机电一体化重点大全11篇

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前言

科技是社会第一生产力这句话意味着，科技是衡量国家生产能力与机械技术水平的第一标准。机电技术是科学技术的一种，在新电工技术的扶持与帮助下，完成了产业水平的提升。如今电工新技术在我们生活当中，应用范围越来越广，受益效果越来越显著。因而为了使机电一体化得到再一次进步，本文将通过对现阶段机电一体化新电工技术在我国的应用进行分析，从而为机电一体化提供更好的生产环境，提升工作效率。突出机电一体化新电工技术的应用和创新。

1.电工新技术在机电一体化中的应用概括

电工新技术是指，在传统电工技术基础之上，借助于现代电磁技术等专业技术做创新，从而实现传统电工技术的改良和大规模推广。机电一体化所涉及到的技术种类较多，尤其是物理学以及生态学在机电一体化中所扮演的角色更是重要。电工新技术作为其中的平衡点，可以有效协调不同学科知识在机电一体化中的应用，从而实现各学科领域能够完成融合性发展。具体来看，新兴技术包括以下三种：聚变技术、磁流体应用技术以及放点应用技术[1]。实际上，自上个世纪后半段开始，电工新技术之所以得到发展，是社会各界对于理论与技术等方面对此予以了高度的支持。此外，传统电工技术直到今日仍旧活跃于社会各行各业，适应着社会的发展。通过结合纳米技术、互联网工程等方面，完成了现代化技术的进步。

2.未来新电工技术的发展走向

2.1超导电工材料的应用及普及

自上个世纪六十年代起，超导材料便成功的走进了电工领域的视野。随后，人们有发现了新型超导体，这种超导体相对传统超导材料来说，具有更高的临界温度，这为超导电工的发展，提供了更加有利的支持。此后，随着半导体材料的发现，电工科学家又逐渐制造出了如光电元件、电力元件等电子元器件设备，这为电工技术发展，提供了不竭的技术知识和能源动力。

2.2微型电子技术的应用发展

在电工领域当中，电磁场数值是近些年的研究热点。计算机的开发与应用，解决了过去大部分靠人力无法解决的工程精密设计，及实验难题。其中CAD制图工具更是直接推动了电工制造业的发展。数控技术与电机控制的进步，提升了电力系统的能力和发展水平，加快了企业的有效进步效率。作为电工领域的重点，电子技术在拓宽电能应用的同时，为电力产业创造了高额的经济利润。可以说，新电工技术的发展，有微电子技术应用的一半功劳。

3.新电工技术在机电一体化领域当中的实践应用

3.1自动控制

自动控制这项技术被人们称之为自20世纪以来，科学界最大的发明进步。这项技术被人们广泛地应用于生活、社会、生产的不同领域。如，军事科技、工业生产、机械设备制造、航天科学等。自动控制所突出的最大特点便是，发展速度极快且应用范围非常广泛。从理论角度来说，自动控制这项技术结合了控制理论应用，是一种能够实现无人控制系统的技术应用。因而这项技术对于精密度具有极高的要求。针对这项技术的控制方式划分，能够将其分为两大种类。分别为闭环与开环。通过对机电设备多次测量，自动控制这项技术能够对设备的偏差值做出非常准确的判断，并以此为依据，采取有效的措施去纠正问题，完成控制。将偏差控制在可控范围内，降低生产损失。这项技术如今时常被人们用作积分控制与比例控制系统。具有稳定、精准、快捷等特点。随着社会的进步与发展，机电产品也必须实现技术上的进步，才能够更加符合社会生产需要。其中需要重点关注的便是全闭环伺服系统。这一系统能够确保自动控制的精准度满足稳定的生产要求，且实现精准度提升，完成自动化的系统调节。是实现机电一体化进步的重要途径。

3.2触碰屏技术与可编程控制器

触碰屏技术与可编程控制器从上个世纪六十年代诞生至今，受到机械生产领域的广泛欢迎。在这项技术领域当中，通信技术与计算机控制技术时期主要成分。可编程控制器正如字面意思一样，具备控制、技术以及计时的功能。PC控制端的技术进步和电子技术发展，使得这项技术得到了性能上的大幅提升。随着近些年各项技术的完美结合，如今的可编程控制器已经成为现代通信领域的重要设备。相较于传统控制设备来说，通过将计算机的机电控制硬件，改为计算机软件更符合操作人员的实际使用需求，满足了现代技术发展的应用优点。能够实现多线操作的使用需求，并实现实时控制、任意修改的基本技术要求。

3.3运动控制卡

运动控制卡借助于电脑控制端，完成对系统设备的控制作用。其工作原理为，借助于对设备发出不同的脉冲频率，改变电机原有的进程和速度。并利用不同的脉冲数量，完成电机位置控制需求。主要应用于伺服电机和控制步进电机，其脉冲发出模式分别是脉冲/方向，脉冲/脉冲这两种[2]。此外，运动控制卡还具备计算机调控功能。如借助于调整设备的运动速度，完成对系统设备的正常运作管理。此外运动控制卡由于主要运用于机床数控管理，因而在应用过程中，必须提前计算出其具体的运行及轮廓范围。利用插补方式，完成产品的有效衔接。相信随着技术的进步，运动控制卡必然也能够得到不断地改进和创新，从而促进机械工业领域的再次进步。

3.4步进电机技术应用

步进电机的本质是，数字控制电机，这是一种直接靠PCC控制的电机类型。不过需要注意的是，步进电机转向与步数协调是其控制的重点。对X、Y、Z的运动部分必须要采取科学的方式，完成系统化控制。对电机相线的逻辑关系要写出，把进给传送链长度有效的缩短为零，并结合机电运转情况对脉冲频率进行有效调整[3]。这样，才可以完成对加工零件工序的控制。

4.结语

社会发展的基础便是国家科技水平的进步。从近代史的发展来看，我国机电一体化设备的应用，对我国经济的发展和人们生活水平的质量提升都发挥了巨大作用。而在此过程中，电工新技术扮演了助力与推动的角色，发挥了工业技术的巨大优势。笔者认为，在电工新技术的影响下，我国未来的机电一体化技术必然会朝着更加智能化、自动化的方向发展。在减少能源排耗的同时，提升生产效率，为人们的幸福度提升做出巨大贡献。

参考文献

[1]林庆电工新技术在机电一体化中的应用探微[J].江西建材,2017,(18):195.

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1机电一体化设备的故障特征分析

因机电一体化设备集中了诸多类型的技术，所以，一旦发生故障也同样具备一定特性。机电一体化设备中包含诸多种类的电子元器件与机械零部件，其技术含量很高，使得诊断与维修工作的难度增加。通过实践研究可以发现，机电一体化设备不同于普通的机械设备，其故障发生几率要比普通机械设备高八倍[1]。对于机电一体化设备的故障特征而言，其具体表现在以下几个方面：第一，由于机电一体化设备的元器件与机械零件数量较多，同时，实际运行的速度也很快，这样一来，元件失效或者是磨损的几率有所增加。第二，机电一体化设备自我诊断与检测的功能十分薄弱，只能够对简单故障进行检测。第三，难以明确故障所提供的报警信号，仅仅只会将部分故障上报或者是显示。第四，机电一体化设备的应用范围不断扩大，但是故障检测的技术工作人员数量却不断减少。上述四种表现都使得故障检测与维修工作开展的难度不断增强。

2对机电一体化设备故障诊断的方法研究

大部分机电一体化设备都已经具备自我诊断的功能，所以，一旦发生故障，其自诊断系统会及时发送报警信号，与此同时，故障说明会通过屏幕体现出来。针对机电一体化设备的故障来说，应当与诊断手册相互结合，深入地查找发生故障的原因，并采取措施及时排除[2]。但是，针对自诊断系统不涵盖的故障亦或是不具备该诊断系统的设备，在排除故障方面需要采用相应的方法亦或是人工经验。在对机电一体化设备故障进行分析的过程中，最重要的就是判断设备哪个单元出现问题，进而明确维修的具体方向，并将故障逐个排除。但是，如果始终无从入手，则可以根据以下程序对其进行检修。

2.1机电一体化设备动力单元的检查

对动力单元的检查并不难，具体是在设备开机以后检查水、电、气等多种供应性指标，其数值是否与设备的标准要求相吻合。如果所检查的数值处于允许范围之内，那么就说明动力单元基本上不存在问题[3]。但是，如果数值不满足要求，可以判断存在负载的问题。在调整以后若始终不能满足要求，就说明设备的电源、气源或者是水源控制系统存在一定的问题。若能够对症检查，那么问题就可以在短时间内解决。在此基础上，将负载断开以后，如果上述指示数值恢复至正常状态，那么设备的问题则是在其他单元中。

2.2机电一体化设备运动单元的检查

运动单元的检查主要是对机械传动机构当中的部件安装位置展开检查，是否发生了一定的变化，或者是机械零部件是否存在变形或者是位置移动等问题。与此同时，还需要对油管与水管的泄漏问题进行检查，另外还有是否存在电机温度过高或者是皮带受到损害等多种问题。

2.3机电一体化设备检测单元的检查

在检查机电一体化设备检测单元的过程中，最重要的就是对故障现象和相关信号进行判断，随后，还需要对相对应的传感器位置变化状况予以相应的检测，是否供电是正常的。除此之外，设备感应能力与信号输出的电路板同样也是检查的主要内容[4]。机电一体化设备传感器类型有很多，比较典型的就是角度传感器、电量传感器与限位传感器等等。在检查视觉系统的时候，对识别图像的显微镜、CCD以及照明系统进行检查，确保其处于适当的位置。

2.4机电一体化设备中央处理单元的检查

在对机电一体化设备中央处理单元进行检查的过程中，通常会涉及到可疑元器件替换的问题。为此，下文将针对设备动作异常状态下的控制系统检修方法进行相应的阐述。

2.4.1工控机系统

工控机系统需要对采集卡信号的采集与输入以及输出状态进行优先检查，同时，还应当对采集卡的质量进行相应的检查。与此同时，需要对运动控制卡进行检查，具体指的就是驱动波形是否正常。另外，对主板与硬盘软件问题进行考虑。

2.4.2PLC系统

对I/O与A/O等接口信号的正常性进行检查，同时，需要重点检查集成块是否存在损坏的问题[5]。此外，对PLC内部的光耦予以综合检查，进而对PLC程序的错乱情况予以正确地推断，也可以对设备的生产厂家提出要求，以远程形式恢复原有设置。

2.4.3单片机系统

该系统主要是由主板与多个单元板所组成的，而不同板之间需使用12C总线亦或是其他的通信方式完成连接。在实际检修的过程中，应充分考虑故障的特点，并找出相对应的功能控制板，对单元板和主控板之间的连接状态进行检查。随后，对于单元板或者是主控制板展开重点地检查。在整个过程中，需要注意接插件问题，因为很多异常程序指令都是受接插件松动的影响难以传送到位，最终引发电磁干扰。

3结束语

综上所述，因机电一体化设备中包含诸多机械零件与电子零部件，导致其发生故障的几率也要高于普通的机械设备。而维修工作人员一定要深入了解机器操作，对其架构与运行的时序十分熟悉，在对其运行原理分析的基础上，在短时间内缩小故障的范围，准确地定位故障的位置，将故障排除。只有这样，才能够确保机电一体化设备完整且处于正常的运行状态，将自身功效充分发挥出来。对于设备制造企业来说，可以通过建立故障数据库进行辅助分析判断，可以缩短故障判断的时间，限于篇幅，将另文专题探讨。

参考文献

[1]程夏禹.建筑机电一体化设备安装技术及电动机的调试探讨[J].建材与装饰，2015（38）：255-256.

[2]樊晓键.机电一体化设备的故障诊断技术探讨[J].装饰装修天地，2015（10）：275.

[3]田国豪.建筑工程机电一体化设备的安装技术及电动机调试技术分析[J].时代农机，2016（3）：27+29.

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1 机电一体化技术概述

机电一体化技术指的是将电子技术引入设备的动力、控制和信息处理等功能中，将电子技术、机械装置和软件有机结合在一起的技术。具体来说，它融合了6个方面的技术：

（1）精密机械技术。

（2）信息处理技术。

（3）检测与传感技术。

（4）自动控制技术。

（5）伺服驱动技术。

（6）系统总体技术。

运用了这些技术的机电一体化设备往往伴随着高速、高智能化、高精度的特点。

2 机电一体化设备故障特性

机电一体化设备由于采用了以上多种技术，当它们发生故障时具有一定的特性，此类设备整合了众多的电子元器件和机械零部件，其技术含量高，诊断维修难度较大。根据相关研究表明，与一般机械设备相比，机电一体化设备发生故障的概率要大八倍以上；机电一体化设备故障特征首先表现为因为它们元器件和机械零件多、运动速度快所以更容易出现元件失效和磨损问题；其次它们的自我诊断和检测功能并不强大，仅仅能够将检测出一些简单的故障；再次它们也无法明确的对各种故障提供报警信号，只能够将部分故障给予报警或显示出来；最后还有现在机电一体化设备越来越大面积使用而故障检测专业技术人员相对日趋减少。以上种种因素都增加了故障检测及维修工作的难度。

3 机电一体化设备故障诊断方法

部分机电一体化设备具备了自诊断功能，每当遇有故障出现，自诊断系统就会将报警信息发出，并且在屏幕上显示出故障说明，对这些设备就可以结合诊断手册，对故障发生原因进行查找，将故障及时排除掉。对于那些自诊断系统不能涵盖的故障或根本没有自诊断系统的设备，那么故障的排除就需要借助于一定的方法和人工经验。下面就来简要地介绍一下笔者多年工作中积累下来的检修经验和思路：

无论是什么样的机电一体化设备我们都应该清晰地将其构成分成4个单元，即：A.动力单元（水、电、气的供应），B.运动系统单元（电机及机械传动机构），C.检测单元（各种传感器和图像识别系统等），D.中央处理单元（工控机、PLC、单片机）。

分析故障时首先根据故障现象来判断是哪个单元出了问题从而确定主攻方向，逐一排查破解难题，若暂时没有理出头绪可按如下步骤检修：

3.1 检查动力单元

这一步的检查相对简单，主要看正常开机后水、电、气等供应指标是否达到设备要求的数值，若都在要求范围内则动力单元基本没问题，若没达到要求的数值，可断开有怀疑的负载，若仍未达到要求，则可确定是电源、气源或水源的控制系统出了问题，对症检查后问题一般不难解决，若断开负载后水、电、气的指示数值恢复到了正常值，则问题出在其它几个单元。

3.2 检查运动单元

这里要检查机械传动机构中部件安装位置是否变化，机械零部件有否变形、移位、磨损、卡死；气管、油管、水管有没有泄漏；电机是否过热或抱死、皮带是否损坏或变长，电机的驱动电路是否正常。

3.3 检查检测单元

首先判断故障现象与哪路信号有关，然后检测对应的传感器的位置是否变化，给它们的供电是否正常，进而检查它们能否正确感应并输出信号到达相应的电路板。设备中的传感器通常有限位传感器、角度传感器、温度传感器、压力传感器、电量传感器、气体浓度传感器等类型；对于有视觉系统的首先要检查完成图像识别的CCD、显微镜、照明系统是否调整好。

3.4 检查中央处理单元

在这里经常会用到“替换可疑元器件”的方法（只要不涉及到程序的IC也可用此法，涉及到软件的问题多有知识产权保护，要向设备生产厂家购买更换）。下面简单介绍一下设备动作不正常时各种控制系统的检修思路：

（1）对于工控机系统，首先检查采集卡的信号采集、输入、输出信号是否正常，采集卡本身是否有问题。其次检查运动控制卡（查驱动波形）是否正常，最后才考虑主板和硬盘上软件的问题。

（2）对于PLC系统，首先检查I/O、A/D、D/A口的信号是否正常，I/O、A/D、D/A集成块是否损坏，进而检查PLC内部光耦是否损坏，最后推断PLC程序错乱，可向设备生产厂家要求远程恢复。

（3）对于单片机系统，通常是由一块主板和按不同功能分成的多块单元板构成，各板之间用I2C总线或其它通信方式连接，检修时先根据故障特点找到相应的功能控制板，检查该单元板与主控板间的连接有否问题，最后再重点检查或代换该单元板或主控制板。

此外值得注意的是接插件的问题，许多动作不正常是程序的指令由于接插件的松动而没能传送到位引起，还有就是电磁干扰的影响，强的电磁环境会使某些传感器误动作，还可能改变FLASH中的内容引发设备动作失常，所以在这些设备旁边不可使用电焊机等强干扰机器，若设备中有高频电路更需要严格的屏蔽措施，一旦维修时有拆卸时，修完后一定要良好地复原，养成良好的维修习惯是委重要的。

4 结语

综上所述，由于机电一体化设备集合了众多机械零件和电子零部件，所以它们在运行时出现故障的概率自然会大了许多。作为维修人员，就必须了解机器的操作，熟悉机器的架构和运行时序，并通过分析其运行原理，用清晰、简洁的逻辑思维来快速缩小可疑范围，最终定位到具体的故障部位，进而排除故障，保证设备的完好率达到一个较高的水平，为企业创良好的经济效益作出自己的贡献。

参考文献

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关键词: 机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口

Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection

中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0044-01

0引言

机电一体化系统是机械、电子和信息等各种技术融合为一体的综合系统,其构成要素与子系统之间的接口部分就显得极为重要。在机械系统和电子系统各种技术的复合过程中,接口技术很重要,机电接口技术是解决如何把机电及相关领域技术有机地融为一体,从而设计出最优的机电一体化产品的研究领域,其性能的好坏对整个系统的综合性能起着决定性作用。

1机电一体化系统的设计

在早期的机电一体化系统中,机械部分的设计是系统设计的中心。电能仅用于驱动,为系统提供动力。利用直流电动机的变速功能虽然可以简化机械系统的传动结构,但因为无法控制运动部件的行程,因而程序自动化仍然是系统控制设计的主要目标。驱动电动机不再是机械运动链的起点,而成为联结机械运动和动力以及控制的接口。机电一体化系统设计已从“纯”机械的设计延伸到控制领域。计算机、数字电路、传感器以及自动控制理论已成为系统设计师不可或缺的知识基础。信息技术和软件设计已经成为表达系统设计思想和协调自动化工作的重要工具。机电一体化技术是一个不断发展和完善的过程。产品精度和生产效率对机电一体化系统提出了不断改进伺服驱动性能和发展控制算法的要求,而性能优良的伺服驱动既拓展了机械系统的功能、简化了传统的机构,又要求机械系统具有合理的惯量和更好的系统动态性能。传感器的在线监测确保了系统安全可靠的运行,反馈的信息通过闭环确保了先进控制理论的实现和产品的质量要求。机、电、信息的密切交叉已经使机电一体化系统中各部分的互相联结和影响成为设计必须综合考虑的重要内容。机电接口技术作为机电一体化设计的核心已经受到专家和学者越来越多的关注。

2机电接口技术的内涵

机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统,其子系统之间的接口极为重要,从某种意义上说,机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少,通过对机电一体化系统进行总结和归纳,我们提出了机电接口技术的概念,形成了如下几点认识。

2.1 机电接口技术的内涵机电接口技术是一门新兴的技术,它研究机电一体化系统中各组成部分(子系统)和各组成技术之间的接口问题。研究这门技术是为了更有效地进行系统中信息能量的交互,融合各种技术,实现机电一体化系统最优化设计。

2.2 机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能机电接口传递和转换信息和能量,并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件,硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接,为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程,协调和综合机电一体化组成技术,使各子系统集成并融合为一个整体,实现新的功能。

2.3 机电接口的分类①人―机接口。人与机电一体化系统之间的接口,通过此接口,可以监视系统的运行状态,控制其运行过程,即通过人―机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人-机接口是双向的,硬件包括输入/输出设备,主要有显示屏、键盘、按钮等。②动力接口。动力源连接到驱动系统的接口,为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等,动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点,能够通过较大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三处,控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂,但可以得出它的一些共性:智能接口传递和转换各种信息,按照不同技术的要求改变信息形式,使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起,形成完整的系统。通常,智能接口是软件表现出的功能连接。④机―电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号,或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。

3机电接口技术对机电一体化发展的影响

社会需求推动机电一体化技术的发展。当传统的机械技术无法满足日益增加的社会需求时,机械技术与电子技术、信息技术等结合形成的机电一体化技术就成了机械技术发展的必然。相应的系统内部的接口也就变得越来越复杂。机电一体化技术的各组成技术的研究已经进行得非常深入且日趋成熟,同时,人们也意识到单纯发展和研究各组成技术并不能保证机电一体化系统的最优化。而机电接口技术正为它们提供了一种有效的方法来进行系统研究,并将系统设计、集成和融合理论应用到实际的设计当中。目前,机电一体化正在向着智能化、模块化、网络化等方向发展,智能化必然要求系统各部分的结合要更加紧密,信息传递和反馈更加迅速准确。从机电一体化发展方向对机电接口技术的要求来看,机电接口技术的研究与发展已经成为必然,同时,机电接口技术的研究与发展也必然对机电一体化技术的发展起促进作用。

4结论

机电一体化系统是机械系统不断融合各种新技术、新知识发展起来的。因此,从机械技术发展起来的机电一体化技术的复杂性和多学科性就决定了此技术的研究重点是各种技术在机械技术上的融合与创新。机电接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机的结合在一起,形成完整的系统。机电接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。同时机电接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展,促进机电一体化系统理论的发展。

参考文献:

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2机电一体化设备故障特性

机电一体化设备由于采用了以上多种技术，当它们发生故障时具有一定的特性，此类设备整合了众多的电子元器件和机械零部件，其技术含量高，诊断维修难度较大。根据相关研究表明，与一般机械设备相比，机电一体化设备发生故障的概率要大八倍以上；机电一体化设备故障特征首先表现为因为它们元器件和机械零件多、运动速度快所以更容易出现元件失效和磨损问题；其次它们的自我诊断和检测功能并不强大，仅仅能够将检测出一些简单的故障；再次它们也无法明确的对各种故障提供报警信号，只能够将部分故障给予报警或显示出来；最后还有现在机电一体化设备越来越大面积使用而故障检测专业技术人员相对日趋减少。以上种种因素都增加了故障检测及维修工作的难度。

3机电一体化设备故障诊断方法

部分机电一体化设备具备了自诊断功能，每当遇有故障出现，自诊断系统就会将报警信息发出，并且在屏幕上显示出故障说明，对这些设备就可以结合诊断手册，对故障发生原因进行查找，将故障及时排除掉。对于那些自诊断系统不能涵盖的故障或根本没有自诊断系统的设备，那么故障的排除就需要借助于一定的方法和人工经验。下面就来简要地介绍一下笔者多年工作中积累下来的检修经验和思路：无论是什么样的机电一体化设备我们都应该清晰地将其构成分成4个单元，即：A．动力单元（水、电、气的供应），B．运动系统单元（电机及机械传动机构），C．检测单元（各种传感器和图像识别系统等），D．中央处理单元（工控机、PLC、单片机）。分析故障时首先根据故障现象来判断是哪个单元出了问题从而确定主攻方向，逐一排查破解难题，若暂时没有理出头绪可按如下步骤检修：

3.1检查动力单元

这一步的检查相对简单，主要看正常开机后水、电、气等供应指标是否达到设备要求的数值，若都在要求范围内则动力单元基本没问题，若没达到要求的数值，可断开有怀疑的负载，若仍未达到要求，则可确定是电源、气源或水源的控制系统出了问题，对症检查后问题一般不难解决，若断开负载后水、电、气的指示数值恢复到了正常值，则问题出在其它几个单元。

3.2检查运动单元

这里要检查机械传动机构中部件安装位置是否变化，机械零部件有否变形、移位、磨损、卡死；气管、油管、水管有没有泄漏；电机是否过热或抱死、皮带是否损坏或变长，电机的驱动电路是否正常。

3.3检查检测单元

首先判断故障现象与哪路信号有关，然后检测对应的传感器的位置是否变化，给它们的供电是否正常，进而检查它们能否正确感应并输出信号到达相应的电路板。设备中的传感器通常有限位传感器、角度传感器、温度传感器、压力传感器、电量传感器、气体浓度传感器等类型；对于有视觉系统的首先要检查完成图像识别的CCD、显微镜、照明系统是否调整好。

3.4检查中央处理单元

在这里经常会用到“替换可疑元器件”的方法（只要不涉及到程序的IC也可用此法，涉及到软件的问题多有知识产权保护，要向设备生产厂家购买更换）。下面简单介绍一下设备动作不正常时各种控制系统的检修思路：（1）对于工控机系统，首先检查采集卡的信号采集、输入、输出信号是否正常，采集卡本身是否有问题。其次检查运动控制卡（查驱动波形）是否正常，最后才考虑主板和硬盘上软件的问题。（2）对于PLC系统，首先检查I/O、A/D、D/A口的信号是否正常，I/O、A/D、D/A集成块是否损坏，进而检查PLC内部光耦是否损坏，最后推断PLC程序错乱，可向设备生产厂家要求远程恢复。（3）对于单片机系统，通常是由一块主板和按不同功能分成的多块单元板构成，各板之间用I2C总线或其它通信方式连接，检修时先根据故障特点找到相应的功能控制板，检查该单元板与主控板间的连接有否问题，最后再重点检查或代换该单元板或主控制板。此外值得注意的是接插件的问题，许多动作不正常是程序的指令由于接插件的松动而没能传送到位引起，还有就是电磁干扰的影响，强的电磁环境会使某些传感器误动作，还可能改变FLASH中的内容引发设备动作失常，所以在这些设备旁边不可使用电焊机等强干扰机器，若设备中有高频电路更需要严格的屏蔽措施，一旦维修时有拆卸时，修完后一定要良好地复原，养成良好的维修习惯是委重要的。

4结语

综上所述，由于机电一体化设备集合了众多机械零件和电子零部件，所以它们在运行时出现故障的概率自然会大了许多。作为维修人员，就必须了解机器的操作，熟悉机器的架构和运行时序，并通过分析其运行原理，用清晰、简洁的逻辑思维来快速缩小可疑范围，最终定位到具体的故障部位，进而排除故障，保证设备的完好率达到一个较高的水平，为企业创良好的经济效益作出自己的贡献。

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随着社会的进步、科学技术作为生产力的代表在促进社会进步的同时其自身也得到了突飞猛进的发展，并且在各科学技术之间出现了一种相互融合的趋势且这种趋势在持续加强。机电一体化技术作为这种科学技术之间相融合的一大产物，其作为一种科学技术在促进社会进步、经济发展方面起着重要作用。机电一体化技术对社会的这种促进作用体现在社会的各个方面，如：工程机械。机电一体化技术在工程机械的发展中必将占具举足轻重的地位，已成为工程机械发展的核心要素之一。

1 机电一体化概述

机电一体化作为一门独立的交叉学科，具有跨学科性、综合性性的特点。现代信息时代的到来，尤其是现代计算机技术的不断改进和完善，促使机电一体化飞速发展并且在现实生活中得到前所未有的广泛应用。

2 机电一体化发展趋势

随着各科技术的不断发展、相互融合，以及社会经济发展对机电一体化提出的必然发展需求，导致机电一体化在未来的发展过程中将呈现以下几大趋势：

（1）智能化。人工智作为科技进步的一种体现，代表着一种新的生产力，在问世之初就得到了社会各个方面的关注。“智能化”的主要描述对象是机器设备的行为，这是 各科学技术相互融合的一个必然结果，即结合控制理论、计算机科学、心理学等新思想，使机器本身如同人类一样具有逻辑、判断以及自主决策等能力，从而更好的控制发展进程，实现目标。

（2）微型化。微型化主要指的是物体的体积方面，泛指机电一体化产品的体积之小，其尺单位一般用毫米，甚至是微米、纳米。微型化的主要特点是主要体现在：体积小、耗能小、运动灵活。机电一体化技术的微型化将在社会的各个方面得到应用，尤其是精细化的行业和部门，如：医疗、军事、信息等多个方面。

（3）绿色化。社会的持续发展给人们带来巨大改变，在物质丰富、生活舒适的同时，资源减少，生态环境严重污染等问题要同时浮现。在保护环境成为社会发展的必然前提的社会环境下，绿色产品的概念应运而生。作为绿色产品必需满足符合环境保护及人类健康这两大硬性指标，这主要体现在其产品的设计、产品的制造过程、产品的使用以及使用后期的销毁的几大方面。而作为机电一体化这一特殊的对象，其绿色化主要体现在产品的使用以及使用后期的销毁的两大大方面，即在使用的过程中不污染生态自然环境，同时能够回收利用。设计绿色的机电一体化产品，顺应了时代的发展要求，将具有广阔的发展前景。

（4）模块化。在现实社会的生产过程中，生产具有标准的、统一接口的一体化产品需要具备两大方面的因素：第一、一体化产品的各种类具有明确的技术标准，第二，生产机电一体化电子产品的厂家能够严格按照各种类的技术标准进行生产，且所生产的产品各项技术指标过关。但是，现实社会中这两方面的因素不能够达到生产标准化、统一接口的机电一体化产品单元，成为一项十分复杂的事情。但研制和开发具有标准接口机电一体化产品单元本身对于机电一体化的发展是非常重要的事情。

（5）网络化。随着网络技术的发展，科学技术、工业生产、人们生活等方面都发生了重大改变。在全球经济发展过程中，各产品的生产、销售等各个环节都随着网络的全球化纳入到全球经济发展过程中，各企业之间的竞争也随着这种进程呈现出全球化的态势。可以毫不夸张的说，只要研制出的机电一体化新产品满足社会需求且质量保证，畅销全球将不是问题。

3 机电一体化技术在工程机械中的应用

机电一体化技术在被引进工程机械这一领域后，其应用领域及范围非常广泛，这主要源于机电一体化技术在工程机械领域所产生的以下几大方面作用：

3.1 监督与控制

机电一体化这一技术被引入到工程机械领域之后，在该领域所发挥的作用主要是利用电子一体化产品的各种功能如智能化，其所发挥的作用主要多种多样，其中监督与控制作用是在该领域所发挥的关键作用之一。监督和控制主要是利用了机电一体化的半智能化特点，对工程机械的使用过程及故障的出现进行自动的监督和控制，从而减少相关事故的发生，提高安全性。这主要体现在以下三大方面：第一、电子监控，第二、自动报警、第三、故障自诊。

3.2 节能降耗

没有将机电一体化引入至工程机械领域时传统意义上的工程机械领域，存在一个非常突出的问题：功能与功能之间无一定的相关性、联系性，呈现相互杜历的态势，这就致使各功能之间不能进行有机的协调统一，从而致使设备的利用效率偏低，生产资源浪费相对比较严重。

3.3 提高作业精度

产品的作业精度直接影响着工程的质量，对于工程所具有的各种效益必将产生直接的影响。这不仅体现在施工过程中，在简单的产品生产过程中同样如此。一般情况下，机床加工的不良产品的成因主要是人的因素，即人的技术水平以及操作经验。机电一体化技术在工程机械中的引用，很大一方面是借助电子系统的精密控制系统，从而，不仅实现了其自动化、智能化，而且同时减少人为因素引起的各种失误和偏差，从而提高工程机械工作的精密程度，确保产品质量。

3.4 降低劳动强度

目前，工程机械施工操作过程中呈现的自动化或者半自动化这一特点，是对机电一体化技术引入后的一个必然结果。这促使在施工过程中，劳动者的劳动强大得到大大降低，同时能够在同时间段内完成各种不同工作，促使工作效率得到大大提高。

4 结语

机电一体化技术是各种科学技术共同发展、相互融合的产物，是社会进步的一种标志、体现。机电一体化技术在引入至工程机械中的后，所起的作用不仅包括对工程机械的工作过程进行监督和控制，从而降低生产过程中的能耗，提高作业精度、提高产品质量，同时降低人员的工作强度，使人力资源得到更好的配置。

参考文献：

篇（7）

关键词：

机电一体化；系统；传感器；检测技术；应用

传感器的应用能够清楚的展现对象的状态和相关特征，并且给予待测对象一些关键的信息。传感技术能够起到放大电信号的作用，并且可以对标度进行加工处理，将一些物理量变成对其相对应的电信号的一种技术。在机电一体化过程中，为了能够有效的获取相关信息，人们通过引进传感器和传感检测技术的方式实现信息的获取目的。

1传感器类型及传感器技术分析

1.1传感器的类型分析

传感器是一种能够感受规定的被测量信息并且将这种信息通过独特的方式转换为了输入信号的电器装置。这种装置在机电一体化中的应用主要是为了检测机电一体化系统与作业环境的基本状态，进而为机电一体化系统的有效运作提供相关的信息。在整个机电一体化系统结构中，测量模块是系统结构组成的核心部分，组成测量模块的除了变换电路之外就是传感器最为重要。传感器的输入数能够确定机械结构模块的整体性能，由此可知，传感器是整个机电一体化系统之首。它的作用就等同于系统的感受器官，如果缺少传感器，系统信息处理和控制决策的功能将难以实现。传感器具有多种类别，按照其测量对象的性质不同可以将传感器分为两种，其中一种是内部信息传感器，这种传感器主要用来检测机电一体化内部的状态，包括系统内部位置的变化、速度的变化、温度的变化以及异常变化等；另外一种是外部信息传感器，这种传感器主要是用来检测外部环境的状态，外部信息传感器当中有接触式的触觉传感器以及非接触式的视觉传感器、超声测距仪以及激光测距仪。

1.2传感器技术分析

在基地那一体化过程中，监测技术的基础内件就是传感器，所以说，传感技术对于机电一体化系统的运行起到至关重要的作用。监测技术的主要功能就是对操作的对象进行监测，并且对系统运行的环境以及系统本身的状况进行监测，为确保系统的正常运行，监测技术能够为系统提供一些关键的信息。传感技术的发展关系到机电一体化系统的整体发展，随着科学技术的发展，各种电子产品逐渐产生，电子信息呈现爆炸式的状态，信息传播的速度也不断提升，传统的信息传播方式的传播速度已经赶不上时展的脚步，需要对传感技术和检测技术不断更新，才能够满足时代对信息传播发展的要求。

2传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用

传感器在机电一体化中主要是广泛应用于自动化产品当中，例如，工业机器人以及汽车自动化控制系统中对传感器都有应用，以下就这两个方面的应用进行介绍。

2.1传感器与检测技术在工业机器人中的应用

工业机器人在工作过程中之所以能够准确无误，是因为机器人身上安装的传感器能够感受其自身的状态，同时还能够感受操作对象以及工作环境的状态，通过内部传感器能够获取其自身的位置、位移、速度等信息，通过外部传感器能够完成操作对象以及外部环境的感知，内外部传感装置同时为机器人提供反馈信息，协助它顺利完成各项工作。此外，机器人的每一个关节上都有安装微动开关、光电开关等各种形式的传感器，这些传感器能够帮助机器人进行零位和极限位置的检测，零位检测能够保证机器人的重复定位精度和轨迹精度，极限位置检测能够保护机器人的安全动作。不仅如此，机器人的关节上还有安装位移传感器，对于机器人的位置移动和位置控制起到很大的作用。机器人的手腕位置以及抓手位置有安装触觉传感器，通过触觉可以让机器人准确的确定对象的位置，通过手抓传感器就可以使机器人抓住对象物体。

2.2传感器与检测技术在汽车机电一体化中的应用

随着传感技术以及一些新型技术的发展，将现代汽车工业推进了一个崭新的时代。汽车机电一体化的实现由自动化控制系统取代了原有的机械式控制部件，不仅仅是汽车的发动机上应用了自动化控制技术，汽车身体的其他很多部位也应用了检测和控制技术。汽车发动机上使用的传感器是整个汽车传感器的核心部分，应用了多种类别的传感器装置，通过这些传感器的检测，能够向发动机的电子控制单元提供发动机的工作状况信息，方便ECU对发动机工作状态进行精确的控制，对于发动机动力性能的提升有很大的帮助。汽车的重点控制部位使用了曲轴位置传感器、压力传感器以及温度传感器等。这些技术的应用不仅能够改善汽车的性能，实现人性化服务的功能，同时还能够增强汽车行驶的安全性。例如，现代的汽车都有导航系统，通过汽车导航的开启就能够让驾驶员清楚的知道前方的建筑物以及车辆的状态，该系统中不仅仅应用了GPRS定位技术，同时还应用了传感器及检测技术，通过传感器能够感知到一定距离以外的物质运动状态，然后给予驾驶人员准确的提示，帮助他们了解车辆行使的轨迹和阻碍物，从而为车辆行使安全提供了更好的保障。

3结束语

随着工业自动化程度越来越高，对自动检测系统的要求也不断提升，因此，需要加强对传感器检测的分析，研究出一种能够用于连续检测和瞬时检测的传感器，促使自动检测系统向着智能化的方向发展。除了在工业系统运行中不断开发新型传感器之外，要需要对已经使用的传感器的性能以及使用范围不断扩大，实现传感器的小型化和集成化发展，从而提高机电一体化的工作效率，促进机电一体化更加顺利的进行运行和操作。为了使机电一体化系统能够获取准确的信息，还需要引进传感器监测技术，利用其独特的功能实现信息获取和传播的目的。

参考文献：

[1]刘峥.关于机电一体化系统中的传感器与检测技术探究[J].信息系统工程,2013(02):71-72.

[2]解观景.传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用研究[J].中国机械,2014(09):23-24.

篇（8）

关键词：

机电一体化；汽车行业；应用发展

随着计算机网络发展，机电一体化技术也已经成为一门具有单独体系的新型科学，其发展要不断更新。机电一体化技术的基本特征大多是相同的，机电一体化系统是其研究的最主要的一方面，由机械技术、自动控制技术、计算机技术、电力电子技术和微电子技术等组成，各技术融合实现一些特定的功能极大值。

1.机电一体化技术概述

机电一体化是指将技术相关原理在机电一体化系统中充分的应用与发展，在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术，并将机损装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总成。高级机电一体化产品使机械产品实现自动化、数字化和智能化。计算机数控系统、计算机辅助设计、辅助制造系统、机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等是目前机电一体化研究和开发主要方向，实现最优化的系统或者产品技术综合。机电一体化的重要思想是设计系统原理与集成综合技术。机电一体化作为一门应用广泛的技术，其具有多方面的特点：1）使用广泛，机电一体化技术应用十分广泛，远远超出了机械工程范畴，机电一体化产品能够在不同的领域场合应用，符合客户提出的更强的应变需求；2）具有较高的生产能力，大部分机电一体化产品具有自动信息处理与控制能力，可以利用自动控制系统按照设计的具体要求完成既定的操作，提升生产能力；3）具有极高的安全性，其包括警报、自动化监控、自动化诊断、自动化保护等性能，当出现故障时，能够采用自动化保护方法，尽量减少人员与机械设备发生事故，提成设备的安全性能。未来控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术，将成为机电一体化的发展趋势，将新技术与机电一体化技术结合并运用到更多的领域。

2.汽车机电一体化技术的发展

机电一体化在汽车行业应用发展快速，许多的机械控制系统被电子控制系统代替，其发展主要有三个阶段：第一阶段是20世纪60年代到70年代，主要是应用电子装置对部分汽车机械功能进行改善，比如电子控制燃油喷射；第二阶段是80年代到90年代，主要是汽车制造设计上体现机电一体化技术，进行集成大规模电路应用，并解决了机械部件无法解决的复杂自动控制问题，对于提升汽车运行过程中的可靠功能发挥了关键作用；第三阶段是90年代中期至今，机电一体化技术在汽车领域已经达到了成熟发展，重视整体上机电一体化技术的设计，广泛应用计算机网络技术和信息技术，使汽车更加自动化、智能化。

3.汽车中机电一体化技术应用

3.1微机控制发电机体系

发动机控制单元ECU的核心是通用微处理器或者是为汽车发动机专门设计的大规模集成电路（LSI），从各个传感器得到的模拟电压信号和从发动机输出轴得到的脉冲信号都有输入到发动机控制单元，再通过模拟数字转换成数字信号。将这些数字信号作为基础信息，对发动机控制单元内的最佳空气燃料比、点火时间、排气再循环等进行计算，再将这些计算结果作为驱动信号输出，用以空气与燃料质量比。当燃料空气比例增加时，燃料占比较少，不利于点火；相反，当燃料空气比例减少时，氧气稀薄，导致碳化氢与一氧化碳增加。因此，将氧气与燃料比控制在合适的比例范围内，才有助于发动机各项运动状态维持在最佳状态，保持正常的符合运动。

3.2电子控制的自动变速器

自动变速器的目的是为了降低变速器的功率损耗，提高动力传递系统的有效功率，增加了变速装置的档数，使得汽车的行驶速度到达最佳比例，达到省力、省能、舒适安全的特点。各种传感器监测的信息会通过发动机输入到电子控制装置，换挡信息、程序开关及自动跳合开关的信息综合到一起而选择出满足行驶条件的最佳档次信息，系统电子控制装置是通过自动变起器的监测电路进行自检及失效监测，即在行驶前对所有电路进行检测。汽车启动后，通过判断报警灯的状态来判断其系统功能是否正常，若警灯处于熄灭状态，说明其功能正常；若警灯处于开着状态，则系统存在故障，自动变速器进入非电控程序状态。

3.3汽车激光测距雷达系统

汽车激光测距雷达系统重点通过计算机对车间距离的处理器、雷达测距、前后汽车状况等进行控制。激光单片机与汽车防按控制系统有效结合，针对倒车减速和正常行驶时检测汽车前后方距离范围内是否有障碍物体，并且在关键时间组织报警，进一步有效阻止发生的交通事故。测距激光雷达安装在汽车各个方向，通过光学天线发射光速，如果遇到障碍物后出现了散射的后方信号，同时被光学天线进行了接收，适时调节出方位距离信息。利用中央处理设备分析持续输出的方位距离信息，能够准确判断出物体是否在前面运动，计算出相应的汽车间距和速度，并且判断它能否与本车进行必要的接触，进一步决定汽车行驶的安全速度。当出现危险情况时，系统与警报装置接触，发送警报信号。

3.4汽车制动系统

汽车制动系统最主要的是BBW系统与ABS系统。BBW系统传递的是电流，而不是液压油与压缩空气，由电线传递能量，数据线传递信号，缩短了制动反映时间，车轮制动模块、中央电子控制单元ECM和电子踏板模块等关键部件组成BBW系统。工作模式：驻车制动时需踩下制动踏板，该操作信号将反馈给中央电控单元，然后带弄机械制动控制单元能启动电机。皮带和斜盘式齿轮机带动电机驱动丝杆，丝杆旋转运动可以使止推螺母沿着丝杆螺纹向前移动。制动摩擦片通过止推螺母与制动器活塞接触按压到制动盘上。相反地，当电流超过特定值后，电流被控制电源切断，解除驻车制动，止推螺母沿着丝杆相反方向自动旋回，制动器活塞释放压力，密封圈的复原而引起制动盘可能的失衡促使制动器活塞回退，制动摩擦片脱离制动盘。ABS系统基本功能是可感知制动轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器动力矩的大小，避免出现轮上的抱死现象，有效提升汽车行驶的安全性。人们一般对制动发生时出现的前轮增重、后轮减重以及后轮抱死更加不利汽车方向控制的特点，研制出了一套能够限制机动车四轮制动装置即防抱死装置ABS系统，同时也是电子控制技术在汽车领域做出的突出贡献，可以使汽车很好地应对突发事件，ABS系统控制框图如图1所示。

4.结束语

机电一体化技术是制造业关键核心技术，发展社会生产力的要求，不只是在汽车行业取得如此大的成就，在其他的各行各业中都得到了更广泛的应用，为国家带来更大的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]孙素闪.机电一体化技术的应用和未来发展[J].科技向导,2011(30).

[2]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技,2009,(3).

篇（9）

随着科技的进步，综合化采煤设备也越来越先进了，并且经过不断的组装和综合使用，他正在发挥着越来越重要的作用，进一步加快了中国煤炭开采的速度。这些巨大的优势作用也就使得越来越多的企业更加重视这种先进的综合采煤方法的利用，这也就决定了今后中国采煤技术方向的发展。并且随着科技的进步和技术的发展，现代综合采煤工艺也正在逐步的发展进步之中，变得越来越先进，越来越实用，越来越受到人们的亲睐。

一、煤矿机电一体化的现状

中国的机电一体化起步是比较晚的，这和中国进入工业时代和计算机时代比较落后有直接关系，这也就导致了煤矿开采技术的落后。机电一体化的兴起主要是在建国初期，那时电子科技有了初步的发展，人们尝试着把电子技术和原有的机械水平相结合，用以提高原有的机械水平，事实证明这种做法也起到了良好的效果，不仅刺激了机械行业的发展也进一步提高了电子技术的发展，从而促使我们进入了计算机时代；而自从20世纪70、80年代起我们普遍进入计算机时代开始，机电一体化的进程和程度更加深了，在各个方面均取得了明显的突破，因为计算机技术我认为是对机电一体化最重要的一部分，他在机电一体化各个方面的应用都具有很好的作用，也就在更大程度上促进了机电一体化的发展，使得机电一体化的发展进入了蓬勃发展时期；而随着现代科学技术的发展，机电一体化更加具有了时代感和先进性，尤其是进入本世纪以来，各种智能技术的开发与利用对于机电一体化来说简直起到了天翻地覆的作用，他在全方位提高了机电一体化的水准，并且有效地结合了计算机技术的利用，使得计算机技术的应用更加全面，更加全方位和有效[1]。

虽然中国在机电一体化的进程方面和西方发达国家差不多，但在具体的技术和应用上却还是存在着很大的差距，不仅仅在整体的技术水平和利用范围上存在着明显差距，就算在具体的机械设备上也存在着明显的落后趋势，举例来说，国外现在最流行的一种SL500系列采煤机的各种数据在中国就造不出来，就拿它的总功率来说，1 965 kW的装机总功率就让中国的技术望其项背，并且在交流变频开采技术等方面也存在着明显的差距，最大的差距是存在于自动化技术上，因为智能的自动化技术是新兴起的一种技术，这种技术在中国还没有流行的很广泛，因此也就存在着很大的差距。

虽然就中国目前来说，煤矿机电一体化还存在着很明显的不足也与西方国家存在明显的差距，但任然取得了很明显的进步，这在很多方面都得到了体现：MGD150NW采煤机的应用是最明显的一个标志，它不仅大大提高了产量，还增加了安全性；综合液压支架的使用不仅仅大量减轻了重力的压力，也提高了人身设备安全；钢丝绳损耗定量检测系统，这一系统就充分利用了计算机的作用，精确的计算了钢丝绳的损耗程度，使安全隐患消失于无形；此外，还有很多其他技术的利用也充分体现了中国煤矿机电一体化的进程，例如提升机交流电控系统、LC煤矿提升机综合后备保护装置、ZDC30/30煤矿用斜巷防跑车挡车装置等。

二、机电一体化技术在煤矿行业的优势

1、在线监控、自动报警及故障自诊。

即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控，出现故障能动报警并准确地指出故障的部位，从而改善操作员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的使用寿命。

2、节能降耗，提高生产效率。

例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等，使用变频 起动、PLC控制系统，节电量就为30%左右，同时生产效率也大大提高。

3、自动化或半自动化程度的提高

煤矿机械实现自动化或半自动化控制，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，并减少因操作者的经验不足，对作业精度的影响。

三、机电一体化技术在煤矿中的主要应用

1、 机电一体化技术在提升机中的使用

矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，硬件配置简单，互相兼容。“九五”期间，国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机，其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统，其性能先进、操作简便、准确可靠。

2、机电一体化技术在采煤机中的使用

电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有一下特点：①良好的牵引特性：可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层：牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍，所以电牵引采煤机可用在40°～50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。③运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外，其它元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。④反应灵敏，动态特性好：电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99%，而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。

3、机电一体化技术在带式输送机中的使用

带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。

4、矿井安全生产监控系统

从多数煤矿使用监控系统的效果来看，还存在一些问题，但是主要问题是传感器的不足，并且使用过程中，其稳定性相对较差，使用寿命不足，一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究，对一些关键技术也实施多次再设计改进措施，但仍然没有得到预期的效果，因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外，由于计算机网络软硬件技术发展很快，运行速度和质量也在不断提高，传输介质由同轴电缆发展到光缆，信息媒体由字符发展到声像，煤矿的安全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。

四、结语

机电一体化在煤矿开采中的巨大优良作用不言自明，而在这方面中国和世界其他国家还存在着明显的差距，如何弥补这一差距，增强中国在煤炭开采行业的竞争力，这就需要我们朝着积极健康的方向发展，只有这样，我们才能尽量弥补差距，加快发展进度。

篇（10）

中图分类号： TH-39 文献标识码： A 文章编号：

1机电一体化的发展

机电一体化在20世纪70年代是初始研究探索的时期，此阶段研究者通过尝试各种科学试验来提高机电器械的运作效率和质量。尤其在第二次世界大战时期，战争促进了电子技术与机械的相互渗透融合，当时目的是为了战争服务，而战争结束后技术优势和特点逐渐转为为民众服务。加快了使用地区人民生产生活回归正常轨道。但由于尚处于技术发展的初级阶段，性能和质量并不是特别完善，而适合产业发展的外在环境条件尚不充分，因此其进一步发展受到局限。后来网络通信技术和控制、传播技术的推广带来微型计算机和集成电路等技术的使用等成为了电子技术和机械技术相融合的前提性条件甚至决定性条件，对促进机电一体化事业功不可没。90年代以后，机电一体化的发展出现新的进程，有一下两点：第一，学术界同仁始进一步关注机电一体化进程的研究，由此扩展出新的相关学科和研究重点，如出现了光机电一体化以及微机电一体化等等;第二神经网络技术、光纤技术等新的研究对象兴起后为机电一体化技术的推广传播提供了技术等方面的支持。

2 机电一体化技术的主要应用领域

目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。数控机床及相应的数控技术经过 40 年的发展，在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高，具体表现有：机电一体化采用开放性设计，即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准，应具有兼容性、层次性，能最大限度地提高用户的收益；机电一体化能实现多过程、多通道控制，即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力；机电一体化的应用最终可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去；以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。当前机电一体化技术应用的又一具体体现主要为在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动化设备、自动机械及自动生产线等。如：邮政信函自动分捡处理生产线；各种印刷包装、高速香烟、易拉罐生产线等；这些自动机或生产线中广泛应用了传感技术与现代电子技术。近十年来，我国技术水平迅猛增长，已超过了发达国家的水平。

3 机电一体化中的电机控制与保护

电机控制与保护针对的是机电相关设施的维护和保养。它是机电事业强大的后盾和不能忽略的组成部分，它的开发使用是时展的需要也是各国政府大力提倡和推进的一项措施。它的节省能耗的优点使其在各个领域都能发挥作用，并成为经济发展必须考虑必须重视的重要环节，对它的倡导和规划符合国情和民生需要，也是我国事业国际化的一项推进因素。

3.1 电机控制保护装置存在的缺陷

其实现阶段在电机控制保护装置中，各种非期待的状况都有待处理。比如井下电机控制保护设备中，鼠笼式异步电机的故障率就比较高，占整个电机设备总故障率的一半以上，所以对于井下电机控制而言，可靠的控制保护装置是保证矿井安全生产的重要因素之一。通常电机保护装置的原理不外电磁原理或者电热原理，比如通过熔断器进行短路保护，或者用热继电器进行过载保护等，都是这应用这些原理的典型技术。随着机械自动化程度渐渐显现出来，电机设备的运动使用率高，人工的负担转嫁于机械设备，而由于启动时间，电压，设备开机状态等影响下机器的损坏率，寿命变短等问题逐渐凸显出来。电机设备研究人员希望通过长期的调查和试验找到保护电机保护技术前景何在，得到以下结论：第一，设计之初便要考虑日后的维护保护工作，提前做好计划安排，从头到尾进行统筹规划。第二，拓展设备养护问题胡思路，创新保护装置，使其发展规模发展思路更加多样。第三，转变管理观察方式方法，在设备运行过程中根据实际情况一切以更好更快为目标，及时将出现的问题处理完，在此，数字化的监管模式因为其高速和全面是目前发展的主要方向。

3.2电机保护控制装置发展趋势及前景

电机控制保护现状是缺乏思路创新和科技创新，近几年针对这些问题提出一些新的理论方法，期望推进该事业的进一步发展。通过仿真计算和故障建模，并引入突破量、相位量、谐波份量、阻抗量、序份量等多种对电机故障敏感的检测量进行数据分析，并作相应判断和分析，把这些工作量提前做好的话，不但可以大大提高保护控制装置的精度和灵感度，还可以为以后的理论研究提供依据，为今后的突破进展提供依据。新技术的应用与开发（例如在线监测保护控制装置的应用等）也是电机控制保护装置的一个重要方面。利用新的技术产品（例如高频电磁波、位移、振动、红线、机械、电、热、光、声等）和理论对电机的运行进行实时监测，然后根据各种装置输出的信息通过计算机进行判断，把反射的数据进行分类，通过科学的分析和比对确定故障类型和严重程度，最后再采取相应的补救措施等，这样不仅能实现以上各种电机保护控制功能，更重要的是能在故障之前发出预警，达到提前防止故障发生，防患于未然。电机控制与保护装置还有一项很重要的发展前景就是积极配套出厂电机保护控制装置，根据国际质量标准水平发现自己的不足和缺陷，并根据我国现实状况具体设计规划，力求适应中国国情。国外一些国家在电机产出后营销阶段会相应赠送或追加配套辅助设施，这种做法对于短期可能会产生效益低下等印象，但长远说来使购买者得到真正实惠，保证机械运转效率和质量，提高机械使用寿命，降低资源浪费，我国在这方面明显做得不够，致使整个行业发展过慢。所以说我国在这一方面应该像国外积极学习，发展配套运行机制，使得购买效率和使用效率都提高，避免了使用者配置不当引起机器损毁，耐用率低下而花费高昂，一方面使出产者的口碑提高和产品进一步推广全国乃至世界打下基础。所以说电机与其保护设备的配套不但能够促进彼此的使用效果，拓宽了电机事业长远发展的道路，对整个机电事业的科学化、人文化、世界化都是一个不小的促进。

参考文献

[1]王涛.论机电一体化与我国的经济发展[J].中国经贸导刊，2010(15).

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机电一体化是介于机械与电子自动化两个学科间的一门技术，它综合应用了计算机技术、机械设计理论技术、自动化电子、控制计算、接口技术等，在现代工业中发挥着重要的作用。由于机电一体化技术涵盖领域多，应用广泛，与实际结合性强，给学校的机电一体化专业教学提出了挑战。在我国的中职机电一体化专业教学中，基本上是沿用传统的理论教学方法。长期以来，机电一体化课程中将整个系统的理论知识体系作为核心，这种模式能够有效地促进学生理解技术的内涵，更容易地掌握实际技术。然而，传统的机电一体化专业教学缺乏理论与实践的结合指导，学生不能在课堂掌握生产线所需的基本技能。因此，针对中职机电一体化专业教学模式的探讨，可以提出更多有利于学生技术成长的问题，改进当前的教学模式。

一、中职机电一体化专业教学模式及特点

中职机电一体化专业教学体系主要采用必修课、限选课、选修课的课程结构，并设定培养方针，即“一个主题，一条主线，四个层次”，主题为通过机电一体化课程的教学，培养学生思考问题，解决问题的能力，主线为结合实际企业需求和工程实际经验，进行专业性的培训和教学，四个层次为专业认知、基本技能操作训练、专项技能训练、综合技术应用能力。中职机电一体化专业教学模式是基于培养方针，采取课堂教学和实习实践相结合的基本方式。

中职机电一体化专业教学模式的特点如下：①机电一体化知识是一门较新的学科，教学所讲授内容新颖，学生有较为积极的学习态度。机电一体化是将机械知识与自动化电子知识相融合，学生对于该类知识具有良好的兴趣。中职学生虽然初中知识基础掌握不牢，但这门学科可以取得积极的学习兴趣。②与实际工程结合比较近，课程必须将学生所学理论知识与实践相结合。机电一体化课程需要进行大量的实验、实际操作才能掌握，对于中职学生，培养动手能力也是主要的培养内容。③知识面广阔，需要掌握的知识面广。学生必须立足于各类知识的综合，不能只针对机电一体化进行专门学习。教学过程中，需要对其他所缺的知识进行拓展，例如控制工程技术、机械原理基本知识、自动化知识等。

二、中职机电一体化专业教学模式的改进措施

针对我国中职机电一体化专业教学现状及传统教学模式特点，先立足于学生发展，从教学的根本模式出发探索新的改进措施，努力完善中职机电一体化专业教学方法，提高教学水平。

主要的改进措施如下：①完善教学硬件设备，为中职机电一体化专业教学提供良好的教学工具。同时，结合所具备的教学硬件设备制定相应的教学方法，保证设备能够充分为学生学习提供帮助，促进教学水平的提高。②对于教学课程内容形成体系，重新编排教学的内容和顺序。理论课程必须根据学生的实际需求和学习能力，制定相应的策略方法。理论课程的安排应遵守由易到难，循环渐进的原则，并在实际教学中做出适当的调整，从而确保学生不仅能够掌握所学知识，而且能够对机电一体化课程产生兴趣。理论知识要涵括学生以后从事工作所需的基本知识，即使不能深入讲解具体原理，也应多增设教学内容，拓展教学体系，以达到教学面较全的要求。③教学实践注重实用性和普遍性。中职机电一体化不能像其他基础课程采取单纯课堂教学，还要根据课程的要求增设实践和实习课程。由于中职学生最终要走向工厂一线操作，所进行的实践课程尤为重要。所开设的课程能够帮助学生快速熟悉今后所从事的工作，能够符合当前工厂实际制造的基本要求。例如，实践课程中应增设让学生能够亲手操作的项目，学生能够在课程中切实提高自己的动手能力，并能利用机电一体化知识分析问题。此外，学校应积极与相关工厂签订实习基地协议，方便学生能够到生产一线锻炼。④努力提高机电一体化教学的教师水平，多引进具有丰富实践经验和理论知识的工厂老员工，并聘请大学优秀教师担任兼职教师，为学生提供良好的教学环境。并且，中职学校应注重教师教学理念，保证每一位教师不仅教授课程基本知识，而且能多向学生提供社会生产中的实例，增加学生见闻，拓宽学生的眼界。⑤改革机电一体化知识考核方式。传统的中职机电一体化课程采取期末考试，由于试卷涵盖知识面相对较少，该方式不能起到督促学生学习的目的。因此，教师应根据所教授的知识进行随堂测试，并开设专门的实验考试课，促使学生能够积极学习机电一体化知识。

总结：随着我国工业进程的不断深化，机电一体化人才将成为重点需求人才。针对社会发展的需求，中职机电一体化专业教学模式应作出逐步调整，与工厂发展相结合，保证教授给学生的知识能够在工作中获得应用。

参考文献：

[1]杨梅梅.机电专业实践性教学模式的探讨[J].黑龙江科技信息，2010（32）.