一体化技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇一体化技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：

（一）机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

（二）传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

（三）信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

（四）驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

（五）接口技术

为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

（六）软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：

1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二）计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

（三）柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

（四）工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

（一）智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

（二）系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

（三）微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

（四）模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

（五）网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

（六）绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

【参考文献】：

1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

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1.2在饮料行业中的应用机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。

1.3在钢铁企业中的应用

1.3.1计算机集成制造系统(CIMS)钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

1.3.2现场总线技术(FBT)现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

1.3.3交流传动技术随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

1.3.4开放式控制系统“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

1.3.5分布式控制系统(DCS)分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2机电一体化技术的发展趋势

2.1智能化智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.2数字化微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

2.3模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。

2.4网络化网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.5自源化自源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。

2.6人性化人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说更自然，更接近生活习惯。

2.7微型化微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。

2.8绿色化工业发达给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果，所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

3结束语

随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

摘要：随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速发展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文对机电一体化技术的应用进行阐述，并对其发展进行探究。

关键词：机电一体化应用发展

参考文献：

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机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70—80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，使机电一体化进一步建立了坚实的基础，并且逐渐形成完整的学科体系。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

3机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

3．1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。

3．2模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突，近期很难制定出国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业，还是对生产机电一体化产品的企业，模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3．3网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到、质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3．4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3．5环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

3．6系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外，还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

参考文献：

［1］李建勇．机电一体化技术［M］．北京：科学出版社，2004.

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一、概述

煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品，其主要技术包括：微电子、计算机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等，这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中，开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品，并取得了巨大的成功，这让人们清楚地意识到，机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。

二、煤矿机电一体化技术产品的应用

2.1矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中，因为现代化煤矿发展的需要，对煤矿机械化采煤提出更高的要求，那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今，对于国外一些采煤技术比较先进的国家，煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机，他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式，主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家，高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机，它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体，这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。

在我国，大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化，采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外，计算机控制系统发展也非常迅速，它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能，如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障，可能在某些方面没有面面俱到，在使用上还不能满足一些功能，但是从发展的角度看问题，这的确是一个很好的开始。目前，我国直径在两米以上的提升机有1700多台，其中90%为交流提升机，并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速，电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统，只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动，虽有部分可控硅供电系统，也均为模拟量控制。而PLC可编程控制器使用比较简单，程序设计起来也比较容易，不需要一些复杂的输入输出接口装置，抵抗外界的干扰能力也很强，因此，它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。

2.2综合机械化采煤1970年，我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面，并在大同矿务局进行试验使用，一直试验使用到80年代后期，这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展，推动了煤矿自动化的发展进程，同样，采煤机也由液压牵引开始转向电牵引；液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置，实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全性、可靠性大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。

2.3矿井安全生产监控系统从多数煤矿使用监控系统的效果来看，还存在一些问题，但是主要问题是传感器的不足，并且使用过程中，其稳定性相对较差，使用寿命不足，一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究，对一些关键技术也实施多次再设计改进措施，但仍然没有得到预期的效果，因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外，由于计算机网络软硬件技术发展很快，运行速度和质量也在不断提高，传输介质由同轴电缆发展到光缆，信息媒体由字符发展到声像，煤矿的安全监控系统有了很大的发展，他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品，一些高校、科研所和企业正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。

三、对我国煤矿机电一体化技术的思考

在20世纪，我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展，机电一体化技术应用到了煤矿每个环节，但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此，要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平，必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。:

应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度；以计算机为机电一体化的核心装置，因为计算机运算和存贮能力非常强，且体积和功耗小，更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品，在设计煤矿机电一体化产品时，应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机，从而保证工作性能更可靠；对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能，同时，要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块，方便与控制网络进行连接通信控制；煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平，能判断机电设备和周围环境的状态，使设备能自动适应环境并以最优的状态工作，同时能快速地对所采集的参数进行分析，从而对故障进行诊断，再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测；要对矿用传感器进行深入研究和开发，提高矿用传感器的可靠性和使用寿命，同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量，并保证其测量准确度，并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能；要关注国内外高新技术的发展，将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品，从而提高煤矿现代化，达到煤矿自动化生产。

四、结束语

煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础，更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术，煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广，大力地推动我国煤矿综合生产力，同时，为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。

参考文献：

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二、信息技术简介

（一）信息技术的特点以计算机技术、网络技术、通讯技术为代表的信息技术的迅猛发展，为职业教育“一体化教学”改革创造了一种全新的教学手段。通过图、文、声、像等多种媒体在教学中的应用，实现了用语言无法表述清楚的教学内容，对突破教学重点、教学难点有非常大的帮助。

（二）信息技术的优势

1.多媒体技术可以有效激发学生的学习兴趣兴趣是推动学生学习的直接动力，只有使学生对所学知识产生浓厚的学习兴趣，才能达到获取知识、发展能力的目的。多媒体技术有刺激感官的作用，在教学中，充分利用多种感官实现多渠道信息的传递，加强学生对知识认知的透明度，可以提高学生对知识的吸收和消化，激发学生的学习兴趣。

2.信息技术对教学内容具有可塑性信息技术采用新的教学媒介，通过数字化的文本、数字化的图像、数字化的声音、数字化的录像、数字化的多媒体和网络环境等多种形式，为多种形式展现同一概念提供了可能，同时也为一体化教学提供了可能。教育设计者可以根据教学任务、教学对象选用相应的媒介，使学生更清晰、直观地感受教学内容。

3.信息技术的教育评价信息技术的交互能力为双向评价提供了可能，让我们不但能评价学习结果，还能对学习过程进行评估。通过评估学习过程，我们能了解学生采取了什么样的策略和方法，缺乏什么策略和方法，环境中的哪些因素影响了学生对方法的选择，什么样的新策略能满足学生的学习风格。

三、信息技术在一体化教学中的应用

信息技术在一体化教学中的应用，把教师的讲授和学生的练习之间的距离缩短，实现了“做中学，做中教”的一体化教学。具体有以下几个方面的应用。

（一）网络在一体化教学中的应用

1.多媒体网络教学平台的应用使用多媒体网络教学平台进行一体化教学，可以让学生通过计算机在线听教师的讲授课程，同时还可以在自己的计算机上进行练习。这样，教师可以将理论教学与实践操作训练穿行，从而更好地将知识与技能紧密联系，提高教学质量，完成一体化教学，实现教师讲授和学生实际操作的有机结合。

2.网络资源的建立利用网络资源，开发用于教学的专门网站。具体做法是，教师把自己的教案、课件和讲课的视频资料放于网站上方便学生随时查找自己想要的东西；或者在教学网站上建立学习论坛，让学生一起交流讨论在学习中遇到的问题，增强学生的探究能力。结果表明，通过网络教学的应用使学生在实践中自主学习，达到了教与学的结合。

（二）多媒体技术的应用应用图像、声音、动画、影视、仿真等技术手段把实习教学过程中讲授的东西更加形象、逼真地展现给学生，可以使一些实际教学过程中看不见摸不着的、不好理解的内容更容易被学生学习和接受，这对突破教学重点和难点有非常大的帮助。

1.利用Flash、Maya等软件制作教学动画利用Flash、Maya等软件，把教学中讲授的实际操作过程制作成动画效果，并通过动画演示，把实际操作引入到教学过程中，可以把以前很难用语言表述清楚的问题更清楚、直观地展现给学生。

2.利用仿真软件教学仿真软件可以应用计算机虚拟现实，实现很多无法实现的实训内容，是一体化教学得以实现的很好的办法。这样一来，教师利用仿真软件讲授的同时，学生可以在自己的计算机中进行仿真练习。例如，宇龙数控仿真软件，可用“虚拟设备”来增加学生的操作熟练程度。

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2提高教学质量提高教学效果

理论教师注重理论知识讲解，实验教师注重实际训练，但在操作前还是要讲解相关的理论知识，理论教学与实践教学脱节，不但给学生的学习造成很大困难，也造成重复教学和资源浪费，更影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。为了使理论与实践更好地衔接，将理论教学和实践教学融为一体，开展一体化教学模式。即从以教师为中心如何“教给”学生，向以学生为中心如何“教会”学生转变，从以教材为中心向教学大纲的培养目标为中心转变，从以课堂为中心向以实训为中心转变。由此可见，变频技术一体化课程教学对教师的要求更高了，教师的压力、工作量大了，同时也锻炼、培养了教师，促使教师努力钻研业务，苦练操作技能，提高教学水平，能做到理论与实操互补。在教学过程中，加深学生的感性认识和理性认识，做到理论联系实际。作为职业教育自动化专业新兴学科，变频技术一体化课程教学也必须与时俱进，不断充实、不断完善，才能发挥其积极作用，培养出适应社会需要的高素质、高标准人才。

3变频技术一体化课程教学的实施过程

变频技术是以自动化专业为主的新课程，在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术交叉学科课程。对于学生而言，由于变频技术课程综合多门学科，因此，所涉及的概念、专业名词较多，并且内容抽象，学生很难在有限课时内完全掌握。而对于从事该门课程教学的教师，由于课程涉及知识面广、容量大、课前需要做相当充分的准备，一是要准备大量案例，二是要将深奥的道理通俗化，尤其是一些新的概念、思想和技术。因为过于抽象，学生理解具有一定难度。针对以上教学中存在的普遍问题，在变频技术一体化课程教学中从教材定位、教师要求、教学方法、教学手段、教学安排、考核方式等方面尝试进行改革。

3.1教材的定位

现有的变频技术课程教材重视理论知识，缺乏学生动手实操训练，而对于多数学生来说他们只希望动手，不喜欢理论。多数落后生学习差的主要原因在于基础差，变频器自动化程度高，理解相对困难。为此教师必须下大力气，给他们更多的辅导与帮助，在鼓足他们勇气的同时，为他们的进步创造条件。调动一切有效手段，针对本校学生的学习情况和进度，开发变频技术一体化课程教学校本教材、工作页等，变化教学方法、采用图文并茂的讲解方法，有效地促进学生整体素质的全面提高。

3.2教师要求

通过调查，一些学生反映，部分教师课上教授的变频技术只讲授原理、公式等，学习内容比较枯燥，学生不爱听，所以教学效果不好。而多数学生却只希望动手实践操作，不喜欢烦琐的公式理论，所以建设一支既能胜任理论教学又能指导实践操作的“双师型”教师队伍是实施变频技术一体化课程教学的关键。一体化教学要求教师不仅有丰富的专业知识讲授先进的专业理论课，而且有熟练的操作技能指导学生实践操作完成任务，成为能“文”能“武”的“双师型”教师。作为从事一体化教学的教师应该不断地进行“充电”，因为“学然后知不足，教然后知因”。

3.3教学方法

在变频技术一体化课程教学中，还要根据学生的特点，具体情况具体分析。我们在授课中，全面地考虑到各类学生，设计的问题随学生的层次的不同而有所区别。对于班级中基础较好、动手能力较强的优秀学生，我们在实施中设计的起点高一些，问题难度大一些，使他们的聪明才智得到充分的发挥，从而享受到挑战的快乐。对于班里中等学生，则按照教学大纲要求，以学生达到相应要求为目的，使学生掌握一些最基本的知识和技能，这种方法适用于班里大部分学生学习。对于班里较差的学生，我们在教学过程中，问题设计的起点低一些，问题的难度小一点，思维的步骤铺垫得细一些，使他们感受到成功的快乐，从而提高学习兴趣。除了在课堂上完成理论教学外，还要重视教学过程中实践环节的辅助教学，采用开放式的实践形式，引导学生充分利用课余时间完成一些生活中常见的变频机电产品的调研任务，这样既可以将课堂内容延伸到课堂外，强化学生观察能力和独立分析问题、解决问题的能力，同时又可以弥补课时的限制，保证后续课堂教学的正常进行。让学生将问题带进课堂，大家一起讨论，分析，带着问题学习。在教学中，为了检验学生对变频技术的认识程度，要求学生以常见变频产品设备为例，让学生参与讲课，然后一起进行小组讨论，学生在讨论过程中，列举了生活中常见的变频机电产品，例如：变频空调、变频洗衣机、变频冰箱等，通过讨论，发现学生对变频技术原理、接线、设计、产品可靠性、安全性都具有了一定认识并提出一些相应的改善意见。实践表明：在一体化课程教学中，让学生参与讲课，分组进行讨论这种体验型互动教学方法，提高了学生综合能力，达到了较好的教学效果。

3.4教学过程安排

授课时间上的安排分为3个阶段，第一阶段为知识了解阶段，学生主要学习理论知识，教师把变频技术理论知识讲解给学生，让学生掌握一定的理论基础。第二阶段为技能训练阶段，重点是学生的动手能力训练，学生把在理论课中学到的知识与课题任务进行实际操作，学生操作时，教师加以指导和深入的讲解纠正，并回答学生随时提出的问题。第三阶段为提高阶段，让学生将所学的理论与实践技能有机结合，检查学生课题任务的完成情况，并加以评价，以达到巩固知识的目的。

3.5考核方式

考试是对学生进行课程考核的手段，通常都采用闭卷或开卷的考试形式。但由于该课程涉及的概念、理论方法及系统设计需要查阅大量资料，如采用常规考试方法，一是受时间限制，学生在很短的时间内难以对系统的设计给出完善的解答。二难以体现出学生真正掌握知识的程度。针对变频技术一体化课程特点，采取闭卷和开卷的形式都不是很适合，因此，本课程的考核依据平时课后作业和最后综合典型课题任务报告完成情况进行考核。帮助学生树立课题概念、设计思维、流程导向及解决问题的能力，让学生明显感觉到平时学习的知识学有所用，也是为理论学习和实践操作有机结合进行一个探索。

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2构建思路

机电一体化专业课程体系构建是基于学生未来职业要求和技术技能型质量要求的，要充分考虑职业资格考试和技能大赛对教学引领作用，在课程体系中集中体现技术、技能属性。考虑现有机电一体化专业教学模式，将机电一体化专业课程体系构建为“阶段+模块”、“理论+实践”的互补体系。机电一体化专业教学课程阶段主要包括职业基础能力培养阶段、职业专门技术能力培养阶段、职业关键能力培养阶段和职业拓展能力培养阶段四个阶段，对学生在未来职业中所需技术技能进行培养，全面提升学生综合专业能力。机电一体化专业教学课程模块主要包括基础课程、技术课程、实训课程和选项课程四大模块，其中基础课程模块就学生在未来职业中的职业素质和基础能力进行开发培养，切实提高学生职业综合素养；技术课程模块就学生在未来职业中的专业技术能力进行开发培养，主要设置职业技术性课程；实训课程模块就学生在职业技术性课程中所学进行实训教学；选项课程模块就学生在未来职业中具体工作岗位所需设置的课程，具有较强的专业性和技术技能导向性。

3课程体系总体设计

高校机电一体化专业课程体系的总体设计框架是基于机械工程行业需求，强化学生技术、技能基础，拓宽机电专业能力，突出未来职业能力，提高综合专业素质，全面职业发展的课程结构，是面向多方向工作岗位需求，设计大类模块化课程的体系。机电一体化专业课程体系的总体设计包括集“自然科学+人文社会科学+专业思想教育”在内的基础课程教育（一个基础），包括集“电工电子基础平台+机械基础平台+计算机控制技术基础平台”在内的平台课程教育（三个平台），包括集“自动生产线方向+机电一体化设备+模具设计和制造+数控技术应用+计算机辅助机械设计”等多模块课程教育（多模块）。

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2煤矿机电一体化技术发展现状

2.1电牵引采煤机在机电一体化设备中，电牵引采煤机属于较为新型的一种。将电牵引采煤机与传统的液压式牵引设备进行对比，其在应用过程中所具有的优势主要为：（1）自身具有较强的牵引特性；（2）应用范围包括存在较大倾度角的煤层区域；（3）应用过程中的灵活度及动态型的特性也较为优良，因此能够在整体系统运行时对其内部的各项参数值进行科学合理的调整优化，以防出现超载运行的情况；（4）运用过程中的磨损度较小，因此使用寿命也较长；（5）设备结构较为简洁明了，工作效率及水平均能得到有效提升。国内现有的采煤设备无法真正达到一个全面自动化的水平，且尚未拥有集中式的监控功能。大部分的国内采煤设备通常采用的控制系统为微机式，相应的传感设备偏少，与国外发达国家相比，所能获取到的信息数据也相对较少。

因此，我国如果想要在电牵引采煤机领域获取到较为优良的研究发展成果，则应注重以下几点的加强提升：（1）对装机自身的功率进行合理的加强增大，并将其相应的性能参数值进行提升；（2）积极采用一种集中化的高压供电方式；（3）对监控系统实行科技智能化的应用；（4）将电牵引采煤设备系统进行科学的改进，促使其发展方向为交流调速式。

2.2液压支架控制系统液压支架控制型系统主要是指将现有的计算机核心技术与液压控制系统进行完美的融合，从而实现一种自动式的移架，以此减小对顶板等部分造成的冲击力。对于此项技术的相关发展研究，国外诸多发达国家已获取到了较为优良的研究成果，并进行了技术的广泛应用。液压支架型控制技术在其应用过程中主要采取的是一种微机式的监控技术，在其应用过程中能够对所出现的故障进行查询、保护以及控制等一系列的工作。对液压支架型控制系统进行科学合理的应用，能够将煤矿生产工作的整体效率进一步提升，并对其相应的工作环境进行改善，真正实现安全型生产。与发达国家相比，我国对于液压支架控制系统的研究工作开展较晚，但经过科研人员多年不懈的努力，我国对于液压支架的研究已与国外水准并无太大差距，但相应的支架阀技术在研究过程中的水平却较为落后。在液压支架的使用过程中，支架阀是其中较为重要且关键的一部分，由于其水平的落后使得我国的液压支架电液控制系统未能得到较为广泛的推广应用。

2.3其余的煤矿机电一体化设备这里所提到的其余的煤矿机电一体化设备主要是指煤矿供电型设备。煤矿供电具有其自身较为独立性的特色，即安全可靠性需加强，整体质量需保持在正常标准之上，并且能够对各大功率设备的运行需求进行充分的满足。针对此种特点，应积极进行节能降耗型设备产品的推广应用。高压式的开关柜设备所采用的开关维护量偏小，且相应的使用年限较长。运用集中及就地式的补偿方式能够将设备内部的功率因数进行科学的提升，对其无功型电流量进行有效控制，从而对无功型功率的损耗量进行合理减少。在当前，无论是高还是低开关柜所采用的均是微机式保护模式，自身具备较强的网络型功能，能够在较长距离内进行各项遥控、遥信工作。

3煤矿机电一体化技术的发展趋势

3.1从供电等级及其布局方面进行考量现如今，随着社会的逐步前进与发展，供电等级也在逐步提升，地面式的特高供电等级已由原先的35kV调整为60kV，数值几乎翻了一倍。3kV的供电综采工作面现已开始全面实行，而相应的10kV供电设备也已开始进行应用。供电活动自身存在的环节较多，而其内部的控制型设备也相对较多，网络的分布状况也在不断地进行变化。另外，移动式的供电设备现已得到了较为广泛的应用。

3.2从单体设备电功率方面进行考量现有的煤矿机电一体化技术已开始广泛采用功率及效率水平均偏高的重型机电设备，相应的采煤设备功率保持在2000kW左右，而相应的刮板输送机功率也已达到了2250kW的水平。在对某煤矿开采工作进行煤矿机电一体化技术的科学合理应用后，整体功率为1000kW、730kW的采煤设备均得到了实践应用，与原先的采煤设备功率相比，其工作效率已增加了一倍，而其配套类设备的功率也得以增强提升。

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2整合教学目标，促进理论知识与实践操作融为一体

打破传统重视理论知识教授的教学模式，重新对课堂教学目标进行定位，确立以职业岗位能力要求作为主要导向，将知识、能力、态度三个目标进行融合的课堂教学目标。例如在“订单”培训中，教学活动以企业的人才类型需要、人才知识技能、人才规格等要求作为实施教学活动的目标。根据教学目标对课程设置进行调整，并确定相应的教学效果评估方法。这种教学模式根据就业岗位需要着重对学生的知识应用能力进行培养。在教学活动中制定明确的教学目标，可使学生在学习过程中明确学习目标，然后进行有针对性加强学习。根据具体的学习目标，学生可明确自己的学习方向，然后对学习资源进行寻找，提高学生学习的主动性和积极性。同时，在这样的学习过程中，学生更容易发现问题，激发起探索知识的求知欲。在教学过程中，教师需要密切联系技能训练与实际生产间存在的联系，提高学生实际生产能力，促进学生毕业后能尽快顺利进行相应的工作。

3整合教师队伍，促进教学任务融为一体

在传统中职教学活动中，专业课程通常分为理论与实践教学两大部分。在任课教师的分配上也存在理论课教师和实践课教师之分。理论课教师和实践课教师在进行教学活动时各种有相应教育体系，二者几乎完全独立，不存在任何联系。这种教学模式的存在导致理论知识和实际操作的教学与学生相互脱节，严重制约教师的教学效果，进而影响到学生的学习质量。因此，在机电专业教学中，必须对教师队伍进行整合，将理论知识教学与实际操作教学密切结合起来，使学生在学习过程中真正能够做到理论与实践密切结合。例如将《电工技术基础》、《电工技能》、《电子技术基础》、《电子技能》四门基础课程整合成《电工技能与实训》、《电子技能与实训》两门课程。将分离开的电工及电子技术理论基础与电工、电子技术实际操作相融合进行教学。教学过程中安排一个任课老师同时教授理论知识与操作实习。这样的教学活动可更好的实现理论与实践相互结合进行教学，更有利与学生对知识的掌握和运用。摘要：在中职院校的教学活动中，实践教学是核心内容。中职教育的主要目的是为社会提供技术型人才。因此，在教学活动中必须高度重视理论与实践相结合，在提高学生理论知识的同时促进学生的实际操作能力。就中职机电技术应用专业项目一体化教学模式进行分析，旨在为项目一体化教学的有效进行提高可靠参考依据。关键词：中职；机电技术应用专业；项目一体化；教学模式。

4整合教学与实习，促进学生理论知识与操作技能融为一体

在机电专业教学中，应高度重视理论与实践相结合，只有充分将理论知识与实际操作结合进行教学，才能真正提高学生的技术应用水平。经过理论教学后，及时让学生到相应的工作岗位进行实习，让学生更加深刻的理解理论知识，熟悉应用相关技能。在实习过程中，学生可将课堂上学生的理论知识充分应用到工作过程中，进而获取更高等的操作技能。同时，应用课堂上所学到的理论知识，学生可在实践中更加有效的探索实际问题，积极思考解决问题的有效方法，促进自身能力得到全面提高。在一体化教学中，教师应及时发现学生存在的问题，并在课堂上对学生进行巡回指导，引导学生探索问题、解决问题，指导学生形成独立思考问题、处理问题的能力。教学过程中的巡回指导与教学结束时的结束性指导，对教学质量的提高具有重要意义，这个过程中均涉及到理论知识和实践。例如在《电力拖动》教学过程中，可将理论知识与实际操作结合进行教学，具体教学设计如表1所示。

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二、拓宽时空范围，提升教学效率

信息技术能够打破时空限制，把丰富的文字、图片、音频、视频等资料集中起来，变微观、抽象与远程的知识为鲜活、生动、可感受的信息技术环境下的知识，从而节约了教学准备时间，提升了教学效率。例如，讲授《电气系统设计》一节的相关知识时，教师可借助信息技术，将电气设计基本任务、基本内容、设计原理、中心环节，借助设计的实例展开分析与讲解，使学生形成系统化的印象。还可以打造模拟的电气设计实验室系统，模拟特定条件下的设计环节，引导学生展开设计原件的选定、安装方式与接线方式的实践、组件装配的设计等。从而促进学生将理论与实际结合，打破时空限制，强化学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的形成。