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關鍵詞：機電一體化；概念；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

一、機電一體化的概念與由來

人類進入了一個新的世紀──21世紀?；仡欉^去的20世紀，人類的經濟和科學技術發(fā)展成果超過了過去所有世紀的總和。傳統(tǒng)的學科正在脫胎換骨，新的學科不斷問世，技術的融合程度比任何一次技術革命都高。機電一體化技術產生于這一背景之下，自然符合科技發(fā)展的規(guī)律，也是機械學科發(fā)展的必然結果?！皺C電一體化”這一技術術語最初來源于日本學術界，他們根據英文的Mechanics（機械學）和Electronics（電子學）兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機電一體化”,Mechantronics一詞從學科角度可以翻譯為“機械電子學”，我國科技界也經常直接使用“機電一體化”作為漢語的表達詞匯。

一般認為，機電一體化是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術學科在機電產品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科。這里面包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學、電子學與信息科學等學科相互融合而形成的學科。其次，機電一體化是一個發(fā)展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調機械與電子的結合，即將電子技術“溶入”到機械技術中而形成新的技術與產品。隨著機電一體化技術的發(fā)展，以計算機技術、通信技術和控制技術為特征的信息技術“滲透”到機械技術中，豐富了機電一體化的含義，現(xiàn)代的機電一體化不僅僅指機械、電子與信息技術的結合，還包括光（光學）機電一體化、機電氣（氣壓）一體化、機電液（液壓）一體化、機電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機電一體化表達了技術之間相互結合的學術思想，強調各種技術在機電產品中的相互協(xié)調，以達到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機電一體化是多種技術學科有機結合的產物，而不是它們的簡單疊加。

二、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

與其它科學技術一樣，機電一體化技術的發(fā)展也經歷了一個較長期的過程。有學者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發(fā)展階段和智能化階段三個階段，這種劃分方法真實客觀地反映了機電一體化技術的發(fā)展歷程。

“萌芽階段”指20世紀60年代以前的時期。在這一時期，人們在機械產品的設計與制造過程中總是自覺或不自覺地應用電子技術的初步成果來改善機械產品的性能，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產品與電子技術的結合，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)良的軍事用途的機電產品。這些機電結合的軍用技術在戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經濟的恢復和技術的進步起到了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經開發(fā)的產品也無法大量推廣。

20世紀70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發(fā)展階段”。在這一時期，人們自覺地、主動地利用3C技術的成果創(chuàng)造新的機電一體化產品，3C技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

從20世紀90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機電一體化技術向智能化方向邁進，其主要標志是光學、通信技術等領域進入機電一體化，同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖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。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。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，并取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

三、機電一體化的發(fā)展趨勢

隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統(tǒng)技術，目前正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應用范圍愈來愈廣。

機電一體化技術具體包括以下內容：

（1）機械技術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，利用其它高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術。

（2）計算機與信息技術

其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

（3）系統(tǒng)技術

系統(tǒng)技術即以整體的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，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

（4）自動控制技術

其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

（5）傳感檢測技術

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?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。

（6）伺服傳動技術包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質量和功能有決定性的影響。

四、結語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻：

［1］李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．

［2］潘忠堂．淺析傳感器技術是機電一體化的一項關鍵技術．機械電子工程，1998(1)：13-17,39

［3］馮正進．機電一體化技術進展．工業(yè)工程，2000(1)：1-4

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關鍵詞：機電一體化 技術 現(xiàn)狀 發(fā)展趨

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，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。

2 機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經開發(fā)的產品也無法大量推廣。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。（3）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，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。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，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1 智能化

方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。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、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3．2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、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等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網絡化

由于網絡的普及，基于網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品。現(xiàn)場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(home net)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)(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發(fā)展。

3．4 環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，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品，具有遠大的發(fā)展前景。機電一體化產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。

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(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)展前景也將越來越光明。

參考文獻

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關鍵詞：機電一體化；系統(tǒng)；聯(lián)合仿真；技術；自動化；智能化

機電一體化技術的廣泛應用是科技不斷進步的體現(xiàn)，這項技術可以實現(xiàn)機電產品的自動化生產，可以保證生產系統(tǒng)的智能化運行。機電一體化技術在發(fā)展的過程中，運行系統(tǒng)越來越完善，功能越來越多，相關技術人員在機電一體化系統(tǒng)中加入了通信技術以及微加工技術，這提高了機電一體化系統(tǒng)的應用效果，可以生產出更多精細的機電產品。本文對機電一體化系統(tǒng)中的聯(lián)合仿真技術進行了介紹，在應用這項技術后，可以促進機電一體化體系更好的發(fā)展，可以促進機電產品生產與加工行業(yè)更好的發(fā)展。

1 機電一體化系統(tǒng)的特點

機電一體化系統(tǒng)具有強大的信息處理功能，還具有一定控制的功能，其在傳統(tǒng)生產系統(tǒng)的基礎上加入了電子技術，利用電子設備，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化運行。機電一體化系統(tǒng)是將機械裝置、電子技術以及相關軟件有效的結合在一起，構成了一種新的系統(tǒng)，不需要借助較多的人工操作，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。由于很多企業(yè)都缺乏實操性人才，使得企業(yè)機電一體化系統(tǒng)無法發(fā)揮出最大的效用。在有的現(xiàn)代化機電產品生產企業(yè)中，高薪聘請了較多專業(yè)人才，結合企業(yè)的生產現(xiàn)狀對機電一體化系統(tǒng)進行了完善，這促進了企業(yè)的發(fā)展，提高了企業(yè)的競爭力以及生產效益。

機電一體化系統(tǒng)在運行的過程中，也會出現(xiàn)故障問題，由于采用的自動化、智能化的運行模式，所以，在發(fā)生故障時無法及時的維修與處理。機電一體化系統(tǒng)中存在的故障隱患比較多，很多故障都是長期累積產生的，由于發(fā)現(xiàn)不夠及時，在處理時難度也比較大。采用聯(lián)合仿真技術，可以有效的解決這一問題，這項技術可以對系統(tǒng)存在的安全隱患進行檢測，可以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。仿生容錯技術是一種常見的聯(lián)合仿真技術，其可以及時發(fā)現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)中存在的故障隱患，可以保證系統(tǒng)運行的安全性，可以保證機電產品生產的連續(xù)性，可以保證企業(yè)的經濟效益，值得在機電一體化系統(tǒng)中大力推廣。

2 仿真硬件容錯研究現(xiàn)狀

仿真硬件容錯技術有著良好的應用前景，在對仿真容錯技術進行研究時，需要結合電路系統(tǒng)的實際運行情況，隨著科技的不斷發(fā)展，機電企業(yè)中，電路系統(tǒng)的結構越來越復雜，功能也越來越多，傳統(tǒng)的硬件容錯技術已經無法滿足系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的要求，技術人員必須結合當前電路系統(tǒng)，對硬件容錯技術進行改進與優(yōu)化，要保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及可靠性，要保證容錯技術發(fā)揮出故障檢測與修復的功能。應用聯(lián)合仿真技術，研究人員從自然界獲得了設計的靈感，提出了機器自我繁殖、自我修復的構想，利用進化計算以及胚胎理論，研究人員提出了仿生硬件的概念，這一理念在被提出后，發(fā)展的速度非?？欤呀浿饾u成為了計算機研究的重點內容，研究人員在進化硬件的基礎上，提出了容錯的想法。它可以像生物一樣具有硬件自適應、自組織、自修復特性。采用仿生硬件實現(xiàn)的容錯，不需要顯式冗余，而是利用進化本身固有容錯的特性，這種特性帶來的優(yōu)勢是傳統(tǒng)方法通過靜態(tài)冗余實現(xiàn)容錯所不能比擬的。

3 仿生硬件的容錯技術新思路

3.1 胚胎型仿生硬件的容錯體系結構和容錯原理

仿生硬件可以分為進化型和胚胎型，其中胚胎型仿生硬件也稱為胚胎電子系統(tǒng)，是模仿生物的多細胞容錯機制實現(xiàn)的硬件。胚胎型仿生硬件的容錯體系結構，主要由胚胎細胞、開關陣和線軌組成。開關陣根據可編程連線的控制信號完成開關閉合，控制線軌內各線段的使用。胚胎細胞包含存儲器、坐標發(fā)生器、I/O換向塊、功能單元、控制模塊等。存儲器用于保存配置數據位串，并根據細胞狀態(tài)和坐標發(fā)生器計算出的結果，從配置位串中提取一段經譯碼后對胚胎電子細胞的換向塊和功能單元進行配置。坐標發(fā)生器根據每個細胞最近兩側鄰居細胞的坐標為其分配坐標。I/O換向塊為細胞功能單元間的可編程連線提供控制信號。功能單元用于實現(xiàn)一個n輸入的布爾函數，用于實現(xiàn)所需的細胞功能。直接連線負責功能單元之間的相互通信?？刂颇K完成細胞的工作狀態(tài)檢測、故障診斷、控制細胞冗余切換。

3.2 胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的策略

為了實現(xiàn)對故障細胞的容錯，常用的容錯策略有兩種：行（列）取消和細胞取消策略，通過記錄有錯的單元位置，重新布線，用其他備用的單元來代替。但是對于連線資源故障，這些策略并未給出相應的對策。在深入研究胚胎仿生硬件容錯體系結構的基礎上，本文提出一種針對線軌故障的容錯策略。

3.2.1 行（列）取消策略。在行（列）取消中，若一個細胞出錯，則它所在行（列）的所有細胞都將被取消，而該行（列）細胞的功能將被其上一行（右一列）的細胞所代替，即當一個細胞出錯時，細胞所在行（列）上移（右移）到一個備用行（備用列）來代替它當前的工作。

3.2.2 細胞取消策略。在細胞取消中，用備用細胞代替故障細胞分兩個階段。當某一行的出錯細胞數超過備用細胞數時，整行被取消，行細胞上移，用備用行取代出錯行的功能。

3.3 胚胎型仿生硬件內部錯誤檢測機制

多數表決器判斷輸出多數細胞模塊的信號，但并不能判斷出具體哪個細胞出現(xiàn)了錯誤，也就沒法啟動對出錯細胞的重啟動或重構來修復該細胞。為了能檢測出錯細胞的具置，從而修復該細胞，進一步提高三模冗余的可靠性，需要設計相應的差錯檢測器。

結束語

聯(lián)合仿真技術對機電一體化系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運行有著促進作用，這項技術是科技不斷發(fā)展的產物，其在剛剛被提出后，受到了國際的熱議，相關研究人員將自然計算引入了仿生硬件的研究中，而且融入了容錯技術，這可以使仿生硬件發(fā)揮出自修復的功能。機電一體化系統(tǒng)具有較高的效率，但是其在運行的過程中也會出現(xiàn)故障問題，只有及早發(fā)現(xiàn)故障，及早處理，才能保證系統(tǒng)運行的效率，才不會影響機電企業(yè)的經濟效益，通過應用仿生硬件容錯技術，有效的降低了系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率。

參考文獻

[1]馬洪喜.試論我國機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J].科技資訊，2012（2）.

[2]安紅杰.機電一體化技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012（1）.

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關鍵詞：機電一體化 技術應用 瀝青拌合站

中圖分類號:TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)07-0005-01

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。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1、概述

機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統(tǒng)技術，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)展起來的一門新興技術。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。

可見，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。機電一體化技術是在以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發(fā)展向機械工業(yè)領域迅猛滲透并與機械電子技術深度結合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術。有許多的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節(jié)與控制自動診斷與保護等。

2、機電一體化技術的發(fā)展歷程

“機電一體化” Mechatronics概念首先是由日本安川電機公司創(chuàng)新使用，但是當時只是簡單的認為是機械Me-chanics與電子Electron-ics的結合，后來隨著信息技術水平的提高，微處理機的性能提升，機電一體化技術和產品得到了極大發(fā)展。現(xiàn)在機電一體化技術已經逐漸邁向智能化方向發(fā)展，并融入了通信技術、光學和微加工技術等，這些技術的應有為機電一體化開辟了發(fā)展的廣闊天地，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎,并且逐漸形成完整的學科體系?，F(xiàn)如今機電一體化越來越多地運用于如數控機床、大型工業(yè)設備運轉、工程機械、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。

3、應用實例

機電一體化技術包括機械技術、計算機與信息技術、系統(tǒng)技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術等。其中，可編程序控制器PLC廣泛用于各種設備機電一體化自動控制中，PLC其實就是一種專用于工業(yè)控制的計算機，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械動作或生產過程?？删幊绦蚩刂破鱌LC是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，具有性能穩(wěn)定、可靠性高、操作方便、維護改造容易以及功能完善等優(yōu)點，已成為工業(yè)自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。

瀝青混合料攪拌站由很多個機械設備組成的設備組群，包括中央控制室、拌和機組、篩分機組、提升機組、烘干機組、冷料機組、瀝青機組、礦粉機組和除塵機組等九大部分，各機組分別安裝在單獨的基礎上由電機驅動，整個拌和樓系統(tǒng)由中央控制室控制。拌合站控制系統(tǒng)主要包括供料控制，溫度控制，計量控制，除塵控制，成品倉控制等。其控制系統(tǒng)的任務是按照工藝流程順序控制各部設備，按生產配方自動進行計量拌料。其中央控制室控制系統(tǒng)基本采用PC+PLC的控制模式，上位機PC主要用于下發(fā)控制指令進行生產監(jiān)控與數據管理；下位機PLC負責全部的生產過程控制，主要包括骨科的輸送、各電機按啟動、燃燒器溜槽石料溫度控制、石料瀝青稱重、各石料按生產工藝進秤等，各種礦料的計量、混合料的拌和和放料是按周期進行的。

在拌合站中應有PLC控制，在生產初期可以讓各電機的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設備進行連鎖控制；生產中期可以精確稱量石料、瀝青、礦粉重量，按照設定配比程序依次進入拌鍋攪拌生產，并設定合理的時間間隔。生產后期可以控制拌鍋拌合時間及門開啟放料的時間等。通過PLC控制提高了機組的安全經濟運行的質量，保證了生產出的瀝青混合料質量。

筆者所在的瀝青拌合站下機位PLC要求運算速度快、糾錯能力強，選用西門子PLC S7-400，S7-400處理速度極快，系統(tǒng)資源余量大，通信能力強，通訊速度最高可達12M，運行的穩(wěn)定性和可靠性很高，平均無故障工作時間高達幾萬小時。并采取了多層次抗干擾措施，使系統(tǒng)能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強電設備一起工作。S7-400支持總線接口，所有項目數據，包括程序源代碼和用戶專有數據存儲在CPU中，其容錯功能可滿足拌合生產過程中的工地和故障保護等特殊要求。生產過程中，通過使用專業(yè)工業(yè)自動化數據組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，操作可靠、簡單，能夠準確控制每個生產工藝細節(jié)。使用PLC后不僅一改以往各個系統(tǒng)單獨運轉不聯(lián)動、石料瀝青稱量不精確、生產工藝控制易出錯等問題，減輕了操作人員的勞動強度，而且可以級大地提高了拌合站生產能力和工作效率，能夠又快又好高效地完成生產任務，通過使用PLC不但降低了成本還提升了整套控制系統(tǒng)的性能，使全系統(tǒng)的運行更加安全、可靠、性能更優(yōu)異。

4、結語

隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，不同學科之間不斷交叉與滲透，機電一體化將隨著微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透逐漸形成并不斷完善，并隨著科學技術的日新月異，各種技術相互將越來越融合，未來機電一體化技術的發(fā)展將會更加的深化與進步。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京:科學出版社,2004.

[2]謝佳.略論機電一體化技術的發(fā)展[J].北京:綜合研究,2011.

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關鍵詞：機電一體化 技術 現(xiàn)狀 產品 制造技術 發(fā)展趨勢

前 言

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。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1 機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發(fā)展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產品。

2 基礎階段在基礎工程施工中出現(xiàn)問題及處理方法

基礎階段在基礎工程施工時,應及時配合土建做好強、弱電氣專業(yè)的進戶電纜穿墻管及止水擋板的預留預埋工作。這一方面要求電氣專業(yè)應趕在土建做墻體防水處理之前完成避免電氣施工破壞防水層造成墻體今后滲漏;另一方面要求格外注意預留的軸線、標高、位置、尺寸、數量用材規(guī)格等方面是否符合圖紙要求。進戶電纜穿墻管和預留預埋是不允許返工修理的,返工后土建二次做防水處理很困難也不易,所以電氣專業(yè)施工人員應特別留意與土建的配合。按慣例尺寸大于300 mm的孔洞一般在土建圖紙上標明,由土建負責預留,這時電氣工長應主動與土建工長聯(lián)系,并核對圖紙,保證土建施工時不會遺漏。配合土建施工進度,及時做好尺寸小于300 mm、土建施工圖紙上未標明的預留孔洞及需在底板和基礎墊層內暗配的管線及穩(wěn)盒的施工。

3驗收不是終點

目前在智能建筑領域存在設計要求高，而實際開通率低的問題。很多智能建筑項目設計要求很高，技術全面先進，達到了很高的標準。但在項目驗收交付使用一段時間以后，實際應用中智能化程度卻越來越低。這種情況具有一定的代表性，使一些人對智能化項目的必要性，或至少對是否有必要采用全面和先進的技術進行建設發(fā)生了疑問。

實際上，這并不是由于智能化系統(tǒng)在技術上太超前，而是后期支持和維護沒有跟上。一般情況下，國內一些實力較強的知名集成商在項目實施和驗收的過程中，都能夠按照投標要求和競標承諾完成項目實施，通過驗收。但在項目交付之后的智能化系統(tǒng)使用和維護過程中，出于成本等考慮，通常業(yè)主并不會有一個專業(yè)化的隊伍來管理。特別是在樓宇自控領域，對使用者和管理者的專業(yè)性要求很高，一旦發(fā)生問題，不能及時、有效的解決，就會影響智能化系統(tǒng)功能的發(fā)揮。

針對這一問題，系統(tǒng)集成商應提供培訓以幫助用戶正確的使用智能化系統(tǒng);同時，定期巡檢、回訪，及時發(fā)現(xiàn)使用中遇到的問題，幫助用戶解決;還可以利用專業(yè)廠商的技術優(yōu)勢，采取樓宇智能化管理外包的思路，這樣可以有效的減少成本，讓用戶以更少的投入實現(xiàn)維護和管理，充分發(fā)揮智能化系統(tǒng)的功能。

有專家算過這樣一筆帳，通過建筑智能化提高能源利用效率，減少的能耗方面的成本將在5到7年之內覆蓋初期的智能化投入。減少能耗還只是智能化系統(tǒng)功能的部分體現(xiàn)，只有充分利用智能化系統(tǒng)的各項功能，才能發(fā)揮其最大價值。

4機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：

4.1智能化

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。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數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。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

4.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，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)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產機電一體化產品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

4.3網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網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品?，F(xiàn)場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(home net)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)(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發(fā)展。

4.4微型化

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1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小 、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

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，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品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產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。

4.6系統(tǒng)化

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)調控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、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。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

4.7 IT技術化

未來智能建筑的設計、實施者應該扮演什么樣的角色?我們認為未來的智能建筑服務商應該重視IT新技術的應用給客戶帶來的價值。從國內眾多大型工程的服務經驗來看，大型綜合智能化項目建設，不僅需要滿足客戶提出的要求，還需要服務商幫助挖掘更多對智能化應用的需求，需要服務商以整體規(guī)劃意識為指導去發(fā)現(xiàn)并滿足這些需求。未來的智能建筑服務商，要用IT手段實現(xiàn)樓宇智能化的應用創(chuàng)新，應該超越工程設計、實施等單一層次。如果沒有IT技術的創(chuàng)新應用來引領客戶需求，那樣的智能建筑服務商存在的價值和意義就值得商榷了，更談不到發(fā)展的層次上。

5結語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻

1.李建勇．機電一體化技術． 北京：科學出版社，2004．

篇6

 

關鍵詞：機械工業(yè)　機電一體化　數控　模塊化

現(xiàn)代科學技術的發(fā)展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機電一體化的核心技術

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）   機械本體技術

機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）   傳感技術

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術。

（三）   信息處理技術

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

（四）   驅動技術

電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。

（五）   接口技術

為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

（六）   軟件技術

軟件與硬件必須協(xié)調一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機電一體化技術的主要應用領域

  （一）   數控機床

數控機床及相應的數控技術經過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，具體表現(xiàn)在：

1、  總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多cpu、多主總線的體系結構。

2、  開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、  wop技術和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、  大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了cnc系統(tǒng)的控制功能。

5、  能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、  系統(tǒng)的多級網絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。

7、  以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

（二）   計算機集成制造系統(tǒng)（cims）

cims的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經營決策、產品開發(fā)、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）   柔性制造系統(tǒng)（fms）

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，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（四）   工業(yè)機器人

第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。

三、機電一體化技術的發(fā)展前景

縱觀國內外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：

（一）   智能化

智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

      （二）   系統(tǒng)化

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)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除rs232等常用通信方

式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優(yōu)良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）   微型化

微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術、工農業(yè)乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

（四）   模塊化

模塊化也是機電一體化產品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產品，同時也可以不斷擴大生產規(guī)模。

（五）   網絡化

網絡技術的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發(fā)展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網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品。

（六

）   綠色化

工業(yè)的發(fā)達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設備的要求，而且是推動機械產品更新?lián)Q代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。

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篇7

【關鍵詞】機電自動化 技術現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

科學技術的高度創(chuàng)新帶來技術的不斷發(fā)展，在不同程度上促進了各個學科的前進，包括工程領域的技術改造。正因為微電子和計算機技術的快速發(fā)展以及在機械工業(yè)里所涉及的自動化技術的不斷發(fā)展，引起在機械工程方面的技術結構，功能和構成得到提高，帶來生產方式和管理體系發(fā)生巨大的變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化” 邁入以“數字控制化”為特征的發(fā)展階段。

機電一體化是當今自動化技術發(fā)展的最高階段。也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發(fā)展的必然產物，是以計算機為主要特征的自動化技術。如果說機械系統(tǒng)處理的對象是運動、力、物質和能量，電子系統(tǒng)處理的對象是信息和知識，則機電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質的功能，而且還有處理信息和知識的能力。

1 機電自動化技術的發(fā)展狀況

縱橫機電自動化發(fā)展的歷史，可以分為三個階段，第一階段（20世紀8O年代及以前），第二階段（20世紀90年代），第三階段（20世紀末）。第一階段也為初級階段，在這一時期，廣大人們利用電子技術的初步成果來加強完成機械產品的性能，在不同程度上刺激了機械產品與電子技術的完美結合，這些結合經歷了軍用，民用等技術變革，對當時經濟的復蘇起到很好的促進作用，但在當時，機械水平中處于自發(fā)的狀態(tài)，因為當時技術的限制，電子技術和機械技術的結合還不可能深入了解和發(fā)展，已開發(fā)的產品很難得到推廣。第二階段對比第一階段則出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展階段，通信技術，控制技術和計算機技術的發(fā)展為自動化技術奠定了基礎，以及超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，又為自動化技術給了一注強有力的物質支撐，這一時期各國的技術和產品得到很大的發(fā)展，各個國家對自動化技術智能化方向給予了給大的幫助。第三階段則是比較成熟的階段，也是機電化邁入智能化的一個新階段，光學、通信技術滲透到機電自動化技術，微細加工技術在機電化技術也露出苗頭。

20世紀80年代后期，我國才慢慢對這些方面進行研究和應用，國家還組成機電一體化領導小組，此計劃為863計劃”中，這標志了我國機電自動化技術研發(fā)的開端，在規(guī)劃這些任務時充分研究了國際上有關自動化發(fā)展的動態(tài)，以及由于此計劃帶來的影響，很多高等院校和研究院對它進行了大量的研究，并且取得了一定的成果，但和西方發(fā)達國家相比任然存在差距。

2 機電自動化技術的發(fā)展趨勢

機電自動化是多學科交叉的一種學科，它集光學，計算機，信息等學科，它在歷史的長河中不斷發(fā)展，不斷的進步，并且促進了技術的不斷發(fā)展，機電自動化的進步可以歸結以下個方面：

2.1智能化

進入21世紀，智能化成為機電自動化的一個重要方向，人工智能越來越受到人們的重視，人機智能化成為一個總要的應用之一，所謂智能化是對機器行為等一切理論基礎上的，運用人工智能，計算機，動力學等學科，使她逐漸成為自動化產品的智能，但是要完全和人一樣的智能是不可能的，從多個方面考慮，高性能，速度的微處理器使自動化技術產品賦了低級只能，都是完全可以實現(xiàn)的。

2.2網絡化

網絡的不斷普及，在網絡基礎上的各種控制和技術的不斷出現(xiàn)，而遠程控制終端本身就是對于自動化本身產品而言，網絡和總線技術的應用成為網絡化不斷發(fā)展的趨勢，采用家庭網絡技術連接電器成為計算機家庭化的有效實現(xiàn)，所以，機電自動化技術無疑將向網絡化不斷發(fā)展。

2.3模塊化

模塊化是一個巨大的工程，機電自動化技術所衍射出的產品種類繁多，研制和開發(fā)一點程度上的標準機械接口、電氣接口、等的機電自動化技術產品單元是困難的，也是是一項非常復雜艱巨的過程。在這些標準單元基礎上就可迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大產品的規(guī)模。要實現(xiàn)如上功能，還需要制定各項原則和標準，以便符合產品的標準。

2.4自動化

自動化是動態(tài)化的，前瞻未來機電自動化技術，更加注重產品和人的人性結合，機電自動化技術的人格化有兩個方面：一是如何給自動化實現(xiàn)更加人的一些功能，顯得越來越重要，特別像家用機器人，更加凸顯出人機一體化技術：二是模仿生物機理，研制出各種機電自動化技術產品。其實，很多機電自動化技術產品都是在動物的靈感下研制出來的。

2.5綠色化

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展給人們生活帶來巨大的變化。物質豐富，生活舒適，然而資源減少，生態(tài)環(huán)境受到了嚴重的影響。此時，人們倡導保護自然，回歸自然。綠色產品概念在這種情況下出現(xiàn)了，所以，綠色化漸漸成為時代的主題。綠色產品在其設計、制造等一系列過程中，環(huán)境和人類的要求不斷的增加，對生態(tài)資源要求高，利用率卻不斷增加。有效的設計綠色機電化產品，具有未來遠大的前景。機電自動化產品的綠色化主要凸顯在使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

通過上面的闡述，機電自動化技術的發(fā)展出現(xiàn)都不是孤立發(fā)展的，他是現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展。不斷創(chuàng)新的結果，也是現(xiàn)代社會發(fā)展到這一時期必然帶來的產物，在自動化發(fā)展窮處不斷的今天，相關技術有許多，也隨著科學技術和各種技術的結合呈現(xiàn)車明顯的進步，機電自動化技術的未來也越來越美好，我國在加過經濟發(fā)展的同時，機電自動化技術的發(fā)展，也在有一定程度上解放和發(fā)展了社會生產力，為建成中國特色社會主義奠定了良好的基礎。

3機電自動化技術運用于工程機械制造時的注意事項

在進行提高我國工程機械制造業(yè)的機電自動化水平時應注意以下幾點：（1）熟悉機電自動化的應用過程，進行實際操作時嚴格遵守自動化操作程序；（2）在加快機電自動化發(fā)展之上，嚴格把好“生產質量關”，提高我國工程機械制造的質量和效率；（3）完善好工程機械的維修工作，建立詳細的資料庫，對出廠的機械設備做好記錄，防止生產事故。

4結論

全面提高我國工程機械制造的機電自動化水平不僅能提高我國機械制造的質量和效率，還能保證我國社會經濟發(fā)展的設備所需，制造出能和歐美機械設備媲美的機械，縮小我國與世界先進水平的工程機械制造差距，提高我國整體工業(yè)化水平，加快我們工程機械制造業(yè)的發(fā)展。

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篇8

關鍵詞：煤礦設備；液壓支架；結構設計；受力分析

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A

煤礦機械在我國的煤礦開采使用領域中是一個廣泛的概念，它是專門用于煤礦開采的一種特殊機械。它的生產在我國有著很重要的作用。根據筆者多年的工作體會知道，煤礦機械是為煤礦企業(yè)提供裝備的設備，而且屬于專用設備。就目前來看，煤礦的機械設備主要有以下幾種：液壓支架、采煤機、采掘機、挖掘機、刨煤機、卷揚機等。本文根據筆者自己在這方面的心得體會闡述煤礦液壓支架的結構設計及受力分析。

1煤礦液壓支架的概念及認識

就目前來說，現(xiàn)在的煤礦液壓支架主要是由支柱、底座、頂梁、掩護梁、前后連桿及擋矸板等組成的，并且是由鋼板焊接成箱體的整體結構。它主要用于水平面和小于等于10度的緩傾斜厚煤層沿底板一次放頂煤采全高開采的長壁綜采工作面，也適用于急傾斜特厚煤層水平分層放頂煤綜采工作面。

在這里，一方面筆者認為煤礦液壓支架是煤礦領域中綜采設備的重要組成部分。它能可靠而有效地支撐和控制工作面的頂板，隔離采空區(qū)，防止矸石進入回采工作面和推進輸送機。它與采煤機配套使用，實現(xiàn)采煤綜合機械化，解決機械化采煤工作中頂板管理落后于采煤工作的矛盾，進一步改善和提高采煤和運輸設備的效能，減輕煤礦工人的勞動強度，最大限度保障煤礦工人的生命安全。

另一方面，煤礦液壓支架是外來物，也就是說我國開始是沒有液壓支架的，國外發(fā)明了這樣一個煤炭生產的設備叫“hydraulic supportt” or “powered suppor”，然后才在我國興起，并被礦山企業(yè)稱為液壓支架。

從液壓支架的原文單詞我們可以看出，這主要是做支護作用的，是利用液壓傳動的原理，實現(xiàn)各種運動來做頂板支護作用的一種設備。它主要作用是支護頂板，維護安全作業(yè)的空間等等。

2煤礦液壓支架的結構

上面已對煤礦液壓支架的概念和認識做了闡述，下面對它的結構做一說明。如果按其組成部分，即其結構為其概念的話，那么我們可以這樣說：煤礦液壓支架是一種以液壓為動力，由液壓缸和液壓閥等液壓元件和其他金屬構件組成的一種支護設備。

如果按照概念意義來說，液壓支架是由以下幾個部分組成：承載構件、執(zhí)行元件、控制、操縱元件和輔助裝置。下面筆者對每個組成部分做一一概述。

承載構件：頂梁、掩護梁等。頂梁與頂板直接接觸，承受頂板上作業(yè)面巖石的壓力；掩護梁，阻擋冒落的巖石進入工作面，并承受其壓力，從而承受頂板水平推力的部件；底座與底板接觸，傳遞并承受頂板壓力。

控制、操縱元件：操縱閥、隔離閥等各種油缸的控制閥。操縱閥是用來操縱支架各種動作的閥，是液壓支架的指揮元件。

執(zhí)行元件：各種千斤頂和立柱。立柱是支撐在頂梁和底座之間或者間接承受頂板負載的油缸，是液壓支架主要的動力習性元件，它的結構強度和形式決定了支架的支撐力大小和支撐范圍。

輔助裝置：除了以上三種構件，剩下的都是輔助裝置。包括推移裝置、復制裝置、護幫裝置、防倒（滑）裝置、噴霧照明等等。

但不管怎么來說，煤礦液壓支架是用來控制采煤工作面礦山壓力的結構物。采面礦壓以外載的形式作用在液壓支架上。在液壓支架和采面圍巖相互作用的力學系統(tǒng)中，若液壓支架的各支承件合力與頂板作用在液壓支架上的外載合力正好同一直線，則該液壓支架對此采面圍巖十分適應。

3煤礦液壓支架結構設計與受力分析

這一部分主要從四連桿機構設計計算；液壓支架平面受力分析；液壓支架空間受力分析等方面加以說明。供同行參考。

3.1四連桿機構設計計算。在這首先是輸入數據。這包括支架的最大高度和最小高度；掩護梁上L4、L18段的長度。其次是輸出數據。這主要包括計算出四連桿機構的前連桿、后連桿、掩護梁的長度尺寸及前連桿的的位置坐標X3、Y3。

3.2液壓支架平面受力分析。為了更形象于說明其情況，筆者在此用文字和圖形的方法來加以說明，具體如（圖1）。

從圖1我們不難看出，通過每一個四連桿機構所構成的液壓支架在給定的工作阻力下的受力情況，即能夠計算給出前后連桿、立柱千斤頂、平衡千斤頂在任意位置的受力情況及底座所承受的比壓。從而可以對比優(yōu)選。

3.3 在AutoCAD下模擬整體支架升降運動。筆者按照支架參數切換到“CAD下模擬整體支架升降運動”程序。點擊“生成圖形”按鈕：自動生成支架各運動部件的圖塊。或者自己動手在CAD下繪制出頂梁、掩護梁、前、后連桿、底座的圖塊。點擊“運行”按鈕：按程序提示可在CAD下組裝成整體支架，并在CAD下自動模擬整體支架的升降運動?？梢钥吹街Ъ艿恼w設計效果。

4煤礦液壓支架的未來發(fā)展

根據筆者的不完全分析，目前我國大型采掘設備面臨激烈的市場競爭，預計到2015年我國煤炭行業(yè)將達到3.5萬億元左右的產業(yè)銷售規(guī)模。受我國煤炭開采行業(yè)快速機械化的推動，筆者認為煤炭開采機械設備的需求規(guī)模到2015年將會達到301億元。

這樣來看，我國煤機成套的競爭才剛剛開始，裝備成套化的發(fā)展前景十分廣闊。通過政策調整和市場導向，國內煤炭生產逐步朝高產、高效、安全方向發(fā)展，煤礦技術設備正在向重型化、大型化、強力化、大功率和機電一體化發(fā)展，市場需求不斷增加。由此可見煤礦液壓支架增長率將越來越大，高端化已成為液壓支架行業(yè)的發(fā)展方向。

參考文獻

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[3]張立榮.三維CAD技術在機械設計中的應用[J].煤炭技術，2011（2）.

篇9

1電子電工技術簡述

1.1電子電工技術的概念與特點

電子電工技術是一種新型電工技術，計算機技術的發(fā)展與普及是其產生的前提，傳統(tǒng)電工技術是電子電工技術發(fā)展的基礎。電子電工技術是電子技術與電工技術的有機結合，電子電工技術涵蓋電子技術、電氣工程、電子設備應用與維護、電力生產、電氣制造等方面，是一項新型綜合性技術。電子電工技術具有集成化、高頻化、全控化、高效率化的特點。集成化是指電子電工技術的全控型器件集成于一個基片；系統(tǒng)器件高度集中化；高頻化是指電子電工器件工作速度較高；全控化是指電子電工器件實現(xiàn)了全自動控制；高效率化是指電子電工器件能夠有效提高電力系統(tǒng)的運行效率。

1.2電子電工技術的作用

電子電工技術有利于整合電力資源，提高電力資源的利用率，這也就達到優(yōu)化電能的作用。電子電工技術可以促進機電一體化實現(xiàn)，電子電工技術的發(fā)展依賴于計算機技術，計算機系統(tǒng)較為穩(wěn)定、安全、快捷，這對實現(xiàn)機電一體化具有較大的促進作用。電子電工技術能夠確定系統(tǒng)工頻的發(fā)展方向，當前電力系統(tǒng)變頻化與高頻化是電子電工系統(tǒng)研究的主要方向，將電子電工技術應用于電力系統(tǒng)，有利于確定系統(tǒng)工頻的發(fā)展方向。

2電子電工技術發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用

2.1靜止勵磁

靜止勵磁是一種非線性控制理論，靜止勵磁是指發(fā)電機無需自身帶勵磁機，勵磁電源從廠用電供給，由可控硅直接整流控制，供給轉子線圈，這時必須由碳刷換向才能通入轉動的轉子線圈。大型電廠的發(fā)電機組是靜止勵磁的主要應用領域，靜止勵磁與傳統(tǒng)勵磁機相比，優(yōu)勢顯著。在發(fā)電機組中，主電路與調節(jié)電路是靜止勵磁的兩個主要部分。在電力輸送過程中，需要大量的設備，這些設備主要由電工電子器件構成，如放大器，濾波電路、整流電路等。靜止勵磁結構簡單，穩(wěn)定可靠，運行成本低，正在不斷應用于各大電氣系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)之中。

2.2變速恒頻勵磁

水力發(fā)電中，水頭的壓力與流量共同決定水力發(fā)電的有效功率，抽水蓄能機的工作效率與水頭流量和壓力變化緊密相關。風力中風速的快慢決定發(fā)電的效率，風速變化，風車所捕捉最大風能時的轉速也變化。通過應用電子電工技術，轉子勵磁電流的恒變頻率會適當調整整個發(fā)電系統(tǒng)，使發(fā)電系統(tǒng)中機組的自轉速趨同于電流頻率，恒定發(fā)電系統(tǒng)的輸出頻率，這就使得發(fā)電系統(tǒng)的整體運行效率得到提高，從而提升整個發(fā)電系統(tǒng)的經濟效益。

2.3機泵變頻調速

在系統(tǒng)進行高低壓互相轉化時，應用電子電工技術，用變頻機代替風機水泵變頻器可以大幅提高電壓轉化的效率，使整個電氣系統(tǒng)的運行成本得到降低，也就提高了電力系統(tǒng)運行的經濟效益，我國目前機泵變頻調速技術還沒有大面積推廣應用，但是其前景十分廣闊，相信隨著國家的重視，機泵變頻調速技術將會在國民經濟建設中發(fā)揮重要作用。

2.4太陽能系統(tǒng)

太陽能是二十一世紀的核心清潔能源，電子電工技術對太陽能系統(tǒng)發(fā)電具有重要意義。大功率電流轉換器是太陽能系統(tǒng)發(fā)電的核心，大功率電流轉換器設計與構造的基礎即電子電工技術。太陽能轉化為電能需要借助于大規(guī)模的集成電流，如果將電子電工技術應用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，可以保證太陽能穩(wěn)定有效輸出，使太陽能成為一種穩(wěn)定易用的能源，提高太陽能的利用率。

3在輸電環(huán)節(jié)的應用

輸電環(huán)節(jié)是整個電力系統(tǒng)運行的關鍵，電子電工技術在輸電環(huán)節(jié)的應用非常廣泛，這有利于維護輸電網路的安全與穩(wěn)定。直流輸電技術的應用、交流輸電技術的應用、靜止無功補償器是其在輸電環(huán)節(jié)應用的主要表現(xiàn)。在直流輸電過程中，送電測與受電側可以依托晶閘變流設備，有利于克服因距離長，輸電量大產生的不必要損耗，提高長途輸電的效率。在交流輸電技術中，深入推廣柔流輸電技術，能夠有效控制輸電電壓與相位。彈性補償技術是柔流輸電的核心，不僅能夠有效控制輸電過程中產生的不必要損耗，還能對電力系統(tǒng)的整體安全運行提供一定的保障。電子電工技術結合機械控制技術可以提高輸電線路的穩(wěn)定性，將電子器件安裝于輸電線路之中，可實現(xiàn)對輸送電量的實時觀測，根據具體需求調整輸電量，這就有利于減少電量在輸送環(huán)節(jié)的損耗，提高電能輸出效率。換流閥與晶閘管是電子電工器件的代表，將其應用于高壓直流電輸電中，可以降低變壓器的使用頻率，使輸電轉換設備自身的移動能力增強，也就降低了發(fā)電企業(yè)的運作成本。目前晶閘管已經成為電氣開關的主流，晶閘管可以說是電子電工技術在發(fā)電系統(tǒng)靜止無功補償器應用方面的代表。晶閘管可實現(xiàn)對電器快速準確的控制，提高電力系統(tǒng)的運作效率。

4在配電與節(jié)能環(huán)節(jié)的應用

4.1配電環(huán)節(jié)

提高供電的穩(wěn)定性與電能質量是當前電力系統(tǒng)亟需要解決的問題。配電階段是電力系統(tǒng)中極為重要的組成部分，主要承擔著維護供電安全與穩(wěn)定，有效控制電能質量的作用?？刂齐娔苜|量需要對電壓、諧波、頻率進行調整，而且還需控制波動與干擾，在配電環(huán)節(jié)應用電子電工技術，可以妥善的解決這些問題。將電子電工技術應用于電力系統(tǒng)的配電階段，可以提高供電的穩(wěn)定性與電能質量，有效克服了傳統(tǒng)工頻配電變壓技術的弊端，能夠抵御可能產生的配電瞬間波動，極大的改善了電能質量，并且能夠對諧波進行隨時的監(jiān)控，有利于配電水平的提升。

4.2節(jié)能環(huán)節(jié)

當前我國電力資源形勢嚴峻，電力系統(tǒng)中應用電子電工技術可以調節(jié)峰谷、儲存電能。電量輸出并不是一成不變的，準備發(fā)電裝機能力應以最大負荷為依據。電子電工技術可以直接將交流電轉化為直流電，且可以并聯(lián)方式儲存與大的電容器之中，可根據電量使用大小，調整輸電量，這就提高了電量的使用效率，目前電子電工技術快速發(fā)展，已經成功研發(fā)出電動機調速控制設備。將電動機進行改良，控制電動機的轉速，用調速控制設備代替?zhèn)鹘y(tǒng)擋風設備可以將電動機的轉速控制在合理范圍內，這樣就能夠降低電動機能耗，而且不會降低電氣系統(tǒng)的運行效率，這就實現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。當前國外已經普遍用調速控制設備，電動機節(jié)能效果顯著。

5結束語

篇10

【關鍵詞】行動導向教學法；傳統(tǒng)教學法；液壓與氣動；教學改革

職業(yè)教育的目的在于培養(yǎng)生產、管理一線技能型人才，是一類傳授技術和技能的教育。這種類型的教育要充分調動學生自主參與學習的意識，不能以傳統(tǒng)的以教師為主導的授課制，要強調以學生為學習過程的中心，教師要扮演學習過程中的組織者與協(xié)調人的角色。

行動導向教學法是一系列基于行動為導向的教學方法的簡稱。它包括了項目教學法、頭腦風暴法、角色扮演法、引導文法、案例分析法、模擬教學等多種教學方法。這一教學方法被廣泛運用到職業(yè)教育領域，尤其在德國該方法得到充分的發(fā)揮與使用。

本文基于液壓與氣動課程教學改革的實踐經驗，闡述了如何充分利用現(xiàn)有資源，結合我國國情與學情，采用傳統(tǒng)教學與行動導向教學相結合的方法，從而更有效地組織教學。

1.液壓與氣動課程基本情況

筆者所在高職液壓與氣動課程開設的對象為機械制造與自動化專業(yè)、數控維修專業(yè)、機電一體化專業(yè)高中后三年制的高職學生，每學年有400多學生需要在第三學期學習這門專業(yè)必修課，共3個學分，48學時。

本課程的前期課程有：機械制圖、計算機二維繪圖、計算機應用基礎、互換性與技術測量實訓、車工實訓、鉗工實訓、電子電工技術等，這些課程的學習為液壓與氣動課程的學習做好了準備；本課程的教學效果也將直接影響后續(xù)課程的學習效果，如：工控自動化應用技術、工控自動化應用方案、自動控制課程設計、畢業(yè)實習與畢業(yè)設計。

2.傳統(tǒng)的液壓與氣動課程的教學方法及問題

高職院校中，很多液壓與氣動課程的老師仍然在采用傳統(tǒng)的本科教學法，即按照知識體系從液壓系統(tǒng)的簡介、五個組成部分、基本回路到最后的典型液壓系統(tǒng)分析。

在示范性高職院校和部分液壓與氣動精品課程建設院校，部分教師開始嘗試以行動導向的教學方法進行液壓與氣動的授課，取得了一定的成績。但是，縱觀許多采用項目教學或者行動導向教學的新教材，發(fā)現(xiàn)仍然無法擺脫傳統(tǒng)的理論教學，給人的感覺是換湯不換藥。

因此，這樣的改革實質上還是傳統(tǒng)的教學方法，不過是掛了行動導向的名頭。結果往往是學生與老師都覺得沒有意義，老師們又回到了習慣的傳統(tǒng)教學方法。于是，長期存在的問題再次出現(xiàn)：一邊是學生報怨教師教的不好，一邊是老師指責學生自主學習的能力差、不愿意學習。這使得我們必須再次深入思考如何正確應用行動導向教學法。

3.基于行動為導向的教學方法在液壓與氣動課程的實施

為避免學生沒有一定的理論基礎，無法開始項目的學習，在新的教學計劃中先安排了24課時的基礎知識講授，內容包括液壓傳動的基本概念、五個組成部分、基本回路和仿真軟件使用；然后進行行動導向的項目教學，由易到難安排了三個項目，其中二個液壓項目（多缸順序專用銑床液壓傳動系統(tǒng)的分析與仿真、銅鋁屑壓塊機液壓系統(tǒng)的分析與仿真）和一個氣動項目（工件夾緊的氣壓傳動系統(tǒng)的分析與仿真），共八周24課時。新的教學計劃中，液壓基礎知識部分與傳統(tǒng)的教學有著很大的區(qū)別，講授的目的是讓學生了解最常見的元件、最基本的回路，只要求對液壓系統(tǒng)有基本的了解。通過三個項目的學生自主學習，讓他們掌握常見的保壓回路、調壓回路、卸荷回路、換向回路和調速回路；掌握液壓系統(tǒng)的控制要求；能分析中等復雜液壓系統(tǒng)、熟練運用仿真軟件去檢驗液壓系統(tǒng)的動作順序與具體要求；具備獨立思考、解決問題的能力，達到課程的教學目標。

下面以項目2為例，詳細說明本課程項目教學實施的全過程。階段1項目初步分析：老師下達《銅鋁屑壓塊機液壓系統(tǒng)的分析與仿真》任務書；學生開始查閱相關資料，對項目進行初步的分析，并填寫任務書中的計劃分工表，分析記錄可能存在的困難與解決辦法；老師了解各組的計劃分工情況，了解存在的困難。階段2項目詳細分析：學生完成系統(tǒng)簡介、圖形符號的名稱與作用、系統(tǒng)工作狀態(tài)分析、各工作狀態(tài)之間切換分析、各電磁鐵的得失電控制分析、畫出各工作狀態(tài)時的液壓油的流動路線圖、系統(tǒng)基本回路分析等分析任務，老師巡察了解各組計劃分工執(zhí)行情況、了解進度、以及存在的困難、檢查記錄手寫的項目報告書完成情況。階段3軟件仿真：學生利用Automation Studio 軟件正確選擇系統(tǒng)所需元件、連接系統(tǒng)仿真比較系統(tǒng)各個動作時液壓油的流動路線與之前手寫報告的區(qū)別、修改系統(tǒng)元件的參數，觀察改變之后，動作變化的原因、記錄仿真過程的圖片、動畫、數據圖表、制作帶解說的系統(tǒng)工作過程視頻。老師與學生討論，提供一些建議。階段4撰寫電子的項目報告與PPT：學生需要說明系統(tǒng)的工作過程與分析結果，遇到的難點與解決的辦法，進行總結與自我評價，簡述優(yōu)點與不足。老師準備小組自評表、同行專家小組考核表、項目考核成績登記表等，并組織、篩選確定匯報的小組及成員，以保證下一次的匯報與評價工作順利開展。階段5匯報與評價：學生公開匯報與自我評價、同行專家小組評價、交手寫的項目報告、交電子的項目材料：小組考核表、同行專家評分表、電子的仿真原文件、帶解說的視頻動畫、PPT與WORD。老師課上組織匯報與評價工作的正常實施、適當點評、記錄、收集資料，課后整理資料歸檔、登記成績。

4.課程實施的保障及注意事項

項目教學法最困難的階段是實施。在教學改革中，我們充分利用了Automation Studio仿真軟件與學生的筆記本電腦，有效解決了項目實施這一最大的難題，讓所有的同學都能行動起來，在行動中自主學習。

在項目教學階段，并不是老師發(fā)了任務書與考核表就萬事大吉。沒有有效的組織與管理，新的教學方法也不能取得成功。行動教學法對老師的要求更高，需要老師在項目教學實施過程中巡視、觀察、記錄、評價，此外還需要就某一些重要的知識點與共性的問題，根據實際情況安排全班性的討論與匯報，這樣才能引導學生順利高質量的完成項目任務，實現(xiàn)教學目標。

5.結語

教育是強國之本，作為老師應該負起這個光榮的責任。傳統(tǒng)教育方法已經不適合當前高職學生的學情，改變是必然。如何去尋找一條符合中國學生特點的教學道路，需要所有一線老師腳踏實地、負責任的、認真的實干與探索創(chuàng)新。

德國的行動導向教學法在德國已經被證明是能夠有效開展并取得優(yōu)異的成績，然而由于國情不同，把德國的教學方法生搬硬套到中國教育教學中來，是不符合中國高職教育的客觀現(xiàn)實的。我們沒有拘泥于行動教學法的表面形式與方法，大膽創(chuàng)新，抓住其實質，在液壓與氣動課程教學實踐中探索了符合中國的行動教學法，事實證明易于操作、行之有效，供大家參考。

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