導語：如何才能寫好一篇機電一體化的要求，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：一體化教學；特點；要求

一、一體化教學的定義

所謂“一體化教學”是指教師將某門課程的理論教學、實踐教學融為一體，通過理論學習和實踐學習結合的方式，來完成某個教學目標的教學方法。根據(jù)職業(yè)教育培養(yǎng)目標的要求來重新整合教學資源，體現(xiàn)高技能人才培訓的特點，從而逐步實現(xiàn)了以實訓室、實習車間為中心，以掌握技能操作為中心等轉變。這種教學模式能較好地解決理論教學與實踐教學的不相關問題，減少課程之間知識的重復，增強教學的直觀性，充分體現(xiàn)了學生的主體參與作用。

二、一體化教學的特點

1. 打破了原有的教材知識體系

圍繞實際工程項目來組織教學，打破現(xiàn)行教材和教學模式的條條框框。以完成實際工程項目來展開有針對性的進行教學，注重了知識的應用性，也體現(xiàn)了高職教學理論夠用為度，突出實踐技能培養(yǎng)的內(nèi)涵。

2. 課堂延伸

可以講課堂延伸到校外，通過各種實踐活動，利用真實的職業(yè)環(huán)境和親身經(jīng)歷來綜合培養(yǎng)學生能力與素質(zhì)。

3. 在校培養(yǎng)與企業(yè)需求零距離對接

“教、學、做”一體化教學按照企業(yè)的實際生產(chǎn)任務為教學案例，以企業(yè)的實際工作流程為教學內(nèi)容，以企業(yè)的工藝標準為考核標準，實現(xiàn)了在校培養(yǎng)與企業(yè)需求零距離對接。

三、一體化教學的要求

1.課程開發(fā)主體的多元性

一體化教學要實現(xiàn)理論與實踐教學內(nèi)容的緊密結合，其課程開發(fā)的主體應以教師開發(fā)為主轉變?yōu)橐孕袠I(yè)企業(yè)一線技術骨干、課程專家、課程管理者、授課教師等組成的專家組來共同進行。

2.學習內(nèi)容的統(tǒng)整性

每一個學習者都是基于其知識和經(jīng)驗的背景而整體地建構其認知結構的。學生心理發(fā)展的整體性必然要求課程的教學內(nèi)容具有統(tǒng)整性。一體化教學就是基于整體論的視域，依據(jù)學生的認知心理和現(xiàn)實職業(yè)世界的工作崗位，以養(yǎng)成學生職業(yè)素質(zhì)為本，以培養(yǎng)學生能力為主線，構建的既包含學術也包含非學術領域的知識、技能在內(nèi)的課程。

3.學生學習的主體性

理論與實踐緊密結合的一體化教學，尊重學生的主動精神并以此作為教學的出發(fā)點與目標。在教學過程中，學生是知識與技能的主動構建者，而不是被動接受的容器；教師不再是知識的傳授者、灌輸者，而是教學過程中的組織者、引導者、服務者；教師所提供的學習任務不再是教師的傳授內(nèi)容，而是學生主動構建的對象?？傊?，一體化教學的整個教學過程是以學生為主體，以學生主動探究與實踐為主線的師生互動過程。

4.教學組織的開放性

一體化教學需在課堂教學中同時實現(xiàn)理論教學與實踐教學的統(tǒng)一，更要求教師在教學過程中注重教學機智，淡化教學程序意識，簡化教學組織規(guī)則，實現(xiàn)教學組織的開放性，確保課內(nèi)與課外、校內(nèi)與校外相結合，課堂講授與現(xiàn)場演練相結合等，最大程度完成一體化教學的教學目標。

5.教學模式的實踐性

實施一體化教學的目的，就是要讓學生在實踐中學習與鞏固專業(yè)知識、培養(yǎng)與提高技能、養(yǎng)成綜合職業(yè)素養(yǎng)。落實教學模式的實踐性，關鍵要選好學習性、實踐性的學習任務或項目等作為實踐性教學模式的載體。因此，一體化教學實施中所選擇的任何一種教學模式，如任務驅動、項目導向、頂崗實習等，都要以相應的工作任務或項目為載體來組織教學，實現(xiàn)邊學邊做，邊做邊學，做學結合。

6.教學評價的多樣性

一體化教學由于具有綜合性的特征，其評價的內(nèi)容除了要考核學生專業(yè)理論知識的理解、掌握外，還應包含職業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)的考核；評價的主體除了學校，還應包含企業(yè)行業(yè)方面的代表；考核形式除了筆試外，還可探索諸如課程設計等在內(nèi)的其他形式，形成過程性與終結性考核相結合的考核體系。

7.教師隊伍的一體化

一體化教師的特點即教師是專業(yè)理論與實踐技能的結合體，即既能講授專業(yè)理論，又能動手實踐操作；教師既是教師，又是指導學生實踐操作的師傅，一體化教學的建設與實踐離不開一體化教師。一體化教師在高職院校高技能應用型人才培養(yǎng)中的作用越來越突出，其水平的高低將直接影響到高職院校學生培養(yǎng)質(zhì)量的好壞。因此，對現(xiàn)有教師進行校本培訓就顯得尤為必要。

8.教學場所的一致性

一體化教學的實施需要一體化教學場所，即既能滿足理論教學、又能滿足實習實訓教學的“一體化”場所。這種場所，必須把傳統(tǒng)教室和實訓教室合為一體，教學區(qū)與設備區(qū)同處一室，教室就是實訓室，實訓室就是教室。目前，我院興建了一批一體化教學場所，為一體化教學的實施提供了基礎。另外，一體化教學的實施工程中要逐步打破單純的課堂化教學環(huán)境，營造盡可能與工作實境接近的教學環(huán)境，實現(xiàn)學校環(huán)境與工作環(huán)境、學校文化與企業(yè)文化的融合，使學生在具有真實企業(yè)情境的校內(nèi)實訓室提前感受企業(yè)的文化氛圍與工作要求。

9.教學資源的整合性

一體化教學的教學資源具有高度整合性，具體表現(xiàn)在教學大綱是合一的，是融理論與實踐教學為一體的教學大綱；教案是一體的，既有理論教學方面的設計，又有實踐教學的具體安排；教材是合一的，即理論與實訓教材是融為一體的；學生自主學習的學習資源是整合的，是同一門課程下的學習資源，而不是分屬于不同的課程 （即理論課程與實踐課程） 之下。

10.管理制度的協(xié)調(diào)性

一體化教學的實施或建設，是一項系統(tǒng)工程，需要多個與之相適應的管理制度來支撐。在制定一體化教學改革的實施方案的同時，務必從分析影響一體化教學的主客觀因素出發(fā)，系統(tǒng)規(guī)劃與改革其他管理制度，一體化教學才會有發(fā)展的張力與生命力，才能取得實際性的建設成效。

四、結束語

21世紀，科學技術是第一生產(chǎn)力。以培養(yǎng)面向一線應用型技能人才為己任的職業(yè)教育必須深化改革、加快發(fā)展，才能適應科技進步、社會發(fā)展。一體化教學也必須與時俱進、不斷完善，才能發(fā)揮其積極作用，培養(yǎng)出適應社會需要的高技能人才。

參考文獻

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[2]陳學玲，靳玉喜.高職“教、學、做”一體化課程建設研究與設計[J].華章，2012年第15期

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【關鍵詞】機電一體化 發(fā)展過程 智能化

機電一體化源于西方國家，最早主要是集合了機械技術、電子技術以及計算機技術，后期經(jīng)過多年的發(fā)展也被引入到我國的機電行業(yè)中。機電一體化技術在國外的發(fā)展比較早，近些年經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，國外在該領域的理論知識和實際應用都比較成熟，所以其應用也比較廣泛，且應用效果較顯著。但是相對于西方發(fā)達國家，我國的機電一體化技術發(fā)展的比較晚，所以理論知識可能還不是很系統(tǒng)，但是相關領域的工作人員一直致力于對這方面內(nèi)容的研究，部門領域也取得了不錯的成效。然而現(xiàn)代社會是智能化社會，要確保機電一體化的有效發(fā)展，就必須分析機電一體化向智能化邁進的趨勢，以此保障其發(fā)展方向的正確性。

1 機電一體化概述

正如上文所講最早機電一體化技術只是融合了機械、電子以及計算機技術，但在現(xiàn)代社會的影響下，很多新型的微控電子技術、智能自動化等也被融入到機電一體化技術中。按照有關理論基礎研究，也可認為其是結合各系統(tǒng)的功能特點對組成要素進行系統(tǒng)性的分析和研究，然后將其融合起來進行有效的工作，在系統(tǒng)中通過信息流動實現(xiàn)對微電子系統(tǒng)地控制，最終產(chǎn)生規(guī)律性的能量與物質(zhì)運動。

2 機電一體化的發(fā)展進程

2.1 數(shù)控機床階段

數(shù)控機床階段，起源于上世紀六十年代，但是人們自然會用電子技術的初步結果改善機械產(chǎn)品性能，數(shù)控機床就是此階段的重要產(chǎn)物，但因電子技術的發(fā)展限制使得開發(fā)的產(chǎn)品應用不是很廣泛。

2.2 微電子技術階段

這一階段機電一體化技術開始被用在工業(yè)設計與制造中，對促進了工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展。比如在當時的汽車行業(yè)中微電子產(chǎn)品基本占產(chǎn)品總數(shù)的七成以上，后來又引入了集成電路，進而提升了制造精度，基本實現(xiàn)了信息化應用。

2.3 PLC控制階段

進入這一發(fā)展階段顯示了機電一體化的可編程控制發(fā)展。第三階段的發(fā)展時間比較長，主要是完成了單機向多CPU控制轉變的發(fā)展過程。PLC機電一體化的常用控制有SCADA、DCS及ESD系統(tǒng)。在PLC控制階段的發(fā)展后期，其還完成了現(xiàn)場總線布設，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化應用。

2.4 新技術階段

在PLC階段的發(fā)展基礎上機電一體化最終完成了新技術的應用。第四階段的新技術主要是：

2.4.1 信息技術

信息技術，即應用信息處理的方式獲得并加工機電信息，以此提升機電一體化技術的經(jīng)濟效益，比如傳感技術及通信技術都屬于信息技術。

2.4.2 模糊技術

模糊技術，顧名思義其主要是處理模糊信息，突破傳統(tǒng)固定的邏輯思維約束。

2.4.3 激光技術

激光技術，提升了技術的集中控制度，主要用在穿孔和打孔中。

3 機電一體化向智能化的邁進趨勢分析

在上世紀九十年代后期，國外的很多發(fā)達國家逐步開始了機電一體化向智能化方向邁進的趨勢。當時的微控制器發(fā)展為機電產(chǎn)品數(shù)字化發(fā)展奠定了良好的基礎，再加上計算機網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，整體上就為數(shù)字化設計和制造提供了很好的平臺，比如虛擬設計技術以及計算C集成制造技術等。但是要實現(xiàn)數(shù)字化，在機電一體化產(chǎn)品的可靠度、操作性等方面的要求就會更高一些。為滿足上述種種要求，就要保證機電一體化產(chǎn)品的智能性，主要是確保其能具備和人類思維邏輯相似的功能，以此進行判斷推理、自主決策，還能方便遠程操作、診斷以及維修。舉例說明，比如在CNC數(shù)控機床上增添人機對話功能，同時還布設智能I/O接口以及工藝數(shù)據(jù)庫，這樣就能方便后期的操作級維護。近幾年，在模糊控制、小波理論以及混神經(jīng)網(wǎng)絡等智能技術的影響下機電一體化技術的發(fā)展又進入了新的階段。因為不論如何機電一體化產(chǎn)品的使用者都是人類，所以怎樣賦予機電一體化產(chǎn)品一定的情感，使其更加人性化就顯得很重要，這同樣也就要求后期發(fā)展中不僅要關注產(chǎn)品性能，還應該重視其色彩、形態(tài)等內(nèi)容與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，這樣人類使用時就會有藝術享受，家用機器人就是一種典型的代表。另外現(xiàn)代社會的主要問題是資源短缺和環(huán)境惡化，所以，為保證實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在機電一體化發(fā)展中也應該注意綠色產(chǎn)品概念。對這點而言也就是要求設計、制造的產(chǎn)品使用時不會造成環(huán)境污染，而且在產(chǎn)品報廢后還能進行分解和再生利用。綜上所述，在機電一體化向智能化邁進地過程中，還應該注重產(chǎn)品的環(huán)保化，這樣才能保障機電一體化技術發(fā)展的有效性和正確性。

4 結束語

總而言之，智能化是現(xiàn)代社會整體的發(fā)展方向，所以確保機電一體化技術能符合時展的要求，就必須研究其智能化邁進的趨勢，這同樣也是機電一體化技術發(fā)展地必然趨勢，為此要求相關人員應該在明確機電一體化基礎內(nèi)容的基礎上，結合其發(fā)展進程加強對其智能化邁進趨勢地進一步研究，以此促進機電一體化技術的更好更快發(fā)展。

參考文獻

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[4]王怡.論述智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的運用[J].黑龍江科技信息，2015（23）：20.

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關鍵詞:機電一體化技術;汽車設計;應用

隨著我國汽車行業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，大大拓展了汽車設計中機電一體化技術的應用范圍，同時也大大提高了機電一體化技術的水平。穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和安全性等是機電一體化技術具備的特征，通過對汽車設計中機電一體化的應用進行研究，不但可以將汽車的整體穩(wěn)定性提升，同時可以為機電一體化技術質(zhì)量提供保障，從而對我國汽車行業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用。

1在汽車設計中機電一體化技術存在的問題

1．1陳舊機電一體化技術設備

我國汽車機電一體化設計技術具有較晚的起步時間，這樣傳統(tǒng)手動汽車控制系統(tǒng)的設計無法使汽車用戶的實際需求得以滿足［1］。同一汽車廠對不同車型的設計標準和操作流程沒有統(tǒng)一的制定，這樣無法規(guī)范汽車機械零件的設計方法，從而使機電一體化技術出現(xiàn)一些問題，如不夠科學和規(guī)范以及無法安裝等，使人們對現(xiàn)代化汽車設計的基本要求無法滿足。這些問題的存在對汽車設計中機電一體化技術的提升和改進產(chǎn)生不利影響。由于汽車設計應用設備的落后性不但對大量的人力、物力和財力造成了浪費，同時使汽車設計中機電一體化技術的成本提升，從而對機電一體化產(chǎn)品的更新和機電一體化設計技術的創(chuàng)新造成阻礙。

1．2汽車設計理念的落后性

由于落后的機電一體化設計理念會大大降低汽車整體運行的性能和工作效率，這對汽車本身的設計方案造成一定的破壞，使汽車發(fā)生故障的次數(shù)增加，對創(chuàng)新和發(fā)展現(xiàn)代化機電一體化汽車設計技術造成影響［2］。另外由于汽車設計理念的落后性，無法有效的推廣新型機電一體化技術方法，無法為汽車良好的運轉性提供保障。在汽車實際運行中，傳統(tǒng)的汽車維修人員對創(chuàng)新汽車設計理念工作并不重視，這樣無法進一步推廣和使用機電一體化技術，對創(chuàng)新汽車設計方法和提升汽車運行的整體安全性造成影響。

1．3汽車機電一體化技術人員較低的綜合素質(zhì)

由于不斷增加汽車需求量，使汽車行業(yè)缺乏相應的汽車實際人才，這樣在汽車行業(yè)中會使用一些非專科畢業(yè)的工作人員，從而對機電一體化技術的使用范圍無法提供保障。另外汽車設計具有復雜的程序和較高的技術含量，如果汽車汽車人員的專業(yè)技術不豐富，會在安全過程中忽視一些小的零部件，這對汽車運行中的穩(wěn)定性無法保障。而且由于汽車機電一體化技術人員具有較低的綜合素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)，對安裝檢查汽車機電一體化技術設備造成影響。

2在汽車設計中完善機電一體化技術的措施

2．1將現(xiàn)代化機電一體化技術設備不斷更新

在設計汽車過程中，機電一體化技術人員應該對計算機應用軟件正確的使用，這樣可以對汽車工程領域中機械技術的改善具有重要的作用［3］。技術人員要對機電一體化技術設備不斷的改善，從而可以將汽車設計中處理信息的技術提升，而且要將汽車驅動技術和計算機集成技術等合理的應用到汽車的設計系統(tǒng)中。汽車設計中各個方案的執(zhí)行是通過不斷創(chuàng)新機電一體化設計技術設備來完成的，這樣可以將汽車運行的整體功能性大大提升，使汽車電子系統(tǒng)與機電運行系統(tǒng)充分融合的目的得以實現(xiàn)。

2．2對傳統(tǒng)的汽車設計理論進行創(chuàng)新

在設計汽車過程中關鍵的技術主要是機電一體化技術，所以在完善汽車性能的過程中機電一體化技術的創(chuàng)新設計的作用是不可代替的，同時創(chuàng)新汽車設計程序和理念可以將汽車的整體性能大大提升。但是在這個過程中要對各個因素阻礙進行克服，造成這種現(xiàn)象的主要原因是人們出行的安全問題，如生命財產(chǎn)安全會受到汽車內(nèi)部各個零部件運行質(zhì)量的影響。因此要充分的融合汽車的微電子精算技術和設計機技術，不斷提升汽車的整體性能。只有在汽車設計中充分的應用汽車機電一體化技術，才能夠將汽車機電一體化的微電子技術水平不斷加強，從而可以進一步提升汽車的穩(wěn)定性和安全性。

2．3將汽車設計人員的綜合素質(zhì)

不斷提升智能化和功能化是目前汽車設計中機電一體化技術的主要發(fā)展方向，所以引進汽車機電一體化設計的人員不但要掌握較高的專業(yè)技術，同時其專業(yè)素質(zhì)要符合要求［4］。同時要對新技術培訓和專業(yè)考核制度的力度不斷加強，這樣機電一體化設計人員可以將汽車整體的機構和運行系統(tǒng)的專業(yè)規(guī)范熟練的掌握，從而可以為汽車的運行質(zhì)量提供保障。同時汽車設計人員應該將相應的理論和專業(yè)技術不斷完善，將微電子技術的應用范圍不斷推廣，這樣不但可以將技術人員的實踐操作能力提升，同時可以將汽車運行的整體水平大大提升。

3結論

由此可見，隨著在技術設計中機電一體化技術的應用力度不斷加強，消費者逐漸用更高的標準要求汽車的安全性和穩(wěn)定性等。在汽車設計中應用機電一體化技術，對機械領域各個方面的發(fā)展都具有重要的推動作用。但是其也存在一些相應的問題，這需求汽車企業(yè)采取針對性的措施，將這些問題合理的解決，從而可以在汽車設計中更好的應用機電一體化技術，進而可以大大提升汽車設計水平。

參考文獻:

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［3］袁滿祥．淺析機電一體化技術在汽車中的應用［J］．科技創(chuàng)新與應用，2016，23(08):106-107．

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關鍵詞：機電一體化技術；發(fā)展趨勢；產(chǎn)品功能；協(xié)調(diào)和綜合

現(xiàn)代技術革命總是伴隨著學科間的交叉和大綜合，通過這種交叉和綜合總是能夠推動工業(yè)技術的飛速發(fā)展，當前微電子技術和計算機技術的結合就推動了機械工業(yè)的技術變革，這就使得機械的加工、結構、功能等方面都會產(chǎn)生較大的變化，機械加工有電氣化已經(jīng)進入了機電一體化時代，工業(yè)生產(chǎn)到了極大的提高。

從當前科學技術的反戰(zhàn)大趨勢來看，機電一體化是個必然趨勢，也是科技革命的必然產(chǎn)物，機電一體化的發(fā)展必將影響傳統(tǒng)機械、電氣工業(yè)化工生產(chǎn)，逐步引領工業(yè)產(chǎn)業(yè)結構向智能化、自動化、高效能的方向發(fā)展。

1 機電一體化技術特點

機電一體化的結構功能主要包括：整體功能、動力功能、信息處理、控制功能等方面，尤其是控制功能結合現(xiàn)代電子技術的設計，通過相應軟件實現(xiàn)自動化的控制，構成了一個完整的機電一體化系統(tǒng)。機電一體化從交叉學科而來，目前已經(jīng)是自成一體，具備了具有自身專業(yè)特色的新的學科，其總的特征是：綜合運用自控技術、機械技術、計算機技術、傳感、技術、接口技術和電力電子技術的合理配置，實現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程，在功能上能夠實現(xiàn)高效能、多功能、高可靠性的目標，其核心技術包括軟件和硬件，硬件的要求是比較高的，涵蓋高性能的機械本體，傳感器和驅動信息單元。軟件部分主要是起到保證準確性和可靠性的控制程序。

機電一體化技術和相應的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到各個領域涵蓋范圍廣泛，目前我們所能接觸到的所有工業(yè)生產(chǎn)領域都已經(jīng)覆蓋了機電一體化的技術，其生產(chǎn)產(chǎn)品根據(jù)專業(yè)類別分為“數(shù)控機械類、電子設備類 、機電結合類、電液伺服類、信息控制類”。

2 機電一體化技術的應用發(fā)展

在制造業(yè)技術高速發(fā)展的今天，應用機電一體化的產(chǎn)品也是層出不窮，在2013年我國新增機器人3.7萬臺，成為全世界2013年機器人數(shù)量增加最多的國家，據(jù)統(tǒng)計在2014年新增機器人數(shù)量已達到5.6萬臺，從這個方面也可以看出智能化、自動化結合微電子技術的行業(yè)發(fā)展是機電一體化的發(fā)展大方向，通過機電一體化技術的發(fā)展將帶動各個行業(yè)共同的發(fā)展。

2.1 發(fā)展歷程

“機電一體化”很多人簡單的理解為機械與電子的結合。在早期我們國內(nèi)剛剛接觸到機電一體化時僅是將機械和電子學的簡單融合，稱作機械電子學，近些年由于其不可抵擋的發(fā)展勢頭，機電一體化的的稱謂更加適合。機電一體化技術的發(fā)展離不開微處理技術的進步發(fā)展，微型芯片技術的進步必將帶動相應的數(shù)控、機器人、電子控制等機電一體化前沿技術的革新，當然在不同的行業(yè)由于行業(yè)特殊性，也勢必存在相對低級的機電一體化，在當前應該是高級和低級并存，以效率優(yōu)先為標準。隨著整個國家產(chǎn)業(yè)結構的升級和改變，我們越來越提倡綠色經(jīng)濟，綠色工業(yè)，機電一體化也應向環(huán)保、節(jié)約的方向發(fā)展。另外在硬件方面，以電腦控制為主的機電結構集成化技術日趨成熟，而與之緊密結合的控制技術、驅動部分、機械結構部分都將提高集成化程度，高度集成化降低了使用和操作的難度，另外整體的機械效率也得到了較大提高。

2.2 技術應用

在現(xiàn)代機械制造業(yè)中充分利用電子計算機技術和現(xiàn)代制造技術，制造工程領域的新技術相繼誕生，如數(shù)控技術、柔性制造技術、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業(yè)，利用機電一體化實現(xiàn)飲料自動灌裝，使單機的自動化程度有了較大的改善和提高，整個飲料生產(chǎn)及其包裝生產(chǎn)線的自控技術和生產(chǎn)能力得到了極大的改善，使其競爭能力遠遠超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設備。在金屬加工企業(yè)中利用CIMS技術將人與生產(chǎn)經(jīng)營，生產(chǎn)管理和過程控制有機組合，連成一體，實現(xiàn)從原料采集到進廠技工，再到生產(chǎn)、加工、銷售發(fā)貨等等整個生產(chǎn)過程都有機電一體化的技術體現(xiàn)。

3 機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

今后隨著網(wǎng)絡技術和計算機技術的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢將向智能化、微型化、網(wǎng)絡化、自源化、人性化、綠色化的方向發(fā)展。智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復。目前我國擁有機床接近320萬臺，是當今世界上機床數(shù)量最多的國家，但是處于技術領先的數(shù)控機床不到一成，而在這些機床中大部分也都是一些普通數(shù)控機床。機床中的電氣傳動部件，近些年也在逐漸向交流傳動轉變，電氣傳動技術被交流傳動所取代是必然趨勢，數(shù)字技術的發(fā)展將復雜的矢量控制技術變?yōu)楝F(xiàn)實，而且交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)大大超過了直流調(diào)速水平。

機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，因此模塊化是一項復雜的工程。在產(chǎn)品開發(fā)設計時，利用標準化模塊開發(fā)出新的產(chǎn)品。模塊化是需要生產(chǎn)廠家統(tǒng)一認識，應該從行業(yè)發(fā)展角度出發(fā)，加速實現(xiàn)模塊化和標準化的進程。另外網(wǎng)絡技術的發(fā)展也會對機電一體化技術產(chǎn)生深遠影響，家庭網(wǎng)絡化可以將家用電器連接成集成家用電器系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化、接近生活化方向發(fā)展。

4 結束語

隨著科學技術的發(fā)展， 機電一體化和各種專業(yè)技術相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻：

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[3]張葆青，閆石，陳爽.機電一體化技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機床與液壓，2011（24）.

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關鍵詞：機電；一體化；技術提高；應用

1.機電一體化的基本結構

1.1機械本身

它是機電一體化要素中最基本的部分，相當于人體的身軀骨架。它是系統(tǒng)所有功能元素的機械支持，結構包括機身框架、機械連接等。

1.2動力設備

是機電一體化結構中重要的組成部分。動力部分相當于人體內(nèi)臟，來產(chǎn)生能量為系統(tǒng)提供能量和動力，是功能驅動執(zhí)行的機構，可以使系統(tǒng)按照控制要求正常運行。

1.3傳感部分

傳感部分相當于人的眼鼻耳口等感覺器官，將系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，變成可識別的信號，然后傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?。?jīng)過分析處理后產(chǎn)生相應的控制信息。其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表來配合完成。

1.4驅動部分

驅動部分相當于人體的肌肉，接受大腦指揮驅動四肢運動，在控制信息作用下驅動執(zhí)行機構完成各種動作和功能。

1.5執(zhí)行部分

執(zhí)行部分相當于人的四肢，由大腦支配完成各項工作任務，根據(jù)控制信息和指令完成各種動作和功能，執(zhí)行機構是運動部件，一般由機械、電磁電液等機構構成。

1.6控制及信息處理

控制及信息處理部分猶如人的大腦，來指揮、控制全身運動并將信息集中存儲分析加工，根據(jù)信息處理的結果發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。它一般由計算機可編程序控制器、數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D與D/A轉換I/O輸入輸出接口和計算機外部設備等組成。

2.機電一體化的現(xiàn)狀與應用

2.1重工業(yè)領域

機電一體化技術目前越來越廣泛被采用，其中包括了鋼鐵、電力、石油化工、采礦冶金、汽車、造船、航空工程等多種行業(yè)，相對來說，主要是應用于重工業(yè)領域。

2.2數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術經(jīng)過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，能最大限度地提高用戶的使用效益。WOP技術和智能化、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，既豐富了數(shù)控功能，也加強了控制功能。

2.3計算機集成制造系統(tǒng)

CIMS的實現(xiàn)是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它實現(xiàn)了從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結合。使各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

2.4柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

2.5工業(yè)機器人

機電一體化是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。改造傳統(tǒng)機械設備的要求，開辟新領域，發(fā)展與振興機械工業(yè)，需要大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品。

3.機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是近幾年才出現(xiàn)的一門新科學、新技術，但它必將是當前世界技術發(fā)展的趨勢，隨著科學技術的不斷發(fā)展.高新技術的發(fā)展越來越受國家、社會和企業(yè)的關注與重視。

3.1數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，計算機網(wǎng)絡為數(shù)字化設計與制造提供了有力保障，數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面，將便于遠程操作、診斷和修復。

3.2智能化

智能化是未來機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。要求機電產(chǎn)品具有一定程度的智能，從而使它具有類似人的判斷推理、邏輯思考、自主決策等能力。這樣會給使用、操作和維護帶來極大的方便。

3.3模塊化

機電一體化產(chǎn)品和技術可分為機械、電子和軟件三個主要部分。模塊化技術是這三者共同使用的技術。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)各種機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。模塊化技術降低了產(chǎn)品研發(fā)成本，提高了不同產(chǎn)品間零部件通用化程度，提高了產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。

3.4網(wǎng)絡化

電子技術日新月異的發(fā)展引起了巨大的變革，網(wǎng)絡逐漸普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術也得到了發(fā)展。而遠程控制的終端設備就是機電一體化的相關產(chǎn)品，機電一體化設備產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展?？茖W技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及日常生活都能得到長足發(fā)展。

3.5人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

3.6微型化

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在很多方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS）是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源匯于一體的微型器件或系統(tǒng)，將是未來很重要的發(fā)展方向。

3.7集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。要使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性，可將系統(tǒng)分解為若干層次，使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉，將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

3.8綠色化

機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指不污染生態(tài)環(huán)境并能回收利用。工業(yè)的發(fā)展使得物質(zhì)豐富，生活舒適的同時也導致資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。綠色產(chǎn)品符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率和回收率高，是時代的要求與趨勢。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。

3.9光機電一體化

引進光學技術，在機電一體化技術的基礎上，促進光電及一體化技術的發(fā)展，利用光學技術的優(yōu)勢改進機電一體化系統(tǒng)的信息處理系統(tǒng)等方面。光機電一體化是機電產(chǎn)品和市場發(fā)展的必要趨勢。

參考文獻：

[1]章浩，張西良，周士沖等.機電一體化技術的發(fā)展與應用[J].農(nóng)機化究，2006，（7）.

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關鍵字 機電一體化 應用 發(fā)展趨勢

一、機電一體化概論

機電一體化技術是建立在機械技術、微電子技術、計算機與信息技術、傳感器與檢測技術、自動控制技術、電力電子技術、驅動技術以及系統(tǒng)總體技術等高新技術群體基礎之上的一種高新技術，是包括技術基礎，技術原理在內(nèi)的、使機電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術。

隨著生產(chǎn)和技術的發(fā)展，在以機械、電子技術為主的多門技術學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術學科。它包含機電一體化技術和機電一體化產(chǎn)品兩方面的內(nèi)容。機電一體化技術順應了當今科學技術發(fā)展的規(guī)律，顯示了強大的生命力。機電一體化將機械與電子技術融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。計算機技術與液壓控制有機結合，實現(xiàn)了液壓支架定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。此外，引進的工作面供電設備采用了微機控制技術，實現(xiàn)故障查詢、閉鎖、先導保護和控制功能，也是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。煤礦運輸設備的機電一體化進程也十分迅速，近幾年來，引進的電液控制軟啟動在帶式輸送機上的應用達到很高水平，它利用計算機與液壓技術相結合，不僅具有良好的啟動、停車、調(diào)速和功率平衡等功能，而且能監(jiān)測設備各部分的工況，對不正常狀態(tài)進行保護，顯示故障類型。礦井提升機是煤礦實現(xiàn)機電一體化水平最高的大型設備，全數(shù)字化交、直流提升機，尤其是內(nèi)裝式提升機從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，機械結構大大簡化。

二、機電一體化基本結構要素

（一）機械本體部分

機械本體就像人體的身軀骨架，它是系統(tǒng)所有功能元素的機械支持結構包括機身框架機械連接等。

（二）動力部分

動力部分與人體內(nèi)臟產(chǎn)生能量去維持生命運動一樣為系統(tǒng)提供能量和動力功能，驅動執(zhí)行機構使系統(tǒng)按照控制要求正常運行。

（三）傳感部分

傳感部分就像人的眼鼻耳口等感覺器官，將系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測變成可識別的信號傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析處理后產(chǎn)生相應的控制信息；其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表完成。

（四）執(zhí)行部分

執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項工作任務一樣，根據(jù)控制信息和指令完成各種動作和功能；執(zhí)行機構是運動部件一般采用機械電磁電液等機構。

（五）控制及信息處理部分

控制及信息處理部分猶如人的大腦指揮和控制全身運動并能記憶思考和判斷問題一樣，將來自各傳感器的檢測信息集中存儲分析加工并根據(jù)信息處理的結果按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應的指令控制整個系統(tǒng)有目的的運行；它一般由計算機可編程序控制器數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D與D/A轉換I/O輸入輸出接口和計算機外部設備等組成。

三、機電一體化技術優(yōu)點

（一）高安全性能

機電一體化產(chǎn)品在很多領域具有較強的功能，其中包括有監(jiān)視、報警、自動保護等方面工作中發(fā)生一些電力故障的時候，機電一體化產(chǎn)品能夠自動啟動保護措施，使人和設備的損害降到最低，提高了使用設備的安全性能。

（二）高生產(chǎn)能力

機電一體化產(chǎn)品自動處理信息和自動控制能力很強，在控制和檢測方面的靈敏度和精度等都很高。機電一體化產(chǎn)品有自身的控制系統(tǒng)，通過啟動這個系統(tǒng)可以使機械執(zhí)行機構按照設計的要求完成動作，可以保證工作完成的質(zhì)量和產(chǎn)品的高合格率。機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力也隨著自動化的成功實現(xiàn)得以提高。

（三）高使用性能

機電一體化產(chǎn)品采用了數(shù)字顯示和程序控制，這使得手柄和按鈕的數(shù)量得到很大程度的減少，方便了操作過程。機電一體化產(chǎn)品可以重復大量的動作，更先進的產(chǎn)品還能夠篩選工作程序。

（四）高適用范圍

機電一體化產(chǎn)品具有復合技術和功能不具有單技術、單功能的局限性，這使得機電體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動化的程度。機電一體化產(chǎn)品具有的自動和智能功能可以輕松應對用戶的需求。

（五）高可靠運維

程度的控制可以對安裝調(diào)試機電一體化產(chǎn)品，在其控制系統(tǒng)中輸人控制程序就可以對產(chǎn)品進行調(diào)控了，這樣就不用改變產(chǎn)品的零件或者哪一個部件了。機電一體化產(chǎn)品還能夠對工作中的故障自動進行檢驗和監(jiān)視等，并且可以自動采取應對措施。工作對象不同時，具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品可以根據(jù)存儲的執(zhí)行程序自動工作。

篇7

（一）對專業(yè)內(nèi)涵的理解不夠機電一體化的本質(zhì)是將電子技術引入機械控制中，也就是利用傳感器檢測機械運動，將檢測信息輸入計算機中，計算機得到能夠實現(xiàn)預期機械運動的控制信號，由此來控制執(zhí)行裝置。若是真正意義上的機電一體化產(chǎn)品，它有兩個明顯的特征，一是要有運動機械，二是采用了電子技術，通過計算機指令和反饋來實現(xiàn)柔性化和智能控制。而不少專業(yè)教師卻單一地認為，機電一體化專業(yè)就是學一點機械類課程，學一些電子類課程，如果加上一些控制類課程，簡單拼湊就是機電一體化了。因為理解不夠，所以對最后的綜合實踐課程，沒有引起足夠的重視，課時量及訓練強度不夠，大量精力花在了使學生獲取裝配鉗工或維修電工高級工證書上。但社會現(xiàn)實卻是機電一體化技術發(fā)展到了新的高度，隨著光學、通信技術等的進入，機電一體化出現(xiàn)了光機電一體化；而人工智能技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地，開啟了機器人的新時代。這迫切需要我們五年制高職機電一體化專業(yè)融入新技術、新技能。

（二）對關鍵核心課程的融合不夠目前，機電一體化技術專業(yè)主要開設機械類、電子類和控制類專業(yè)課程。技能實踐課程也大致這樣劃分，在最后階段，再開設綜合專業(yè)課程和實踐課程。如果按專業(yè)方向劃分，則制造技術方向開設CAD/CAM軟件應用技術、機電設備機械安裝與調(diào)試技術、機電設備裝調(diào)工（裝配鉗工）訓練與考級；控制技術方向開設電氣制圖及CAD技術、機電設備電氣系統(tǒng)安裝與調(diào)試技術、機電設備裝調(diào)工（維修電工）訓練與考級。以上所有課程基本上都是分機械和電子課程兩條線展開的，對PLC和單片機的理解運用不到位，到最后真正能融合機電技術、體現(xiàn)機電一體化專業(yè)特點的機電設備安裝與調(diào)試技術實踐課只開3周，而裝配鉗工和維修電工課程分別開了11周。很明顯，對前者這門綜合性的核心實訓課程重視不夠，其帶來的后果是學生雖然分別掌握了機械類、電子類、控制類課程的知識和技能，但沒有融合三類課程和技能，沒有達到真正的機電一體化人才培養(yǎng)要求。

（三）對技術技能應用能力的強化不夠對于五年制高職的學生來說，最重要的專業(yè)能力是專業(yè)技術技能應用能力，而不是開發(fā)和設計能力。具體地說，就是操作機電一體化設備的能力，具體分析、制定機械加工工藝文件的能力，能處理生產(chǎn)車間現(xiàn)場工藝技術問題，具有維護、維修機電一體化設備的能力。而現(xiàn)在大部分學校對學生的技能要求就是制造技術和控制技術兩個方向，就是取得裝配鉗工高級工或維修電工高級工證書。這些技術技能肯定不能讓學生完全了解和掌握機電一體化專業(yè)的核心技能。學校應當通過校內(nèi)機電設備裝配調(diào)試相關課程設計、專項實訓，使學生獲得初步的技術技能應用能力，最后通過綜合實訓課程，使學生獲得真正的機電一體化專業(yè)技能，并努力培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力。

二、對培養(yǎng)學生專業(yè)技術技能應用能力的探索

（一）多元整合優(yōu)化專業(yè)課程體系目前，職業(yè)學校普遍開設三類課程：綜合化課程（技術基礎模塊）、一體化課程（技術模塊）、項目化課程（技術訓練模塊）。綜合化課程模塊是機電專業(yè)領域崗位群相關職業(yè)通用性的必備技術理論和基礎技能；一體化課程是機電專業(yè)相關技術領域中某種技術知識和技術應用方法有機整合的課程，如PLC編程及應用技術、單片機應用技術、傳感檢測技術等；項目化課程是培養(yǎng)學生專項技能和綜合職業(yè)能力的課程，該類課程與職業(yè)技能或職業(yè)資格要求融通，突出熟練技術運用能力的培養(yǎng)，如機電一體化專業(yè)中的鉗工技術訓練、機加工技術訓練、機電設備裝配調(diào)試技術訓練等。而對上述三類課程進行整合優(yōu)化，就形成了真正的機電一體化課程，包括機電一體化技術理論課程、機電設備裝調(diào)技術課程設計、機電一體化設備裝配調(diào)試實訓課程等，這是最能體現(xiàn)專業(yè)特點和要求的課程，是機電技術的真正融合。

（二）開設綜合化的核心實踐課程目前，綜合實訓課程開設的情況是：制造技術方向開設裝配鉗工，控制技術方向開設維修電工。如果培養(yǎng)機電綜合能力，就要把PLC編程及應用技術、單片機應用技術、傳感檢測技術加以強化，增加機電設備安裝與調(diào)試技術課程的學習和實踐，開設光機電技術和機器人技術實訓課程，讓學生了解并掌握較為前沿的機電一體化技術技能。

（三）重點培養(yǎng)學生專業(yè)技術的應用能力目前，不少學校機電一體化專業(yè)主要進行電工、車工、鉗工三項實踐技能訓練和職業(yè)技能鑒定，學生初步掌握了機電技能。但這些技能是獨立的、分散的，沒有與機電崗位的綜合技能匹配。隨著技能大賽的推進，各校購置了機電一體化設備，培養(yǎng)了一批能勝任機電一體化專業(yè)綜合實踐技能教學的師資隊伍，也有了較為成熟的實訓項目，完全有條件、有能力開展綜合實訓。目前，省內(nèi)職業(yè)學校機電綜合實訓課程主要使用光機電一體化設備，該設備的組成包括電子控制模塊和機械機構。電子控制模塊主要有主令電器模塊、傳感器模塊、控制模塊、變頻器模塊、驅動電磁閥等。機械機構包括運料機構、傳送帶機構、推料機構、機械手機構等。工作原理是利用先進的控制設備，控制生產(chǎn)機械自動完成生產(chǎn)的自動化過程。這套設備雖小，但它涉及了機電一體化專業(yè)各個方面的知識和技術，體現(xiàn)了機電一體化專業(yè)的核心技能。教學實踐的具體做法是，以學會技術技能、完成任務為中心，以項目形式來安排訓練內(nèi)容，讓學生用學過的指令實現(xiàn)各種電氣控制線路圖，模擬實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)控制中的小項目，如工業(yè)洗衣機、自動軋鋼線、郵件分揀系統(tǒng)等，然后在機電氣一體化實訓臺進行分塊練習，熟練掌握每一個單元的自動控制功能，最終目標是將各單元組合為能夠實現(xiàn)不同生產(chǎn)要求的控制系統(tǒng)。這些技能訓練都來自生活和生產(chǎn)，學生對項目課題感興趣，教師引導學生主動思維，引導學生分析問題、動手解決問題，真正培養(yǎng)學生專業(yè)技術的應用能力。

篇8

關鍵字：機電一體化 核心技術 發(fā)展趨勢

前言

機電一體化是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果,是跨學科技術。從機電一體化技術的基本概要和發(fā)展歷程,可看出機電一體化技術的發(fā)展趨勢。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。

1機電一體化的基本概要

機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產(chǎn)品是在機械產(chǎn)品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統(tǒng)總體技術基礎之上的一種高新技術。近年來，隨著微電子技術和計算機應用技術的快速發(fā)展，機電一體化技術領域在不斷地擴大和完善。

2機電一體化的發(fā)展背景

隨著機電一體化技術的快速發(fā)展， 機電一體化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的趨勢，這完全取決于機電一體化技術所存在的優(yōu)越性和潛在的應用性能。

2.1 使用安全性和可靠性提高

機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中， 遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。機電一體化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機械產(chǎn)品中的可動構件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產(chǎn)品的故障率低，壽命得到了提高。 2.2生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，使得生產(chǎn)能力大大提高。

2.3 使用性能改善

機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預設的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，系統(tǒng)可重復實現(xiàn)全部動作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。

3 機電一體化的核心技術

3.1機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

3.2 信息處理技術。信息處理技術是指在機電一體化產(chǎn)品工作過程中，與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析等。在機電一體化產(chǎn)品中，實現(xiàn)信息處理技術的主要工具是計算機。計算機技術包括硬件和軟件技術、網(wǎng)絡與通信技術、數(shù)據(jù)處理技術和數(shù)據(jù)庫技術等。在機電一體化產(chǎn)品中，計算機信息處理裝置是產(chǎn)品的核心，它控制和指揮整個機電一體化產(chǎn)品的運行，因此，計算機應用及其信息處理技術是機電一體化技術中最關鍵的技術，它包括目前廣泛研究并得到實際應用的人工智能技術、專家系統(tǒng)技術以及神經(jīng)網(wǎng)絡技術等。

3.3系統(tǒng)技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

3.4 自動控制技術。機電一體化產(chǎn)品中的自動控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、校正、補償?shù)?。機電一體化產(chǎn)品中自動控制功能的不斷擴大，使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制，機電一體化產(chǎn)品在工作過程中能及時發(fā)現(xiàn)故障，并自動實施切換，減少了停機時間，使設備的有效利用率提高。

3.5 傳感檢測技術：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。

3.6 系統(tǒng)總體技術。系統(tǒng)總體技術是從整體目標出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點和方法， 將機電一體化產(chǎn)品的總體功能分解成若干功能單元， 找出能夠完成各個功能的可能技術方案，再把功能與技術方案組合成方案組進行分析、評價，綜合優(yōu)選出適宜的功能技術方案。系統(tǒng)總體技術的主要目的是在機電一體化產(chǎn)品各組成部分的技術成熟、組件的性能和可靠性良好的基礎上，通過協(xié)調(diào)各組件的相互關系和所用技術的一致性來保證產(chǎn)品實現(xiàn)經(jīng)濟、可靠、高效率和操作方便等。

4 機電一體化的發(fā)展趨勢

4.1智能化趨勢

智能化作為一個多個專業(yè)的邊緣科學，是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。 例如：冷凍機組，通過測量各類物理量與微機內(nèi)部已經(jīng)設定的對應的參數(shù)比較，自動實現(xiàn)機械設備的啟停、報警、故障自修復等事宜。

4.2模塊化趨勢

由于機電一體化產(chǎn)品涉及各行各業(yè)，種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 例如在OA產(chǎn)品中的電腦與打印機等各類外設之間，各個廠家通過標準接口（UBS）實現(xiàn)機電一體。

4.3網(wǎng)絡化趨勢

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 這些技術已經(jīng)成熟，并且在OA中司空見慣，經(jīng)過權限級別，可以實現(xiàn)遙控、遙信、遙測。

4.4 微型化趨勢

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

4.5綠色化趨勢

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。 隨著材料科學的發(fā)展，新型材料不斷涌現(xiàn)，和現(xiàn)實對綠色材料的需要的催生下，綠色化在幾點一體工業(yè)中將會發(fā)生日新月異的發(fā)展。

4.6系統(tǒng)化趨勢

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。

4.7大眾化趨勢

產(chǎn)品只有成為普羅大眾都能理解、需要，才能具有強有力的經(jīng)濟性，生命才會長盛不衰。成為建筑以及日常生活中不可缺少的商品。機電一體化技術通過產(chǎn)品來展示的，經(jīng)過網(wǎng)路化、模塊化等技術的攻關，成為生產(chǎn)、生活中的消費品將屬于必然。建筑中的空調(diào)系統(tǒng)可以通過溫度、壓力、流量等各類非電物理參數(shù)，通過傳感器、變送器傳輸?shù)街醒胩幚砥?，電流、電壓、頻率等電氣參數(shù)通過采樣傳輸?shù)街醒胩幚砥?；中央處理器的芯片當前已?jīng)可以進行編程處理；這樣各類用戶根據(jù)自己的需要，選用模塊、處理器等硬件，通過網(wǎng)絡或者售后服務獲取軟件資料和程序，通過協(xié)議等進行簡短的鏈接與安裝調(diào)試即可實現(xiàn)用戶的目的。

5結語

隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發(fā)展與應用也將更加廣闊。

參考文獻

篇9

一、機電一體化的產(chǎn)生及概述

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發(fā)展時期。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用，取得了一定成果。

機電一體化是一個綜合的概念，包含了技術和產(chǎn)品兩方面內(nèi)容，它首先是指機電一體化技術，其次是指機電一體化產(chǎn)品。機電一體化技術是指包含技術基礎、技術原理在內(nèi)的，使機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術，機電一體化產(chǎn)品是指采用機電一體化技術，在機械產(chǎn)品基礎上創(chuàng)造出來的新一代機電產(chǎn)品。

二、機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：第一階段（又稱初級階段）是20世紀60年代以前，這一時期人們不自覺地利用電子技術并使之得到比較廣泛的承認；第二階段，機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；第三階段，各國均開始極大關注和支持機電一體化技術和產(chǎn)品。

我國從20世紀80年代初開始進行機電一體化的研究和應用，國務院成立了機電一體化領導小組并將其列為“863 計劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010 年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響，許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作。雖然目前國內(nèi)機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，但隨著新技術革命的迅猛發(fā)展，我國加大了對機電一體化技術的研究力度，并將其確定為國家高技術重點研究領域，給予優(yōu)先支持，并取得了一定的成績。

三、機電一體化發(fā)展趨勢

1.智能化

這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。

2.光機電一體化

光機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產(chǎn)業(yè)和高新技術裝備的基礎。它包括產(chǎn)品和技術兩方面：光機電一體化產(chǎn)品是集光學、機械、微電子、自動控制和通信技術于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；產(chǎn)品具有體積小、重量輕、適應性強、使用壽命長、操作更方便的特點。

3.網(wǎng)絡化

由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂，因此機電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展是為大勢所趨。

4.微型化

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環(huán)境資源。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。

6、柔性化

柔性化有兩層含義，首先是產(chǎn)品具有自適應性如紡織業(yè)中，紡紗設備能方便的適應不同種類的纖維，織機能滿足多種織物對織造工藝的要求，在變換品種時能做到方便快捷；其次，機械設備制造商要具備根據(jù)用戶的要求而為用戶定制的能力。實現(xiàn)柔性化的必要條件是產(chǎn)品設計必須貫徹模塊化的設計理念。

篇10

【關鍵詞】 機電一體化 系統(tǒng) 設計 應用

1 機電一體化產(chǎn)品的構成及特點

1.1 機械系統(tǒng)

機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。除一般性的機械強度、剛度、精度、體積和重量等指標外，機械系統(tǒng)技術開發(fā)的重點是模塊化、標準化和系列化，以便于機械系統(tǒng)的快速組合和更換。

1.2 動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，去驅動執(zhí)行機構工作以完成預定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源。機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。

1.3 傳感與檢測系統(tǒng)

傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統(tǒng)的功能一般由測量儀器或儀表來實現(xiàn)，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。

2 機電一體化設計的關鍵技術

2.1 精密機械技術

機械技術是機電一體化技術的基礎，因為機電一體化產(chǎn)品的主功能和構造功能大都以機械技術為主得以實現(xiàn)。在機械傳動和控制與電子技術相互結合的過程中，對機械技術提出了更高的要求，如傳動的精密性和精確度的要求與傳統(tǒng)機械技術相比有了很大的提高。在機械系統(tǒng)技術中，新材料、新工藝、新原理以及新結構等方面在不斷的發(fā)展和完善，以滿足機電一體化產(chǎn)品對縮小體積、減輕重量、提高招度和剛度以及改善工作性能等方面的要求。

2.2 信息處理技術

信息處理技術是指在機電一體化產(chǎn)品工作過程中，與工作過程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析等。在機電一體化產(chǎn)品中，實現(xiàn)信息處理技術的主要工具是計算機。計算機技術包括硬件和軟件技術、網(wǎng)絡與通信技術、數(shù)據(jù)處理技術和數(shù)據(jù)庫技術等。在機電一體化產(chǎn)品中，計算機信息處理裝置是產(chǎn)品的核心，它控制和指揮整個機電一體化產(chǎn)品的運行，因此，計算機應用及其信息處理技術是機電一體化技術中最關鍵的技術，它包括目前廣泛研究并得到實際應用的人工智能技術、專家系統(tǒng)技術以及神經(jīng)網(wǎng)絡技術等。

2.3 檢測與傳感器技術

在機電一體化產(chǎn)品中，工作過程的各種參數(shù)、工作狀態(tài)以及與工作過程有關的相應信息都要通過傳感器進行接收，并通過相應的信號檢測裝置進行測量，然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置，以實現(xiàn)產(chǎn)品工作過程的自動控制。機電一體化產(chǎn)品要求傳感器能快速和準確地獲取信息并且不受外部工作條件和環(huán)境的影響，同時檢測裝置能不失真地對信息信號進行放大和輸送及轉換。

2.4 自動控制技術

機電一體化產(chǎn)品中的自動控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、校正、補償?shù)?。機電一體化產(chǎn)品中自動控制功能的不斷擴大，使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制，機電一體化產(chǎn)品在工作過程中能及時發(fā)現(xiàn)故障，并自動實施切換，減少了停機時間，使設備的有效利用率提高。由于計算機的廣泛應用，自動控制技術越來越多地與計算機控制技術結合在一起，它已成為機電一體化技術中十分重要的關鍵技術。該技術的難點在于現(xiàn)代控制理論的工程化和實用化，控制過程中邊界條件的確定，優(yōu)化控制模型的建立以及抗干擾等。

3 機電一體化產(chǎn)品設計方法

3.1 產(chǎn)品可行性研究

通過實際調(diào)查和研究，掌握對所設計產(chǎn)品的市場需求，并進行可行性論證，從而確定產(chǎn)品設計的基本方案，其中包括預測投資總額、組成部件價格、產(chǎn)品的性能價格比以及經(jīng)濟評價等。

3.2 基本設計階段

在基本設計階段要提出必需的主要技術，其中包括硬件技術和軟件技術兩個方面。硬件包括產(chǎn)品的結構元件和控制元件，軟件包括操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。在進行整個系統(tǒng)設計時，必須提出幾個方案進行比較，從中選出較優(yōu)的方案。

3.3 詳細設計階段

詳細設計包括業(yè)務分工、程序設計、操作系統(tǒng)設計、工藝設計、設備設計、總體設計、控制系統(tǒng)設計、安全保護設計等。在開發(fā)性產(chǎn)品設計過程中，要擬定產(chǎn)品的各項性能指標參數(shù)，通過計算選定所用的設備，從而進一步完成機構設計、運動和性能設計以及控制設計等。

3.4 實際運行試驗

這一階段的工作主要包括產(chǎn)品工作性能檢驗和改進以及產(chǎn)品性能評價。產(chǎn)品工作性能檢驗的目的是進行生產(chǎn)周期和生產(chǎn)率測定，進行故障分析和考察故障時間等。改進是指對產(chǎn)品存在的問題提出改進措施以提高產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品的性能評價包括技術評價、經(jīng)濟評價兩個方面。這一階段是產(chǎn)品設計過程的總結階段，目的是通過對已確定的操作系統(tǒng)的具體使用，檢驗其實際的使用價值。

在實施機電一體化產(chǎn)品設計的過程中，要正確處理好質(zhì)量與成本、市場需求與技術可能性、長期發(fā)展和短期利益之間的矛盾關系，在滿足市場需要的前提下，使產(chǎn)品具有足夠的競爭力，同時又要符合當前實際情況和技術可實現(xiàn)性，以保證產(chǎn)品獲得最大的技術經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：