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篇(1)

關(guān)鍵詞：智能 機電一體化 綠色

1 概述

機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎(chǔ)上引進微電子技術(shù)，并且將機械設(shè)備和電子設(shè)備用軟件有機結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，因此，“機電一體化技術(shù)”是機械、微電子和信息三項技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、微型機在各個技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，對各個領(lǐng)域的發(fā)展起了很大的推動作用，正因電子技術(shù)的快速發(fā)展，進而帶動了機電一體化技術(shù)的發(fā)展，科技的進步更是依賴于其發(fā)展，因此其未來的發(fā)展對科技的進步起著至關(guān)重要的作用。

2 機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展

2.1 全息系統(tǒng)化 全息系統(tǒng)化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運籌學(xué)、混沌動力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數(shù)控機床的智能結(jié)合就是一項重要應(yīng)用。當然，要使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2 微型機電化 在實驗室中，目前，通過半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應(yīng)用于實際產(chǎn)品時，那么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現(xiàn)機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機器的發(fā)展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，一并向微米級、納米級發(fā)展，正因為微機電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢。

2.3 光機電一體化 光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢，因為機電一體化系統(tǒng)是由機械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機電一體化技術(shù)中引進光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點，有效地改進機電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2.4 產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競爭也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦研制出機電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠程控制的終端設(shè)備就是機電一體化產(chǎn)品，因此，機電一體化產(chǎn)品也必然會朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。

2.5 產(chǎn)品綠色化 隨著工業(yè)的發(fā)達，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化：①物質(zhì)需求豐富，生活舒適;②可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。因為這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然，那么此時，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態(tài)環(huán)境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高，但其具有遠大的發(fā)展空間。

2.6 “生物——軟件”化　未來的機電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，即機電一體化的人格化，其有兩層含義：①機電一體化產(chǎn)品的使用對象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產(chǎn)品顯得越來越重要，尤其是家用機器人，其最高境界就是人機一體化;②模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大，很多時候類似于活的生物:當大腦停止工作時，生物便死亡，而大腦工作時，生物就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)，可為機電一體化產(chǎn)品提供新型的機體，但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領(lǐng)域被稱之為“生物——軟件”或者說“生物系統(tǒng)”，而生物的特點正是“肌體(硬件)——大腦(軟件)”一體，不可分割。機電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術(shù)與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。

3 結(jié)束語

通過本文的論述可見，機電一體化的出現(xiàn)不是隨機出現(xiàn)的，而是一個時代的產(chǎn)物，文中敘述的這些發(fā)展方向是科技發(fā)展到一定階段的必然要求，更是一個必然結(jié)果。目前，因為科學(xué)技術(shù)的限制，其與一些相關(guān)技術(shù)的互融程度還是不是太明顯，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢必將越來越明顯，因為它既是多項科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，又極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，其發(fā)展前景也將越來越光明，這必然會給世界帶來更大的技術(shù)力量。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京.科學(xué)出版社.2004.

[2]高鐘毓.機電控制工程[M].北京.清華大學(xué)出版社.2002.

篇(2)

關(guān)鍵詞：機電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號：TU85文獻標識碼： A

一、機電一體化技術(shù)簡介

機電一體化又稱機械電子學(xué)，英語名稱為Mechatronics，它是由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。機電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體，是在以微型計算機為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展向機械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透并與機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，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(jié)構(gòu)目標，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結(jié)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(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。典型機電一體化系統(tǒng)功能原理構(gòu)成實例如下圖：

二、機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1、初級發(fā)展階段

二十世紀六十年代以前的時間是機電一體化技術(shù)發(fā)展的初級階段，在初級發(fā)展階段，人們開始能夠自覺利用電子技術(shù)的成果完善機械產(chǎn)品的性能，在二戰(zhàn)之后，戰(zhàn)爭在使科技發(fā)展滯后的同時，也促進了電子技術(shù)和機械產(chǎn)品的結(jié)合，在戰(zhàn)爭期間這種結(jié)合主要應(yīng)用與軍事，在戰(zhàn)爭結(jié)束夠，電子技術(shù)與機械產(chǎn)品的結(jié)合用于經(jīng)濟發(fā)展中，并為經(jīng)濟的發(fā)展帶來了巨大的作用，由于機電一體化技術(shù)剛剛產(chǎn)生，人們對這種技術(shù)的認可程度還不高，機電一體化技術(shù)還未得到廣泛運用，這個階段的機電一體化技術(shù)還算不上是真正的機電一體化技術(shù)。

2、深入發(fā)展階段

從二十世紀六十年代到九十年代后期，機電一體化技術(shù)到了迅速發(fā)展階段，在這一階段，機電一體化技術(shù)逐漸智能化，并在迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上不斷深入。這一時期，機電一體化技術(shù)中又加入了光學(xué)和通信技術(shù)，微細加工技術(shù)在初現(xiàn)在機電一體化技術(shù)中，同時，對機電一體化的系統(tǒng)分析和學(xué)科體系也進入了深入發(fā)展的階段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、光線技術(shù)的發(fā)展為機電一體化技術(shù)拓寬了發(fā)展前景，促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展與進步。這個階段的機電一體化技術(shù)為當前的機電一體化發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

3、規(guī)劃發(fā)展階段

在二十世紀八十年代初期，國家就對機電一體化技術(shù)進行了研究，并且國務(wù)院還把機電一體化技術(shù)列入了863計劃中，還成立了專門的機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，由于國際機電一體化技術(shù)在飛速的發(fā)展過程中，我國充分考慮到國外技術(shù)的發(fā)展對我國的影響，還把機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向與影響納入九五規(guī)劃和發(fā)展綱要中，不僅是國家對機電一體化技術(shù)非常重視，很多高等院校、國家企業(yè)也對機電一體化技術(shù)進行了研究與應(yīng)用，并取得了一定的成果。當前階段的機電一體化發(fā)展為我國的綜合國力的提升做出了重要的貢獻。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、綠色化趨勢

工業(yè)革命以后，機械領(lǐng)域的技術(shù)革新給人們帶來了巨大的方便，對人們的生活、工作產(chǎn)生的深遠的影響，但是，在給人們帶來方便的同時，也帶來了嚴重的環(huán)境污染和資源的浪費。于是，人們對環(huán)保型的設(shè)計、制造有著很高的呼聲，符合綠色化的產(chǎn)品應(yīng)當在適用時對環(huán)境的污染降到最低、對資源的利用提到最高，同時在報廢后還能都回收利用。機電一體化的綠色產(chǎn)品要充分考慮到環(huán)保的特性，在設(shè)計之初就要將環(huán)保理念考慮進去，使設(shè)計的產(chǎn)品在使用過程中能夠做到對資源的最大利用和對環(huán)境的最小危害。

2、智能化趨勢

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)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(shè)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(yīng)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(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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。

3、系統(tǒng)化趨勢

系統(tǒng)化發(fā)展的特點是采用開放化和模式化的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，形成設(shè)備的系統(tǒng)發(fā)展，通過多種模式的組合和剪裁建立起機械設(shè)備的整體發(fā)展和設(shè)計系統(tǒng)，并且能夠在系統(tǒng)整體發(fā)展和設(shè)計的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)子系統(tǒng)的系統(tǒng)管理和綜合控制。系統(tǒng)化的機電一體化技術(shù)還能推動更為有效而便捷的通信技術(shù)發(fā)展模式的形成，從而實現(xiàn)更為有效的信息傳播和個性化的設(shè)備管理、使用方式，為在人性化的設(shè)備管理原則之上設(shè)計生產(chǎn)出以使用個體需求為主的機電一體化設(shè)備提供有利條件。

4、網(wǎng)絡(luò)化趨勢

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品價格日益下降，為其的普及工作帶來了便利條件。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各類遠程監(jiān)控技術(shù)逐漸發(fā)展起來。其遠程控制終端便是機電一體化產(chǎn)品，當發(fā)展到一定程度時，人們可以利用家庭網(wǎng)絡(luò)對家庭中的各項電氣設(shè)備進行計算機集中管理，進而享受更加現(xiàn)代化的生活。

5、模塊化趨勢

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、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。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。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。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)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

6、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(lǐng)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(shù),微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)。

四、結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的進步為機電一體化的產(chǎn)生和發(fā)展創(chuàng)造了條件，社會需求則為之提供了動力。反過來，機電一體化的發(fā)展又不斷促進科學(xué)技術(shù)的進步和社會需求。機電一體化已經(jīng)顯示出了強大的生命力，并正以空前的速度和力度沖擊著傳統(tǒng)的技術(shù)思想、生產(chǎn)方式和方法以及傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域都將因此而發(fā)生深刻變革。

參考文獻：

[1]張建寶. 淺談煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及展望[J]. 科技信息.2013（18）

篇(3)

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在機電一體化技術(shù)中的應(yīng)用，高智能已經(jīng)成為了機電一體化發(fā)展的主要方向，相關(guān)的技術(shù)和研究人員也在不斷的研究，現(xiàn)如今高智能的機器人和數(shù)控設(shè)備已經(jīng)可以代替人類完成一些危險性較高、精密度要求高、工序比較復(fù)雜的工作，節(jié)省了勞動力，也更加方便的得到了所需要的產(chǎn)品和服務(wù)，目前很多的研究人員逐步的將運籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)等多種智能化的學(xué)科逐漸引進到機電一體化技術(shù)中，這樣能夠有效的促進機電一體化系統(tǒng)判斷推理能力和自主決策能力，這樣能夠方便人們對機電一體化設(shè)備進行控制。

2區(qū)域模塊化

區(qū)域模塊化也是機電一體化發(fā)展的重要趨勢之一，針對使機電一體化產(chǎn)品的各個單元實現(xiàn)區(qū)域模塊化管理是一項比較復(fù)雜、涉及面廣的工程，例如，在進行智能減速、智能變速等相關(guān)功能研制的過程中，要充分的實現(xiàn)集圖形、圖像識別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化，這樣可以更加標準、準確的衡量相應(yīng)的控制單元以及動力單元，進一步的提高各個單元的性能，也可以使機電一體化產(chǎn)品相應(yīng)的功能之間的聯(lián)系更加緊密，使一個區(qū)域模塊更加有效的運行，只有這樣才能方便人們對機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用，提高機電一體化產(chǎn)品的利用程度、可裝配性、可維修性等，經(jīng)過研究和推理，可以得出機電一體化模塊是未來機電一體化產(chǎn)品的主要方向，隨著未來技術(shù)發(fā)展的不斷深入，機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)模塊化的步伐也在不斷的加深。

3環(huán)保綠色化

機電一體化技術(shù)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)和生活中帶來了巨大的變化，豐富了人們的的物質(zhì)生活，同時也給人們的生活環(huán)境帶來了負面影響，資源的過度開發(fā)利用，加重了生態(tài)環(huán)境的負擔(dān)，近些年來，越來越多的國家和組織逐漸重視到環(huán)境保護的重要性，人們環(huán)保意識的增強，要求機電一體化產(chǎn)品在設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中要減少對環(huán)境的污染，因此機電產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來發(fā)展的一大亮點，人們環(huán)境保護意識的提高，造成了一些對環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場價值，設(shè)計和生產(chǎn)綠色環(huán)保的機電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景，也成為未來競爭的關(guān)鍵所在。

4網(wǎng)絡(luò)化

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近些年來的發(fā)展勢頭更加迅猛，這也促進了機電一體化系統(tǒng)的進一步的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起及發(fā)展，給人們的生產(chǎn)、生活帶來了巨大的變革，機電一體化技術(shù)的發(fā)展也受到了計算機技術(shù)的影響，機電一體化設(shè)備通過對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效的實現(xiàn)遠程自動化控制。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和改革開放的不斷深入，使國際上先進的機電一體化產(chǎn)品不斷涌入我國，這也為我國進行深入的研究提供了便利條件，促進了國內(nèi)機電一體化技術(shù)的發(fā)展，機電技術(shù)發(fā)展和計算機技術(shù)的發(fā)展相輔相成，因此計算機技術(shù)的不斷進步也有利于存進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實促進了機電一體化技術(shù)產(chǎn)品更加快捷的推向市場，和生產(chǎn)商之間的技術(shù)交流，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢必會推動機電一體化技術(shù)的發(fā)展，也會繼續(xù)為人們提供更多、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

5微型精密化

機電一體化技術(shù)向微型精密化的方向發(fā)展的主要是納米技術(shù)的不斷深入發(fā)展，機電一體化的微型精密化產(chǎn)品體積小、攜帶方便、耗能低等，這些優(yōu)點使得機電一體化產(chǎn)品的微型精密化技術(shù)不斷進步，應(yīng)用范圍也逐漸擴大，因此，機電一體化微型精密化技術(shù)具有比較廣闊的發(fā)展前景和強大動力，但是想要實現(xiàn)機電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進的設(shè)備作為強大的后盾，因此需要相關(guān)的研究人員不斷努力，不斷提高我國先進的技術(shù)發(fā)展。

6總結(jié)

篇(4)

關(guān)鍵詞：機電一體化 發(fā)展過程 發(fā)展趨勢

一、前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不同學(xué)科的交叉與滲透也越來越廣泛，注定了各個領(lǐng)域的技術(shù)革命與發(fā)展。在機械工程領(lǐng)域中，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)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(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系等發(fā)生了翻天覆地的變化，從而將工業(yè)生產(chǎn)由"機械電氣化"帶入了"機電一體化"為特征的發(fā)展階段。

二、概述

機電一體化是指在機構(gòu)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(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將會被賦予新的內(nèi)容。但是它的基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、可靠性高和低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)處于最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，就組成為一個機電一體化系統(tǒng)或者說機電一體化產(chǎn)品。

因此，"機電一體化"涵蓋"技術(shù)"和"產(chǎn)品"兩個方面。機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)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本質(zhì)區(qū)別。機械工程技術(shù)是由純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍然屬于傳統(tǒng)機械。但是發(fā)展到機電一體化階段后，其中的微電子裝置除了可以取代一些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，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。擁有智能化的特點是機電一體化與機械電氣化在功能上的一個本質(zhì)的區(qū)別。

三、機電一體化的發(fā)展過程

"機電一體化"這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當時即70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將"機電一體化技術(shù)"與"機械電子學(xué)"并用，近年來"機電一體化"更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設(shè)計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計和控制的實施日顯重要。此外，光學(xué)也進入了機電一體化，產(chǎn)生了"光機電一體化"的新領(lǐng)域。

進入90年代，通信技術(shù)進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡(luò)化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支"微機電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科交叉綜合的一門學(xué)科，各個學(xué)科互相促進、互補不足、相互發(fā)展。專家預(yù)測，未來機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：

（一）智能化方向

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)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(shè)的研究中得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要的應(yīng)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(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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，以求達到更好的控制效果。

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(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的飛速發(fā)展。

（二）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(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)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)。

（三）模塊化方向

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、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜而又非常重要的事。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。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

這需要制定各項標準，以便各個部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，短時間內(nèi)很難制定國際或國內(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)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

（四）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(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)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(wù)，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(yīng)。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)。

（五）網(wǎng)絡(luò)化方向

上個世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、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(luò)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(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)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(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（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），使人們在家里分享各種高技術(shù)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(luò)化方向發(fā)展。

（六）微型化方向

微型化興起于上世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)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(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

（七）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(jié)構(gòu)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。

（八）綠色化方向

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；而另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到了嚴重污染。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(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)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(shè)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。

（九）系統(tǒng)化方向

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。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、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，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，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

五、結(jié)束語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(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(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

篇(5)

課程教學(xué)體系基本結(jié)構(gòu)的合理性決定專業(yè)學(xué)生技術(shù)技能學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，即專業(yè)課程開設(shè)的前后順序、課程教學(xué)課時要安排合理，以科學(xué)的課程組織形式開展教學(xué)活動。機電一體化專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)考慮對技術(shù)技能型人才的質(zhì)量要求，需要全面覆蓋基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實訓(xùn)課程和選項課程四大模塊，四模塊分別占比：23%、20%、40%、17%。機電一體化課程考慮技術(shù)技能視角構(gòu)建課程體系，要尤為注重技術(shù)技能訓(xùn)練。

2構(gòu)建思路

機電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建是基于學(xué)生未來職業(yè)要求和技術(shù)技能型質(zhì)量要求的，要充分考慮職業(yè)資格考試和技能大賽對教學(xué)引領(lǐng)作用，在課程體系中集中體現(xiàn)技術(shù)、技能屬性?？紤]現(xiàn)有機電一體化專業(yè)教學(xué)模式，將機電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建為“階段+模塊”、“理論+實踐”的互補體系。機電一體化專業(yè)教學(xué)課程階段主要包括職業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)專門技術(shù)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)關(guān)鍵能力培養(yǎng)階段和職業(yè)拓展能力培養(yǎng)階段四個階段，對學(xué)生在未來職業(yè)中所需技術(shù)技能進行培養(yǎng)，全面提升學(xué)生綜合專業(yè)能力。機電一體化專業(yè)教學(xué)課程模塊主要包括基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實訓(xùn)課程和選項課程四大模塊，其中基礎(chǔ)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的職業(yè)素質(zhì)和基礎(chǔ)能力進行開發(fā)培養(yǎng)，切實提高學(xué)生職業(yè)綜合素養(yǎng)；技術(shù)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的專業(yè)技術(shù)能力進行開發(fā)培養(yǎng)，主要設(shè)置職業(yè)技術(shù)性課程；實訓(xùn)課程模塊就學(xué)生在職業(yè)技術(shù)性課程中所學(xué)進行實訓(xùn)教學(xué)；選項課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中具體工作崗位所需設(shè)置的課程，具有較強的專業(yè)性和技術(shù)技能導(dǎo)向性。

3課程體系總體設(shè)計

高校機電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計框架是基于機械工程行業(yè)需求，強化學(xué)生技術(shù)、技能基礎(chǔ)，拓寬機電專業(yè)能力，突出未來職業(yè)能力，提高綜合專業(yè)素質(zhì)，全面職業(yè)發(fā)展的課程結(jié)構(gòu)，是面向多方向工作崗位需求，設(shè)計大類模塊化課程的體系。機電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計包括集“自然科學(xué)+人文社會科學(xué)+專業(yè)思想教育”在內(nèi)的基礎(chǔ)課程教育（一個基礎(chǔ)），包括集“電工電子基礎(chǔ)平臺+機械基礎(chǔ)平臺+計算機控制技術(shù)基礎(chǔ)平臺”在內(nèi)的平臺課程教育（三個平臺），包括集“自動生產(chǎn)線方向+機電一體化設(shè)備+模具設(shè)計和制造+數(shù)控技術(shù)應(yīng)用+計算機輔助機械設(shè)計”等多模塊課程教育（多模塊）。

4課程體系設(shè)置分析

篇(6)

[關(guān)鍵詞]機電一體化；發(fā)展趨勢；現(xiàn)狀

中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）17-0238-02

0 引言

新型技術(shù)和新型工藝的不斷涌現(xiàn)促進了機械工業(yè)的發(fā)展和進步。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用深刻地影響著人們的生產(chǎn)和生活。同時，作為衡量一個國家綜合國力的指標，機電一體化技術(shù)和各國的通信事業(yè)、交通事業(yè)以及航天事業(yè)等息息相關(guān)。因此，機電一體化技術(shù)作為一種必然的發(fā)展趨勢，已經(jīng)引起了各國的關(guān)注。

1 機電一體化的相關(guān)概念

相比于西方發(fā)達國家，我國的機電一體化技術(shù)的發(fā)展步伐相對緩慢[1]。機電一體化起源于20世紀70年代的日本雜志――《機械設(shè)計》，是集機械和微電子技術(shù)于一體的一門集合技術(shù)。機電一體化技術(shù)主要是通過將微電子技術(shù)、信息技術(shù)以及信號接收技術(shù)等多種綜合技術(shù)進行有效地整合，從而應(yīng)用于實際的混合技術(shù)中。

作為一門自成一體的新型技術(shù)學(xué)科，機電一體化所涵蓋的技術(shù)和產(chǎn)品具有多功能、安全性高以及消耗少等優(yōu)勢。我國的機電一體化技術(shù)由于受傳統(tǒng)工業(yè)的影響較大，同時受經(jīng)濟和技術(shù)等條件的束縛，還需要進行不斷地完善和改進。

機電一體化的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)主要可以分為三個部分，其分別為電子、相關(guān)軟件以及機械三大模塊[2]。作為多種新興技術(shù)形結(jié)合的產(chǎn)物，機電一體化技術(shù)可以充分地利用不同模塊的特點和優(yōu)勢，設(shè)計和制造出更多全新的產(chǎn)品，以更好地服務(wù)于人類。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，與機電一體化相關(guān)的各項技術(shù)開始出現(xiàn)相互融合的趨勢，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用前景也十分良好。

2 機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國的機電一體化技術(shù)大致始于20世紀80年代初期，由于受國際關(guān)系的影響，機電一體化技術(shù)被列入為“九五”特別發(fā)展規(guī)劃中。國家相關(guān)部分組織機電一體化研究領(lǐng)導(dǎo)小組開展相關(guān)會議，對機電一體化的相關(guān)技術(shù)進行綜合性研究。同時，北京大學(xué)、清華大學(xué)等國內(nèi)知名院校和國家研究機構(gòu)開始逐漸地加大對機電一體化技術(shù)的重視。尤其是一些大專院校開始擴大相關(guān)專業(yè)的招生比例，以培養(yǎng)更多的相關(guān)技術(shù)性人才和應(yīng)用人才。盡管如此，我國與西方發(fā)達國家的機電一體化水平相比還存在一些差距。

二十世紀九十年代后期發(fā)展至今，機電一體化技術(shù)開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術(shù)作為核心的高科技技術(shù)逐漸被應(yīng)用于工程機械制造領(lǐng)域中，進而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進了相關(guān)工業(yè)制成品的性能的進步，從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設(shè)中電子監(jiān)控和自動報警的應(yīng)用中，如果相關(guān)的設(shè)備和工程機械出現(xiàn)了故障，電子監(jiān)控設(shè)備以及自動報警系統(tǒng)能夠及時準確地為工作人員提供相關(guān)信號，以方便工作人員及時地維護和更新。這些設(shè)備的應(yīng)用不僅能夠簡化工作人員的設(shè)備維護工作，而且還能夠極大地提高相關(guān)人員的工作效率，同時也保障了機械正常運行的安全性。因此，作為現(xiàn)代工程機械發(fā)展的一項重要技術(shù)，機電一體化技術(shù)還需要進一步完善，才能夠更好地為國民經(jīng)濟發(fā)展而服務(wù)。

世界上機電一體化技術(shù)相對比較成熟的地區(qū)主要是分布在歐洲、美國以及亞洲的日本等。這些地區(qū)和國家由于具有雄厚的經(jīng)濟實力和堅實的工業(yè)基礎(chǔ)，在機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)方面取得了重大的成就。例如我們較為常見的辦公設(shè)備――復(fù)印機，則是美國的一項重大發(fā)明。目前，這些國家和地區(qū)在機電一體化技術(shù)領(lǐng)域不僅擁有高素質(zhì)的技術(shù)人員，而且還具有靈活的經(jīng)營理念，從而給自身的發(fā)展提供了良好的機遇。機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)開始滲透各個生產(chǎn)領(lǐng)域，同時也開始向集成化方向轉(zhuǎn)變。

3 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢探討

機電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開相關(guān)技術(shù)的支持。作為一門新興的邊緣性學(xué)科，處于發(fā)展的良好階段。機電一體化作為一項核心技術(shù)，開始逐漸朝著以下三個方向發(fā)展：

3.1 生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)籌兼顧

眾所周知，工業(yè)革命和科技革命的到來雖然給人類創(chuàng)造了大量的物質(zhì)財富，同時也給環(huán)境造成了巨大的壓力。日益嚴重的工業(yè)污染給人們的生活帶來了極大的不便。因此，隨著人類進程的發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始追求生態(tài)環(huán)保的產(chǎn)品。環(huán)保型產(chǎn)品的研發(fā)與設(shè)計要求其在使用的過程中能夠最大程度地減少對環(huán)境的危害，同時又能夠最大程度地利用有效資源創(chuàng)造更多的物質(zhì)財富。

機電一體化技術(shù)將要求企業(yè)能夠從生態(tài)效益的角度出發(fā)，研發(fā)和生產(chǎn)更多的環(huán)保型產(chǎn)品，從而促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從未來的發(fā)展格局來分析，機電一體化信息技術(shù)將為生態(tài)環(huán)保型產(chǎn)品的應(yīng)用提供堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)不僅能夠提高機械的整體功能，而且還能夠地有效克服傳統(tǒng)機械系統(tǒng)的缺陷。尤其是類似傳統(tǒng)造紙工業(yè)的發(fā)展，不僅會造成嚴重的資源浪費，而且還容易導(dǎo)致水土流失非常嚴重。相反，機電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn)將會有效地統(tǒng)籌兼顧生態(tài)效益和環(huán)境效益，最終促進企業(yè)的長遠發(fā)展。企業(yè)在獲得經(jīng)濟效益的同時，又兼顧了環(huán)境生態(tài)效益。機電一體化在這方面顯示出了無可比擬的優(yōu)越性。機電一體化技術(shù)以最大限度地利用現(xiàn)有的能源工藝系統(tǒng)，采用最先進的生態(tài)生產(chǎn)技術(shù)，創(chuàng)造出無污染、無公害產(chǎn)品。

3.2 現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)化格局的優(yōu)化整合

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為機電一體化技術(shù)的改進提供了良好的平臺。由于機電一體化技術(shù)是多種信息技術(shù)的綜合體，因此未來的機電一體化產(chǎn)品將逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化格局方向發(fā)展。例如，我國在十九世紀八十年代中期將工業(yè)機器人的相關(guān)研究和開發(fā)列入為重點發(fā)展項目。同時，部分工業(yè)企業(yè)已經(jīng)開始將工業(yè)機器人應(yīng)用于實際生產(chǎn)領(lǐng)域，比如相關(guān)的水下作業(yè)、智能搬運和裝配等。智能化的發(fā)展成為了機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要特點。目前，我國的珠江三角洲地區(qū)已經(jīng)有大約100多家企業(yè)開始從事工業(yè)機器人的研發(fā)工作，同時也取得了較為理想的成就。

隨著二十一世紀的到來，各個國家相互之間聯(lián)系也開始不斷加強。機電一體化技術(shù)的發(fā)展也將會對各個國家的工業(yè)生產(chǎn)、政治聯(lián)系以及教育教學(xué)等方面帶來極大便利。互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和普及對遠程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展提供了有利條件。比如河南省鄭州市某單位在通信工程的建設(shè)中，相關(guān)的施工人員可以通過遠程監(jiān)控控制終端的應(yīng)用，對各個路段的電纜鋪設(shè)進行及時地跟蹤，同時對每一個電纜鋪設(shè)的地理環(huán)境進行自動檢測，以便于施工人員操作和控制。不僅如此，在通信設(shè)備的運行過程中，網(wǎng)絡(luò)遠程控制人員還可以通過相關(guān)設(shè)備對各個線路系統(tǒng)進行檢測，通過系統(tǒng)的提示從而發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，并且做出及時的決策，提高通信設(shè)備管理人員的工作效率。

因此，機電一體化技術(shù)在未來的發(fā)展過程中將會利用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，構(gòu)建一個完整的網(wǎng)絡(luò)化格局，通過對各個模塊的不斷開發(fā)，從而提高產(chǎn)品的整體性能。機電一體化產(chǎn)品將會充分地利用不同模塊的特點迅速地產(chǎn)生更多的衍生產(chǎn)品，從而方便各大行業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)工作。

3.3 微型機械產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用范圍擴大

網(wǎng)絡(luò)化時代的到來，給人們的生產(chǎn)生活帶來了全新的面貌，同時也為機電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供了契機。越來越多的微型機械產(chǎn)品開始投入應(yīng)用，進而提高了相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域的工作效率。由于微型機械產(chǎn)品在材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及定位等方面都具有極大的優(yōu)勢，從而得到了廣泛的應(yīng)用。

例如，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的腹腔鏡手術(shù)、胸腔鏡手術(shù)等，就是利用微創(chuàng)手術(shù)創(chuàng)口小，疼痛輕以及出血少等優(yōu)點，為患者帶來了福音。同時，超精密加工技術(shù)作為機電一體化技術(shù)的應(yīng)用成果被廣泛應(yīng)用于機床加工以及光學(xué)零件加工等領(lǐng)域。尤其是對硬脆材料的精密加工以及拋光等，超精密加工技術(shù)都發(fā)揮了重要作用。作為尖端技術(shù)的象征，超精密加工技術(shù)在各個國家的各大領(lǐng)域中扮演著重要的角色。此外，微型機械產(chǎn)品在航天航空事業(yè)、信息技術(shù)等領(lǐng)域都發(fā)揮了其自身獨特的優(yōu)勢，促進了國民經(jīng)濟事業(yè)的快速發(fā)展。微型加工技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備的發(fā)展速度加快，對微型機械的產(chǎn)生也產(chǎn)生了重要的作用[4]。

因此，機電一體化技術(shù)的發(fā)展將會使微型機械產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用范圍不斷擴展。微型化作為一種發(fā)展的趨勢也必將會促進機電一體化技術(shù)的進步。

4 結(jié)束語

綜上所述，機電一體化技術(shù)的發(fā)展是人類社會進步的文明成果。同時，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用還有待于進一步探索和研究。各種新型技術(shù)的大融合將會使機電一體化技術(shù)日益成熟。因此，在未來的發(fā)展中各大企業(yè)應(yīng)該加大對機電一體化技術(shù)的科研力度，研發(fā)出更多有利于人類社會生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品，從而促進國民經(jīng)濟事業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

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[2] 程志剛；李瑞琴；董亞峰；黃莉；；機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論現(xiàn)狀與展望[J]；中北大學(xué)學(xué)報；2006（01）：112.

篇(7)

關(guān)鍵詞 機電一體化；采礦工作；煤礦企業(yè)

中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）81-0062-02

隨著科技的不斷進步，各種電子計算技術(shù)取得了快速發(fā)展，自動化、智能化和遙感技術(shù)日趨完善和成熟。通過利用自動化技術(shù)，采礦行業(yè)生產(chǎn)效率大大提高，顯著增加了采礦產(chǎn)品的種類和提高了投入產(chǎn)出比，帶來了巨大的經(jīng)濟效益。在采礦行業(yè)，機電一體化已成為主流技術(shù)變革方向，是加快礦山發(fā)展的重要促進元素，對我國采礦工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 機電一體化的基本概念及其構(gòu)成要素

1.1機電一體化的內(nèi)涵

機電一體化是最近幾年新出現(xiàn)的自動化技術(shù)，并且很快得到了高速發(fā)展，成為許多行業(yè)技術(shù)改造的重點方向。所謂機電一體化，是指融合了電子信息、機械設(shè)備、電腦軟件等多門學(xué)科技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，它綜合了不同學(xué)科知識和技術(shù)特點，將它們有機的整合在一起，形成了一門獨具特色而又具備廣闊發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)應(yīng)用方案，能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)效益和效率。

當前，機電一體化技術(shù)已得到了十分廣泛的行業(yè)應(yīng)用，在輕重工業(yè)領(lǐng)域尤其普及。在采礦領(lǐng)域，機電一體化具有十分突出的作用，它是推行礦山生產(chǎn)自動化的必要條件，也是加快礦山產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要促進因素，對于轉(zhuǎn)變礦山經(jīng)濟增長方式，實現(xiàn)集約化生產(chǎn)具有長遠的促進作用和現(xiàn)實意義。

1.2機電一體化技術(shù)的特點

1）安全性高。機電一體化技術(shù)具備十分強大的應(yīng)用功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)傳輸、緊急預(yù)警以及自我更新和恢復(fù)等智能化操作，對于在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的任何意外情況，例如電路短路、工作負荷過大、電機失靈等問題，都能夠及時檢測并報警，可以有效防范事故風(fēng)險的發(fā)生，不斷提高生產(chǎn)安全性和穩(wěn)定性，保證良好的安全生產(chǎn)環(huán)境，提供企業(yè)的綜合生產(chǎn)效益；

2）實操性強。機電一體化技術(shù)所采用的各種設(shè)備具有高智能化特點，大大降低了人工操作的工作量，使得操作過程更加簡單和規(guī)范，避免了由于人工操作帶來的各種失誤，顯著提高了生產(chǎn)過程中的安全性和穩(wěn)定性。通過機電一體化生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，由于采用了規(guī)范的操作步驟和技術(shù)處理，使得產(chǎn)品規(guī)格和精度更加趨于一致性，能夠有效提高整體產(chǎn)品的達標率，降低次品率，提高產(chǎn)出綜合效益；

3）實用性大。與機電一體化技術(shù)相配套的各種設(shè)備和儀器，都具有較高的自動化水平和智能化程度，能夠有效提高日常保養(yǎng)和故障檢修工作性能，可以通過提高相關(guān)配套儀器和設(shè)備的自動化程度來加強整個一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化水平，降低人為因素對生產(chǎn)設(shè)備操作的不利影響，從而不斷提高生產(chǎn)操作的規(guī)范化水準，保證更高水平的工作質(zhì)量和效率，提高企業(yè)的總投入-產(chǎn)出比。

2機電一體化的核心技術(shù)構(gòu)成

通過對機電一體化概念及其特性的論述，那么對于機電一體化的構(gòu)成，如何推動機電一體化在采礦過程中進行運用，這些都需要我們從如下幾個方面予以重視：

1）機械本體技術(shù)。要改善和提高機械設(shè)備的總體工作效率，必須從三方面來努力：自身重量、加工精度和產(chǎn)出量。當前，機械加工對象都是各種金屬材料，降低加工自身的設(shè)備重量，可以有效提升機械加工效率，一般考慮利用非金屬材料配件來置換不重要的金屬部件。通過降低加工機械設(shè)備自重，可以提高加工設(shè)備小型化水平，不斷提高加工設(shè)備的工作反應(yīng)速度，降低能耗，提高加工效益。

2）信息處理技術(shù)。機電一體化與信息技術(shù)的融合程度正在不斷深入和加深。為了提高機電一體化的應(yīng)用水平和生產(chǎn)力，可以通過信息化改造來實現(xiàn)。例如可以改進生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)的工作效率，來提高信息化對促進機械生產(chǎn)力的促進作用。利用信息科技提高工業(yè)生產(chǎn)綜合效益，是未來工業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。

3）信息傳感技術(shù)。機電一體化的傳感技術(shù)主要是因為它可以通過光纖和電纜傳感器能夠提高其傳感器的安全性以及可靠性，在采礦應(yīng)用過程中具有很高的安全性能，對防止電磁干擾具有很大的抵抗功能。所以，機電一體化的傳感技術(shù)在采礦中的應(yīng)用就有很大的使用價值和作用。

3機電一體化在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

從實際工作情況來看，許多煤礦使用的監(jiān)控系統(tǒng)都存在或多或少的問題，其中最突出的問題就是傳感器工作效率不高，在日常工作中，容易出現(xiàn)性能不穩(wěn)定的情況，使用期限比較短，故障率較高。雖然有不少學(xué)者這對整個問題進行了深入的研究，并取得了較大的成果，但是總體上看，還亟待繼續(xù)提升和改造其工作性能。

在發(fā)達國家中，其科技水平相比發(fā)展中國家更高，這些國家的計算機信息技術(shù)一直保持在國際領(lǐng)先前列。近年來，計算機及其網(wǎng)絡(luò)發(fā)展極其迅猛，計算運行效率和速度不斷提升，信息網(wǎng)絡(luò)硬件不斷發(fā)展，光纜替代了傳統(tǒng)的金屬電纜，信息存儲格式也有單一的數(shù)字文字發(fā)展到圖片、視頻等更為先進的表達方式，上述技術(shù)的發(fā)展和進步，為煤礦安全行業(yè)技術(shù)發(fā)展帶來了巨大的促進作用，顯著提高了煤礦安監(jiān)技術(shù)總體水平。我國煤礦安監(jiān)行業(yè)技術(shù)也獲得了較快發(fā)展，在各種科研機構(gòu)的努力下，機電一體化技術(shù)正在各大礦山推廣和普及。

3.2機電一體化技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用

國內(nèi)礦山機電一體化的一個典型代表就是采煤機的技術(shù)改造。1992年，北京煤炭技術(shù)研究所與捷克克萊亞公司合作，研制出了國內(nèi)首臺薄煤層強力爬底板電牽引采煤機，自此之后，國內(nèi)電牽引采煤機得到了十分迅速的推廣和普及，大大提高了采煤工作效率。與此同時，武漢機械廠、重慶機床廠、長春重型機械生產(chǎn)廠、寶雞煤炭設(shè)備加工廠等都開始建造性能更好的電牽引采煤機，贏得了市場的追捧。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國電牽引采煤機技術(shù)已日趨完善和成熟，極大促進了國內(nèi)煤礦行業(yè)的綜合生產(chǎn)效益的提高。

3.3機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應(yīng)用

帶式輸送機在我國各大煤礦生產(chǎn)基地得到了十分廣泛的普及和應(yīng)用，它具有輸送量大、性能穩(wěn)定、工作周期短等突出優(yōu)點，成為近年來煤礦機電一體化技術(shù)改造的重點對象。

當前，使用最普遍的是CST可控軟啟動裝置。它具有良好的綜合工作性能，能夠針對煤礦、金屬礦的開采提供超長距離運輸，實踐證明具有較高的工作效率。由于技術(shù)條件限制，我國煤礦企業(yè)在使用帶式運輸機時，中間驅(qū)動點的設(shè)計通常不超過三個，這直接影響了輸送機的單位產(chǎn)出和總體工作效率。同歐美等發(fā)達國家相比，我國輸送機采用的安監(jiān)技術(shù)相對落后，在使用期限、精度、穩(wěn)定性以及單位產(chǎn)出方面都稍遜一籌。

4 機電一體化在采礦過程中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

在信息技術(shù)不斷進步和發(fā)展的促進下，機電一體化技術(shù)獲得了高速發(fā)展機遇。近年來國產(chǎn)的機電一體化裝備正逐步朝著智能化和自動化方向發(fā)展，為礦山專門定制的機電一體化設(shè)備具有小型化、功能簡單化和穩(wěn)定性等突出優(yōu)點，大大提高了礦山生產(chǎn)加工效率，有效降低了人力資本的投入，大大減少了礦山安全事故突發(fā)率，為煤礦行業(yè)的健康發(fā)展作出了突出貢獻。那么機電一體化未來發(fā)展趨勢如何，筆者認為主要表現(xiàn)如下幾個方面：

其一，為了推動機電一體化技術(shù)在采礦業(yè)的廣泛運用，這就需要進一步優(yōu)化機電一體化技術(shù)，比如在信息自控方面還需要加大技術(shù)支撐，不斷使其得到完善；

其二，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和升級，機電一體化在近幾年技術(shù)日益成熟，并在各領(lǐng)域的運用也取得了一定的成果，所以未來采礦業(yè)將可能普及這種技術(shù)在采礦過程中的運用，以便于提高其生產(chǎn)效率；

其三，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，未來的機電一體化在采礦業(yè)的應(yīng)用將十分普遍，機器人將有可能在采礦機電一體化的發(fā)展中成為研究重點。

5結(jié)論

總之，通過本文論述，我們在對機電一體化這項技術(shù)逐步了解的前提下，我們深知：對于如何使其在煤礦企業(yè)中得到落實和運用還需要很多工作要做，但無論如何，我們必須重視機電一體化在采礦中的作用，最大發(fā)揮其在行業(yè)中存在的潛在價值，在煤礦企業(yè)開采過程中嘗試落實這些技術(shù)的應(yīng)用，為提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率創(chuàng)造良好條件。

參考文獻

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