機電一體化技術定義范文

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關鍵詞：專業(yè)職業(yè)崗位（群）；職業(yè)能力；培養(yǎng)目標；培養(yǎng)規(guī)格定位

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 10-0210-01

一、專業(yè)職業(yè)崗位（群）職業(yè)能力分析

根據本專業(yè)職業(yè)崗位（群），進一步確定各崗位對應的職業(yè)崗位（群）職業(yè)行動領域工作任務與職業(yè)能力；本專業(yè)職業(yè)崗位（群）職業(yè)行動領域工作任務與職業(yè)能力關系如下：

（一）職業(yè)崗位為機電產品、設備操作及零部件加工。典型工作任務：機床的操作；刀具的選用與刃磨；工件的裝夾；通用量具、專用量具的正確使用；機加設備的日常維護等。

職業(yè)行動能力：（1）熟練操作一種普通機加設備（車床或銑床），達到中級工水平；（2）能操作其它普通機加設備，達到初級工水平；（3）了解一種數控機加設備的操作（車床或銑床）；（4）能編寫常規(guī)零件的數控加工程序；（5）熟練使用各種常見裝配工具；（6）能進行典型機電產品裝配。

（二）職業(yè)崗位為機電產品、設備維護及維修。典型工作任務：機電產品、設備日常維護、保養(yǎng)、維修及機電產品裝配、設備操作等。

職業(yè)行動能力：（1）能熟練進行機加設備三級保養(yǎng)；進行機加設備的一般維修工作；（2）具有讀圖和制圖的能力；能熟練使用電腦繪圖；（3）能熟練使用標準件手冊；能閱讀專業(yè)資料；（4）能進行典型機電產品裝配。

（三）職業(yè)崗位為機電產品、設備安裝、調試。典型工作任務：依照圖紙或相關技術文件的要求，獨立或是協(xié)同完成機械部件的組裝與調試；電氣部件的組裝與調試；整機的組裝與調試；生產指導與過程控制等。

職業(yè)行動能力：（1）具有機電產品或設備安裝、調試、運行和維護方面的基本技能；（2）具有讀圖和制圖的能力；（3）能熟練使用標準件手冊；能閱讀專業(yè)資料；（4）能正確使用各種測量器具；（5）具有裝配鉗工、維修電工技能操作證。

（四）職業(yè)崗位為機電產品、設備安裝、調試。典型工作任務：機電產品生產的質量檢驗與質量管理等。

職業(yè)行動能力：（1）熟練使用各種常見檢測器具；（2）能進行檢測數據分析；（3）能進行機械加工誤差分析和表面質量分析；（4）能繪制質量管理圖表。

二、專業(yè)人才培養(yǎng)目標

（一）學校總體人才培養(yǎng)目標。依托云南國防工業(yè)系統(tǒng)，發(fā)揮電大辦學資源優(yōu)勢；立足云南，輻射全國，面向光電、機械、化工、電子信息等行業(yè)，培養(yǎng)高素質、高技能專門人才。

以能力培養(yǎng)為主線，在踐行工學結合人才培養(yǎng)模式的基礎上，堅持“立一等品格，精一門技藝，成一番事業(yè)”的校訓，在加強職業(yè)能力培養(yǎng)的同時，始終不渝地強調人文素質和職業(yè)道德的培養(yǎng)。

（二）專業(yè)具體的人才培養(yǎng)目標。本專業(yè)主要培養(yǎng)面向云南機械行業(yè)，從事機電一體化產品、設備的生產操作、安裝、調試、維修、維護和技術改進、運行等崗位，具有必備的機電一體化技術專業(yè)理論知識，具備較強專業(yè)動手能力的技能型、復合型、德智體美全面發(fā)展的，高素質技能型人才。

三、專業(yè)具體的人才培養(yǎng)規(guī)格

（一）畢業(yè)生的專業(yè)知識。具有必備夠用的機電一體化技術專業(yè)基礎知識；熟悉機械制造與設計的基本知識；熟悉制定機械加工工藝規(guī)程的方法；熟悉液壓與氣動知識、機械CAD/CAM技術、可編程序控制器及應用、單片機原理與應用、機電一體化技術、變頻技術原理及應用、機械裝配技術等專業(yè)知識。

（二）畢業(yè)生的職業(yè)能力。具有機械工程制圖識、讀能力及制圖能力，能熟練掌握基本電工技術操作技能。能夠診斷機電設備故障源(點)、對設備能進行必要的維修與維護；具備機電設備、產品的安裝與調試能力；掌握現代電氣控制的基本知識與技能，具備維護機電一體化設備的能力以及機電的基本設計能力。能夠熟練操作普通機床，達到中級技工水平；能較熟練地進行數控機床操作并編程；具備良好的創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新能力。

（三）畢業(yè)生的綜合素質（社會能力與方法能力）。思想素質：熱愛祖國，堅持社會主義道路，擁護黨和國家的基本路線方針政策，有改革的意識，有民主法制觀念，有理想，聯(lián)系實際、事實求是的科學態(tài)度，有實干創(chuàng)業(yè)的精神，遵紀守法。并具有吃苦耐勞、樂于奉獻、忠于職守的精神。文化素質：具有必備夠用的機電一體化技術專業(yè)基礎知識；有一定的文化藝術修養(yǎng)，有較強的文字、語言表達能力；具備基本的政治理論、法律、外語、計算機、應用寫作和文學藝術知識；有較好的心理和身體素質；具有認識新知識的自學能力。身心素質：養(yǎng)成鍛煉身體的習慣，達到國家大學生體育合格標準，身體健康，具有良好的文化修養(yǎng)，心理素質及一定的美學修養(yǎng)。職業(yè)素質：具備良好的思想品德素質、誠信意識、敬崗愛業(yè)意識和團隊意識及守崗的精神；具備吃苦耐勞精神和奉獻精神；具有健康的體魄、美好的心靈、較強的心理適應能力和健全的意志與品質。

四、專業(yè)學生培養(yǎng)設計

在學校“二三三”人才培養(yǎng)模式的指導下，根據本專業(yè)特點制訂有本學院特色或亮點的專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

機電一體化技術專業(yè)依托合作企業(yè)，繼續(xù)推進訂單式人才培養(yǎng)工作，并不斷探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式；本專業(yè)人才培養(yǎng)過程中實現三年不斷線的工學結合而且職業(yè)素質教育貫穿始終。

第一通識教育及基本職業(yè)技能培養(yǎng)階段：通過開設公共基礎課結合校園文化、社團活動、社會實踐培養(yǎng)學生職業(yè)素質及基本能力；同時通過開設專業(yè)基礎課培養(yǎng)學生職業(yè)素質及基本職業(yè)能力。

第二職業(yè)核心技能培養(yǎng)階段：通過開設專業(yè)課并實施課程“理、實一體”教學改革，聘請企業(yè)教師參與依托校內實驗、實訓基地、實訓中心共同培養(yǎng)學生職業(yè)核心技能。

第三綜合職業(yè)技能教育階段：依托校外實訓基地聯(lián)系生產實際，通過頂崗實習、畢業(yè)設計全面提高學生綜合職業(yè)技能。

此外積極深化校企合作，實施“教、學、做”一體化教學改革，推進與國內外職業(yè)技術學校合作辦學，積極引進國外機電一體化技術專業(yè)的課程和教學方法，學習借鑒國際職業(yè)教育成熟模式和先進經驗，深化教育改革，不斷提高人才培養(yǎng)質量，更好地服務于本省工業(yè)企業(yè)。

參考文獻：

[1]劉曉勤.校企合作提升高等職業(yè)教育教學質量[J].人力資源管理,2010,6

[2]楊健.高職院校學生的特點及其教育[J].合作經濟與科技,2011,21

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【關鍵詞】機電一體化 汽車應用 電子技術

隨著機電一體化的理論提出，被廣泛應用到機械制造業(yè)中。在全球經濟市場競爭中創(chuàng)新的企業(yè)才有競爭力，現今大多數的生產企業(yè)在進行產品制造時，用機電一體化技術加速產品的更新?lián)Q代，提高市場的占有率，對于機電一體化方面的研究與應用的研究尤為重要。本文從以下幾個方面對機電一體化技術在汽車中的應用進行了研究。

1機電一體化的定義

機電一體化又稱為機械電子工程，是機械工程與自動化的一種。將機械、電子技術和計算機技術有效的結合而成的新型技術學科。機電一體化產品是在機械產品的基礎上，利用電子技術和計算機技術制造出來的適應當今市場的新產品。初期生產出的機電一體化產品是利用四暗自技術的替換機械產品中的一部分來提高產品的使用性能。而現今的機電一體化產品是利用機電一體化技術四機械產品實現自動化、數字化和智能化，使產品的制造和生產在市場上更具有競爭力[1]。

機電一體化在機械產品能原有功能上加入電子技術，將機損裝置和計算機軟件等技術有效的結合起來構建的系統(tǒng)的總稱。機電一體化技術是在工程領域不同種類技術基礎之上的新技術。隨著電子技術和計算機技術的廣泛應用，機電一體化技術在不同領域不斷的改革和創(chuàng)新。

2機電一體化的技術概述

機電一體化的產品生產是由多種技術和相應組成部分構成的綜合體，機電一體化技術是由多種技術相互結合，形成的綜合性技術，其技術的拓展領域較廣，主要有以下幾個方面：

2.1機械技術

作為機電一體化基礎技術，機械技術使機電一體化的產品主要功能得以實現。機械傳動和控制與電子技術相互結合的生產活動中，對機械技術做出了高要求。在機械系統(tǒng)技術中新材料、新工藝、新原理等方面的不斷發(fā)展和整合，用來滿足機電一體化所生產的產品對縮小體積、減輕重量能性能上的要求[2]。

2.2信息處理技術

在機電一體化產品制造中，信息處理是指工作過程中的機械的各種參數狀態(tài)等相關信息的交換、存儲、運算、決策分析等工作內容。在機電一體化的產品中，計算機信息處理設備是產品的核心因素，其掌控者整個機電一體化產品生產的運作，所以，計算機技術及其信息的處理技術是機電一體化技術中最重要的技術。

2.3檢測與傳感技術

在機電一體化生產過程中，參與工作的各種數據都要通過傳感器進行數據的采集，并加以檢測，將接收到的數據傳道信息處理裝置并反饋給機械電子控制裝置，以此來實現產品生產過程中的自動控制裝置。機電一體化對傳感器的要求是能不受外界的環(huán)境影響精準的及接收信息，同時檢測裝置能對信息信號進行有效的輸出和轉換。

2.4自動控制技術

機電一體化產品生產中的自動控制技術內容為精準的定位控制、速度控制、自身適應控制、校正和補償等等。自動控制功能的不斷革新，是產品的精度和效率得到提升。通過自動控制，機電一體化產品在生產中能及時發(fā)現機器故障，減少設備停止工作的時長，并有效的提高生產設備的使用率[3]。

2.5系統(tǒng)整體技術

系統(tǒng)的整體技術是從機電一體化生產的整體出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點和方式，將產品的總體功能降解程不同的小部分，尋找有效的技術策略，再把這些技術策略進行重新組合，來選用適合的技術方案。這種技術是通過各部分的協(xié)作，進行順利生產的技術方式。

3機電一體化的技術在汽車中的具體應用

3.1發(fā)動機微機控制系統(tǒng)的應用

發(fā)動機控制單元的核心是通過微處理器。從不同傳感器獲取模擬電壓信號，從發(fā)動機輸出軸獲取的信號都輸入到發(fā)動機控制單元。模擬信號通過相應的模擬數字轉換器轉換成數字信號。通過這系列的信息為基礎，在發(fā)動機控制單元內對空氣的燃料比、點火時間、排氣再循環(huán)等進行科學的計算，將結果作為驅動信號的輸出，用來控制空氣燃料比。從而保證發(fā)動機在使用中的正常運作。

3.2自動防撞微機控制系統(tǒng)的應用

激光組合的汽車防撞系統(tǒng)，能使汽車在正常行駛下檢測到車身附近有無障礙物，并在需要時產生報警信號，從而有效地規(guī)避了行車風險。該系統(tǒng)主要有計算機控制的，原理是通過雷達測量車身與障礙物的距離來提示駕駛者。

3.3電子控制變速器的應用

自動變速器是為了降低變速器的損耗，提高動力傳遞的有效功率，增加加減檔為的操作來適應汽車在行車過程中的最佳駕駛速度，來實現汽車的節(jié)能環(huán)保，安全舒適的特征。在汽車啟動后，報警燈處于熄滅狀態(tài)時，說明變速器處于正常狀態(tài)，如果處于點亮的狀態(tài)則系統(tǒng)出現問題，自動變速器不受電子控制狀態(tài)，這時，歲按時去電子控制功能，但是變速器依然可以正常工作。

3.4 ABS防抱死系統(tǒng)的應用

為了保證汽車在行駛時根據路況的變化而做出速度的調整，汽車都裝有行車制動器，最初只在后輪安裝制動器，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，前輪上也同樣安裝了制動器，通過對汽車制動器制動時軸荷的轉移、前輪增加重量和后減少重量的認知，后輪抱死更容易造成汽車方向失控的局面，所以，著手研究了限制汽車后輪自動裝置-汽車制動防抱死裝置。這樣就明顯的增強了汽車的安全性能，不至于子系統(tǒng)的故障而影響整體系統(tǒng)的安全運作。

4結語

綜上所述，在機電一體化快速發(fā)展的今天，機電一體化在汽車中的應用極其重要，提高了汽車的使用效率，機電一體化的技術在汽車行業(yè)中的應用，使汽車生產及使用更具有人性化，是其安全性能大大提高。很好的促進了汽車行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]陶文堅，孫華，崔宣.機電一體化技術在汽車制動系統(tǒng)中的應用[J].機械管理開發(fā)，2012，06（36）：101-102.

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【關鍵詞】煤炭機電一體化技術；發(fā)展趨勢

前言

中國資源儲蓄量和產量很龐大，但是因為人口眾多，所以也是一個能源小國。面對這種狀況，我國有關部門和企業(yè)正在不斷地優(yōu)化采煤工藝中的各方面技術，以不斷的增強我國采煤工業(yè)實力。煤礦機電一體化技術越來越得到廣泛的應用和關注，它作為一門先進的綜合化采煤技術，直接的提高了礦井的生產能力。那么到底什么是煤礦機電一體化技術？它在我國運用的現狀又如何，接下來筆者針對以上問題來探討一下煤礦機電一體化在我國的發(fā)展方向。

1、煤礦機電一體化技術的內涵

在我們的印象中，可能比較狹義的將機電一體化歸屬在機械制造行業(yè)中。其實機械制造行業(yè)只是較早的引入了機電一體化技術，在以后各個行業(yè)的發(fā)展中，對機電一體化都有了不同的定義與內涵。但是一般來講，機電一體化是指在原有的機械技術的基礎之上，再運用先進的計算機技術、自動控制技術、微電子技術和光學技術等具有時代特征的技術設備，使原有的生產模式和生產手段更加的具有科學性。而煤礦機電一體化，就是將機電一體化運用在煤炭行業(yè)中，作為一種新型的技術來提高原來的機械操作水平，控制了煤礦工作的勞動強度，提高了安全系數。在進行煤礦開采工作時，用計算機技術來控制整體操作，并嚴格深入煤礦開采工作的每個環(huán)節(jié)，并通過計算機來計算和監(jiān)測煤礦開采工作的進度。并采用自動控制技術進行遠程挖掘機的操控，提高了作業(yè)質量和進程。在礦井中的安全情況監(jiān)控方面，可以通過計算機系統(tǒng)來進行及時的發(fā)現和匯報，有效地避免安全事故的發(fā)生。

2、煤礦機電一體化技術在我國運用的現狀

因為我國的經濟和技術比起國外發(fā)達國家來說起步較晚，所以機電一體化技術在煤礦企業(yè)中發(fā)展也比較落后。隨著計算機的逐漸發(fā)展與應用，加速了機電一體化在煤礦工作中的應用，但是跟西方發(fā)達國家之間還是存在著很大的差距，除了具體的機械設備上的落后，我國的自動化技術還未成熟。但是我國的煤炭機電一體化也取得了很大的成就，主要體現在對綜合液壓支架的應用、對鋼絲繩損耗定量檢測系統(tǒng)的應用等方面，都取得了明顯的進步。

2.1機電一體化技術在采煤機中的應用

電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比，它具有一下特點：

①良好的牽引特性：可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發(fā)電制動，向電網反饋電能。

②可用于大傾角煤層：牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。

③運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。

④反應靈敏，動態(tài)特性好：電控系統(tǒng)能及時調整各種參數，防止采煤機超載運行。

⑤結構簡單、效率高：電牽引采煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕，電能轉換為機械能只做一次轉換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有65%～70%左右。

1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來，我國的電牽引采煤機有了較快的發(fā)展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產交流變頻和直流電牽引采煤機，而且得到了廣泛的應用。經過近20年的研制開發(fā)，我國的電牽引采煤機一逐步走向成熟，為煤礦生產技術的進步起到了積極的推動作用。

3、煤礦機電一體化技術在我國的發(fā)展方向

3.1智能化

智能化系統(tǒng)作為一門新興的技術，是很多技術都想達到的最終效果。煤炭機電一體化在智能方面還存在很多缺陷，所以在以后的發(fā)展中，要開發(fā)更多的技術應用在煤炭機電一體化技術上，增加煤礦機電一體化的功能與應用。使其更加的智能，為煤礦開采工作帶來更多的方便，尤其是在作業(yè)時，智能化技術的應用，不僅保證了工作質量與工作進程，更是最大程度的提供了礦井內的準確、全面的信息，保證了礦井工作人員的人身安全。

3.2微型化

在煤礦機電一體化技術中，微型化尚未成熟。隨著微電子技術的開發(fā)和興起，微型化也隨之流行。微電子技術在機電技術一體化技術的應用過程中起著至關重要的作用。大型的生產機械在很大程度上為煤礦工作帶來了不便，而且使其受阻礙不能正常運轉的因素有很多。而微電子技術發(fā)展而來的微型化則解決了這些問題，微型機械也備受關注和應用。雖然在煤礦機電一體化發(fā)展的過程中存在一些問題，但是也是煤礦機電一體化技術發(fā)展中不得不走的道路。

3.3系統(tǒng)化

當前煤礦企業(yè)中機電一體化所包含的范圍越大越廣，所涉及的技術范圍也隨著增加，正是因為應用技術繁多，人們就將關注點轉移到如何組合來自各個方面的技術，使其發(fā)揮更大的作用。將煤礦機電一體化技術進行系統(tǒng)化的探究與應用，最大化的避免在運用過程中出現的問題，充分的利用他們的優(yōu)勢，使機電一體化技術以最大的效率運用在煤礦開發(fā)工作中。

3.4綠色化

現在全球都在提倡環(huán)保，進行綠色生產。隨著人們環(huán)保意識的額增強，對各個企業(yè)的環(huán)保工作也越來越重視。因此，煤礦機電一體化技術應以綠色安全無公害為里程碑，優(yōu)化生產模式，在每個環(huán)節(jié)都要環(huán)保放在首位，實現經濟和生態(tài)保護的共同發(fā)展，不能因為眼前利益而忽視了長遠利益。所以實現煤礦機電一體技術的綠色化，是迎合社會發(fā)展的必然結果。

4、小結

隨著機電一體化在我國煤礦企業(yè)的應用，是礦井作業(yè)更加的安全高效。在煤礦機電一體化的運用過程中，雖然暴露出了很多問題，但是我國有關企業(yè)單位及時針對問題進行分析，使當前的煤礦機電一體化技術取得了一定的成就，并不斷的向智能化、系統(tǒng)化、微型化和綠色化發(fā)展。為我國的煤礦開發(fā)事業(yè)的順利進行掃清了道路，更有助于我國經濟的增長，國家的繁榮富強。

參考文獻

[1]周俊麗.煤礦機電一體化技術應用及發(fā)展研究[J].中國新技術新產品，2012，（7）：52-53.

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【關鍵詞】企業(yè)；技術改造；經濟分析

機電的一體化系統(tǒng)并未形成具體的標準和統(tǒng)一的定義，從機械的角度上認為機電一體化系統(tǒng)的本質特征就是機械，是在機械的系統(tǒng)的主功能和相應的信息以及控制功能的實現上引進了相應的電子技術，使相應的機電系統(tǒng)實現與軟件的有機結合，是一種特殊的機械系統(tǒng)。從機電系統(tǒng)的設計功能上考慮，完成了機械類、運動和信息等多任務的機械和相應部件聯(lián)系起來，形成了機電系統(tǒng)的一體化模式以及形成了完整的機電系統(tǒng)，強調各種技術和功能的協(xié)調和良好結合，從而形成相應的機電的自動化系統(tǒng)。

一、機電系統(tǒng)的概念設計中的信息一體化

隨著經濟的發(fā)展和相應的技術革命，各學科的基礎理論由于研究基礎的發(fā)展和技術的相互滲透實現了產品設計的不斷發(fā)展和完善，相應的機械設計逐步走向自動化和智能化的發(fā)展趨勢從而實現機械設計指導的自動化和科學化、知識化。通過相應的計算公式和模型設計和比對實現了最優(yōu)化的方案設計模式，機械概念設計的發(fā)展也逐步向現代化的設計模式靠近。通過計算設計的分析和綜合，實現了更大范圍內的機電系統(tǒng)的信息流動和管理控制，從而使相應的信息流更好地為機電系統(tǒng)的一體化設計服務。計算機與機電系統(tǒng)設計的相結合實現了信息載體的轉換，通過更為新穎和快捷的設計方式和信息交流實現了信息的極大交流，從而使相應的機電系統(tǒng)設計方案的設計和選擇達到最優(yōu)狀態(tài)。

二、機電系統(tǒng)概念設計中的功能結構一體化

功能結構的設計是機電系統(tǒng)設計的重點和關鍵，一般說來機電系統(tǒng)的功能結構設計分為功能設計和功能映射兩個模塊，然而這樣分塊的設計模式使機電系統(tǒng)的設計過程建立在抽象的概念基礎之上，難以實現形象化和具體化的特點，設計過程中易出現信息的模糊和殘缺，致使這樣的設計模式難以形成形象而直觀的感受，并從相應的機械制造的理論層面進行推理控制，這樣的設計方式不利于機電系統(tǒng)概念設計的一體化模式的形成和協(xié)調。在相應的機電系統(tǒng)概念設計過程中應在建立了信息交流模式的基礎之上增強概念系統(tǒng)設計的可行性和可操作性。在建立相應的信息交流模式基礎之上實現機電系統(tǒng)的一體化優(yōu)化設計。

三、機電系統(tǒng)概念設計的機電技術一體化

傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)的概念設計將機械與電子技術結合起來，從而通過機械、電子技術的系統(tǒng)結合實現相應的機械系統(tǒng)的功能特點，同時改變了人工的操作和判斷，形成機電系統(tǒng)的自動化模式，并通過相應的程序協(xié)調機電系統(tǒng)的任務模式。然而傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)的設計難以滿足現代機電系統(tǒng)設計的創(chuàng)新性要求，從而要實現一體化和自動化、智能化的發(fā)展模式。實現機械系統(tǒng)和電子技術的良好結合，從整體的系統(tǒng)功能上進行協(xié)調，從而實現機械技術和電子技術的協(xié)調組合，共同構成機電系統(tǒng)的功能結構。

四、機電系統(tǒng)概念設計的人機交互系統(tǒng)一體化

機電系統(tǒng)的一體化和信息化設計的最終目的是形成人機一體化的交互模式，形成智能化和科學化的機電系統(tǒng)的設計方式，隨著計算機技術和相應技術的發(fā)展和創(chuàng)新，機械設計和應用的智能化模式逐步成為機械設計和應用的發(fā)展模式，人機交互系統(tǒng)的設計實際上實現了更為方便快捷的系統(tǒng)操作和應用模式，同時也提高了相應的生產的效率，提高了設計的科學化程度。在機電系統(tǒng)概念設計過程中，應以人為本建立機電系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展決策，從而使相應的機電系統(tǒng)充分使用于相應的設計人員。

參考文獻

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【關鍵詞】機電一體化;農業(yè);機械;應用

引言

隨著電子技術的發(fā)展，具有高科技含量的半導體集成電路的出現，為機電一體化技術在農業(yè)機械上的應用提供了便利。這種高科技產物提高機械的運作效率，降低了操作危險系數。目前，國內外對機電一體化研究力度也明顯的加強了，大量的科技產物涌向市場，贏得了人們的注意力。近幾十年來，機電一體化在農業(yè)機械生產中得到了廣泛運用，使得農業(yè)的生產效率大大提高，為國民經濟的進步提高了幫助。

一、機電一體化的基本特征

1.機電一體化的基本定義

機電一體化又名為機械電子學，是機械與電子科技結合為一體的技術。這項技術的技術基礎是機械制造和電子配合電腦軟件進行工作。因此機電一體化是整合了機械、電子、電動機和電腦等多領域的一門技術。機電一體化主要由機械本體、檢測傳感部分、電子控制單元、執(zhí)行器和動力源五大部分組成。

2.機電一體化的具體內容

機電一體化是將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械裝置中的一種復合化技術。其主要內容包括以下4個方面：

（1）機械技術

經典的機械理論借助于技術在人工智能和專家系統(tǒng)的幫助下形成新一代的機械制造技術。

（2）系統(tǒng)技術

系統(tǒng)技術就是以整體出發(fā)，組織利用各種相關的技術，將總體分解問相互關聯(lián)的若干功能單元。

（3）自動控制技術

在控制理論的控制下，設計仿真系統(tǒng)，再進行現場調試。

（4）伺服傳動技術

包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置。

3.機電一體化的原則

機電一體化技術有四大原則：

（1）接口耦合

為保證對信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進行交換與傳遞。

（2）能量轉換

在傳輸和交換的環(huán)節(jié)進行能量交換與交流。

（3）信息控制

在軟、硬件的保證下，系統(tǒng)控制單元對信息進行控制

（4）運動傳遞

是不同類型的運動進行變換與傳輸來達到控制的目的。

二、機電一體化在農業(yè)機械應用的實際情況

1.傳統(tǒng)農業(yè)生產技術

傳統(tǒng)的農業(yè)生產方式是指主要通過生產工具、動力、水利設施等方法進行耕種收獲的農業(yè)方式。其是自給自足的小農經濟，主要生產滿足自家的生活需要和繳納稅收等開支，商品率低。農民有固定的農耕田地，以人力和畜力為主要動力，以有機肥為主要肥料，實現豐衣足食的目標。是一種相對穩(wěn)定卻又低效率的農業(yè)生產體系。

2.現代化農業(yè)生產技術

現代農業(yè)是集科學化、商品化、集約化和產業(yè)化于一身，它突破了傳統(tǒng)農業(yè)的局限性。現代農業(yè)機械是將自動化、智能化、多功能方向發(fā)展。隨著機電一體化的不斷革新，越來越多的自動化機械出現在勞動場地，機械耕種機代替了人畜犁耙;拖拉機代替了人工扛輸。大力發(fā)展農業(yè)的機電一體化，提高農業(yè)的生產水平，增加農民收入的渠道，是實現農業(yè)現代化的重要基石。

3.機電一體化技術在農業(yè)機械的應用

機電一體化與傳統(tǒng)的機械產品相比，有明顯的優(yōu)勢。機電一體化產品的使用改變以前比較落后的生產方式，一般都是使用自動化的機械進行操作，解放生產力。在農業(yè)生產中，機電一體化使農業(yè)機械的工作效率和產能都得到了提高。工作人員在操作過程中的人身安全安全得到保障，機械故障率也隨之降低。隨著技術的多樣性，機械設備的制造使得機電一體化設備功能多種多樣滿足市場需求，適應能力也很強。簡單的安裝原理，使得機械便于調試和維護，大大降低了維修成本。

三、機電一體化在農業(yè)機械上的發(fā)展前景

當今的世界可謂是高速信息的電子時代，電腦和電子信息各項技術的飛速發(fā)展使得農業(yè)機械生產逐漸向機電一體化方向前進。隨著時代潮流的推進，農業(yè)機械控制技術勢必將成為發(fā)展主流。一些著名農機廠商大量使用現代高端技術，例如GPS全球定位系統(tǒng)、激光掃信息遙感等，并將其裝備應用于現代農業(yè)機械上。農用激光平地機是用激光調平傳感微機處理技術進行地面平整作業(yè)，一次便可成形，效果非常顯著。廣大技術人員應及時更新知識結構，找準時代信息科學技術的發(fā)展方向，在滿足市場需要的前提下，生產具有足夠的競爭力的農業(yè)機械，以保證從市場獲得最大的技術經濟效益和社會效益。

四、總結

綜上所述，機電一體化的出現是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。 對機電一體化的研究目的在于將機械技術與信息技術結合為一體，實現工作系統(tǒng)的最優(yōu)化。因此，在農業(yè)機械化的生產上必然離不開機電一體化。隨著科學技術的發(fā)展，各種高科技技術也相互融合，這種發(fā)展趨勢也證明了機電一體化技術在農業(yè)生產中將越來越主導地位。

參考文獻

[1]張建敏，張達敏，陳靜，易從琴，冉寒偉.農業(yè)機械虛擬現實設計――基于數字媒體技術及人機工程學[J].農機化研究，2011（12）.

篇6

關鍵詞:機電一體化;應用現狀;發(fā)展趨勢

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

引言

眾所周知，現代科學技術極大地推動機械工業(yè)領域的技術改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。近些年來，我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發(fā)展。在此基礎上，這些技術被廣泛應用到了機械工業(yè)領域，形成了機電一體化，不僅對機械工業(yè)的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響，而且也給機械工業(yè)的生產方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機向前發(fā)展。

1機電一體化概述

機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術集成結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學科，機電一體化已經建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現在:它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現，實現了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統(tǒng)就由此產生。所以，“機電一體化，，涵蓋“技術”和“產品”兩個方而。需要特別指出的是，機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊，而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看，盡管從純技術發(fā)展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術仍屬傳統(tǒng)機械。進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區(qū)別開。這個定義強調它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數字信號處理器(dsp)，它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網，這發(fā)送信息，以及各種計算機輔助設計(CLAD)軟件。

2國內機電一體化技術應用現狀

當前我國正處于市場經濟的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能，對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業(yè)結構調整，推動完整的機電一體產業(yè)形成的角度看，我們的機電一體化而臨以下兩點任務:其一，要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術升級，實現節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產業(yè)進行微電子技術改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新?lián)Q代。

首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標準的傳統(tǒng)產業(yè)進行限制，加快對落后產品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統(tǒng)產業(yè)實施機電一體化技術改造。

其次，我國機電一體化產業(yè)覆蓋而廣，發(fā)展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能而而俱到，所以我們應建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質的統(tǒng)管合作機構，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調查，指導行業(yè)布點布局的調整，發(fā)展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復、生產上撞車。

再次，通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺，及時分享更多的行業(yè)內部信息，二來可以增加產業(yè)在社會上的認知，使行業(yè)內外都重視和支持“機電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調配資源。同時，盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口，但對技術貿易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產業(yè)的先進技術，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，開發(fā)數字化、智能化機電產品，既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業(yè)產業(yè)、產品結構調整日益完善的捷徑。

3機電一體化技術發(fā)展趨勢

Electrochemic-mechanical系統(tǒng)(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業(yè)，它們的大小已經超過100億美元，數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發(fā)微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統(tǒng)計學的改變，ASME報告中，“人口統(tǒng)計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。在未來40年，世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后，報告觸動了幾個具體的方而包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發(fā)展，如護理機器人的研發(fā)被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協(xié)會(CASME)最近發(fā)表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發(fā)展趨勢》，其內容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢:技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領域將會是機電一體化發(fā)展的主要途徑:信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫(yī)藥、能源、運輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等。

4結論

在經濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產業(yè)結構和發(fā)展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發(fā)展前景也將越來越光明。總而言之，機電一體化技術作為機械技術，信息技術，電子技術和計算機技術的融合、發(fā)展與延伸，在經濟社會不斷建設發(fā)展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發(fā)展方向，妥善處理機電一體化技術在發(fā)展過程中而臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全而發(fā)展。

參考文獻:

[1]安紅杰.機電一體化技術的現狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012,(1):37.

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關鍵詞：可編程序控制器;發(fā)展歷程;重要作用

前言

隨著工業(yè)生產技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的機械控制生產模式已經不能滿足人們對生產生活的需求，因此現代工業(yè)已經摒棄傳統(tǒng)的生產模式，取而代之的是集成化、規(guī)模化的生產為模式。可編程序控制器是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置，并且這種新型控制模式已經深入到了工業(yè)生產控制的各個模塊，可編程序控制器在機電一體化的設計中也越來越得到了廣泛的應用，PLC的應用也將是機電一體化設計發(fā)展的趨勢。

1.PLC的定義和發(fā)展歷程

PLC（可編程序控制器）是隨著工業(yè)發(fā)展應運而生的一種以數字運算操作為基礎的電子裝置，其工作原理是采用可以編制程序的存儲器來儲存在控制器內部的各種運算及指令，其中包括計算機技術中的順序運算、邏輯運算、算術運算等。

并通過轉換器將人們輸入指令轉換成機器能夠識別機器語言，轉換完成后將指令輸出最終達到控制機械生產的目的[1]。

上個世紀六十年代可編程序控制器的雛形就已經產生，進入七十年代后PLC技術在國外已經得到了發(fā)展，一些中小型的企業(yè)已經開始應用。經過幾十年的發(fā)展，全球經濟一體化進程加快的同時，發(fā)達國家更加注重了對可編程序控制器知識產權的保護。對于我國PLC技術來說，沒有一個從研制開發(fā)到生產的過程，而是成套的設備引進來使得可編程序控制器得到廣泛的應用。

2.PLC技術在機電一體化設計中的運用

PLC技術與其他的控制器相比，其操作更簡單、抗干擾性強、穩(wěn)定性和可靠性高。基于以上的優(yōu)點，使得其在化工、電子、交通、機械等工業(yè)控制領域的機電一體化設計中得到了廣泛的應用。

2.1 PLC技術在機電一體化設計中對運動控制的應用

在機電一體化設計中，PLC主要是實現控制功能，在運動控制方面，它可以有效的控制機械的直線運動和曲線運動甚至是圓周運動。在不同的工業(yè)生產中，PLC技術可以體現其不同的應用特點，在電氣生產中，PLC技術可以很大程度上提升機械生產的性能，并可將自動化水平大大的增加。在設計運動控制的混凝土攪拌生產中，運用了PLC技術可以在很大程度上保證設備的穩(wěn)定運行，經過實際研究分析，PLC技術可以有效的控制機械設備故障的發(fā)生率，為生產減少了能源的消耗，并提高了生產效率[2]。

2.2 PLC技術在機電一體化設計中對數據控制的應用

在機械加工的生產過程中，PLC會與計算機數據控制器組成一個整體，在控制機械加工運算方式的同時實現對數據的控制，通過窗口軟件，技術人員可以自由的對設備間的數據進行共享并控制，從已有的PLC技術發(fā)展趨勢來看，在今后的機電一體化系統(tǒng)中，基于PLC技術的控制將會占據主導地位。

2.3 PLC技術在機電一體化設計中對生產過程控制的應用

對于PLC技術能否在機電一體化設計中勝任重要的工作，要看PLC技術能否很好的對工業(yè)生產中生產過程進行很好的控制，在控制的過程中，技術人員可以根據相關的數據系數做為判定控制是否合格的重要標準，例如電壓、電流、溫度、壓力等相關數據的系數。經過對相關數據系數的當前值和歷史值的對比可以在第一時間得知機械生產過程中是否出現了故障及差錯，從而保證生產的效率和企業(yè)的經濟效益。在機械控制方面，PLC技術應用最廣泛的控制方式就對生產過程控制[3]。

3.PLC技術在機電一體化設計中應用實例

3.1 PLC技術在供水系統(tǒng)中的應用

PLC技術在各個領域的到了廣泛的應用，例如供水控制系統(tǒng)。隨著城市居民對供水的大量需求，供水管網的流量必須要隨用水量的變化而隨機變化才能滿足人們不同時間段對水量需要，傳統(tǒng)的控制方式不能夠控制的相對準確。因此水務企業(yè)在供水系統(tǒng)中應用了PLC技術。PLC技術可以保證管網的壓力變化不會因為水量的變化而對供水系統(tǒng)產生影響。其工作原理為：當供水設備啟動后其中一臺水泵在控制器的控制下設定一定的速率升速運行，運行一段時間后，管網壓力不斷升高以后，可以將當電機的轉速穩(wěn)定在某一值，當用水量增大時電機轉速可以隨著水量的增加提高到一個新值并穩(wěn)定。經過控制器的一些列控制可以在一定程度上減少供水過程中的資源浪費，還可以保證供水管道不會因為供水壓力的不規(guī)律而產生的損害。

3.2 PLC技術在閘門控制系統(tǒng)中的應用

我國大多數的水庫閘門控制仍然采用的是相對陳舊串阻啟動控制柜，由于近些年技術和經濟的不斷發(fā)展，串阻啟動控制柜已經不能體現其控制優(yōu)勢，相反的在串阻啟動控制柜越來越展現了其接線工藝復雜、設備占地面積大的劣勢。相關技術人員對原有系統(tǒng)的工作原理進行認真研究和現場實際考察，考察結果發(fā)現運用PLC技術的 控制器不僅可以改善原有控制器的缺點，還能使閘門升降過程中的動作更加簡單，方便操作。其工作原理很簡單，只需保證抱閘與電機同步運行

并同時監(jiān)測變頻器故障等信號，將內部指令結合閘位傳感信號做成控制軟件即可。

4.結語

經過本文以上的研究和論證分析，筆者可以得出以下結論，在機械控制領域PLC已經展現了其優(yōu)勢，并為機電一體化設計做出了貢獻，但是在現實的成產生活中，為了能夠實現可編程序控制器的強大功能，發(fā)揮真正的作用，還需要大家做進一步的努力，首先應該深入的了解控制器所控制的對象，其次應該將PLC技術科學合理的應用在機電一體化設計中。近年來我國機電一體化成為工業(yè)發(fā)展新亮點，隨著我國工業(yè)向智能化、網絡化發(fā)展的趨勢，PLC已經展現了其強有力的優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展空間，并且將會為我國的機電一體化進程做出巨大的貢獻。

參考文獻：

[1]武文佳，丁廣鑫，趙明艷，等.基于Solid Works&LabVIEW的虛擬原型機電一體化設計技術研究[D].西安電子科技大學，2012.

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關鍵詞：機械制造 自動化 發(fā)展趨勢

1 機械自動化的定義

對于現代機械的定義，由于研究的角度不同，進而給出不同的定義。例如美國機械工程師協(xié)會，在1984年將其定義為：“現代機械就是通過計算機信息網絡協(xié)調與控制的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以完成機械力、運動和能量流等動力學任務”。而國際機器與機構理論聯(lián)合會將現代機械定義為：機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產品設計和制造過程中的協(xié)同結合。

2 機械設計制造及自動化的設計原則

2.1 滿足機器的功能要求 機械自動化系統(tǒng)通過處理進入系統(tǒng)的物質、能量和信息等，進而在一定程度上輸出所需特性的物質、能量與信息。

2.2 利用先進技術進行創(chuàng)新 基于物料搬運、加工、能量轉換、信息處理等功能構成原理，便于對各種機械自動化的產品進行設計或分析。

3 機械自動化系統(tǒng)的應用

3.1 鍋爐汽包水位控制

3.1.1 單沖量控制系統(tǒng)

汽包水位控制是通過對給水控制來實現的，單沖量控制系統(tǒng)如圖1所示：

3.1.2 雙沖量控制系統(tǒng)

引入蒸汽流量信號，購入雙沖量控制系統(tǒng)，如圖2所示：

3.1.3 三沖量控制系統(tǒng)

在實施方案方面，三沖量控制系統(tǒng)比較多，典型控制方案如圖3所示：

三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，如圖4所示：

加法器可以接在控制器之前或者之后，如圖5（a）、（b）所示：

3.2 冷卻器控制方案的研究

3.2.1 冷卻劑流量的控制

如圖6所示：

物料出口溫度與液位的串級控制方案，如圖7所示，對液位的上限進行限制。或者采用選擇性控制方案，如圖8所示：

3.2.2 控制氣氨排量

4 機械自動化的優(yōu)勢

4.1 提高工作質量 根據設計的要求，機械的執(zhí)行機構完成預定的動作，自動化控制系統(tǒng)提供了精確地保證，工作質量和產品合格率得到有效地保證。

4.2 安全和可靠性高 機械自動化產品在工作過程中，由于使用電子元器件，可動構件和磨損部件在機械產品中明顯減少，在一定程度上確保了靈敏度和可靠性。

4.3 調整和維修方便 借助被控對象的數學模型和外界參數的變化，高級機械自動化產品在一定程度上尋找最佳的工作程序，進而對自動化操作進行最優(yōu)化。

4.4 復合功能 自動化控制，以及自動補償、校驗、調節(jié)、保護等，以及智能化是機械自動化產品必須具備的基本功能，通常情況下都能滿足用戶的需要。

4.5 改善勞動條件 機械自動化產品自動化程度高，工廠、辦公、農業(yè)、交通等的自動化，以及家庭的自動化等，在一定程度上都可以實現。

4.6 節(jié)約能源 對于機械自動化產品來說，通過降低驅動機構的能耗，通過調節(jié)控制，在一定程度上提高了能源的利用率，實現節(jié)能效果。

5 機械設計制造自動化的發(fā)展方向

5.1 機電一體化 機械工業(yè)發(fā)展的唯一出路就是向著機電一體化的方向發(fā)展和延伸。

5.2 智能化 機械自動化產品具有低級智能或人的部分智能。

5.3 模塊化 電氣產品的模塊化在一定程度上為機械自動化企業(yè)指明方向。

5.4 網絡化 以計算機為中心，將各種家用電器利用家庭網絡進行連接，構成計算機集成家電系統(tǒng)，讓人民享受高科技帶來的便利和快樂。

5.5 微型化 微機械自動化具有不可比擬的優(yōu)勢。

5.6 綠色化 通常情況下，機械自動化產品的綠色化是指使用時不對環(huán)境構成污染，報廢后能回收利用。

5.7 人性化 一方面人是機械自動化產品的最終使用者，另一方面結合生物機理、研制機械自動化產品。

6 結論

綜上所述，我們可知，機電一體化的發(fā)展從本質上就是機械自動化的發(fā)展，為此，廣大設計人員需要對機械設計制造提高認識，因為只有機械自動化設計制造才是未來的發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]劉武發(fā)，劉德平.機電一體化設計基礎[M].北京化學工業(yè)出版社，2007.5.

篇9

【關鍵詞】傳感器技術；地鐵機電一體化系統(tǒng)

中圖分類號： TH-39文獻標識碼： A

一、前言

作為地鐵機電一體化系統(tǒng)中最為關鍵的結構，傳感器技術在地鐵機電一體化系統(tǒng)中扮演者重要的角色。傳感器技術可以大大提高地鐵機電一體化系統(tǒng)的運行質量，但是必須要確保傳感器技術的可靠有效。

二、傳感器技術的現狀傳感器，是一種能夠感覺待測量然后根據一定的比例轉換成輸出信號的裝置。在機電一體化系統(tǒng)中，以傳感器為基礎的檢測技術主要功能是檢測系統(tǒng)本身和操作的對象，以及系統(tǒng)作業(yè)的環(huán)境，提供必要的信息來保證系統(tǒng)的正常作業(yè)。如今的現代社會已經全面進入了電子化時代，電子信息的類別也得到了越來越大的擴展，信息傳遞的速度得到了極大的提升。

三、傳感器與地鐵機電一體化的介紹及聯(lián)系（一）傳感器的概念在工程作業(yè)中，能按照固定規(guī)律將一種量轉換成同種或者不同種量值并且傳輸出去的工具，我們稱它為傳感器。傳感器和人類的器官有相同點，并且在人類器官上有所延伸。在信息化的社會中，人們通常也利用傳感器檢測力、壓力、速度、溫度、流量、濕度、生物量以及更多的非電量信息來促進生產力的發(fā)展。（二）地鐵機電一體化的簡介日本機械振興協(xié)會經濟研究所對機電一體化提出的解釋在國際上被首次認可，也可以說是機電一體化的初步定義，“機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機融合而成的系統(tǒng)總稱”。從它的定義上能看出，機電一體化技術涉及到了很多方面，例如，機械制造技術、測試技術、人工智能技術、微電子技術等等。

地鐵的特點是人員密集、流動性大，一旦出現事故外部施救處理非常困難，必須依靠自身系統(tǒng)的可靠運作才能確保安全。因此對地鐵車站通風空調及防排煙系統(tǒng)（簡稱環(huán)控系統(tǒng)）的要求要高于一般的民用系統(tǒng)。環(huán)控系統(tǒng)須滿足兩個方面的要求，一是日常運營給乘客和設備提供舒適及適宜的環(huán)境；二是事故及災害情況下進行通風、排煙、排毒、排熱，起到生命保障及輔助滅火的作用；環(huán)控系統(tǒng)應確保上述兩個方面的整體安全，不宜片面強調某一方面；但環(huán)控系統(tǒng)不是滅火系統(tǒng)。地鐵環(huán)控系統(tǒng)主要有新風、送風、 回排風、固定排風、間歇排風等等功能。

而地鐵屏蔽門是一項集建筑、機械、材料、電子和信息等學科于一體的高科技產品，使用于地鐵站臺。屏蔽門將站臺和列車運行區(qū)域隔開，通過控制系統(tǒng)控制其自動開啟。地鐵屏蔽門分為封閉式、開式和半高式，其中開式和半高式通常被叫作“安全門”，只起到安全和美觀的作用。封閉式的通常才被人們叫作“屏蔽門”，也是最常用的一種。

除了保障了列車、乘客進出站時的絕對安全之外，地鐵站臺安裝屏蔽門還可以大幅度地減少司機瞭望次數,減輕了司機的思想負擔，并且能有效地減少空氣對流造成的站臺冷熱氣的流失，降低列車運行產生的噪音對車站的影響，提供舒適的候車環(huán)境，具有節(jié)能、安全、環(huán)保、美觀等功能。地鐵屏蔽門系統(tǒng),使空調設備的冷負荷減少35%以上,環(huán)控機房的建筑面積減少50%,空調電耗降低了30%,有明顯的節(jié)能效果。（三）傳感器與地鐵屏蔽門的聯(lián)系地鐵在運行過程中，為了提高乘客安全性，一種可以隔絕軌道列車和站臺乘客的裝置—屏蔽門(或安全門)，也應運而生。但軌道列車與安裝的屏蔽門(或安全門)之間有約25-30厘米的間距，地鐵門與屏蔽門(或安全門)之間的這個空隙大到可以容納一個人，會出現乘客或者其他物體被夾在這個空間里的危險情況，導致在地鐵列車啟動時就造成人身傷害或車輛損壞。為了避免這類慘劇的發(fā)生，可靠判斷屏蔽門(或安全門)之間障礙物的傳感器裝里就顯得非常重要了。

四、傳感器在地鐵機電一體化系統(tǒng)中的應用1、傳感器在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的應用

在地鐵的環(huán)境控制系統(tǒng)里，使用室內溫濕度傳感器、管道溫濕度傳感器以及Co2濃度傳感器。在車站的站廳以和站臺區(qū)等公共區(qū)內以及重要的設備房內設置室內溫濕度傳感器，以監(jiān)測車站實時的溫度及濕度。這些參數可以幫助運營人員對車站各系統(tǒng)工況進行合理的調整，以保持車站公共區(qū)始終處于較為舒適的環(huán)境、確保設備房一直處于合適的溫度之下。室內溫濕度傳感器一般裝在車站站廳、站臺以及設備房的墻面上或頂上。2、傳感器地鐵屏蔽門系統(tǒng)中的應用

采用2個QS30EX傳感器在相距217米的對射距離內，可以檢測位于光軸上，且直徑大于30mm的不透明物體。對屏蔽門(或安全門)與列車車體之間，乘客或大件物品有意、無意被夾在屏蔽門/安全門與列車車體之間造成危險發(fā)出信號給控制器。

如圖1所示，在站臺的2端分別加裝發(fā)射和接受.一旦有人闖入屏蔽門和列車車體之間的空隙，就會遮擋紅外光線，判斷出有障礙物，并及時輸出聲光報普信號(可選配Banner公司的高亮度LED指示報警燈).同時通知列車司機或車站管理人員。

圖1 屏蔽門超遠距離紅外對射傳感器

關于曲線站臺，可根據彎曲半徑計算出最長的直線段，選擇多套QS18短距離紅外光電(對射距離20m)擬合曲線工程解決方案。

上海地鐵某線延伸段工程案例(見圖2)。

圖2上海地鐵某線延伸段工程案例

五、我國傳感器技術發(fā)展的若干問題現今自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)是傳感器的技術，這也是機電一體化系統(tǒng)不可缺少的關鍵技術，傳感器技術水平的高低，能夠影響整個系統(tǒng)的性能。傳感器的技術水平越高，越能提高數控設備的自動化程度。在機電一體化的系統(tǒng)中，傳感器的主要作用便是利用傳感檢測技術對被控對象的各種信息轉化成各種數字信號，以便準確及時的進行處理。如果不能夠充分發(fā)揮傳感器的這種作用，我們便無法準確獲得能夠讓我們的一體化系統(tǒng)正常工作所需的充分信息。1、我國傳感器技術和國外傳感器技術水平的比較研究近年來，我國也在對傳感器技術進行研究開發(fā)，主要的研究工作集中在專業(yè)研究所和大學。但是即使我國正在大力加強傳感器的研究力度，同國外的傳感器技術進行比較，我們仍然存在相當大的一段差距的。在以下的幾個方面有所體現

（一）我國生產傳感器的市場不夠成熟，產業(yè)結構存在一些問題，例如企業(yè)分散，沒有強大的實力等等。另外，雖然我國從事傳感器研究和生產的單位有非常的多，甚至在世界上來說，都是居于首位的，但是能夠形成規(guī)模以及具有市場競爭力的卻沒有幾家。

（二）傳感器是高科技產品，具有多學科綜合以及技術密集型的特點，它的技術水平體現了一個國家的科研水平。而我國在這方面的技術投資顯然是不足的，科研資金非常少，因此不能夠生產出有競爭力的科技產品，這造成了科研力量與生產需求沒有辦法統(tǒng)一，這使得我國的傳感器技術一直發(fā)展緩慢。現今，全球大概有2萬多種不同類型的傳感器，即使我國經過“八五”、“九五”的發(fā)展，到目前為止也只有3000多種，還有很大的發(fā)展空間。

（三）我國傳感器技術同國外有著非常大的差距，這是由于受我國技術發(fā)展水平的影響，沒有辦法確保它的穩(wěn)定性和可靠性，從而使傳感器的在我國的應用以及發(fā)展前景都不是很樂觀。2、我國傳感器的發(fā)展對策現今我國傳感器產業(yè)與國民經濟發(fā)展的不相適應，產品技術水平與國外進行比較還有相當大的一段差距，但是從形成穩(wěn)定市場的角度看，我國的傳感器市場發(fā)展?jié)摿Ψ浅４螅晕覈鴤鞲衅鳟a業(yè)發(fā)展的前景還是非常好的。因此，我們要致力于加強技術研究和引進先進設備，從而使傳感器的科技水平得到發(fā)展。可以從以下幾個角度提出一些發(fā)展對策：

（一）開發(fā)新型敏感材料。通過各種學科的綜合如微電子、光電子、生物化學、信息處理等，使各種技術能夠互相滲透和綜合利用，希望可以使一批基于新型敏感材料的先進傳感器問世。

（二）應用新技術和新的物理效應，使檢測領域的應用得到擴大。

六、結束語

綜上所述，傳感器技術在地鐵機電一體化系統(tǒng)中占據著重要的地位，因此，在地鐵機電一體化的發(fā)展過程中，要更加重視傳感器技術的應用，不斷優(yōu)化傳感器的各項功能，提高地鐵機電一體系統(tǒng)的科學性。

【參考文獻】

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關鍵詞：機電一體化;解決方案;教學效果;教學反思

一、問題的提出

掌握機電一體化相關技術對于機電類專業(yè)的中職學生而言至關重要，但大部分學生即使努力學習了兩年，也無法很好地掌握機電一體化相關技術，原因如下。

1.機電一體化技術多且涉及面廣

機電一體化涉及的相關設備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機器人系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等，每種設備對應相應的使用技術。傳統(tǒng)教學是由淺入深順次學習，但學生學習兩年后技術仍沒學全，更談不上組合在一起使用。

2.傳統(tǒng)教學模式不適合學習機電一體化技術

傳統(tǒng)教學先理論后實操，理論講的太深，實用性不強，而大部分實操以驗證為核心，不是以使用為核心。這就導致了理論學習學生根本學不懂，信心受挫，學習興趣全無，而實操與生產實踐相差太遠，學生走上工作崗位即使學過相關技術，也不會使用，且沒掌握自學的方法，無法勝任相應的工作崗位。

3.機電一體化技術比較復雜且難度較大

機電一體化所涉及的每一種技術都比較復雜，都可以單獨稱為一門學科。以傳感器技術這本中職教材為例，書中介紹了傳感器的定義、分類、測量誤差及各種傳感器的結構和原理，可謂面面俱到，但傳感器在生產實踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術只是機電一體化相關技術中的一種，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到學全所有技術難度有多大。

4.機電一體化技術綜合應用難上加難

機電一體化只有把相關技術組合在一起使用才有實際意義，只掌握單獨某一種或少數幾種技術，無法滿足工作崗位的要求，還需根據實際補全所欠缺的部分，這就要求學生有一定的自學能力，而這恰恰是中職學生的弱點。以PLC教學為例，學生通過一個學期的學習，掌握了PLC基本使用方法，對PLC的接線、編程有一定了解，但在生產實踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進驅動器、伺服放大器等配合使用，無論是接線還是編程，難度都提高了。這種技術崗位，學生無所適從，最后只能放棄。

二、解決方案

針對上述問題，筆者經過多年探索與研究，提出如下解決方案。

1.改變教學理念和教學模式

采用理實一體化教學模式，突破以往理論與實踐相脫節(jié)的現象，教學環(huán)節(jié)相對集中。它強調充分發(fā)揮教師的主導作用，通過設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構建素質和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學和實踐教學環(huán)節(jié)，提高教學質量。在整個教學環(huán)節(jié)中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而是理中有實，實中有理。突出學生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調動和激發(fā)學生學習興趣。

2.依托模擬自動生產線教學

筆者采用的是廣東三向教學儀器制造有限公司生產的SX-815L自動生產線實訓考核設備。該設備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)有機結合在一起。只需要掌握該設備一個生產流程，就可以初步學會機電一體化相關技術，既降低了學習難度，又側重實用性，使學生的學習目標更加明確，大大提高了學習效率。該設備采用的是模塊化結構，可按照生產線運行過程，分階段學習各個模塊，只需要兩個學期，基礎中等的學生就可熟練運行這個模擬生產線，進而掌握機電一體化相關技術。

3.采用從興趣入手、循序漸進的教學方法

以SX-815L環(huán)形傳輸分揀單元中的分揀過程為例，把整個上料分揀過程的教學分為若干個環(huán)節(jié)。（1）指導學生觀察設備上料分揀的運行過程。通過觀察設備分揀運行過程，激發(fā)學生的好奇心，讓學生有學習興趣，教師講解過程通俗易懂，化繁為簡，并融入互動環(huán)節(jié)，學生可自由提問，教師回答學生的疑問。（2）講解相關設備及元件。從基礎學起，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下基礎。講解過程中學生可自由提問，教師回答學生的疑問。講解結束后，學生可在教師的指導下自主探究相關設備及元件，也可在學習小組中互相學習，共同研究，起到事半功倍的效果。（3）舉例講解接線。接線是教學中的重點，由教師舉例詳細講解，學生理解后自行在紙上畫出，再由教師逐個檢查，幫學生改正錯誤，直至學生完全掌握為止。（4）學生驗證接線。學生扒開線槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬用表驗證紙上的接線圖，加深印象，學生自主探究，培養(yǎng)學生的動手能力。（5）詳細介紹上料過程。循序漸進，為講解程序打下基礎。在此過程中，學生可自由提問，師生互動解決問題。（6）講解上料程序。教師講解程序中的要點及注意事項，學生理解后按照控制要求獨立編程，遇到問題可在學習小組中互相學習，共同研究，在此過程中，教師應鼓勵創(chuàng)新。（7）驗證傳感器與汽缸如何配合使用。此過程由教師引導，學生自主探究，培養(yǎng)學生獨立思考能力。（8）詳細介紹分揀過程。（9）講解分揀程序。（10）學生分組練習。每套設備為一組，分配3～4人，每組都有一個基礎比較好的學生當組長，由這名學生帶領其他組員練習，教師負責答疑。此教學設計環(huán)環(huán)相扣，循序漸進，體現做中學、學中做的特色。需要注意的是，各個環(huán)節(jié)所需時間因人而異，整個上料分揀教學過程約為40學時。

三、教學效果

采用理實一體化的教學模式﹢依托模擬自動生產線教學﹢從興趣入手，循序漸進的教學手段所產生的教學效果遠遠好于傳統(tǒng)的教學模式。值得一提的是學生在編程過程中能夠做到獨立思考，所編寫的程序既能夠按照控制要求運行又與教師講解的程序不一致，甚至優(yōu)于教師講解的程序，充分體現出了創(chuàng)新性。

四、教學反思

1.優(yōu)勢

（1）從興趣入手，學生學習變被動為主動。傳統(tǒng)教學沒有切實考慮到學生的學習興趣，學生不會主動學習，教師通過考核逼迫學生學習，可是學習機電一體化相關技術難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發(fā)，學生主動學習，大大提高了學習效率，又可使教師的教學工作變得輕松，可謂一舉兩得。（2）有效激發(fā)學生的潛能。筆者觀察學生在練習過程中，如果遇到問題會積極思考，盡可能獨立解決問題。學生編寫的程序起初很不完善，經過一段時間的改進，有的程序甚至要優(yōu)于教師講解的程序，學生看到設備按照控制要求流暢地運行，很有成就感。（3）教會學生學習機電一體化技術的方法。“授之以魚，不如授之以漁”，機電一體化相關設備品牌繁多，學生走上工作崗位以后難免要自學學校沒有學過的設備，這就要求學生要掌握學習機電一體化相關技術方法。每個品牌的設備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學生掌握SX-815L自動生產線實訓考核設備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學習方法，就可以自學其他品牌的設備，大大提高了工作崗位的適應能力。

2.不足之處

受成套教學設備的制約，電路及氣路的布線工藝講授和練習不夠充分，以后筆者會繼續(xù)探索彌補不足。

作者:王壯壯 單位:遼寧煤炭技師學院