本站小編為你精心準備了機械工程創新型人才的培育參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

一、機器人的研究對機械工程類應用創新型人才培養的積極作用

科研與教學并不是對立體，實際上，從“做”中“想”、從“做”中“學”，使“學”在“做”中鞏固加深，詮釋這兩者之間有著千絲萬縷的聯系。筆者從機器人領域的研究中探索對機械工程類應用創新型人才的培養，作用如下。

1.提高學生設計與動手能力。就機器人設計而言，從機械結構到硬件測控系統，都需要合理規劃與布局。機器人研發系統的搭建過程，一方面鞏固了學生的課堂所學，并提高了學生的動手能力，另一方面開動了學生腦筋，完成了學生的“學”到“用”到“創新性應用”的轉化。

2.增強團隊協作精神。從機器人的機械系統和測控系統設計到樣機實驗平臺的搭建，再到仿真實驗和物理實驗，整個過程需要多名學生協作共同完成。每位學生既要做好自己本職的工作，還要勤與其他學生溝通交流，及時反饋自己的進展及各種問題，增強團隊意識與協作精神。

3.培養學生解決問題的能力。一臺機器人樣機（包括虛擬樣機、物理樣機）的搭建，是一個從無到有的過程，從零部件的選擇，傳動方案的確定，尺寸、材料的選取，再到傳感器、電機、減速器等的選擇與設計，各個電氣模塊類型、參數的確定等。在整個搭建過程中，學生會遇到許多在課堂上無法想象的問題，我們可以引導學生通過查找相關書籍、網絡資料、與組員溝通交流等途徑解決遇到的問題，培養學生分析問題、搜索知識方面的能力。

4.加強學生的多門課程知識的融合。機器人技術本身是一門新興、邊緣、交叉學科，機器人的研發過程需要學生具備工程力學、機械原理、機械設計、電子技術、嵌入式技術、傳感器技術、控制原理、計算機控制技術等多門課程知識，并完成課程間的知識融合，由單一的課程知識點到學科間的面，甚至形成知識體系。

5.寬口徑專業培養。機器人技術的研究誕生了一門新興的學科———機器人學，它是力學、機械學、計算機科學、電子學、信息論、控制論等許多學科交叉、融合的結果。機器人技術的特點有利于培養具有交叉學科基礎的復合型人才。

二、機器人研究在本院人才培養中的改革實踐

一方面，筆者在本院講授《機械設計》、《機械動力學基礎》、《工業機器人技術》、《控制工程基礎》、《計算機控制技術》等課程，將6自由度工業機械臂以及學生研制的獨輪車機器人、自行車機器人作為實例，介紹線性代數、機械動力學與機器人技術、計算機控制技術等課程之間的關聯，提高學生對單一課程的重視程度，并從直觀、科學、實用等多個切入點引導學生的學習興趣和熱情。另一方面，針對畢業設計的學生從機器人軟件虛擬樣機仿真與硬件物理樣機設計兩方面加強學生的創新性培養。

1.機器人軟件虛擬樣機仿真方面。根據科學研究項目為學生制定子項目“基于ADAMS和MATLAB的肘型6-R機器人動力學聯合仿真”，“基于虛擬樣機的自行車機器人回轉運動平衡控制”。要求學生建立出機器人的虛擬樣機，通過MATLAB軟件設計PID控制器，完成對虛擬樣機的控制。學生在設計過程中，自行設計機器人的機械傳動方式和幾何尺寸、規劃機器人行走路徑、調節PID參數等工作。遇到軟件使用、參數調節等各種問題通過同組人員間的討論、查找資料以及網絡資源等多途徑解決。圖1和圖2分別為6自由度機械臂末端執行螺旋線軌跡仿真圖以及動畫演示界面.學生在完成這項工作過程中，需要學習掌握相關軟件，包括三維建模軟件Pro/E、機械動力學分析軟件ADAMS、設計控制器的數學軟件MATLAB/Simulink、編寫演示界面的C++圖形化界面語言MFC。此外，還要進行機械設計、動力學建模、末端軌跡規劃、關節控制器設計等。最后，將基于多學科知識設計出的虛擬樣機結合多個軟件進行動態聯調和演示，每一步都需要學生開動腦筋、勤思考、溝通交流、勤實踐。例如，在軌跡規劃中，學生根據機械臂的不同工作狀態設計了幾種軌跡：焊接用的直線、圓軌跡，纏繞用的螺旋線軌跡，擰螺釘用的自轉提升軌跡。圖3為障礙物干擾下自行車機器人回轉運動圖，學生在指導教師規定的平衡運動基礎上，創造性的增加障礙物，一系列調試得到平衡運動后，又通過改變障礙物的形狀、尺寸等參數討論車體平衡條件。這些項目研究充分發揮了學生的想象能力和創造思維，并獲得了很多意想不到的成果。

2.機器人硬件物理樣機設計方面。根據指導教師的在研國家自然科學基金項目，為學生制定子項目“前輪驅動自行車機器人物理樣機設計與制作”、“具有轉彎功能的獨輪車機器人硬件平臺搭建”。要求學生設計出機械傳動方案與測控系統方案，并搭建出實物樣機，完成各個功能模塊之間的聯調。圖4和圖5分別為學生研制的自行車機器人與獨輪車機器人物理樣機。為了便于各種傳感器的安裝，做機械設計部分的同學與做檢測系統設計部分的同學要經常溝通交流。期間，學生對機器人這一機電一體化系統的興趣逐漸增加，主動協助實驗室的研究生學長進行平衡控制實驗研究，并提出了一些超越項目本身的大膽設想，比如擺把換向、騰空跳躍、旋把前進等。通過具體項目，鞏固了學生機械電子、測量控制方面的硬件知識，激發了學生的科研熱情，取得了很好的教學效果。

三、結語

以機器人研究為平臺，以培養機械工程類應用創新型人才為導向，結合具體項目的特點探索人才培養模式改革，以期增強學生的創新意識、創新思維、創新能力，培養學生的團隊合作精神，強化學生的工程實踐能力，這是值得進一步探索的人才培養模式，可以為國家和社會發展提供所需的機械工程類人才。

作者：莊未黃用華李雪梅黃美發 劉夫云單位：桂林電子科技大學機電工程學院