(shí)踐條件�；谠搫�(chuàng)新平臺(tái)，不僅指導(dǎo)本科生完成了機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練項(xiàng)目，還為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)、研究生課外創(chuàng)新提供了有力支持，其中完成的一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目如機(jī)器人運(yùn)動(dòng)建模及作業(yè)規(guī)劃的三維動(dòng)態(tài)仿真、二維裁減排料及數(shù)控切割仿真系統(tǒng)、模架粗加工專用銑床設(shè)計(jì)、焊接機(jī)器人建模與仿真等，分別獲得學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)論文獎(jiǎng)，甚至獲得廣東省挑戰(zhàn)杯優(yōu)勝獎(jiǎng)。
由于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性非常高，能夠生動(dòng)活潑地進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流，使學(xué)生較全面地掌握各類機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、機(jī)電一體化控制、計(jì)算機(jī)編程等基本知識(shí)，強(qiáng)化了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
三、關(guān)于機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)未來發(fā)展的思考盡管機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)已建成為機(jī)電學(xué)院創(chuàng)新體系的重要實(shí)踐摹地，但在支持機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)條件以及實(shí)驗(yàn)管理機(jī)制等方面仍需要加強(qiáng)和完善，從以提供驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主逐步過渡到以提供探索性實(shí)驗(yàn)為主。如何充分發(fā)揮機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中的作用，更好地支持大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)，改變傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)模式，使學(xué)生從實(shí)踐中獲得知識(shí)以及思考源泉和求知?jiǎng)恿�，作者認(rèn)為可從以下幾方面著手：
第一，建立面向課程體系的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)支撐條件及關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)系列。首先應(yīng)該打通機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化學(xué)科相關(guān)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)、機(jī)電控制工程、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)等，完善創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)條件，以一類機(jī)電產(chǎn)品為例開設(shè)貫穿課程體系的關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)系列，如機(jī)械本體裝配、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析、驅(qū)動(dòng)部件設(shè)計(jì)、傳感器與測(cè)最技術(shù)、控制器與接口技術(shù)、機(jī)電產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制程序編制等實(shí)驗(yàn)系列，使學(xué)生更主動(dòng)地學(xué)習(xí)、更有效地掌握機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)知識(shí)。
第二，以從做中學(xué)為指導(dǎo)思想，圍繞學(xué)生的創(chuàng)新沒計(jì)項(xiàng)目來完成整個(gè)課程體系的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。從專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)伊始，建立學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目小組，并通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室及其相關(guān)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目整個(gè)研究過程的支持，使學(xué)生能夠帶著問題來學(xué)習(xí)和實(shí)踐，并從中初步掌握科學(xué)研究的基本過程和基本方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)自主性和能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題能力、交流協(xié)作能力等，達(dá)到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。
第三，建立開放性實(shí)驗(yàn)機(jī)制，建立面向創(chuàng)新的交流協(xié)作平臺(tái)。通過改善實(shí)驗(yàn)室條件，建立開放性實(shí)驗(yàn)管理機(jī)制，為自主創(chuàng)新的學(xué)生提供個(gè)性化服務(wù)，支持學(xué)生利用課余時(shí)間從事科技創(chuàng)新活動(dòng)。同時(shí)，以機(jī)電～體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立面向創(chuàng)新的交流協(xié)作平臺(tái)，使指導(dǎo)老師與學(xué)生之間，不同項(xiàng)目組學(xué)生之間能進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的交流與協(xié)作。
四、結(jié)語(yǔ)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是高等院校職能中最重要的一環(huán)，機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要基礎(chǔ)。在創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)過程中，迫切需要我們改善高校人才培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)條件，完善實(shí)驗(yàn)管理機(jī)制，實(shí)踐基于課程體系和從從做中學(xué)的教學(xué)方式，進(jìn)一步完善創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)更多更好的創(chuàng)新型優(yōu)秀人才。
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