導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機(jī)電一體化綜述，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化；技術(shù)；發(fā)展

1 機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)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(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科；其次，機(jī)電一體化是一個發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)（即所謂的“3C”技術(shù)：Computer、Communication和 Control Technology）“滲透”到機(jī)械技術(shù)中，豐富了機(jī)電一體化的含義，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學(xué)）機(jī)電一體化、機(jī)電氣（氣壓）一體化、機(jī)電液（液壓）一體化、機(jī)電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。

2 機(jī)電一體化的核心內(nèi)容

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，要了解機(jī)電一體化，必須從以下幾方面著手：

（一） 機(jī)械技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來，來提高其各項(xiàng)性能，滿足更廣的需求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。

（二） 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)

凡是能擴(kuò)展人的信息功能的技術(shù)，都是信息技術(shù)?？梢哉f，這就是信息技術(shù)的基本定義。它主要是指利用電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信手段實(shí)現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關(guān)技術(shù)。

（三） 系統(tǒng)技術(shù)

系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

（四） 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀(jì)最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理、生活等各個領(lǐng)域，都離不開自動控制技術(shù)。就定義而言，自動控制技術(shù)是控制論的技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統(tǒng)，來完成某種控制任務(wù)，保證某個過程按照預(yù)想進(jìn)行，或者實(shí)現(xiàn)某個預(yù)設(shè)的目標(biāo)。

（五） 傳感檢測技術(shù)

傳感技術(shù)是把各種量轉(zhuǎn)變成可物理識別的信號進(jìn)行輸出，檢測就是指人員對可是別的信號進(jìn)行處理的過程。傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

（一）綠色化

在人們越來越追求生活質(zhì)量和生活品質(zhì)的今天，綠色環(huán)保成為了人們生活關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著社會進(jìn)步和近年來人們對生態(tài)保護(hù)意識的重視和加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品概念也將成為時展的必然！綠色理念倡導(dǎo)消費(fèi)者在與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上,從事科學(xué)合理的生活消費(fèi),提倡健康適度的消費(fèi)心理,弘揚(yáng)高尚的消費(fèi)道德及行為規(guī)范,并通過改變消費(fèi)方式來引導(dǎo)生產(chǎn)模式發(fā)生重大變革,進(jìn)而調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的消費(fèi)理念。機(jī)電一體化技術(shù)也順應(yīng)了綠色理念，機(jī)電一體化產(chǎn)品在人們的生活使用時不會對環(huán)境造成污染或者污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，而且在產(chǎn)品報廢后，其零件還能被再利用和再加工，資源利用率得到了大幅度的提高，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

（二）智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化發(fā)展的一個顯著特點(diǎn)，它由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對某一個方面的應(yīng)用的智能集合,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復(fù)雜程度也越來越高，智能化的感念開始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面，同樣，機(jī)電一體化的智能化研究也在各個國家普遍開展。這里所提到的 “智能化”是指機(jī)器本身所具有的特性，它是在運(yùn)用控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、精細(xì)化制造、運(yùn)籌學(xué)等新學(xué)科、新技術(shù)和新方法，通過使機(jī)器模仿人類所具有的一些能力，如思維、推理、決策等，可以在一個比較復(fù)雜的工作和困難的環(huán)境中代替人類去工作。

（三）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的里程碑，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不僅推動了人類的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,同時給人們的學(xué)習(xí),工作和生活帶來重大的改變，同時，也深刻的影響著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。其中最重要的影響就是對機(jī)電一體化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制，控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（四）微型化

微型化也是機(jī)電一體化未來發(fā)展的趨勢之一，尤其是近10年來，由于包括納米級的精密機(jī)械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學(xué)研究成果、基因?qū)哟蔚纳飳W(xué)研究成果，以及高精密超性能特種功能材料研究成果和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣應(yīng)用成果等在內(nèi)的一大批當(dāng)代最新技術(shù)成果的競相問世，使得機(jī)電一體化領(lǐng)域朝著微型化有了質(zhì)的發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活,可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間，并易于進(jìn)行精細(xì)操作，因此在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。因此在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。

篇2

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代煤礦企業(yè)；生產(chǎn)；機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用策略

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用為現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)自動化的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。作為新時期背景下的煤礦企業(yè)，要想在競爭日益激烈的市場環(huán)境中謀得生存和發(fā)展，就必須注重機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，著力提高自身的核心競爭力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。基于此，以下筆者就結(jié)合自身工作實(shí)踐，就現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用作出以下幾點(diǎn)僅供同行參考與交流的淺顯之見。

一、綜述煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)

最初的機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，起源于上世紀(jì)七十年代初，山西大同礦務(wù)局自行設(shè)計(jì)和制作與裝備的綜合型機(jī)械化采煤工作面，標(biāo)志著機(jī)電一體化技術(shù)在我國問世，并從隨后的八十年末期、九十年代的中期，機(jī)電一體化技術(shù)得到了迅速拓展，在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用也變得日益廣泛。近些年來，隨著科技信息時代的到來，微電子技術(shù)中的微型計(jì)算機(jī)的問世，信息技術(shù)迅猛地滲透到各行各業(yè)，尤其向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的滲透最為強(qiáng)烈，且在與機(jī)械電子技術(shù)進(jìn)行高效廣泛地結(jié)合，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)正是在這樣的背景下，將機(jī)械、微電子、自控、傳感測試、電力電子、軟件編程、接口等現(xiàn)代先進(jìn)電子信息技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用的系統(tǒng)技術(shù)。雖然該技術(shù)為煤礦生產(chǎn)自動化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但我們必須清醒的意識到，當(dāng)前我國對于這一技術(shù)的發(fā)展與西方發(fā)達(dá)國家存在較大的差距，加之我們煤炭工業(yè)興起相對于其他行業(yè)要慢的多，作為新時期背景下的煤礦企業(yè)必須不斷加大研發(fā)力度，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，對現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行不斷創(chuàng)新和升級，才能促進(jìn)我國煤礦生產(chǎn)自動化的完全實(shí)現(xiàn)，助推我國煤礦事業(yè)迅速走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

二、探討現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的重要意義

通過上述對機(jī)電一體化技術(shù)的分析和我們工作中的實(shí)際應(yīng)用不難發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)具有十分重要的意義，但具體主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中能極大的提升工作效率

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，是對傳統(tǒng)手工工作方式的重大變革，越來越多的新型機(jī)電設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)模式進(jìn)行了完美的轉(zhuǎn)型和升級，不僅能降低礦工朋友的勞動強(qiáng)度，還能大幅度的提升勞動生產(chǎn)效率。

（二）應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中能極大的提升生產(chǎn)安全系數(shù)

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅能讓礦工朋友擺脫繁重勞累的體力活動，還能避免在粉塵滿天飛、潮濕陰暗的環(huán)境中高負(fù)荷、長時間的生產(chǎn)，從而在提高煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)的同時保障廣大礦工朋友的生命安全，而利用機(jī)電設(shè)備替代傳統(tǒng)的煤炭資源挖掘、運(yùn)輸和提升等危險大、任務(wù)重的工作，極大的確保了煤礦企業(yè)的安全高效生產(chǎn)和運(yùn)作。

（三）應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中能極大的提升勞動效益

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，在提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時也提高了生產(chǎn)的勞動效益，煤礦企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益的同時，廣大礦工朋友的薪資待遇也大幅度的提升，極大的改善了生活質(zhì)量，并隨著礦工培養(yǎng)收入的提高，極大的促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。

三、現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的采煤、提升和運(yùn)輸三個方面的應(yīng)用最為廣泛也是最為關(guān)鍵?；诖耍韵鹿P者從這三個方面對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略作出以下幾點(diǎn)分析。

（一）采煤機(jī)械設(shè)備方面機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

在現(xiàn)代煤礦采煤機(jī)械設(shè)備方面，電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的典范。由于該機(jī)械設(shè)備應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，其具備了傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機(jī)無法具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢，例如其牽引特性極佳，采煤機(jī)在前進(jìn)的同時為其提供強(qiáng)大的牽引力，在下滑的同時能自行發(fā)電制動，在大傾角煤層中也是應(yīng)用自如。傳統(tǒng)的液壓型牽引采煤機(jī)必須配備防滑裝置，而電牽引采煤機(jī)則是采用的制動器，技術(shù)在傾角高達(dá)40到50度的煤層也能應(yīng)用自如。尤其是其具有的可靠運(yùn)行和使用年限長的特點(diǎn)，被現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)企業(yè)所親睞。而這就是由于其只有電刷、整流子會出現(xiàn)磨損，其余元件幾乎沒有磨損，所以不僅能高效的運(yùn)行，還有較長的使用壽命，維修和保養(yǎng)也相對簡便，具有較靈敏的反應(yīng)和較好的動態(tài)特性，尤其是其結(jié)構(gòu)極為簡單和輕便，在運(yùn)行時只需要進(jìn)行一次電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換效率幾乎接近100%，而傳統(tǒng)的液壓型牽引采煤機(jī)的轉(zhuǎn)換效率最多能高達(dá)70%。而這一切的優(yōu)勢，歸根結(jié)底源于機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用。

（二）提升機(jī)械設(shè)備方面機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

在現(xiàn)代煤礦提升機(jī)械設(shè)備方面，對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用效果最佳的就屬礦井提升機(jī)，該提升機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的交直流，其中內(nèi)裝式的提升機(jī)應(yīng)用效果最佳，不僅把驅(qū)動和滾筒進(jìn)行了有機(jī)整合，對機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效的簡化，還成為集計(jì)算機(jī)信息、自控、電力電子等電子信息技術(shù)為一體的煤礦提升機(jī)電設(shè)備。尤其是其全數(shù)字化的特點(diǎn)極大的提高了提升機(jī)械設(shè)備的安全性和可靠性，以總線的方式對電器的安裝進(jìn)行了升級和優(yōu)化，加上所需要配置的硬件簡單且互有較強(qiáng)的兼容性。因而機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)械設(shè)備方面也得到了極為廣泛的應(yīng)用。

（三）輸送機(jī)械設(shè)備方面機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中，輸送機(jī)械設(shè)備主要為帶式輸送機(jī)。這是由于其能長距離、連續(xù)、大量、穩(wěn)定、高效的輸送煤炭資源，特別是其實(shí)現(xiàn)自動化較為容易的優(yōu)點(diǎn)，在煤礦生產(chǎn)輸送中得到了廣泛的應(yīng)用。因而近些年來，各大煤礦生產(chǎn)企業(yè)都將其作為研究機(jī)電一體化技術(shù)的重點(diǎn)，具有代表性的是一種集機(jī)、電、液為一體的CST可控軟啟動裝置在輸送機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，但由于目前相關(guān)技術(shù)壁壘還沒有攻破，我國的帶式傳輸機(jī)驅(qū)動方式主要局限在單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅(qū)動方式，而且監(jiān)控輸送機(jī)的設(shè)備儀器的靈敏度、可靠性、性能以及使用壽命相對于西方發(fā)達(dá)國家要低得多，具有較大的差距，還需要不斷努力攻克技術(shù)壁壘，才能進(jìn)一步提升機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平，從而更好的服務(wù)我國煤礦事業(yè)的發(fā)展。

四、結(jié)束語

總之，在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)具有十分重要的意義。作為現(xiàn)代煤礦企業(yè)，只有致力于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，著力實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動化、智能化，不斷提高企業(yè)自身的核心競爭力，才能提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，助推企業(yè)實(shí)現(xiàn)完美的轉(zhuǎn)型和升級。（作者單位：天津科技大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉慶君.淺談機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2009（12）.

[2] 李愛芝.機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用前景分析[J].企業(yè)導(dǎo)報.2011（08）.

篇3

英文名稱：Mechatronics

主管單位：上海市科學(xué)技術(shù)情報研究所

主辦單位：上?？萍嘉墨I(xiàn)出版社

出版周期：月刊

出版地址：上海市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1007-080X

國內(nèi)刊號：31-1714/TM

郵發(fā)代號：4-565

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1995

期刊收錄：

核心期刊：

期刊榮譽(yù)：

聯(lián)系方式

期刊簡介

《機(jī)電一體化》（月刊）創(chuàng)刊于1995年，由上海圖書館、上?？萍记閳笱芯克鞴?，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社主辦，中國電工技術(shù)學(xué)會機(jī)電一體化專業(yè)委員會協(xié)辦。

篇4

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 智能控制 應(yīng)用

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

智能控制技術(shù)是近三十幾年來發(fā)展起來的一門新興科技，通常通過智能控制系統(tǒng)（智能控制系統(tǒng)主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、專家控制、遺傳算法等）發(fā)揮作用。它的出現(xiàn)改變了人們的傳統(tǒng)的控制思想，作為自動控制領(lǐng)域的一次重大變革，它有著其自身不可忽視的優(yōu)勢：科技力量強(qiáng)大；綜合多種學(xué)科的優(yōu)勢形成獨(dú)特的自身優(yōu)勢。如今的智能控制技術(shù)主要應(yīng)用于解決那些用傳統(tǒng)的方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題，如智能機(jī)器人系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)、航空航天控制系統(tǒng)、社會經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、環(huán)保與能源系統(tǒng)等。

1機(jī)電一體化發(fā)展

機(jī)電一體化迄今為止已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，在各個階段都有其不同的應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)：（1）在萌芽時期，最具代表性的莫過于二戰(zhàn)帶來的機(jī)遇――在二戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了許多性能相當(dāng)優(yōu)良的軍事用途的機(jī)電產(chǎn)品。這些機(jī)電結(jié)合的軍事用途的技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)進(jìn)步起到了積極作用。有這樣的一個基礎(chǔ)后，在以后的發(fā)展歷程中，人們自覺不自覺的利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。（2）處于蓬勃發(fā)展階段的人們主動的利用3C技術(shù)的巨大成果創(chuàng)造出了新的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在這個階段最具代表性的是日本。日本在推動機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方面起到了主導(dǎo)作用。（3）智能化階段時期，機(jī)電一體化技術(shù)向智能化新階段邁進(jìn)，在人工智能技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步的基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化技術(shù)又向前進(jìn)行發(fā)展進(jìn)化，開辟出自身發(fā)展的廣闊天地――大量的智能化機(jī)械產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，人們的生活中隨處可見的智能機(jī)就是一個很好的代表；選擇、模糊控制技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普遍，甚至還出現(xiàn)了混沌控制的產(chǎn)品。在這種程度上我們可以說機(jī)電一體化技術(shù)將以智能化為內(nèi)核進(jìn)入二十一世紀(jì)。

2智能控制技術(shù)與機(jī)電一體化

（1）自從二十一世紀(jì)到來之后，科技力量迅猛發(fā)展，同時也帶動了智能化控制技術(shù)的發(fā)展。隨著人們生活水平的不斷提高，對生活質(zhì)量的要求也在不斷提升?？旃?jié)奏的要求促使人們把智能控制技術(shù)與機(jī)電一體化進(jìn)行結(jié)合，服務(wù)于人類社會。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)由兩大部分組成：控制器與受控對象。其中受控對象包括：機(jī)械本體、檢測元件、執(zhí)行元件?？刂破鲃t由認(rèn)知、信息處理和控制三部分組成。將智能控制技術(shù)與機(jī)電一體化結(jié)合起來，這樣的做法不僅為機(jī)電一體化提供了一個廣闊的發(fā)展空間，完善其自身的不足之處，還可以有效的促進(jìn)工業(yè)化的生產(chǎn)，滿足人類需求，同時為人類社會工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，當(dāng)前狀態(tài)下，我們除了將智能控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化當(dāng)中，還將許多先進(jìn)的科學(xué)理論融入其中，從而形成了許多的新思想、新理論，進(jìn)而為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定了厚實(shí)的基礎(chǔ)，同時也提供了良好的發(fā)展前景。

（2）智能控制技術(shù)是控制理論發(fā)展的新階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。機(jī)電一體化技術(shù)是多種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上，在計(jì)算機(jī)、傳感器和軟件的三者的支撐下發(fā)展起來的。實(shí)際上，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限于機(jī)械與電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，而是融合檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)交于一體的交叉學(xué)科與綜合技術(shù)。它與智能控制系統(tǒng)進(jìn)行相容，更可以發(fā)揮出產(chǎn)品的作用，最大限度開發(fā)其利用價值。其中，信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中必不可少的部分，以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為龍頭的信息處理技術(shù)是使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動化、數(shù)字化、智能化的關(guān)鍵所在。機(jī)電一體化技術(shù)是控制理論的最新發(fā)展，是機(jī)械理論與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等信息理論的結(jié)合，是機(jī)械設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，在智能控制的技術(shù)管理下，不僅能提高工作效率，更可以對信息進(jìn)行分類，減少工作量，優(yōu)化整個工作流程。

3結(jié)語

通過以上分析，我們可以看出智能控制系統(tǒng)與機(jī)電一體化的應(yīng)用前景是十分光明的。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中使用智能控制技術(shù)與其他技術(shù)相比是具有相當(dāng)大的優(yōu)勢的――不僅在加工效率上提高到了一個層次，產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了一定的保證。在傳統(tǒng)的方法逐漸不適應(yīng)與當(dāng)今時代的時期，運(yùn)用新興科技是當(dāng)務(wù)之急。為了更好的提高工作效率，減少工作失誤，我們還需要繼續(xù)加強(qiáng)對智能控制系統(tǒng)與機(jī)電一體化的結(jié)合，開發(fā)出更高效的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1] 李航，孫厚芳，袁光明，林青松.智能控制及其在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用[J].河南科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2005（01）.

篇5

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;工程機(jī)械;應(yīng)用;研究

機(jī)電一體化也被稱之為機(jī)械電子學(xué)，它是機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)相互影響、滲透結(jié)合而形成的一門新產(chǎn)生的復(fù)合性學(xué)科?，F(xiàn)當(dāng)今使用的機(jī)電一體化技術(shù)，是在眾多機(jī)械功能的基礎(chǔ)之上發(fā)展融合而形成的，主要是在機(jī)械的動力功能、信息功能和控制功能之上加入先進(jìn)的微電子技術(shù)，這樣的機(jī)電一體化技術(shù)有了全新的進(jìn)化，在應(yīng)用上也有了新的突破。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用最先是開始是在汽車行業(yè)中，開始是用于生產(chǎn)制造簡單的零件，隨著專業(yè)技術(shù)的不斷更新進(jìn)步，機(jī)電一體化的應(yīng)用越來越廣泛了，從簡單的使用逐步推廣到工程機(jī)械行業(yè)中，這樣的舉措從根本上改變了工程機(jī)械的制造模式，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)上的自動化、智能化、并且在很大程度上節(jié)省了能源。

1機(jī)電一體化概述

“機(jī)電一體化”這一個詞起源于上個世紀(jì)70年代的日本。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，并且應(yīng)用于機(jī)電一體化極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的完善，也使它的應(yīng)用更加廣泛。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)最大的影響就是對產(chǎn)品的影響和生產(chǎn)工藝過程的影響。但是機(jī)電一體化不是簡單地微電子技術(shù)和機(jī)械的相加結(jié)果，它是為了推動機(jī)械構(gòu)件的動力功能、控制功能和信息處理功能而引進(jìn)的電子技術(shù)，是在以前有的控制、系統(tǒng)化、信息等理論基礎(chǔ)上建立起來的全新的應(yīng)用技術(shù)，是電子化設(shè)計(jì)，機(jī)械裝置和軟件等所有部件的總稱。微電子技術(shù)用于機(jī)電一體化應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)，可以提高產(chǎn)品的性能和增添一些新功能。微電子技術(shù)用于生產(chǎn)工藝過程，可實(shí)現(xiàn)自動控制和現(xiàn)代化管理。機(jī)電一體化設(shè)備和其他自動化設(shè)備的廣泛應(yīng)用，不僅大大提高生產(chǎn)率，而且是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和無人化的重要途徑。

1．1機(jī)電一體化的發(fā)展

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)推動著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，使機(jī)械工業(yè)技術(shù)不斷的改造完善，更好地服務(wù)于人們，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的誕生和發(fā)展，進(jìn)一步的推動了機(jī)電一體化發(fā)展的進(jìn)程?，F(xiàn)在的機(jī)電一體化已經(jīng)發(fā)展成為一門理論體系完整的新興學(xué)科，主要包括機(jī)電一體化產(chǎn)品和機(jī)電一體化技術(shù)這兩個方面。機(jī)電一體化的發(fā)展經(jīng)過了三個階段的路程，第一個階段是萌芽階段，在上個世紀(jì)70年代之前“機(jī)電一體化”這一個詞還沒有出現(xiàn)，但是當(dāng)時的人們都已經(jīng)開始將電機(jī)技術(shù)運(yùn)用于生產(chǎn)工作中，并且有相當(dāng)一部分人是支持這一做法的，這樣的做法很大程度上提高了機(jī)械產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，但是由于當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)的落后，就沒有深入研究電子技術(shù)和機(jī)械生產(chǎn)的結(jié)合;第二個階段是發(fā)展階段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并且“機(jī)電一體化”這一詞首先在日本得到提出，機(jī)電一體化的技術(shù)得到了技術(shù)支持，得到了很大的發(fā)展進(jìn)步，在機(jī)械行業(yè)也得了更廣泛的應(yīng)用;第三個階段是在快接近21世紀(jì)，各種計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力發(fā)展，逐步進(jìn)入智能化時代，這一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步使得機(jī)電一體化進(jìn)入智能化階段。隨著光學(xué)技術(shù)和微電子技術(shù)的出現(xiàn)，機(jī)電一體化邁入了新的階梯，在人工智能、自動化等方面有非常廣泛的應(yīng)用。

1．2幾天一體化的特點(diǎn)

機(jī)電一體化在機(jī)械工程方面有著非常重要的應(yīng)用，這與它多樣化的特點(diǎn)是分不開的。在機(jī)電一體化的發(fā)展過程中主要集聚了數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化和綠色化等特點(diǎn)［1］。數(shù)字化的特點(diǎn)給予了機(jī)電一體化有非常高的可靠性、容易操作的、維護(hù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，由于數(shù)字化的普及，將機(jī)電的遠(yuǎn)程操作、自我診斷和修復(fù)變得現(xiàn)實(shí)，也變得更加方便;智能化是使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有一定智能性，擁有復(fù)雜的邏輯思考、推理判斷、自行決策的能力，這樣會給機(jī)械產(chǎn)品的使用操作和維修帶來很大的方便;計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，讓機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化變得成為現(xiàn)實(shí)，機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化，使得遠(yuǎn)程控制的設(shè)備得以完善，使這項(xiàng)技術(shù)變得更加好用;隨著現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有許多生產(chǎn)機(jī)電一體化相關(guān)產(chǎn)品的廠家，生產(chǎn)工藝繁多，技術(shù)不等，在模塊化規(guī)范的作用下，使得現(xiàn)在生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量更加容易把控，得到保證等等。

2工程機(jī)械概述

工程機(jī)械技術(shù)理論的完善和進(jìn)步，為現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展提供了發(fā)展的方向，為機(jī)械發(fā)展的問題，提供了解決的方向，增加了機(jī)械的信息處理能力。

2．1工程機(jī)械的概念

工程機(jī)械是在工程建設(shè)中使用到的施工機(jī)械的總稱?，F(xiàn)階段在中國存在的品種非常用，廣泛地應(yīng)用于多個行業(yè)，比如向建筑、水利、電力等工程領(lǐng)域。現(xiàn)在來說凡是在土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動式的裝卸工作和多種的建筑工程中必須要用到的機(jī)械產(chǎn)品都可以被稱之為工程機(jī)械。

2．2工程機(jī)械的分類

傳統(tǒng)的工程機(jī)械可以分為7個大類和18個小類，可以讓人們更加詳細(xì)的區(qū)分各種工程機(jī)械的用處。大的7類工程機(jī)械可以分為:建筑機(jī)械、礦山機(jī)械、水電工程機(jī)械、道路(包括鐵路和公路)工程機(jī)械、林業(yè)機(jī)械、港口機(jī)械和起重運(yùn)輸機(jī)械。另外更小的分類可以參考《工程機(jī)械理論》［2］。

3機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，對工程施工工藝的好壞作用，受到工程機(jī)械更方面的性能、其自動化程度的影響。在此同時，工程機(jī)械的功能與機(jī)電一體化有著非常直接的關(guān)聯(lián)作用。

3．1機(jī)電一體化與工程機(jī)械的關(guān)系

在工程機(jī)械中加入機(jī)電一體化技術(shù)，可以在很到程度上增加和改善工程機(jī)械的性能和質(zhì)量，這樣可以讓工程機(jī)械的經(jīng)濟(jì)價值、安全可靠性和操作性能有了非常發(fā)的改善。微電子技術(shù)的發(fā)展使機(jī)電一體化技術(shù)有了很大的進(jìn)步在使用上有了新的突破，并且現(xiàn)在電子控制技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，深入到工程機(jī)械的很多領(lǐng)域中。未來隨著機(jī)電一體化技術(shù)不斷的完善，將會是工程機(jī)械更加趨向于網(wǎng)絡(luò)化和智能化［3］。

3．2機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

現(xiàn)在工程質(zhì)量與機(jī)械的質(zhì)量有著非常直接相關(guān)的作用，，好的工程機(jī)械尅明顯提高工程施工的質(zhì)量。而機(jī)電一體化的在工程機(jī)械的利用，可以大大的提高工程機(jī)械的性能，使工程施工的過程變得更加簡單方便。下面就對機(jī)電一體化對工程機(jī)械的幾個改進(jìn)方面作出說明。機(jī)電一體化的應(yīng)用可以大大提高在作業(yè)完成時的精確度，微電子技術(shù)的進(jìn)步大大的促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，隨著電子控制技術(shù)廣泛應(yīng)用，電子控制也逐漸應(yīng)用到工程機(jī)械中，這樣就保證了設(shè)備的精確性;機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使得工程機(jī)械在使用過程中的耗能得以降低，并且生產(chǎn)效率有所提高，主要是因?yàn)殡S著技術(shù)的發(fā)展機(jī)械中的節(jié)能控制器可以大大提高攻城機(jī)械對燃料的利用率;加入機(jī)電一體化技術(shù)的工程機(jī)械具有了電子監(jiān)控、自動報警和自己診斷故障的功能，這是因?yàn)樵跈C(jī)械中添加了更多的電子監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)之類的傳感器，可以實(shí)時的監(jiān)測到機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài);在安全保障問題上，是每個工程機(jī)械都在不斷完善的問題，可以利用機(jī)電一體化技術(shù)對機(jī)械安裝各類限制器，和實(shí)現(xiàn)無人駕駛。

4結(jié)語

總而言之，隨著現(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息的發(fā)展，微電子控制技術(shù)將被作為核心技術(shù)來使用在機(jī)電一體化技術(shù)中，可以提高改善該項(xiàng)技術(shù)的性能。機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入到了大范圍的使用階段了，并且今后還可以有非常大的發(fā)展空間。

作者:白丹 單位:許昌學(xué)院

參考文獻(xiàn):

［1］郭寶生．機(jī)電一體化技術(shù)概況［J］．電子制作，2008(5):6～7．

篇6

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)、概念、特征、應(yīng)用發(fā)展。

中圖分類號：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、機(jī)電一體化的概念及特征：

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機(jī)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(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)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(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有智能化、系統(tǒng)化、微型化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和綠色化.

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的快速發(fā)展動向，機(jī)電一體化技術(shù)將朝著以下幾個方向發(fā)展

1. 智能化 智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一,也是 21 世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機(jī)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(jī)電一體 化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)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。

2. 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進(jìn)行任意的剪裁和組合,同時尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié) 調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng),一般除 R S232 等常用 通信方式外,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來 的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智 能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的 構(gòu)造研究某種新型機(jī)體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

3. 微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù),是機(jī)電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超 過 1cm 3,并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、 耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn),可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操 作,故在亞微米級的機(jī)械元件。

4.模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢,是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣 接口、動力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事,它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn) 企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

5. 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多,面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是 機(jī)電一體化產(chǎn)品。

6. 綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染,于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時代的趨勢,其目標(biāo)是使產(chǎn)品從 設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)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(jī)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。我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù) 機(jī)電一體化工作主要包括兩個層次 一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 其目的 是節(jié)能、節(jié)材 提高工效 提高產(chǎn)品質(zhì)量 把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步 二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品 促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

三．機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，主要領(lǐng)域和范圍在以下方面：

1. 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過 40 年的發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現(xiàn)在:總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。 開放性設(shè)計(jì),即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層 次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn),能最大限度地提高用戶的使用效益。WOP 技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)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(jī)制。大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì),不僅豐富了數(shù)控功能,同時也 加強(qiáng)了 CNC 系統(tǒng)的控制功能。能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制,即具有一臺機(jī)床同時完成多個獨(dú)立加工任務(wù) 或控制多臺和多種機(jī)床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制 都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能,加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系 統(tǒng)的能力。以單板、單片機(jī)作為控制機(jī),加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的 數(shù)控裝置。

2.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

CIMS 的實(shí)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(shí)現(xiàn)從 經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè) 集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化,各種生產(chǎn)要素 的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

3．柔性制造系統(tǒng)(FMS)

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng),主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、 料盤、自動搬運(yùn)小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)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,特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

4． 工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人,它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動,對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性;第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)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(jì)算機(jī)處理、分析,做出一定的判斷,對動作進(jìn)行反饋控制,表現(xiàn)出低級智能,已開始走向?qū)嵱没?第3代機(jī)器人即智能機(jī)器人,具有多種感知功能,可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決 策,在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動,與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)

李建勇 機(jī)電一體化技術(shù)[M]北京 科學(xué)出版社 2004

李運(yùn)華 機(jī)電控制[M]北京航空航天大學(xué)出版社 2003

芮延年 機(jī)電一體化系統(tǒng) 設(shè)計(jì)[M]北 京機(jī)械工業(yè)出版社 2004

王中 杰 余章雄 柴天佑 智能控 制綜述 [J]基礎(chǔ)自 動化 2006

篇7

關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)；機(jī)電一體化；數(shù)控；模塊化

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

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

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

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(guān)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(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四）驅(qū)動技術(shù)

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

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)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(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六）軟件技術(shù)

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

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)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(jī)制。

4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

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

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)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(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)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(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動搬運(yùn)小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)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，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)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(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機(jī)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(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)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(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)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(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

（四）模塊化

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

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)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(jī)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(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

1、李運(yùn)華.機(jī)電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2003.

2、芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化,2006(6).

篇8

【關(guān)鍵詞】機(jī)械工業(yè)；機(jī)電一體化；應(yīng)用；發(fā)展方向

1.機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)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(jī)制。大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時完成多個獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

1.2 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)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(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

1.3 柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動搬運(yùn)小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)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，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

1.4 工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)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(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展。

2.1 智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)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。

2.2 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

2.3 微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)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(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

2.4 模塊化

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

3.機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息

理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。

3.1 機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

3.2 傳感技術(shù)

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(guān)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(shù)。

3.3 信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

3.4 驅(qū)動技術(shù)

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

3.5 接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)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(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

3.6 軟件技術(shù)

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

4.結(jié)論

綜上所述，機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1]李運(yùn)華.機(jī)電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.

[2]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[3]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化， 2006（6）.

篇9

Abstract: This paper introduces the basic overview of mechatronics technology and development background, and describes the mechatronics design approaches and key elements.

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;傳感器;發(fā)展趨勢

Key words: mechatronics;sensor;development trend

中圖分類號:TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)11-0084-03

0 引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機(jī)電一體化認(rèn)識

日本在1971年提出一個新的英文集成名詞“Mechatronics”詞首Mecha取自Mechanics(機(jī)械學(xué)),詞尾tronics取自Electronics(電子學(xué))。我國經(jīng)常譯為機(jī)電一體化或機(jī)械電子學(xué)。在1981年德國工程師協(xié)會,德國電氣工程技術(shù)人員協(xié)會共同組成的精密工程技術(shù)專家組提出的“關(guān)于大學(xué)精密工程技術(shù)專業(yè)的建議書”中,把精密工程技術(shù)定義為光-機(jī)-電一體化的綜合技術(shù)。它包括機(jī)械(含液壓,氣動及微機(jī)械),電工與電子,光學(xué)等技術(shù)及其組合,其核心為精密工程技術(shù)。在當(dāng)前“信息爆炸”的形式下,相對于專門型人才來說,市場對復(fù)合型人才的需求更加迫切。在中國,我們認(rèn)為機(jī)械發(fā)展新階段是機(jī)電一體化階段。機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)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(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容,基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)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(shù)。因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是,機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)過程

機(jī)電一體化的機(jī)械動力部分由一般電動機(jī)演變?yōu)榭刂齐妱訖C(jī),里程碑式地引入了電子和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù),代替人完成機(jī)器的檢測與控制等工作。在知識經(jīng)濟(jì)中體現(xiàn)了制造業(yè)高科技化,促進(jìn)了高科技產(chǎn)業(yè)和知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。它是一種用于機(jī)電產(chǎn)品最優(yōu)設(shè)計(jì)的方法學(xué)。它包括4個基本學(xué)科:電氣、機(jī)械、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)。如圖1所示。

機(jī)電一體化系統(tǒng)和多學(xué)科系統(tǒng)之間的區(qū)別不在于它們的組成要素,而在于這些組成要素設(shè)計(jì)的次序。一直以來,多學(xué)科系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用一種按學(xué)科順序設(shè)計(jì)的方法。比如,機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般通過以機(jī)械設(shè)計(jì)開始的三個步驟完成。當(dāng)機(jī)械設(shè)計(jì)完成后,設(shè)計(jì)電源和微電子系統(tǒng),接著是控制算法的設(shè)計(jì)及其實(shí)施。按學(xué)科順序設(shè)計(jì)的方法的最大缺點(diǎn)是對整個過程中各個點(diǎn)的固定設(shè)計(jì)導(dǎo)致新的限制,這種限制源于對這些點(diǎn)的設(shè)計(jì),而且會傳遞到下一個學(xué)科點(diǎn)的設(shè)計(jì)。使用并行方法進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)可以使產(chǎn)品更具協(xié)同性。它補(bǔ)充了信息系統(tǒng)以指導(dǎo)設(shè)計(jì),這種指導(dǎo)貫穿于設(shè)計(jì)的各個階段,而不只是預(yù)先設(shè)計(jì)階段,從而使之更加綜合。在將機(jī)械,電氣及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)進(jìn)行集成以設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品和過程時,需要進(jìn)行協(xié)同。最終產(chǎn)品的功能應(yīng)大于其各部分功能之和。如果沒有協(xié)同組合的話,機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的性能特征是很難實(shí)現(xiàn)的,機(jī)電一體化的關(guān)鍵要素如圖2。

機(jī)電一體化系統(tǒng)是在物理系統(tǒng)中使用信息系統(tǒng)的結(jié)果。物理系統(tǒng)包括機(jī)械系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng),執(zhí)行器,傳感器和實(shí)時接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)不只是機(jī)電系統(tǒng),而且還是一個控制系統(tǒng)。傳感器和執(zhí)行器用來把能量從動力大的一邊(通常是機(jī)械的一邊),轉(zhuǎn)換到動力小的一邊(通常是電氣和計(jì)算機(jī)的一邊)。上圖中的機(jī)械系統(tǒng)不僅包括機(jī)械零部件,還可能包括流體,氣動,熱,聲,化學(xué)及其它學(xué)科。傳感技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了新的發(fā)展以適應(yīng)對特殊監(jiān)測應(yīng)用解決方案不斷增長的需要。

2.1 機(jī)電一體化中的集成設(shè)計(jì)問題由于機(jī)電一體化方法內(nèi)在的并行性,或同時性工程,所以樣機(jī)試制階段的建模與仿真很重要。因?yàn)槟Ｐ蛠碜杂诟鲗W(xué)科的綜合應(yīng)用。所以應(yīng)用一種可視化的編程軟件是很重要的。這樣就涉及到了框圖,流程圖,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波特圖。機(jī)電一體化是一種設(shè)計(jì)哲學(xué),其產(chǎn)品或設(shè)備有一個重要的特點(diǎn)就是它們內(nèi)部的智能,這是將執(zhí)行器,傳感器,控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)的集成是通過硬件(部件)和軟件(信息處理)的聯(lián)合實(shí)現(xiàn)的。硬件集成是將機(jī)電一體化系統(tǒng)看成一個整體系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的,將傳感器,執(zhí)行器和微處理器融入到機(jī)械系統(tǒng)中,軟件集成主要基于高級控制功能在設(shè)計(jì)時應(yīng)首先分析客戶要求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。在制作時應(yīng)考慮了解客戶,市場分析,優(yōu)化性能,生命周期性能,質(zhì)量,可靠性和銷售。

2.2 機(jī)電一體化關(guān)鍵要素①信息系統(tǒng):信息系統(tǒng)包括信息傳輸?shù)乃蟹矫?從信號處理到控制系統(tǒng)到分析技術(shù)。信息系統(tǒng)結(jié)合了以下四種學(xué)科:通訊系統(tǒng),信號處理,控制系統(tǒng)和數(shù)值計(jì)算方法。在機(jī)電一體化應(yīng)用中,我們最關(guān)心的是建模,仿真,自動控制和用于優(yōu)化的數(shù)字方法。②自動控制:控制系統(tǒng)工程學(xué)是在19世紀(jì)晚期產(chǎn)生的學(xué)科,認(rèn)為在低階系統(tǒng)(三階或三階以下)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴于特征方程的根和勞思(Routh)判據(jù),這是一個很好的判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析工具。③最優(yōu)化: 就是先確認(rèn)最優(yōu)軌跡,最優(yōu)軌跡是根據(jù)系統(tǒng)的要求即約束條件確定的,然后設(shè)計(jì)控制系統(tǒng),在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的時候應(yīng)使系統(tǒng)的各參數(shù)最終滿足控制要求,使誤差最小化,或者說使目標(biāo)函數(shù)的擾動最小化,可用最優(yōu)化過程反復(fù)迭代公式(Pk+1=Pk+τ?S k)這里k是迭代次數(shù),S k是P空間內(nèi)的探索方向,τ是該方向上的探索步長空間內(nèi)的探索步長,當(dāng)P值不能再改進(jìn)時這個過程結(jié)束,此時為最優(yōu)化。④機(jī)械系統(tǒng):機(jī)械系統(tǒng)考慮力作用下物體的特性。這樣的系統(tǒng)按其性質(zhì)可分為剛性的,可變形的和可流動的。大多數(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用的剛體系統(tǒng),都依賴于物理學(xué)中的基本定律。⑤電氣系統(tǒng):電氣系統(tǒng)由兩個分支組成:電源系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)以低能量的電信號形式在各點(diǎn)之間傳輸信息。諸如信息存儲,處理和交換是通信系統(tǒng)的常見組成部分。電氣工程的這個領(lǐng)域也稱電子學(xué)。另一方面,電源系統(tǒng)用來在各點(diǎn)之間有效的傳遞大量的電能,而不是信息,例如:發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,而電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

3傳感器和變換器

儀器儀表在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中起著關(guān)鍵的作用。傳感器是與儀器儀表緊密相關(guān)的機(jī)電一體化系統(tǒng)中一個非常重要的組件,其作用是為特定工業(yè)過程提供收集不同信息的機(jī)制。傳感器廣泛應(yīng)用于過程檢測以及工況評價方面,為用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對制造作業(yè)作較高級的監(jiān)控提供便利,可應(yīng)用于過程前,過程中及過程后。有時,傳感器可以將一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為決策分析的可用信號。智能系統(tǒng)用傳感器來監(jiān)測由環(huán)境變化影響的特定場合,然后通過校正動作對其控制。

實(shí)際上在所有的應(yīng)用中,傳感器是將各種現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號,因此可定義為:傳感器是一種把被測物理量轉(zhuǎn)換成輸出信號的裝置。因此傳感器也可以稱為變換器,應(yīng)用范圍廣泛,甚至可以用于分辨那些人類感官無法覺察到的環(huán)境變化。它們作為一次元件,連續(xù)的將變化著的信息轉(zhuǎn)變成另一種形式,也就是說,傳感裝置檢測被測量,并將其轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可接受形式的信號,通常為電信號。整個系統(tǒng)的最大準(zhǔn)確度由傳感器的靈敏度和其內(nèi)部噪聲干擾所決定。在測控系統(tǒng)中,任何參數(shù)的變化,不論是在被測量中還是在信號修整中,都會直接影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。傳感器和變換器是現(xiàn)代控制系統(tǒng)(電,光,機(jī)械或流體系統(tǒng))的兩個重要組成部分,傳感器和變換器選用的程度取決于控制系統(tǒng)的自動化水平和復(fù)雜程度。要構(gòu)成一個復(fù)雜控制系統(tǒng),測量裝置必須能夠滿足快速,靈敏和精確的要求。隨著使用要求的不斷提高,傳感器的體積也不斷的小型化,并通常將多個傳感器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組合固定在一起。傳感器的分類:根據(jù)傳感器的輸出信號形式,電源,工作模式以及被測變量可將傳感器分為以下兩大類。模擬傳感器:模擬是指連續(xù)的,不中斷的一系列事件。典型的模擬傳感器的輸出與被測變量是成正比例的,輸出信號以連續(xù)方式變化,根據(jù)其幅值取得信息,通常其輸出要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸?shù)接?jì)算機(jī)。數(shù)字傳感器:數(shù)字是指一系列離散的事件,各個事件前后分開,如果傳感器的邏輯電平輸出是數(shù)字的,則稱其為數(shù)字傳感器。數(shù)字傳感器有著準(zhǔn)確度和精密度高的特點(diǎn),與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相連時不需要任何轉(zhuǎn)換器。

4A/D,D/A轉(zhuǎn)換

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,主機(jī)輸入數(shù)據(jù)或向外部命令,都是通過接口及輸入輸出通道進(jìn)行的,完成信息傳遞和交換的裝置稱為過程輸入輸出通道。這些通道是聯(lián)系主機(jī)與被控對象的紐帶和橋梁。生產(chǎn)對象的各種模擬信號,不能直接輸入計(jì)算機(jī),而要經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,才能輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行加工處理。同樣,經(jīng)過計(jì)算機(jī)加工處理得到的數(shù)字信號,也不可能直接作用與被控對象。而要經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)變成模擬信號,才能輸出到被控對象。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本任務(wù)是將模擬量即連續(xù)量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲,計(jì)算和處理。由于絕大多數(shù)物理量都是模擬量。因而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不但本身就是一種獨(dú)立系統(tǒng),而且是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的極重要的組成部分。

一個典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)如圖3所示。其工作原理是作為系統(tǒng)輸入的物理量(壓力,溫度,濕度,位置等),首先由傳感器變成點(diǎn)信號,然后送到放大器和濾波器。傳感器的輸出信號一般比較微弱,放大器的作用是將傳感器輸出的電信號放大到適當(dāng)?shù)拇笮?。以利于進(jìn)一步處理。濾波器的作用是消除干擾信號。然后,信號送到模擬多路開關(guān),它在計(jì)算機(jī)的控制作用下對各個模擬通道進(jìn)行分時處理,將各通道信號接到后面的采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器。采樣保持電路在規(guī)定的時刻對送來的模擬信號進(jìn)行采樣并在A/D轉(zhuǎn)換期間保持被采樣的電壓不發(fā)生變化。A/D轉(zhuǎn)換器在保持時間內(nèi)完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字量送到計(jì)算機(jī)。采樣保持電路及A/D轉(zhuǎn)換的定時和控制信號均由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生。計(jì)算機(jī)對A/D轉(zhuǎn)換器送來的各路數(shù)字量進(jìn)行各種處理計(jì)算,然后用分時方法將處理結(jié)果送到各路D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬信號去完成各種模擬控制。有時為了提高速度和精度,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不用模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān),而是每條通道用一個A/D轉(zhuǎn)換器。

4.1 傳感器的作用傳感器是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。如沒有傳感器對生產(chǎn)過程的原始參數(shù)進(jìn)行精確可靠的測量,那么無論是信號轉(zhuǎn)換,信息處理,或數(shù)據(jù)的顯示與控制,都將成為一句空話?？梢哉f,沒有精確可靠的傳感器就沒有精確可靠的測量系統(tǒng)。

4.2 A/D轉(zhuǎn)換器的原理經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和采樣/保持的模擬量必須被變成數(shù)字量才能送入計(jì)算機(jī)。完成這一轉(zhuǎn)換任務(wù)的器件叫做模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,簡稱A/D轉(zhuǎn)換器。如圖4是逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖。由圖4可以看出,由N位寄存器,N位D/A轉(zhuǎn)換器、比較器以及控制邏輯四部分組成。其工作原理:當(dāng)啟動信號作用后,時鐘信號在控制邏輯作用下,首先使寄存器的DN-1=1,N位寄存器的數(shù)字量一方面作為輸出用,另一方面,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量Vx后,送到比較器,在比較器中與被轉(zhuǎn)換的模擬量Vx進(jìn)行比較,控制邏輯根據(jù)比較器的輸出進(jìn)行判斷。若Vx≥Vc,則保留這一位;若Vx

4.3 D/A轉(zhuǎn)換器的原理D/A轉(zhuǎn)換器的作用是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。它實(shí)際上是一種由二進(jìn)制譯碼控制的電流疊加電路。通常包括四個組成部分:精密的電壓基準(zhǔn);模擬二進(jìn)制數(shù)字電壓(或電流)開關(guān);產(chǎn)生二進(jìn)制權(quán)電流或權(quán)電壓的精密電阻網(wǎng)絡(luò);提供電壓或電流輸出相加的運(yùn)算放大器。其原理如圖5為倒T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器。其輸出電壓表達(dá)式很容易用基準(zhǔn)電流和響應(yīng)的倍數(shù)表示出來。與權(quán)電流型的D/A轉(zhuǎn)換器相比,倒T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器具有電路簡單、轉(zhuǎn)換速度快的優(yōu)點(diǎn),但其轉(zhuǎn)換誤差較大。在實(shí)際的D/A轉(zhuǎn)換器中,開關(guān)S是電子式的模擬開關(guān)。為了減小轉(zhuǎn)換誤差,開關(guān)必須具有導(dǎo)通電阻小,截止電阻大的特點(diǎn)。

5機(jī)電一體化綜述

機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)過程的第一步就是分析客房需求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。解決問題的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)往往是一個具有數(shù)字或模擬形式并由復(fù)雜軟件支持其硬件的機(jī)械、電子、液壓和熱動力部件的結(jié)合體。典型機(jī)電一體化系統(tǒng)使用傳感器從技術(shù)環(huán)境中收集數(shù)據(jù)和信息。接下來的一步就是使用建模和描述方法的完善形式,以一種集成的方式來涵蓋這個系統(tǒng)的所有子任務(wù)。這包括在初始階段對子系統(tǒng)間必要接口的有效描述。數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和解釋轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器的動作。機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠縮短開發(fā)周期,降低成本,提高質(zhì)量。在機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,有必要在不同的專家組之間協(xié)調(diào)知識和需要的信息。并行工程是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造以特殊方式融合的一種設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造間的障礙得以排除。

6機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

篇10

東莞處于珠江三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，被政府定位要建設(shè)成為“國際制造業(yè)名城”，且與港、澳和國際交往密切，新產(chǎn)品、新設(shè)備、新技術(shù)引進(jìn)快、更新快，東莞理工學(xué)院是東莞地方性本科院校，具有得天獨(dú)厚的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。機(jī)械電f工程是該院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的主要專業(yè)方向之一，研究機(jī)械電子工程的辦學(xué)特色具有亟大意義。

1.機(jī)械電子工程辦學(xué)模式及特點(diǎn)

國外的高等工科教育，十分重視微電子技術(shù)與機(jī)械工程的結(jié)合，在高等院校中正式建立機(jī)械電子專業(yè)的大致有兩種類型，一種以機(jī)械制造過程機(jī)電一體化為方向，如日本的豐橋技術(shù)科技入學(xué)生產(chǎn)系統(tǒng)工程系和英國勃萊德福的制造系統(tǒng)工程系；另一種以產(chǎn)品機(jī)電一體化為方向，如日本的靜崗大學(xué)光電機(jī)械學(xué)科。日本名古屋大學(xué)電子機(jī)械工程系的學(xué)者認(rèn)為：過去是機(jī)械工程和電子工程分別作為兩個獨(dú)立的領(lǐng)域，今后，社會和發(fā)展形勢迫切需要能夠掌握機(jī)械工程和電子工程兩個領(lǐng)域的人才。這個系設(shè)有電子機(jī)械基礎(chǔ)理論、電子機(jī)械應(yīng)用設(shè)計(jì)、超精密加工、電子機(jī)械測量、集成機(jī)械工程等5個教研室。日本東京大學(xué)機(jī)械工程系設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)專業(yè)（相當(dāng)于我們現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)）的課程設(shè)計(jì)考慮了培養(yǎng)機(jī)電一體化人才的需要。他們認(rèn)為在機(jī)電一體化產(chǎn)品中有關(guān)傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳遞與處理技術(shù)，接口技術(shù)和計(jì)算機(jī)的操作與控制技術(shù)，以及應(yīng)用軟件等知識，已成為現(xiàn)代機(jī)械工程師必須具備的基本知識。因此他們在專業(yè)教學(xué)中增設(shè)了以下一些課程：機(jī)械工程學(xué)、機(jī)構(gòu)與信息、信息化生產(chǎn)系統(tǒng)、CAD/CAM、自動化、先進(jìn)制造技術(shù)、信號與圖象處理、系統(tǒng)管理、機(jī)電一體化、系統(tǒng)動力學(xué)、機(jī)械動力學(xué)、工業(yè)綜述、工業(yè)系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件技術(shù)等。

我國高校機(jī)械電子工程專業(yè)的設(shè)置始于20世紀(jì)80年代。最初機(jī)電工程專業(yè)是依據(jù)各校歸口行業(yè)應(yīng)急的需要，對原有相關(guān)專業(yè)進(jìn)行調(diào)整而設(shè)置的，教學(xué)計(jì)劃的制定明顯帶有“機(jī)靠電”或“電靠機(jī)”的傾向。而課程設(shè)置，尤其是體現(xiàn)機(jī)電一體化新技術(shù)的專業(yè)課程設(shè)置遠(yuǎn)跟不上技術(shù)發(fā)展的速度。盡管如此，由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的率先滲透，這一時期系統(tǒng)性教育結(jié)合進(jìn)修性教育培養(yǎng)出的機(jī)電一體化人才，在生產(chǎn)實(shí)踐中，對改造企業(yè)的老產(chǎn)品、舊設(shè)備和生產(chǎn)線，提高自動化水平和經(jīng)濟(jì)效益起到了一定的推動作用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，機(jī)電一體化人才的培養(yǎng)為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)體制逐步轉(zhuǎn)軌以及學(xué)科迅猛發(fā)展所帶來的變化，許多高校對機(jī)械電子工程的專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容均進(jìn)行了大幅度的調(diào)整。

上海交通大學(xué)精密儀器專業(yè)立足于原有專業(yè)的改造，徹底更新原有的課程設(shè)置體系。該專業(yè)教改從優(yōu)化專業(yè)課程設(shè)置入手，以“精密機(jī)械設(shè)計(jì)”“傳感器”“微機(jī)及接口技術(shù)”等核心課程為結(jié)合點(diǎn)，鏈接反映學(xué)科新興技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)課程。如在精密機(jī)械設(shè)計(jì)分支中，增設(shè)了“精密機(jī)械CAD、儀器CAD”等課程；在傳感器分支中，增設(shè)了與提高產(chǎn)品質(zhì)量休戚相關(guān)的“儀器可靠性設(shè)計(jì)”和為加強(qiáng)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的“精密儀器電路”等課程。與此同時，考慮到近年來光機(jī)電一體化系統(tǒng)的研究已經(jīng)步入產(chǎn)品化階段，出于光、機(jī)、電、智能伺服系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的需要，又增設(shè)了“儀器光學(xué)基礎(chǔ)”“自動控制系統(tǒng)”等課程。優(yōu)化后的課程體系，總體分布趨于合理，較充分地體現(xiàn)了先進(jìn)性、及時性、實(shí)用性的特點(diǎn)，形成了機(jī)、電、計(jì)算機(jī)技術(shù)“三足鼎立”之勢。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)的教學(xué)改革自始至終是與學(xué)校211工程發(fā)展規(guī)劃以及教改立項(xiàng)研究結(jié)合在一起的。為了挖掘內(nèi)部潛力、調(diào)動積極因素、發(fā)揮綜合優(yōu)勢，哈工大將校內(nèi)原“精密機(jī)械及儀器制造工程”專業(yè)、“機(jī)電控制及自動化”專業(yè)以及機(jī)器人研究所、現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)中心合并，重新組合成立了機(jī)械電子工程專業(yè)。這種集科研、教學(xué)、工程實(shí)踐于一體的教學(xué)體系，不僅在師資力量、教學(xué)設(shè)施上為專業(yè)教改奠定了基礎(chǔ)，而且合一化機(jī)制自身所具有的自動反饋功能，更為及時調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)、更新教學(xué)內(nèi)容提供了保證。重新制定的教學(xué)計(jì)劃中，專業(yè)課程的設(shè)置具有學(xué)時少、針對性強(qiáng)的特點(diǎn)，經(jīng)適當(dāng)搭配后，與統(tǒng)設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)課組織，不僅形成了“機(jī)電控制和自動化”、“機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造”兩個專業(yè)方向（這與當(dāng)前機(jī)電工程專業(yè)機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化和機(jī)械制造過程機(jī)電一體化分別設(shè)置的發(fā)展新趨勢相吻合），同時，突出了知識傳授與工程實(shí)際需要的緊密結(jié)合。

綜上所述，機(jī)械電子工程辦學(xué)模式的共同特點(diǎn)是：

（1）基于機(jī)械電子學(xué)從理論到實(shí)踐的不斷延伸和擴(kuò)展，基于機(jī)械電子工程綜合性人才培養(yǎng)的需要，遵循“寬口徑、廣適應(yīng)”的原則，專業(yè)方向以機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化和機(jī)械制造過程機(jī)電一體化兩個大方向來劃分。

（2）站在市場經(jīng)濟(jì)對專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的總體高度上來權(quán)衡課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)時數(shù)，摒棄以往單純強(qiáng)調(diào)課程自身完整性的作法。對專業(yè)基礎(chǔ)課，要削枝強(qiáng)干、精心搭配；對專業(yè)課，要反應(yīng)現(xiàn)代科技水平，突出新、簡明、實(shí)用。

（3）加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，探索適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新機(jī)制的管理方法。提倡三結(jié)合，gfl:理論與實(shí)踐相結(jié)合，教學(xué)實(shí)踐與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)踐環(huán)節(jié)要體現(xiàn)機(jī)與電的結(jié)合。

2.機(jī)械電子工程課程設(shè)置

借鑒國內(nèi)外髙校設(shè)置機(jī)械電子工程取得的經(jīng)驗(yàn)和成果，結(jié)合我院自身特點(diǎn)及地理優(yōu)勢，總結(jié)我院第一屆機(jī)械電子工程辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在“保證基礎(chǔ)、突出主干、注重能力、增強(qiáng)適應(yīng)性”培養(yǎng)原則的基礎(chǔ)上，修改機(jī)械電子工程教學(xué)計(jì)劃。建議課程設(shè)置如下：

（1）保留通識教育課程。

（2）修改學(xué)科基礎(chǔ)課程設(shè)置。保留機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動與控制、測試傳感技術(shù)、液壓與氣動，將互換性與技術(shù)測量、工程材料及成型技術(shù)與機(jī)械制造工程原理整合為一門課，壓縮學(xué)時：加強(qiáng)電工與電子技術(shù)課程，具體將電子技術(shù)改為模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，并增加電工部分的電路分析；加強(qiáng)微機(jī)原理與接口技術(shù)課程，增設(shè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造課程。

（3）修改專業(yè)課程設(shè)置。保留控制工程基礎(chǔ)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)；將數(shù)控技術(shù)與制造系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制整合為一，改設(shè)為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)并增加學(xué)時，增設(shè)數(shù)控機(jī)床與編程，增設(shè)機(jī)器人技術(shù)。

（4）合理設(shè)置選修課。對任選課可按照“寬而淺”的原則設(shè)置課程，組織教學(xué)內(nèi)容，一般每門任選課以20~30學(xué)時為宜；對于跨專業(yè)的任選課可采用講座方式，一般每門課程的講座時間10?15學(xué)時為宜，以拓寬知識面、增加信息量、擴(kuò)大視野、促進(jìn)能力與素質(zhì)的培養(yǎng)提高為目的。

3.機(jī)械電子工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

為了在大學(xué)的有限時間內(nèi)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的素質(zhì)，除了課堂教學(xué)部分的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法應(yīng)圍繞上述培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行改革外，還應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)及工程實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的重要性。這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)教學(xué)及工程實(shí)踐教學(xué)的過程中，學(xué)生將所學(xué)的知識用于解決工程實(shí)際問題，從而產(chǎn)生從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的6躍；通過實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生提高了學(xué)習(xí)興趣，貼近了工程實(shí)際，進(jìn)一步明確了學(xué)習(xí)目的。尤為重要的是還為提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神提供了一個合適的環(huán)境?；谏鲜鲈?，我們對機(jī)械電子工程實(shí)踐教育體系的建設(shè)進(jìn)行了探討研究。

3.1 機(jī)械電子工程實(shí)踐教學(xué)體系

以本科培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱為依據(jù)、以評估要求為標(biāo)準(zhǔn)，建議我院機(jī)械電子工程實(shí)踐分為3個階段，貫穿于大學(xué)四年教學(xué)全過程，且每個階段都有一定的目的與要求，各階段的基本內(nèi)容下：第一階段為實(shí)踐認(rèn)知階段，本階段教學(xué)主要沿工程設(shè)計(jì)的實(shí)際過程展開，使學(xué)生通過參觀、調(diào)研、資料查詢檢索、采購與經(jīng)濟(jì)核算、動手拆裝、模型制作、計(jì)算機(jī)繪圖大作業(yè)的實(shí)踐，得到一個真實(shí)的較完整的工程經(jīng)歷，強(qiáng)化學(xué)生的工程意識，加深對機(jī)電結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)知，并結(jié)合有關(guān)的機(jī)電工程導(dǎo)論課使學(xué)生對機(jī)械電子工程有一個比較全面的了解。

第二階段是基礎(chǔ)實(shí)踐階段，使學(xué)生通過金工實(shí)習(xí)、電工電子實(shí)習(xí)，機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動與控制、測試傳感技術(shù)、液壓與氣動、微機(jī)原理等課程的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和大作業(yè)等環(huán)節(jié)，了解制造與控制的基本工程知識與設(shè)計(jì)過程，訓(xùn)練學(xué)生逐步樹立工程觀念，提高解決工程實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

第三階段是綜合實(shí)踐階段，把工程設(shè)計(jì)與機(jī)電課程結(jié)合起來，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)電控制相結(jié)合的綜合設(shè)計(jì)。在這一階段學(xué)生結(jié)合專業(yè)方向課程的學(xué)習(xí)，首先通過機(jī)電系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)的yii練，然后通過專業(yè)課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生綜合解決工程實(shí)際問題的初步能力得到系統(tǒng)的培養(yǎng)與鍛煉。

在實(shí)踐時間安排上，除了在學(xué)期末安排一段集中時間實(shí)施外，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)采用單獨(dú)設(shè)課的形式；專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)采用比較靈活的方式，只給學(xué)生布置一定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)與最終要求，而完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的過程則由學(xué)生自己確定；在實(shí)驗(yàn)進(jìn)度安排上，只要求學(xué)生在規(guī)定的某…段時間內(nèi)（如一個學(xué)期內(nèi)）完成，實(shí)驗(yàn)室在規(guī)定的時間內(nèi)對學(xué)生完全開放，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)有較大的靈活性，從而為學(xué)生的個性發(fā)展與創(chuàng)造性的發(fā)揮創(chuàng)建一個適宜的環(huán)境。

3.2 機(jī)械電子工程綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

針對機(jī)械電子工程的特點(diǎn)，建設(shè)機(jī)電系統(tǒng)綜合性實(shí)驗(yàn)平臺。設(shè)計(jì)符合新形勢下的科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系方案，充分突出綜合性實(shí)驗(yàn)的主體作用，提高共享性、開放程度和效率。

機(jī)電系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)是機(jī)械電子工程的綜合性實(shí)驗(yàn)課程，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)的力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)汁、控制工程、測試技術(shù)、微機(jī)原理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等課程知識來提高解決實(shí)際工程問題的能力。該課程通過學(xué)生親自、獨(dú)立完成一系列較有針對性的小設(shè)計(jì)小制作，使學(xué)生在獨(dú)立工作能力、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐以及專業(yè)技術(shù)知識與技能的綜合應(yīng)用等方面得到比較實(shí)在的鍛煉和培養(yǎng)。具體題目是從教學(xué)、科研、生產(chǎn)實(shí)際課題中提煉而出，每種題目由一至兩名教師負(fù)責(zé)輔導(dǎo)，各班學(xué)生分為4?5種不同類型、不同內(nèi)容的題目。如機(jī)械電子的具體綜合實(shí)驗(yàn)題目可以設(shè)為：①單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一應(yīng)用硬件及軟件的設(shè)計(jì)與研制；②爬樓輪椅的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)、制作；③單片機(jī)控制電梯教學(xué)模型；④帶閉環(huán)控制功能的單相交流伺服電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)；⑤單相調(diào)速電動機(jī)控制的機(jī)械手；⑥單片機(jī)直流電動機(jī)控制系統(tǒng)。

在專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和時間安排上，采用比較靈活的方式，只給學(xué)生布置一定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)與最終要求，而完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)與過程則由學(xué)生自己確定；在時間安排上，只要求學(xué)生在規(guī)定的某一段時間內(nèi)（如一個學(xué)期內(nèi)）完成，實(shí)驗(yàn)室在規(guī)定的時間內(nèi)對學(xué)生完全開放，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)有較大的靈活性，為學(xué)生的個性發(fā)展與創(chuàng)造性的發(fā)揮創(chuàng)建一個適宜的環(huán)境。同時又可以較好地解決了實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備在集中實(shí)驗(yàn)時不夠用，空時又閑置著的矛盾，較好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)備的效能。

3.3 機(jī)械電子工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

進(jìn)入21世紀(jì)后，我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)入了更高層次、更快速度的發(fā)展時期，需要大量不僅有較深的專業(yè)知識，而且知識面更寬、素質(zhì)全面的高等工程技術(shù)人才。機(jī)械電子工程要求學(xué)生具有較強(qiáng)的工程素質(zhì)和工程技術(shù)綜合應(yīng)用能力，畢業(yè)后能勝任機(jī)械電子工程方面的設(shè)計(jì)、制造、研究開發(fā)、維護(hù)與使用、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面的工作。學(xué)生畢業(yè)后能否適應(yīng)多項(xiàng)技術(shù)工作的需要，是否具有一定的開拓和創(chuàng)新能力，在很大程度上取決畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果。為此，畢業(yè)設(shè)計(jì)要著眼于市場，選擇科學(xué)研究與新產(chǎn)品開發(fā)相結(jié)合的“實(shí)戰(zhàn)”題目，將新技術(shù)運(yùn)用融入技能培養(yǎng)之中，同時讓同學(xué)們接觸市場經(jīng)濟(jì)知識，使他們在實(shí)戰(zhàn)演練中不僅增長技術(shù)才干，而且感受到市場競爭的嚴(yán)峻。

建議從三年級下學(xué)期開始實(shí)行導(dǎo)師制，學(xué)生可以選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向和指導(dǎo)教師，結(jié)合導(dǎo)師的科研項(xiàng)目，提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)，為保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量打下基礎(chǔ)。堅(jiān)持選擇科研項(xiàng)目和有生產(chǎn)應(yīng)用背景的題目，真題真做，使學(xué)生受到嚴(yán)格的工程實(shí)踐和科研訓(xùn)練。已經(jīng)簽定就業(yè)協(xié)議的，畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目可以征求用人單位的意見，將畢業(yè)設(shè)計(jì)題目與企業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問題和教師科研成果聯(lián)系起來。少數(shù)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以在用人單位做，由學(xué)校和企業(yè)的工程技術(shù)人員聯(lián)合指導(dǎo)。學(xué)生不僅可以綜合應(yīng)用所學(xué)知識，而且可以親生經(jīng)歷企業(yè)實(shí)際的工程訓(xùn)練過程，對現(xiàn)實(shí)社會有直接的了解，為今后上崗工作奠定基礎(chǔ)。

總之，實(shí)踐性教學(xué)體系的改革是專業(yè)總體改革的重要組成部分，始終遵循“來源于實(shí)際，還原于實(shí)際”的指導(dǎo)思想。

4.結(jié)語

機(jī)械電子工程培養(yǎng)的是復(fù)合型應(yīng)用人才，是從事機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、試驗(yàn)、開發(fā)研究的高級技術(shù)人才。要求他們既具有扎實(shí)的機(jī)械、電子、信息等方面的理論基礎(chǔ)，又具有較強(qiáng)的動手能力、工程設(shè)計(jì)和綜合調(diào)試能力，從而能綜合運(yùn)用系統(tǒng)理論、機(jī)械技術(shù)、電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)及其現(xiàn)代技術(shù)，實(shí)現(xiàn)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的巧妙結(jié)合，形成優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，研制出高功能、高質(zhì)量、高可靠性、低成本的機(jī)電產(chǎn)品和系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)，必須從各方面采取措施：

（1）課程設(shè)置做適當(dāng)調(diào)整，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械類知識的同時，必須加強(qiáng)電類知識、計(jì)算機(jī)應(yīng)用和機(jī)電接口技術(shù)、自動化技術(shù)的學(xué)習(xí)。

（2）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，建設(shè)機(jī)電系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺。

（3）畢業(yè)設(shè)計(jì)要著眼于市場，選擇科研項(xiàng)目和有生產(chǎn)應(yīng)用背景的題目，使學(xué)生受到嚴(yán)格的工程實(shí)踐和科研訓(xùn)練。