導語：如何才能寫好一篇機電一體化現(xiàn)狀，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果。此簡述機電一體化技術的基本情況和發(fā)展背景，綜述國內(nèi)外機電一體化技術的現(xiàn)狀，分析機電一體化技術的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品結構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區(qū)別。

2機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。轉3．2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3網(wǎng)絡化

由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3．4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3．5環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3．6系統(tǒng)化

未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)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。

參考文獻

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[關鍵詞] 機電一體化 現(xiàn)狀 趨勢

現(xiàn)代科學技術的發(fā)展引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。

一、機電一體化技術概述

機電一體化技術是綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統(tǒng)理論出發(fā),根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，使得整個系統(tǒng)有機結合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術功能復合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術。一個機電一體化系統(tǒng)中一般包括五大組成要素，即結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素。

（1）結構組成要素。結構組成要素（即機械本體）是系統(tǒng)的所有功能要素的機械支持結構，一般包括有機身、框架、支撐、聯(lián)接等。

（2）動力組成要素。動力組成要素（即動力驅動部分）依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。

（3）感知組成要素。感知組成要素（即測試傳感部分）對系統(tǒng)的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應的控制信息。

（4）職能組成要素。職能組成要素（即控制及信息處理部分）將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。

（5）運動組成要素。運動組成要素（即執(zhí)行機構）根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動作和功能。

二、機電一體化技術現(xiàn)狀

20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后的恢復起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20世紀70年代―80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法、機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。近年來，由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，更為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。所有這些研究，都促使了機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

三、機電一體化技術發(fā)展趨勢

以微電子技術、軟件技術、計算機技術及通信技術為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、綜合化、個性化信息技術革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。筆者認為機電一體化技術將向以下幾個方向發(fā)展：

一是光機電一體化方向。一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結構等部件組成。引進光學技術，利用光學技術的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

二是柔性化方向。未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

三是智能化方向。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的發(fā)展。

四是仿生物系統(tǒng)化方向。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。

五是微型化方向。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要再區(qū)分機械部分和控制器部分了。那時，機械和電子完全可以“融合”機體，執(zhí)行結構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機電一體化的重要發(fā)展方向

六是綠色化方向。現(xiàn)今，先進科學技術的發(fā)展令我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。一方面，生活安定舒適，物質文明與精神文明高度發(fā)達；另一方面，資源能源匱乏，生態(tài)環(huán)境失衡，不可修復的重度污染，令人們深思而后行，用“腦袋”去看地球，用實際行動去拯救地球。所以，設計開發(fā)出綠色的機電一體化產(chǎn)品，是時展的必然趨勢。從產(chǎn)品開發(fā)、設計制造、使用維護直至報廢銷毀的全部生命周期中，一個好的機電一體化產(chǎn)品不但能夠滿足人們的需求，同時又不影響生態(tài)環(huán)境，高效節(jié)能，報廢后可以回收循環(huán)再利用，具有遠大的發(fā)展前景。開發(fā)綠色的機電一體化產(chǎn)品鑄就綠色和平的星球。

四、結語

綜上所述，機電一體化的發(fā)展是許許多多先進科學技術發(fā)展的結晶，是現(xiàn)今社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。今后，與機電一體化相互融合的技術會越來越多，越來越先進，隨著人類文明的高度發(fā)展，機電一體化技術將迎來一個嶄新的時代―人工智能機械人的時代！

參 考 文 獻

[1]芮延年.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京：機械工業(yè)出版，2004.

[2]萬遇良.二十一世紀的機電一體化技術[J].機電信息，2005,（10）.

[3]李宜海.關于機電一體化技術若干問題的探討[J].科技資訊.2008,(3)

[4]修其麗.淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].才智，2011,(6)

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【關鍵詞】煤礦；機電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

隨著科技的進步，綜合化采煤設備也越來越先進了，并且經(jīng)過不斷的組裝和綜合使用，他正在發(fā)揮著越來越重要的作用，進一步加快了中國煤炭開采的速度。這些巨大的優(yōu)勢作用也就使得越來越多的企業(yè)更加重視這種先進的綜合采煤方法的利用，這也就決定了今后中國采煤技術方向的發(fā)展。并且隨著科技的進步和技術的發(fā)展，現(xiàn)代綜合采煤工藝也正在逐步的發(fā)展進步之中，變得越來越先進，越來越實用，越來越受到人們的親睞。

一、煤礦機電一體化的現(xiàn)狀

中國的機電一體化起步是比較晚的，這和中國進入工業(yè)時代和計算機時代比較落后有直接關系，這也就導致了煤礦開采技術的落后。機電一體化的興起主要是在建國初期，那時電子科技有了初步的發(fā)展，人們嘗試著把電子技術和原有的機械水平相結合，用以提高原有的機械水平，事實證明這種做法也起到了良好的效果，不僅刺激了機械行業(yè)的發(fā)展也進一步提高了電子技術的發(fā)展，從而促使我們進入了計算機時代；而自從20世紀70、80年代起我們普遍進入計算機時代開始，機電一體化的進程和程度更加深了，在各個方面均取得了明顯的突破，因為計算機技術我認為是對機電一體化最重要的一部分，他在機電一體化各個方面的應用都具有很好的作用，也就在更大程度上促進了機電一體化的發(fā)展，使得機電一體化的發(fā)展進入了蓬勃發(fā)展時期；而隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，機電一體化更加具有了時代感和先進性，尤其是進入本世紀以來，各種智能技術的開發(fā)與利用對于機電一體化來說簡直起到了天翻地覆的作用，他在全方位提高了機電一體化的水準，并且有效地結合了計算機技術的利用，使得計算機技術的應用更加全面，更加全方位和有效[1]。

雖然中國在機電一體化的進程方面和西方發(fā)達國家差不多，但在具體的技術和應用上卻還是存在著很大的差距，不僅僅在整體的技術水平和利用范圍上存在著明顯差距，就算在具體的機械設備上也存在著明顯的落后趨勢，舉例來說，國外現(xiàn)在最流行的一種SL500系列采煤機的各種數(shù)據(jù)在中國就造不出來，就拿它的總功率來說，1 965 kW的裝機總功率就讓中國的技術望其項背，并且在交流變頻開采技術等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動化技術上，因為智能的自動化技術是新興起的一種技術，這種技術在中國還沒有流行的很廣泛，因此也就存在著很大的差距。

雖然就中國目前來說，煤礦機電一體化還存在著很明顯的不足也與西方國家存在明顯的差距，但任然取得了很明顯的進步，這在很多方面都得到了體現(xiàn)：MGD150NW采煤機的應用是最明顯的一個標志，它不僅大大提高了產(chǎn)量，還增加了安全性；綜合液壓支架的使用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設備安全；鋼絲繩損耗定量檢測系統(tǒng)，這一系統(tǒng)就充分利用了計算機的作用，精確的計算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無形；此外，還有很多其他技術的利用也充分體現(xiàn)了中國煤礦機電一體化的進程，例如提升機交流電控系統(tǒng)、LC煤礦提升機綜合后備保護裝置、ZDC30/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置等。

二、機電一體化技術在煤礦行業(yè)的優(yōu)勢

1、在線監(jiān)控、自動報警及故障自診。

即對煤礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動報警并準確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。

2、節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率。

例如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等，使用變頻 起動、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時生產(chǎn)效率也大大提高。

3、自動化或半自動化程度的提高

煤礦機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足，對作業(yè)精度的影響。

三、機電一體化技術在煤礦中的主要應用

1、 機電一體化技術在提升機中的使用

礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，全數(shù)字化交直流提升機。尤其是內(nèi)裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分體現(xiàn)了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。“九五”期間，國產(chǎn)數(shù)字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)權的全數(shù)字化提升機，其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統(tǒng)，其性能先進、操作簡便、準確可靠。

2、機電一體化技術在采煤機中的使用

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(wǎng)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(diào)整各種參數(shù)，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。

3、機電一體化技術在帶式輸送機中的使用

帶式輸送機由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設備。因此，成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術以及啟動延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多，一般為3點驅動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。

4、礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究，對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施，但仍然沒有得到預期的效果，因此這些在實際現(xiàn)場應用率不是很高。在國外，由于計算機網(wǎng)絡軟硬件技術發(fā)展很快，運行速度和質量也在不斷提高，傳輸介質由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機電一體化技術在監(jiān)控系統(tǒng)上的應用已有了非常高的水平。

四、結語

機電一體化在煤礦開采中的巨大優(yōu)良作用不言自明，而在這方面中國和世界其他國家還存在著明顯的差距，如何彌補這一差距，增強中國在煤炭開采行業(yè)的競爭力，這就需要我們朝著積極健康的方向發(fā)展，只有這樣，我們才能盡量彌補差距，加快發(fā)展進度。

參考文獻：

篇4

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區(qū)別。

2機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。（2）20世紀70—80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎，并且逐漸形成完整的學科體系。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3．2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定出國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3．3網(wǎng)絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到、質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3．4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3．5環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3．6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強。一般除RS232外，還有RS485等智能化通信接口。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)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。

參考文獻：

［1］李建勇．機電一體化技術［M］．北京：科學出版社，2004.

［2］李運華．機電控制［M］．北京：北京航空航天大學出版社，2003.

篇5

論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果。此簡述機電一體化技術的基本情況和發(fā)展背景，綜述國內(nèi)外機電一體化技術的現(xiàn)狀，分析機電一體化技術的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品結構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區(qū)別。

2 機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。 轉貼于

3．2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網(wǎng)絡化

由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3．4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3．5 環(huán)保化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3．6 系統(tǒng)化

未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)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。

參考文獻

篇6

關鍵詞：機電一體化技術;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.178

0 前言

隨著社會的不斷進步，各個領域科學技術之間的聯(lián)系也越來越密切，有步入統(tǒng)一化的趨勢，能在很大程度上促進不同領域的技術的協(xié)調(diào)和滲透，這讓我國的工業(yè)技術革新加快了步伐，促進了機電一體化技術的發(fā)展壯大。機電一體化技術的發(fā)展可以讓工業(yè)發(fā)展由機械化模式穩(wěn)定的向智能化及網(wǎng)絡化模式發(fā)展，對于我國的產(chǎn)業(yè)變革具有重大的歷史意義。

1 機電一體化技術的概述

機電一體化是機械設備和電子技術融合后的統(tǒng)稱，機電一體化深入應用于機械設備可以使機械設備在性能控制和信息處理等各方面更加智能化、自動化。機電一體化作為一項機械系統(tǒng)技術，其基礎就是機械電子技術、計算機技術以及自動化技術等現(xiàn)代化技術的綜合。目前，機電一體化已經(jīng)有很強的系統(tǒng)性和相對獨立性，很大一部分的職業(yè)院校把機電一體化技術作為一門新興學科進行教學，培養(yǎng)出許多的高素質的機電一體化方面的技術性、應用型人才，為我國工業(yè)技術的發(fā)展做出了很大的貢獻。

2 機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國在應用技術方面的快速發(fā)展，機電一體化技術已經(jīng)漸漸的從初步的應用階段發(fā)展到對智能技術的應用階段，機電一體化技術的技術革新及深入應用，在很大程度上促進了人們生活水平的提高。近年來，我國加強了對集成電路和計算機技術的發(fā)展力度，機電一體化技術也隨之步入快速發(fā)展時期，讓機電一體化技術更深入的在人們生活中融合與實踐。例如，人們?nèi)粘Ｉ钪械闹悄茉齐娨?、方便烹飪的微波爐、及可以清潔房間的吸塵器機器人等，此技術還應用于工廠之中，比如，數(shù)控機床的生產(chǎn)功能控制等。另外，部分的研究人員越來越重視電子智能技術與機電一體化技術的結合，也使生活起到了這樣或那樣的改變，例如，智能機器人可以進行超越人類體能極限的工作，娛樂人們的生活等。所以，加大機電一體化技術對機器人的深入應用研究，對很多的特殊行業(yè)有很重要的意義。

3 機電一體化發(fā)展趨勢深化思考

機電一體化技術現(xiàn)階段已經(jīng)融入多種新興一體設備，通常使用多媒體等技術實現(xiàn)全智能，而且已融入到各行各業(yè)，為社會便捷的目標更好的跟進，現(xiàn)今得到許多人的認同和贊揚。國內(nèi)外的專家學者不斷投入智慧與物資，力求將最先級的科學成果與技術和機電一體化技術結合，使機電一體化技術向著先進的方向發(fā)展。下面段落向各位闡述了機電一體化技術發(fā)展模式在日后的不斷升級。

3.1 智能型模式

我國計算機技術在近幾年有了很大的進步，讓智能化技術也能得以更加深入的研究。機電一體化逐漸走向智能化，將極為顯著地提升工作效率，并能夠打破固有模式的生產(chǎn)局限，進行大規(guī)模的、高質量的產(chǎn)出，有效的降低了對人力物力的投入，對于優(yōu)化資源結構配置有很大的作用。智能化除了能夠應用于機械生產(chǎn)設備中，還能應用于時下最火爆、最先進的機器人研究領域，讓機器人研究能夠更加人性化、更加貼近于人類智慧，為人類生活更好服務?，F(xiàn)而今，國內(nèi)在機器人領域的開發(fā)與應用還不夠普遍，所能應用的領域僅僅是少數(shù)的服務行業(yè)，使用機器人的營銷效應遠遠超出機器人所能提供的智能服務。但是相信隨著我國機電一體化技術智能化的發(fā)展，機器人領域定會有長足的進步，賦予機器人更多、更好、更新、更人性的功能與科技，已達到造福于人類的目的。

3.2 環(huán)保型模式

機電一體化技術在環(huán)保化方面的發(fā)展中，會讓自然界中的資源能被更加合理的開發(fā)，能有效促進人類社會的發(fā)展的進程。但隨著資源減少速度的迅速提升，自然環(huán)境的變化速度也會隨之加快。近幾年，構建人與自然的和諧關系成為國內(nèi)外專家學者的一致呼聲，在不遠的未來，低碳環(huán)保、可再生資源會成為各領域共同追求的目標。此種改變將會影響到人們生活的許多方面，例如環(huán)保低耗的生產(chǎn)過程，可回收可分解可再利用的環(huán)保產(chǎn)品等，從根本上讓資源的利用率得到提升，最大限度的減少對環(huán)境以及不可再生資源的消耗與影響，并努力保證對既有資源的高利用率與高轉化率。日后，產(chǎn)品從整體上會逐漸做到以下幾個要求：第一資源利用率先比提升;第二，杜絕對環(huán)境的污染;第三，對資源進行二次使用。機電一體化技術環(huán)保化發(fā)展將促進我國經(jīng)濟發(fā)展模式的有一次升華重組，對未來環(huán)保經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展鋪墊了厚厚的基石。

3.3 網(wǎng)絡型模式

現(xiàn)階段，全球經(jīng)濟一體化形勢發(fā)展迅速且不可逆轉，人們通過網(wǎng)絡，可以第一時間了解想要的市場信息，最新的技術發(fā)展方向，最新的國家政策與相關規(guī)定。因為網(wǎng)絡技術是當今科學技術發(fā)展中速度最快的，為人們的生活和工作提供了效率保障，減少了很大的勞動量。由此，機電一體化技術也將投身于網(wǎng)絡化發(fā)展的浪潮中，通過網(wǎng)絡了解國內(nèi)外在技術領域的最新動向與研究成果，通過網(wǎng)絡，專家學者們可以實現(xiàn)無國界、跨時空的交流和討論，打破技術壟斷，實現(xiàn)資源最有配比，共同推進人類文明向前發(fā)展。

4 結語

機電一體化技術讓各個領域的技術科學的結合在一起，是科研人員歷經(jīng)千辛萬苦奮戰(zhàn)無數(shù)個日日夜夜的成果，也是在新時代社會生產(chǎn)力的發(fā)展到一定地步必然的產(chǎn)物，機電一體化對人們的生產(chǎn)生活水平的提高有非常重大的意義。隨著對機電一體化技術更加深入的研究，相信將來會有更加先進、智能的技術應用于人類的生產(chǎn)生活，機電一體化技術的未來是不可限量的。

參考文獻：

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篇7

【關鍵詞】機電一體化；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、前言

隨著我國科技的不斷進步與發(fā)展，機電一體化技術越來越受到企業(yè)及科研人員的重視，本文就該部分內(nèi)容進行了探討。

二、機電一體化的內(nèi)容

1.機電一體化技術是從系統(tǒng)工程觀點出發(fā),應用機械、電子等有關技術,使機械、電子有機結合,實現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體最優(yōu)的綜合性技術。機電一體化技術,主要包括技術原理和使用機電一體化產(chǎn)品(或系統(tǒng))得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術。機電一體化技術是一個技術群(族)的總稱。

2.機電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體,具有滿足人的使用要求的最佳功能,機電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)。主要是指機械系統(tǒng)(或部件)與微電子系統(tǒng)(或部件)相互置換和有機結合,從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品,有良好的人機協(xié)作關系。一個機電一體化的系統(tǒng)主要是由機械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構成。

3.機電一體化工程(機械電子工程)是機械工程與電子工程的綜合集成,即給定機電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)“目的功能”與“規(guī)格”后,機電一體化技術人員利用機電一體化技術進行設計、制造的整個過程體系。機電一體化工程是系統(tǒng)工程在機電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)中的具體應用。

4.機電一體化思想體現(xiàn)了“系統(tǒng)設計原理”和“綜合集成技巧”。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機電一體化技術的方法論。從某種意義上講、機電一體化思想相當于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機一體化、機電液一體化、科工貿(mào)一體化、人機一體化等技術及其產(chǎn)品。

20世紀80年代中期以來,計算機特別是微型計算機已日益廣泛應用于機械產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的控制,使機、電有機地結合,發(fā)展成機電一體化技術。機電一體化技術的應用,給機械行業(yè)帶來了顯著的效益,提高了生產(chǎn)率,提高了產(chǎn)品的性能和質量,降低了原材料消耗,節(jié)約了能源,減輕了操作工人的勞動強度,增強了企業(yè)在市場中的競爭力?！皺C電一體化”是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術相結合的綜合性高新技術,是機械技術與微電子技術的有機結合。

三、機電一體化技術設計原理

從方法學的觀點出發(fā),機電一體化技術應遵循以下設計原理：

1.整體最優(yōu)化原理

機電一體化技術要求從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合機械技術和信息技術,實現(xiàn)整體最優(yōu)化。其實,“最優(yōu)化原理”是人類進行科學技術活動的基本思想動力。“精益求精”是這一思想的生動描述。人們?yōu)檫_到一定的目標,采用直接或間接的方法求得達到該目標的最佳途徑。這里強調(diào)“整體最優(yōu)化”,正是運籌學思想在機電一體化技術中的體現(xiàn)。

2.智能化原理

這是機電一體化技術與傳統(tǒng)機械自動化技術的主要區(qū)別之一,也是21世紀機電一體化技術發(fā)展的主要方向。關于“智能”的定義。目前尚無確切和統(tǒng)一的說法。但是,它首先是對人類行為的描述?！爸悄堋敝饕爬ǔ鋈祟愑幸韵履芰?感知能力;記憶能力;思維能力―包括形成概念的能力、判斷能力、推理能力。

我們這里所說的“智能化”。是對機器行為的描述,是“仿人智能”,或者稱之為“人工智能”(artificialintelligence)。具體地說,智能化就是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,以求得到更高的控制目標。

3.仿生原理

如果說智能化是“仿人智能”,那么“仿生”便是對所有生物行為的模仿。生物世界是億萬年生物進化的結果,是“適者生存”這條自然規(guī)律“精雕細刻”的結果,是人類的學習寶庫?，F(xiàn)代信息技術和機械技術使這一“模仿”比較容易,成為可能。

4.柔性化原理

也可稱之為“軟化原理”。由于使用了微電子技術,可以而且應當盡量用軟件功能代替硬件功能。因為“軟化”可以使機械系統(tǒng)近乎完全“貼近”實際工況的需要,極大地提高產(chǎn)品的性能。例如,加工中心機床、電梯的“加減速無感控制”、汽車發(fā)動機的電噴技術、汽車的防抱死裝置… ,都廣泛地采用了軟件控制原理。

四、機電一體化技術的應用

在人們的日常生活當中,自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫(yī)療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機電一體化系統(tǒng)都離不開執(zhí)行元件為其提供動力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的,因此需要一個驅動部件。該驅動部件在電子控制裝置的控制下,接收指令,進行能量轉換,從而得到目標輸出。對于精密傳動來說,需要在執(zhí)行元件輸出終端進行傳動測量,如測量其位置、速度、加速度,同時將所測得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置,讓其進行比較,進行誤差修正控制,最終實現(xiàn)精密傳動。

當有多個執(zhí)行元件,其輸出動作規(guī)律各不相同時,一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來考慮其控制的形式,另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒有聯(lián)系,可以讓它們單獨來工作,也可以通過構建PC機上位控制來統(tǒng)一管理。若工作聯(lián)動內(nèi)容經(jīng)常變化,就應該構建一個可以直接識別聯(lián)動輸出的軟件,將聯(lián)動輸出寫入軟件當中,讓其直接轉化為控制程序,這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。

五、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合, 它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。進入 21 世紀,在機電一體化技術的發(fā)展方向中,最主要的是:智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、微型化、綠色化,下文對此略加探討:

1.智能化

智能化是 21 世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。

2.數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎,如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人;而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起,為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路. 如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。

3.網(wǎng)絡化

20 世紀 90 年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片, 企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及, 基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliancesystem, CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此, 機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

六、結束語

只有加強對機電一體化技術發(fā)展的研究，才能使機電一體化技術的應用越來越廣泛，是非常具有現(xiàn)實意義的研究。

參考文獻：

[1] 彭海輝.機電一體化技術的發(fā)展及應用[J].工程技術.2013（3）:166-168.

篇8

關鍵詞：機電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TU85文獻標識碼： A

在科學技術日新月異的今天，新的材料、設備、技術不斷涌進，從某種程度上來看極大的推動了整個機械行業(yè)甚至是經(jīng)濟的發(fā)展。微電子的技術和計算機的技術也在飛速的發(fā)展，它們不斷與工業(yè)機械相摩擦，找出契合點然后相結合，機電一體化就是這樣產(chǎn)生的。機電一體化從系統(tǒng)化的觀點來說局勢綜合的運用了機械、微電子、自動控制和傳感測控等技術，根據(jù)系統(tǒng)的功能和目標，合理的運用各個功能進行布局。實現(xiàn)具有多功能。高質量的功能價值極其目標。

如今世界各國都在大力發(fā)展推行機電一體化的先進技術及在生活生產(chǎn)當中的應用。它不僅關系到全球各國各個方面的發(fā)展，也成為了體現(xiàn)一個國家綜合能力的象征。

一、機電一體化技術發(fā)展的狀況

1、機電一體化技術的第一階段

在二十世紀的六十年代以前被稱為第一階段。這一時期。人們開始不自覺的去利用電子技術初步的成功去補充和完善機械的性能。尤其是二戰(zhàn)的爆發(fā)，刺激了電子和機械的結合。戰(zhàn)后這些軍用技術逐漸轉化為民用技術，使戰(zhàn)后的經(jīng)濟迅速的恢復。但是當時的電子技術還沒有達到一定的技術水平，電子和機械的相結合還沒有能力深入的研究和開發(fā)，而那些已經(jīng)開發(fā)出來了的產(chǎn)品也沒有辦法進行大量的推廣。

2機電一體化技術的第二個階段

在二十世紀的七十到八十年代被稱為第二階段，同時也是最為蓬勃發(fā)展的一個階段。在這一時期，計算機技術、通信技術等都在的不斷進步，為機電一體化技術奠定了強有力的技術基礎。而大規(guī)模的集成電路也在迅速的的發(fā)展是機電一體化技術有了結實的物質基礎。

3、機電一體化技術的第三個階段

到了二十世紀九十年代的后期，就是機電一體化的第三個階段，同時也開始了機電一體化技術向智能發(fā)展，進而進入了深入探索的新階段。光學和通信的技術也融入了機電一體化的技術，那些細微的加工技術也慢慢從機電一體化技術中浮現(xiàn)出來，于是就出現(xiàn)了光機電一體化與微機電一體化兩種體系。另外在對機電一體化技術進入深入研究的同時，也為機電一體化技術開辟了廣闊的發(fā)展空間。

我國是從二十世紀的八十年代才開始對機電一體化進行研究并且開始應用的，在制定“九五”規(guī)劃的時候考慮到了機電一體化給各個國家?guī)斫?jīng)濟上的效益和影響。許多的大專的院校及研究機構開始對機電一體化的技術發(fā)展和應用做了大量的工作，并取得了一定的成果。

二、機電一體化的發(fā)展趨勢

1.智能化趨勢

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。機電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。

2.模塊化趨勢

模塊化是一項重要而艱巨的工程，利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，擴大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項標準，便于各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.網(wǎng)絡化趨勢

計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，利用家庭網(wǎng)絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂，因此機電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展是為大勢所趨。

4.微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。

微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術。

5.綠色化趨勢

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。

6、系統(tǒng)化

系統(tǒng)化所表現(xiàn)出來的重要特征之一，就是關對系統(tǒng)體系結構進一步的運用開放和模式化的結構。整個系統(tǒng)可以隨意靈活的組成形態(tài)，并進行任意的剪裁組合，以便于實現(xiàn)多子的系統(tǒng)控制和管理。特征之二就是通信的功能加強了，在未來的機電一體化會更加的注重產(chǎn)品和人之間的關系。機電一體化的人格化有兩個含義，第一個就是最終使用機電一體化產(chǎn)品的對象是人，不管在怎樣的賦予機電產(chǎn)品一體化人的情感和智能。使之人性越來越明顯，尤其是家用的機器人，最高的境界就是實現(xiàn)人機一體化。而另一個含義是指模仿生物的機理，從而研制出各種機電一體化的各種產(chǎn)品。實事也是如此。很多的機電一體化產(chǎn)品都是受到動物的啟蒙而研究出來的。

三、電一體化的發(fā)展階段

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。上世紀60年代以前為第一階段（亦可稱為初級階段）。在這一時期，人們不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。

上世紀70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化發(fā)展提供了充分的物質基礎。

第三階段，上世紀90年代后，機電一體化技術開始向智能化方向邁進，進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。

四、機電一體化技術的主要應用領域

（一）數(shù)控機床領域。數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術經(jīng)過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，表現(xiàn)在：①總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構；②開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益；③WOP技術和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制；④大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數(shù)控功能，也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能；⑤能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去；⑥系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力；⑦以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）。柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機器人。第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第五代計算機關系密切。

結束語：

所以得出的結論就是機電一體化的出現(xiàn)并不是孤立存在的，它是由許多科學技術不斷的發(fā)展所得出的結晶，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度必然的結果。機電一體化的技術將會成為二十一世紀機械工業(yè)的主角。在各個方面都可以帶來明顯的社會效益和經(jīng)濟上的效益。隨著科學技術不斷的發(fā)展，各個技術之間互相融合的的趨勢也隨之越來越明顯。以機械技術和微電子的技術有效的結合起來，成為機電一體化技術的主體。成為機械工業(yè)的必然發(fā)展趨勢，機電一體化技術的發(fā)展前景也將會越來越寬廣。

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篇9

關鍵詞：高職；機電一體化；人才培養(yǎng)

機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

20世紀70年展起來的機電一體化技術是綜合應用機械技術、微電子技術、自動控制技術、信息技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術、信號變換技術以及軟件編程技術等產(chǎn)生的一種系統(tǒng)工程技術，是多種技術交叉融合的產(chǎn)物，并不斷地通過學科交叉、技術融合與創(chuàng)新持續(xù)發(fā)展。

機電一體化技術經(jīng)過近40年的發(fā)展已經(jīng)取得了豐碩的成果，其產(chǎn)品由單一品種逐步發(fā)展到大中型品種乃至成套設備或大系統(tǒng)，電子技術在機械產(chǎn)品上的應用幾乎達到了無孔不入的程度，其品種不斷增多，水平也不斷提高，不僅對世界經(jīng)濟的發(fā)展起到了巨大的推動作用，而且給人們的生活帶來了很大的方便和享受。

隨著科學技術特別是精密機械技術、微電子技術、計算機技術和控制技術的不斷進步，機電一體化技術也在快速發(fā)展，其發(fā)展趨勢是：（1）在性能上向高精度、高效率、高智能化方向發(fā)展；（2）在功能上向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展；（3）在層次上向復合集成、系統(tǒng)化方向發(fā)展。

機電一體化技術在我國的應用

機電一體化主要技術在我國應用的大致趨勢如下：

計算機技術20世紀70年代是純電子技術；自80年代開始使用Z80CPU構成的單板機及個人電腦；從1987年開始STD總線成為工控機主流機型；從90年代開始使用MCS-51、MCS-96系列單片機與小型PLC；自90年代中期開始以臺灣研華公司為代表的IPC工控機取代STD工控機，成為主流工控機；90年代中后期中型、大型PLC與DCS系統(tǒng)在我國開始大規(guī)模使用；2000年以后現(xiàn)場總線開始應用。

傳感器技術20世紀60年代是力平衡式傳感器；70年代開始使用參量型傳感器（R、C、L參量，無源）和發(fā)電型傳感器（磁電式、壓電式、熱電式，有源），大多采用分立型；80年代開始隨著半導體集成技術的發(fā)展，將敏感元件與信號處理電路集成在一起，實現(xiàn)了檢測及信號處理一體化；90年代后，傳感器向集成化、微型化、智能化方向發(fā)展；2000年后，出現(xiàn)了基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡化智能傳感器。

執(zhí)行機構由傳動機構和執(zhí)行元件組成。傳動機構由蝸輪蝸桿、齒輪、鏈輪、帶輪、凸輪、傳動帶等組成；執(zhí)行元件分為液壓式、氣壓式、電磁式等幾種類型。

機械加工技術20世紀50年代是通用機床，采取傳統(tǒng)加工工藝；60年代開始使用硬件數(shù)控NC、特種加工與成組技術；70年代開始使用計算機數(shù)控CNC與精密機械技術；80年代開始使用計算機集成制造系統(tǒng)CIMS、柔性制造系統(tǒng)FMS、計算機輔助工藝設計CAPP、計算機輔助設計/制造CAD/CAM；90年代開始使用現(xiàn)代制造技術與納米加工技術；2000年開始使用敏捷制造技術與綠色制造技術。

高職機電一體化人才的定位及應具備的知識與能力

機電一體化培養(yǎng)人才的層次（1）學術型人才：主要從事科學研究，從事發(fā)現(xiàn)和研究客觀規(guī)律的工作。（2）工程型人才：主要從事有關項目的設計、規(guī)劃、決策以及新產(chǎn)品、新技術的開發(fā)研制工作。（3）技術型（工藝型）人才：主要在生產(chǎn)第一線或工作現(xiàn)場從事將設計、規(guī)劃、決策轉換成物質實體或對社會產(chǎn)生具體作用的工作，進行技術應用、現(xiàn)場實施與服務。（4）技能型（操作型）人才：主要在生產(chǎn)第一線或工作現(xiàn)場依靠操作技能從事為社會謀取利益的工作。各行各業(yè)的技術工人均屬于這類人才。

高職機電一體化人才的定位高職機電一體化專業(yè)主要培養(yǎng)技術應用型人才，應具備必要的基礎理論知識、較寬的專業(yè)知識、較強的工作現(xiàn)場技術應用能力。

高職機電一體化人才應具備的知識與能力（1）知識結構：具有必備的文化基礎知識；具有一定的政治理論知識和人文知識；具有所需的機械制造、液壓與氣壓傳動等方面的基本知識；具有電工、電子、自動控制等方面的基本知識；具有計算機應用技術的基本知識；具有數(shù)控機床加工與編程、數(shù)控技術、CAD/CAM的基本知識；具有數(shù)控技術綜合應用的基本知識；具有車間生產(chǎn)技術管理的基本知識。（2）能力結構：一是社會能力。具備從事職業(yè)活動所需要的行為能力，具體包括口語表達能力、人機對話能力、英語會話與閱讀能力、意志品德、獲得知識的學習能力、解決問題的方法能力、分析問題的思維能力、開展活動的組織能力、團結同志的協(xié)作能力、開拓發(fā)展的創(chuàng)新能力。二是基礎能力。具備從事職業(yè)活動所需的各項基礎能力，具體包括機械制造、電氣控制與計算機應用三項基礎能力。三是專業(yè)能力。具備從事職業(yè)活動所需要的專業(yè)技能。

機電一體化技術發(fā)展與高職課程設置

課程設置的指導思想高職人才培養(yǎng)模式的基本特征是以培養(yǎng)高級技術應用型專門人才為根本任務，以適應社會需要為目標，以培養(yǎng)技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構與培養(yǎng)方案，畢業(yè)生應具有基礎理論知識適度、技術應用能力強、知識面較寬、素質較高等特點，以應用為主旨和特征構建課程與教學內(nèi)容體系。

機電一體化發(fā)展與高職課程設置的不適應由于機電一體化是多種技術交叉融合的產(chǎn)物，相關技術的發(fā)展都在推動著機電一體化的發(fā)展。因此，其發(fā)展是日新月異的，這就必然導致課程設置與教學內(nèi)容與其發(fā)展不相適應，具體表現(xiàn)在：

1.單片機課程：教學內(nèi)容是以MCS-51單片機為主，而現(xiàn)在實用的單片機種類繁多。

2.PLC課程：我院主要講述、實驗的是小型PLC的原理、編程等，而現(xiàn)在不僅小型PLC被廣泛使用，而且中型、大型PLC及DCS系統(tǒng)均已廣泛使用。

3.檢測與傳感器課程：各種高精度、集成化、智能化的傳感器層出不窮，網(wǎng)絡化的傳感器也已出現(xiàn)，而課程中涉及很少。

4.機電類專業(yè)中的機類課程目前仍大多停留在傳統(tǒng)機械上。

5.目前機電設備的維修仍把機械維修與電氣維修截然分開，不利于培養(yǎng)機電復合型人才。

6.新型的數(shù)控設備更新速度快，技術含量高，高職院校的教學實踐設備相對滯后。

7.數(shù)控模塊化刀具、數(shù)控夾具、數(shù)控機床冷卻液的選用等都有較高的要求，但教材中這些內(nèi)容涉及較少，教學內(nèi)容落后于生產(chǎn)實際。

8.機電類制冷專業(yè)偏重于系統(tǒng)制冷原理介紹，而對于自動控制方面卻很少涉及，所講述的自控儀表裝置也大大落后于現(xiàn)在企業(yè)所使用的裝置。

9.制冷專業(yè)講解的部件缺乏先進性。例如，課程中介紹了溫控器、熱保護器等傳統(tǒng)的機械元器件，而企業(yè)現(xiàn)在生產(chǎn)的冰箱有很多一部分已采用數(shù)字電腦溫控技術。

解決的方法（1）設備方面：在經(jīng)濟條件允許的情況下，應購買先進設備用于教學實踐環(huán)節(jié)；購買與自制相結合更新設備；學院應與企業(yè)合作，借助企業(yè)的先進設備與企業(yè)共同培養(yǎng)人才。（2）教師方面：應送出去深造、進修，或到企業(yè)學習，應積極開展科研開發(fā)，培養(yǎng)教師的關鍵技術技能，了解機電技術發(fā)展的最新動態(tài)與最新的機電一體化設備。（3）課程方面：一是課程內(nèi)容的綜合化。隨著機電一體化技術的發(fā)展與知識更新的加快，要求課程內(nèi)容實現(xiàn)跨課程有機融合，各門課程之間要體現(xiàn)合理的相互聯(lián)系，以實現(xiàn)課程體系的整體優(yōu)化。二是課程結構的模塊化。應將教學內(nèi)容進行分解，形成模塊，模塊化課程可充分增強課程的靈活性，既可保持普適性較強課程的穩(wěn)定性與教學資源的充分、合理使用，又便于開發(fā)新課程，以適應技術的迅速變化與面向社會培訓課程的開發(fā)。三是課程目標的定向性。數(shù)控技術的綜合性較強，為使培養(yǎng)目標能根據(jù)社會需求及時調(diào)整，應開發(fā)基于專業(yè)基礎平臺、目標不同的定向性專門化課程，實現(xiàn)數(shù)控加工技術、數(shù)控機床維護及維修等不同的專門化培養(yǎng)方向。（4）教材建設：要緊跟機電一體化技術的發(fā)展，及時更新、自編、補充教材內(nèi)容。（5）實踐環(huán)節(jié)：應積極進行校內(nèi)、校外實踐基地的建設，與國內(nèi)知名企業(yè)共建實驗室、工作室，加強實踐教學環(huán)節(jié)，以彌補理論教學上的不足。

機電一體化技術涵蓋的面較寬，如何解決機電一體化發(fā)展與所培養(yǎng)人才能力、知識結構方面的矛盾，如何迎接機電一體化發(fā)展對高職課程內(nèi)容提出的挑戰(zhàn)，是需要長期研究的課題。應從以下兩方面著手：一是從“素質+能力+知識”三方面培養(yǎng)人才，二是針對高職主要為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展服務的特點，對本地區(qū)各類企業(yè)及畢業(yè)生就業(yè)的主要企業(yè)進行調(diào)研，掌握各類企業(yè)使用機電一體化設備的情況、畢業(yè)生就業(yè)的崗位、對畢業(yè)生主要能力與知識結構的需求，有針對性地合理設置課程，選擇教學內(nèi)容，以培養(yǎng)能充分滿足社會需求的人才。

參考文獻：

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【關鍵詞】機電一體化；創(chuàng)新；發(fā)展；方向

機電一體化是現(xiàn)代科技和人類社會發(fā)展的必然結果，且隨著人們需求的不斷增長和科技的不斷進步，將會得到持續(xù)的創(chuàng)新和發(fā)展。當前的機電一體化融合了計算機技術、光學和電子、機械等多種先進技術，而在未來其將包含更多領域的科技，融合更多的創(chuàng)新技術，并朝著高效率、高質量和綠色化、可持續(xù)化的方向發(fā)展。為實現(xiàn)其水平的不斷提高，應當充分認識到其未來的創(chuàng)新發(fā)展方向，并采取相應的辦法和措施。

1 機電一體化的概念和我國發(fā)展現(xiàn)狀

所謂機電一體化，指的是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將機械技術和電子技術、軟件編程技術以及自動控制技術等一系列技術進行有效組織，以實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化、高效化和低耗化，使生產(chǎn)系統(tǒng)成為系統(tǒng)的工程技術[1]。我國的機電一體化伴隨著改革開放實現(xiàn)了迅猛發(fā)展，無論是理論知識和技術水平，都取得了重大的發(fā)展，使得生產(chǎn)效率大大提高，經(jīng)濟效益迅猛增長。然而，與發(fā)達國家相比，仍然存在著較大的差距，仍在探索和前進的道路上。

2 機電一體化的創(chuàng)新方向

機電一體化在現(xiàn)代科技和社會需求的促使下，將會不斷融入創(chuàng)新技術，實現(xiàn)其產(chǎn)品的創(chuàng)新和改良，以滿足用戶多樣化和專業(yè)化的產(chǎn)品需求，提高企業(yè)的市場競爭力[2]。在產(chǎn)品的造型和功能上，以及材料的使用和產(chǎn)品控制上，都會實現(xiàn)巨大的創(chuàng)新和發(fā)展。

首先，機電一體化產(chǎn)品將在其造型和功能上下功夫，實現(xiàn)造型和功能的創(chuàng)新，以滿足用戶的個性化和多樣化需求。在產(chǎn)品造型上，將會更加美觀，符合用戶的審美需求，并與產(chǎn)品的功能充分結合。同時，在產(chǎn)品的功能上，將會更加全面和多樣，以滿足用戶不同時期的不同需求，實現(xiàn)產(chǎn)品功能的全面化和多樣化。

其次，在材料的選擇和使用上，將會采用更加適宜且綠色、輕便和性價比高的材料，并根據(jù)具體的產(chǎn)品進行優(yōu)化選擇。納米材料、智能材料和高分子材料等作為創(chuàng)新性較強、且功用更高的材料，將會越來越廣泛地運用到機電一體化當中，實現(xiàn)量輕體小且耐損耐磨等特性，使得產(chǎn)品的便捷性和耐用性更高。

另外，機電一體化的產(chǎn)品控制上，也將融入大量的創(chuàng)新技術，以實現(xiàn)控制的便捷性、自動化和高效化。傳統(tǒng)的機電一體化控制需要進行人工手動控制操作，耗費大量人力，且效率不高，質量無法保證。在此基礎上進行創(chuàng)新，結合大量的先進技術，能夠實現(xiàn)其自動控制和監(jiān)視，并能夠自動學習以提高控制的效率和準確性。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

從目前的機電一體化不斷增長的需求和人們對于生產(chǎn)生活的具體要求，能夠判斷出機電一體化未來的發(fā)展趨勢。主要的方向即向綠色化、智能化、網(wǎng)絡化和微型化發(fā)展。

首先，由于自然環(huán)境的不斷惡化，使得人們對于環(huán)境保護和資源節(jié)約更加關注和重視。機電一體化將會充分考慮到這一要求，并不斷向綠色化發(fā)展。在機電產(chǎn)品使用時，不會造成對自然環(huán)境的污染，且在廢棄時也能回收利用，成為綠色可回收垃圾[3]。

其次，機電一體化將會在智能技術不斷發(fā)展的促使下，變得更加智能化。智能化的機電產(chǎn)品，擁有觀察和推理判斷能力，并能根據(jù)具體情況采取相應的辦法和決策。智能化的產(chǎn)品，將大大節(jié)省人們的時間，并使得生產(chǎn)的效率和質量都得到有效提高。

同時，網(wǎng)絡化也將是機電一體化的發(fā)展方向。計算機技術的發(fā)展和普及，大大方便了人們的生產(chǎn)和生活。網(wǎng)絡技術也將運用到機電一體化當中，使得遠程控制技術和監(jiān)視技術得到廣泛運用。機電產(chǎn)品的生產(chǎn)過程將會受到人們的遠程監(jiān)管和控制，且人們的家庭生活也將因此而變得更加智能化和便捷化。

另外，微型化作為全球各項技術和許多行業(yè)的研究目標，也將是機電一體化未來發(fā)展的主要方向。實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的微型化，能夠大大方便產(chǎn)品的移動和運輸，并有效節(jié)約人們的可利用空間。微型技術運用到機電一體化當中，即國外所說的電子機械系統(tǒng)[4]。微型機電一體化擁有體積小和耗能少等優(yōu)勢，能夠廣泛運用到微型化需求較高的軍事和醫(yī)療等領域中。

4 提高機電一體化水平的辦法

機電一體化的創(chuàng)新和發(fā)展趨勢已經(jīng)十分明顯，如何順應其發(fā)展趨勢，并采取相應的辦法和措施，以提高其發(fā)展水平，則是當前應充分關注和重視的問題。

首先，應當加強技術的研究和創(chuàng)新，加強基礎理論和專業(yè)技術的研究。機電一體化的發(fā)展依靠的是多學科和多專業(yè)技術的支持，將所有先進的科學技術進行系統(tǒng)性的有機組合，實現(xiàn)機電產(chǎn)品性能的不斷優(yōu)化和產(chǎn)品智能化、效率化。只有保證基礎理論技術水平的提高，才能夠保證機電一體化在此基礎上進行進一步的開發(fā)和創(chuàng)新。

其次，應當重視機電人才的培養(yǎng)，為機電一體化的發(fā)展提供強大的人才保障。人才作為國家經(jīng)濟建設和科技發(fā)展的重要動力，能夠為科技發(fā)展提供強大的創(chuàng)造力和發(fā)展力。機電一體化涉及到眾多的學科和領域，且牽涉到的科技都是世界頂尖級，對于人才知識儲備和運用能力有極高的要求[5]。應當針對機電一體化的具體要求，進行針對性的人才培養(yǎng)。讓其既能夠掌握機械技術，還能夠掌握計算機技術、光學和電子等多種學科知識，并將其融匯貫通，形成一套機電知識體系。

此外，應當重視產(chǎn)品的研發(fā)和銷售，通過市場的檢驗和用戶的體驗來實現(xiàn)產(chǎn)品有目標的升級和完善。產(chǎn)品能夠充分體現(xiàn)機電一體化的發(fā)展水平，并能夠在研發(fā)和銷售的過程中實現(xiàn)供需信息的準確傳遞，能夠保證機電一體化技術發(fā)展的準確性和有效性。同時，企業(yè)的發(fā)展也離不開經(jīng)濟效益的提高，只有保證企業(yè)擁有較高的經(jīng)濟利潤，才能夠保證其擁有充足的資金進行科學技術的研發(fā)。

5 結語

機電一體化是經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的必然結果，也是人民日益增長的物質需求的必然要求，且在此基礎上，將會繼續(xù)地發(fā)展和提高，實現(xiàn)更強的創(chuàng)新性和更高的功用性。應當充分認識到機電一體化的發(fā)展趨勢，并結合當前的發(fā)展現(xiàn)狀，采取相應的辦法和措施，以適應并滿足其發(fā)展的需求。應當加強技術的研究和創(chuàng)新，重視機電人才的培養(yǎng)，并加強機電產(chǎn)品的研發(fā)和銷售，保證機電一體化技術的發(fā)展擁有資金支持和現(xiàn)實依據(jù)。只有這樣，才能夠保證機電一體化能夠向著更好更快發(fā)展，為人們的生產(chǎn)和生活帶來更大的便利和更多的利益。

【參考文獻】

[1]葉劍，鐘德金.機電一體化現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及應對策略[J].科技傳播，2011（08）.

[2]王敏.機電一體化發(fā)展趨勢與數(shù)控技術的應用推廣[J].數(shù)字技術與應用，2012（07）.

[3]劉正明.機電一體化的發(fā)展趨勢[J].科技傳播，2012（21）.