机电一体化的关键技术大全11篇

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在电力改革不断深化落实的背景下，传统电力检修与运行体系的局限性逐渐凸现出来，运行及检修质量和效率已经难以满足现代输电要求。尤其对于输电线路来说，其承担着重要的输电任务，随着大规模智能设备的使用，输电线路的运行情况日益复杂，运行及检修一体化管理模式势在必行。基于以上，本文简要分析了输电线路运行及检修一体化管理的相关问题。

1 输电线路运行及检修一体化管理的必要性及可行性

1.1 输电线路运行及检修一体化管理的必要性

上世纪五十年代，我国输电线路的检修以定期检修制度为基础，依靠以往的检修经验来确定检修周期和检修项目，这种检修模式并没有充分考虑输电线路的工作状态、设备性能差异及结构组成等实际情况，按照既定规范实施检修，很容易出现检修费用高、周期短等问题，检修效果不良，不利于输电线路的正常运行[1]。

近年来，我国电力系统呈现出大电网、高电压及自动化的发展趋势，传统以时间周期为基础的检修模式已经难以满足当代电网对检修工作的要求，尤其在“两网”改造之后，电力系统应用了众多先进的技术，设备投入量更多，传统的检修制度必然会大大降低效率，导致严重的浪费，不利于输电线路安全稳定的运行，甚至可能会因为检修错误而引发输电线路出现新的故障，因此，实行输电线路运行及检修一体化管理模式是十分必要也是十分重要的。

1.2 输电线路运行及检修一体化管理的可行性

近年来，我国电力事业发展较快，电力系统的建设日渐完善，对于输电线路运行及检修管理工作来说，虽然人工检修方式有着效率低下的问题，也会出现误操作的情况，但运行及检修技术不断发展，这为输电线路运行及检修一体化管理的实施提供了技术保障。此外，随着科技的发展，输电线路相关设备技术含量逐步提升，设备的制作材料和制作工艺不断改善，性能愈发优良，传感器技术、采集技术的应用也越来越广泛，这对输电线路运行及检修一体化管理的实施都有着重要的促进作用。

2 输电线路运行及检修一体化管理方法

2.1 建立运行检修一体化管理系统

输电线路运行及检修一体化管理是一项系统性的工作，涉及到的内容众多，需要一套完善的管理系统作为基础性支撑。同构一体化管理系统，对整个输电线路的运行状态进行评估和优化，为工作人员制定检修计划提供依据，同时能够多角度的M行安全核定工作，以智能专家分析系统为核心，输电线路运行过程中的各项参数和运行数据进行实时监控，并通过相关分析和评估来为工作人员制定一体化管理策略提供指导，对一体化运行技术进行可行性验证，以此来保证输电线路运行及维修一体化管理的科学性和有效性[2]。通过输电线路运行及检修一体化管理实践可知，在可行性验证环节中，涉及到众多电网模型的分析及多项数据的汇总，以此来及时发现输电线路运行过程中存在的安全隐患，并针对性的寻找问题原因，从而制定合理的检修方案和计划，保证故障检修的及时性和有效性。

2.2 建立完善的设备信息档案库

在电力改革不断深化落实的背景下，电网建设规模越来越大，相关设备使用也越来越复杂，这就给输电线路的运行及检修管理带来了挑战，很容易出现管理混乱的情况。而在实行输电线路运行及检修一体化管理的过程中，应当建立完善的设备信息，将设备试验数据、运行参数及异常记录等原始技术档案存储到设备信息档案库中，为设备运行后的检测和测试提供依据，在检修的过程中，可以将设备运行状态与原始状态进行对比分析，以此来判断故障是否存在，从而提升检修效率[3]。此外，应当做好检修计划信息的管理工作，合理管理检修主题数据、内容及时间安排等信息，并存储到相应数据库中，为输电线路的系统性检修及运行检修计划的优化调整提供指导。

2.3 关键技术及智能化平台的应用

输电线路运行及检修一体化管理是一项系统性的工程，需要以完善的运检制度为基础，例如故障检修制度、状态检修制度等，同时需要将输电线路运行管理和检修管理融为一体，实时监测输电线路中相关设备的运行状态，实现故障的准确定位，科学的选择检修方法，以此来节约输电线路运行及检修管理的时间和成本，提升检修效率。随着一些智能化设备的投入使用，需要不断提升管理水平，提升智能数据监测能力，这就依赖于智能分析技术、安全校验技术及数据库分析技术等先进的技术手段。

在传统的输电线路运行及检修管理方式中，管理工作主要依靠人力完成，通过相关人员来对运行及检修相关数据进行分析，这种数据处理方式有着较大缺陷，会发生数据遗漏，影响数据计算的准确性，尤其当前输电线路的运行情况越来越复杂，涉及到的设备众多，人工数据处理方式已经难以满足计算效率和准确性的要求[4]。因此，应当积极应用智能化平台，通过智能化平台来进行数据采集和分析，提升数据处理效率，保证相关数据分析计算的精确性，从而更好的开展输电线路运行及检修管理工作。

3 结语

综上所述，输电线路运行及检修一体化管理模式的实施对于提升输电线路运行效率有着重要的意义，对于保证输电线路安全运行，充分发挥输电线路的经济效益和社会效益至关重要。在输电线路运行及检修一体化管理的过程中，应当积极提升管理技术水平，完善一体化管理系统，并不断加强自主创新，探索新的技术和方法，以此来提升管理成效，保障电网安全运行目标的实现，从而进一步促进电力事业的发展。

参考文献：

[1]王凯正.关于输电线路的运行及检修一体化管理的分析[J].科技与企业，2012，17：43.

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在当前社会发展的过程中，不论是人们的生活还是工作中，电力能源占据了重要的地位，而输电线路作为电力系统中起到了传输电力的作用，保证其性能的完好具有重要的作用，因此，对输电线路的管理成为了一项重要的内容。而随着社会的发展，科学技术的不断创新，当前阶段的管理中使用了运检一体化管理方法，其运检的结果直接的对整个电力系统具有一定的影响，因此，在当前阶段中，加强对输电线路运检一体化管理的研究成为了电力企业发展过程中的一项重要内容。

1 输电线路运检一体化管理的重要性

在电力系统的使用过程中，往往都需要对其进行检修的工作，将存在的问题及时的发现出来，并快速进行解决，以使电力系统的的安全性能得到保证。对输电线路进行运检一体化管理，就是不将电源切断，在线路工作中对其进行检修工作，是操作简便的一种方法，更好的保证电力系统的安全性能[1]。随着科学技术的不断发展，在对输电线路管理时应用运行一体化技术，不仅满足了电力系统的工作要求，同时也是电力系统管理工作的发展趋势，对于工作方面来说，其不仅加强了管理工作的效率，而且保证了管理工作的质量，使得输电线路的安全性能得到保证；对于工作人员来说，降低了工作人员的工作量，增强了工作人员的积极性，加强了工作人员的使用效率，使管理工作得到保障的同时，还节约了管理工作投入的成本。并且，在输电线路运检一体化管理时，通常使用的是承包的方式进行的，在对线路检修时，不能出现重复检修的现象，加强了检修工作的效率，更快的发现问题并对其进行解决，增加了整个电力系统的安全性能[2]。

2 输电线路运检一体化管理中存在的问题

在输电线路运行中，为了使其安全性能得到保证，就要对其进行运检工作，而在当前阶段中，随着对科学技术的利用，已经将传统的检查方式进行了改变，通常使用运检一体化的手段来进行检修，使得检修的效率与传统的检修相比有了大幅度的提高，但是，其中依然还存在着一些问题，对整个电力系统造成了一定的影响，这些问题主要有以下几个方面。

2.1 人才的缺失

随着社会的发展，社会对于电力的的需求不断的增加，为了满足当今的这种状况，就在全国各地架设了大量的输电线路，以保证社会的每个角落都能有效地利用电力能源。并且，在当前阶段中，加强了对科学技术的研究，使科学技术在不断的发展，这也就增加了输电线路的更新速度，使我国的电力系统得到了一定的加强。但是，随着输电线路的大量架设，使其出现问题的几率也大大的增强了，在这种情况下，维修人员的增长数量远远小于问题增长的数量，在对输电线路进行运检时，就会出现人员不足的现象[3]。而且随着新技术的使用，输电线路的技术水平也再不断的提高，检修人员没有较高的技术能力，依然采用传统的检修方式来进行这项工作，往往会遗漏一些问题，使得检修工作的效率不是很高，使电力系统中增加了隐患。

2.2 多部门进行，存在故障维修延误的现象

在对输电线路进行检修的过程中，其内容往往有很多，相当的繁琐。首先，就要对输电线路进行巡视，在进行这项工作中，需要运行人员来负责，将输电线路中存在的问题寻找出来，及时的传递到检修部门，然后检修部门对这项问题进行简要的分析，安排适当的工作人员来对其进行处理，使问题能够的得到解决，增加电力系统的安全性能。而在进行这项工作时，需要多个部门一起来完成的，在问题传递以及维修人员进行处理的过程中，往往需要一定的时间，这就会使输电线路中故障的存在时间大大的加强了，很容易在这一时间中出现意想不到的问题，严重的甚至会导致其他环节出现问题，使维修人员无法在输电线路正常运行中进行维修工作，这样不仅仅对电力系统的正常运行造成了影响，同时，还要重新对输电线路进行检查，增加了该项工作的重复性，使检修工作的成本提高了[4]。

2.3 运行与检修配合程度不高

在对输电线路检修的过程中，需要进行巡视以及检修工作，这两项工作的性质完全的不同，因此，在实际的运检过程中，两者之间的配合常常会出现问题，导致运检工作进行的不是很顺利。在检修时，运行人员只是进行输电线路的巡视工作，而检修人员只是负责检修工作，在这种情况下，运行人员就不承担检修的责任，而检修人员也不承担巡视的责任，这时如果输电线路发生严重的故障，监管部门就无法对事故的产生原因进行确定，不能寻找出直接的责任人，对工作人员不能起到很好的警示作用。

2.4 无法明确的划分运行部门以及检修部门的利益

在检修工作完成后，对利益进行分配的过程中，没有相应的标准来对这项工作进行划分，在发放工资时，两个部门员工之间的工资往往基本相同，没有明显的层次感，这样进行利益分配，就使得两个部门之间缺少竞争力，使工作人员的工作热情度降低了，在工作时，往往只是重视与自身有关的工作，而忽视了其他工作的进行，使工作人员的整体能力较低，只是了解输电线路中少部分的设备，使其在工作中的作用具有一定的局限性。

3 改善输电线路一体化管的对策

3.1 构建输电线路运检一体化管理系统

为了更好的使用输电线路运检一体化管理，保证输电线路的正常运行，加强电力系统的安全性能，首先就要建立良好的管理系统，在管理系统中，要建立出良好的检修计划，并结合实际的工作需求，定期的对其进行调整，将其完善，并使用先进的科学技术来收集数据，根据数据来对输电线路的安全性能进行核定，以使建立的管理系统更加的完善，能更好的在电力系统工作中发挥作用。而且，随着输电线路的使用，其产生的数据还会一直在变化，这时就还需要对这些数据进行管理，保证管理系统中使用的数据符合当前的发展要求，并对其进行深层次的研究，将输电线路中的安全隐患及时的寻找出来，降低其中存在的安全隐患，为整个电力系统的运行提供了有利的保证。

3.2 构建完善的信息资料库

在当前阶段中，随着对科学技术的研究，电力系统也对先进的技术进行了应用，增加了输电线路中使用的设备，使输电线路检修变得越来越复杂，增加了输电线路管理工作的难度，大大的降低了管理工作的质量，为电力企业的发展带来了新的机遇与挑战，在这种情况下，加强输电线路运检一体化管理的内容就显得非常重要。在管理的过程中，构建出完善的信息资料库，就很好的将这些存在的问题进行解决，可以根据资料库中的资料来对输电线路进行分析，将线路中存在的问题寻找出来，并根据这一问题做出有效的对策。而要使信息资料库能起到更好的作用，首先就要保证数据库中原始数据的准确性，原始数据中包括了输电线路中使用导线的运行参数、检修记录等。然后数据库中还需要有与检修技术有关的信息。这样就可以保证其能在检查出输电线路中存在问题的同时，能够提出正确的对策。

3.3 加强智能化技术的应用

在传统检修过程中，往往是多部门进行配合来完成的，这就会导致检修的效率低下，使电力企业对输电线路的管理工作存在严重的问题。而在当前阶段中，智能化技术在各行各业中进行了广泛应用，使得各项工作的工作效率得到了提升，因此，在对输电线路进行管理时，也应该加入智能化技术。在输电线路中加入GPS运检系统，在输电线路工作中，如果出现故障，该系统就会产生相应的信号传递到控制计算机中，控制计算机根据传回的信号对其进行分析得到结果，根据结果作出相应的解决对策，将其进行解决，同时产生一定的报警信号对检修人员做出提示，以使检修人员对该故障进行进一步的处理，保证了整个电力系统的安全性能。

4 结语

总之，在电力系统的运行过程中，输电线路在其中占据了重要的组成部分，就要不断的对其进行检修工作，保证其质量完好。随着社会的发展，科学技术的不断创新，电力系统的发展也应跟上时代的潮流，使用智能化的手段来进行管理，将智能化技术加入到运检一体化管理中，同时构建出完善的信息资料库，将管理工作进行合理的国画，加强了电力系统的工作效率，更好的存进社会的发展。

参考文献：

[1]徐t.基于信息智能的输电线路运检一体化探析[J].中国管理信息化，2016，01（01）：113.

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中图分类号：TP307 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2017）013-0-02

培养高素质的技术技能型人才是高等职业教育目的。民航安全技术管理专业主要面向民用机场、通航机场及航空公司生产、服务、建设与管理第一线，培养具有较好的英语交流能力和较强的安全检查实际操作能力，从事机场、航空公司及各类生产服务型企业安全技术管理工作，德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德、优良专业技能与职业生涯发展基础的高素质技术技能型人才。按照民航安全技术管理专业的人才培养目标，开发了基于工作岗位能力的专业课程，实践了理论教学与实践教学融于一体的教学模式， 即理实一体化教学模式。为了保证理实一体化教学模式的有效实施，提高学生的职业岗位能力，结合专业课程特点，建设民航安全技术管理专业理实一体化教室是课程改革与建设的重要内容。

一、民航安全技术管理专业理实一体化教室建设的意义

传统高职教学注重的是专业理论的传授，虽然也有技能实训，但实训项目的设计脱离企业工作岗位实践，对课程设计的内涵和本质缺乏真正了解，不能反映企业的实际工作任务。课程授课过程通常先由专业教师在理论教室课堂上对理论知识进行讲解，然后再在实训场所对所学的理论知识进行实际操作演示，让学生按照教师的操作步骤进行机械式地练习，实训操作基本只局限于对理论知识的理解巩固，而没有真正遵循工作岗位的职业能力要求，导致教学中容易出现专业知识理论和岗位工作实践脱节的现象。

理实一体化教学法以学生为本，把理论知识与专业实践技能相结合，鼓励在学生在完成岗位工作项目的过程中自主探究，激发和支持学生的自主思维，鼓励学生对学习内容和工作过程的反思。把真实岗位工作项目引进课堂，按“任务布置、实施、评估、信息反馈”一个完整的过程进行，强调学生的主体地位，让学生在岗位工作实践中，掌握职业技能，获得良好的职业行动能力。课程岗位工作项目设计依托校内外实训基地，深入机场，回归岗位服务，将理论教学与实践教学相结合，使学生将理论知识变成实践经验，更好地掌握专业知识，提高运用专业知识的能力，为学生参加工作打下坚实的基础。

要培养合格的民航安全技术管理专业的高素质技术技能型人才，必须实现课堂理论教学与实践活动紧密结合，才能实现教育教学的目标。课程教学必需遵循岗位职业能力的形成规律，将传统的课堂教学与模拟的实训项目融为一体，采用任务驱动，按照教、学、做合一的原则，形成理实一体化课堂的教学模式。理实一体化课堂的教学模式使理论教学和实践教学存在于同一教学场所，教、学、做合一。目前高职院校中普通的多媒体教室及实训室都功能单一，多媒体教室用于课程的理论教学，实训室单纯进行操作演练，不能很好的满足理实一体化授课的需要。建设科学规范的理实一体化专业教室，是实现高等职业教育人才培养目标的要求。

二、民航安全技术管理专业的典型工作岗位

高等职业教育的就业导向性决定了它必须适应社会的就业需求，服务于特定工作岗位，培养高素质的技术技能型人才。民航安全技术管理专业理实一体化教室以本专业的典型工作岗位为依据来设计。民航安全技术管理专业的典型工作岗位主要是验证检查岗位、人身检查岗位、开箱（包）检查岗位及X射线机操作岗位。

证检查岗位的主要岗位职责为：查验旅客证件，核对其相貌与乘机有效证件的相片是否相符。将旅客信息录入信息管理系统，并核对有效乘机证件姓名是否与登机牌或电脑显示的姓名一致。检查无误后在登机牌规定位置加盖验讫章，严禁涂改、伪造、冒用他人身份证件或登机手续不全的旅客进入隔离区。注意观察旅客动态，发现可疑对象时，要及时将重点检查的信息使用暗语手势通知到前传岗位。发现布控人员按预定处置方案处置，防止嫌疑人逃走。

人身检查岗位的主要岗位职责为：密切注意安全门报警情况，防止漏检、错判，同时使用规范动作和文明用语对经过安全门后需要接受检查的旅客进行手工或仪器检查。对经过安全门检查时存在可疑的或前传检查员告知应重点检查的旅客要进行严格检查，必要时请示领导实施人身手工检查。对查出的违禁物品和限制物品及时交领导处理。及时提醒旅客拿走自己放在托盘内的各种物品和随身携带的行李物品。

开箱（包）检查岗位的主要岗位职责为：负责根据X光机操作员指示的位置，对旅客的行李实施开箱（包）手工检查。掌握各种物品反映在X光机显示器荧屏上图像的形状和颜色深浅程度及其在箱（包）内的位置，以便检查时能准确地、迅速地查出可疑物品。对查出的违禁物品和限制物品及时交领导处理，同时负责需要办理暂存物品的旅客移交内勤的工作。认真检查箱（包）内X光机操作员指示的位置的每件物品，直到排除疑点，同时将检查的情况及时回馈给X光机操作员。

X射线机操作岗位的主要岗位职责为：负责对进入候机隔离区的所有行李进行安全检查，禁止危害航空安全的物品进入隔离区或被带上航空器。集中精力认真观察X光机荧屏，仔细分辨物品图像，对图像模糊不清或有怀疑的物品进行重新检查或告知开（箱）包检查员实施手工检查，并向开包（箱）检查员指出可疑物品的位置，及时了解可疑物品的性质并根据实际情况作出相应的处理。

三、民航安全技术管理专业理实一体化教室建设实践

民航安全技术管理专业学生在校学习期间，需要取得民航安检员职业资格。目前，我们与长沙黄花国际机场安检站合作开展这项职业资格的培训。在培训的过程中发现，最佳的培训模式是教学演示区和实训区融为一体。理实一体化教室能充分发挥专业教师的主导作用，师生互动，边教、边学、边做，真正实现教学做合一，而这符合民航安全技术管理这种不需要复杂设备，更加强调意识、要领、沟通的专业的教学需求。目前已建的民航安全技术管理实训室有全套安检设备，将作为进阶实训场地，满足更高层次的实训需求。到机场的顶岗锻炼、工学交替，是最高层次的实践教学。理实一体教室、专业实训室、机场三者组合实现民航安全技术管理专业全体系教学。

民航安全技术管理专业理实一体化教室主要承担民航安全技术管理专业《安检实务》等课程的教学，同时作为民航安全检查员职业技能鉴定与考核的场地。利用金属探测门、X射线机、手持金属探测器等安检仪器设备，模拟民航安全技术检查的真实环境，让学生熟悉民航安检业务的流程，熟练掌握证件检查操作、人身检查操作、X射线机操作、开箱（包）检查操作岗位的基本岗位职责。民航安全技术管理专业理实一体化教室既要便于教师组织课堂教学，又要保证学生进行典型工作岗位的实践操作，因此其功能区域的布局必须科学合理。理实一体化教室需80平方（10m*8m）教室一间，可开展40人规模的相关课程教学，满足民航安全检查员职业技能鉴定及考核的场地与设备要求。多媒体教学区设理实一体化教室前二分之一区域，配置教师演示操作台、学生移动座椅、全套多媒体设备。实训区分设教室后二分之一区域，共布置两条旅客安检通道，安检通道配置通过式金属探测门、X射线机、验证台、手持金属探测器、行李箱（包）、开箱包检查台以及常见的违禁物品和生活物品等。

基于典型工作岗位的民航安全技术管理专业理实一体化教室的建设，结合了专业课程改革与建设的实际需要，能确保理实一体化教学模式的有效实施，使人才培养更具针对性、实用性和时效性，从而更好满足民航产业对高素质技术技能型人才的需求。

参考文献：

[1]张俊宾.理实一体化教学模式的成因与实践[J].考试周刊，2015（59）.

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中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0039-02

1 机电一体化概述

1.1 机电一体化的定义

所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。

1.2 机电一体化的关键技术

机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。

1.2.1 信息处理技术

所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。

1.2.2 精密机械技术

精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。

1.2.3 自动控制技术

自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。

1.2.4 检测与传感器技术

检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。

1.2.5 伺服驱动技术

伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。

1.2.6 系统总体技术

系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。

2 机电一体化的发展现状

2.1 国外机电一体化的发展现状

2.1.1 绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品

在工业比较发达的国家，机电一体化产品遍及绝大多数的制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。

在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率为1nm（0.000001mm）的数控系统和机床已有产品。

在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的70%左右，与工业机器人相关的专利则有90%以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。 美国、德国分别居二、三位。

2.1.2 机电一体化开始逐步向集成化的方向发展

CIMS，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业各部门之间的界限，实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下，当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。

2.1.3 激光技术在机电一体化中的应用

激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。

2.1.4 微细加工技术发展迅速

当前微机电技术及其产业的高速发展，将带动微细加工技术的兴起。

2.2 国内机电一体化的发展现状

2.2.1 数控技术方面

我国对数控技术的研究起始于1985年，经过这些年的发展，我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。

2.2.2 工业机器人方面

我国对工业机器人的研究开始于1986年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作业施工的多种工业机器人。

2.2.3 计算机集成制造系统方面

经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中，已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家CIMS技术实验室、工程研究中心以及相关的CIMS培训中心。

3 机电一体化的未来发展

3.1 智能化

智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟，所以，一些智能化的机电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。

3.2 微型化

当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于1cm3，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。

3.3 模块化

从各方面来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就可以可利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生产效率。

3.4 网络化

计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现出来。

3.5 绿色化

根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势，其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的危害最小，而获得的资源利用率却最高。

4 结论

机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。

参考文献

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随着信息社会的不断发展，人们将越来越多的科学技术应用到在机电一体化的系统中，从而使其得到了有效的发展。尤其是传感器的出现使机电一体化的科技水平实现了飞跃发展，通过检测机电一体化系统的运行状态和相关问题，方面人们对系统信息及时进行控制和处理。由此，在机电一体化当中运用传感器技术，不仅有利于人们及时了解机电一体化中的系统信息，还不断加快了机电一体化的发展速度。鉴于此，下面将研究传感器技术在机电一体化系统中的实际应用。

1 传感器技术的研究现状

在工程中，人们通常把按照一定规律将被测量的信息转换成同种量值进行输出的器件叫做传感器，也就是说，传感器是一种检测装置，其测量对象是被检测系统的信息，然后将其以不同的形式进行传输、处理和管理等工作，从而能够实现对被检测系统信息数据的自动测量和控制。简单来说，传感器的作用就是类似于人的感觉器官，帮助机电一体化系统探索和发现系统当中存在的问题。因此，将传感器技术应用于检测机电一体化系统的操作对象以及运行环境状态，能够精确、快速的获取机电一体化系统的运作信息，有效地提高了机电一体化系统的运行水平。目前，传感器技术已经被广泛用于人们的生活和生产当中，引起了人们的高度重视。但是与此同时，由于传感器技术在我国的起步较晚，在发展过程中仍然存在着一些局限性，因此为了提高传感器技术的精确度，还需要对其进行进一步的改进与完善。

2 传感器技术在机电一体化中的应用价值

机电一体化技术包含机械制造技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术以及人工智能技术等多方面内容，在发展过程中直接导致了自动化技术的产生。而从某种程度上说，传感器技术是机电一体化发展过程中不可缺少的关键技术，影响着机电一体化系统的自动化程度，具有非常重要的应用价值。

2.1 传感器技术在机械加工过程中的应用

众所周知，在机械加工的过程中，需要检测的地方有很多，下面将从两个个方面进行简要介绍：第一，将传感器技术应用于机械的切削过程和机床运行过程。现阶段，在切削方面，传感器技术主要是对切削过程中的机械设备切削力的变化状态进行控制，通过分析这个过程当中的相关数据，从而实现对设备运行状态的了解，保证切削过程的顺利进行，提高切削过程的生产效率，以及降低材料的消耗量。将传感器技术应用到机床的运行当中，主要是为了对机床的驱动系统、温度进行检测，从而保证机床运行的安全性，通过分析得到的相应参数，从而不断提高机床的运行效率和精度。第二，将传感器技术应用到工件的生产过程。与切削和机床的运行过程相比，工件的生产过程监视是非常重要，而且研究和应用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要对所用的加工设备和坯件进行自动检查，从而保证加工过程的正常进行，比如说自动判断和调整坯件的夹持方位等；其次，在加工过程中，也有严格的要求，对切削的、力度、扭矩等参数都需要进行自动检测，以保证加工条件处于最佳状态，除此之外，对于在这个过程中加入传感技术的其他目的还在于提高切削过程的生产效率；最后，在加工完成之后还需要对工件的合格与否进行测量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形状等，由于检查的过程比较繁琐和复杂，所以这些检测需要能够自动的进行，并且可以将检测结果直接输入到下一道程序，从而选用合格的产品。

2.2 传感器技术在汽车行业中的应用

近年来，随着传感器技术在汽车行业中的广泛应用，现代汽车不断朝着智能化、小型化和电子化发展，进入了全新时期。目前，在汽车的制造过程中，为了实现汽车的机电一体化，需要用自动控制系统来代替传统的机械式控制装置，将先进的监测和控制技术扩大到汽车的全身，从而全面改善汽车的功能，不断增加汽车的人性化服务、减少排气污染和汽油损耗、提高汽车的安全驾驶和舒适性。比如说，在实现汽车的一体化过程中，凡是和电子控制有关的系统或是装置都离不开传感器的应用，尤其是在安全报警装置、信息装置和自动变速器等装置当中，所以这也要求传感器能够适应恶劣的环境，无论是尘土弥漫还是风雨交加的时候，都能够保证具有很好的密封性，与此同时还应该具备一定的抗干扰能力，尤其是安装在汽车发动机内的传感器，需要能够承受得住发动机在工作时的高温和高压环境。

3 我国传感器技术在机电一体化中的发展现状和未来方向

在机电一体化体统当中，传感器使其实现自动控制和调节的关键技术，起作用就好像系统的感觉器官，能够在严酷的环境中快速的获取机电一体化系统的运行信息，从而保证系统的高水平运转。一般说来，在机电一体化系统的运行过程当中，如果没有这些传感器对系统的运行状态和被检测对象各种信息参数的自动检测，那么就不可能实现系统的信息处理和决策控制等功能，不能够保证整个系统的正常有效工作。但是从我国现有的传感器技术发展现状来看，当前的传感器发展还不能够满足机电一体化系统的快速、精确和价格低廉的要求，仍然处于研究阶段，没有真正的实行于市场当中。这个问题的主要原因在于我国传感技术的起步较晚，科研技术水平比较低，所以为了提高传感器的整体水平，还需要对其进行不断的技术研究。除此之外，针对传感器技术在现实生活中的应用，其今后的发展方向还可以朝着加速开发新型敏感材料、向微型化发展、向高精度发展等方向发展。

4 结束语

综上所述，目前将传感器技术的应用于机电一体化当中，不仅提高了机械设备的使用效率，而且促进了机械一体化的不断进步。但是与此同时，面对我国传感器技术发展较晚的现状，在实际应用过程中还存在着一些问题，需要对其进行有效的改进和完善，从而不断推动经济社会的发展。

参考文献

[1]李文悦.传感器技术在机电一体化中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，17（24）：52-53.

[2]陈玉祥.浅析传感器技术在机电一体化中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，10（4）：85-86.

篇（6）

Abstract: in the field of mechanical engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development.

Keywords: mechanical and electrical integration; Electronic technology; Automatic control; Development trend

中图分类号：U415.6 文献标识码：A文章编号：

1、概要

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理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己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但其基本特征可概括为：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加自动检测、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。

2、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3 个阶段。20 世纪60 年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。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，己经开发的产品也无法大量推广。

20 世纪70 ~80 年代为第二阶段，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。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础这个时期的特点是：mechatronics 一词首先在日本被普遍接受，大约到20 世纪80 年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认，机电一体化技术和产品得到了极大发展，各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

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，进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术的发展开辟了广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20 世纪80 年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列入“863 计划”中。在制定“九五”规划和2010 年发展纲要时，充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。3、机电一体化的关键技术 机电一体化技术是一个技术群体的总称。其关键技术有：传感与检测技术信息处理技术、先进制造技术、伺服驱动技术、自动控制技术、系统总体技术等。 3.1传感与检测技术传感与检测技术关键元件就是传感器。传感器是整个机电一体化系统（或产品）的环境接口，是自动化、信息化以及智能化应用和发展的关键技术。传感器的水映了一个国家的科技发达程度，特别是新型高科技传感器的研究和开发世界各国都非常重视，比如多功能集成传感器、智能传感器、仿生传感器等。多功能集成传感器就是具有“一器多感”技术特点的传感器。智能传感器就是带有微处理器的，具有信息自我处理功能的传感器。仿生传感器就是模拟人的感觉器官的传感器，是机器人技术发展的核心。3.2信息处理技术信息处理技术包括信息的交换、传递、存储和处理，主要工具就是计算机。计算机及信息处理系统是整个系统（或产品）的信息处理中心，充分利用计算机超强的信息处理能力以及丰富的软件资源，增强了系统的功能，提高了系统的柔性、可靠性，使系统具有了一定的智能。3.3 先进制造技术先进制造技术是机电一体化发展的必然产物，是机电一体化技术的基础。先进制造技术保障系统（或产品）构造功能的最优化。先进制造技术采用具有柔性操作的先进制造设备：机械加工中心、机床、工业机器人等机电一体化产品，实行先进的组织管理，组成柔性制造单元和柔性制造系统，提高制造作业及制造系统的柔性和生产率，以满足机电一体化系统（或产品）的需要，满足社会发展的需要。 3.4 伺服驱动技术 伺服驱动技术是系统直接执行操作的技术，其目的是从动力学角度分析系统行为，保证系统整体运行的最优化。伺服驱动装置包括电动、气动、液压等各种类型，按照控制指令将电信号转换成流体能或机械能驱动运功机构，对整个系统的动态特性、控制质量和功能具有决定性的影响。 3.5自动控制技术自动控制技术是在自动控制原理的指导下，结合计算机技术对具体的控制装置和控制系统进行设计、仿真、调试，最终实现机电一体化系统的整体性能最优化20 世纪80 年代以来，如模糊控制，专家系统和人工神经元网络等人工智能控制技术，得到快速发展并被广泛应用。 3.6 系统总体技术系统总体技术包括系统的总体设计和接口技术，是用跨学科的思维能力来进行综合集成的技术。系统总体设计是以系统整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将系统整体分解成相互联系的若干功能单元，再对功能单元进行二次分解，最终确定一个可行的技术方案。接口技术的实质是机械技术和电子技术的具体应用，是各要素或子系统之间的联系条件。在某种意义上说，机电一体化系统设计归根结底就是接口设计。

4、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：4.1智能化智能化就是要求机电产品具有一定的智能，使其具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如果人类社会的发展和进步体现在人脑的智能上，那么机电一体化的发展和进步就体现在其产品的智能上。智能化是机电一体化技术与传统自动化技术的主要区别之一，也是21 世纪机电一体化技术发展的主要方向。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步和发展，为机电一体化技术的发展开辟了广阔天地。4.2 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。

4.3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、教育等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，利用现场总线和局域网技术使家用电器网络化己成大势，家庭网络（h o menet ）就是将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系（compute , Integrated Appliancesystem , CIAS) , 使人们在家里享受科技带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。4.4 微型化微型化是指机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电一体化（Micro Mechatronics）是机电一体化的一个重要分支，国外称其微型电子机械系统 (Micro Electro MechanicalSystems).它泛指几何尺寸不超过1cm 的机电一体化产品，并向着微米、纳米级发展。采用精细加工技术加工生产微机电一体化产品，其体积小、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。4.5集成化机电一体化的集成是从全局角度和系统目标出发，将总体功能分解成相互有机联系的若干子功能，再将系统分解成若干个功能单一的功能单元，然后通过软、硬件将各个功能单元有机地联系起来，使其性能最优功能最强。集成是机电一体化发展的内在动力，它是一种创新性的过程，正是由于这种创新性，将机、电、信息、控制等各种相关技术有机结合，实现系统整体最优，促使机电一体化领域的不断拓展。4.6 系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除Rs232 外，还有Rs485 、DCs 人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

4.7 人性化

机电一体化产品的使用对象和服务对象都是人。所以对于未来的机电一体化产品，一方面必须加强它们与生命机体的相似性，给产品赋予人的智能、情感和人性；另一方面充分协调产品与人和环境的关系，使产品更关注人的生理、心理特性和极限，更适宜人的使用与操作。 4.8绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源．回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境服废后能回收利用。

篇（7）

0 引言

我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。

1 机电一体化技术的应用实践

1.1 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。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2，KJ4等系统并通过了鉴定。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，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等，它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高；具有网络连接功能；系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，不仅为各煤矿提供了更多的选择机会，且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。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。

对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4，KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备，全数字化，交、直流提升机。特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠，具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能，以及简单而快速的通信功能；它采用总线方式，大大简化电气安装；硬件配置简单，互相兼容，零备件少；可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。

在我国“九五”计划期间，国产全数字化直流提升机已成为各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直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外，我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置，每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，对两者进行比较、校正，实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测，实现故障记忆，因此极大地提高了提升机安全性能。

1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，极大地提高了带式输送机的技术水平，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器，目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

2 结束语

随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，从而又加速了机电一体化技术的发展和进步，目前各种高新技术的发展，如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中，使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，使机电一体化产品功能越来越强，智能化程度也越来越高，因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿，能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益，这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。

参考文献：

[1]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007.(1):88.

篇（8）

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0025-01

0 引言

机电一体化代表着机械工业技术革命的发展方向。在20世纪90年代后期，机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展并向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。随着光学、通信技术、微细加工技术等渗入了机电一体化，进而出现了一些新的机电一体化的新分支。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化技术开辟了更广阔的前景。

1 机电一体化技术

机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术及其他技术相融合而构成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体的一个学科。所以机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。但是，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。机械工程技术由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，还有新的功能，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。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。

机电一体化现在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。但其基本特征可概括为：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，并使整个系统成为最优化的系统工程技术。

2 机电一体化技术现状

机电一体化技术在发达国家经过几十年的研究和运用，现在机电一体化技术正向智能化方向发展。最新的技术方向是：光学、通信技术等进入了机电一体化，使得微细加工技术也在机电一体化中出现，从而出现光机电一体化和微机电一体化等新分支；通过进一步对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，使机电一体化的学科体系和发展趋势都得到了深入研究。

中国的机电一体化技术从80年代才开始在企业里应用和研究。经过20多年的努力我国在机电一体化技术方面取得了一定成果，尽管我们国家对机电一体化技术和产业给予了积极支持，特别是在涉及基础技术、综合技术等方面给予大力扶持。但机电一体化技术与发达国家相比仍有相当差距。

2.1 数控技术方面 中国从1958年开始发展数控技术，经过近50年的发展，国产数控机床的国内市场占有率达50%，出口到其它国家的国产数控机床也占到我国产量的10%左右。从90年代后期开始，我国的数控机床的精度发展迅速：普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。但是高精密的数控机床仍然需要从国外进口！

2.2 工业机器人方面 我国的机器人研发技术从60年代才开始，目前很多的机器人生产企业都掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统及软件编程技术、运动学和轨迹规划技术，能够生产了部分机器人的关键元器件，机器人已进入实用化阶段，中国已开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。中国的科研机构和企业能自主解决工业机器人控制、驱动系统的设计技术，自主进行机器人软件的设计和编程等关键技术。我国市场上运用工业机器人最多的企业目前主要分布在军工企业、先进制造行业及一些实力雄厚的大型，其中完全国产的工业机器人在这些行业中占到30%左右。不可否认的是工业机器人的关键技术还是被国外的企业牢牢控制！

2.3 计算机集成制造系统方面 我国经过多年的理论和技术准备，计算机集成制造已经有了较快发展，进一步缩短了和国外的差距。

3 机电一体化技术的发展对策

根据我国的机电一体化技术的现状，结合我国机电一体化企业的实际状况，应该从以下几个方面考虑：

3.1 要把发展机电一体化技术作为增强自主创新能力的重要内容，鼓励和促进企业在这个领域有所作为。同时，为缩小与发达国家的差距，可以通过引进、消化、升级来逐步达到提高自主创新能力的目的。有关部门可以通过政府采购、项目设立等措施，达到支持和鼓励自主创新的目标。

3.2 要充分发挥大专院校、研究机构的科研作用，让大专院校、研究机构与一些大中型企业在机电一体化技术领域进行合作研究，推进技术的发展并把最新的研究成果快速的转化和应用于实际的产品和相关的领域，为各方面带来显著的经济效益和社会效益从而达到相互促进的积极作用。

3.3 要明确机电一体化技术开发和产业化推广的主力军是企业，在这方面，技术和综合实力雄厚的大型企业将发挥举足轻重的作用。有关部门应该在税收、金融和其他方面给予一定的优惠倾斜。

4 结语

机电一体化是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。21世纪，机电一体化技术将成为机械工业的主角，在各方面都会带来显著的经济效益和社会效益。机电一体化技术是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献：

[1]李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社，2003.

篇（9）

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0146-01

机电一体化技术也就是现代制造业的关键和核心技术，在机电产业以及其他制造业发展中应该得到更广泛的应用，也是我国今后重点发展方向。随着对产品的更高要求，对机电一体化技术和产品也就有了更高的要求，不断朝着高性能、智能化、系统化方向发展，为国家带来更大的经济效益和社会效益。

一、机电一体化中的关键技术

1、信息处理技术

信息处理技术主要是指在机电一体化设备的运作过程中，与设备状态、参数及功能控制相关的信息的运算、判断、存储及分析等等。在机电一体化设备中，实现信息处理功能的主要载具是计算机。计算机的技术主要包含通信技术与网络技术、数据库技术及数据处理技术、软件技术与硬件技术等等。而且计算机处理装置是机电一体化设备的核心，其对整个设备的运行有着指挥与控制的作用。所以计算机的信息处理技术应用是机电一体化技术中最关键的因素。具体技术分支包含专家系统技术、神经网络技术以及人工智能技术等等。

2、机械技术

机械技术是支撑机电一体化技术的基础力量。机电一体化设备的主要功能及辅助功能多数都是借助机械技术来实现的。在机械控制、传动功能与电子技术互相融合的过程中，设备对机械技术的要求也在不断提升。例如对传动精确性的要求较比以往就有了很大的提升。现今机械技术的发展过程中，新工艺、新材料、新结构及新原理都在不断的被发掘与应用，满足了设备对重量、体积、刚度及性能等方面的需求。

3、自动控制技术

应用在一体化设备上的控制技术主要包含速度控制、高精度定位控制、校正、补偿及自适应控制等等。设备控制功能的不断扩展，使得设备的工作效率与精确度都在持续提升。而且通过自动的控制，机电一体化设备在运作过程当中也能够更加快速及时的发现设备内的故障，并及时的进行预警，进而有效减少了故障造成的停机时长，让设备的利用率有了很大的提升。由于计算机技术的广泛普及，自动控制技术也逐渐与计算机控制技术融合在了一起，并且成为了支撑机电一体化设备的核心技术。但这项技术的难点在于对干扰的预防、对控制模型的优化、对控制边界条件的确认以及控制理论的实用化与工程化等方面。

4、传感器与检测技术

在设备工作过程中，设备的运作过程、运作状态、各项参数等相关的数据及信息，都要用传感器来进行接收，并且要通过信号检测装置来进行具体的测试。之后再将信息传送到处理装置中，向控制装置进行反馈，进而实现设备工作过程的自动化。现今的一体化设备对传感器的精确性与实时性都有着很高的要求，并且要确保获取信息的过程不会受到外部环境的影响。所以，为了确保传感器能够及时、精确的反馈信息，就要对传感器及其信号检测装置进行进一步的强化。

二、新时期机电一体化技术的发展趋势

1、绿色化方向

工业的快速发展对推动社会经济建设有着积极的影响，但在工业高速发展的同时我们必须要正视的问题是社会资源的减少以及对人类赖以生存生态环境所带来的影响。为了能够保证工业快速稳定发展的同时，又不对人类的生存环境造成破坏，大力生产绿色化的产品是当今全世界各国共同关注的重要问题。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。绿色化是工业发展的必然趋势，加强对机电一体化产品的绿色化研究和开发是当前我们需要面对和解决的重要课题。

2、智能化方向

人工智能化系统包括知识表示、知识利用和知识获取三大内容，其本质是一个知识处理系统，最终是为了通过模拟人的思维方式对问题进行分析、推理和求解。智能化其实是对机器行为的描述，是在掌握控制理论的基础上，结合人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、模糊数学、生理学以及混沌力学等学科知识对机器系统进行设计、编程使其具有人的思维能力、判断能力，从而能够高效完成某个高难度生产操作动作或任务。随着制造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，并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。

3、网络化方向

网络技术的快速发展对社会政治、工业生产、军事、生活及科研等带来了深刻的影响，同样机电一体化融合了网络技术、电子技术、通信技术等，在某种程度上分析，网络技术对推动机电一体化技术的向前发展也有着举足轻重的作用。目前，现场总线技术和局域网技术使家用电器网络化已成为必然趋势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，给人们的生活增添了更多获取和分享信息资源、节目的机会。所以机电一体化产品也必将向网络化方向发展。

4、人格化方向发展

人格化是机电一体化发展的重要方向，机电一体化人格化的发展主要是指机电一体化系统能够有效的模仿人类的生命机能，而且这整个过程当中非常的注重人和产品之间的联系，因此是一种比较适合人类操作和使用的机电一体化的产品，和人之间具有一种共性的存在。同时也由于机电一体化产品的最终操作使用者还是人，因此其形成和产出的主要目的也是为了能够有效的完成人类所需要完成的目标和任务，所以提升机电一体化产品的智能化的过程，其实也就是以人的情感融入其中，从而真正实现机电一体化人格化的发展趋势。

5、微型化方向发展

为了能够实现机电一体化产品的微型化发展，以此来制造出更多具有微型化性质的机电一体化产品，这都是未来发展的主要趋势之一。机电一体化技术经过多年的发展，如今在这方面已经取得了一些客观的研究成果，然而这其中与之相关的产品体量仍然比较大。因此，这对机电一体化产品的发展方向来说，其发展趋势必将是一些尺寸不过1立方厘米的机电一体化的产品，这类产品通常都将生产的重点偏向于微米级和纳米级的发展方向靠拢。正是由于微机型的机电一体化产品所具有的体积普遍较小，因此其所要消耗的能源也相对较少，真正运用起来必然将十分的灵活，因此就可以利用这个特点真正的进入到很多机械都无法进入到的微型空间当中，这就非常方便于精细化的操作过程，而这这种微机型的产品在生物医疗、军事以及信息等多个方面都有着非常独特的发展优势。

6、模块化

由于机电一体化装置的制造商较多，为降低系统升级改造的成本，并为维修提供便利，模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造，可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换，即便出现故障，只需将损害的模块进行更换即可，工作效率极高，通用性的增强为企业节约了大量的成本。

综上所述，随着机电一体化的逐步发展，其在机械制造以及机电产业中发挥着不可替代的重要作用。机电一体化技术是在传统技术基础之上进行革新，引进更多的现代元素，促使其不断进步和完善。

参考文献

篇（10）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.141

0 引言

在应用机电一体化技术的过程中，其通常需要采用多种不同的形式对其进行整体性的应用规划。但在实际的应用过程中，其依旧会面临诸多的应用问题。其整体的机电体系的构建还不够完善。所以，为了能够提升机电一体化技术的整体应用效率，需要不断完善其整体的体系，最终让机电一体化技术得到良好的应用。

1 机电一体化发展方向

1.1 机电一体化数字发展方向

在化工企业中，机电一体化技术的应用十分广泛，在化工企业的生产制造过程中有着不可或缺的作用。在机电一体化技术的实际应用过程中，会根据不同的用途而分离出不同的发展方向。其中，机电一体化数字方向，这是当前非常看好的一方向。机电一体化数字发展方向主要是在计算机网络的基础上，发展的一种机电一体化制造技术，这种技术在进行实际使用的过程中，主要通过计算机网络系统来进行相应的操作。随着现在科学技术的快速发展，计算机网络技术也应用到了各个领域，在机电一体化技术的应用中，我们非常明显地看到其所在的优势。在进行实际操作的过程中，可以在很大程度上简化机电一体化技术的操作，例如：数控机床的操作，之前的操作比较繁琐，但是在数字化操作的基础上，就可以使操作变得简单化、智能化，并且还能够提高其计算的准确性。

1.2 机电一体化智能化发展方向

随着现在网络技术快速发展，网络技术在机电一体化技术中也得到了非常充分而有效的应用。前面我们对机电一体化数字发展方向进行了一定的分析，而机电一体化智能化发展方向也是目前所要关注的重点，智能化发展方向也是当前机电一体化技术发展的重点方向，也是相关研究的主要方向。在当前计算机网络的环境下，可以通过相关的程序，来对机电一体化技术应用的基本操作进行智能化控制，例如：在进行数控机床操作的时候，可以通过相关的程序，直接设定做需要操作的步骤，可以实现无人化操作。另外，现在的智能化控制还将多个学科领域进行了有效的结合，可以实现高度的智能化。但是由于目前一些技术性欠缺的问题，这种高度智能化的控制技术，还没有得到非常广泛的应用，但是智能化发展方向却是机电一体化技术发展的主要方向。

1.3 机电一体化的模块化发展方向

在当前互联网的时代下，机电一体化技术得到了更进一步地发展，其中模块化发展的方向已经成为了机电一体化技术发展你的必经之路。从一个客观的角度对其进行分析，我们可以看到，机电一体化本身的发展前景十分广阔，而现在的市场资源也非常丰富，因而机电一体化技术在进行发展的过程中，可以将现有的资源进行充分应用，也可以说，机电一体化技术在进行实际发展的过程中，已经得到了十分充足的资源配置。而从市场需求的角度来进行分析，目前市场上化工企业的数量和种类都非常多，市场的竞争也非常激烈。而企业在进行生产发展的过程中，最为注重的一点就是最终实现的效益。因而在进行实际生产的过程中，一定要对关键技术进行严格控制，并尽可能地使之优化。并子进行相关质检的过程中，严格把好质量关。由此可见，在进行实际生产和发展的过程中，机电一体化技术模块化发展是十分有必要的。

2 机电一体化技术在化工企业中的应用

2.1 机电一体化的网络化发展应用

现在机电一体化技术已经离不开计算机技术的支持，而为了能够更进一步地实现机电一体化的操作控制，可以将之与网络技术进行充分结合，并实现更加方便而准确的操作。由此可见，机电一体化技术网络化发展已经成为了其必然的发展方向。从当前的社会发展来看，网络已经在人们的生活中，乃至于各个生产发展的企业中，都得到了非常充分地应用，也可以说，网络已经成为了人们日常生活一部分，例如：购物离不开网络、看电视已经离不开网络、通讯离不开网络等等，这些都可以充分展示出网络在人们日常生活中不可或缺的地位。所以说，从不论是从哪个角度来看，都需要对网络的实践应用进行充分考虑。

2.2 机电一体化的绿色发展应用

随着经济的发展，社会的不断进步，人们对生活的要求也越来越高，当前的社会生产更提倡绿色发展。由此可见，机电一体化绿色发展方向也将是社会发展的必然需求。但是现在大多数工业企业在进行生产的过程中，都会对环境造成严重地破坏，这些问题都会对人们的生活造成一定程度的影响，还会阻碍社会发展的脚步，所以说，实现发展的绿色化是不可或缺的。从生产发展的角度来进行相应的分析，机电一体化绿色发展主要有以下两个层面的含义，接下来，我们就来对其进行一定的分析：（1）生产的绿色化。这一含义主要是通过从生产的角度出发，在进行生产制造的过程中，对原材料、生产工艺、制造技术等进行严格地控制，从生产制造的过程中，来实现绿色工艺的生产制造；（2）制造的绿色化。从机电一体化技术本身应用的特性来看，其中所使用到的机器数量比较多，并且应用的范围比较广，而在进行实际生产运行的过程中，会对环境造成一定的印象，因此，在进行设备的选择时，应尽可能地结合绿色生产的需求来进行选择，以降低对环境的污染。

3 结语

机电一体化技术在化工企业中的应用十分重要。其能够让机电一体化的应用效率得到全面性的提升。在进行整体的应用过程中，其需要采用多种不同的方法让机电一体化技术得到整体性的应用。同时还要明确机电一体化技术的应用发展。最终让机电一体化技术得到全方位的应用。

参考文献：

[1]莫卓宁.论工程施工中的机电一体化[J].现代商贸工业，2011（17）.

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对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4，KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

1.2矿井提升机中的应用矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备，全数字化，交、直流提升机。特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠，具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能，以及简单而快速的通信功能；它采用总线方式，大大简化电气安装；硬件配置简单，互相兼容，零备件少；可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。

在我国“九五”计划期间，国产全数字化直流提升机已成为各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直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外，我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置，每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，对两者进行比较、校正，实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测，实现故障记忆，因此极大地提高了提升机安全性能。

1.3井下带式输送机中的应用在我国“八五”计划期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，极大地提高了带式输送机的技术水平，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器，目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

2结束语

随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，从而又加速了机电一体化技术的发展和进步，目前各种高新技术的发展，如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中，使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，使机电一体化产品功能越来越强，智能化程度也越来越高，因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿，能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益，这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。

摘要：机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是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、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。

关键词：煤矿机电一体化技术

参考文献：

[1]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007.(1):88.