机械设计及理论是对机械及其系统进行功能综合并定量描述与控制其性能的基础技术学科。本学科点是我校重点发展和支持的学科，1986年获博士学位授权，是我校机械工程博士后流动站的支撑二级学科。主要在机构学、机器人机械学、机械振动学、机械设计学等几个方向进行系统深入的研究，承担国家及省部级课题多项，在机构动力学、机器人学和结构优化设计与智能控制若干前沿领域取得重要研究成果，特色明显，在国内外有一定影响。
研究方向简介：
机构学与机械动力学
主要研究平面及空间连杆机构的运动学及动力学分析与综合(设计)的理论和方法，侧重高速机构动力平衡、弹性机构动力综合、含间隙机构动力分析与综合、机械系统非线性振动特性等前沿领域的研究。
机器人学
主要研究机器人的运动和动力分析、设计理论、方法及其应用，包括串联和并联柔性机器人动力学分析、柔性冗余度机械臂振动控制、柔性并联机器人冗余驱动规划、多柔性机器人协调操作及控制等领域 。
智能结构与机械系统监控
主要研究机电自动化中的制造系统监控、智能机械结构等关键技术。涉及传感器集成检测、多信号融合、神经网络分析、智能决策以及敏捷材料的原理和应用、智能机械执行器的设计和实现等方面。
工程结构分析、CAD优化设计和智能控制
主要研究机械和一般结构、多学科的CAD优化与智能控制、结构数值分析模拟与可视化技术、工程系统运筹和应用软件、实用数学规划软件和工程应用，以及在美国著名的工程应用软件上进行二次开发。
现代测控技术与方法
主要研究机电系统健康监测、智能测试技术及信号处理以及无损检测与评价技术。包括传感器的研制、计算机测控系统、数字信号处理与特征识别、无损检测新技术及质量评价等方面的研究。
现代机电系统设计及控制
主要研究机电系统的现代设计方法及控制策略。侧重电-液伺服系统的优化设计、直线交流伺服系统的精密控制技术、液压与气动的数字控制技术及应用。
机械振动与控制
主要包括四个研究方向：（1）非线性动力学、分叉和混沌动力学；（2）非线性振动与控制；（3）机械柔性结构和流固耦合系统的非线性动力学；（4）现代设计与计算机辅助工程。主要研究机械系统，机械柔性结构和流固耦合系统的非线性动力学、分叉和混沌极其控制问题，研究高维非线性系统的全局摄动法及规范形的计算和应用问题。
新型焊接设备
本研究方向包括：（1）绿色化焊接设备：以计算机仿真为主要手段，研究新型电力电子技术、设备的可靠性与电磁兼容性技术；（2）高效化焊接设备：以焊接物理研究为基础，探索高速度和高熔敷率的焊接方法；（3）数字化焊接设备：以数字信号处理技术为基础，研究全数字化控制的焊接设备；（4）智能化焊接设备：以智能控制理论为基础，研究焊接过程质量的控制技术。
焊接机器人与焊接质量控制
本研究方向主要从事焊接机器人的应用极其整体性系统的集成。其中包括：（1）离线编程技术；
（2）过程仿真与优化技术；（3）传感器与信号处理技术；（4）在线质量监控技术。
微机电系统(MEMS)技术
主要从事微机电系统(MEMS)技术极其应用、传感器技术、智能机器人技术等与机械学交叉领域的研究。
精密特种加工技术
属于现代制造技术的范畴，主要研究精密电火花加工、激光加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工和等离子体加工等特种加工技术，涉及光机电一体化、信号的采集与分析、神经网络、智能控制、精密微机械等的机理、设计及应用等方面。
还包括：
（一）、机械动态设计及机械振动。
本研究方向主要研究机械动态设计理论及方法、机械系统动力学建模及测试技术、振动利用及控制技术等。多年来，本研究方向的学术梯队形成了以下相对稳定的研究方向：
1、新型振动机械的理论及应用研究。主要探索振动利用工程新的前沿分支（如振动塑性加工、振动切削）以及基于非线性振动理论的振动机械系统的动态设计方法。
2、机械与车辆系统非线性、非平稳性振动研究。主要探索动力响应、动载荷、减振机理及振动匹配设计问题。
3、机械与车辆系统的辨识、建模、仿真及控制。主要研究探索机械与车辆系统的时频分析理论、动态特性及控制问题。本方向的学术骨干参与国家自然科学基金、省市级科研项目多项取得了若干研究成果。
（二）、计算机辅助设计。
主要研究机械产品的计算机辅助设计（CAD），包括机械产品数学模型的建立、算法的研究，参数化绘图的方法，高级语言与优化、有限元分析，参数化设计的接口方法。重点对机械产品实现二维和三维的参数化设计，使设计达到提高设计质量、精度，缩短产品设计开发周期。该方向的研究可提高产品质量和设计精度，缩短产品设计周期，提高产品在市场的竞争能力。
（三）、机器人与新型传动技术。
本研究方向研究机器人与仿真技术、新型传动机构的开发以及新型无级变速系统的控制与仿真。多年来，本研究方向的学术梯队在机器人机构学新型传动结构与技术、空间连杆机构与空间凸轮机构的运动学、动力学分析方面进行了大量的工作，取得了一批特色鲜明的研究成果某些方面研究工作居于国内先进水平且正向机电一体化综合技术方向发展。本研究方向的学术梯队的研究工作己有相当基础和成果。
（四）、现代机械设计理论与技术。
现代设计理论与技术是一门新兴的应用范围极广的交叉学科。本学科包括现代的机械设计和现代机械的设计两大分支，前者以现代机械设计的哲学思想、准则和方法为研究对象，后者以现代机械的组成、结构和设计为研究内容。多年来，本研究方向的学术梯队以现代机械设计的准则、方法为研究领域进行了大量的研究工作，取得了一批较有价值的学术成果。本研究方
向主要研究机电产品的系列化设计方法、创造性设计方法、计算机辅助创新技术、优化设计理论、可靠性技术及工业造型技术等。
