机电一体化技术定义模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇机电一体化技术定义，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。

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0210-01

一、专业职业岗位（群）职业能力分析

根据本专业职业岗位（群），进一步确定各岗位对应的职业岗位（群）职业行动领域工作任务与职业能力；本专业职业岗位（群）职业行动领域工作任务与职业能力关系如下：

（一）职业岗位为机电产品、设备操作及零部件加工。典型工作任务：机床的操作；刀具的选用与刃磨；工件的装夹；通用量具、专用量具的正确使用；机加设备的日常维护等。

职业行动能力：（1）熟练操作一种普通机加设备（车床或铣床），达到中级工水平；（2）能操作其它普通机加设备，达到初级工水平；（3）了解一种数控机加设备的操作（车床或铣床）；（4）能编写常规零件的数控加工程序；（5）熟练使用各种常见装配工具；（6）能进行典型机电产品装配。

（二）职业岗位为机电产品、设备维护及维修。典型工作任务：机电产品、设备日常维护、保养、维修及机电产品装配、设备操作等。

职业行动能力：（1）能熟练进行机加设备三级保养；进行机加设备的一般维修工作；（2）具有读图和制图的能力；能熟练使用电脑绘图；（3）能熟练使用标准件手册；能阅读专业资料；（4）能进行典型机电产品装配。

（三）职业岗位为机电产品、设备安装、调试。典型工作任务：依照图纸或相关技术文件的要求，独立或是协同完成机械部件的组装与调试；电气部件的组装与调试；整机的组装与调试；生产指导与过程控制等。

职业行动能力：（1）具有机电产品或设备安装、调试、运行和维护方面的基本技能；（2）具有读图和制图的能力；（3）能熟练使用标准件手册；能阅读专业资料；（4）能正确使用各种测量器具；（5）具有装配钳工、维修电工技能操作证。

（四）职业岗位为机电产品、设备安装、调试。典型工作任务：机电产品生产的质量检验与质量管理等。

职业行动能力：（1）熟练使用各种常见检测器具；（2）能进行检测数据分析；（3）能进行机械加工误差分析和表面质量分析；（4）能绘制质量管理图表。

二、专业人才培养目标

（一）学校总体人才培养目标。依托云南国防工业系统，发挥电大办学资源优势；立足云南，辐射全国，面向光电、机械、化工、电子信息等行业，培养高素质、高技能专门人才。

以能力培养为主线，在践行工学结合人才培养模式的基础上，坚持“立一等品格，精一门技艺，成一番事业”的校训，在加强职业能力培养的同时，始终不渝地强调人文素质和职业道德的培养。

（二）专业具体的人才培养目标。本专业主要培养面向云南机械行业，从事机电一体化产品、设备的生产操作、安装、调试、维修、维护和技术改进、运行等岗位，具有必备的机电一体化技术专业理论知识，具备较强专业动手能力的技能型、复合型、德智体美全面发展的，高素质技能型人才。

三、专业具体的人才培养规格

（一）毕业生的专业知识。具有必备够用的机电一体化技术专业基础知识；熟悉机械制造与设计的基本知识；熟悉制定机械加工工艺规程的方法；熟悉液压与气动知识、机械CAD/CAM技术、可编程序控制器及应用、单片机原理与应用、机电一体化技术、变频技术原理及应用、机械装配技术等专业知识。

（二）毕业生的职业能力。具有机械工程制图识、读能力及制图能力，能熟练掌握基本电工技术操作技能。能够诊断机电设备故障源(点)、对设备能进行必要的维修与维护；具备机电设备、产品的安装与调试能力；掌握现代电气控制的基本知识与技能，具备维护机电一体化设备的能力以及机电的基本设计能力。能够熟练操作普通机床，达到中级技工水平；能较熟练地进行数控机床操作并编程；具备良好的创造性思维能力、创新能力。

（三）毕业生的综合素质（社会能力与方法能力）。思想素质：热爱祖国，坚持社会主义道路，拥护党和国家的基本路线方针政策，有改革的意识，有民主法制观念，有理想，联系实际、事实求是的科学态度，有实干创业的精神，遵纪守法。并具有吃苦耐劳、乐于奉献、忠于职守的精神。文化素质：具有必备够用的机电一体化技术专业基础知识；有一定的文化艺术修养，有较强的文字、语言表达能力；具备基本的政治理论、法律、外语、计算机、应用写作和文学艺术知识；有较好的心理和身体素质；具有认识新知识的自学能力。身心素质：养成锻炼身体的习惯，达到国家大学生体育合格标准，身体健康，具有良好的文化修养，心理素质及一定的美学修养。职业素质：具备良好的思想品德素质、诚信意识、敬岗爱业意识和团队意识及守岗的精神；具备吃苦耐劳精神和奉献精神；具有健康的体魄、美好的心灵、较强的心理适应能力和健全的意志与品质。

四、专业学生培养设计

在学校“二三三”人才培养模式的指导下，根据本专业特点制订有本学院特色或亮点的专业人才培养模式。

机电一体化技术专业依托合作企业，继续推进订单式人才培养工作，并不断探索创新人才培养模式；本专业人才培养过程中实现三年不断线的工学结合而且职业素质教育贯穿始终。

第一通识教育及基本职业技能培养阶段：通过开设公共基础课结合校园文化、社团活动、社会实践培养学生职业素质及基本能力；同时通过开设专业基础课培养学生职业素质及基本职业能力。

第二职业核心技能培养阶段：通过开设专业课并实施课程“理、实一体”教学改革，聘请企业教师参与依托校内实验、实训基地、实训中心共同培养学生职业核心技能。

第三综合职业技能教育阶段：依托校外实训基地联系生产实际，通过顶岗实习、毕业设计全面提高学生综合职业技能。

此外积极深化校企合作，实施“教、学、做”一体化教学改革，推进与国内外职业技术学校合作办学，积极引进国外机电一体化技术专业的课程和教学方法，学习借鉴国际职业教育成熟模式和先进经验，深化教育改革，不断提高人才培养质量，更好地服务于本省工业企业。

参考文献：

[1]刘晓勤.校企合作提升高等职业教育教学质量[J].人力资源管理,2010,6

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中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）30-0053-02

1 前言

目前随着科学技术的不断发展，机电一体化技术正朝着智能化、光学化、网络化、微型化与集成化方向发展，机电一体化技术应用越来越广泛，大量懂技术并能操作先进设备的专业人才受到各企业的青睐。我国的高职专科层次的教学以三年制为主，在教学中存在专业定位不准确、教学手段单一、理论和实际脱节等问题。

把校企合作、工学交替作为人才培养模式的切入点，带动专业建设和教学改革，遵循学生认知发展规律和职业成长规律，以“职业基础能力专业通用能力岗位方向能力”的“能力递进”策略优化课程，实施“工学交替”的教学组织模式和“项目驱动”的教学模式，使学生在能力培养的不同阶段体验企业真实生产任务，强化生产性实习与顶岗实习，推行“双证书”制度，积极开展国际交流。

2 与产业对接，构建“能力递进、项目教学、订单培养”人才培养模式

针对邵阳装备制造业的发展需求，专业教学团队对三一湖汽、邵纺机、山立水电等邵阳市装备制造企业进行了人才需求及职业岗位能力调研，明确了本专业的职业岗位、典型工作任务及工作过程，将学生职业能力分为递进的职业基础能力、专业通用能力、岗位方向能力三个层次，参照岗位职业标准，制订了课程标准，创设企业情境，实施教学情境与生产环境对接，实行教学做一体的项目式教学模式；先后组建了“邵纺机班”“三一班”“德昌电机班”“山立水电班”“美的制冷班”等10个订单班，推行订单式培养。通过人才培养模式改革与探索，构建了“能力递进、项目教学、订单培养”的人才培养模式。

依托机电一体化技术校企合作联盟，校企共同夯实“理实一体化课堂，校内外实训基地，企业顶岗实习”的相互融合人才培养平台，优化“能力递进、项目教学、订单培养”的人才培养模式，如图1所示，实现培养方案共订，双师队伍共培，实训基地共建，教学资源共享，培养过程共管，校企文化共融。

3 对接行业需求，校企共同制订人才培养方案

在校企合作联盟理事会的决策下，实行校企共订人才培养方案，共同开发课程，共同组织实施教学，共建共享实训基地，深化校企合作的内涵。在专业建设指导委员会指导下，对三一湖汽、邵纺机、神风动力等企业岗位及人才需求进行调研，分析毕业生就业后岗位渐进提升所应具备的知识、能力和素质结构，按学生认知发展规律和职业成长规律，参照国家职业资格标准进行课程体系重构、课程建设、教学资源开发，校企共同制订人才培养方案，确保人才培养目标和规格能满足企业岗位能力要求和人才可持续发展要求。

4 推行工学交替，实施项目教学

在递进式能力培养过程中，推行工学交替的教学组织模式，从大二开始，首先到企业参观实习，感受真实的生产情境，了解工作岗位培训，返回学校学习；再以真实的典型工作任务为载体，对学生进行专业技能的培养，使学生获得装备制造行业的专业通用技能；再到企业进行专业实习，熟悉企业生产管理，体验职业环境和岗位职责，了解和认识企业文化；然后根据个人兴趣爱好及专业基础选择固定的岗位进行顶岗实习。

在教学组织上，参照企业典型任务创设学习情境，引入企业真实项目，校企共同开发教学资源，通过任务引入、项目展开、项目指导、项目评价、项目拓展等方式实施项目教学。

体现“教学做合一”的教学理念，利用校内外真实或仿真的生产实习环境，以真实的工作任务为载体，“教、学、做”一体教学，实现教学过程与生产过程、教学内容与生产内容、专任教师与现场专家有机衔接。在教学过程中，根据学生的知识、能力和素质结构，推进理实一体的教学方式，引入信息化教学手段，应用多媒体技术、虚拟信息技术，通过职教新干线和网络平台，将企业真实生产情境、产品加工过程等直观为教学服务，充分体现“教学做合一”的教学理念，增强各教学环节的实践性和实用性。订单班教学根据企业岗位需要，增设针对性强的课程，如邵纺机班开设纺织机械原理等相关课程，三一班开设搅拌车工作原理方面相关课程。订单合作企业全程参与整个教学过程，使学生所学的知识与企业岗位有效对接。

5 取得效果

通过机电一体化专业人才培养模式改革与实践，已取得了明显的效果，极大地调动了学生学习的主动性和积极性，学习效果显著增强：在以前的教学中经常出现不预习、不听课、不写作业、不复习的现象；现在，教学以项目为驱动，让学生在完成每个项目的过程中自主学习相关知识，使学习效果显著增强。教学改革以来，学校机电类专业学生的获证率显著提高，如2011年维修电工中级获证率为92%，高级工获证率为88%；2012年中级工获证率为99%，高级工获证率为91%。2009年湖南省劳动与社会保障厅举办的湖南省天煌杯电气控制技术技能竞赛中，王涛在单片机快速开发项目中获第五名；2011湖南省职业院校技能竞赛（高职机械部件创新设计与制造）中，艾鹏飞、张桃、刘建武获得二等奖。

通过对高职机电一体化专业“能力递进、项目教学、订单培养”人才培养模式的实施，进一步推动邵阳职业技术学院其他专业人才培养模式的改革，加强校企合作，实现产业对接，推行工学交替，实施项目教学，全面提高培养人才质量，可为同类院校同类专业教学改革起到积极的引导和借鉴作用。

参考文献

[1]卢艳.高职机电一体化专业人才培养模式改革与探讨[J].职业教育研究，2009（4）：33-34.

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伴随着中国社会主义科学技术及市场经济快速发展，有关机电一体化系统的建造也进入了一个快速成长的黄金阶段，机电一体化的技能也逐步老练成熟。由于相关系统所处外部环境在不断变化，在机电一体化的系统中开始广泛使用智能系统，其在机电一体化技术的成长过程别是在现时期有着举足轻重的地位，同时也将进一步促进机电一体出现飞跃的发展。本文从机电一体化及智能系统的视点动身，将这两部分进行融合，剖析研究机电一体化体系中智能操控的使用。需注意的是，虽然中国机电一体化系统在农业领域及工业领域中起着举足轻重的作用，但其在实际工程过程中面临的对象存在不确定性、多层次及非线性等特点，从而给该系统的发展造成了很多阻碍。伴随着智能控制系统的使用给该系统带来了良好的外部环境，有利于其科学发展。所以在机电一体化系统中智能控制逐步受到各领域的关注重视，对其进行相关分析研究是需要的。

1机电一体化系统的概述及定义

1.1机电一体化系统的含义

机电一体化系统又被称作机械电子学，其具体内容是由多种技能进行有机结合，且在实际工作生活中进行归纳综合应用的一种综合性技能。其所有机融合的多种技术主要包括以下几种：信号改换技能、传感器技能、电工电子技能、接口技能、信息技能、微电子技能及机械技能等。

1.2机电一体化系统的基本内容原则要求组成要素

该系统的基本内容主要包括6个环节，即：a)计算机与信息技能；b)自动操控技能；c)机械技能；d)系统技能；e)伺服传动技能；f)传感检查技能。机电一体化系统的基本原则要求主要包括4个方面，即：a)能量变换；b)构造耦合；c)构造耦合；d)运动传递。机电一体化系统的基本构成要素主要包括4个方面，即：a)感知构成要素；b)结构构成要素；c)运动构成要素；d)功能构成要素[1]。

2机电一体化在煤矿机械上的应用和前景

2.1煤矿机械

增加机电一体化技术含量，提高煤矿企业生产能力。机电一体化可把有关煤炭生产的各种机械与技能科学的进行有机结合，同时将其在煤炭企业生产过程中进行综合应用。这些机械与技能有很多种，主要包括：微电子技能、传感器技能、信息变换技能、电子电工、接口技能等。在煤矿机械上的应用机电一体化可依据煤炭企业生产关键点及技能要求对相应机械设备进行设计，或对某些技术技能进行改革完善。同时，应用机电一体化还可借助智能化的操控系统从而不断增加机电一体化技术含量，有效提高煤矿企业生产能力。

2.2有效提高煤矿企业实际的生产效益

机电一体化本身具有很多特性，采煤机械具备良好的牵引能力便是其中之一。在煤矿的采煤过程中，采煤机行走时可为其提供较大的牵引力，帮助其有效攻克移动前进过程中遇到的阻力，同时还可在采煤机变频降速时进行有效制动。在煤矿机械上的应用机电一体化可把煤矿企业的能量、物流及信息融为一体，从而进一步提升整个煤矿企业实际的生产能力，有利于煤矿企业在不久的将来走向高效、安全及可持续发展道路[2]。

3智能控制的概述及定义

3.1智能控制的含义

智能控制其本质指的是在没有人进行干预的状况下，可自主自立地驱动相关智能机械做到对目标进行有效操控的一类自动操控技能。其是借助计算机进行人类智能拟的一类重要范畴，主要针对比以往传统控制更加复杂多样的操控任务和目的，给目前中国社会各大领域的发展提供了更加广泛的适应空间，同时有效解决了传统操控不能完成的复杂体系的操控。以往传统的操控仅归属于智能操控的一个简单环节，是智能操控最底层的组成部分。智能操控的理论基础有很多，如主动操控论、信息论、人工智能及运筹学等。其属于一项由多种学科彼此相互穿插所构成的学科。

3.2智能控制的基本特征

智能控制的基本特征主要包括以下7个方面，即：a)其具有组织性特点，核心主要是由高层来进行有效控制的；b)智能操控具有变构造特色；c)其智能控制器具备非线性的特点；d)智能操控系统可达到多样性方针的高性能要求；e)智能操控系统具备总体自寻优的特点；f)智能操控系统属于一种新兴的研讨课题；g)智能操控系统归属于一种边缘交叉的学科。

3.3智能控制的基本类型

智能控制的基本类型主要包括以下7个方面，即：a)专家操控体系（ExpertSystem）；b)进化核算与遗传算法；c)人工神经网络操控体系；d)组合智能操控办法；e)分级递阶操控体系；f)复合（混合）或集成操控；g)学习操控体系。

3.4智能控制的发展趋势

这些年，智能操控技能在世界上很多国家都取得了较大的发展，甚至很多已进入实用化及工程化的时期。不过智能操控技能作为一种新式的理论技能，目前依然处于发展阶段。但伴随着计算机技能及人工智能技能的快速成长，智能操控也一定会在不久的将来走进一个属于它的新时期。机电一体化系统中往往会应用很多技能，其中最常用的便是神经网络、专家体系及遗传算法等相关技能，这些技能彼此之间相辅相成、相互依存。而目前机电一体化方面未来的主要发展趋势便是广泛使用智能控制系统，因为其具备很多良好的特性，有利于机电一体化健康发展，如其具备极强的适应性、组织及学习功能等[3]。

4智能控制在机电一体化系统中的应用

自20世纪90年代后期开始，机电一体化系统开始往智能控制方向发展，从而打开了机电一体化系统应用智能控制的新时代，该系统将来发展的主要方向一定是以智能化为主，其将直接影响到机电一体化系统的全体水平。

4.1智能控制在机电一体化系统机械制造过程中的应用

机电一体化系统中包括很多环节，其中机械制造便是重要的环节之一，把计算机辅佐技能和智能操控技能进行有机融合的技术便是目前最领先的机械制作技能，往智能控制方向发展，借助科学的计算机技能来代替部分脑力劳动，来模仿人们有关机械制作的行动，这是其最终的意图目标。同时，智能操控技能可借助神经网络体系的核算方式来动态模拟制作机械的详细过程。对所搜集到的数据经过传感器融合技能来进行预处理，然后操控修正模式中的有关参数数据。智能操控在机械制作中的应用环节有很多，其中主要包含以下几种：智能学习、智能监控与检查、智能诊断机械故障及智能传感器等。

4.2智能控制在机电一体化系统数控领域中的应用

伴随着中国社会主义科学技术的快速发展，各大领域对机电一体化系统的数控技能也逐渐有着越来越高的要求标准，不但需要其实现很多智能功能，还需要其具有模仿、延伸及拓展等新的智能功能，从而促使其数控技能完成智能监控、建立智能数据库及智能编程等意图，在机电一体化系统中的科学应用智能操控技能就可完成这些任务。例如借助专家系统能综合解决数控领域里的很多问题，如难以确定及结构不明确的算法等；使用推理规则可有效推理数控现场的部分数控故障熟悉信息，得到某些指导性建议从而有利于数控机械的维修等。

4.3智能控制在机电一体化系统机器人领域中的应用

机器人在动力系统中存在很多自身的特点，如时变性、强耦合及非线性等，而多边变性及多任务性是机器人在控制参数的系统容易体现的特征。这些特点有利于智能操控技能的使用。现在机电一体化系统机器人领域中使用智能操控技能主要体现在下面四大环节：a)机器人在视觉处理及多传感器信息融合这两方面能实现智能操控；b)可智能控制机器人的手臂动作及相关姿态；c)经过专家操控体系可科学定位、建模、计划及监测机器人所处的运动环境，从而进行相关的控制及探究；d)可以智能控制跟踪机器人的行走轨迹及走路等。

4.4智能控制在机电一体化系统建筑工程中的应用

智能控制在机电一体化系统建筑工程中的使用主要体现在以下两个环节，即：a)能智能操控建筑物内的空调，例如能智能控制有关空调的风阀，不仅能有效保证建筑内空气质量，还能大幅度减少浪费能量的现象发生；同时还可经过比例积分来对其闭环方法进行调整，从而有效设置在冬季和夏季时空调的使用模式；b)可经过计算机联网和通信实现智能操控所有照明系统，如智能操控照明体系的节能、照明时刻及照明逻辑等。

4.5智能控制在煤矿机电一体化系统中的应用

煤矿机械所处工作环境一般情况下比较恶劣，往往都是在井下进行作业，从而导致煤矿机械容易被恶劣的环境侵袭，同时还可能会遭受各种采煤冲击及振动的干扰。由此可知，井下作业具有某种程度的危险性，同时还需要煤矿机械能适应各种环境并达到高产的要求。而应用智能控制技术就可将井下作业的危险性大幅度降低，从而在某种程度上确保其安全性。

5结语

由20世纪90年代后期以来，机电一体化系统已逐步开始往智能控制方向发展。针对智能控制在机电一体化系统中的应用做了详细讲解，阐述了有关机电一体化系统的概述定义、原则要求、基本内容及组成要素等。介绍了智能操控的概述及定义、基本类型、发展趋势及基本特征。在机电一体化系统中很多领域都可使用智能控制系统，如：煤矿机电、机器人领域、数控领域、统建筑工程及机械制造过程等。

作者:庞海龙 单位:同煤集团机电管理处

参考文献：

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随着机电一体化的理论提出，被广泛应用到机械制造业中。在全球经济市场竞争中创新的企业才有竞争力，现今大多数的生产企业在进行产品制造时，用机电一体化技术加速产品的更新换代，提高市场的占有率，对于机电一体化方面的研究与应用的研究尤为重要。本文从以下几个方面对机电一体化技术在汽车中的应用进行了研究。

1机电一体化的定义

机电一体化又称为机械电子工程，是机械工程与自动化的一种。将机械、电子技术和计算机技术有效的结合而成的新型技术学科。机电一体化产品是在机械产品的基础上，利用电子技术和计算机技术制造出来的适应当今市场的新产品。初期生产出的机电一体化产品是利用四暗自技术的替换机械产品中的一部分来提高产品的使用性能。而现今的机电一体化产品是利用机电一体化技术四机械产品实现自动化、数字化和智能化，使产品的制造和生产在市场上更具有竞争力[1]。

机电一体化在机械产品能原有功能上加入电子技术，将机损装置和计算机软件等技术有效的结合起来构建的系统的总称。机电一体化技术是在工程领域不同种类技术基础之上的新技术。随着电子技术和计算机技术的广泛应用，机电一体化技术在不同领域不断的改革和创新。

2机电一体化的技术概述

机电一体化的产品生产是由多种技术和相应组成部分构成的综合体，机电一体化技术是由多种技术相互结合，形成的综合性技术，其技术的拓展领域较广，主要有以下几个方面：

2.1机械技术

作为机电一体化基础技术，机械技术使机电一体化的产品主要功能得以实现。机械传动和控制与电子技术相互结合的生产活动中，对机械技术做出了高要求。在机械系统技术中新材料、新工艺、新原理等方面的不断发展和整合，用来满足机电一体化所生产的产品对缩小体积、减轻重量能性能上的要求[2]。

2.2信息处理技术

在机电一体化产品制造中，信息处理是指工作过程中的机械的各种参数状态等相关信息的交换、存储、运算、决策分析等工作内容。在机电一体化的产品中，计算机信息处理设备是产品的核心因素，其掌控者整个机电一体化产品生产的运作，所以，计算机技术及其信息的处理技术是机电一体化技术中最重要的技术。

2.3检测与传感技术

在机电一体化生产过程中，参与工作的各种数据都要通过传感器进行数据的采集，并加以检测，将接收到的数据传道信息处理装置并反馈给机械电子控制装置，以此来实现产品生产过程中的自动控制装置。机电一体化对传感器的要求是能不受外界的环境影响精准的及接收信息，同时检测装置能对信息信号进行有效的输出和转换。

2.4自动控制技术

机电一体化产品生产中的自动控制技术内容为精准的定位控制、速度控制、自身适应控制、校正和补偿等等。自动控制功能的不断革新，是产品的精度和效率得到提升。通过自动控制，机电一体化产品在生产中能及时发现机器故障，减少设备停止工作的时长，并有效的提高生产设备的使用率[3]。

2.5系统整体技术

系统的整体技术是从机电一体化生产的整体出发，用系统的观点和方式，将产品的总体功能降解程不同的小部分，寻找有效的技术策略，再把这些技术策略进行重新组合，来选用适合的技术方案。这种技术是通过各部分的协作，进行顺利生产的技术方式。

3机电一体化的技术在汽车中的具体应用

3.1发动机微机控制系统的应用

发动机控制单元的核心是通过微处理器。从不同传感器获取模拟电压信号，从发动机输出轴获取的信号都输入到发动机控制单元。模拟信号通过相应的模拟数字转换器转换成数字信号。通过这系列的信息为基础，在发动机控制单元内对空气的燃料比、点火时间、排气再循环等进行科学的计算，将结果作为驱动信号的输出，用来控制空气燃料比。从而保证发动机在使用中的正常运作。

3.2自动防撞微机控制系统的应用

激光组合的汽车防撞系统，能使汽车在正常行驶下检测到车身附近有无障碍物，并在需要时产生报警信号，从而有效地规避了行车风险。该系统主要有计算机控制的，原理是通过雷达测量车身与障碍物的距离来提示驾驶者。

3.3电子控制变速器的应用

自动变速器是为了降低变速器的损耗，提高动力传递的有效功率，增加加减档为的操作来适应汽车在行车过程中的最佳驾驶速度，来实现汽车的节能环保，安全舒适的特征。在汽车启动后，报警灯处于熄灭状态时，说明变速器处于正常状态，如果处于点亮的状态则系统出现问题，自动变速器不受电子控制状态，这时，岁按时去电子控制功能，但是变速器依然可以正常工作。

3.4 ABS防抱死系统的应用

为了保证汽车在行驶时根据路况的变化而做出速度的调整，汽车都装有行车制动器，最初只在后轮安装制动器，随着汽车行业的不断发展，前轮上也同样安装了制动器，通过对汽车制动器制动时轴荷的转移、前轮增加重量和后减少重量的认知，后轮抱死更容易造成汽车方向失控的局面，所以，着手研究了限制汽车后轮自动装置-汽车制动防抱死装置。这样就明显的增强了汽车的安全性能，不至于子系统的故障而影响整体系统的安全运作。

4结语

综上所述，在机电一体化快速发展的今天，机电一体化在汽车中的应用极其重要，提高了汽车的使用效率，机电一体化的技术在汽车行业中的应用，使汽车生产及使用更具有人性化，是其安全性能大大提高。很好的促进了汽车行业的发展。

参考文献：

篇5

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

引言：现代科学技术的发展极大地推动机械工业领域的技术改造与革命。在机械工业领域，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”的发展阶段。迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，并蓬勃向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。

1.机电一体化概述

1.1机电一体化的定义

所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从字面上的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。

1.2机电一体化的关键技术

机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。

1.2.1信息处理技术

所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。

1.2.2精密机械技术

精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。

1.2.3自动控制技术

自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。

1.2.4检测与传感器技术

检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受，以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。

1.2.5伺服驱动技术

伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。

1.2.6系统总体技术

系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。

2.当前机电一体化技术主要的应用领域

2.1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: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；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；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；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；能实现多过程、多通道控制；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。

2.2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。

2.3交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。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。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。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。

3.机电一体化的发展状况及趋势

3.1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，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。

3.2未来机电一体化技术的发展趋势

在未来，利用高新技术对机电一体化进行改造与提升，机电一体化涉及的学科领域很广，是一门独立的综合性、交叉性学科，我国应更加注重对机电一体化产品的自主开发与技术创新，利用高新技术对机电一体化产品进行创新设计，推进产品设计的智能化，自动化和快速化，才能赶上或超过世界发达国家机电一体化水平，提高产品的市场竞争能力。

此外，新一代的机电一体化系统的开发，设计和研制各种性能优良、稳定高效的机器人和机电一体化设备，实现各种作业的柔性化和自动化，使机械设备具有更高的柔性。其具体表现在：

（1）计算机集成制造系统。在CIMS发展过程中，要注重人机一体化。在CIMS系统，中处于核心地位的过程控制级计算机，应配备必要的硬件和一定的软件功能。在软件方面，要做到计算辅助设计(CAD)和计算辅助制造(CAM)与硬件的有机结合，在发展过程中，要重视基本技术，不盲目追求高度自动化，数字化，逐步实现机电一体化的柔性、自动化、全局化。

（2）智能制造技术。智能制造系统(IMT)是由智能机器和人类专家组成的人机一体化系统，是在人类专家的指导下，做到人机的有机结合，而不是取代人，智能制造系统具有很强的自律能力。人机一体化能力，高水平的人机一体化(即虚拟制造技术)，在软件的支持下，有一定自组织能力，自我优化能力，自我修正能力，欧美各国都花费了很多人力物力在这方面的研究。

（3）绿色化也是机电一体化未来的一个研究热点，绿色化是指产品在其设计、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，而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。

4.结语

机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。

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2基于MCD机电一体化产品概念设计的可操作性

科学技术的发展推动了机电一体化的进行，也为工程信息技术行业的发展创造了有利的条件。在机械生产、加工、制造等行业中，机电一体化的形成和应用，使其发生了翻天覆地的变化，机电一体化主要是将主功能、动力功能、处理功能等有效的结合在一起，并引入电子信息技术，实现电子设计、软件、设备等的结合。当前的机电一体化并没有形成一个统一的定义，这主要是因为机电一体化自身具有复杂性，涉及到很多领域的知识、技术等，MCD机电一体化，主要是机电一体化方案，在产品的设计中，应用MCD机电一体化系统，结合机械工程、电子技术、计算机技术等，形成科学性、复杂性、融合性等特点为一体的产品设计系统，充分的利用它的功能，完成产品概念设计。为了研究基于MCD机电一体化产品概念设计的可操作性，我们针对产品的MCD机电一体化概念设计的内涵进行分析。概念设计是产品设计中最复杂、重要的部分，是实现从无到有、从模糊到清晰的一个过程，在信息技术、智能技术等的支持和应用下，概念设计取得了新的发展成果。应用MCD机电一体化进行产品概念设计，主要分为产品概念设计的规划、概念设计、详细设计、改进设计等，不同的环节中，有不同的子模块组成部分，例如在概念设计中，分为功能设计、原理设计、功能分析等等。将MCD机电一体化应用于产品概念设计中，需要借助各种信息库确定MCD机电一体化方案，然后进行产品概念设计。MCD机电一体化系统的交换频率非常高，抗干扰能力强，在进行产品概念设计中，系统误差小，结构功能非常强，将其应用在产品概念设计中，可以保证产品设计的实用性、可靠性、稳定性、规范性、经济性，同时也有安全性和可操作性。为了研究研究MCD机电一体化在产品概念设计中的可操作性，我们以其在传感器概念设计中的应用进行分析。在进行产品概念设计时，先进行系统的划分，对传感器的功能、性能等进行分析，然后检验传感器子系统的传感器的功能载体，了解传感器的类型和用途，最后采用MCD机电一体化中的信息处理系统，对传感器设计中的相关信息进行处理和控制，完成信息的分析、处理之后，进行MCD机电一体化产品概念设计。互感器等产品的MCD机电一体化设计制造，是一个复杂的过程，其中包含了很多的子系统和子环节，每一个过程都比较的繁琐，稍有差错和偏差，就会造成设计制造的失败，而且产品的设计需要很长的时间，设计制造中使用的材料价格很高，所以在产品的概念设计中，如果出现差错，就会造成严重的损失。在使用MCD机电一体化进行产品概念设计中，一定要对产品的概念设计理论、方法、方案等进行仔细的审核。概念设计是中最为重要的是方案设计，要确定MCD机电一体化产品方案，需要将前面的各项工作的理论等加入其中形成一个逻辑思维，在计算机技术、网络技术等的支持下，基于MCD机电一体化的产品概念设计，具有可行性。

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前言

中国资源储蓄量和产量很庞大，但是因为人口众多，所以也是一个能源小国。面对这种状况，我国有关部门和企业正在不断地优化采煤工艺中的各方面技术，以不断的增强我国采煤工业实力。煤矿机电一体化技术越来越得到广泛的应用和关注，它作为一门先进的综合化采煤技术，直接的提高了矿井的生产能力。那么到底什么是煤矿机电一体化技术？它在我国运用的现状又如何，接下来笔者针对以上问题来探讨一下煤矿机电一体化在我国的发展方向。

1、煤矿机电一体化技术的内涵

在我们的印象中，可能比较狭义的将机电一体化归属在机械制造行业中。其实机械制造行业只是较早的引入了机电一体化技术，在以后各个行业的发展中，对机电一体化都有了不同的定义与内涵。但是一般来讲，机电一体化是指在原有的机械技术的基础之上，再运用先进的计算机技术、自动控制技术、微电子技术和光学技术等具有时代特征的技术设备，使原有的生产模式和生产手段更加的具有科学性。而煤矿机电一体化，就是将机电一体化运用在煤炭行业中，作为一种新型的技术来提高原来的机械操作水平，控制了煤矿工作的劳动强度，提高了安全系数。在进行煤矿开采工作时，用计算机技术来控制整体操作，并严格深入煤矿开采工作的每个环节，并通过计算机来计算和监测煤矿开采工作的进度。并采用自动控制技术进行远程挖掘机的操控，提高了作业质量和进程。在矿井中的安全情况监控方面，可以通过计算机系统来进行及时的发现和汇报，有效地避免安全事故的发生。

2、煤矿机电一体化技术在我国运用的现状

因为我国的经济和技术比起国外发达国家来说起步较晚，所以机电一体化技术在煤矿企业中发展也比较落后。随着计算机的逐渐发展与应用，加速了机电一体化在煤矿工作中的应用，但是跟西方发达国家之间还是存在着很大的差距，除了具体的机械设备上的落后，我国的自动化技术还未成熟。但是我国的煤炭机电一体化也取得了很大的成就，主要体现在对综合液压支架的应用、对钢丝绳损耗定量检测系统的应用等方面，都取得了明显的进步。

2.1机电一体化技术在采煤机中的应用

电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有一下特点：

①良好的牵引特性：可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。

②可用于大倾角煤层：牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍，所以电牵引采煤机可用在40°～50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。

③运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外，其它元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。

④反应灵敏，动态特性好：电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。

⑤结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99%，而液压采煤机的效率只有65%～70%左右。

1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研制成功我国第一台采用交流变频调速MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来，我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机，而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发，我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟，为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。

3、煤矿机电一体化技术在我国的发展方向

3.1智能化

智能化系统作为一门新兴的技术，是很多技术都想达到的最终效果。煤炭机电一体化在智能方面还存在很多缺陷，所以在以后的发展中，要开发更多的技术应用在煤炭机电一体化技术上，增加煤矿机电一体化的功能与应用。使其更加的智能，为煤矿开采工作带来更多的方便，尤其是在作业时，智能化技术的应用，不仅保证了工作质量与工作进程，更是最大程度的提供了矿井内的准确、全面的信息，保证了矿井工作人员的人身安全。

3.2微型化

在煤矿机电一体化技术中，微型化尚未成熟。随着微电子技术的开发和兴起，微型化也随之流行。微电子技术在机电技术一体化技术的应用过程中起着至关重要的作用。大型的生产机械在很大程度上为煤矿工作带来了不便，而且使其受阻碍不能正常运转的因素有很多。而微电子技术发展而来的微型化则解决了这些问题，微型机械也备受关注和应用。虽然在煤矿机电一体化发展的过程中存在一些问题，但是也是煤矿机电一体化技术发展中不得不走的道路。

3.3系统化

当前煤矿企业中机电一体化所包含的范围越大越广，所涉及的技术范围也随着增加，正是因为应用技术繁多，人们就将关注点转移到如何组合来自各个方面的技术，使其发挥更大的作用。将煤矿机电一体化技术进行系统化的探究与应用，最大化的避免在运用过程中出现的问题，充分的利用他们的优势，使机电一体化技术以最大的效率运用在煤矿开发工作中。

3.4绿色化

现在全球都在提倡环保，进行绿色生产。随着人们环保意识的额增强，对各个企业的环保工作也越来越重视。因此，煤矿机电一体化技术应以绿色安全无公害为里程碑，优化生产模式，在每个环节都要环保放在首位，实现经济和生态保护的共同发展，不能因为眼前利益而忽视了长远利益。所以实现煤矿机电一体技术的绿色化，是迎合社会发展的必然结果。

4、小结

随着机电一体化在我国煤矿企业的应用，是矿井作业更加的安全高效。在煤矿机电一体化的运用过程中，虽然暴露出了很多问题，但是我国有关企业单位及时针对问题进行分析，使当前的煤矿机电一体化技术取得了一定的成就，并不断的向智能化、系统化、微型化和绿色化发展。为我国的煤矿开发事业的顺利进行扫清了道路，更有助于我国经济的增长，国家的繁荣富强。

参考文献

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中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0039-02

1 机电一体化概述

1.1 机电一体化的定义

所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。

1.2 机电一体化的关键技术

机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。

1.2.1 信息处理技术

所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。

1.2.2 精密机械技术

精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。

1.2.3 自动控制技术

自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。

1.2.4 检测与传感器技术

检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。

1.2.5 伺服驱动技术

伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。

1.2.6 系统总体技术

系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。

2 机电一体化的发展现状

2.1 国外机电一体化的发展现状

2.1.1 绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品

在工业比较发达的国家，机电一体化产品遍及绝大多数的制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。

在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率为1nm（0.000001mm）的数控系统和机床已有产品。

在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的70%左右，与工业机器人相关的专利则有90%以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。 美国、德国分别居二、三位。

2.1.2 机电一体化开始逐步向集成化的方向发展

CIMS，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业各部门之间的界限，实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下，当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。

2.1.3 激光技术在机电一体化中的应用

激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。

2.1.4 微细加工技术发展迅速

当前微机电技术及其产业的高速发展，将带动微细加工技术的兴起。

2.2 国内机电一体化的发展现状

2.2.1 数控技术方面

我国对数控技术的研究起始于1985年，经过这些年的发展，我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。

2.2.2 工业机器人方面

我国对工业机器人的研究开始于1986年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作业施工的多种工业机器人。

2.2.3 计算机集成制造系统方面

经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中，已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家CIMS技术实验室、工程研究中心以及相关的CIMS培训中心。

3 机电一体化的未来发展

3.1 智能化

智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟，所以，一些智能化的机电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。

3.2 微型化

当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于1cm3，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。

3.3 模块化

从各方面来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就可以可利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生产效率。

3.4 网络化

计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现出来。

3.5 绿色化

根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势，其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的危害最小，而获得的资源利用率却最高。

4 结论

机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。

参考文献

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中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0100-01

目前，我国在传感器上的研制与传感检测技术的应用已经有所成就，但是与外国的很多先进技术还具有很大的差距。机电一体化是现代科技发展下的产物，它在各个领域都有所应用，并且起着非常大的作用。本文主要介绍传感器与检测技术的基本概念，和传感器检测技术在机电一体化系统中的具体应用及发展趋势。

一、传感器与机电一体化的介绍及联系

（一）传感器的概念

在工程作业中，能按照固定规律将一种量转换成同种或者不同种量值并且传输出去的工具，我们称它为传感器。传感器和人类的器官有相同点，并且在人类器官上有所延伸。在信息化的社会中，人们通常也利用传感器检测力、压力、速度、温度、流量、湿度、生物量以及更多的非电量信息来促进生产力的发展。

（二）机电一体化的简介

日本机械振兴协会经济研究所对机电一体化提出的解释在国际上被首次认可，也可以说是机电一体化的初步定义，“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机融合而成的系统总称”。从它的定义上能看出，机电一体化技术涉及到了很多方面，例如，机械制造技术、测试技术、人工智能技术、微电子技术等等。

（三）传感器与机电一体化的联系

传感器技术在机电一体化中起到非常关键的作用，它不仅能控制机电一体化系统的正常运作，还能在各种程度上为机电一体化提供相关运作的信息。在具体的操作上，传感器主要的作用是检测机电一体化系统自身、操作对象以及作业环境。从此可以看出，克服种种自身与环境带来的影响，并且能够准备，快捷的获取到所需的信息，才能使机电一体化系统的工作效率提高。所以，没有传感器对信息精确、快速的处理，就没有机电一体化的高水平工作效率。机电一体化在某种程度上带动了自动化技术的发展，而传感器技术水平的高低，很大程度上影响着机电一体化的自动功能，传感器技术水平越高，自动化水平就越高。

二、传感检测技术在机电一体化中的具体应用

（一）机器人需要传感器

机器人是自动化科技的代表产物，它的自动化程度在某些方面实现了很大的突破。它之所以具备良好自动化功能，在操作中能够准确无误，其中主要原因是传感器的作用。传感器在机器人内部感知到自身、外部或者操作对象的状态，从而对信息进行处理，比如，速度、加速度、方向、位置等等。

（二）机械加工过程的传感检测技术。

1.切削过程和机床运行过程中的传感技术应用

切削过程中，传感器的主要作用是对提高切削过程的效率、制造成本和对金属材料的切割的检测。传感器通过对切削力、切削过程振动、切削过程的声音发射和切削过程中电机的功率等传感参数的检测，来对切削过程中的切削力、振动的变化进行有效的辨识。在机床的运行方面，传感器的主要是对驱动系统、温度的监测与控制、轴承和回转系统以及安全性进行跟踪检测，其检测结果具体有机床故障停留时间、工件的粗糙程度、加工过程中的准确度和精度、液的流量和机床的运行状态等传感参数。

2.工件加工过程的传感

对工件的过程监视是传感器在工程与研究中最早的应用，同时在此中也是应用最广泛的，但在很早的时候传感器技术在工件制作的过程中只起到对质量的监控，直到20世纪80年代，传感器才同时应用在工件的识别和安装位置上。主要表现在检测用来加工工件的工作过程是否符合工件加工的标准程序、即将被加工的工件是否是当前要求被加工的工件、工件所安装的具置是否是当前工件要求安装的位置。

（三）传感器在数控机床上的应用

数控机床的主要工作过程是利用数控技术中的数字信号对机床的工作过程进行控制，也就是说将刀具的具体运行过程与路线以数字信号的形式记录下来，然后经过系统的识别发出信号，使机床上的工件与刀具产生相对运动，从而加工出达到标准的零件。

三、传感检测技术的地位和作用

传感检测技术不仅是机电一体化中不可缺少的技术，也是实现自动控制、自动调节的关键环节。在很大程度上传感器的检测技术影响着自动化系统的质量。在一个自动化系统中，只有利用传感器的检测技术对各方面参数进行检查，才能使整个自动化系统正常的工作。在科技高速发展的今天，不论是生活中还是生产中都能利用到检测传感技术。例如，部分仪器设备、办公设备、家电中的计算机继承制造系统、CNC机床、大型发电机等等。在国防事业和装备武器上，传感检测技术同样有着重要的作用。可以看出，传感检测技术在提高生产设备和系统安全经济运行监控检测手段、控制产品质量等方面都推动了社会生产力和科学技术的发展。总的来说，无论从宇宙到陆地，从陆地到海洋，从顶尖技术到基础知识，从复杂的大型自动化设备到社会中每个细节，传感检测技术都扮演着重要的角色。

四、我国传感器技术的发展方向

精度的发展：在原有的基础上研究出更加具有灵敏度、准确度、灵活性的传感器；可靠性的发展。传感器的抗温度性能、抗压力性能、抗干扰性能都是影响传感器可靠性的关键因素，所以我们应该注重这些因素，增强传感器的可靠性；微型化发展：努力开发出更好的材料与技术使传感器微型化的理想成为现实；节能性发展：传感器的工作是建立在电源的基础上的，既耗费能源又费时费力。所以我们应该努力研制出不靠电源的传感器。

总之，虽说目前我国在传感器上的研制与传感检测技术的应用已经有所成就，但是与外国的很多先进技术还具有很大的差距。所以，我们应该从研究手法和设备上做出提高，从而使传感器与检测技术在整体的运用上有所增强。

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机电的一体化系统并未形成具体的标准和统一的定义，从机械的角度上认为机电一体化系统的本质特征就是机械，是在机械的系统的主功能和相应的信息以及控制功能的实现上引进了相应的电子技术，使相应的机电系统实现与软件的有机结合，是一种特殊的机械系统。从机电系统的设计功能上考虑，完成了机械类、运动和信息等多任务的机械和相应部件联系起来，形成了机电系统的一体化模式以及形成了完整的机电系统，强调各种技术和功能的协调和良好结合，从而形成相应的机电的自动化系统。

一、机电系统的概念设计中的信息一体化

随着经济的发展和相应的技术革命，各学科的基础理论由于研究基础的发展和技术的相互渗透实现了产品设计的不断发展和完善，相应的机械设计逐步走向自动化和智能化的发展趋势从而实现机械设计指导的自动化和科学化、知识化。通过相应的计算公式和模型设计和比对实现了最优化的方案设计模式，机械概念设计的发展也逐步向现代化的设计模式靠近。通过计算设计的分析和综合，实现了更大范围内的机电系统的信息流动和管理控制，从而使相应的信息流更好地为机电系统的一体化设计服务。计算机与机电系统设计的相结合实现了信息载体的转换，通过更为新颖和快捷的设计方式和信息交流实现了信息的极大交流，从而使相应的机电系统设计方案的设计和选择达到最优状态。

二、机电系统概念设计中的功能结构一体化

功能结构的设计是机电系统设计的重点和关键，一般说来机电系统的功能结构设计分为功能设计和功能映射两个模块，然而这样分块的设计模式使机电系统的设计过程建立在抽象的概念基础之上，难以实现形象化和具体化的特点，设计过程中易出现信息的模糊和残缺，致使这样的设计模式难以形成形象而直观的感受，并从相应的机械制造的理论层面进行推理控制，这样的设计方式不利于机电系统概念设计的一体化模式的形成和协调。在相应的机电系统概念设计过程中应在建立了信息交流模式的基础之上增强概念系统设计的可行性和可操作性。在建立相应的信息交流模式基础之上实现机电系统的一体化优化设计。

三、机电系统概念设计的机电技术一体化

传统的机电系统的概念设计将机械与电子技术结合起来，从而通过机械、电子技术的系统结合实现相应的机械系统的功能特点，同时改变了人工的操作和判断，形成机电系统的自动化模式，并通过相应的程序协调机电系统的任务模式。然而传统的机电系统的设计难以满足现代机电系统设计的创新性要求，从而要实现一体化和自动化、智能化的发展模式。实现机械系统和电子技术的良好结合，从整体的系统功能上进行协调，从而实现机械技术和电子技术的协调组合，共同构成机电系统的功能结构。

四、机电系统概念设计的人机交互系统一体化

机电系统的一体化和信息化设计的最终目的是形成人机一体化的交互模式，形成智能化和科学化的机电系统的设计方式，随着计算机技术和相应技术的发展和创新，机械设计和应用的智能化模式逐步成为机械设计和应用的发展模式，人机交互系统的设计实际上实现了更为方便快捷的系统操作和应用模式，同时也提高了相应的生产的效率，提高了设计的科学化程度。在机电系统概念设计过程中，应以人为本建立机电系统的协同发展决策，从而使相应的机电系统充分使用于相应的设计人员。