機(jī)械電子 | 做機(jī)器人都學(xué)些啥?

作者簡(jiǎn)介:艾麥提同學(xué)雹舀,本碩均就讀于哈爾濱工業(yè)大學(xué)说榆,研究方向回轉(zhuǎn)沖擊式超聲波鉆的研制签财。

首發(fā)于機(jī)械電子工程 | 你們?cè)谧鰴C(jī)器人偏塞?

在哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)的本科畢業(yè)之后唱蒸,我又成為了這里的研究生。機(jī)械電子工程專業(yè)需要學(xué)習(xí)包括數(shù)學(xué)灸叼、物理基礎(chǔ)理論知識(shí)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法神汹、計(jì)算機(jī)軟硬件應(yīng)用能力運(yùn)用,從而培養(yǎng)能承擔(dān)各類機(jī)電產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)怜姿、制造慎冤、試驗(yàn)和開發(fā)工作的專業(yè)人才,所以除了男女比例一樣比較汗顏外沧卢,跟大家耳熟能詳?shù)乃{(lán)翔還是不同的(不是歧視蚁堤,他們畢業(yè)工資可能還高一些,哭臉)

專業(yè)理論課

我覺得機(jī)械電子這個(gè)專業(yè)和機(jī)械工程等相關(guān)專業(yè)學(xué)的知識(shí)差不太多披诗。以下表格為我們大學(xué)四年一些主要的課程宪摧。

課程表

其中印象比較深刻的主要是“工程圖學(xué)”和“理論力學(xué)”這兩門課吧沿彭。

“工程圖學(xué)”大一一開學(xué)就要開始,是機(jī)械學(xué)科作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,從大一開始需要一直用到大四券坞。這門課對(duì)很多沒有空間感的同學(xué)來說是一場(chǎng)災(zāi)難猴伶,當(dāng)然就包括我(又是哭臉)。通過這門課主要需要掌握如何準(zhǔn)確的繪制二維、三維機(jī)械結(jié)構(gòu)(包括他們之間的互相轉(zhuǎn)化)。記得那時(shí)我深深的困苦于不同結(jié)構(gòu)相交時(shí)的相貫線绷蹲,怎么都想不明白岩齿,最后只能通過死記的方法掌握乞封。哈哈仔戈,當(dāng)然凰盔,通過大學(xué)四年大量制圖的經(jīng)歷我還是沒能真正的掌握了這個(gè)本領(lǐng)忠怖,所以因?yàn)樽约旱臋C(jī)械的基本功不太好问麸,后來果斷選擇往“電”方向偏来颤。

圖里有錯(cuò)誤,你能找到嗎?

“理論力學(xué)”這門課主要是通過抽象建模的方式解決很多剛體的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)問題,是中學(xué)物理受力分析以及運(yùn)動(dòng)分析解題的升級(jí)版,如圖1所示哟玷。這門課很多工科專業(yè)都要學(xué)習(xí)舆蝴,對(duì)于機(jī)械類專業(yè)來說尤為重要。通過這門課性锭,你能掌握基本的模型抽象與力學(xué)分析的能力赠潦,在接下來很多機(jī)構(gòu)的力學(xué)她奥、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中起到很關(guān)鍵的作用砸捏。雖然現(xiàn)在力學(xué)分析軟件越來越多,但是你沒有掌握基本理論知識(shí)是根本用不好的。

理論力學(xué)

下面我用一個(gè)例子給大伙將大部分的課程串一串,烤一烤(香噴噴的新疆羊肉串)苟鸯。以圖2的機(jī)械臂示意圖同蜻,通俗來講,學(xué)習(xí)機(jī)械原理這門課早处,基本掌握了實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的方案設(shè)計(jì)方法湾蔓;通過工程制圖這門課,學(xué)會(huì)了如何用二維陕赃、三維圖表示機(jī)械臂結(jié)構(gòu)卵蛉;通過理論力學(xué)這門課颁股,學(xué)會(huì)分析并計(jì)算這個(gè)機(jī)械臂桿件、結(jié)構(gòu)受到的力的大猩邓俊甘有;通過材料力學(xué)這門課,學(xué)會(huì)分析并計(jì)算機(jī)械臂桿件受力的作用下?lián)隙龋ㄗ冃瘟浚┑拇笮∑乡帧⑹欠駮?huì)折斷等亏掀,并選用合適強(qiáng)度的材料;通過機(jī)械工程材料這門課泛释,學(xué)會(huì)了這機(jī)械臂桿件材料應(yīng)該選用什么材料并能在什么樣的環(huán)境之下使用滤愕;通過機(jī)械設(shè)計(jì)這門課,學(xué)會(huì)了如何準(zhǔn)確選用機(jī)械臂里面使用的軸承怜校、齒輪等间影;通過C語(yǔ)言這門課,學(xué)會(huì)了將高等數(shù)學(xué)茄茁、理論力學(xué)魂贬、材料力學(xué)等知識(shí)轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,從而快速裙顽、準(zhǔn)確的計(jì)算仿真付燥;通過單片機(jī)原理與接口技術(shù)等課程,學(xué)會(huì)了機(jī)械臂的基本控制的實(shí)現(xiàn)方法愈犹。

機(jī)械臂

學(xué)習(xí)過程的親身經(jīng)歷

在學(xué)校學(xué)習(xí)基本理論課的過程中键科,我在哈爾濱工業(yè)大學(xué)羅克韋爾實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)接觸了單片機(jī)、PLC等電子元器件以及VB漩怎、VC等常用編程軟件勋颖,并跟周圍的同學(xué)參加學(xué)校組織的節(jié)能減排環(huán)保自行車設(shè)計(jì)科技創(chuàng)新比賽、仿生機(jī)器人科技創(chuàng)新大賽扬卷,理論與實(shí)踐結(jié)合牙言,不斷探索不斷學(xué)習(xí),進(jìn)一步提高自己的能力怪得。下圖3是我們?cè)诜律鷻C(jī)器人科技創(chuàng)新大賽中設(shè)計(jì)的仿生機(jī)械臂,這個(gè)機(jī)械臂是我學(xué)習(xí)生涯中做出來的第一個(gè)實(shí)物卑硫。仍記得我們?cè)O(shè)計(jì)裝配完此機(jī)械臂之后徒恋,面臨著高精度的編程調(diào)試。在調(diào)試過程中出現(xiàn)了很多狀況欢伏,臨近比賽的最后幾天入挣,我們小組成員在實(shí)驗(yàn)室通宵調(diào)試,經(jīng)歷了電路板的一次次的冒煙[2]硝拧、一次次電路板的焊接径筏、一次次一條一條的更改程序的艱苦的過程葛假,最后圓滿的通過了答辯,并獲得了二等獎(jiǎng)滋恬。在這次科技創(chuàng)新比賽的過程中聊训,我學(xué)到了很多知識(shí),更重要的是在比賽過程中結(jié)交了一群好朋友恢氯。雖然當(dāng)初很艱苦带斑,但現(xiàn)在想起當(dāng)年的一切,心里很是懷念勋拟,也許這就是科研的必經(jīng)之路勋磕。

機(jī)械臂實(shí)物

以上為機(jī)械和控制部分結(jié)合的例子,以個(gè)人的觀點(diǎn)來看也是對(duì)機(jī)械電子專業(yè)的很好的闡釋敢靡。

雖然我學(xué)的是機(jī)械電子專業(yè)挂滓,但平時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)編程、電氣元器件非常感興趣啸胧,因此從事相關(guān)的科研探索比較多赶站。其中比較典型的是,我本科畢業(yè)設(shè)計(jì)做的回轉(zhuǎn)沖擊式超聲波鉆的驅(qū)動(dòng)器吓揪,說的通俗點(diǎn)就是超聲電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制器(其實(shí)我知道你還是沒有懂亲怠,所以上圖大家供看看新鮮),如下圖4為驅(qū)動(dòng)器實(shí)物圖柠辞。說起這個(gè)驅(qū)動(dòng)器研發(fā)制作過程团秽,我心里還是酸酸的。由于本科期間叭首,我接觸到的東西相對(duì)比較多习勤,導(dǎo)師給我了一個(gè)驅(qū)動(dòng)器研發(fā)制作的一個(gè)課題,當(dāng)時(shí)我在不知情的情況下欣然地接受了焙格,但隨著研究的深入图毕,我徹底崩潰了。因?yàn)閷?dǎo)師對(duì)驅(qū)動(dòng)器規(guī)定的參數(shù)指標(biāo)較高眷唉,之前很多研究生做的驅(qū)動(dòng)器也達(dá)不到那個(gè)指標(biāo)予颤,但已完成開題,確無反悔之地冬阳。在接這個(gè)課題之后蛤虐,晚上基本都是十二點(diǎn)以后回寢室,也有的時(shí)候在實(shí)驗(yàn)室通宵肝陪,通過無數(shù)次調(diào)程序驳庭、無數(shù)次燒集成芯片(上千塊一個(gè)的芯片,酸爽)、無數(shù)次跟老師探討饲常,最終成功的調(diào)試出來了蹲堂。還記得我成功的調(diào)試出來的那個(gè)瞬間,心理非常激動(dòng)贝淤,還給老師發(fā)信息說:“老師我調(diào)試出來了”柒竞。

電路板

其實(shí)我在學(xué)習(xí)的過程中,學(xué)過機(jī)械相關(guān)的知識(shí)霹娄,學(xué)過電氣相關(guān)的知識(shí)能犯,也接觸過計(jì)算機(jī)編程TCP、UDP等相關(guān)的知識(shí)犬耻。覺得學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化踩晶、機(jī)械工程、機(jī)械電子等等專業(yè)的同學(xué)枕磁,都有必要適當(dāng)?shù)牧私馄渌麑I(yè)才能有更好的發(fā)展前景渡蜻。

同時(shí),學(xué)機(jī)械计济,不能只學(xué)理論課程茸苇,實(shí)踐環(huán)節(jié)是必不可少的÷偌牛基本上學(xué)校會(huì)統(tǒng)一組織機(jī)械電子等專業(yè)的同學(xué)去企業(yè)實(shí)習(xí)学密,如圖5所示,從而在實(shí)習(xí)過程中能對(duì)機(jī)械等專業(yè)及其就業(yè)環(huán)境能有大體了解传藏。

實(shí)習(xí)

機(jī)械電子專業(yè)畢業(yè)生去向(本科)

我的大學(xué)生活比較艱苦腻暮,也比較豐富,平時(shí)壓力也比較大毯侦。我本科舍友全部都讀研了哭靖,國(guó)內(nèi),出國(guó)都有侈离。雖然上學(xué)過程中跟這樣的舍友一起學(xué)習(xí)试幽、一起玩壓力比較大,但我還是很慶幸的卦碾,我想因?yàn)橛羞@么優(yōu)秀的舍友铺坞,所以才有了今天的我。我曾整理過我們班同學(xué)的檔案洲胖,當(dāng)時(shí)我統(tǒng)計(jì)過我們班同學(xué)畢業(yè)去向(視不同學(xué)校情況不同)康震,我們班總共32個(gè)人,其中出國(guó)深造宾濒、繼續(xù)讀研的23個(gè)人。具體就業(yè)的同學(xué)屏箍,我知道去的與專業(yè)業(yè)十分相關(guān)企業(yè)有:一汽大眾绘梦,成飛橘忱,商飛,上海電氣等等卸奉,當(dāng)然也有一些混的不好的同學(xué)钝诚,去了一些很小的機(jī)械廠,工資也很低榄棵。不得不說我們專業(yè)的平均工資凝颇,在國(guó)內(nèi),相對(duì)于電氣疹鳄、計(jì)算機(jī)還是有差距的拧略,所以從我們經(jīng)常說的ME(機(jī)械工程)轉(zhuǎn)EE(電氣工程),EE轉(zhuǎn)CS(計(jì)算機(jī)科學(xué))就可以看到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)的熱門程度瘪弓。國(guó)內(nèi)機(jī)械相關(guān)行業(yè)經(jīng)歷了以前從無到有的飛速發(fā)展階段垫蛆,再加上不同于計(jì)算機(jī)行業(yè)以人為本的發(fā)展模式。機(jī)械行業(yè)非常講究積累腺怯,很多技術(shù)都是時(shí)間積累出來的袱饭,所以由于我國(guó)機(jī)械相關(guān)行業(yè)由于發(fā)展時(shí)間短,沒有形成品牌競(jìng)爭(zhēng)力呛占,所以很難繼續(xù)跟國(guó)外高端進(jìn)行匹敵虑乖,行業(yè)甚至出現(xiàn)發(fā)展停滯,人才飽和晾虑,工資自然不行疹味。但是又不得不說,現(xiàn)在隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型走贪,機(jī)械跟控制佛猛,計(jì)算機(jī)等等專業(yè)的交叉學(xué)科興起,像機(jī)器人產(chǎn)業(yè)坠狡,VR(虛擬現(xiàn)實(shí))继找,AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))等等方向也需要很多具有機(jī)械背景的同學(xué),說不定這會(huì)是機(jī)械行業(yè)的第二春逃沿。

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