導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇簡(jiǎn)述機(jī)電一體化的概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；概念；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

一、機(jī)電一體化的概念與由來(lái)

人類進(jìn)入了一個(gè)新的世紀(jì)──21世紀(jì)?；仡欉^(guò)去的20世紀(jì)，人類的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果超過(guò)了過(guò)去所有世紀(jì)的總和。傳統(tǒng)的學(xué)科正在脫胎換骨，新的學(xué)科不斷問(wèn)世，技術(shù)的融合程度比任何一次技術(shù)革命都高。機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生于這一背景之下，自然符合科技發(fā)展的規(guī)律，也是機(jī)械學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果?！皺C(jī)電一體化”這一技術(shù)術(shù)語(yǔ)最初來(lái)源于日本學(xué)術(shù)界，他們根據(jù)英文的Mechanics（機(jī)械學(xué)）和Electronics（電子學(xué)）兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機(jī)電一體化”,Mechantronics一詞從學(xué)科角度可以翻譯為“機(jī)械電子學(xué)”，我國(guó)科技界也經(jīng)常直接使用“機(jī)電一體化”作為漢語(yǔ)的表達(dá)詞匯。

一般認(rèn)為，機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科。其次，機(jī)電一體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)“滲透”到機(jī)械技術(shù)中，豐富了機(jī)電一體化的含義，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學(xué)）機(jī)電一體化、機(jī)電氣（氣壓）一體化、機(jī)電液（液壓）一體化、機(jī)電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說(shuō)，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡(jiǎn)單疊加。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

與其它科學(xué)技術(shù)一樣，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)期的過(guò)程。有學(xué)者將這一過(guò)程劃分為萌芽階段、快速發(fā)展階段和智能化階段三個(gè)階段，這種劃分方法真實(shí)客觀地反映了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程。

“萌芽階段”指20世紀(jì)60年代以前的時(shí)期。在這一時(shí)期，人們?cè)跈C(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中總是自覺(jué)或不自覺(jué)地應(yīng)用電子技術(shù)的初步成果來(lái)改善機(jī)械產(chǎn)品的性能，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)良的軍事用途的機(jī)電產(chǎn)品。這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)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(wú)法大量推廣。

20世紀(jì)70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發(fā)展階段”。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)地、主動(dòng)地利用3C技術(shù)的成果創(chuàng)造新的機(jī)電一體化產(chǎn)品，3C技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。

從20世紀(jì)90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)，其主要標(biāo)志是光學(xué)、通信技術(shù)等領(lǐng)域進(jìn)入機(jī)電一體化，同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，并取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣。

機(jī)電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容：

（1）機(jī)械技術(shù)機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。

（2）計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)

其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

（3）系統(tǒng)技術(shù)

系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

（4）自動(dòng)控制技術(shù)

其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

（5）傳感檢測(cè)技術(shù)

傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

（6）伺服傳動(dòng)技術(shù)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)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(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

參考文獻(xiàn)：

［1］李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)．北京：科學(xué)出版社，2004．

［2］潘忠堂．淺析傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)．機(jī)械電子工程，1998(1)：13-17,39

［3］馮正進(jìn)．機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)展．工業(yè)工程，2000(1)：1-4

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)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(wú)法大量推廣。（2）20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：

3．1 智能化

方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)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(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)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(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)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(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3．4 環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

綜上所述，機(jī)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(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；系統(tǒng)；聯(lián)合仿真；技術(shù)；自動(dòng)化；智能化

機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用是科技不斷進(jìn)步的體現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，可以保證生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化運(yùn)行。機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中，運(yùn)行系統(tǒng)越來(lái)越完善，功能越來(lái)越多，相關(guān)技術(shù)人員在機(jī)電一體化系統(tǒng)中加入了通信技術(shù)以及微加工技術(shù)，這提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用效果，可以生產(chǎn)出更多精細(xì)的機(jī)電產(chǎn)品。本文對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的聯(lián)合仿真技術(shù)進(jìn)行了介紹，在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)后，可以促進(jìn)機(jī)電一體化體系更好的發(fā)展，可以促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)與加工行業(yè)更好的發(fā)展。

1 機(jī)電一體化系統(tǒng)的特點(diǎn)

機(jī)電一體化系統(tǒng)具有強(qiáng)大的信息處理功能，還具有一定控制的功能，其在傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了電子技術(shù)，利用電子設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行。機(jī)電一體化系統(tǒng)是將機(jī)械裝置、電子技術(shù)以及相關(guān)軟件有效的結(jié)合在一起，構(gòu)成了一種新的系統(tǒng)，不需要借助較多的人工操作，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于很多企業(yè)都缺乏實(shí)操性人才，使得企業(yè)機(jī)電一體化系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮出最大的效用。在有的現(xiàn)代化機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)中，高薪聘請(qǐng)了較多專業(yè)人才，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行了完善，這促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力以及生產(chǎn)效益。

機(jī)電一體化系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，由于采用的自動(dòng)化、智能化的運(yùn)行模式，所以，在發(fā)生故障時(shí)無(wú)法及時(shí)的維修與處理。機(jī)電一體化系統(tǒng)中存在的故障隱患比較多，很多故障都是長(zhǎng)期累積產(chǎn)生的，由于發(fā)現(xiàn)不夠及時(shí)，在處理時(shí)難度也比較大。采用聯(lián)合仿真技術(shù)，可以有效的解決這一問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)系統(tǒng)存在的安全隱患進(jìn)行檢測(cè)，可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。仿生容錯(cuò)技術(shù)是一種常見的聯(lián)合仿真技術(shù)，其可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)中存在的故障隱患，可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，可以保證機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)的連續(xù)性，可以保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，值得在機(jī)電一體化系統(tǒng)中大力推廣。

2 仿真硬件容錯(cuò)研究現(xiàn)狀

仿真硬件容錯(cuò)技術(shù)有著良好的應(yīng)用前景，在對(duì)仿真容錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，需要結(jié)合電路系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)電企業(yè)中，電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，功能也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的硬件容錯(cuò)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求，技術(shù)人員必須結(jié)合當(dāng)前電路系統(tǒng)，對(duì)硬件容錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，要保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及可靠性，要保證容錯(cuò)技術(shù)發(fā)揮出故障檢測(cè)與修復(fù)的功能。應(yīng)用聯(lián)合仿真技術(shù)，研究人員從自然界獲得了設(shè)計(jì)的靈感，提出了機(jī)器自我繁殖、自我修復(fù)的構(gòu)想，利用進(jìn)化計(jì)算以及胚胎理論，研究人員提出了仿生硬件的概念，這一理念在被提出后，發(fā)展的速度非?？?，已經(jīng)逐漸成為了計(jì)算機(jī)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，研究人員在進(jìn)化硬件的基礎(chǔ)上，提出了容錯(cuò)的想法。它可以像生物一樣具有硬件自適應(yīng)、自組織、自修復(fù)特性。采用仿生硬件實(shí)現(xiàn)的容錯(cuò)，不需要顯式冗余，而是利用進(jìn)化本身固有容錯(cuò)的特性，這種特性帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)方法通過(guò)靜態(tài)冗余實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)所不能比擬的。

3 仿生硬件的容錯(cuò)技術(shù)新思路

3.1 胚胎型仿生硬件的容錯(cuò)體系結(jié)構(gòu)和容錯(cuò)原理

仿生硬件可以分為進(jìn)化型和胚胎型，其中胚胎型仿生硬件也稱為胚胎電子系統(tǒng)，是模仿生物的多細(xì)胞容錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的硬件。胚胎型仿生硬件的容錯(cuò)體系結(jié)構(gòu)，主要由胚胎細(xì)胞、開關(guān)陣和線軌組成。開關(guān)陣根據(jù)可編程連線的控制信號(hào)完成開關(guān)閉合，控制線軌內(nèi)各線段的使用。胚胎細(xì)胞包含存儲(chǔ)器、坐標(biāo)發(fā)生器、I/O換向塊、功能單元、控制模塊等。存儲(chǔ)器用于保存配置數(shù)據(jù)位串，并根據(jù)細(xì)胞狀態(tài)和坐標(biāo)發(fā)生器計(jì)算出的結(jié)果，從配置位串中提取一段經(jīng)譯碼后對(duì)胚胎電子細(xì)胞的換向塊和功能單元進(jìn)行配置。坐標(biāo)發(fā)生器根據(jù)每個(gè)細(xì)胞最近兩側(cè)鄰居細(xì)胞的坐標(biāo)為其分配坐標(biāo)。I/O換向塊為細(xì)胞功能單元間的可編程連線提供控制信號(hào)。功能單元用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)n輸入的布爾函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)所需的細(xì)胞功能。直接連線負(fù)責(zé)功能單元之間的相互通信?？刂颇K完成細(xì)胞的工作狀態(tài)檢測(cè)、故障診斷、控制細(xì)胞冗余切換。

3.2 胚胎型仿生硬件實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的策略

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)故障細(xì)胞的容錯(cuò)，常用的容錯(cuò)策略有兩種：行（列）取消和細(xì)胞取消策略，通過(guò)記錄有錯(cuò)的單元位置，重新布線，用其他備用的單元來(lái)代替。但是對(duì)于連線資源故障，這些策略并未給出相應(yīng)的對(duì)策。在深入研究胚胎仿生硬件容錯(cuò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文提出一種針對(duì)線軌故障的容錯(cuò)策略。

3.2.1 行（列）取消策略。在行（列）取消中，若一個(gè)細(xì)胞出錯(cuò)，則它所在行（列）的所有細(xì)胞都將被取消，而該行（列）細(xì)胞的功能將被其上一行（右一列）的細(xì)胞所代替，即當(dāng)一個(gè)細(xì)胞出錯(cuò)時(shí)，細(xì)胞所在行（列）上移（右移）到一個(gè)備用行（備用列）來(lái)代替它當(dāng)前的工作。

3.2.2 細(xì)胞取消策略。在細(xì)胞取消中，用備用細(xì)胞代替故障細(xì)胞分兩個(gè)階段。當(dāng)某一行的出錯(cuò)細(xì)胞數(shù)超過(guò)備用細(xì)胞數(shù)時(shí)，整行被取消，行細(xì)胞上移，用備用行取代出錯(cuò)行的功能。

3.3 胚胎型仿生硬件內(nèi)部錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制

多數(shù)表決器判斷輸出多數(shù)細(xì)胞模塊的信號(hào)，但并不能判斷出具體哪個(gè)細(xì)胞出現(xiàn)了錯(cuò)誤，也就沒(méi)法啟動(dòng)對(duì)出錯(cuò)細(xì)胞的重啟動(dòng)或重構(gòu)來(lái)修復(fù)該細(xì)胞。為了能檢測(cè)出錯(cuò)細(xì)胞的具置，從而修復(fù)該細(xì)胞，進(jìn)一步提高三模冗余的可靠性，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的差錯(cuò)檢測(cè)器。

結(jié)束語(yǔ)

聯(lián)合仿真技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行有著促進(jìn)作用，這項(xiàng)技術(shù)是科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物，其在剛剛被提出后，受到了國(guó)際的熱議，相關(guān)研究人員將自然計(jì)算引入了仿生硬件的研究中，而且融入了容錯(cuò)技術(shù)，這可以使仿生硬件發(fā)揮出自修復(fù)的功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)具有較高的效率，但是其在運(yùn)行的過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，只有及早發(fā)現(xiàn)故障，及早處理，才能保證系統(tǒng)運(yùn)行的效率，才不會(huì)影響機(jī)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)應(yīng)用仿生硬件容錯(cuò)技術(shù)，有效的降低了系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù)應(yīng)用 瀝青拌合站

中圖分類號(hào):TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)07-0005-01

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1、概述

機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。

可見，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。機(jī)電一體化技術(shù)是在以微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透并與機(jī)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(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)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)。有許多的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。

2、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

“機(jī)電一體化” Mechatronics概念首先是由日本安川電機(jī)公司創(chuàng)新使用，但是當(dāng)時(shí)只是簡(jiǎn)單的認(rèn)為是機(jī)械Me-chanics與電子Electron-ics的結(jié)合，后來(lái)隨著信息技術(shù)水平的提高，微處理機(jī)的性能提升，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展?，F(xiàn)在機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐漸邁向智能化方向發(fā)展，并融入了通信技術(shù)、光學(xué)和微加工技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)有為機(jī)電一體化開辟了發(fā)展的廣闊天地，使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并且逐漸形成完整的學(xué)科體系?，F(xiàn)如今機(jī)電一體化越來(lái)越多地運(yùn)用于如數(shù)控機(jī)床、大型工業(yè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、工程機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。

3、應(yīng)用實(shí)例

機(jī)電一體化技術(shù)包括機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)等。其中，可編程序控制器PLC廣泛用于各種設(shè)備機(jī)電一體化自動(dòng)控制中，PLC其實(shí)就是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械動(dòng)作或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器PLC是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，具有性能穩(wěn)定、可靠性高、操作方便、維護(hù)改造容易以及功能完善等優(yōu)點(diǎn)，已成為工業(yè)自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用。

瀝青混合料攪拌站由很多個(gè)機(jī)械設(shè)備組成的設(shè)備組群，包括中央控制室、拌和機(jī)組、篩分機(jī)組、提升機(jī)組、烘干機(jī)組、冷料機(jī)組、瀝青機(jī)組、礦粉機(jī)組和除塵機(jī)組等九大部分，各機(jī)組分別安裝在單獨(dú)的基礎(chǔ)上由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，整個(gè)拌和樓系統(tǒng)由中央控制室控制。拌合站控制系統(tǒng)主要包括供料控制，溫度控制，計(jì)量控制，除塵控制，成品倉(cāng)控制等。其控制系統(tǒng)的任務(wù)是按照工藝流程順序控制各部設(shè)備，按生產(chǎn)配方自動(dòng)進(jìn)行計(jì)量拌料。其中央控制室控制系統(tǒng)基本采用PC+PLC的控制模式，上位機(jī)PC主要用于下發(fā)控制指令進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理；下位機(jī)PLC負(fù)責(zé)全部的生產(chǎn)過(guò)程控制，主要包括骨科的輸送、各電機(jī)按啟動(dòng)、燃燒器溜槽石料溫度控制、石料瀝青稱重、各石料按生產(chǎn)工藝進(jìn)秤等，各種礦料的計(jì)量、混合料的拌和和放料是按周期進(jìn)行的。

在拌合站中應(yīng)有PLC控制，在生產(chǎn)初期可以讓各電機(jī)的啟動(dòng)、停止必須遵循特定的順序，即對(duì)各設(shè)備進(jìn)行連鎖控制；生產(chǎn)中期可以精確稱量石料、瀝青、礦粉重量，按照設(shè)定配比程序依次進(jìn)入拌鍋攪拌生產(chǎn)，并設(shè)定合理的時(shí)間間隔。生產(chǎn)后期可以控制拌鍋拌合時(shí)間及門開啟放料的時(shí)間等。通過(guò)PLC控制提高了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量，保證了生產(chǎn)出的瀝青混合料質(zhì)量。

筆者所在的瀝青拌合站下機(jī)位PLC要求運(yùn)算速度快、糾錯(cuò)能力強(qiáng)，選用西門子PLC S7-400，S7-400處理速度極快，系統(tǒng)資源余量大，通信能力強(qiáng)，通訊速度最高可達(dá)12M，運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性很高，平均無(wú)故障工作時(shí)間高達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)。并采取了多層次抗干擾措施，使系統(tǒng)能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作。S7-400支持總線接口，所有項(xiàng)目數(shù)據(jù)，包括程序源代碼和用戶專有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在CPU中，其容錯(cuò)功能可滿足拌合生產(chǎn)過(guò)程中的工地和故障保護(hù)等特殊要求。生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)使用專業(yè)工業(yè)自動(dòng)化數(shù)據(jù)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，操作可靠、簡(jiǎn)單，能夠準(zhǔn)確控制每個(gè)生產(chǎn)工藝細(xì)節(jié)。使用PLC后不僅一改以往各個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)不聯(lián)動(dòng)、石料瀝青稱量不精確、生產(chǎn)工藝控制易出錯(cuò)等問(wèn)題，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以級(jí)大地提高了拌合站生產(chǎn)能力和工作效率，能夠又快又好高效地完成生產(chǎn)任務(wù)，通過(guò)使用PLC不但降低了成本還提升了整套控制系統(tǒng)的性能，使全系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全、可靠、性能更優(yōu)異。

4、結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不同學(xué)科之間不斷交叉與滲透，機(jī)電一體化將隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透逐漸形成并不斷完善，并隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，各種技術(shù)相互將越來(lái)越融合，未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更加的深化與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù) 現(xiàn)狀 產(chǎn)品 制造技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)

前 言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1 機(jī)電一體化概要

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機(jī)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)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

2 基礎(chǔ)階段在基礎(chǔ)工程施工中出現(xiàn)問(wèn)題及處理方法

基礎(chǔ)階段在基礎(chǔ)工程施工時(shí),應(yīng)及時(shí)配合土建做好強(qiáng)、弱電氣專業(yè)的進(jìn)戶電纜穿墻管及止水擋板的預(yù)留預(yù)埋工作。這一方面要求電氣專業(yè)應(yīng)趕在土建做墻體防水處理之前完成避免電氣施工破壞防水層造成墻體今后滲漏;另一方面要求格外注意預(yù)留的軸線、標(biāo)高、位置、尺寸、數(shù)量用材規(guī)格等方面是否符合圖紙要求。進(jìn)戶電纜穿墻管和預(yù)留預(yù)埋是不允許返工修理的,返工后土建二次做防水處理很困難也不易,所以電氣專業(yè)施工人員應(yīng)特別留意與土建的配合。按慣例尺寸大于300 mm的孔洞一般在土建圖紙上標(biāo)明,由土建負(fù)責(zé)預(yù)留,這時(shí)電氣工長(zhǎng)應(yīng)主動(dòng)與土建工長(zhǎng)聯(lián)系,并核對(duì)圖紙,保證土建施工時(shí)不會(huì)遺漏。配合土建施工進(jìn)度,及時(shí)做好尺寸小于300 mm、土建施工圖紙上未標(biāo)明的預(yù)留孔洞及需在底板和基礎(chǔ)墊層內(nèi)暗配的管線及穩(wěn)盒的施工。

3驗(yàn)收不是終點(diǎn)

目前在智能建筑領(lǐng)域存在設(shè)計(jì)要求高，而實(shí)際開通率低的問(wèn)題。很多智能建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求很高，技術(shù)全面先進(jìn)，達(dá)到了很高的標(biāo)準(zhǔn)。但在項(xiàng)目驗(yàn)收交付使用一段時(shí)間以后，實(shí)際應(yīng)用中智能化程度卻越來(lái)越低。這種情況具有一定的代表性，使一些人對(duì)智能化項(xiàng)目的必要性，或至少對(duì)是否有必要采用全面和先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行建設(shè)發(fā)生了疑問(wèn)。

實(shí)際上，這并不是由于智能化系統(tǒng)在技術(shù)上太超前，而是后期支持和維護(hù)沒(méi)有跟上。一般情況下，國(guó)內(nèi)一些實(shí)力較強(qiáng)的知名集成商在項(xiàng)目實(shí)施和驗(yàn)收的過(guò)程中，都能夠按照投標(biāo)要求和競(jìng)標(biāo)承諾完成項(xiàng)目實(shí)施，通過(guò)驗(yàn)收。但在項(xiàng)目交付之后的智能化系統(tǒng)使用和維護(hù)過(guò)程中，出于成本等考慮，通常業(yè)主并不會(huì)有一個(gè)專業(yè)化的隊(duì)伍來(lái)管理。特別是在樓宇自控領(lǐng)域，對(duì)使用者和管理者的專業(yè)性要求很高，一旦發(fā)生問(wèn)題，不能及時(shí)、有效的解決，就會(huì)影響智能化系統(tǒng)功能的發(fā)揮。

針對(duì)這一問(wèn)題，系統(tǒng)集成商應(yīng)提供培訓(xùn)以幫助用戶正確的使用智能化系統(tǒng);同時(shí)，定期巡檢、回訪，及時(shí)發(fā)現(xiàn)使用中遇到的問(wèn)題，幫助用戶解決;還可以利用專業(yè)廠商的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采取樓宇智能化管理外包的思路，這樣可以有效的減少成本，讓用戶以更少的投入實(shí)現(xiàn)維護(hù)和管理，充分發(fā)揮智能化系統(tǒng)的功能。

有專家算過(guò)這樣一筆帳，通過(guò)建筑智能化提高能源利用效率，減少的能耗方面的成本將在5到7年之內(nèi)覆蓋初期的智能化投入。減少能耗還只是智能化系統(tǒng)功能的部分體現(xiàn)，只有充分利用智能化系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，才能發(fā)揮其最大價(jià)值。

4機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：

4.1智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

4.2模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)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(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。

4.3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)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(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4.4微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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。

4.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

4.6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。

4.7 IT技術(shù)化

未來(lái)智能建筑的設(shè)計(jì)、實(shí)施者應(yīng)該扮演什么樣的角色?我們認(rèn)為未來(lái)的智能建筑服務(wù)商應(yīng)該重視IT新技術(shù)的應(yīng)用給客戶帶來(lái)的價(jià)值。從國(guó)內(nèi)眾多大型工程的服務(wù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，大型綜合智能化項(xiàng)目建設(shè)，不僅需要滿足客戶提出的要求，還需要服務(wù)商幫助挖掘更多對(duì)智能化應(yīng)用的需求，需要服務(wù)商以整體規(guī)劃意識(shí)為指導(dǎo)去發(fā)現(xiàn)并滿足這些需求。未來(lái)的智能建筑服務(wù)商，要用IT手段實(shí)現(xiàn)樓宇智能化的應(yīng)用創(chuàng)新，應(yīng)該超越工程設(shè)計(jì)、實(shí)施等單一層次。如果沒(méi)有IT技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用來(lái)引領(lǐng)客戶需求，那樣的智能建筑服務(wù)商存在的價(jià)值和意義就值得商榷了，更談不到發(fā)展的層次上。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)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(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

參考文獻(xiàn)

1.李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)． 北京：科學(xué)出版社，2004．

篇6

 

關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)　機(jī)電一體化　數(shù)控　模塊化

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）   機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）   傳感技術(shù)

傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

（三）   信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。

（四）   驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）   接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。

（六）   軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

  （一）   數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、  總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多cpu、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、  開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、  wop技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、  大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了cnc系統(tǒng)的控制功能。

5、  能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、  系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、  以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）   計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）

cims的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)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(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)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(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）   工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）   智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

      （二）   系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除rs232等常用通信方

式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）   微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

（四）   模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）   網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六

）   綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

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篇7

【關(guān)鍵詞】機(jī)電自動(dòng)化 技術(shù)現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

科學(xué)技術(shù)的高度創(chuàng)新帶來(lái)技術(shù)的不斷發(fā)展，在不同程度上促進(jìn)了各個(gè)學(xué)科的前進(jìn)，包括工程領(lǐng)域的技術(shù)改造。正因?yàn)槲㈦娮雍陀?jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及在機(jī)械工業(yè)里所涉及的自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，引起在機(jī)械工程方面的技術(shù)結(jié)構(gòu)，功能和構(gòu)成得到提高，帶來(lái)生產(chǎn)方式和管理體系發(fā)生巨大的變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化” 邁入以“數(shù)字控制化”為特征的發(fā)展階段。

機(jī)電一體化是當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的最高階段。也是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物，是以計(jì)算機(jī)為主要特征的自動(dòng)化技術(shù)。如果說(shuō)機(jī)械系統(tǒng)處理的對(duì)象是運(yùn)動(dòng)、力、物質(zhì)和能量，電子系統(tǒng)處理的對(duì)象是信息和知識(shí)，則機(jī)電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能，而且還有處理信息和知識(shí)的能力。

1 機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

縱橫機(jī)電自動(dòng)化發(fā)展的歷史，可以分為三個(gè)階段，第一階段（20世紀(jì)8O年代及以前），第二階段（20世紀(jì)90年代），第三階段（20世紀(jì)末）。第一階段也為初級(jí)階段，在這一時(shí)期，廣大人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)加強(qiáng)完成機(jī)械產(chǎn)品的性能，在不同程度上刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的完美結(jié)合，這些結(jié)合經(jīng)歷了軍用，民用等技術(shù)變革，對(duì)當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇起到很好的促進(jìn)作用，但在當(dāng)時(shí)，機(jī)械水平中處于自發(fā)的狀態(tài)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)技術(shù)的限制，電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的結(jié)合還不可能深入了解和發(fā)展，已開發(fā)的產(chǎn)品很難得到推廣。第二階段對(duì)比第一階段則出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展階段，通信技術(shù)，控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為自動(dòng)化技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，以及超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，又為自動(dòng)化技術(shù)給了一注強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐，這一時(shí)期各國(guó)的技術(shù)和產(chǎn)品得到很大的發(fā)展，各個(gè)國(guó)家對(duì)自動(dòng)化技術(shù)智能化方向給予了給大的幫助。第三階段則是比較成熟的階段，也是機(jī)電化邁入智能化的一個(gè)新階段，光學(xué)、通信技術(shù)滲透到機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，微細(xì)加工技術(shù)在機(jī)電化技術(shù)也露出苗頭。

20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)才慢慢對(duì)這些方面進(jìn)行研究和應(yīng)用，國(guó)家還組成機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，此計(jì)劃為863計(jì)劃”中，這標(biāo)志了我國(guó)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)的開端，在規(guī)劃這些任務(wù)時(shí)充分研究了國(guó)際上有關(guān)自動(dòng)化發(fā)展的動(dòng)態(tài)，以及由于此計(jì)劃帶來(lái)的影響，很多高等院校和研究院對(duì)它進(jìn)行了大量的研究，并且取得了一定的成果，但和西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比任然存在差距。

2 機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電自動(dòng)化是多學(xué)科交叉的一種學(xué)科，它集光學(xué)，計(jì)算機(jī)，信息等學(xué)科，它在歷史的長(zhǎng)河中不斷發(fā)展，不斷的進(jìn)步，并且促進(jìn)了技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電自動(dòng)化的進(jìn)步可以歸結(jié)以下個(gè)方面：

2.1智能化

進(jìn)入21世紀(jì)，智能化成為機(jī)電自動(dòng)化的一個(gè)重要方向，人工智能越來(lái)越受到人們的重視，人機(jī)智能化成為一個(gè)總要的應(yīng)用之一，所謂智能化是對(duì)機(jī)器行為等一切理論基礎(chǔ)上的，運(yùn)用人工智能，計(jì)算機(jī)，動(dòng)力學(xué)等學(xué)科，使她逐漸成為自動(dòng)化產(chǎn)品的智能，但是要完全和人一樣的智能是不可能的，從多個(gè)方面考慮，高性能，速度的微處理器使自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品賦了低級(jí)只能，都是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

2.2網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的各種控制和技術(shù)的不斷出現(xiàn)，而遠(yuǎn)程控制終端本身就是對(duì)于自動(dòng)化本身產(chǎn)品而言，網(wǎng)絡(luò)和總線技術(shù)的應(yīng)用成為網(wǎng)絡(luò)化不斷發(fā)展的趨勢(shì)，采用家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接電器成為計(jì)算機(jī)家庭化的有效實(shí)現(xiàn)，所以，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)無(wú)疑將向網(wǎng)絡(luò)化不斷發(fā)展。

2.3模塊化

模塊化是一個(gè)巨大的工程，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)所衍射出的產(chǎn)品種類繁多，研制和開發(fā)一點(diǎn)程度上的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、等的機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品單元是困難的，也是是一項(xiàng)非常復(fù)雜艱巨的過(guò)程。在這些標(biāo)準(zhǔn)單元基礎(chǔ)上就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大產(chǎn)品的規(guī)模。要實(shí)現(xiàn)如上功能，還需要制定各項(xiàng)原則和標(biāo)準(zhǔn)，以便符合產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。

2.4自動(dòng)化

自動(dòng)化是動(dòng)態(tài)化的，前瞻未來(lái)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，更加注重產(chǎn)品和人的人性結(jié)合，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的人格化有兩個(gè)方面：一是如何給自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)更加人的一些功能，顯得越來(lái)越重要，特別像家用機(jī)器人，更加凸顯出人機(jī)一體化技術(shù)：二是模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品。其實(shí)，很多機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品都是在動(dòng)物的靈感下研制出來(lái)的。

2.5綠色化

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展給人們生活帶來(lái)巨大的變化。物質(zhì)豐富，生活舒適，然而資源減少，生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重的影響。此時(shí)，人們倡導(dǎo)保護(hù)自然，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種情況下出現(xiàn)了，所以，綠色化漸漸成為時(shí)代的主題。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造等一系列過(guò)程中，環(huán)境和人類的要求不斷的增加，對(duì)生態(tài)資源要求高，利用率卻不斷增加。有效的設(shè)計(jì)綠色機(jī)電化產(chǎn)品，具有未來(lái)遠(yuǎn)大的前景。機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的綠色化主要凸顯在使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

通過(guò)上面的闡述，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)都不是孤立發(fā)展的，他是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。不斷創(chuàng)新的結(jié)果，也是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展到這一時(shí)期必然帶來(lái)的產(chǎn)物，在自動(dòng)化發(fā)展窮處不斷的今天，相關(guān)技術(shù)有許多，也隨著科學(xué)技術(shù)和各種技術(shù)的結(jié)合呈現(xiàn)車明顯的進(jìn)步，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)也越來(lái)越美好，我國(guó)在加過(guò)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，也在有一定程度上解放和發(fā)展了社會(huì)生產(chǎn)力，為建成中國(guó)特色社會(huì)主義奠定了良好的基礎(chǔ)。

3機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于工程機(jī)械制造時(shí)的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行提高我國(guó)工程機(jī)械制造業(yè)的機(jī)電自動(dòng)化水平時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）熟悉機(jī)電自動(dòng)化的應(yīng)用過(guò)程，進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)嚴(yán)格遵守自動(dòng)化操作程序；（2）在加快機(jī)電自動(dòng)化發(fā)展之上，嚴(yán)格把好“生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)”，提高我國(guó)工程機(jī)械制造的質(zhì)量和效率；（3）完善好工程機(jī)械的維修工作，建立詳細(xì)的資料庫(kù)，對(duì)出廠的機(jī)械設(shè)備做好記錄，防止生產(chǎn)事故。

4結(jié)論

全面提高我國(guó)工程機(jī)械制造的機(jī)電自動(dòng)化水平不僅能提高我國(guó)機(jī)械制造的質(zhì)量和效率，還能保證我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的設(shè)備所需，制造出能和歐美機(jī)械設(shè)備媲美的機(jī)械，縮小我國(guó)與世界先進(jìn)水平的工程機(jī)械制造差距，提高我國(guó)整體工業(yè)化水平，加快我們工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

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篇8

關(guān)鍵詞：煤礦設(shè)備；液壓支架；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；受力分析

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

煤礦機(jī)械在我國(guó)的煤礦開采使用領(lǐng)域中是一個(gè)廣泛的概念，它是專門用于煤礦開采的一種特殊機(jī)械。它的生產(chǎn)在我國(guó)有著很重要的作用。根據(jù)筆者多年的工作體會(huì)知道，煤礦機(jī)械是為煤礦企業(yè)提供裝備的設(shè)備，而且屬于專用設(shè)備。就目前來(lái)看，煤礦的機(jī)械設(shè)備主要有以下幾種：液壓支架、采煤機(jī)、采掘機(jī)、挖掘機(jī)、刨煤機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等。本文根據(jù)筆者自己在這方面的心得體會(huì)闡述煤礦液壓支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力分析。

1煤礦液壓支架的概念及認(rèn)識(shí)

就目前來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的煤礦液壓支架主要是由支柱、底座、頂梁、掩護(hù)梁、前后連桿及擋矸板等組成的，并且是由鋼板焊接成箱體的整體結(jié)構(gòu)。它主要用于水平面和小于等于10度的緩傾斜厚煤層沿底板一次放頂煤采全高開采的長(zhǎng)壁綜采工作面，也適用于急傾斜特厚煤層水平分層放頂煤綜采工作面。

在這里，一方面筆者認(rèn)為煤礦液壓支架是煤礦領(lǐng)域中綜采設(shè)備的重要組成部分。它能可靠而有效地支撐和控制工作面的頂板，隔離采空區(qū)，防止矸石進(jìn)入回采工作面和推進(jìn)輸送機(jī)。它與采煤機(jī)配套使用，實(shí)現(xiàn)采煤綜合機(jī)械化，解決機(jī)械化采煤工作中頂板管理落后于采煤工作的矛盾，進(jìn)一步改善和提高采煤和運(yùn)輸設(shè)備的效能，減輕煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，最大限度保障煤礦工人的生命安全。

另一方面，煤礦液壓支架是外來(lái)物，也就是說(shuō)我國(guó)開始是沒(méi)有液壓支架的，國(guó)外發(fā)明了這樣一個(gè)煤炭生產(chǎn)的設(shè)備叫“hydraulic supportt” or “powered suppor”，然后才在我國(guó)興起，并被礦山企業(yè)稱為液壓支架。

從液壓支架的原文單詞我們可以看出，這主要是做支護(hù)作用的，是利用液壓傳動(dòng)的原理，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)來(lái)做頂板支護(hù)作用的一種設(shè)備。它主要作用是支護(hù)頂板，維護(hù)安全作業(yè)的空間等等。

2煤礦液壓支架的結(jié)構(gòu)

上面已對(duì)煤礦液壓支架的概念和認(rèn)識(shí)做了闡述，下面對(duì)它的結(jié)構(gòu)做一說(shuō)明。如果按其組成部分，即其結(jié)構(gòu)為其概念的話，那么我們可以這樣說(shuō)：煤礦液壓支架是一種以液壓為動(dòng)力，由液壓缸和液壓閥等液壓元件和其他金屬構(gòu)件組成的一種支護(hù)設(shè)備。

如果按照概念意義來(lái)說(shuō)，液壓支架是由以下幾個(gè)部分組成：承載構(gòu)件、執(zhí)行元件、控制、操縱元件和輔助裝置。下面筆者對(duì)每個(gè)組成部分做一一概述。

承載構(gòu)件：頂梁、掩護(hù)梁等。頂梁與頂板直接接觸，承受頂板上作業(yè)面巖石的壓力；掩護(hù)梁，阻擋冒落的巖石進(jìn)入工作面，并承受其壓力，從而承受頂板水平推力的部件；底座與底板接觸，傳遞并承受頂板壓力。

控制、操縱元件：操縱閥、隔離閥等各種油缸的控制閥。操縱閥是用來(lái)操縱支架各種動(dòng)作的閥，是液壓支架的指揮元件。

執(zhí)行元件：各種千斤頂和立柱。立柱是支撐在頂梁和底座之間或者間接承受頂板負(fù)載的油缸，是液壓支架主要的動(dòng)力習(xí)性元件，它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和形式?jīng)Q定了支架的支撐力大小和支撐范圍。

輔助裝置：除了以上三種構(gòu)件，剩下的都是輔助裝置。包括推移裝置、復(fù)制裝置、護(hù)幫裝置、防倒（滑）裝置、噴霧照明等等。

但不管怎么來(lái)說(shuō)，煤礦液壓支架是用來(lái)控制采煤工作面礦山壓力的結(jié)構(gòu)物。采面礦壓以外載的形式作用在液壓支架上。在液壓支架和采面圍巖相互作用的力學(xué)系統(tǒng)中，若液壓支架的各支承件合力與頂板作用在液壓支架上的外載合力正好同一直線，則該液壓支架對(duì)此采面圍巖十分適應(yīng)。

3煤礦液壓支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與受力分析

這一部分主要從四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；液壓支架平面受力分析；液壓支架空間受力分析等方面加以說(shuō)明。供同行參考。

3.1四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。在這首先是輸入數(shù)據(jù)。這包括支架的最大高度和最小高度；掩護(hù)梁上L4、L18段的長(zhǎng)度。其次是輸出數(shù)據(jù)。這主要包括計(jì)算出四連桿機(jī)構(gòu)的前連桿、后連桿、掩護(hù)梁的長(zhǎng)度尺寸及前連桿的的位置坐標(biāo)X3、Y3。

3.2液壓支架平面受力分析。為了更形象于說(shuō)明其情況，筆者在此用文字和圖形的方法來(lái)加以說(shuō)明，具體如（圖1）。

從圖1我們不難看出，通過(guò)每一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)所構(gòu)成的液壓支架在給定的工作阻力下的受力情況，即能夠計(jì)算給出前后連桿、立柱千斤頂、平衡千斤頂在任意位置的受力情況及底座所承受的比壓。從而可以對(duì)比優(yōu)選。

3.3 在AutoCAD下模擬整體支架升降運(yùn)動(dòng)。筆者按照支架參數(shù)切換到“CAD下模擬整體支架升降運(yùn)動(dòng)”程序。點(diǎn)擊“生成圖形”按鈕：自動(dòng)生成支架各運(yùn)動(dòng)部件的圖塊?；蛘咦约簞?dòng)手在CAD下繪制出頂梁、掩護(hù)梁、前、后連桿、底座的圖塊。點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕：按程序提示可在CAD下組裝成整體支架，并在CAD下自動(dòng)模擬整體支架的升降運(yùn)動(dòng)?？梢钥吹街Ъ艿恼w設(shè)計(jì)效果。

4煤礦液壓支架的未來(lái)發(fā)展

根據(jù)筆者的不完全分析，目前我國(guó)大型采掘設(shè)備面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，預(yù)計(jì)到2015年我國(guó)煤炭行業(yè)將達(dá)到3.5萬(wàn)億元左右的產(chǎn)業(yè)銷售規(guī)模。受我國(guó)煤炭開采行業(yè)快速機(jī)械化的推動(dòng)，筆者認(rèn)為煤炭開采機(jī)械設(shè)備的需求規(guī)模到2015年將會(huì)達(dá)到301億元。

這樣來(lái)看，我國(guó)煤機(jī)成套的競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開始，裝備成套化的發(fā)展前景十分廣闊。通過(guò)政策調(diào)整和市場(chǎng)導(dǎo)向，國(guó)內(nèi)煤炭生產(chǎn)逐步朝高產(chǎn)、高效、安全方向發(fā)展，煤礦技術(shù)設(shè)備正在向重型化、大型化、強(qiáng)力化、大功率和機(jī)電一體化發(fā)展，市場(chǎng)需求不斷增加。由此可見煤礦液壓支架增長(zhǎng)率將越來(lái)越大，高端化已成為液壓支架行業(yè)的發(fā)展方向。

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[3]張立榮.三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2011（2）.

篇9

1電子電工技術(shù)簡(jiǎn)述

1.1電子電工技術(shù)的概念與特點(diǎn)

電子電工技術(shù)是一種新型電工技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及是其產(chǎn)生的前提，傳統(tǒng)電工技術(shù)是電子電工技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。電子電工技術(shù)是電子技術(shù)與電工技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，電子電工技術(shù)涵蓋電子技術(shù)、電氣工程、電子設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)、電力生產(chǎn)、電氣制造等方面，是一項(xiàng)新型綜合性技術(shù)。電子電工技術(shù)具有集成化、高頻化、全控化、高效率化的特點(diǎn)。集成化是指電子電工技術(shù)的全控型器件集成于一個(gè)基片；系統(tǒng)器件高度集中化；高頻化是指電子電工器件工作速度較高；全控化是指電子電工器件實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制；高效率化是指電子電工器件能夠有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

1.2電子電工技術(shù)的作用

電子電工技術(shù)有利于整合電力資源，提高電力資源的利用率，這也就達(dá)到優(yōu)化電能的作用。電子電工技術(shù)可以促進(jìn)機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)，電子電工技術(shù)的發(fā)展依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)較為穩(wěn)定、安全、快捷，這對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化具有較大的促進(jìn)作用。電子電工技術(shù)能夠確定系統(tǒng)工頻的發(fā)展方向，當(dāng)前電力系統(tǒng)變頻化與高頻化是電子電工系統(tǒng)研究的主要方向，將電子電工技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，有利于確定系統(tǒng)工頻的發(fā)展方向。

2電子電工技術(shù)發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

2.1靜止勵(lì)磁

靜止勵(lì)磁是一種非線性控制理論，靜止勵(lì)磁是指發(fā)電機(jī)無(wú)需自身帶勵(lì)磁機(jī)，勵(lì)磁電源從廠用電供給，由可控硅直接整流控制，供給轉(zhuǎn)子線圈，這時(shí)必須由碳刷換向才能通入轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子線圈。大型電廠的發(fā)電機(jī)組是靜止勵(lì)磁的主要應(yīng)用領(lǐng)域，靜止勵(lì)磁與傳統(tǒng)勵(lì)磁機(jī)相比，優(yōu)勢(shì)顯著。在發(fā)電機(jī)組中，主電路與調(diào)節(jié)電路是靜止勵(lì)磁的兩個(gè)主要部分。在電力輸送過(guò)程中，需要大量的設(shè)備，這些設(shè)備主要由電工電子器件構(gòu)成，如放大器，濾波電路、整流電路等。靜止勵(lì)磁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，運(yùn)行成本低，正在不斷應(yīng)用于各大電氣系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)之中。

2.2變速恒頻勵(lì)磁

水力發(fā)電中，水頭的壓力與流量共同決定水力發(fā)電的有效功率，抽水蓄能機(jī)的工作效率與水頭流量和壓力變化緊密相關(guān)。風(fēng)力中風(fēng)速的快慢決定發(fā)電的效率，風(fēng)速變化，風(fēng)車所捕捉最大風(fēng)能時(shí)的轉(zhuǎn)速也變化。通過(guò)應(yīng)用電子電工技術(shù)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的恒變頻率會(huì)適當(dāng)調(diào)整整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)，使發(fā)電系統(tǒng)中機(jī)組的自轉(zhuǎn)速趨同于電流頻率，恒定發(fā)電系統(tǒng)的輸出頻率，這就使得發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率得到提高，從而提升整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3機(jī)泵變頻調(diào)速

在系統(tǒng)進(jìn)行高低壓互相轉(zhuǎn)化時(shí)，應(yīng)用電子電工技術(shù)，用變頻機(jī)代替風(fēng)機(jī)水泵變頻器可以大幅提高電壓轉(zhuǎn)化的效率，使整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行成本得到降低，也就提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，我國(guó)目前機(jī)泵變頻調(diào)速技術(shù)還沒(méi)有大面積推廣應(yīng)用，但是其前景十分廣闊，相信隨著國(guó)家的重視，機(jī)泵變頻調(diào)速技術(shù)將會(huì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

2.4太陽(yáng)能系統(tǒng)

太陽(yáng)能是二十一世紀(jì)的核心清潔能源，電子電工技術(shù)對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)發(fā)電具有重要意義。大功率電流轉(zhuǎn)換器是太陽(yáng)能系統(tǒng)發(fā)電的核心，大功率電流轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與構(gòu)造的基礎(chǔ)即電子電工技術(shù)。太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能需要借助于大規(guī)模的集成電流，如果將電子電工技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，可以保證太陽(yáng)能穩(wěn)定有效輸出，使太陽(yáng)能成為一種穩(wěn)定易用的能源，提高太陽(yáng)能的利用率。

3在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

輸電環(huán)節(jié)是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，電子電工技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用非常廣泛，這有利于維護(hù)輸電網(wǎng)路的安全與穩(wěn)定。直流輸電技術(shù)的應(yīng)用、交流輸電技術(shù)的應(yīng)用、靜止無(wú)功補(bǔ)償器是其在輸電環(huán)節(jié)應(yīng)用的主要表現(xiàn)。在直流輸電過(guò)程中，送電測(cè)與受電側(cè)可以依托晶閘變流設(shè)備，有利于克服因距離長(zhǎng)，輸電量大產(chǎn)生的不必要損耗，提高長(zhǎng)途輸電的效率。在交流輸電技術(shù)中，深入推廣柔流輸電技術(shù)，能夠有效控制輸電電壓與相位。彈性補(bǔ)償技術(shù)是柔流輸電的核心，不僅能夠有效控制輸電過(guò)程中產(chǎn)生的不必要損耗，還能對(duì)電力系統(tǒng)的整體安全運(yùn)行提供一定的保障。電子電工技術(shù)結(jié)合機(jī)械控制技術(shù)可以提高輸電線路的穩(wěn)定性，將電子器件安裝于輸電線路之中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送電量的實(shí)時(shí)觀測(cè)，根據(jù)具體需求調(diào)整輸電量，這就有利于減少電量在輸送環(huán)節(jié)的損耗，提高電能輸出效率。換流閥與晶閘管是電子電工器件的代表，將其應(yīng)用于高壓直流電輸電中，可以降低變壓器的使用頻率，使輸電轉(zhuǎn)換設(shè)備自身的移動(dòng)能力增強(qiáng)，也就降低了發(fā)電企業(yè)的運(yùn)作成本。目前晶閘管已經(jīng)成為電氣開關(guān)的主流，晶閘管可以說(shuō)是電子電工技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器應(yīng)用方面的代表。晶閘管可實(shí)現(xiàn)對(duì)電器快速準(zhǔn)確的控制，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率。

4在配電與節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用

4.1配電環(huán)節(jié)

提高供電的穩(wěn)定性與電能質(zhì)量是當(dāng)前電力系統(tǒng)亟需要解決的問(wèn)題。配電階段是電力系統(tǒng)中極為重要的組成部分，主要承擔(dān)著維護(hù)供電安全與穩(wěn)定，有效控制電能質(zhì)量的作用?？刂齐娔苜|(zhì)量需要對(duì)電壓、諧波、頻率進(jìn)行調(diào)整，而且還需控制波動(dòng)與干擾，在配電環(huán)節(jié)應(yīng)用電子電工技術(shù)，可以妥善的解決這些問(wèn)題。將電子電工技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的配電階段，可以提高供電的穩(wěn)定性與電能質(zhì)量，有效克服了傳統(tǒng)工頻配電變壓技術(shù)的弊端，能夠抵御可能產(chǎn)生的配電瞬間波動(dòng)，極大的改善了電能質(zhì)量，并且能夠?qū)χC波進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)控，有利于配電水平的提升。

4.2節(jié)能環(huán)節(jié)

當(dāng)前我國(guó)電力資源形勢(shì)嚴(yán)峻，電力系統(tǒng)中應(yīng)用電子電工技術(shù)可以調(diào)節(jié)峰谷、儲(chǔ)存電能。電量輸出并不是一成不變的，準(zhǔn)備發(fā)電裝機(jī)能力應(yīng)以最大負(fù)荷為依據(jù)。電子電工技術(shù)可以直接將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，且可以并聯(lián)方式儲(chǔ)存與大的電容器之中，可根據(jù)電量使用大小，調(diào)整輸電量，這就提高了電量的使用效率，目前電子電工技術(shù)快速發(fā)展，已經(jīng)成功研發(fā)出電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制設(shè)備。將電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改良，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用調(diào)速控制設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)擋風(fēng)設(shè)備可以將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在合理范圍內(nèi)，這樣就能夠降低電動(dòng)機(jī)能耗，而且不會(huì)降低電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，這就實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。當(dāng)前國(guó)外已經(jīng)普遍用調(diào)速控制設(shè)備，電動(dòng)機(jī)節(jié)能效果顯著。

5結(jié)束語(yǔ)

篇10

【關(guān)鍵詞】行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法；傳統(tǒng)教學(xué)法；液壓與氣動(dòng)；教學(xué)改革

職業(yè)教育的目的在于培養(yǎng)生產(chǎn)、管理一線技能型人才，是一類傳授技術(shù)和技能的教育。這種類型的教育要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)的意識(shí)，不能以傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的授課制，要強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為學(xué)習(xí)過(guò)程的中心，教師要扮演學(xué)習(xí)過(guò)程中的組織者與協(xié)調(diào)人的角色。

行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法是一系列基于行動(dòng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法的簡(jiǎn)稱。它包括了項(xiàng)目教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、角色扮演法、引導(dǎo)文法、案例分析法、模擬教學(xué)等多種教學(xué)方法。這一教學(xué)方法被廣泛運(yùn)用到職業(yè)教育領(lǐng)域，尤其在德國(guó)該方法得到充分的發(fā)揮與使用。

本文基于液壓與氣動(dòng)課程教學(xué)改革的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述了如何充分利用現(xiàn)有資源，結(jié)合我國(guó)國(guó)情與學(xué)情，采用傳統(tǒng)教學(xué)與行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)相結(jié)合的方法，從而更有效地組織教學(xué)。

1.液壓與氣動(dòng)課程基本情況

筆者所在高職液壓與氣動(dòng)課程開設(shè)的對(duì)象為機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)、數(shù)控維修專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)高中后三年制的高職學(xué)生，每學(xué)年有400多學(xué)生需要在第三學(xué)期學(xué)習(xí)這門專業(yè)必修課，共3個(gè)學(xué)分，48學(xué)時(shí)。

本課程的前期課程有：機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)二維繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測(cè)量實(shí)訓(xùn)、車工實(shí)訓(xùn)、鉗工實(shí)訓(xùn)、電子電工技術(shù)等，這些課程的學(xué)習(xí)為液壓與氣動(dòng)課程的學(xué)習(xí)做好了準(zhǔn)備；本課程的教學(xué)效果也將直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果，如：工控自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)、工控自動(dòng)化應(yīng)用方案、自動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)。

2.傳統(tǒng)的液壓與氣動(dòng)課程的教學(xué)方法及問(wèn)題

高職院校中，很多液壓與氣動(dòng)課程的老師仍然在采用傳統(tǒng)的本科教學(xué)法，即按照知識(shí)體系從液壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)介、五個(gè)組成部分、基本回路到最后的典型液壓系統(tǒng)分析。

在示范性高職院校和部分液壓與氣動(dòng)精品課程建設(shè)院校，部分教師開始嘗試以行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法進(jìn)行液壓與氣動(dòng)的授課，取得了一定的成績(jī)。但是，縱觀許多采用項(xiàng)目教學(xué)或者行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)的新教材，發(fā)現(xiàn)仍然無(wú)法擺脫傳統(tǒng)的理論教學(xué)，給人的感覺(jué)是換湯不換藥。

因此，這樣的改革實(shí)質(zhì)上還是傳統(tǒng)的教學(xué)方法，不過(guò)是掛了行動(dòng)導(dǎo)向的名頭。結(jié)果往往是學(xué)生與老師都覺(jué)得沒(méi)有意義，老師們又回到了習(xí)慣的傳統(tǒng)教學(xué)方法。于是，長(zhǎng)期存在的問(wèn)題再次出現(xiàn)：一邊是學(xué)生報(bào)怨教師教的不好，一邊是老師指責(zé)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力差、不愿意學(xué)習(xí)。這使得我們必須再次深入思考如何正確應(yīng)用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法。

3.基于行動(dòng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法在液壓與氣動(dòng)課程的實(shí)施

為避免學(xué)生沒(méi)有一定的理論基礎(chǔ)，無(wú)法開始項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，在新的教學(xué)計(jì)劃中先安排了24課時(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)講授，內(nèi)容包括液壓傳動(dòng)的基本概念、五個(gè)組成部分、基本回路和仿真軟件使用；然后進(jìn)行行動(dòng)導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)，由易到難安排了三個(gè)項(xiàng)目，其中二個(gè)液壓項(xiàng)目（多缸順序?qū)Ｓ勉姶惨簤簜鲃?dòng)系統(tǒng)的分析與仿真、銅鋁屑?jí)簤K機(jī)液壓系統(tǒng)的分析與仿真）和一個(gè)氣動(dòng)項(xiàng)目（工件夾緊的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的分析與仿真），共八周24課時(shí)。新的教學(xué)計(jì)劃中，液壓基礎(chǔ)知識(shí)部分與傳統(tǒng)的教學(xué)有著很大的區(qū)別，講授的目的是讓學(xué)生了解最常見的元件、最基本的回路，只要求對(duì)液壓系統(tǒng)有基本的了解。通過(guò)三個(gè)項(xiàng)目的學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓他們掌握常見的保壓回路、調(diào)壓回路、卸荷回路、換向回路和調(diào)速回路；掌握液壓系統(tǒng)的控制要求；能分析中等復(fù)雜液壓系統(tǒng)、熟練運(yùn)用仿真軟件去檢驗(yàn)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作順序與具體要求；具備獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力，達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。

下面以項(xiàng)目2為例，詳細(xì)說(shuō)明本課程項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施的全過(guò)程。階段1項(xiàng)目初步分析：老師下達(dá)《銅鋁屑?jí)簤K機(jī)液壓系統(tǒng)的分析與仿真》任務(wù)書；學(xué)生開始查閱相關(guān)資料，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行初步的分析，并填寫任務(wù)書中的計(jì)劃分工表，分析記錄可能存在的困難與解決辦法；老師了解各組的計(jì)劃分工情況，了解存在的困難。階段2項(xiàng)目詳細(xì)分析：學(xué)生完成系統(tǒng)簡(jiǎn)介、圖形符號(hào)的名稱與作用、系統(tǒng)工作狀態(tài)分析、各工作狀態(tài)之間切換分析、各電磁鐵的得失電控制分析、畫出各工作狀態(tài)時(shí)的液壓油的流動(dòng)路線圖、系統(tǒng)基本回路分析等分析任務(wù)，老師巡察了解各組計(jì)劃分工執(zhí)行情況、了解進(jìn)度、以及存在的困難、檢查記錄手寫的項(xiàng)目報(bào)告書完成情況。階段3軟件仿真：學(xué)生利用Automation Studio 軟件正確選擇系統(tǒng)所需元件、連接系統(tǒng)仿真比較系統(tǒng)各個(gè)動(dòng)作時(shí)液壓油的流動(dòng)路線與之前手寫報(bào)告的區(qū)別、修改系統(tǒng)元件的參數(shù)，觀察改變之后，動(dòng)作變化的原因、記錄仿真過(guò)程的圖片、動(dòng)畫、數(shù)據(jù)圖表、制作帶解說(shuō)的系統(tǒng)工作過(guò)程視頻。老師與學(xué)生討論，提供一些建議。階段4撰寫電子的項(xiàng)目報(bào)告與PPT：學(xué)生需要說(shuō)明系統(tǒng)的工作過(guò)程與分析結(jié)果，遇到的難點(diǎn)與解決的辦法，進(jìn)行總結(jié)與自我評(píng)價(jià)，簡(jiǎn)述優(yōu)點(diǎn)與不足。老師準(zhǔn)備小組自評(píng)表、同行專家小組考核表、項(xiàng)目考核成績(jī)登記表等，并組織、篩選確定匯報(bào)的小組及成員，以保證下一次的匯報(bào)與評(píng)價(jià)工作順利開展。階段5匯報(bào)與評(píng)價(jià)：學(xué)生公開匯報(bào)與自我評(píng)價(jià)、同行專家小組評(píng)價(jià)、交手寫的項(xiàng)目報(bào)告、交電子的項(xiàng)目材料：小組考核表、同行專家評(píng)分表、電子的仿真原文件、帶解說(shuō)的視頻動(dòng)畫、PPT與WORD。老師課上組織匯報(bào)與評(píng)價(jià)工作的正常實(shí)施、適當(dāng)點(diǎn)評(píng)、記錄、收集資料，課后整理資料歸檔、登記成績(jī)。

4.課程實(shí)施的保障及注意事項(xiàng)

項(xiàng)目教學(xué)法最困難的階段是實(shí)施。在教學(xué)改革中，我們充分利用了Automation Studio仿真軟件與學(xué)生的筆記本電腦，有效解決了項(xiàng)目實(shí)施這一最大的難題，讓所有的同學(xué)都能行動(dòng)起來(lái)，在行動(dòng)中自主學(xué)習(xí)。

在項(xiàng)目教學(xué)階段，并不是老師發(fā)了任務(wù)書與考核表就萬(wàn)事大吉。沒(méi)有有效的組織與管理，新的教學(xué)方法也不能取得成功。行動(dòng)教學(xué)法對(duì)老師的要求更高，需要老師在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施過(guò)程中巡視、觀察、記錄、評(píng)價(jià)，此外還需要就某一些重要的知識(shí)點(diǎn)與共性的問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況安排全班性的討論與匯報(bào)，這樣才能引導(dǎo)學(xué)生順利高質(zhì)量的完成項(xiàng)目任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

5.結(jié)語(yǔ)

教育是強(qiáng)國(guó)之本，作為老師應(yīng)該負(fù)起這個(gè)光榮的責(zé)任。傳統(tǒng)教育方法已經(jīng)不適合當(dāng)前高職學(xué)生的學(xué)情，改變是必然。如何去尋找一條符合中國(guó)學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)道路，需要所有一線老師腳踏實(shí)地、負(fù)責(zé)任的、認(rèn)真的實(shí)干與探索創(chuàng)新。

德國(guó)的行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在德國(guó)已經(jīng)被證明是能夠有效開展并取得優(yōu)異的成績(jī)，然而由于國(guó)情不同，把德國(guó)的教學(xué)方法生搬硬套到中國(guó)教育教學(xué)中來(lái)，是不符合中國(guó)高職教育的客觀現(xiàn)實(shí)的。我們沒(méi)有拘泥于行動(dòng)教學(xué)法的表面形式與方法，大膽創(chuàng)新，抓住其實(shí)質(zhì)，在液壓與氣動(dòng)課程教學(xué)實(shí)踐中探索了符合中國(guó)的行動(dòng)教學(xué)法，事實(shí)證明易于操作、行之有效，供大家參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Riedl，Alfred.Handlungsorientierter Steuerungstechnik-Unterricht Pneumatik und Elektropneumatik an der Staatlichen Berufsschule Weilheim.[J]. Lernen & lehren，1996，（11）：65-76.