机电一体化技术的认识大全11篇

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1 该校机电一体化技术专业现状

吉林科技职业技术学院的人才培养模式始终坚持“产教融合把握培养方向、校企合作创造实践条件、工学结合创新培育方法、知行合一培养学习自觉”的总要求。机电一体化专业学生为高职学生，起点高，学习基础好。近3年招生情况稳定，从教学内容与专业建设方面探究该专业的人才培养方式，缺乏综合性实验与综合型课程的设置，急需在校企合作的形式下开发补充上述两类课程。

2 该国校企合作现状分析

我国现有校企合作模式总体上是以学生培养目标为导向的合作模式，形式多样（如“订单式”“零距离对接式”“捆绑式”“产学研一体式”等）。就其本质而言，在于把职业教育与社会经济发展联系起来，以实现良性互动和“双赢”局面，最终目的是促进学校和企业发展。但在实际操作上，还远没有形成科学化的深层次合作，大多处于学校为主动方、企业为被动方的局面，建立高效、可运作的校企合作机制十分必要。

3 该校机电一体化技术专业校企合作人才培养模式的实施

3.1 建立该校机电一体化专业校企合作相关机制

（1）建立校企合作组织协调机制。

高职院校和企业隶属不同体系，学校教师和企业专家的行为习惯与思维方式存在一定差异，而且校企双方在开发项目课程体系上提供的时间与精力有限，易产生分歧。因此，学院专业教研室将成立专门的课程体系构建机构，吸收具有先进的课程开发和管理经验的教师及企业人员，主要职能是为课程建设提供潜在理论支持；协调、解决三方企业专家、专业教师与课程专家在课程构建过程中可能会遇到的细节性问题。

（2）建立校企共同育人机制。

鉴于项目驱动的职业课程体系建构的工作涉及范围广，影响因素多，因此要建立校企深度合作机制。具体为统一学校与企业对人才培养的标准，双方共同确定人才培养目标方向，共同制定人才培养方案；共同实施职业素质技能考核，使人才培养和人才使用融为一体，以此实现校企共生共赢。

（3）建立校企共同督导机制。

通过校企共同推进的项目驱动课程体系在管理中，重点是过程控制。该校将建立和完善专业课程教学质量管理制度。

首先，建立企业专家备课制度、校企课程研讨制度；其次，完善相关制度执行的督导机制，测量、评价、分析和改进课程的实施过程，从而形成自觉要求、自我检测、自我修正、持续改进的良性管理机制，为校企合作下人才培养目标的实现提供管理保障。

3.2 实行“双证书”制度

以职业标准为依据，将教学内容涵盖相应的职业标准，做到教学模式和教学万法与职业标准的要求相适应，从而使职业教育与职业资格制度相互沟通，真正实现课程内容与职业资格标准对接。

3.3 人才培养过程突出职业综合素质锻炼

机电一体化专业教研室对实践教学资源进行优化、整合、重组，充分考虑专业课程特色，建立了电气控制综合实训室、虚拟仿真实验室、电工基础实训室等校内实习实训基地，建立校企合作校外实训基地，双管齐下，满足院部机电一体化技术专业学生基本技能、专业技能和职业能力的培养需要。

同时，积极研究机电一体化技术专业教学的特点，采用项目为导向、任务驱动为主线的教学模式，实现理论教学与实训教学1∶1比例，推行“学做结合、赛练互通”的教学方法，通过理实一体化来组织教学内容与安排教学。

3.4 积极推进过程考核制度

制定以提高职业能力为目标的动态考核标准，采用项目过程考核、闭卷笔试、故障分析训练、实际操作及生产实践演练等多种考核形式，实现知识应用考核与实践操作相结合、校内考核与校外考核相结合、过程考核与终结考核相结合，构建了师生、企业专家共同参与，以职业能力考核为主、职业知识、态度为辅的动态考核评价体系。

3.5 加强“双师”素质教师队伍建设

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中图分类号TM 92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）93-0063-02

机电一体化从出现之始就极大地推动了社会的进一步发展，并且有了很快的发展速度和良好的发展趋势。在机电一体化有其自身的发展历史，并且在发展过程中不断的进行创新，为自身创造了一个良好的发展趋势，有广阔的发展空间。在其发展过程中，不断对新技术和新知识进行利用，使其符合现代实际应用的需要，促进其发展。

1 机电一体化技术创新发展的趋势

首先，在未来的发展趋势中，机电一体化的应用将会有更加广泛。无论是在一些小的方面还是比较大的方面，在自动化产业上都要通过机电一体化技术来进行开发。机电一体化的重要性也是因为其为自动化工业和航太工业以及国防工业的基础技术。机电一体化技术作为一门新兴技术在一些工业比较发达的国家有着快速的发展，同时，它对PC工业控制的发展也有一定的带动作用。在其发展过程中，程序控制器技术也就是机电一体化的核心也在不断的发生变化。程序控制器在工业自动控制领域被广泛的应用，在工厂自动化控制中，PLC也成为了核心技术。但是由于PLC程序的撰写一般的情况下是先进行阶梯图的绘制再将其转化成PLC的指令，所以说PLC质量在不同的品牌中也会不同，这样所造成的结果就是每一个程序之间的转换很不容易。另外，PLC指令比较接近低阶语音，开发程序很不容易，并且比较耗费时间。为了使PLC机电一体化的缺点得到改善，目前情况下利用PC电脑或者是IPC将PLC取代，把它当作是机电一体化中的控制器，对于控制程序的撰写使用的是Visual Basic，将PLC形式的机电一体化取代。

其次，发展了机电光一体化。在社会进入21世纪之后，半导体微电子技术和微机电技术以及镭射技术发展速度非常快，另外影响显示产业以及新兴的生物科技也在快速的发展，使得一些传统技术有了新的生机与活力，使机电一体化开始向机电光方向发展。一个比较典型的机电光技术应该包含的范围有：机构设计、精密制动器、人机界面、微处理器，程序或反馈控制、诊断信号的处理与错误、辨别图形、制程工程以及仿生人工智能。另外，根据光学或者是光学元件和机电元件有不同的互动程度和组合特性，可以将机电光系统分为三种类型，即光机整合的类型；内嵌光电或者光学装置的类型；在光学系统中嵌入机电装置。

2 机电一体化技术发展的保障

在机电一体化技术的发展中，虽然有比较快的发展速度以及比较强的竞争力，但是仍有问题存在，要保证机电一体化技术能够有一个较好的发展，必须要采取一定的措施，可以从以下的几个方面来进行：要让政府的决策高层认识到机电一体化技术的重要性；加强对机电一体化技术人才的培养；发展电力电子关键技术，加强对机电一体化技术的研究；注重理论与实际并行；积极推动“产学研合作”；机电产业要走进校园内部去寻找人才与合作；建立未来的研究对象。

此外，机电一体化中的机电光技术还属于一种新兴技术，从目前的情况来看，这一方面的人才比较稀缺。因此，在一些国内高校中，有必要开设相关的课程，培养有关这一方面的人才，推动机电光机电一体化的发展。

3 机电一体化创新的具体内容

3.1技术设计向单元化发展

在机电一体化的实验平台中实行单元化技术来进行设计。将系统分为几个单元模块，主要包括工控机、运动控制卡、伺服电机及步进电机、CAN总线、电动机驱动器，还有直线、工作台以及回转单元。只要是能使接口保持一致，就可以将每一个单元分开设计，这样就使得系统具有高度的可扩展性以及互换性。它的总体结构可以用下图来进行表示：

3.2控制系统向网络化发展

在系统中将电子计算机作为节点，将运动控制卡以及CAN卡作为子节点，然后利用这两种控制卡进行向下分支而形成树状网络。利用计算机对电机运行情况以及传感器信息进行统一处理，把整个系统都整合到一起。利用网络将每一个控制节点联系起来，这样一来，在实际操作中就能够将步进电机作为控制对象，使控制更加简易，控制对象的选择也可以是伺服电机来满足高精度要求，也可以将两者组合在一起构成一个系统。利用计算机对不同节点信息进行处理，再将其反馈到每一个控制对象上，利用这种方法来完成协同控制。

3.3系统应用向长久化发展

在实际操作过程中。操作人员可以利用控制卡数目的增加来将控制对象数目扩展，并且它的实现只需要在电气上略微改动。

与此同时，也可以利用其他设备的增加来进行系统功能的扩充，比如增加工业摄像头就能够使图像定位以及图像智能控制等任务完成。

4结论

机电一体化是现在社会中的一项重要技术，在机电产业中的应用十分广泛，所以对其有一个科学全面的认识是十分必要的。机电一体化在以后的发展中，其功能必然会不断完善，控制系统也将会更加强大。相信在未来它将会有更加广阔的发展前景，在各个领域的领域在将会更加广泛，作为机电行业有关人员，对其现在实际中的应用以及其今后的发展趋势有一个科学合理的认识，跟得上机电一体化今后的发展步伐，从而适应其发展，对社会发展也起到一定促进作用。

参考文献

[1]王海静.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].教育教学论坛，2013（13）.

[2]崔乐芙.PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].机电信息，2013（3）.

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随着科学技术日新月异的发展，不同学科的知识相互渗透交融，促进了工程领域内的技术的革新，特别是机电一体化技术的发展，确立了机械工业未来的发展方向。本文主要对机电一体化技术进行了基本的概述，同时简述了国内外机电一体化技术的发展概况，进一步分析了机电一体化技术的发展趋势。

一、机电一体化概要

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

二、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下:

1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设的研究日益获得重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3 网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

4 微型精密化

随着纳米技术的不断深入发展，机电一体化技术也将面向微型精密化的方向发展。一般来说，机电一体化产品的微型精密化可以使机电一体化产品的应用范围更加的广泛，微机电一体化产品具有体积小，耗能低，应用广泛等诸多优点，因此微机电一体化技术具有比较广阔的发展前景。但是微机电一体化技术的发展需要精密的加工工艺以及先进的设备作为其强大的后盾。

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1机电一体化的内容与核心技术

1.1机电一体化技术的基本内容系统工程是该技术的主要工作方式，此外，该技术的应用还包含了电子、机械等各个领域的技术，并将这些方面的知识、技术进行了有机结合，从而优化了产品制造和系统间的配置。同时，还促进了产品满足现实中的需求。就目前而言，使用一体化技术时一定要将与其有关的建设工作做好，特别是各种技术的创新、原理等，以生产出质量更好的新产品，因此，该技术本质上是相关技术整合后的结果。1.2机电一体化的核心技术1.2.1自动控制技术该技术是所有技术中最为复杂的一项，因为该技术涵盖的面积非常广，内容五花八门，基于控制理论的知识对一体化系统进行设计，再进行模拟检测和现场测试。在其能控制的区域中，该技术所包含的内容非常多，主要有自适应、速度、精度定位等控制技术。1.2.2系统技术系统技术指的是一体化中包含的所有组织、概念等的总称，它是一个基于整体角度的技术，将整体分割成多个互相联系的功能模块，从而将其与接口技术统一起来，并进行有效的管理，达到将系统连接起来的目的。1.2.3计算机、信息技术信息技术、计算机技术这两种技术的结合运用是对信息进行互换、储存、读取、运算以及进行相应判断的过程，该过程包含的内容分极其丰富，主要有专家系统、人工智能、决算等。1.2.4机械技术该技术是实现机电一体化的基本技术，机械技术具有高、新的特点。该项技术应用的关键点在于怎样将其融入到一体化技术中，并利用它自身的特点更新、处理产品，对产品的性能、结构、材料进行改善，进而大大改观产品的准确度、性能。

2机电一体化技术的发展趋势

在20世纪90年代后期，很多发达国家引领一体化技术向着智能化方向发展。形成这种趋势的原因有3个：①通信、光学等技术广泛应用到了一体化技术中。此外，微细加工这一精密技术也逐渐引进其中，形成了微机电、光机电等一体化的分支技术；②相关人员对一体化这一学科的体系、发展方向进行了深入探讨，比如集成方法、建模的设计与分析等；③光纤、神经网络、人工智能等技术的快速发展，为一体化技术、产业化发展起到了巨大的推动作用。未来机电一体化技术的发展趋势分为以下5方面。2.1绿色化随着人们环保意识的逐渐增强、绿色发展概念的普及，机电一体化技术也要向着绿色化方向发展。该技术的绿色发展指的是其应用不会污染环境，可降低材料的使用成本，并能实现回收再利用。比如，通过将废物产生量、材料使用量、产品设计三者之间的关系进行量化，从而分析一体化产品制造过程是否对环境造成了污染；对一体化产品设计、制造中的每一阶段进行改进，争取通过废弃材料来加工生产，产品报废之后还可以回收再利用。2.2模块化随着产品精细程度、成熟程度的提高，产品制造过程中的分工会越来越细化，且所有的细化分工应参考一样的标准。因此，就形成了模块结构。机电一体化也逐渐向着模块化的方向发展。比如，研发集实时测距、动态捕捉、图像采集与校对、数据监测等于一体的电机控制模块，研发集节能、变频、减速于一体的电机驱动模块。在此情况下，便能在产品设计环节直接使用所建立的模块，大大加快了产品研发的速度。2.3微型化机电一体化向着微型化发展是必然趋势，这是因为微型化发展可以对微电子、软件、微机械等技术进行有机融合，并具有使用灵活、消耗能量低、体积小等优点，发展前景良好。2.4系统化系统化的发展趋势主要体现在2个方面：①逐渐引进多系统、远程通信的局域网，大幅提升通信能力；②逐渐使用模块化、开放式的结构，能随意分割和组合，灵活多变，比如，当前正在对智能机器人进行生物系统化的研发。2.5智能化在当前信息时代的大背景下，控制理论的逐渐应用、传感系统的快速发展、计算机运行速度的不断加快均推动着机电一体化技术向着智能化的方向发展。比如，现阶段有的机器人能模仿人类的思维或动作，在工业生产、家庭生活中已经被运用。

3机电一体化技术的发展思考

要想推动机电一体化技术的发展，应做好以下5方面的工作。3.1优化发展环境要想优化该技术的发展环境，应确保人们可以正确认识该技术的发展，并引起高度重视，从而为一体化技术的发展创造一个良好的环境，争取获得政策、技术上的大力支持。同时，应为研发人员提供充分的保障，调动他们的积极性，争取为机电一体化的发展作出更多的努力。3.2做好相关管理工作充分发挥相关协会的作用，做好相应的管理工作。在机电一体化进程中，应按照国家的相关规定，并以国家政策为原则来发展，这有利于机电一体化的突破发展。3.3统筹发展在机电一体化的发展中，一定要对各个环节、各个方面进行统筹，促进它们之间的协调发展。所以，应进行深入调查，对一体化技术进行科学的分析和统筹，为一体化技术的整体发展提供可以参考的依据，从而促进一体化技术的发展。3.4拥有自主知识产权该技术应用中的所有装置设备应有自己的知识产权，以提高一体化产品的供求比例，防止供求关系紊乱。3.5增加产品的通信功能只有确保产品具有通信功能，才能使其更加时适应自动化的需求。

4结束语

随着科技的不断发展，机电一体化技术也将更加成熟，大众视野中的一体化产品也会逐渐增多，其使用会越来越广泛。在今后的发展中，机电一体化技术将向着智能化、微型化、系统化、模块化、绿色化的方向发展，它的作用会越来越大，为进一步提高生产效率、推动社会的发展作出更大的贡献。

参考文献

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机电一体化的外文名词是Mechantronics，起源于日本，是取英语Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示机械学与电子学两种学科的综合。目前，国内外对机电一体化的涵义有各种各样的认识，其各自的出发点和着眼点不尽相同，再加上机电一体化本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展不断被赋予新的内容。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体，是现代科学技术发展的必然结果。随着现代科学技术日新月异的发展，不断地推动不同学科的交叉和渗透，从而导致整个工程领域的技术革命。

1.机电一体化概要

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。机电一体化涵盖技术和产品两个方面，只是机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其他新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械。机电一体化系统由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体，具有满足人的使用要求的最佳功能。

2.我国机电一体化的现状

世界范围内机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段也称为初级阶段。20世纪60年代以前由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。第二阶段可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。第三阶段，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。

计算机数控机床（CNC）是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就，是典型的机电一体化产品，是机床发展的必然趋势。

汽车的机电一体化中心内容是以微机为中心通过自动控制来改善汽车的性能，增加汽车的功能，实现汽车降低油耗，减少排气污染，提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。近几十年，国际各大汽车公司都加大了对汽车机电一体化的研究，使其发展有了质的飞跃。

工业机器人（IR）一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成，是一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照预定程序、轨迹及其要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置，是具有发展前途的机电一体化典型产品。

3.机电一体化的发展趋势

3.1自律分配系统化

未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.2系统化

系统化的表现特征之一是系统体系结构进一步采用开放和模块化的结构。系统可以灵活组套，进行任意裁减和组合，同时要求实现多坐标系列控制功能的NC系统。表现特征之二是通话功能的大大加强，即网络化趋势。

3.3人工智能化

这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

3.4全息系统化

机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。其系统的层次结构，也由简单的“从上到下”的形势而变为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

3.5绿色化

环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主题。

3.6微型机电化

微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.7面向21世纪的制造模式

一次制造成功，采用成组技术和分组作业方式，按质、按量、按时完成，做到零废品、零库存、零设备故障、零环境污染，从以“技术”为中心向以“人”为中心转变，从“金字塔式多层次管理”向“网络式管理”、由顺序工作方式向并行工作方式、由固定组织

加工向敏捷制造加工转变。

4.结语

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机电一体化技术是从系统工程的理论入手，将当前先进的机械电子技术融合起来形成更加高效的技术系统。一般来讲，机电一体化技术主要涉及到机电一体化产品和机电一体化技术两个方面的内容，由此形成机电一体化系统。从理论上来讲，机电一体化系统主要涉及到机械装置，执行装置，动力源，传感器，计算机这五个基本要素。将机电一体化的理念运用到机电一体化产品设计中去，由此是的机电一体化产品展现出以下的优势：其一，功能多样化和智能化，实现了记忆，运算，控制和信息处理等功能的拓展；其二，机电一体化产品的结构更加简单，并且朝着标准化和规范化的方向发展，设计制造的专业化程度也不断提升，使得机电一体化产品具备轻薄细巧的特点；其三，依据不同负荷和运行情况，制定更加高效的运行方案，实现对于机械运行模式的调整和控制，能够促进成本的缩减；其四，在智能技术纳入之后，不仅仅可以实现全程的自动化监控，还可以自动诊断故障，由此使得系统的稳定性和可靠性大大提升。

2机电一体化的发展现状

我国机电一体化技术发展始于上世纪六十年代，从一片空白到当前人工智能技术的广泛应用，这充分证明了我国机电一体化发展飞快，并且很快的成为影响人们生活和生产不可或缺的重要技术基础。当前随着集成电路和计算机系统技术的快速发展，我国机电技术发展也朝着更高层次方面去前进，无论是我们经常使用的电视机，还是工业生产中使用的流水线生产设备，或者是电子数码产品，都可以看到机电一体化技术的应用。但是相对于国外其他国家机电一体化发展水平来讲，当前我国机电一体化发展还存在很多缺陷和不足，具体来讲其主要体现在以下几个方面的内容：其一，机电一体化产品质量难以保证，很多机电产品还处于较低的层次中，难以在激烈的市场中占据有利地位，属于机电一体化产品体系中的最低层次；其二，机电一体化的技术基础比较薄弱，自主研发能力欠缺，专业化机电一体化设计人才缺乏，难以保证机电一体化技术创新发展；其三，机电一体化技术进步趋势不明显，高水平的机电一体化产品在整个工业体系中的比重不大，其对于经济增长造成的影响也不是很明显。当然随着人们对于机电一体化产品的认知不断提升，需求不断增加，国家政策环境不断完善，科研创新能力不断提升，上述的各种问题都将一一解决，由此引领我国机电一体化技术朝着更加理想的方向发展和进步。

3机电一体化的发展趋势

立足当前机电一体化的发展现状，依照当前机电一体化发展规律和特点，对于机电一体化的发展趋势进行预测，并且依照这样的预测结果去引导机电一体化的技术创新和理论研究工作，是很有必要的。具体来讲，当前机电一体化的发展趋势主要呈现在以下几个方面：

3.1光学化

原始机电一体化系统主要是有传感系统，能源系统，信息处理系统，机械结构等部件构成，相信随着光学技术的融入，不仅仅使得传感系统，能源系统和信息处理系统的性能得以提升，还打开了机电产品设计的新格局，即光机电一体化。其特点主要体现在以下几个方面：其一，层次多，覆盖面积比较广泛；其二，结构不断简化，方便操作；其三，精度得以不断提高，功能朝着多样化发展；其四，可靠性不断提升，保证了稳定运行，并且有着较高的使用寿命。

3.2智能化

机电一体化技术的智能化，主要是指将计算机技术运用到机械设备中去，只要输出简单的程序命令，就使得机械设备按照理想的方式去运行。其技术优势主要体现在：技术应用范围比较广泛，需求的技术人员不多，实现了劳动力的缩减，可以达到资源优化配置的作用；其二，依靠智能技术，使得机械设备能够做好简单重复操作的工作，但是在人工智能技术体系不断健全的背景下，机电一体化系统下的机械设备活动能力将越来越灵活，甚至可以具备基本的逻辑判断思维，能够自发的根据情况进行自我决策，以达到预期的运行效益。以数控机床的诞生为例，其就是利用数控技术，采用计算机对于机械加工过程进行控制和管理，发挥驱动单元和机械执行的效能。

3.3环保化

为了机电一体化的发展同样需要秉持可持续发展观，处理好机械设备运行与资源消耗，经济发展质量之间的关系。因此，新时代的机电一体化也需要向着环保化的方向发展和进步。具体来讲，其主要体现在：其一，在进行机电一体化产品设计的时候，融入环保理念，将生产，包装，使用和销毁等多个阶段考虑进去，本着提高资源利用率，减少环境污染的目的，去进行优化设计；其二，从机电一体化能耗消耗的方向入手，保证机电一体化系统效益发挥的同时，实现机电一体化能耗量的降低，引导其朝着集约化的方向发展和进步。

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中图分类号：D622 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0049-01

一、概述

机电一体化技术是机械、计算机、信息处理和自动控制系统综合应用的复合技术，是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的一门学科，其作为一门新兴综合技术融合了电气工程、机械工程、计算机技术、信息技术等类别。而煤炭生产是将成百上千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面，因此必须采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化的煤矿设备则是实现高效高产的最好选择。

二、机电一体化技术在煤矿生产中的应用介绍

（一）机电一体化技术在矿井提升机中的应用

矿井提升机是目前煤矿生产中机电一体化和自动化水平最高的设备。尤其是内装式提升机，将滚筒和驱动合为一体，机械结构也大大简化，充分展现了机械--电力--电子--计算机--自动控制的综合体。而全数字化提升机安全可靠，采用总进线方式，大大简化了电器安装施工，并且硬件配置简单实现了互相兼容。九五期问，国产数字化直流提升机已成为我国煤矿提升机的首选机型，主、副井提升机可实现全自动化，不需要专门的绞车司机。

（二）机电一体化技术在带式输送机中的应用

带式输送机具有输送量大、长距离连续输送、运行可靠、效率高和易于实现自动化的特点，从而成为我国煤矿井下原煤输送系统中主要的运输设备。因此，带式输送机成为近几年来机电一体化技术在煤矿中应用的研究重点。目前主要研究方向在机、电、液一体化的CST可控软启动装置，它是一种专门用作平滑起动运送大惯性载荷，如金属矿石或煤炭的中长距离皮带运输机而设计的软校动装置，一条皮带运输机可由一台或几台CST驱动。由于尚未解决在线监控技术、动态分析以及启停延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点还不能布置过多，一般设置为三点驱动，这就限制了输送机的单机长度和运量。另外，输送机的可靠性较差、监控设备功能较少、灵敏度和寿命都偏低，和发达国家先进技术相比还存在明显的差距。

（三）机电一体化技术在采煤机中的应用

电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的另一个典型应用。与液压牵引机相比，它具有以下优点：

优良的牵引特性：在采煤机前进时可提供牵引力，使其克服阻力向前移动，而在采煤机下滑时则可进行发电制动，向电网反馈收集电能。

适用于大倾角煤层：牵引电动机轴端安装了停机时防止机器下滑的制动器，它的设计制动力矩达到电动机额定转矩的1.5～2.0倍，因此电牵引采煤机可用于40°～50°倾角的煤层，而不需要安装其它防滑装置。

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会有磨损外，其它元件均不存在磨损现象，因此其工作可靠、寿命长、故障少、维修工作量小。

反应灵敏，动态特性好：电控系统可及时调整各种运行参数，防止采煤机超载或偏离运行。

结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动部分结构简单、尺寸小、重量轻，只做一次电能到机械能的转换，转换效率可达90%以上，而液压采煤机的效率则只有60%～70%左右。

（四）机电一体化装置在液压支架的应用

煤矿支架技术在向电液控制方向发展即将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，从而避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿从美国引进的电液控制支架，移架速度可达6～8秒/架。另外电液控制装置还可检测支架的工作状态。

三、机电一体化技术应用与煤矿的发展与思考

在20世纪，我国煤矿机电一体化技术（产品）取得了长足的发展，机电一体化技术几乎应用到了煤矿生产的每个环节，但是相对于国外先进煤矿生产技术还是比较落后的。因此，要使我国煤矿机电一体化技术达到世界领先技术水平，必须牢牢掌握在信息时代机电一体化技术的特点和相关技术的发展动态。

第一，要提高我国煤矿机电一体化产品的标准化、规范化、系列化和通用化的程度：将计算机系统作为机电一体化的核心装置，因为计算机系统的运算和存贮能力非常强，且体积小、功耗少，非常适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品，在设计煤矿机电一体化设备时，应尽可能的考虑选用功能强大的嵌入式计算机，从而降低设备体积且保证工作性能更可靠。

第二，对于新开发的煤矿机电一体化产品要具有较强的通信功能，同时，要选用很质量好的开放性和可靠性高的通信模块，方便与控制网络实现连接通信控制。

第三，煤矿机电一体化设备需要达到智能化发展水平，能自主判断机电设备和周围工作环境的状态，使设备能自动适应环境且以最优的状态工作，同时可以快速地对所采集到的参数进行分析，从而对设备故障进行诊断，再结合这些诊断结果对以后工作过程中的故障概率进行预测。

第四，要对各类矿用传感器进行深入研究和开发，大力提高矿用传感器的可靠性和使用寿命，同时考虑传感器的数字化、智能化、集成化和多维化，使矿用传感器在较为恶劣的工作环境中进行信号的测量和采集，并保证其准确度，并且应具备自诊断、自校正、状态识别和自我调节等功能。

总之，应时刻关注国内外高新技术的发展，将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化设备，从而提高煤矿现代化发展，最终实现煤矿自动化生产的目标。

四、结语

机电一体化的l展不是孤立的，与机电一体化相关的技术也有很多，随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。随着计算机技术、软件技术、微电子技术、传感器技术和自动化技术的飞速发展，信息流已成为机电一体化的主要特色。

机电一体化技术作为企业信息化的重要支撑技术，是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运等装备中的大力应用和推广，极大地提升了我国煤矿生产的综合实力，也为实现安全、高效、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了坚实的基础。

篇（8）

关键词：

机电一体化；传感器；检测技术

机电一体化技术是一种整合型的机电技术，以众多的环节来组成，传感器的技术发展是促进机电一体化发展的重要部分。那么，在具体了解机电一体化技术之前，首先应该明确的了解机电一体化组成的基本结构，以此消除部分人的误区。机电一体化是指不同的机电工作环节相结合，以主机以及微型处理器作为操控中心，有次序的安排各个环节的工作。所以，在这样多种情况下被统称为机电一体化系统，从中覆盖相关理念。但并不能够因此就忽视了其他机电环节的重要之处，不然传感器在无法传输的情况下，仍然无法帮助生产者来提高有效率。

1机电一体化与传感器的简介

1．1传感器的概念

在工程当中，传感器是指能够按照一定的固定规律将其转换成不同种量或者是同种量值所传输出去的工具，变相的讲传感器和人们的器官都是有相同点的，在现代信息化的社会中，人们也经常利用传感器中的检测力、速度和更多的非电量来提升生产力的发展。

1．2机电一体化的简单介绍

机电一体化也是属于一种微电子技术，它是在根据机械的主要功能、动力功能、信息以及控制功能上所引进的技术。从中可以看出机电一体化技术是多方面的，比如机械制造、人工智能等多种技术都统一归为机电一体化技术。

1．3机电一体化和传感器之间的联系

机电一体化中的传感器技术在其中有着非常关键的作用，传感器技术不仅能够控制机电一体化系统的正常运行，还可以在不同程度里为机电一体化提供到相关的运行信息。从操作上来看，传感器是检测机电一体化的系统操作和操作对象的主要作用。因此，想要克服种种环境带来的影响，要足够做准备，不断获取所需要的信息，才能够是机电一体化的工作效率变得更高。所以，传感器技术水平的高低是决定机电一体化技术水平的高低。传感器的技术水平越高，那么机电一体化的技术水平就越高。

2传感器和检测技术的具体应用

2．1机器人

机器人是现代科技的代表性的生产物，机器人的自动能力在某些方面有很大的突破口，机器人之所以具备这么优秀的自动化功能，在运行中能够准确无误，这些主要原因都是传感器的作用。传感器在机器人自身内部中，或者在操作对象下，从中对信息进行处理。

2．2机械加工

(1)切削和机床运行过程中的传感应用。在机电一体化切削过程中，传感器所起到的作用是提高在切削过程中的效率，以及对金属材料的检测。传感器是通过切削过程中所产生的力度、振动、所发出的声音以及切削过程中电机的功率来检测，从切削过程中是振动变化和所产生的切削力来进行辨识。

(2)在机床的运行检测方面来讲，传感器是对系统、温度和控制主要进行安全性检测。机床的主要检测结果是依据机床在出现故障中的停留时间、生产是否粗糙、还有加工过程中的精度以及准确度和机床的运行状态来传感检测。

2．3工件加工

对加工工件过程的监视是传感器最早时期的应用，同时传感器也是被广泛应用的，在之前早期的时候传感器技术，只是在工件制作的过程中起到对质量上的监控。直到后来随着现代的发展，传感器才能够在生产工件的同时也运用识别和安装上。传感器主要体现在检测加工工件的制作过程能不能达到标准的工件加工的程序，检测将要被加工的工件是否当前已经要求被加工的工件，还有，工件所需要安装的具置是否是满足了当前工件被要求安装的位置。从现状来看，我国传感技术还没有能够很好的去完成这些识别任务，因此，需要在现在已有的技术上不断的创造出更多更好的传感器。

2．4砂轮的传感检测

大部分的人应该都知道材料切割过程主要是包括磨削和切削的两个过程，在砂轮的磨损程度或者是出现破损一定程度的时候，就没有办法在保证在切削过程中的质量和当中的精度，这样便不具有表面的完整性。在这样的情况发生下，我们一般称为砂轮失效。这种状况主要是因为机床出现故障所造成，而且这种状况无法在第一时间及时解决，甚至会直接导致到危险事故的发生，对人身安全造成威胁。

2．5汽车行业的传感技术

传感器在现代的汽车系统和安装中占着主要地位，基本上大部分的汽车系统里的有关电子控制都安装了传感器。比如安全气囊、安全报警和驱动防滑等等还有多类可以提高辅助驾驶的装置，在汽车的内部控制系统上来讲，机电一体化已经将传统的控制方式，转变为了自动控制。

3结语

虽然在我国目前传感器上的研发和传感检测技术的应用已经有了很大的成就，但是在与其他国家的先进技术相比较下还有着很大的差距。所以想要使得传感器和检测技术在运用上有所增强和不断的超越，那么，我们必须就得从设备上做到不断的提高。综上所述，本文主要是通过机电一体化和对传感器功能的应用，进行了简单的分析和介绍，帮助读者更加有效的认识机电一体化的组成。

参考文献:

［1］李小玲．传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用［J］．现代电子技术，2006，29(1):121～122．

［2］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(2):71～72．

篇（9）

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）21-0139-03

机电一体化课程是一门以精密机械技术为基础，综合电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术为一体并应用到实际中去的高技术学科，是机械工业发展的必然方向。为了适应科学技术的高层次发展，紧跟国际化科技的潮流，河南机电高等专科学校机电专业在初创时期，特别强调“机电一体化技术”课程模块的设置与教学，并且对于这种侧重于实践应用和变化较快的课程内容，为了能够及时跟踪学科的前沿发展，使得学生的学习更具有时效性，还把它设置为机电一体化创新设计课程，并且选择北京理工大学长期从事机电技术学科教学和研究的张建民教授撰写，高等教育出版社出版的《机电一体化系统设计》一书作为教材，借以促进机电一体化技术课程教学中学生学习兴趣的激励和教学教法的出新。

1 “机电一体化技术”教学课程的定位

把“机电一体化技术”课程设置为模块化教学课程，不仅因为它是“机械制造及自动化”专业课程体系中的主干专业课程，而且对于这种机电一体化属性的课程内容，学生有兴趣和渴望掌握相关领域前沿应用的摄取能力，使其有助于今后的学习并及时为就业和机电产品开发应用服务。在前期的相关课程教学中，学生对“机电技术类”课程踊跃选修，“全国大学生机械电子设计竞赛”连年参与人数在百人左右，足以表明学生的这种兴趣和渴望。

“机电一体化技术”课程作为机械技术与微电子技术的新兴交叉学科，融合了机械技术、电子技术、信息技术等多种学科的技术基础，体现了“以机为主、以电为用、机电有机结合”的原则。因而，“机电一体化技术”课程的教学内容，也要涵盖机电技术领域的全部技术基础分支，使学生全面了解相关学科知识内容，综观机电一体化技术发展的必然趋势。《机电一体化系统设计》一书被认为是国内机电技术学科领域具有代表性的经典论著之一，并在国内许多本科类及高职高专类学校被用作教材或教学参考书。其具有较强的先进性、实用性和权威性，具备了如上各个技术分支的理论基础，内容丰富、深入浅出、层次清晰、理论与应用并重，能够将现代机电技术的原理、技术与应用有机结合，良好地引导学生对新知识的渴求。

《机电一体化系统设计》一书除了书本的课程内容之外，还包括相关文献参考资料电子版以及网络链接学习材料的CD-ROM光盘，为学生提供了一个广泛的学习空间。作为“机电一体化技术”课程教学的教材，它在提供了知识点齐全、难易度适中的课程内容的同时，还为教学和学习提供了机电产品的设计实例，利于在教与学互动过程中进行实践应用的检验和对机电产品设计的理解，获得有益的教学效果。

为此，确定“机电一体化技术”课程教学的基本目标定位：通过相关学科知识的学习和掌握，营造师生交流互动的实践应用设计环境，促使学生系统了解机电技术学科知识，掌握机电一体化产品系统设计方法，锻炼提高学生“机电有机结合”的实际应用能力。

2 实践讨论教学模式的采用

实施机电一体化技术专业课程的实践互动模块讨论式教学，不仅能够使学生在整体把握专业知识的同时获得理论与实践的互动理解，锻炼和提高机电一体化产品设计的系统化思维及应用能力，还将反过来促进学生对先进学科知识的兴趣和追求。

机电一体化技术教学就是要营造一种实践学习及系统应用专业知识的环境和氛围，但是它应该完全不同于全实验的专业课程授课。当前，一些教师的实践互动模块讨论式教学并未起到实际效果，不仅有教师教学方式的缺陷，还有学生自主探究学习方式应用的不足。因而，在这种实践综合应用专业知识课程的教学中采用“侵入式”授课，势必造成学生对专业知识的思维理解滞后以及对知识点整体链接思维的障碍，从而影响师生课堂上的交流互动，无法达到促进学生积极学习的目的。为此，必须采用“实践互动模块讨论化”的方法，充分利用校内机电实验设备，有序地为学生设置实践互动模块讨论式的教学环境，针对机电一体化产品功能模块授课，达到学生对专业课程的逐步接受适应和学习主导性的稳步完成。

“实践互动模块讨论化”的机电一体化技术教学就是教育者努力创设互动性、参与性的教学氛围，让学生“浸泡”于机电一体化技术应用的环境里，潜移默化地提高学生理论应用于实践的系统思维整合能力。为此，在“机电一体化技术”课程教学中，首先坚持采用教材中的系统知识点，在机电一体化产品为背景的环境中以教材中机电一体化系统设计实例方法及结合科研成果构建学生的学习环境，从而否定了采用课堂讲义灌输式授课的原始方法。在教学过程中，不仅利用教材内容模块式编辑课程教学课件，采用理论知识与实物对照的讲解并设定互动讨论式交流，还发挥多媒体教学手段的作用，配备了动画及音频的实例演示教学内容，随时提问和讨论知识难点。为了达到与课堂教学的统一，延续课堂教学内容效果，每次课后的习题作业要求学生针对机电一体化实例分组设计完成；并且实验课程内容采用案例式介绍，实验报告要求结合科研成果讨论解决方案有所创新。最后采用理论闭卷考试（占总成绩的60%）、课程设计（占总成绩的30%）和平时讨论的参与程度（占总成绩的10%）三者结合考核，作为最终成绩。同时，鼓励学生参加机电产品创新设计大赛各种活动，获奖人员的课程设计设定为优秀（90分以上），使得学生对整个课程内容的学习都处于积极主动之中。

通过这种教学方式，试图培养学生在学习和应用机电一体化技术中了解和掌握如何“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”，并进一步过渡到利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维解决实际问题”。学生通过对专业技术知识的丰富和机电产品设计应用和改造能力的提高，将获得机电结合型高素质的综合发展，成为具备走向国际、放眼全球的科技人才。

3 机电一体化教学资源的广泛挖掘

“机电一体化技术”课程涉及机电技术各个分支学科的原理、技术与应用，每个分支学科都是世界现代高科技领域的一个缩影。根据“机电一体化技术”课程的这一高科技现代化特点，广泛挖掘利用其教学资源，促进学生技术知识的猎取和实践能力的锻炼。

首先，“案例教学”的网络资源利用。把具有重要学习意义的一些机电技术的原理、设计方法等进行课程模块划分，如划分为机械系统部件模块、机电执行元件模块、机电微机控制模块、机电元部件特性模块、机电结合设计及改造模块等，作为课程内容的讲述内容，要求学生利用网络搜索工具，充分进行相关预备知识内容的检索和复习，并通过机电一体化技术应用案例的检索，获取、对比并介绍、讨论相关设计案例，深入理解机电一体化系统各要素的联系。通过这种学习过程的熏陶，学生不仅深入地理解和复习相关的课程知识，还将对课程内容产生浓厚兴趣，激发后续继续学习的潜力。

其次，实践实验教学利用。目前，“机电一体化技术”的一些课程内容，已经广泛应用于各类机电产品中，并且，一些课程内容还是机电技术知识在实际机电类产品中的扩展应用。如数控机床、工业机器人、照相机、苹果手机、自动打卡机等，更是反映了机电技术的跨学科延伸。因而，充分利用校内实验教学课程资源的数控加工中心及各类机电一体化实验设备，结合机电一体化技术在实际生活中的应用实例，为学生提供丰富的机电一体化技术学习参考，将能使学生获得更为广泛的学习空间和开阔的知识视野。

再者，结合企业实际进行机电产品的设计改造应用。现代机电技术的发展，导致机电产品革新换代很快。为此，积极联系当地机电企业，实地考察企业需求，为学生营造企业环境条件，参与企业机电产品的创新设计过程。学生以毕业设计方式进行机电一体化产品的系统设计，教师进行难点指导，以此达到机电一体化系统设计整合思维的训练和机电一体化技术的实际应用。

4 问题与建议

通过“机电一体化技术”课程实践互动模块讨论式教学的初步实践、学生学习的测试以及实践设计考核，证明学生机电一体化专业知识的运用能力的提高。但是，要达到“用机电一体化系统的设计原理与方法去设计改造机电一体化产品”，还需要教师的悉心辅导；利用“以机为主、以电为用、机电有机结合的系统思维设计机电类产品”则需要更长久的锻炼。并且，机电一体化技术的实践互动模块讨论式教学也显示了一些需要解决的问题。

投入时间多、花费精力大，是学生机电一体化专业课程学习中普遍反映的问题。在教师完成大量的机电一体化技术教学备课任务之后，学生就将面临对大量机电一体化教学材料的学习过程，预习、复习以及运用机电一体化技术对问题和实验报告的撰写，都将耗用学生大量的学习时间。同时，其他课程学习的时间分配又将影响本课程的时间投入，似乎成为一个难以解决的矛盾。因此，实施机电一体化课程教学，必须要求学生加强基础专业知识的学习，铺垫好前期知识储备这一关；同时，考虑到学生的差异，还要采用循序渐进的方法，在课程的初期阶段加大相关基础知识间联系的介绍比率，随着课程的进行逐渐加大机电一体化技术应用和学生主导的比例，不断实施、改进和提高。无论如何，依据教材是必须的。

有必要进行机电一体化教学课程的系列化建设，为其教学提供更为广泛的实践培养环境。要使学生具备高素质的知识能力，获得勇于竞争的意识和潜能，适应未来走向世界的发展需求，必须有充分广泛的实践应用氛围的熏陶。“机械制造及其自动化”专业课程体系中有着许多高科技信息化的课程内容，为了达到培养高素质多技能的科技人才的目的，不但要改进和完善“机电一体化系统设计”课程的教学内容、方法和手段，还要进行系列化的机电一体化技术教学课程建设，为学生提供更为长期广泛的机电一体化教学条件和学习环境。只有使学生处于良好持久的机电一体化技术环境氛围中，才能浸染成长为机电有机结合的科技后备力量。

我国高等院校的机电一体化技术教学实践获得许多教育工作者的肯定，但是一些理性的分析也指出了需改进的地方。无论如何，只有认识到机电一体化技术教学的长期性，坚持不懈地探索和实践，才能创造该教学的良好环境和条件，克服和改进其缺陷与不足，实现培养机电一体化科技人才的目的。

参考文献

[1]，郑永军.以高新技术学科内容构筑科技人才培养体系[J].科技进步与对策，2002（12）：87-89.

[2]张建明.机电一体化系统设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]陈遇良.机电一体化教学研究[M].北京：中国电力出版社，2002.

篇（10）

中图分类号：C29 文献标识码：A 文章编号：

1引言

煤炭资源是当今社会最为重要的能源之一，在国民经济中占有非常重要的地位。因为煤矿是高危行业，提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，最大减少用人，是实现矿井长治久安的关键所在。而机电一体化技术已成为现代煤矿的一个发展方向。 本文主要介绍了机电一体化技术的重要意义和现代煤矿生产中机电一体化技术的应用策略。以便更好地发挥该技术的优势为现代煤矿的进一步发展服务。

2机电一体化技术

机电一体化技术是基础的机械技术、 以及计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、软件编程技术等多学科的交叉综合。而在矿井的生产过程中，采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力，因此，要尽量选用先进的采煤工艺，以达到矿井的高产高效的目的。 随着我国工业控制自动化技术的发展，煤矿机电自动化在矿上的应用日益增多煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。

上世纪七十年代初，山西大同矿务局自行设计和制作的综合型机械化采煤工作面，标志着机电一体化技术在我国问世，随后机电一体化技术得到了迅速拓展，在煤矿生产中的应用也变得日益广泛。但是，当前我国对于这一技术的发展与西方发达国家存在较大的差距，加之我们煤炭工业兴起相对于其他行业要慢的多，作为新时期背景下的煤矿企业必须不断加大研发力度，引进先进技术，对现代煤矿生产机电一体化技术进行不断创新和升级，才能促进我国煤矿生产自动化的完全实现，助推我国煤矿事业迅速走向可持续发展的道路。

3探讨现代煤矿生产中应用机电一体化技术的重要意义

通过上述对机电一体化技术的分析和我们工作中的实际应用不难发现，在现代煤矿生产中应用机电一体化技术具有十分重要的意义，但具体主要表现在以下几个方面：

3.1应用机电一体化技术于现代煤矿生产中，极大的提升了工作效率

在现代煤矿生产中应用机电一体化技术，是对传统手工工作方式的重大变革，越来越多的新型机电设备的广泛应用，对传统的煤矿生产模式进行了完美的转型和升级，不仅能降低矿工朋友的劳动强度，还能大幅度的提升劳动生产效率。

3.2应用机电一体化技术于现代煤矿生产中能极大的提升生产安全系数

在现代煤矿生产中应用机电一体化技术，不仅能让矿工朋友摆脱繁重劳累的体力活动，还能避免在粉尘满天飞、潮湿阴暗的环境中高负荷、长时间的生产体力劳动，从而在提高煤矿生产安全系数的同时保障广大矿工朋友的生命安全，而利用机电设备替代传统的煤炭资源挖掘、运输和提升等危险大、任务重的工作，极大的确保了煤矿企业的安全高效生产和运作。

3.3应用机电一体化技术于现代煤矿生产中能极大的提升劳动效益

在现代煤矿生产中应用机电一体化技术，在提高企业生产效率的同时也提高了生产的劳动效益，煤矿企业获得更多的经济效益的同时，广大矿工朋友的薪资待遇也大幅度的提升，极大的改善了生活质量，并随着矿工工资收入的提高，极大的促进了当地经济的飞速发展。

4现代煤矿生产中机电一体化技术的应用策略

机电一体化技术在现代煤矿生产中的采煤、提升和运输三个方面的应用最为广泛也是最为关键。基于此，笔者从以下三个方面对机电一体化技术的应用策略作出以下几点分析。

4.1采煤机械设备方面机电一体化技术的应用

在现代煤矿采煤机械设备方面，电牵引采煤机是机电一体化技术应用的典范。由于该机械设备应用了机电一体化技术，其具备了传统液压型牵引采煤机无法具备的特点和优势，例如其牵引特性极佳，采煤机在前进的同时为其提供强大的牵引力，在下滑的同时能自行发电制动，在大倾角煤层中也是应用自如。传统的液压型牵引采煤机必须配备防滑装置，而电牵引采煤机则是采用的制动器，即使在倾角高达 400 到 50 0的煤层也能应用自如。尤其是其具有的可靠运行和使用年限长的特点，被现代煤矿生产企业所亲睐。不仅能高效的运行，还有较长的使用寿命，维修和保养也相对简便，具有较灵敏的反应和较好的动态特性，尤其是其结构极为简单和轻便，在运行时只需要进行一次电能到机械能的转换，且转换效率几乎接近 100%，而传统的液压型牵引采煤机的转换效率最多能高达70%。而这一切的优势，归根结底源于机电一体化技术的有效应用。

4.2提升机械设备方面机电一体化技术的应用

在现代煤矿提升机械设备方面，对机电一体化技术的应用效果最佳的就属矿井提升机，该提升机已经实现全数字化的交直流控制，其中内装式的提升机应用效果最佳，不仅把驱动和滚筒进行了有机整合，对机械设备的结构进行了有效的简化，还成为集计算机信息、自控、电力电子等电子信息技术为一体的煤矿提升机电设备。尤其是其全数字化的特点极大的提高了提升机械设备的安全性和可靠性，以总线的方式对电器的安装进行了升级和优化，加上所需要配置的硬件简单且互有较强的兼容性。因而机电一体化技术在提升机械设备方面也得到了极为广泛的应用。

4.3输送机械设备方面机电一体化技术的应用

在现代煤矿生产中，输送机械设备主要为带式输送机。这是由于其能长距离、连续、大量、稳定、高效的输送煤炭资源，特别是其实现自动化较为容易的优点，在煤矿生产输送中得到了广泛的应用。因而近些年来，各大煤矿生产企业都将其作为研究机电一体化技术的重点，具有代表性的是一种集机、电、液为一体的 CST 可控软启动装置在输送机械设备的应用，但由于目前相关技术壁垒还没有攻破，我国的带式传输机驱动方式主要局限在单滚筒、双滚筒和多滚筒的驱动方式，而且监控输送机的设备仪器的灵敏度、可靠性、性能以及使用寿命相对于西方发达国家要低得多，具有较大的差距，还需要不断努力攻克技术壁垒，才能进一步提升机电一体化技术的应用水平，从而更好的服务我国煤矿事业的发展。

4.4矿井安全生产监测监控系统中的应用

矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。自20 世纪 90 年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统。经过多年的实践表明，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用，基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

5结语

机电一体化技术在煤矿生产中的应用使生产效率和煤炭质量得到显著提升，作为现代煤矿企业，只有致力于机电一体化技术的应用，着力实现生产的自动化、智能化，不断提高企业自身的核心竞争力，才能助推企业实现完美的转型和升级。 在未来一段时期内，机电一体化技术应当朝着实现井下无人化作业、信息综合化管理以及煤矿生产全自动化等方向发展，这有助于加快我国煤矿产业与国际化接轨的速度。

【参考文献】

［1］ 刘庆君． 浅谈机电一体化技术在煤矿的应用 ［J］． 中小企业管理与科技 ( 上旬刊) ． 2009 ( 12) ．

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［3］ 米军学． 浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用 ［J］． 中小企业管理与科技 ( 下旬刊) ． 2009 ( 08) ．

［4］ 张旭． 煤矿机电一体化技术应用探究 ［J］． 中小企业管理与科技 ( 上旬刊) ． 2010 ( 06) ．

篇（11）

中图分类号：TH-39 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）012-000-01

机电一体化是一种整合型技术，需要很多环节组成。意味着在微电子、传感器等技术发展同时，机电一体化也能够获得长足进步。而在具体分析机电一体化关键技术前，应首先明确其组成结构，以消除一些人的误区。机电一体化是指将不同重要机电工作环节整合，以微型处理器和主机为操控中心，有序协调各环节工作。因此，其很多情况下会被称为机电一体化系统，由此完善的覆盖相关理念。但是，并不能由此忽视其他环节重要性。如开发者创造出完美控制中枢，在传感器无法传输情况下，仍旧无法帮助生产者提升效率。

一、传感器是机电一体化系统的关键技术

1.传感器在测量模块的应用

传感器是一种检测装置名称，也是当前数字化管理中，最常使用的传输、存储、处理、记录设备。在机电一体化系统，传感器便是控制中枢与各环节桥梁，主要实现两方面工作：第一，执行控制中枢请求指令。传感器在接收指令后，将其转化为非传输数据语言，进行分析和内容调配，再将结果转变为数据传输模式，传输到所要支配的环节；第二，负责将环节动态传递给控制中枢，以保证各环节有序进行。而在传输前传感器需要接受信息，并根据SNMP协议进行处理、转化。由此可以发现，传感器本身便是由复杂结构所构成的电子器械。其中主要包括检测、传输和处理三个大层面，每个层面还会根据工作需求，配置不同元件。也可以从另一个方面来理解，将传感器比喻为人的头部，“大脑”负责处理数据，“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”负责收集数据，“嘴”负责将数据传输出去，进而由人的“大脑”实现对其他人的支配或汇报。

2.传感器的种类

传感器种类的划分，主要根据功能差异性实现。机电一体化应用环境不同，需求操作的环节不同，均会对传感器的功能造成影响。不过，在管理需求下，必须对传感器分类，以避免一些问题的发生。根据其工作环境，可大体分为两个宽泛层面：第一，基于内部管理的传感器。传感器的工作内容中，部分包括对内部管理，例如检测、收集信息等。同时，虽然任何类型传感器都会有数据处理能力。但是，针对内部数据处理和转化的算法，较比于接收转化有这一定差异。因此，内部数据处理传感器，也应列入到此类中；第二，基于外部环境的传感器。顾名思义，主要工作是针对接收数据信息。可以将此类传感器理解为控制中枢的“执行者”，用于获取控制中枢指令，并转化为工作环节可控指令。而除了从工作环境上进行分类，也可通过接触形式分类，例如触碰式、压觉、温觉、声觉等。

二、机电一体化中传感器与检测技术的运用

从上文叙述可以得知，机电一体化系统主要工作内容，在于设置指令、传输指令和完成指令三个方面。其中，传感器便是负责传输指令的唯一环节。不过，机电一体化仍旧存在局限性，会因为特殊形式或环境出现，导致数据传输的问题。因此，笔者选择几点较具代表意义领域，试谈传感器与检测技术的运用。

1.有“感觉”的机器人

机电一体化发展过程中，出现了不同倾向。一些工业领域逐渐采取标准化作业，对于可控管理系统需求开始降低，转而将投入更多放在智能化、自动化生产领域上。例如工业机械人生产技术，便是在机电一体化基础上，所创造的新型生产技术。其主要特性在于规律性、高精度工作方式，可以更有效提升工业生产效率。不过，该工作方式无疑对传感器提出更高要求。适合的传感器，必须准确的控制机器人各个部位，其中包括关节移动，力量控制等方面，只有传感器传达数据保证准确性、高效性，才能够让机器人实现理想工作状态。对此，必须采用接触式传感器，以确保不会出现数据丢失状况，例如压觉传感器等。

2.传感器在自动化机床的应用

自动化机床也是机电一体化的衍生领域。其特性在于完全自动化的操作所有生产内容。然而，自动化控制则需要传感器，将准确工作指令，按照规范逻辑和实效，传达各个生产环节。若出现问题，便需要人工调节，才能够持续生产。举例来看，较为著名的CNC机床，便是借助传感器检测控制，减少人工生产控制需求，极大节约人力成本，同时也使生产效率有了显著提升；再如，切割工业领域，特别是采用金刚石切割机床，必须要借助传感器准确传达切割角度、压力等数值，进而确保切割成果达成预期。

3.传感器的扩大渗透

随着传感器的发展，其检测技术将不仅应用在机电一体化生产领域。从现状来看，很多工业产品已然达到了“对传感器产生需求”的水准，例如近年来Apple、Google等企业研发的无人驾驶汽车，必须依靠精准传感器才能够实现。而在传统汽车领域，传感器对于驾驶便捷性以及安全性，也会产生较大促进作用。

三、总结

本文主要为透过机电一体化系统，对传感器功能、变化、发展及未来需求，进行一定程度的阐述。进而有效的帮助读者，客观认识机电一体化组成，以及传感器在工业生产中所实现的作用。因此，也希望本文研究，能够为应用领和研发领域，提供一些思路启发。

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）.

[2]林青.浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].福建广播电视大学学报，2011（06）.