机电一体化科技论文大全11篇

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在我国，大部分中职院校中，虽然拥有基本的专业课程以及相关的实训条件。但是，大多数的中职院校的教学模式倾向于：验证性。缺少大型综合性的机电一体化实验课程，即：缺少机电一体化专业的综合性以及针对性。从而严重影响到了机电一体化专业的实践能力的培养。所以，针对不完善的教学条件现状，中职院校可以采用与小型企业合作的方式，进而实现本专业学生的实践能力的提高。

（二）师资力量薄弱

在中职院校中，很少有“双师型”教师，即使是有，存在的比例也相对较小。而对于专业的理论教师来说，他们并没有足够的能力进行实训教学。所以，中职院校可以采用聘用企业的高资历的员工对学生进行相关的实践培训内容。

（三）没有进行系统的专业定位

在我国部分中职院校中，并没有制定系统的专业定位。严格意义上来说，电子与机械不能作为一个学科来学习的。而对于中职学生来说，在三年之内，准确掌握两个学科的所有知识，是不科学的。从理论的基础上而言，应该制定一个侧重面，或以机为主，或以电为主。

二、专业改革与专业课程课程体系构建

（一）重新构建专业课程体系

大学的课程体系的建设要在专业教育的特征开始，要根据职位必须具备的知识与能力进行。应该把知识的运用作为重点，针对课程进行升级和调整，全面思考和中职的联系，防止重复。课程体系在建设的过程中，应该遵循以下几点：首先，把要培育的对象分解到各个教学模块单元。并且要明确各个教学模块单元能够承受的职能以及需要培育的知识与能力。其次，应该调整好教学模块间互相重复和交叉的知识。综合化的课程应该重点培育综合运用知识的能力。再次，理论教学和实践教学应该有机的结合在一起。应该运用“讲练式”的现场教学或者“启发式”的教学方式。最后，课程的整体设置比较注重针对性与实用性，而不是理论知识的完善性与系统性。综上所述，专业的课程体系分为两方面，即综合化系列的课程与专门化模块课程。1.综合化系列课程（1）机械制图，具体包括原来机械制图的内容，以及添加了计算机协助绘图的内容。让学生把制图、尺寸标注以及公差标注结合在一起。（2）机械设计基础，包括三部分，即工程力学、金属材料和热处理以及机械原理。这个课程重点是培育学生与机械工程有关的基础知识与能力。（3）传感器技术，具体包括三部分，即传感器的类型、运用以及原理。（4）计算机应用技术，包括三个方面，即计算机的原理、编程以及资料的处理。（5）机电一体化系统设计，包括三部分，即商品设计的方式、系统的设计实例以及掌控的形式与策略。2.专门化模块课程专门化模块通常是依照设置的方向，融合本专业的发展情况和对人才需要的状况，在毕业实习期间完成。此模块完成的核心是，在就业之前进行相关培训，为之后的工作打下较好的基础，并且要明确实践性和全面性。师资、设备符合条件的学校，在学校期间就应该完成这个模块。在完成的过程中，应该把学生分为几个专业的合作小组，学生可以随意进入各个小组。各个合作组需要完成一个子课题。而子课题根据本质的不同能够分为生产加工型、开发设计型以及生产综合型这三方面。师资、设备不符合条件的学校，应该和企业合作，将专业化的模块放入企业中来实行。使得老师和企业员工依照企业的状况，共同完成模块课程的开发和教学。

篇（2）

专业建设是高职院校教学工作主动、灵活地适应社会需求的关键环节，是学校建设和发展的根本所在，自20世纪90年代以来，随着计算机等电子技术在制造业的广泛应用，推动了机电一体化技术的进步和机电一体化产品的不断开发，如今，机电一体化产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性，逐渐成为高新技术产业中的主导产业，成为新世纪经济发展的重要支柱之一。在此影响下，各高职院校纷纷开设机电一体化专业，以满足社会对该专业人才的需求。但目前该专业的课程设置是专业定位模糊，“双师型”教师队伍力量薄弱；教学实验、实训条件落后，实践训练水平有待提高；适应新技术发展需要的课程体系有待构建：体现当代工业发展水平的专业教材有待突破。鉴于此，机电一体化专业建设与课程体系的再构建，是当前亟待解决的问题。

一、机电一体化专业的学科领域

机电一体化技术是一门跨学科的综合性科学，是由近年来蓬勃发展的微电子技术、计算机科学、机械工程和电力电子技术互相渗透而成的一门新兴学科，是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术，支撑“机电一体化”这门学科的有：1)机械学，2)控制论，3)电子学，4)计算机科学。

二、机电一体化专业课程设置存在的问题：

(1)现有课程设置不能很好的突出高职以技能为本位的高等职业教育课程观，理论课比重过大，实习、试验、实训环节不完善。

(2)现有课程设置没有充分围绕学生的就业方向和社会需求来设置，不能跟周围大环境的具体需求密切结合，没有很好的突出高职以就业为导向的高等职业教育课程观。

(3)现在所采用的机电一体化专业教材很多没有充分体现出现代机电行业的发展水平，内容陈旧、落后，且各门课程之间相互独立，相关知识未能有机地渗透和融合在一起，也未能充分考虑与中职教材的很好衔接。

(4)有些课程的设置出现了严重的前后脱节以及学时安排不合理的情况。

(5)教学实验、实习、实训条件落后，实践训练水平有待提高。

(6)教学方法、手段不灵活，不能根据课程的性质灵活选用。

(7)缺乏一些反映机电一体化先进技术课程。

三、课程设置的改革思路：

课程设置改革的思路、方向、主线：社会需求——就业——培养目标——培养方案——课程体系——课程设置——教学方法与模式一教学评价——结果(毕业生)——符合社会需求，根据这一思路进行课程设置时，应遵循下述原则：

1)应确立高职课程体系改革的目标是培养生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才．是一种能直接上岗的技术型人才，因此，在课程设置时要把握文化基础知识以“必需、够用”为度，专业知识强调针对性和实用性，要充分考虑与地方经济紧密结合。

2)课程设置应从学生就业方面考虑，并结合本地区企业的需求。因为地区、行业的发展水平不一，企业之间所拥有的装备和所应用的技术在技术含量和应用水平上就会有一定的差异，因此这也就决定着因服务面向目标的不同从而使各高职高专院校机电一体化专业在课程内容上存在着一定的差异。

3)由于机电一体化专业是由多个学科复合的专业，因而专业技术课程内容必须是一种综合结构。在设置专业课程时应以毕业生应具备的技术应用能力为主线重组课程内容，冲破原有课程(甚至学科)体系，删除陈旧的与专业培养目标相距过远的课程内容，增添新知识，围绕学生的就业方向，设置4——5门核心课程，一方面在理论教学的学时安排上加以强调，另一方面要与实验、实训相配合，使学生通过核心课程的设置，更进一步了解本专业的培养目标和就业方向，从而形成具有行业特色的高职高专综合课程。

4)在考虑课程设置时要遵循联合国教科文组织第十八届大会上通过的《关于职业技术教育的建议》：该建议指出“为就业做准备的职业技术教育，应当为卓有成效地、愉快满意地工作打下基础。为此，应当做到：(1)使受教育者获得在某一领域内从事几种工作所需要的广泛知识和基本技能，使之在选择职业时不致受到本人受教育的限制，甚至在一生中可以从一个活动领域转向另一个活动领域；(2)为受教育者从事的第一个工作提供充分的专业上的准备．并提出有效的在职培训；(3)使个人具备在其职业生涯各阶段都可以继续学习所需要的能力、知识和态度。”由此可见，培养适应广泛就业需要的复合型、综合型“通才”是世界职业教育改革发展的潮流。

5)要考虑到课程的设置一方面要与学生的就业相结合，另一方面也要激发学生的学习兴趣，因此在课程设置时应充分考虑学生的学习兴趣，使学生在该专业的主干平台课程学完后，可以结合自己的就业方向来选择适合自己的专业核心课程。

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机电一体化主要是指将机构的主要功能以及动力、信息处理、控制等功能与电子科技相结合，实现机械装置与电子化控制软件、设计有机结合，形成全新的系统。它具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗等特定功能价值，涵盖了“技术”和“产品”两个方面，是一个功能强大的系统。

当前，机电一体化已经发展成为了一门具有专门系统的学科领域，当今科学发展日新月异，机电一体化也将逐渐被赋予新的内容。

2 机电一体化技术发展现状

2.1 机电一体化技术在电力行业的发展现状

近年来，“机电一体化”这个名词越发流行，它最初只被认作为机械与电子的简单结合，但随着微机性能不断提高，以及信息技术、数据库、光学，尤其是通信技术逐渐进入机电一体化，机器可以通过遥控和网络化实现机电一体化，生产范围也日益普及。

机电一体化目前多应用于汽车制造、装备制造、机械加工等行业，其优越的性能在电力行业的应用还处于初级阶段。电力行业发展需要集成化、智能化，也需要人性化、绿色化，这些都是机电一体化技术能够做到的，因此，机电一体化技术在电力行业的应用还远远不能满足行业发展的需求，还有待进一步地研究并投入应用。

2.2 机电一体化技术的发展趋势

当今数字化、综合化、网络化以及个性化的技术革命是以微电子、软件、计算机和通信技术为核心引发的，对全球经济、社会、科技和军事等方面发展影响深刻，也影响了机电一体化学科的发展趋势。据有关预测表明，机电一体化技术的发展方向如下所述。

（1）朝着光电一体化发展：一般由传感、动力、信息处理、机械结构等部件即可组成机电一体化系统，加入光学技术，并利用其特点，能有效完善机电一体化系统中的传感、动力和信息处理部件。（2）朝着柔韧化发展：今后的机电一体化系列产品，会有足够的冗余度来运转执行和控制系统，对突发事件应对能力加强，柔韧化改善。该系统的子系统之间相互独立，均服务于总系统，而本身也具有“自律性”，能就不同环境而做出差异反应，同时，单个子系统的故障不会影响总系统性能发挥，使得总系统柔韧性加强。（3）朝着智能化发展：未来的机电一体化系列产品的“全息”特点将会更突出，表现为极强的智能化，这是由于信息技术、模糊技术都在快速发展，识别能力增强。

3 机电一体化技术在电力行业中的应用探究

3.1 交流电机的正反转控制设计

在生产实践过程中，常要求用一台电动机的正反转控制方向相反的两个运动，如小车的左行、右行，机械手的上升和下降等。

交流电机的正反转控制电气设计如图1所示。

要实现三项鼠笼型异步电动机的正反转控制，只要把三相线当中的任意两相调换位置即可。如图1，加入接触器KM1闭合时电动机正转，当接触器KM1断开，论文接触器KM2闭合时，电动机就会反转。

3.2 机电一体化技术在水电站厂设备中的应用

随着光电式互感器、智能化开关等机电一体化设备的出现，水电厂的自动化技术逐渐进入到数字化阶段。

（1）水电厂设备机电一体化结构分析。

水电厂设备机电一体化结构主要分3层。其中过程层，随着信息技术发展，采用了新一代光电电压互感器、光电电流互感器，能够直接采集数字量，提高了抗干扰和抗饱和性能，开关装置也实现了紧凑化和小型化。

（2）水电厂自动化的发展趋势。

目前，水电厂机电一体化不断更新技术，其发展趋势主要有智能化、人性化及用户二次开发等。

智能化指系统可根据人为存储的命令对事件进行推理、判断及归纳。在一定条件下能代替人工操纵，经过归纳和判断，自动操作、提示信息，使机组安全地运行。智能化越高，对人员要求越低，对自身及控制设备的状态能给出准确判断、统计及报警提示。

3.3 机电一体化技术在电站辅机产品研制中的应用

（1）微机励磁调节器：该装置典型的有UNITROP系列，响应快、精度高、稳定可靠、结构紧凑、抗干扰、运行和维护方便、可靠性高，在市场上应用非常广泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自动调节器分别适用于≤50 MW等级的无刷励磁汽轮发电机、≤600 MW和≥135 MW等级的汽轮发电机组的自动励磁电压调节器。（2）励磁绕组绝缘电阻监测装置：该装置典型的有GFDS-9001E型，采用80C196单片机技术。用来测量励磁绕组与地之间的绝缘电阻，一般采用在线检测的方式，监测发电机与励磁机励磁绕组之间绝缘情况。（3）发电机气体纯度监测装置：该装置典型的有GHS-1型，由纯度风机、纯度仪和变送器等部件构成。优点为：性能稳、无污染、不漂移、维护便捷，独有的微处理器结构容易使压力、环境和温度相互补偿，精度高。（4）励磁电流电压测算仪：该装置典型的有GES-9001型，用于测量励磁电流和电压，并可显示发电机的电流、电压、功率因数、频率、有功和无功功率以及转子氢温、绕组温度等。适用范围较广，可供3～600 MW的发电机组使用，性能好，质量可靠。

4 结语

机电一体化技术伴随着当前科技的进步快速发展，所发挥的作用日益明显，但是其在电力行业的应用远不能满足当前的需求，还需要进一步地研究并应用。

参考文献

[1] 章浩，张西良，周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究，2006（7）：46-47.

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中图分类号：G4 文献标识：A 文章编号：1674-3520（2014）-04-00137-01

一、我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析

结合我国目前职业教育的现状，造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、技术学得不扎实的原因主要有以下几个方面：

（一）师生思想上都不够重视

从目前的职业学校的教学现状来看，重视理论教学轻视实践教学一直是我国课程教学的传统方法，在这样的教学模式下，不利于师生在课堂中对于知识的学习和掌握。机电一体化这样的课程，理论课本来就比较晦涩难懂，如实践训练课程不足的话，学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系，对于机电一体化的理解只是停留在表面层次，因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说，师生本身对于课程的重视程度不够也是导致课程学习问题的原因。教师认为对于机电一体化课程教学任务重，往往在授课过程中疲于应对；而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力，往往缺少兴趣，加之实践实验时间较少，课程最后流于形式。因此，师生在思想上不够重视是目前机电一体化课程教学的一个基本现状。

（二）机电专业实践教学课程的设计不合理

机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容，目前，绝大多数职业院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响，课程的内容过多、过于深奥，理论课时数太大，实践技能教学课时不足，而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准，导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远，很多学生学习了很多知识，可到了社会上却无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定，这也是导致职业学校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。

二、机电一体化类课程的教学改革策略探讨

（一）充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段

课程体系建设要根据学校的专业学生的定位和专业建设目标，合理确定基础课和专业课，理论教学和实践教学的比例分配，结构合理，形成具有鲜明特色的课程体系。打乱原有的按知识学习组织授课的章节顺序，边学边做，边做边学，将所学理论与实践完全融合起来。现有的大部分教材无法实现教学要求，学校要组织专业课教师编写与此教学过程相适应的校本教材，对教学目标进行分解，以专业技能为主线，将多个项目的学习知识的重点和目标有效的串联起来。这种为用而学、学以致用的教学方式让教与学有了更强的针对性，让学生在操作过程中学会如何用专业知识去分析问题、解决问题。教师将学生实践中出现的问题或困惑，用专业理论知识来加以解释，使学生“知其所以然”，从而实现理论与实践的有机结合，调动学生的各种感官参与学习过程

（二）重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核

任何课程都需设置考核环节，同样的，机电一体化课程实践教学也需要考核，考核环节也是学生最为敏感的环节之一。结合机电一体化课程实践教学的特点，对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准，应该是动态的，是随着科技的发展而不断充实和进步的，应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式，采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验，应当减小考核的比重，而对于综合实验及动手考查较为全面的实验，考核比重就应当加大；另一方面，还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核，重点不是考查学生的知识理解程度，而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。

（三）加强师资队伍建设

优秀的教师团队是保障一体化教学顺利进行的重要因素。我们要围绕专业建设需要，优化师资结构，建设一支教学、科研、实践水平高，具有较强责任感和团结协作精神的，具有较高学术造诣、丰富的教学经验、鲜明的教学特色的教师团队。学校要积极推动校企合作，联合培养教师，聘请企业专家、技能操作能手对学校教师进行实践与实训方面的指导和培养，提高学校双师型教师的数量和质量。

三、结语

"一体化教学"作为一种教学模式，对教学质量、教学效果的提高起到了很大的作用。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究，是结合当前国内中等职业学校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的，能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果，对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言，必须要不断加强实验实践教学的份量，对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果，无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。

参考文献

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1.引言

目前，我国工程机械正处于机电一体化的特殊发展时期，工程机械领域随着机电一体化技术的引入，电子技术，自动控制，液压技术等与机械技术结合起来，因为与高新技术的融合，这样子提高了生产效率和机械性能。例如，机电一体化提高了机械的操作舒适性、燃油经济性、作业效率、作业精度以及使用寿命等[1]。机电一体化是科技发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它是机械工业发生变革的动力，使传统的机械设计方法和概念发生了革命性的变化。

特别是电子技术和自动控制技术，在工程机械中得到了广泛的采用。由于经济水平的提高和科技的进步，对于工程机械的性能要求也越来越高，这促使以微处理器为核心的电子、控制装置在工程机械中得到了越来越普遍的应用，电子控制装置的结构也越来越复杂。

2.机电一体化技术的研究

2.1 机电一体化的概念

机电一体化就是指在结构的主要功能、信息处理功能、控制功能和动力功能上引入电子科学技术，将机械装置与电子化设计、软件相结合的系统的总称。它是工程领域中不同种类的技术的综合，是建立在微电子技术、信息处理技术、自动控制技术等一系列技术基础上发展起来的一种高新技术。它能代替和放大体力，并且机电一体化中的微电子装置不仅仅可以取代某些机械部件，还能拥有很多自己的功能。

2.2 机电一体化的关键技术

机电一体化包含软件技术和硬件技术。硬件部分包含机械本体、信息处理单元、驱动单元以及传感器，因此，加快机电一体化发展进度，可以从下面各方面着手：

（1）机械本体：为了减少机械产品的重量，不仅仅可以再结构上加以改进，还可以考虑使用非金属复合材料来代替钢铁材料，这样子减轻了机械本体的重量，增加了实现驱动系统的小型化的可能性，进而可以改善快速响应等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息处理技术：提高信息处理设备的可靠性可以进一步发展机电一体化。提高信息处理的可靠性包括提高A/D转换设备的可靠性和分时处理中输入/输出的可靠性，提高处理速度。

（3）驱动：很多设备使用电机作为驱动装置，但是它在快速响应和效率方面还有很多弱点，因此，需要开发新的电机，如开发内部装有编码器的电机或是开发控制专用组件-电机和传感器三位一体的伺服驱动单元。

（4）传感器：传感器是获取自然界中非电量元素的工具，它的可靠性、灵敏度和精确度都时刻影响着机械工程的效率，目前正在开发非接触型检测技术。

（5）软件技术：硬件的发展促使需要配套的软件一起发展，软件的标准化可以减少软件的研发成本，提高维修效率。软件的标准化包括程序标准、软件程序的固话以及程序的模块化等。

2.3 机电一体化的优势和发展趋势

机电一体化产品于传统产品相比，有很多优势：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因为自动控制技术的引入，使得机电一体化产品在生产过程中具有自动监视、自动诊断和报警功能。在生产过程中，遇到过压、过载等电力故障时，会自动启用保护措施，减少生产安全事故的发生，设备的使用安全性得到了显著的提高。（2）生产效率和质量得到了显著提高。由于自动信息处理和自动控制技术的参与，机电一体化产品的灵敏度和精度都有了大幅度的提高，自动控制使得机械操作的执行完全按照预计步骤进行，而不受工作人员主观因素的影响，保证了产品的质量，同时提高了产品的合格率和生产效率。（3）机电一体化产品实现了复合功能，可以在更多场合得到应用。由于生产技术的提高，机电一体化产品的功能水平大大提高，它们具备自动控制、自动补偿以及智能化等多种功能，因此可以被应用于各种不同的场合，甚至是不同的领域，满足需求应变力更强。（4）更易于维修。机电一体化产品可以通过软件来实现工作方式的变换，以满足不同用户的需求，这些控制软件的程序在不改变产品硬件的条件下，可以由多种方式植入机电一体化产品的控制系统。

为实现更高的生产效率，开发新一代的机电一体化产品，研究新一代的机电一体化系统，研究和设计各种稳定高效，性能优良的机器人和机电一体化设备是发展趋势。随着人们对制造模式的认识的转变，由质量第一向响应市场需求的转变，使得机电一体化在制造模式领域又开辟了一块新天地。

3.机电一体化在工程器械上的应用

3.1 机电一体化和机械工程的关系

在机械工程中引进机电一体化技术，大大提高了机械的性能，而反过来，由于机械工程性能的改善，使得机电一体化产品的应用领域更加广泛，两者相辅相成，相互促进，共同发展，形成了一个良性发展的循环系统。

3.2 机电一体化对机械工程的积极作用

由于技术水平的发展，现代施工中对机械工程的性能要求也逐渐提高，为达到施工质量要求，在施工过程中使用的器械要求功效高但是同时要求能耗小，要求具有很好的自动化程度以及精度，这些器械使用方法要求简单，操作安全，并且具有很长的使用寿命。在使用过程中，要求能自动监视，自动诊断，这样有利于降低维修成本，减少施工事故的发生，保障生命和财产的安全。这时，机电一体化技术的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它对工程机械发挥了积极的作用。

（1）降低了劳动强度。机电一体化产品和技术在工程机械领域的使用，大大降低了工作人员的劳动强度，而且还减少了由于操作人员缺乏经验而造成对工程精度的影响。日本小松公司所生产的挖掘机配备运行轨迹控制系统能够根据工作人员操作的铲斗的运行轨迹，而自动感应角度信号，然后控制斗杆的运动轨迹，自动进行坡面的精确挖掘等动作，大大提高了生产效率。

（2）提高设备使用寿命。由于机电一体化产品集合了自动报警，监视以及故障自我诊断能力，可以针对工程机械的相应系统如传动系统、制动系统以及发动机的当前工作状态，进行监视，若发现异常情况，马上进行自动警报并实现故障定位，降低工作人员的维修难度，缩短维修时间，达到延长设备使用寿命的目的。同时降低了生产事故的发生频率，降低了生产成本。

（3）环保化。机电一体化工程机械的使用，大大提高了能源的利用率，符合国家的节能减排倡议。因此对传统机械设备进行节能改造具有很重要的意义。日本日立公司的挖掘机由于安装了自动控制系统，实现了对发动机的控制，因此使得对能源的利用率达到了八分之九十八，大大降低了能耗，传统的挖掘机的能源利用率大约为30%。

4.结束语

我国要想全面实现机电一体化技术还任重而道远，用微电子技术改造传统技术的工作量很大，很有难度，而用机电一体化技术来加速产品更新换代速度的呼声很高，但是它的实现仍很有压力。虽然我国的工业结构等已经经过几番调整，但那时由于诸多阻扰因素，效果并不明显。但是由于机电一体化技术的有优势很明显，它的出现并不是巧合，它是科技进步的产物，它促使机械工业发生战略性改革，使传统的机械设计方法和理念受到了挑战，并影响着传统机械发生革命性的变化，它是推动产业革新的必经之路。因此，加快培养机电一体化人才有非常重要的意义。企业只有注重优秀人才的培养，才能在竞争中占据优势。

参考文献：

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中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0116-02

机电一体化产品简单的理解就是机械产品与电子产品的融合，机械技术与电子技术的融合，机械零件与电子元件的融合。两者共同完成某一机电功能。这也只能是传统意义上的机电一体化产品的定义。

现实生活中的机电一体化产品举不胜数。我们日常生活中使用的空调、洗衣机、微波炉、油烟机、吸尘器、电吹风等都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域中广泛使用的各种铸造设备、锻造设备及机床、数控加工中心等也是典型的机电一体化产品；在工程机械领域中的挖掘机、装载机、起重机、搅拌站、桩工机械、路面机械等，都是用得较为广泛的机电一体化产品；在冶金设备领域，高炉、转炉、连铸机、轧钢机等更是高度机电一体化产品。

一、机电一体化产品的技术构成

机电一体化技术是各种高新技术的融合体，它主要包括以下几方面技术：机械技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和计算机与信息技术等交叉融合的系统技术等。

（一）机械技术

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，实现从机械原理的选择到机械结构的设计和机械零件的选材，都能达到最优化配置；并且保证最佳的使用性能与寿命；在维修保养上最大限度地做到简洁、明快，甚至达到免维护。

（二）自动控制技术

自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置使生产过程或生产机械自动地按照某种规律运行，使被控对象的一个或几个物理量（如温度、压力、流量、位移和转速等）或加工工艺按照预定要求变化的技术。自动控制系统主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。

（三）传感检测技术

传感检测技术是机电一体化产品的系统感受器官，它负责把一线的实况用各种信号传递给机电一体化产品的指挥中枢，即计算机或自动控制单元，是将电子系统或光电系统无法处理的外界物理量或化学量转换为电信号的关键技术，它包括：电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式、温度传感器及光电式和数字式、波式和射线式传感器，还有相应的测试电路和信号处理技术等。

（四）伺服传动技术

伺服传动技术是指在控制指令的指挥下，控制驱动执行机构，使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。采用不同的分类方法，可以得到不同类型的伺服系统。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有开环、闭环和半闭环三种形式；按被控制量性质不同有位移、速度、力和力矩等伺服系统形式；按驱动方式不同有电气、液压和气压等伺服驱动形式；按执行元件不同分为步进电机伺服、直流电机伺服和交流电机伺服形式。

（五）计算机与信息技术

机电一体化产品中的信息存取、交换、运算、判断与决策、记录等都属于此类范畴，计算机与信息技术在整个机电一体化产品中起到类似于人类大脑和中枢神经的作用，它是指导其它功能部分完成各自任务的总指挥。

二、机电一体化产品的未来发展趋势

“2011 IEEE 机电一体化与自动化国际会议”于2011年8月7日至10日于北京召开。IEEE 机电一体化与自动化国际会议（ICMA）是机电一体化、自动化领域的权威会议，在国际机器人及自动化等领域具有重要影响力。曾在中国、加拿大、中国香港、日本等国家和地区成功举办过7次。来自各国近440名学者参加了会议，围绕智能机电一体化、机器人系统和自动控制方面的最新研究成果及未来发展方向等问题充分交流。从此次会议的议题不难看出机电一体化的发展趋势趋向于智能机电一体化方向。

随着科学技术的飞速发展，机电一体化产品目前不仅向智能化方向发展，而且还向仿生物系统化方向发展，应用范围愈来愈广。

（一）智能化

随着人类文明的进步和科技的超越式发展，人类扮演的角色越来越趋于简单、明了化，人们追求高品质与快节奏的生活与工作方式，那么机电一体的发展也就越来越趋于“傻瓜”式与“一键操作”式，这样能把人类的活动从复杂的按部就班的程序化中解脱出来，用更多的时间来享受生活和工作给我们带来的诸多便捷。未来的机电一体化产品，在开发与设计的时候，顺其自然，第一先考虑的就是智能化。

智能化简单的说就是具有人工智能或模拟人类智能的系统。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品实现智能化的的主要核心技术。这四种技术相互关联，密切联系。随着机械制造与自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现问题进行分析、判断、推理、构思和决策。可以认为把类似于人类的“大脑”（人类高度文明的汇缩体）装在了机电一体化产品之上，产品随时启动，“大脑”随时工作，去判断人类想要达到的各种需求，并能做出令我们满意的行为。人类的大脑思维系统被模块化的复制到机电一体化产品之上。

目前机电一体化产品的智能化应用已成为趋势， 例如智能机器人和数控机床等。智能机器人是通过视觉、触觉和听觉等各类传感器检测工作状态，根据实际变化过程反馈信息并做出判断与决定。数控机床的智能化体现在各类传感器对切削加工前后和加工过程中的各种参数进行监测，并通过计算机系统做出判断，自动对异常现象进行调整与补偿，以保证加工过程的顺利进行，确保加工精度和质量要求，最后加工出合格的产品。

（二）仿生物系统化

今后的机电一体化对信息的处理会做得更加完美与准确，这就依赖先进的数据处理与模块仿真系统的支持。人们从动物那里获得了启示，依据动物对外界反应的习性与规律，模拟其习惯做法，把其应用到机电一体化方向。比如说我们开发的机电一体化产品，在接受外界刺激的时候，根据动物常规习性和一般反应规律，机电一体化产品应该做出类似于动物的反应动作或程序准备工作，根据目标完成任务独立选择最优的行为动作，来实现目标任务的准确反应与目标的圆满完成。

更准确地说，仿生物系统化是集动物习性、智能化于一身的技术。此类产品如仿生物宠物狗、动物园里的仿生物虎妈妈等，这都是研究的课题。考虑到仿生物系统化研究过程的复杂性，最关键的是被仿的生物习性与要完成的机电一体化产品行为之间的相似性研究与系统模块的生成，仿生物系统化的道路还有很长的路要走。

新的时代脉搏在涌动，赋予我们在新的领域更高层次的挑战，机电一体化的发展也被赋予了崭新的使命。在发展科技不辱使命的前提下，我们更应该注重人性化理念与伦理道德，科技和信息的快速发展带来的绿色压力，充分考虑科技与生存环境的关系，共同建设好一个和诣、健康、高度文明的国家。

参考文献

[1] 徐伟．机电一体化技术的概念、现状、发展及对策[A]．2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛――装备制造产业发展论坛论文集（上），2009．

[2] 周树文．北工大成功承办2011 IEEE 机电一体化与自动化国际会议，北京工业大学新闻网，2011-08-23．

[3] 金志向．光机电一体化技术特征和发展趋势[J]．科技咨询导报，2007，（15）．

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2机电一体化向智能化迈进的发展历程

2.1数控机床。与西方发达国家相比,我国机电企业出现较晚,随着我国建筑行业规模不断扩大,机电企业的发展是确保实现高质量建筑工程的必然要求。在我国机电一体化的出现,一开始受数控机床技术的影响,在20世纪中期,人们的日常生活开始触及电子应用设备,电子应用设备是推动机械产物必然发展的需求,由于当时电子应用设备实际操作受限,其机械化产物质量达标还不能得到保证,因此,机电一体化的运作还不能广泛地应用在我国机电企业中。2.2微电子技术。在20世纪中期,机电一体化应用数控机床技术领域存在着较大的问题,不能满足当今时代机电工程施工的具体要求,所以,仍需要借助其他技术进一步实现机电一体化。微电子科学技术的出现,给机电一体化的发展带来了新的希望,随着我国机电工程规模不断扩大,对其施工技术的要求也在不断增加,这一时代机电。一体化应用微电子技术,推动了机电一体化顺利实施,微电子技术的出现,将我国机电工程带到了一个崭新的发展领域,其各项技术的共同运行促使机电一体化技术的正常运行。2.3可编程控制器的出现在20世纪中后期阶段,机电一体化技术的发展迈向了较为成熟阶段,先前的微电子技术虽然在一定程度上能为机电一体化技术的发展奠定基础,随着新时代的发展,机电一体化技术实际应用领域越来越多,微电子技术还不能完全满足机电一体化技术在任何情况之下解决所有问题,因此,在这一时期,出现了可编写程序的控制器,该控制器主要功能是通过可编写的特点使之自动化操作,应用该控制器最早的国家是美国,美国汽车制造行业中将该控制器应用得十分充分。随着机电控制器技术的不断成熟,在我国机电施工的过程中大量应用该控制器,技术的不断成熟,并且通过大量实践应用将新时代研制出的新型机电控制器大量投入到生产过程。随着这项技术的成熟,国家为了更好地控制新时代研制出的新型机电控制器,制定了很多关于该领域技术相应的管理条例,从宏观角度上来看,机电一体化技术的发展经历了从单一到复杂的过程,从单一的结构体演变成各个复杂的系统,在机电一体化技术的功能方面,不但实现了自动化机电一体化技术,同时赋予机电一体化技术智能化特点。当今时代,机电一体化技术具有远程控制操作端,使新型机电一体化技术实现便捷化转换,而且通过远程控制端信息快速传达各个接收端,接收端在接收信息后的第一时间通过新时代信息处理技术快速筛选和整理,新时代机电一体化技术在研发领域更偏向于它的实际应用价值,形成了新时代机电一体化系统。2.4激光光电子技术。随着新时代社会科技水平的不断提高，机电一体化规模不断扩大，可控制的编程器已经不能完全满足新时代机电企业的发展，为了更好地迎合当代机电一体化企业可以更好地向智能化推进，激光光电子技术的出现，将机电一体化智能化推向了至高点，利用当下十分先进的激光技术，借用光电子在激光中的优势，而且光电子技术能够在可编程操控基础之上，能够进一步优化先前所有用于机电一体化所有技术，完善整个智能化过程，从根本上改变机电一体化智能化发展的很多干扰因素，摆脱不必要因素的影响，确保在激光光电子技术的支撑之下，更加快速高效地实现机电一体化智能化发展。总而言之，利用当下十分先进的激光技术，我国机电企业可以抓住这一优势，对光电子在激光技术的支撑之下，能够让机电企业一体化智能化推进目标更快实现，机电企业应根据当今社会机电行业发展的趋势，并且一直关注当下社会先进的科学技术，利用新时代先进的科学技术和机电一体化企业发展的趋势的动态，并且根据自身企业在社会发展过程中的发展趋势，将机电一体化和新时代先进的科学技术巧妙地融合在一起，研制出更为先进的机电一体化技术，迎合新时代社会发展的趋势，重点研究机电一体化向智能化发展需要的哪些前提条件，并根据自身机电企业发展的优势，加强机电一体化相关技术的研究，研制出高质量高效率机电一体化向智能化发展的先进技术，以确保我国机电企业在未来发展中能够一直处于世界前沿水平。

3对新时代机电一体化向智能化发展的思考

当今时代,社会飞速发展,带动了我国各行各业的不断发展,机电一体化智能化的发展趋势是我国新时代顺应社会发展的必然要求,新时代机电一体化发展以其智能化的存在优势,是一个控制机电领域的系统组织,依靠新时代微电子技术,在机电一体化设备的制作过程中,其数字化管理系统实现过程利用微电子控制器更简单地解决了这一问题。当今时代数控机床技术不断成熟,计算机应用系统飞速发展,给新时代机电一体化技术数字化系统奠定了基础,并且通过计算机先进的技术实现虚拟化管理和集成管理。在我国机电行业的发展中,机电一体化技术是实现机电产品数字化属性的重要手段。在20世纪末,最早将机电一体化推向智能化迈进的国家是西方很多发达国家,机电一体化智能化推进不但给这些发达国家创造巨大的经济价值,并且将机电一体化这一伟大的智能成果推向了世界前沿。比如:像很多可编程的控制器可以促使机电一体化向智能化迈进所生产的机电产品拥有数字化管理系统,当今时代,电子信息技术尤为发达,在机电一体化数字化管理系统中,更加有力地提升了机电一体化数字化管理系统的数字化创造。新时代下,机电一体化已经向智能化推进,随着时间的推移,机电一体化向智能化推进的步伐在潜移默化的影响着我们国家。

4结语

当今时代快节奏的生活越来越普遍存在于我们的生活之中,机电一体化向智能化推进符合新时代生活理念,机电一体化向智能化可以推进的过程大体分成几个阶段,首先在数控机床技术的出现,机电一体化向智能化推进有了一点起色,接着微电子技术和可编程的控制器将机电一体化智能化推向了十分成熟阶段,为机电一体化智能化数字系统奠定了发展基础,光电子技术的出现将机电一体化智能化迈进推向了最高端,是新时代先进科学技术的必然发展产物,随着机电一体化智能化技术的不断发展,机电一体化技术在我国慢慢的发展起来。

作者:王涛 单位:陕西交通建设集团公司西长分公司

参考文献

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    近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用产业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械产业技术发展的一个主要趋向。

    1.光机电一体化技术特征

    光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。和传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。

    1.1 体积小,重量轻,适应性强,操纵更方便

    光机电一体化技术使得操纵职员摆脱了以往必须按规定操纵程序或节后频繁紧张地进行单调重复操纵的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操纵程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操纵全自动化和智能化。

    1.2 功能增加,精度大幅进步

    光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平进步,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

    1.3 部分硬件实现软件化,智能化程度进步

    传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋向向"软件化"和"智能化"。

    1.4 产品可靠性得到进步,使用寿命增长

    传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命进步,故障率降低,从而进步了产品的可靠性和稳定性。

    1.5 融合了多种学科新技术,衍生出很多功能更强、性能更好的新产品

    光机电一体化产品的探究开发涉及到很多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术和机械技术各自的上风结合起来,衍生出很多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

    1.6 产品系统性增强,各部分系统间协调性要求进步

    光机电一体化是一门学科的边沿科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,进步系统协调性。

    2.探究目前状况和发展趋向

    2.1探究目前状况

    自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的进步,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻产业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 【

    2.2 发展趋向

    光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

    从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热门主要包括摘要:

    (1)激光技术

    1)高单色性,利用激光高单色性作精密丈量时,可极大地进步丈量精度和量程。

    2)高方向性,因具有很远间隔传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远间隔激光通讯、激光测距、激光雷达、激光导航以及远控。

    3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点四周可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。

    4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通讯、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。

    (2)传感检测技术

    1)激光准直,能够丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准丈量。

    2)激光测距,其探测间隔远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受自然影响大。

    3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。

    其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

    (3)激光快速成型技术

    激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地进步了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

    (4)光能驱动技术

    利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在外形记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于低级阶段,假如能发现具有优异光功能特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。

    3.结语

    技术上的改革和和之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引进电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

    参考文献

    [1 刘志,朱文坚. 光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12)

    [2 梁进秋. 微光机电系统国内外探究进展. 光机电信息,2000(8)

    [3 宋云夺编译. 光机电一体化业的未来. 光机电信息,2003(12)

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长期以来，机电专业基本上是按照传统的理论体系以学科为核心来组织教学，把传授系统的理论知识作为组织教学的出发点，作为教学过程的主线和质量考核的主要标准，对学生系统地掌握理论知识开发设计产品是有利的。本文针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状，提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。

一、指导思想

机电一体化技术专业人才培养的指导思想是：根据社会的需求，以调查结果为基本依据，以提高学生的职业能力和专业素养为目标，建立学以致用的教育培养理念，建立多样性、灵活性与选择性相统一的教学机制，通过具体的职业技术实践活动，帮助学生积累大量实际工作经验，使其能够成为企业优秀的机电一体化领域技术人才。

二、教学策略

1.课程内容综合化

随着现代科学技术的迅猛发展，科学知识综合化、一体化显著加强，使得社会职业呈现综合化发展趋势，一些传统、单一的专业逐渐萎缩甚至消失。与此同时，出现了许多新兴交叉的专业。在市场竞争日趋激烈，产品更新换代和生产结构调整愈加频繁的今天，职业活动中的人与人、人与环境的交往更加复杂和广泛，职业岗位的转换也日渐增多，对劳动者的交流能力、应变能力、心理承受能力等诸多方面提出了更多、更新、更高的要求。学生经常转换学习内容、训练方法和思维方式，对培养综合职业适应能力是非常有利的。另外，课程内容综合化、一体化，可以有机、合理地安排教学内容，避免重复讲授，能拓宽学科或专业的知识面，增强各部分内容之间的衔接，从而使学生更快地形成熟练的专业技能，可以有效地提高教学效率。

2.注意选择合适的教学场所

在教学过程中教学场所是十分重要的，决定了教学的效果，要加强一体化的建设。建立理论与实践“一体化”教学的专业教室，是融教室、实训、考工于一体，这需购置和自制大量的教学设备，在各个专业教室都能够进行多媒体教学，使专业教室具有多媒体教学、实物展示、演练实训、考工强化训练和考工等多种功能，营造出良好的职业氛围和环境。教师在专业教室上课可以边讲边练，使学生在模拟工厂的环境下学习，在学习过程中，既可以对照实物学习构造原理，又可以进行实际动手训练。教学方法直观、灵活，教学形式生动、活泼，激发了学生的学习热情，调动了学生的参与性与主动性，有利于拓展学生的能力，发展学生的潜能，从而培养了大量综合性人才，大大提高了教学质量。同时，也节约了教学时间，提高了教学效果。

3.加强实习基地建设

实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平，必须切实建设好校内外实习基地。

（1）建好校内实习基地。按照职业学校机电一体化专业现代化建设的要求，职业学校应建设相对完备的、具有一定先进性的，与培养目标、教学计划相适应的校内实习基地。添置的设备既要具有一定的先进性，还要具备足够的数量。机电一体化专业有了校内实习基地，就可以按照实纲和企业用人要求适时调整实习计划，根据学生的学习实际合理设计实习课题，实习教学质量的提高就有了保证。当然，专业现代化建设不可能一蹴而就，要根据学校的实际情况，通过分步实施、逐步完善的方法达到建设要求。

（2）广泛建立校外实习基地。广泛建立校外实习基地，与现代企业保持较为密切的联系，以满足学生毕业前顶岗实习的需要。学生在企业中实习，能够接触到先进的生产设备，学到先进的生产工艺和加工方法，拓宽视野，并且能学以致用，将所掌握的专业知识和操作技能应用于生产实践中。同时学校在与企业的交往过程中，还可以了解现代企业对员工综合素质的要求并征求企业对学校办学的建议，以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。

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中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)02(c)-0000-00

进入20世纪60年代以来，微电子技术、信息技术、自动化技术得到了迅猛发展，以信息技术为中心，极大地提高劳动生产率和工作效率为重要目标。测量与控制技术、计算机技术和通信技术，三者结合在一起，构成完整的信息系统。在这种新技术革命的影响和冲击下，机电业发生了深刻的变化。机电一体化的共性关键技术是；精密机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、白动控制技术以及系统总体技术。但是区分机电一体化或非机电一体化的机械系统，其核心是计算机控制的伺服控制系统，其他的都是与此匹配的重要部分现有机械产品的电子化必须采用系统科学的观点和综合集成的技巧，使机械、电子设备和软件之间相互适应和匹配，发挥各自的优势，才能促进工业产品和消费产品向自动化方向发展。

1 机械机电一体化技术及其应用

机电一体化系统的形式多种多样，其功能也各不相同。一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动力单元、传感检测单元、执行单元、驱动单元、控制及信息处理单元。随着机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高，机械本体需在机械结构、材料、加工工艺以及几何尺寸等方面都应适应产品高效、多功能、可靠、节能、小型、轻量、美观等要求。动力单元动力单元的功能是按照机电一体化系统的控制要求，为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。机电一体化的显著特征之一是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。与一般的同类型机械装置相比，机电一体化系统中的机械部分精度要求更高，结构更简单，功能更强大，性能更优越，同时还要有更好的可靠性、维护性和更新颖的结构。零部件要求模块化、标准化、规格化，还有许多新的课题要加以研究和运用，如对结构进行优化设计，采用新型复合材料以使机械系统既减轻重量、缩小体积，同时又不降低机械的静、动刚度，采用高精度导轨、精密滚珠丝杠、高精度主轴轴承和高精度齿轮等，以提高关键零部件的精度和可靠性；开发新型复合材料以提高刀具、磨具的质量；通过零部件的模块化和标准化设计，提高其互换性和维护性等。因此机械技术的出发点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其他高新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上以及功能上的变革。

2 信息处理与自动控制技术及其应用

机电一体化系统中主要采用丁业控制机(包括可编程控制器，单、多回路调节器，单片微控制器，总线式丁业控制机，分布式计算机测控系统)进行信息处理。计算机应用及信息处理技术已成为促进机电一体化技术发展和变革的最重要因素。随着社会和经济发展，对信息交流的需求越来越大，这就需要信息传输，即通信技术，围绕如何提高传输速度、减少误码率等进行的。为了共享资源、提供分布式功能和集中管理，可通过通信设备和线路，将不同地理位置具有独立处理功能的多个计算机连接起来，运用功能完善的网络软件按照网络协议进行数据通信，组成计算机网络系统。计算机技术、通信技术和计算机网络技术的发展为信息处理技术提供了技术保障。

控制与信息处理单元像是对其他要素和它们之间的连接进行有机的统一控制一样，其功能是将来自传感器的信息和各种命令进行集中处理，根据处理结果，按照一定的规则发出相应的控制信号，控制各要素或子系统连接成为一个有机整体，使各个功能环节有目的地协调一致运动，并达到预期的性能，从而形成机电一体化的系统工程。各子系统之间必须通过控制信息进行联系才能协调统一的运动，进行有规则地物质和能量的交换和转移。因此，控制与信息处理单元是机电一体化系统的核心单元，一般由计算机、可编程控制器、数控装置以及各种逻辑电路等组成。信息处理技术包括信息的交换、存取、运算、判断和决策。自动控制技术包括高精度位置控制、速度控制、自适应控制、自校正等技术。自动控制就是依据自动控制原理对具体控制装置或系统在设计之后进行系统仿真，现场调试，最后使研制的系统可靠地投入运行，尤其是计算机技术高速发展，使得自动控制技术与计算机技术的结合越趋密切，因此自动控制技术是机电一体化技术中十分重要的关键技术。

3 伺服驱动技术及其发展

电动机伺服驱动方式在数控系统中的运用非常广泛，交直流伺服电动机驱动主要用在闭环伺服数控系统中。由于变频技术的进步，交流伺服电动机驱动技术取得突破性进展，为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元，极大地促进了机电一体化技术的发展。步进电动机驱动主要用在开环伺服数控系统中。对机电一体化系统的动态性能、控制质量和功能来说，伺服驱动技术具有决定性的作用。液压伺服系统(如液压马达、脉冲液压缸等)具有工作稳定、响应速度快、输出力矩大等特点，特别是在低速运行时其性能更突出，但液压系统需要增加液压泵等动力源，设备复杂、体积大、维修难及污染环境；而电气伺服系统(如步进电动机、直流伺服电动机等)具有控制灵活、费用较小、可靠性高等优点，但低速时输出力矩不够大。由于近年来变频技术的进步，交流伺服驱动技术取得突破性进展，为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元，极大地促进了机电一体化技术的发展。

4 结论与展望

机电一体化技术需要很多部门、产业的配合和支持，才能取得满意的结果。我们不仅要对机电一体化的各项相关技术进行全面深入的了解，还要能从系统工程的概念人手，通过系统总体设计来使各个相关技术形成有机的结合，并且要注意研究和解决技术融合过程中所产生的新问题，只有这样才能满足机电一体化高速发展的需要。机电一体化概论都很好，如果整个系统不能很好地协调，则它仍然不可能可靠地正常运行。随着科技的进步和社会经济的发展，机电一体化技术正在不断地深人到各个领域，并且迅猛地向前推进，特别是制造工业对机电一体化技术提出了许多新的更高的要求。机电一体化的发展趋势应为：在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向发展；在功能上向小型化、轻型化、多功能方向发展；在层次上向系统化、复合集成化的方向发展。

参考文献

[1] 谢佳. 略论机电一体化技术的发展[J]. 机电信息, 2011,(06) .

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