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机械电子 做机器人都学些啥?

文章出处:未知 作者:admin 时间:2020-12-29 22:55 【

  作者简介:艾麦提同学,本硕均就读于哈尔滨工业大学,研究方向回转冲击式超声波钻的研制。

  在哈尔滨工业大学机电工程学院机械电子工程专业的本科毕业之后,我又成为了这里的研究生。机械电子工程专业需要学习包括数学、物理基础理论知识和机械设计制造方法、计算机软硬件应用能力运用,从而培养能承担各类机电产品和系统的设计、制造、试验和开发工作的专业人才,所以除了男女比例一样比较汗颜外,跟大家耳熟能详的蓝翔还是不同的(不是歧视,他们毕业工资可能还高一些,哭脸)

  我觉得机械电子这个专业和机械工程等相关专业学的知识差不太多。以下表格为我们大学四年一些主要的课程。

  “工程图学”大一一开学就要开始,是机械学科作为重要的专业基础课,从大一开始需要一直用到大四。这门课对很多没有空间感的同学来说是一场灾难,当然就包括我(又是哭脸)。通过这门课主要需要掌握如何准确的绘制二维、三维机械结构(包括他们之间的互相转化)。记得那时我深深的困苦于不同结构相交时的相贯线,怎么都想不明白,最后只能通过死记的方法掌握。哈哈,当然,通过大学四年大量制图的经历我还是没能真正的掌握了这个本领,所以因为自己的机械的基本功不太好,后来果断选择往“电”方向偏。

  “理论力学”这门课主要是通过抽象建模的方式解决很多刚体的力学和运动问题,是中学物理受力分析以及运动分析解题的升级版,如图1所示。这门课很多工科专业都要学习,对于机械类专业来说尤为重要。通过这门课,你能掌握基本的模型抽象与力学分析的能力,在接下来很多机构的力学、运动学分析中起到很关键的作用。虽然现在力学分析软件越来越多,但是你没有掌握基本理论知识是根本用不好的。

  下面我用一个例子给大伙将大部分的课程串一串,烤一烤(香喷喷的新疆羊肉串)。以图2的机械臂示意图,通俗来讲,学习机械原理这门课,基本掌握了实现机械臂的方案设计方法;通过工程制图这门课,学会了如何用二维、三维图表示机械臂结构;通过理论力学这门课,学会分析并计算这个机械臂杆件、结构受到的力的大小;通过材料力学这门课,学会分析并计算机械臂杆件受力的作用下挠度(变形量)的大小、是否会折断等,并选用合适强度的材料;通过机械工程材料这门课,学会了这机械臂杆件材料应该选用什么材料并能在什么样的环境之下使用;通过机械设计这门课,学会了如何准确选用机械臂里面使用的轴承、齿轮等;通过C语言这门课,学会了将高等数学、理论力学、材料力学等知识转化成计算机语言,从而快速、准确的计算仿真;通过单片机原理与接口技术等课程,学会了机械臂的基本控制的实现方法。

  在学校学习基本理论课的过程中,我在哈尔滨工业大学罗克韦尔实验室学习接触了单片机、PLC等电子元器件以及VB、VC等常用编程软件,并跟周围的同学参加学校组织的节能减排环保自行车设计科技创新比赛、仿生机器人科技创新大赛,理论与实践结合,不断探索不断学习,进一步提高自己的能力。下图3是我们在仿生机器人科技创新大赛中设计的仿生机械臂,这个机械臂是我学习生涯中做出来的第一个实物。仍记得我们设计装配完此机械臂之后,面临着高精度的编程调试。在调试过程中出现了很多状况,临近比赛的最后几天,我们小组成员在实验室通宵调试,经历了电路板的一次次的冒烟[2]、一次次电路板的焊接、一次次一条一条的更改程序的艰苦的过程,最后圆满的通过了答辩,并获得了二等奖。在这次科技创新比赛的过程中,我学到了很多知识,更重要的是在比赛过程中结交了一群好朋友。虽然当初很艰苦,但现在想起当年的一切,心里很是怀念,也许这就是科研的必经之路。

  以上为机械和控制部分结合的例子,以个人的观点来看也是对机械电子专业的很好的阐释。

  虽然我学的是机械电子专业,但平时对计算机编程、电气元器件非常感兴趣,因此从事相关的科研探索比较多。其中比较典型的是,我本科毕业设计做的回转冲击式超声波钻的驱动器,说的通俗点就是超声电机转动的控制器(其实我知道你还是没有懂,所以上图大家供看看新鲜),如下图4为驱动器实物图。说起这个驱动器研发制作过程,我心里还是酸酸的。由于本科期间,我接触到的东西相对比较多,导师给我了一个驱动器研发制作的一个课题,当时我在不知情的情况下欣然地接受了,但随着研究的深入,我彻底崩溃了。因为导师对驱动器规定的参数指标较高,之前很多研究生做的驱动器也达不到那个指标,但已完成开题,确无反悔之地。在接这个课题之后,晚上基本都是十二点以后回寝室,也有的时候在实验室通宵,通过无数次调程序、无数次烧集成芯片(上千块一个的芯片,酸爽)、无数次跟老师探讨,最终成功的调试出来了。还记得我成功的调试出来的那个瞬间,心理非常激动,还给老师发信息说:“老师我调试出来了”。

  其实我在学习的过程中,学过机械相关的知识,学过电气相关的知识,也接触过计算机编程TCP、UDP等相关的知识。觉得学机械设计制造及自动化、机械工程、机械电子等等专业的同学,都有必要适当的了解其他专业才能有更好的发展前景。

  同时,学机械,不能只学理论课程,实践环节是必不可少的。基本上学校会统一组织机械电子等专业的同学去企业实习,如图5所示,从而在实习过程中能对机械等专业及其就业环境能有大体了解。

  我的大学生活比较艰苦,也比较丰富,平时压力也比较大。我本科舍友全部都读研了,国内,出国都有。虽然上学过程中跟这样的舍友一起学习、一起玩压力比较大,但我还是很庆幸的,我想因为有这么优秀的舍友,所以才有了今天的我。我曾整理过我们班同学的档案,当时我统计过我们班同学毕业去向(视不同学校情况不同),我们班总共32个人,其中出国深造、继续读研的23个人。具体就业的同学,我知道去的与专业业十分相关企业有:一汽大众,成飞,商飞,上海电气等等,当然也有一些混的不好的同学,去了一些很小的机械厂,工资也很低。不得不说我们专业的平均工资,在国内,相对于电气、计算机还是有差距的,所以从我们经常说的ME(机械工程)转EE(电气工程),EE转CS(计算机科学)就可以看到现在国内相关行业的热门程度。国内机械相关行业经历了以前从无到有的飞速发展阶段,再加上不同于计算机行业以人为本的发展模式。机械行业非常讲究积累,很多技术都是时间积累出来的,所以由于我国机械相关行业由于发展时间短,没有形成品牌竞争力,所以很难继续跟国外高端进行匹敌,行业甚至出现发展停滞,人才饱和,工资自然不行。但是又不得不说,现在随着产业转型,机械跟控制,计算机等等专业的交叉学科兴起,像机器人产业,VR(虚拟现实),AR(增强现实)等等方向也需要很多具有机械背景的同学,说不定这会是机械行业的第二春。

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