王 嬌

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

隨著科技的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化產(chǎn)品在各個(gè)行業(yè)中具有越來(lái)越重要的左右。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指將機(jī)械和電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，使產(chǎn)品在功能、性能和效率上得到全面提升。在機(jī)電一體化產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，功能原型設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)制作一個(gè)早期版本的產(chǎn)品原型，以驗(yàn)證并改進(jìn)產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)和性能。一方面，在進(jìn)行功能原型設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)產(chǎn)品的功能需求進(jìn)行詳細(xì)分析，了解產(chǎn)品應(yīng)具備的功能和特性，明確功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵要求，以便在設(shè)計(jì)過(guò)程中有針對(duì)性地制定策略。另一方面，功能原型設(shè)計(jì)不是一次性完成的，需要進(jìn)行快速迭代和測(cè)試。通過(guò)制作初步原型，驗(yàn)證其功能和性能，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1 基于虛擬原型機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1.1 需求分析

基于虛擬原型的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)是目前發(fā)展迅速且廣泛應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法之一。它將虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，通過(guò)創(chuàng)建虛擬的產(chǎn)品原型，以模擬和驗(yàn)證機(jī)械、電子控制系統(tǒng)的功能與性能。

在需求分析方面，基于虛擬原型的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)有多個(gè)關(guān)鍵需求，這些需求在提升設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量方面具有重要作用[1]。

首先，仿真與驗(yàn)證需求對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。通過(guò)虛擬原型技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以建立真實(shí)的模型，并進(jìn)行各種仿真分析，如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和電子電路仿真等。這有助于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性，避免在實(shí)際制造階段出現(xiàn)問(wèn)題，并減少試錯(cuò)成本。在該文研究中，相關(guān)工作人員引入PID控制器模型，并通過(guò)該模型收集反饋控制器實(shí)際參數(shù)，如公式（1）所示。

式中：u（t）代表控制器的輸出信號(hào)；Kp、Ki、Kd分別代表比例增益、積分增益和微分增益；e（t）代表參考信號(hào)與實(shí)際輸出間的誤差；∫e（t）dt代表誤差的積分項(xiàng)；代表誤差的微分項(xiàng)。

其次，基于虛擬原型的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)需要滿足多學(xué)科協(xié)同需求。機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)涉及機(jī)械工程、電子工程和控制工程等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。虛擬原型技術(shù)應(yīng)提供一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)，使不同學(xué)科的專家能夠協(xié)同工作、共享設(shè)計(jì)信息、評(píng)估設(shè)計(jì)方案并快速進(jìn)行反饋和調(diào)整。再次，實(shí)時(shí)性與交互性需求是基于虛擬原型設(shè)計(jì)技術(shù)中的重要考量因素。設(shè)計(jì)師需要能夠與虛擬原型進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，并觀察其動(dòng)態(tài)變化，這有助于直觀地理解產(chǎn)品的工作原理和性能特征，并根據(jù)需要對(duì)設(shè)計(jì)即時(shí)進(jìn)行修改和優(yōu)化。設(shè)計(jì)師需要準(zhǔn)確地建立機(jī)械構(gòu)件、電子元器件和控制系統(tǒng)的模型，并精細(xì)地調(diào)整它們間的關(guān)系。虛擬原型技術(shù)應(yīng)具備高精度的建模能力，以確保設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。通過(guò)直觀的可視化界面和豐富的可視化效果，設(shè)計(jì)師可以更好地理解和評(píng)估產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能，這有助于提高設(shè)計(jì)溝通和決策的效率，并促使設(shè)計(jì)師更好地理解產(chǎn)品特性和性能[2]。

最后，數(shù)據(jù)集成與管理需求也是基于虛擬原型的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)中不可忽視的方面。設(shè)計(jì)師需要方便地導(dǎo)入、管理和共享各種數(shù)據(jù)，如CAD模型、元器件庫(kù)和仿真結(jié)果等。虛擬原型技術(shù)應(yīng)提供完善的數(shù)據(jù)管理功能，確保設(shè)計(jì)過(guò)程中數(shù)據(jù)的一致性和互通性，從而提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 基本思路

基于虛擬原型的機(jī)電一體化聯(lián)合設(shè)計(jì)是一種集成化的設(shè)計(jì)方法，旨在通過(guò)數(shù)字化模型和仿真技術(shù)來(lái)加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程、減少成本并提高質(zhì)量。該設(shè)計(jì)方法的基本思路包括模塊化設(shè)計(jì)、參數(shù)化建模、虛擬測(cè)試與驗(yàn)證、多學(xué)科集成、協(xié)同優(yōu)化和真實(shí)數(shù)據(jù)反饋。

首先，在模塊化設(shè)計(jì)方面，將機(jī)械、電氣和控制系統(tǒng)等不同模塊進(jìn)行分離和定義，確保各個(gè)模塊能獨(dú)立設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)并行協(xié)同設(shè)計(jì)，使不同團(tuán)隊(duì)能同時(shí)進(jìn)行各自的設(shè)計(jì)工作，以提高設(shè)計(jì)效率。其次，通過(guò)使用參數(shù)化建模技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以輕松創(chuàng)建幾何模型，并通過(guò)調(diào)整參數(shù)來(lái)修改模型的尺寸、形狀和特性。這種靈活性使快速的設(shè)計(jì)迭代和優(yōu)化成為可能，從而能更好地滿足產(chǎn)品需求。通過(guò)使用仿真工具對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行虛擬測(cè)試和驗(yàn)證，可以在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行模擬和分析，評(píng)估機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能、可靠性和耐久性，而無(wú)須進(jìn)行物理樣機(jī)制造和試驗(yàn)。該虛擬測(cè)試能夠更早地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并改進(jìn)，從而大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。最后，通過(guò)全面考慮不同學(xué)科間的相互影響，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的完整性和可行性，并解決可能存在的沖突和問(wèn)題。該綜合性設(shè)計(jì)方法有助于減少后續(xù)實(shí)際制造和測(cè)試過(guò)程中的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)。建立設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，并采用協(xié)同優(yōu)化算法，找到機(jī)電一體化系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)方案，同時(shí)滿足性能、成本和可制造性等需求。這種綜合考慮不同設(shè)計(jì)指標(biāo)的優(yōu)化過(guò)程可以提高產(chǎn)品的整體性能和競(jìng)爭(zhēng)力，根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)和反饋信息，不斷改進(jìn)虛擬原型模型和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，有助于提高模型的可信度和設(shè)計(jì)信心，從而減少后續(xù)實(shí)際制造和測(cè)試過(guò)程中的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)（基于虛擬原型的機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程如圖1所示）。

2 機(jī)電一體化產(chǎn)品功能原型設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，將機(jī)械、電氣和控制等功能模塊相互融合，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在機(jī)械運(yùn)動(dòng)、電氣控制和信息傳輸?shù)确矫娴耐暾δ躘3]。

第一，一體化設(shè)計(jì)。機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)的機(jī)械、電氣和控制設(shè)計(jì)集成在一起，構(gòu)建一個(gè)整體的系統(tǒng)原型。通過(guò)緊密配合和相互作用，各個(gè)功能模塊可以協(xié)同工作，形成一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)。

第二，多學(xué)科交叉。該設(shè)計(jì)方法涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，包括機(jī)械工程、電氣工程和控制工程等。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要具備跨學(xué)科的知識(shí)和技能，以便在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行有效溝通和協(xié)作。例如該文研究中引入轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)公式，如公式（2）所示，通過(guò)該公式分析并優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)的性能。

式中：α代表轉(zhuǎn)子角加速度；Tm代表驅(qū)動(dòng)扭矩；TI代表負(fù)載扭矩。

第三，參數(shù)化建模。機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)采用參數(shù)化建模技術(shù)，通過(guò)定義參數(shù)和公式來(lái)創(chuàng)建幾何模型、控制算法和電氣元件等。這種靈活的建模方法能更容易且快捷地對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和優(yōu)化。建模過(guò)程中，研究人員引入傅里葉級(jí)數(shù)公式，利用該公式進(jìn)行信號(hào)處理和頻譜分析等工作，如公式（3）所示。

第四，設(shè)計(jì)迭代和優(yōu)化。機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)允許設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行快速的設(shè)計(jì)迭代和優(yōu)化。通過(guò)修改參數(shù)、調(diào)整控制算法或改變組件配置，快速評(píng)估不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，并選擇最佳方案來(lái)滿足產(chǎn)品需求[4]。

第五，數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。該設(shè)計(jì)方法鼓勵(lì)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)間的密切合作和信息共享。通過(guò)共享設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和模型，團(tuán)隊(duì)成員可以更好地理解系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能，并進(jìn)行協(xié)同工作，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量?？紤]機(jī)電一體化產(chǎn)品可能涉及液體或氣體在流動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換問(wèn)題，因此引入達(dá)朗貝爾定律，如公式（4）所示。

式中：ρ代表流體密度；g代表重力加速度；h代表高度；v代表液體或氣體的流速；P代表壓力。

第六，自動(dòng)化制造準(zhǔn)備。機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)可以為后續(xù)的自動(dòng)化制造準(zhǔn)備奠定基礎(chǔ)。通過(guò)集成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、制造工藝規(guī)劃和生產(chǎn)線布局等信息，可以更好地銜接設(shè)計(jì)和制造，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制。

2.2 基該方法

機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)提出具體設(shè)計(jì)指標(biāo)、制定功能單元設(shè)計(jì)方案以及確定整合與綜合方案，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能原型設(shè)計(jì)（如圖2所示）。

圖2 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

進(jìn)行機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要遵循的步驟如下：第一步是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求出發(fā)，提出具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行分析、歸納和分類整合。這就需要進(jìn)行系統(tǒng)工程思考和機(jī)電一體化思考，以確保各個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域間的協(xié)同作用，從而形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。第二步是針對(duì)各個(gè)功能單元制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。該方案涉及機(jī)械、電氣、控制和軟硬件等領(lǐng)域，確定設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)目標(biāo)、交互方式以及所使用的軟件工具和基本流程。制定這些方案時(shí)，需要綜合考慮功能、性能、可制造性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和安全性等多個(gè)因素。第三步是將各個(gè)功能單元的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行整合，確定最終的綜合方案?；谡w設(shè)計(jì)，選擇合適的功能單元設(shè)計(jì)方案作為各領(lǐng)域的設(shè)計(jì)方案，并制定總體方案來(lái)完成功能原型設(shè)計(jì)。在該過(guò)程中，需要明確虛擬原型設(shè)計(jì)的依據(jù)，并指導(dǎo)產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)。

通過(guò)以上步驟，機(jī)電一體化功能原型設(shè)計(jì)可以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求具體化和細(xì)化，最終得到可用于指導(dǎo)產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)的方案。在該過(guò)程中，不僅需要考慮各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)要求，還需要綜合各種因素來(lái)確保設(shè)計(jì)方案的合理性和可行性。只有經(jīng)過(guò)充分的設(shè)計(jì)和整合，才能得到功能完備、性能優(yōu)良、制造可行、經(jīng)濟(jì)環(huán)保且安全可靠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)原型。

2.3 開(kāi)發(fā)模式

機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案是在產(chǎn)品功能需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行分解和結(jié)合的過(guò)程，旨在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高效性、可靠性和便捷性。功能需求分析是設(shè)計(jì)方案形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行細(xì)致分析，確定產(chǎn)品所需的性能指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作提供明確的目標(biāo)和依據(jù)。進(jìn)而逐步細(xì)化設(shè)計(jì)方案，包括詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法、步驟和目標(biāo)等內(nèi)容。

在方案設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要借助各種工具和技術(shù)來(lái)滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。一種常用的方法是使用3D機(jī)械模型，通過(guò)建立真實(shí)模擬的物理結(jié)構(gòu)，來(lái)呈現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的形態(tài)和特征。該模型不僅可以展示產(chǎn)品的機(jī)械組成部分，還可以準(zhǔn)確顯示電氣元件、控制系統(tǒng)以及各個(gè)部件間的相互作用。另外，控制設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)也是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要手段之一。通過(guò)合理的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行智能化控制和優(yōu)化調(diào)試，提高產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性（機(jī)電一體化產(chǎn)品功能原型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模式如圖3所示）。

圖3 機(jī)電一體化產(chǎn)品功能原型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模式

此外，還可以運(yùn)用其他輔助工具和技術(shù)，例如虛擬仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。虛擬仿真技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)環(huán)境下模擬產(chǎn)品的工作過(guò)程，幫助設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行改進(jìn)。而試驗(yàn)驗(yàn)證則是在實(shí)際環(huán)境中對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試，以確保產(chǎn)品在不同工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 機(jī)電一體化產(chǎn)品功能原型設(shè)計(jì)仿真

為驗(yàn)證機(jī)電一體化產(chǎn)品功能原型的有效性，研究人員針對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行仿真試驗(yàn)。

3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

確定產(chǎn)品的外形尺寸和結(jié)構(gòu)要求，該文仿真試驗(yàn)使用的產(chǎn)品的尺寸為30cm×20cm×10cm。在材料選擇上，采用具有高強(qiáng)度和輕質(zhì)特點(diǎn)的鋁合金材料?？紤]機(jī)械傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)，例如軸、齒輪、帶等，確保傳動(dòng)效率和可靠性。使用CAD軟件進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真分析，確保設(shè)計(jì)的可行性。

3.2 電路設(shè)計(jì)

研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)穩(wěn)壓電源電路，輸出電壓為12V。使用電路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)電路原理圖和PCB電路板。例如使用Altium Designer進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)和布局布線。制作并組裝實(shí)際的電路板，進(jìn)行電路連通性測(cè)試、電氣性能測(cè)試以及故障排除。

3.3 控制算法設(shè)計(jì)

確定產(chǎn)品的控制需求和功能，例如位置、速度以及力控制等。根據(jù)需求設(shè)計(jì)控制算法，例如PID控制器、模糊控制器等。研究人員采用PID控制算法進(jìn)行位置閉環(huán)控制。

3.4 仿真結(jié)果分析

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。首先，通過(guò)有限元分析等方法，得出最大應(yīng)力為50MPa，安全系數(shù)為2.5，表明機(jī)械結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)要求的負(fù)載下具備足夠的強(qiáng)度和安全性。其次，試驗(yàn)結(jié)果顯示系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間為0.2s，符合設(shè)計(jì)要求，并且精度誤差為±0.5cm，即運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的位置誤差為±0.5cm 。最后，通過(guò)數(shù)值模擬分析得出機(jī)械結(jié)構(gòu)的最大變形為0.1cm，滿足設(shè)計(jì)要求。

表1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)結(jié)果

電路設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。首先，仿真驗(yàn)證顯示輸出電壓穩(wěn)定在（12±0.2）V，表明電源電路能夠提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，完全滿足電氣元件的工作要求，表明設(shè)計(jì)的電源電路具備良好的穩(wěn)定性和可靠性。通過(guò)模擬測(cè)試，研究人員驗(yàn)證了電路在不同負(fù)載條件下能夠保持輸出電壓的穩(wěn)定性，連接的電氣元件能正常工作并得到充分的電氣供應(yīng)。其次，驅(qū)動(dòng)仿真驗(yàn)證結(jié)果表明電機(jī)成功啟動(dòng)，并且能夠準(zhǔn)確進(jìn)行位置控制。仿真數(shù)據(jù)展示了電機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡和準(zhǔn)確性，證明了電路設(shè)計(jì)的有效性和性能優(yōu)越性。因?yàn)槲恢每刂剖窃S多機(jī)電系統(tǒng)的核心功能之一，所以這對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用非常重要。通過(guò)仿真驗(yàn)證，研究人員確認(rèn)了設(shè)計(jì)的電路能夠成功驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并穩(wěn)定地將其控制在所需的位置范圍內(nèi)。最后，仿真測(cè)試表明電路的驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能夠提供最大驅(qū)動(dòng)電流為1.5A的輸出。表明電路能夠滿足設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用中的電流需求。通過(guò)對(duì)電流波形和幅值進(jìn)行仿真分析，研究人員確保了電路的可靠性和性能，并得出結(jié)論：電路能夠穩(wěn)定輸出足夠的電流，以驅(qū)動(dòng)連接的電氣元件和電機(jī)，并滿足系統(tǒng)需求。

表2 電路設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)結(jié)果

基于上述仿真試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的論證，所得結(jié)論如下：機(jī)電一體化產(chǎn)品功能原型設(shè)計(jì)是有效的，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠滿足預(yù)期要求，并具備良好的性能和可靠性，為進(jìn)一步的實(shí)際制造與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)仿真驗(yàn)證，研究人員評(píng)估了電路的性能和穩(wěn)定性，確保其適合實(shí)際應(yīng)用的可行性，為產(chǎn)品的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和改進(jìn)提供指導(dǎo)，并增強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

該論文主要研究了虛擬原型及其設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)電一體化產(chǎn)品特性和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，將虛擬原型設(shè)計(jì)技術(shù)引入機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，提出并深入研究了基于虛擬原型的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)。

第一，該文強(qiáng)調(diào)了需求分析的重要性。只有準(zhǔn)確理解用戶需求，才能設(shè)計(jì)出滿足其期望的功能原型。通過(guò)與用戶溝通和反復(fù)修改，該文不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保最終的產(chǎn)品能夠真正滿足用戶的需求。

第二，該文強(qiáng)調(diào)了跨學(xué)科協(xié)作的必要性。機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，需要不同專業(yè)領(lǐng)域的人才密切合作。在功能原型設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師、設(shè)計(jì)師和市場(chǎng)營(yíng)銷人員等各個(gè)角色都應(yīng)參與其中，共同協(xié)調(diào)推動(dòng)項(xiàng)目的進(jìn)展。

第三，該文還討論了原型快速迭代的重要性。在功能原型設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要保持靈活性和敏捷性，及時(shí)根據(jù)用戶反饋和技術(shù)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行修改和優(yōu)化。通過(guò)不斷地迭代，可以及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以解決，最終提供更好的產(chǎn)品體驗(yàn)。

第四，該文強(qiáng)調(diào)了測(cè)試驗(yàn)證的必要性。在功能原型設(shè)計(jì)完成后，必須進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證，以確保產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。通過(guò)模擬真實(shí)使用環(huán)境和情景，可以發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整，為產(chǎn)品的后續(xù)開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

綜上所述，機(jī)電一體化產(chǎn)品功能原型設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的過(guò)程，需要深入理解用戶需求、跨學(xué)科協(xié)作、快速迭代和測(cè)試驗(yàn)證。只有在這些要點(diǎn)的指導(dǎo)下，才能設(shè)計(jì)出更具競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新性的產(chǎn)品，滿足用戶需求，推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。