专业导论课程报告

机械设计制造及其自动化专业导论课程报告

专业：机械设计制造及其制动化

姓名：胡文龙

学号：0110117108

摘要：机械设计制造及其自动化专业的学生主要学习机械学、微电子技术和控制论的基本理论和方法，受到现代机械工程是的基本训练，具有从事港口起重运输机械与控制或流体传动与控制活模具成型等方面的能力。本专业的主干学科为力学和机械工程，主要实践性教学环节包括军训、金工等。机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业，在国民经济中占有极其重要的地位，它与上游产业（如钢铁、煤炭、有色等）和下游产业（如住房、日用消费品等）关系密切，具有很强的拉动能力。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。没有强大的机械制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化。

下面对机械设计制造及其自动化技术给予论述和展望。

一、世界的机械制造业

(一)从经济上看

世界机械制造业作为世界经济的一个重要组成部分，其发展状况与其所处的外围环境有着紧密的关系，并受制于经济周期变动的影响，既表现为对经济周期的敏感性，又表现出一定的滞后性。上世纪90年代至今，世界性机械制造业突出表现为在大波动中发展，显示其在国民经济尤其是在工业发展中的特殊地位，是防止经济“泡沫化”的基础；机械制造业贸易呈现极强的地区性，发达国家和发展中国家之间存在很大的贸易差距，发达国家在机械生产和贸易领域继续其霸主地位。从美国、日本、德国等发达国家重视装备制造业的发展情况来看，不仅在于其在本国工业中生产、出口、积累、就业等方面的贡献率均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，是经济高级化不可或缺的战略性产业。

（二）从技术上看

机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。环境保护的压力和信息技术的广泛应用给机械制造自动化技术的发展带来新的机遇和挑战，高技术化、信息化、绿色化、全球化成为发展的总趋势。

二、我国的机械制造业

(一)我国机械制造业现状

改革开放三十年以来，中国制造业有了显著的发展，无论制造业总量还是制造业技术水平都有很大的提高。机械制造业从产品研发、技术装备和加工能力等方面都取得了很大的进步，但具有独立自主知识产权的品牌产品却不多。例如：海尔、海信、TCL 等企业的品牌虽然已经“国产化”，但去商场买空调时，导购会告诉你压缩机来自日本，去买冰箱时，导购还是会告诉你压缩机也是来自日本。大量技术黑洞的存在导致对外技术依存度过高，使得品牌国产化在技术本质上不够过硬，大量工业设备的骨干都是国外进口，这暴露了我国工业化的虚弱性。技术力量上的不够强大对作为我国工业脊椎和脊柱的机械制造业来说是一个不可避免的硬伤，如果不能克服这一点，整个经济与国防等很多方面都始终存在一定虚胖，都是虚弱的！同时在我国国内技术力量不够的前提下，大量外资企业的融入，带来大量“外敌”使我国国内工程机械制造业面临沉重压力与威胁。通过对我国机械制造业现状的分析和研究，业内人士普遍认为，中国的机械制造比欧美发达国家落后了将近30年，这些差距尤其表现在作为机械的“心脏”—发动机上尤其是对于我国正在大力倡导的汽车制造业而言。我国的汽车制造业发展了多年，直到现在使用上自己设计的“心脏”的却很少，原因除了技术壁垒外，还存在相当部分企业只关注合资，引进等等形式上的东西。仿制而不消化吸收使机械工业步入歧途。目前知识产权已经成为包括美国在内的发达国家保持与发展中国家之间差距的一种武器。“欧美发达国家在小心翼翼地保持着与中国技术水平几十年的差距。”我国要想步入发达国家的行列，实现这些差距的跨越是必须早日面对与实现的！最后业内人士普遍认为，技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。国家在过失的二十多年来忽视了发展机械行业，在政策、资金等方面都出现了偏差。产权激励制度是创新和研发产品的重要保障。国有企业对创新人才的产权激励基本上没有实行。一方面创新成果的知识产权没有得到有效的保护，另一方面，创新者的贡献没有得到产权确认。企业研发的技术和产品，要么被国家无偿拿走，要么被其他的企业无偿抄袭，这使得国内自我创新与技术发展不理想！

（二）我国机械制造业趋势与前景

机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质，高效，低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有以下6个特点： 1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。 2．从强调专业化分工向模糊分工，一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。 4．从传统的顺序工作方式

向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。 5．从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。 6．机械制造技术的发展趋势可以概括为：(1)机械制造自动化。(2)精密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。

下面是我比较感兴趣的机器鱼的一些了解：

机器鱼，故名思议，从材料制作的外形像鱼的机器，配备有化学传感器的自主机器鱼，它能够在水中游数小时，机器鱼用以发现污染物质，并绘制港口的实时三维图，从而表明当前海水中存在什么化学物质以及位于什么地方。这项技术的开发将增加港口管理部门监视船舶污染、其他类型有害污染物和来自水下管道排放污染物质的灵活性和适应性。除了有益于港口的监视操作外，这个项目还能带来机器人技术、化分析、水下通讯和机器人智能的重要进步。

（1）机器鱼简介

控制原理机器鱼一般分为三部分:头部(包括鱼鳍),身体，尾部；鱼鳍只控制鱼的向前游动,而身体是鱼的主要部分，控制电路及电机和相关驱动电路都在其中，尾部可以分为两部分，都是进行左右摆动,这两部分都是通过电机控制的连杆来控制的。在鱼头部装有两个鱼须,它代表两个简易的接近传感器，在鱼须的外部用带橡胶的套套住，以防止水导电，内部裸露，在内部的须中装有一个外套环,给这个同样裸线套环上加上高电平，当鱼在规定的水域中游动时，若鱼须碰到障碍物，内部的须线便接触到外套环，此时鱼须上也为高电平，便可以利用这个信号给主控单片一个中断。另外，整个鱼密封设计，利用高弹性的橡胶制作鱼的外皮。电源部分能够自动感知电源的不足，及时报警，由于采用外部密封，所以必须使电源能够充电,而不必经常的更换电池，只需在鱼体上加上外接电源插头就可以了。这些需要一些相关辅助电路.我们做的只是近似鱼的行为模拟,若进行其他的设计，可以在上面加一些其他的传感器件，也可以把它设计成有线控制,这样对鱼的控制更加直接。

基本工作模式

游动原理

机器鱼唯一的动力来自尾巴。这片尾巴，由后部伸出的一只机械臂带动。机械臂由大臂和小臂组成，位置有点像尺骨与桡骨。它们分别接到两只电机上，做不同运动。尽管构造简单，合起来就可能构成复杂的动作。你可以想象一只拿着扇子的手———肘关节也可以扭动，腕关节也可以扭动。

机器鱼模仿的是鱼或海豚的动作。鱼和海豚尾巴的划水动作看似简单，其实需要专门的仿生学研究其轨迹，得出相应的算法，好指挥机械尾巴运动，做到尽量平滑。细看这条尾巴，既不同于金枪鱼等海鱼尾巴的形状，也不同于一般淡水鱼的尾巴。据介绍，这是通过多次试验比较优化的形状，其划动效率最高。

具体可以分为三种:

a. Anguilliform:(鳗状的)通过整体身躯肌肉的波动来游动,像鳗鱼一样

b. Carangiform:通过尾鳍和与尾部相连的身躯摆动来游动,像鲑鱼,金枪鱼,旗鱼

c. Ostraciifrom:只通过尾鳍的摆动而不利用身体摆动而进行泳动而从鱼的游动所依靠的生理部位和推进原理来说，可以分为两大类为BCF类和MPF类，BCF(body and/or caudal fin)，这类鱼主要依靠身体和尾部的摆动来游动，MPF(median and/or paired fin)，这类鱼依靠身体中部的腹鳍来游动。以下所