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本學科設(shè)有三個研究方向：
機械現(xiàn)代設(shè)計方法學：現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)與方法研究、產(chǎn)品數(shù)字化動態(tài)設(shè)計、虛擬設(shè)計與仿真技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化及可靠性分析、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。
機械傳動學：現(xiàn)代傳動技術(shù)與理論的研究、新型機械傳動設(shè)計制造技術(shù)，包括非圓齒輪低速大扭矩液壓馬達產(chǎn)業(yè)化研究、非圓傳動節(jié)能抽油機、新型限滑差速器等。
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計及應用：機電系統(tǒng)設(shè)計與性能分析的研究，在機器人工程應用技術(shù)、液下機器人和管道機器人技術(shù)研發(fā)方面取得進展；機械系統(tǒng)動力學與控制研究，包括多體系統(tǒng)動力學與控制、機器人運動規(guī)劃與控制、航空器姿態(tài)動力學與控制、復雜纜索非線性動力學與控制等。
該學科目前已完成和正在完成的國家自然科學基金、北京市自然科學基金課題多項。