机电一体化的基本概念汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇机电一体化的基本概念范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

1、基本概念

机电一体化在机械技术的基础上，结合了微电子技术和计算机技术通过三者和其他一些学科互相渗透、互相融合的一门新技术。它的产品相较传统的机电产品，有很多优越性。

首先，机电一体化产品使用起来更安全、更放心。因为机电一体化产品大多都具备自我监控、报警及判断保护系统，一般工作时容易出现的超载、超压、短路、超温等情况都能自动而有效的处理，极大减少了事故的发生，为工人的人身安全提供了保障。其次，机电一体化产品的工作效率和质量要优于传统产品。因为相较传统产品，机电一体化产品多了自动处理信息和自我控制的机制，这样可以极大提升执行操作的准确性和效率，减少了工作人员的主观失误，是整个工作过程按最佳的路线通过，缩短了生产周期，产能大大提升。然后，机电一体化产品的操作更简单，按键更少更清晰，而且工作进程可由计算机控制指挥，使之实用性能大大提升，可自我优化。还有，机电一体化产品因为融合了多方面的技术，适用范围不再局限于一处，产品拥有及优秀的复合功能，自动化水平也大大提升，具有自动控制、补偿、校验、调节、保护、美化等多种多样的功能，应用于多领域多方面，满足了多种多样的客户群体。最后，机电一体化产品还优秀在易检修易调控。因为自动化程度的提升，使用者能通过计算机极快的调整参数，通过控制系统启动控制程序，而不需要手动更换设备的组成部分。而维修更加方便，只需事先存储全面的解决方案，产品就能凭借自身超强的自动化系统及时解决问题，很方便便捷。

2、主要技术和产品种类a

2.1主要技术

2.1.1机械技术。机械技术是根本，机电技术建立在机械技术的基础上，结合计算机技术与电子技术，最大程度发挥机械技术的特性与优点，从材料、性能、结构上实现最优化。

2.1.2计算机技术。计算机技术是控制核心，它负责信息交换、存储、计算和命令。计算机技术包括人工智能技术、专家系统技术等。

2.1.3系统技术。系统技术指将整体分解成无数个相互关联的功能单元的相关技术，其中最重要的是接口技术，它肩负着系统各部分紧密连接的重担。

2.2 产品种类

2.2.1数控机械类。执行机构为机械的产品，如洗衣机、机床等。

2.2.2机电结合类。执行机构为电子与机械相互融合的系统，如自动探伤机等。

2.2.3电液伺服类。控制机构为液压伺服阀，如电子伺服万能材料试验机等。

2.2.4信息控制类。执行机构的行动被接受的数据所控制，如传真机、打印机等。

2.2.5电子设备类。执行结构为电子设备，如电火花加工机床。

3、机电一体化产品的构成

3.1机械系统。是产品的基本骨架，支撑着其他所有系统，包括机身、框架、连接部分等。

3.2动力系统。产品整体的能量来源，维持产品的正常工作，受控制机嘻嘻处理系统控制。

3.3传感系统。检测监测产品各系统的正常工作并采集外界环境信息，将信息状变成电子信号，传输给处理单元，并经处理后返还执行。

3.4驱动系统。是产品动作部分的支撑，用以获得能量转变成相应动作，驱动执行各种指令。

3.5执行系统。即运动部件，受驱动部分驱动完成相应动作。

3.6控制及信息处理部分。含处理单元，收集各处传感器发送的电子信号，集中处理、存储、分析，并按照程序命令控制整个产品的高效工作。

4、应用领域

4.1数控机床。数控机床是应用的最主要方面之一。目前，数控机床大多使用功能比以前强大许多得多主线体系结构，而且现在设计越来越来开放，智能系统应用的越来越广泛，是现在的数控锯床能满足绝大部分客户需求。现在的数控机床功能多种多样，包括在线诊断、动态仿真、模糊控制，提升了产品功能多样化和可操控性。此外，多过程、多通道控制以及网络功能等，使数控机床能够满足人们日益提高的对复杂系统和曲面的加工要求。

4.2交流传动技术。交流传动技术主要基于微电子技术和计算机技术的基础上研发，交流传动系统具有极高的优越性。随技术的发展交流调速系统的性能已经优于直流调速系统，交流传动技术即将占领市场。

4.3FMS（柔性制造系统）。FMS是计算机技术应用的一大体现，主要由机器人、料盘、自动搬运小车、计算机、数控机床和自动化仓库等组成。柔性制造系统能实施满足提出的要求即可按规定控制生产，因此特别适用于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

4.4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以开始走向实用化。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。

5、发展趋势

5.1智能化。智能化即发展人工智能，是机器能够具有自主的计算推理能力。而这一切的基础，主要是模糊技术、软件芯片技术、信息技术以及其他一些相关技术的飞速发展。智能化是未来科技发展的必然趋势，其中就包括机电一体化产品之一，智能机器人。

5.2高速、高精度化。数控机床一直是机电一体化的一大项应用，而未来数控机床势必要比现在更快速、更精确。速度方面，机床主轴的转速、加速度都会得到极大加强。而纳米技术的发展与应用也使机床更微型更精确，这是未来的发展方向。

5.3绿色化。随着科技发展，科技生产迅速提升的同时也在危害着环境的健康。地球是我们共同的家园，人类的发展绝对不能以破坏生存条件作为代价，所以科技的发展的同时，也要求着生产的绿色化与环境保护。产品的绿色化，指的是在产品设计、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，资源浪费少、排污少、对自然生态环境影响极低。绿色化即将成为最重要的发展方向。

6、结束语

现今，机电一体化已经越来越贴近我们的生活，这是让人闻为之兴奋的美好结果。相信随着科技的不断发展，各类技术不断地水融，各学科的不断渗透和影响，机电一体化必将绽放耀眼的光华，产生更多给于我们极大方便的产品，让我们的生活弥漫着科技的芬芳。

参考文献

篇（2）

中图分类号：TH-39文献标识码： A 文章编号：

前言

随着经济社会的不断发展和科学技术的更新进步，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。由于大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，特别是微型电子计算机的空前发展，促进了机械技术和电子技术的相互交叉和相互渗透，并使机械技术和电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机地结合起来，形成了机电一体化技术。数控机床作为机电一体化产品的典型代表在当今制造业中扮演着非常重要的角色，本文就机电一体化在数控机床中的应用进行分析探讨。

1 机电一体化的基本概念

机电一体化的基本概念是根据系统功能目标和优化组织目标。机电一体化发展至今也已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。由此而产生的功能系统---机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。机电一体化是从系统的观点出发，合理配置与布局各功能单元，还将被赋予新的内容。并使整个系统最优化的系统工程技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称，是综合运用机械技术、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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，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。具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。即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眼神，还能赋予许多新的功能。其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，但是发展到机电一体化后。“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面，其主要功能依然是代替和放大的体力，机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，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。而不是机械技术、微电子技术以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。因此，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。

2 机电一体化在数控机床中的应用

2.1 机械设计技术的应用

机械技术是机电一体化的基础。在机械与电子相互结合的实践中，机电一体化不断对机械设计技术提出更高的要求（如结构更新颖、体积更小、质量更轻、精度更高、动态性能更好等），使现代机械技术相对于传统机械技术发生了很大改变。所谓数控机床，它主要还是一台用来加工零件的设备，但其在应用机电一体化之后，已不再是原来意义上简单的机床。数控机床的主传动、各个坐标轴的进给传动都由单独的伺服电动机驱动，并且各个坐标轴之间的运动关系通过计算机来进行协调控制。数控机床的机床本体部分相对于以往的普通机床做了很大的改进，主要包括以下几点：（1）采用了全封闭或半封闭防护装置。数控机床采用封闭防护装置可防止切屑或切削液飞出，给操作者带来意外伤害。（2）采用自动排屑装置。数控机床大都采用斜床身结构布局，便于采用自动排屑机，排屑方便。（3）主轴速高，工件装夹安全可靠。数控机床主轴箱大都由电主轴或传统机械主轴单元加变频电动机和变频器组成，以适应更高的转速要求；采用液压卡盘，夹紧力调整方便可靠，同时也降低了操作工人的劳动强度。（4）可自动换刀数控机床都采用了自动回转刀架，在加工过程中可自动换刀，连续完成多道工序的加工。（5）主、进给传动分离。数控机床的主传动与进给传动采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单、可靠。同时各电机既可单独运动，也可实现多轴联动。这些都是机电一体化总体设计技术和机械设计技术的成功应用。

2.2 自动控制等技术的应用

在数控机床中，主要采用高精度定位控制、速度控制等自动控制技术，来保证数控机床的正常运行。信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出，它们大都依靠计算机来进行，因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。所谓数控机床，其与普通机床的最大区别即在于“数控”，数控就好比给一台机器装上了一个“脑袋”，这是机电一体化应用中最为普遍的一点，同时它也是数控机床的核心。这部分集合了计算机技术、信号变换技术、软件编程技术等多项机电一体化技术，通过接收操作者通过输入装置输入的加工机电一体化在数控机床中的应用信息，经数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲到伺服系统，以驱动机床。如广泛应用于数控机床的可编程控制器（PLC），它主要是接收数控装置的 M、S、T 指令，对其进行译码并转换成相应的控制信号，控制辅助装置完成机床的相应开关动作，同时接收操作面板和机床的 I/O 信号，送给数控装置，经其处理后，输出指令来控制数控装置的工作状态和机床的动作。数控机床中，计算机与信息处理装置指挥整个产品的运行，信息处理是否准确、及时，直接影响到产品的质量和效率。

2.3 执行与驱动技术的应用

数控机床中的伺服系统主要包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机和进给电机等，完成接收数控装置输出的指令信息，经功率放大后，驱动机床执行机构按规定的路径运动，以加工出符合要求的零件。伺服驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。执行元件一方面通过电气接口与数控装置相连，以接收数控装置的控制指令；另一方面又通过机械接口与机械传动和执行机构相连，以实现规定的动作，因此伺服驱动技术是直接执行操作的技术，对机电一体化产品的动态性能、稳态精度、控制质量等具有决定性的影响。伺服系统在数控机床中的成功应用，使得数控机床具有较高的精度与稳定性。

2.4 检测与传感技术的应用

在数控机床中测量与反馈是由检测元件和相应的电路组成，它们将检测到的信号反馈至比较电路，经信号比较和信号放大驱动机床，以准确的速度做准确的定位。这是由于检测与传感技术是机电一体化的关键技术，它主要是将所测得的各种参量如位移、位置、速度、加速度、力、温度、酸度和其他形式的信号灯转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感与检测技术是数控机床不可或缺的一部分，它实现的是数控机床自身的实时监控与检测，保证每一个行动都按照下发的指令去操作，从而有效地保证了机床的正常运行与产品的质量。

结束语

随着经济社会的不断发展和科学技术的更新进步，和微电子技术突飞猛进的发展，计算机本身也发生了巨大变革。以微型计算机为代表的微电子技术逐步向机械领域渗透并与机械技术有机结合所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能、生产方式及管理体系均发生了重大改变，从而使工业生产进入了一个崭新的“机电一体化时代”。机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献：

篇（3）

[中图分类号] G41 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）03-0040-02

课程是军队任职院校构建人才培养体系的基本单元，也是人才培养过程的基本载体。课程教学设计是对教学实施的系统构思，通过教学设计将教育理念、教学方法与任职教育实践结合起来，对于保证教学活动的顺利进行，提高教学质量有着至关重要的作用。只有优化教学设计，才能形成人才培养优势。[1]因此，任职教育的课程教学设计必须突出任职教育特点，达到改善认知结构、培养任职能力、提高综合素质的目的。

一、课程的性质与地位

机电一体化技术课程是依据光学引导专业士官人才培养目标的需求而设置的一门课程，是士官大专光学引导专业的一门任职基础课程，属于理论性和实践性都较强的主干课程，计划60学时。本课程在整个课程体系中处于承上启下的地位。一方面，它是对前面所学通用基础课程的一个归纳提炼；另一方面，它又为后续的任职岗位课程奠定基础。本课程的主要任务在于为学员操控、保养、修理光学引导设备奠定电气与自动控制方面的理论基础，树立理论联系实装的观点，提高学员运用理论知识分析、排查设备故障的能力。学习好本课程，对促进学员自身专业技能的提高，履行好岗位职责有重要作用。

二、教学对象分析

本课程的教学对象为士官大专学员。通过近几期的教学情况分析，教学对象有如下几个共同的特点。

（一）学员人数少

由于专业所限，每期学员目前只有6-10人，课堂秩序比较好管理，实验分组比较容易，利于开展实施小班化教学，教学针对性更强。

（二）专业基础弱

所有学员都来自基层部队，文化程度大都是高中和中专。由于光学引导专业是一个新兴的专业，学员入学前在部队所从事的岗位和工作与现在所学专业基本都不相符，甚至有不少学员来自警卫连、炊事班，总体来说，学员的专业理论基础差。这就需要在授课过程中根据学员的实际情况来补充相应的基础知识。

（三）学习热情高

由于学员对以后所从事的岗位比较感兴趣，希望在校期间尽可能多地了解与以后任职岗位有关的理论知识，并且掌握以后执掌装备的操作技能，思想也比较活跃，求知欲望强，学习积极性好。在实践教学条件允许的情况下，可以适当地多安排实践学时，提高学员的实际动手能力。

三、课程教学设计

根据课程的性质地位以及教学对象的特点，我们制定了本课程的教学设计改革方案，主要从内容选取、手段设计和考核方式三个方面进行了探索。

（一）内容选取

机电一体化技术是很多普通高校开设的一门专业基础课程，市面上也有很多配套的成熟教材。虽然不同的教材侧重点有所区别，适用的专业也各不相同，但教材内容大多是根据机电一体化技术系统的几个组成部分，分为机械零部件、传感检测技术、伺服驱动技术和计算机控制技术这几个主要模块。[2]

任职教育与学历教育相比，其最大的特点就是岗位指向性明确。光学引导专业的任职岗位课程主要就是几型光学引导设备。根据设备机电结合和学员基础薄弱的特点，基于“必需、够用”的原则，我们对教学内容进行了优化重组，自编的教材主要包括以下章节。

1.概论。主要从机电一体化技术概念出发，分别介绍机电一体化技术的发展概况，机电一体化技术系统的分类、基本组成、关键技术等，最终落脚于机电一体化技术在光学引导设备中的典型应用，旨在帮助学员尽快建立起机电一体化技术的基本概念。

2.机械基础。主要介绍机械联接、机械传动的基本知识，并介绍轴、轴承、联轴器、弹簧等常用的机械零件。由于学员在此前的基础课程中并没有涉及机械部分，而光学引导设备中又涉及一些典型的机械结构，所以本章只介绍一些最基本的机械概念，而不涉及机械设计相关的内容。零机械基础的学员通过本章学习可以在短时间内建立一定的机械基础，从而能够在后续的学习中理解相关设备的结构组成与联接关系。

3.低压电器。本章是根据学员没有低压电器基础，而后续电气控制又需要了解低压电器的实际情况而设计的。内容主要从低压电器的分类和组成入手，分别介绍主令电器、熔断器、接触器、开关电器、继电器等常用低压电器的结构组成、工作原理、特点及其应用，力求使学员能比较全面地认识和了解低压电器，为正确选择和合理使用这些低压电器打下基础。

4.电气识图。这是普通机电一体化技术教材中所没有的部分，这也是针对学员没有电气控制基础而专门设置的章节。章节内容主要介绍电气图的组成、常用符号、绘制原则等基本知识，以及一些典型的控制电路，以使学员掌握电气图识读的基本方法。

5.电机原理。按照直流电机、变压器、三相异步电机、伺服电机、步进电机和力矩电机的顺序，介绍其结构组成和工作原理，以使学员对电机有一个简单的认识，并了解不同电机的控制原理。本章只注重知识点的广度，而不侧重知识点的深度，主要进行一些定性分析，而不过多地进行公式推导。

6.检测元件。主要介绍在光学引导设备中应用较为广泛的角度检测元件、温度检测元件和速度检测元件。

篇（4）

随着社会的不断发展以及微电子技术与信息技术的不断进步，大规模的集成电路也随之产生，并且得到了越来越广泛的应用。而与此同时，机电一体化技术也获得了飞速的发展，其在工业生产中也表现出越来越优越的性能。其可以从多方面提升工程的可靠性，并且可以充分满足高效性需求。首先，其可以有效减少由于工人操作而产生的失误，提高生产的高精度；其次，其可以充分确保系统运行的可靠性与稳定性。因此，加强智能控制在机电一体化系统中的应用研究，对智能化生产水平的提升具有非常重要的意义。

1 机电一体化的概述

1.1 机电一体化系统

所谓的机电一体化系统即为可以将传感器技术、电子电工技术、信息技术以及机械技术等多种技术进行有机结合，并且将其科学、合理地运用到实际的生产与生活中的一种综合性技术[1]。其工作原理主要是基于所有技术的结构耦合完成对信息的有效控制，并且最终实现能量转换。

1.2 智能控制

作为一种自动控制技术，所谓的智能控制即为利用计算机模拟人类智能，在无人干预的条件下，自主地驱动智能机器，使其完成一些比较复杂与多样的控制目的以及控制任务，最终实现控制目标的技术。其可以有效地控制那些比较复杂的系统，其具有非线性特性以及变结构特点，其工作重心主要集中在高层控制，能够有效地完成多样性的目标，可以有效满足高效能的要求等等。目前，随着社会的不断发展与科技的不断进步，智能控制也迎来了良好的发展契机，其不仅更加实用化以及工程化，而且可以与其它现代化技术互相依存，促进彼此的不断发展与完善。

2 智能控制在机电一体化系统中的应用

2.1 在机器人领域中的应用

由于机器人在动力系统中会充分体现出其时变性、非线性以及强耦合性的基本特点，而且在控制参数系统中还可以充分体现出其多变性以及多任务性的特点，因此，这都充分表明其比较适合智能控制技术的应用。目前，在机器人领域中，智能控制主要应用在以下方面：（1）机器人在行走轨迹以及行走路径跟踪方面的智能控制；（2）智能控制机器人的手臂动作与姿势；（3）智能控制机器人视觉处理以及多传感器的信息融合问题；（4）利用专家控制系统定位、规划控制以及监测机器人的运动环境等等。

2.2 在建筑工程中的应用

在建筑工程中，智能控制技术主要应用在以下方面：（1）实现对建筑物内空调的智能控制。其可以利用比例积分调节器闭环方式智能化地设置空调在夏、冬不同季节的使用模式与风阀。其不仅可以有效优化建筑内的空气质量，而且可以有效地节约能量；（2）智能控制技术在建筑物照明系统当中的应用。在此方面，智能控制技术主要是利用通信与计算机控制进行联网，然后对照明逻辑方面，照明系统节能方面以及照明时间等方面实施智能化的控制[2]。从而使得建筑工程能够顺利地开展，有效提高建筑工程效果与工程质量。

2.3 在机械制造中的应用

目前，在最为先进的机械制造技术即为实现计算机辅助技术以及智能控制技术的完美结合，逐渐往智能机械制造技术的方向发展。而且发展的最终极目标即为可以充分地利用计算机技术代替人类的一些脑力劳动，这样就可以有效地模拟人类制造机械的活动。除此以外，智能控制技术还可以动态地模拟机械制造现状，并且可以利用传感器融合技术，实现对采集信息的预处理，从而可以有效控制模式中的各项参数数据，进行有效地修改预处理。目前，智能控制技术主要在智能学习与智能传感器以及机械故障的智能诊断等方面得到应用。

2.4 在数控领域中的应用

随着我国社会的快速发展以及科技的飞速进步，我国的机电一体化技术也在谋求更好的发展，这也对数控技术也提出了更高的标准与要求。其不但必须要充分实现诸多智能功能，而且还要延伸以及扩展出更多新的智能功能。这样数控技术就可以实现智能数据库的建立，而且还能完成智能监控与编程的目标。例如，借助于专家系统能够更加科学、综合性地分析数控领域中存在的结构以及算法不够明确的问题，再根据推理规则，合理性地推理施工现场中的数控故障信息，进而得到关于数控机械维修的可行性建议。

3 结语

总而言之，随着科学技术全球化以及现代化的发展，智能控制技术也在机电一体化系统中得到了广泛的应用。其不仅能够有效地改善人们的生活环境，而且也能够大大提高社会经济的发展水平。所以，必须要充分重视智能控制在机电一体化系统中的应用，并且要不断地研究与探索，掌握有效的应用以及运行规律，从而使得智能控制，能够在机电一体化系统中的得到更加高效以及广泛的应用，进而有效提升机电一体化的运行效率，促进社会的可持续发展。

参考文献：

[1]孟丽萍，高丽华.浅析传感器在机电一体化系统中的应用和发展[J].华章，2012，11（01）：1316-1317.

篇（5）

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。

篇（6）

中国分类号：TH-39

1引言

机电一体化技术是20世纪70年展起来的一种系统工程技术，它综合应用了机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换以及软件编程等技术，是多种技术交叉融合的产物，并不断地通过学科交叉、技术融合与创新持续发展【1】。

2目前高职机电一体化技术专业课程设置

机电一体化技术专业是一个基础理论知识面广，实践动手能力强的专业【2】。根据对多个高职院校机电一体化技术专业课程开设情况调研，现将目前高职机电专业的课程设置总结如下：

（一）照搬机械制造专业、电气控制专业及计算机专业的主干专业课程。使课程量大大增加，学生负担加重。

（二）将机械、电子电气、计算机相关专业课程进行了优化，可有些课程有脱节，整个课程设置体系不科学，学生不能理解。

（三）课程设置太偏机械专业。有些高职院校的机电一体化技术专业仅仅在机械设计与制造专业上增加了数控技术专业相关课程。

（四）课程设置偏重理论，实训技能课程少。

课程体系优化，如何优化、精简、合理组织以及创新开发课程是关键。

3课程设置优化

在培养高职学生的技能中，课程是关键【3】。课程是教师教学的指南针，是学生接受知识的最主要的来源。因而，课程设置与优化对学生个方面素质培养非常关键。

（一）调研高职机电毕业生就业岗位群，分析职业岗位对应的主要工作任务及职业资格证书。

高职机电专业毕业生就业岗位主要是面向生产（管理）一线的机电设备的操作、安装、调试、检测、维护及管理，其次是面向家电、智能控制行业企业、智能玩具行业企业等的技术支持及售后维修人员。

（二）课程设置需要考虑因素

1）课程设置一定要从职业岗位群需求知识技能出发

机电专业课程设置，要从学生毕业就业岗位群所需要的知识和技能作为出发点，为行业企业培养无缝衔接的员工，就应该充分考虑到岗位群的需要，量体裁衣。

2）课程设置要突出专业基础知识点和面

机电专业涉及到机械、电子电气、计算机控制多学科多专业，因而课程设置不能只偏向否一个学科，面太窄，就不是机电专业。当然在课程学习中，不可能面面俱到，因而要突出重点。

3）课程设置中要着力培养学生动手能力

高职机电专业，动手能力一定要重点培养。因而在课程中就要设置实践课，不仅仅在某些单独的专业课中有实训项目，可以独立出来专门的实训课程。比如，将电工技术、PLC技术、伺服电机技术等根据高职技能要求整合成电控实训课。

4）课程设置的课程体系系统性好，前后衔接自然。

课程设置先后顺序，一定要符合教学规律，这样才不增加学生学习负担，也有利于养成好的逻辑思维习惯。

5）专业技能的课程要加大学时。专业技能的训练，要孰能生巧。

要加大专业技能课程的学时，实训重在学生训练，关键在于教师的有效指导实训。

6）专业课程要构建模块化。把几门相近的专业基础课和专业课组成一个模块，或者根据完成实际项目所需要的联系紧密的课程构建一个模块【4】比如，编程模块，可以包括PLC技术、单片机应用技术、C语言等课程，因为现在单片机应用技术用C语言来开发。

7）课程内容一定要优化，要将行业职业标准融入课堂，融入课程。我们高职机电专业学生课程内容一定要简化，删除复杂理论推导，重点在基本概念解释和实践能力训练。行业企业标准学习以及职业资格证书考试，都将成为高职课程的特色。

4总结

高职机电一体化技术专业课程优化任重而道远，只有各方面给予充分的支持，集思广益，不断实际总结，不断对课程设置进行探讨，遵循教育规律，实现能力培养的递进性和渐进性。满足社会行业企业对高职对机电毕业生的要求。

参考文献

[1]张立勋，主编.机电一体化系统设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.

篇（7）

一、机电一体化的概念

“机电一体化”在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。二、机电一体化技术基本概念机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

二、机电一体化技术的特点

1、安全性和可靠性。机电一体化产品都具有自动监视、报警、自动诊断等功能。在工作过程中电力故障时，能自采取保护措施，避免人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

2、工作质量提高。机电一体化产品具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的精度上很大程度的提高.近几年出新了复合加工机床，派生出各新颖的机床结构，可以采取虚拟轴机床和特殊机械结构。例如：复合型的一体化机床，在钻深孔时大大提高效率。通过自动控制系统可保证机械按照设计的要求完成预定动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而保证最佳的工作质量和产品的合格率。由于高速加工技术普及，机床主轴转速由3000～4000r/min提高到9000r/min，运动部件的加速度，其已由过去一般机床的0.4G提高到2G，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。

3、使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮数量显著减少，操作技术大大简化并且方便、简单。机电一体化产品根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随即自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

4、适用面广。机电一体化产品跳出了机械机电一体化产品的单技术和单功能限制，使得产品的功能水平和自动化程度大大提高。具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护等多种功能，能满足用户需求的应变能力较强。

5、调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，通过调整控制程序以适应不同用户对象的需要，通过多种手段输入到控制系统中，事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的要求，只需给定一个代码信号输入，可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化的定位精度可以提高到提高到1mm左右，最小分辨率为的数控系统和已有产品，并且两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使机床联动出的圆弧都可以达到1μ的圆度，提高了插补质量，并可进行自动拐角处理等。机电一体化产品的自动化检验和自动监事功能可对故障自动采取措施，使工作恢复正常。

6、网络化。依据机电一体化机床的基本要求，提高机床的开动率是企业合理化、最佳化的方法。因此，计算机网络制造和虚拟制造技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为制造业发展的一个主要潮流。

三、机电一体化系统设计模型

机电一体化可控的执行机构子系统是高精度匹配性和信息融合的结构，也是机电一体化系统中设计方案创新的核心。

1、F-P-A-M求解模型。它是根据总功能进行工艺动作过程的分解，通过与其它两个子系统的集成与融合设计得到机电一体化系统的方案，它的柔性化程度将多个单一功能的机械系统组合成多功能的机电一体化系统 ，用计算机控制系统取机械式的控制系统 ，提出了解模块的接口匹配策略。

2、符号表达模型。机电一体化系统需要以简图的形式表达多种可行方案，该表达方法建立在常用机电一体化系统基本功能元模块的层次上，包括文字符号，接口信息等符号，为计算机辅助机电一体化系统方案的创新设计提供了有效手段。机电一体化系统知识库来源可快速存取功能元载体并能自动产生可行的设计方案。

四、机电一体化的结构设计方法

篇（8）

1.引言

机电一体化技术是我国经济社会发展的重要基础和保证，在推动我国经济社会发展中起到了重要的作用，同时越来越高的自动化水平也是目前世界经济社会发展的一个重要趋势。机电一体化，主要是指将机械、电子、通信、控制等方面的内容整合在一起，是实现工业化机械控制的自动化管理的重要途径，其发展呈现出显著的智能化、自动化趋势。然而，由于机电一体化教学具有较为复杂的课程设置和枯燥的课程内容，因此在实际的课程教学中很难充分的调动起学生的积极性，对于实际的教学效果也就大打折扣。系统教学法的应用可以推动机电一体化教学的实际应用化发展，使得教学的内容更加切进实际，对于提高教学的效果具有很大的帮助。

2.系统教学法

系统教学法，指的是整个的教学实践的过程是以一个系统化的教学平台为基础的，并且根据机电一体化培养方案对学生从系统化的角度进行知识的讲解和分析，以加强学生对于知识的理解能力和对于知识学习的兴趣。系统教学法的主要特点是能够立足于一个系统化的概念，将全部的教学实践都集中于这个系统化的概念周围，在教学中树立起一个系统化的概念，以更好的帮助学生建立起对于课程知识的整体、系统化的结构，形成对于所学知识的贯穿和连贯，其强调的是学科知识学习的整体性和系统化。

系统教学法的实现是基于系统化的概念，学生在通过系统化的知识学习后，能够将所学到的知识转移到另外一个系统中，并且结合系统中不同部分之间的关联，对整个系统的各个部分的功能和作用进行详细的研究。运用系统教学法对于任课教师提出了更高的要求，其不仅要求教师具备较高的专业技能和理论知识，同时还需要教师在教学的环节中充分调动起学生参与课堂教学的积极性，同时在教学的过程中不断的给学生灌输技术学习和终身学习的思想。对于培养学生的社会竞争能力，提高学生参与社会实践的积极性有着重要的作用。尤其是在未来的工作中，所要涉及到的知识和内容较多，系统化的学习有利于学生今后的进一步学习。

3.系统教学法在机电一体化教学中应用的必要性

在以往的传统机电一体化教学实践中，通常情况下是设置某一门课程作为整个教学的中心，过分的追求该课程的教学完整性，对于整个的课程教学体系则容易忽略，因此，也就造成了机电一体化教学缺乏基本的系统性和完整性。然而，系统教学法正是克服了传统教学法的这一缺点，其运用系统化的观点对整个教学环节进行理解，从整体的角度对知识点进行串联，打破以前的学科阻隔，对于培养学生的系统化、整体的思考能力有着十分重要的意义。针对机电一体化的传统教学法和系统化教学法，其区别主要有：

首先，传统教学法一般在教学的过程中都需要严格的遵照循序渐进的顺序进行，依次按照基础课、专业课基础课、专业课的顺序进行学习，其开始的基础课程相互之间是独立的，通过最后的专业课将基础课程联系起来。而且在具体的教学实践环节，同样采取的是逐步过度的方式进行，从理论学习到实践需要一个较长的时间过程。例如常见的关于强电知识的讲解就需要首先对强电的理论知识和基本概念进行讲解和分析，然后对强电中涉及到的相关的定理、结论进行分析，最后再通过对某个元器件的分析将所学的理论知识应用到其中。在整个传统的机电一体化教学实践中，看似采取的是学生容易接受的方式，然而实际上这种教学方式在形式上过分的强调各个部分的独立性，而对于学科的系统性和整体性的概念缺乏分析，学生在学习完成后无法形成自己独立的知识体系，最终导致的就是学生在遇到实际的问题时无法通过已经学习到的理论知识对问题进行分析，这也就失去了理论教学的真正意义。

然而，系统教学法则是在整个教学过程中更加注重对于教学实践整体性的把握，学生在学习的过程中不仅仅是学习理论知识，同时更多的是对整个学科进行完整的学习，解决学生在学习的过程中遇到的各种不同的问题，包括对于学习的动机、学科的应用等疑问的解答，这些看似很小的问题都会对学生的学习积极性产生重要的影响，对于充分激发和调动学生参与课堂教学、提高学习积极性起到至关重要的作用，同时能够帮助学生对知识形成一定的连贯性，加强学科内部以及学科之间的关联。在课程教学的内容设置上，系统教学法更加注重课程设置与教学培养目标的结合，根据社会对于机电一体化人才的实际需求来制定相应的培养方案，然后在这样一个系统化的框架内进行知识的整合，既包括本学科内的知识同时也包括交叉学科的内容。同时，系统教学法的实际教学环节采用的是一个类似于实际生产线的平台，学生在实际的操作过程中学习相关的知识，并且教师根据实际的操作平台对有关的知识和概念进行详细的分析和讲解，然后学习将知识结合到具体的平台中进行应用，同时可以迅速的对所学的知识进行反馈，对于存在的问题可以及时的进行解决。在课程安排中，系统教学法以一个整体的系统作为各个课程设置的核心，并且遵循从系统到局部，再从局部到系统的顺序进行。系统教学法对于提高学生课堂参与的积极性有着十分重要的作用。

4.系统教学法在机电一体化教学中的应用

以往的传统教学法在课程设置和实践与理论相结合的环节存在着较大的不合理性，造成了学生对于知识的学习缺乏有效的贯通与融合，在实际的运用过程中也存在着诸多问题，使得教学的实际效果事倍功半。在具体的项目教学法应用过程中，其主要受到班级教学人数的限制，要求参与教学的人数不能够太多。根据众多的实践研究表明，系统教学法在教学的实际效果方面比传统的教学法有较高的优势，对于提高教学的质量，培养学生的实际应用能力方面发挥着至关重要的作用。

首先，需要构建系统化的教学内容体系。系统化教学的关键就是能够实现教学内容的整体化和系统化，因此首先需要对教学的内容进行系统化设计，打破传统的教学模式，并且充分体现市场对于人才的需求，使得整个课程的设置围绕一个整个的系统核心进行，并且在具体的实施过程中不拘一格，此种方法可以有效的提高学生的课堂参与积极性，同时对于培养学生的实际知识应用能力有着重要的意义。

其次，在系统教学法的实际应用过程中，需要从系统的角度入手，同时结合系统的结构、功能等方面对学生进行分析和讲解，然后教师选择某一个模块对学生进行进一步的分析，最终实现对于整个教学学科内容的系统化学习。而且在整个系统化教学的过程中，相关的教务部门起到至关重要的作用，需要相关部门切实履行责任，做好系统化教学的基础工作。

5.结束语

系统化教学法在机电一体化教学中的应用能够有效的提高学生参与课堂教学的积极性，对于培养学生的学习热情和应用理论知识解决实际问题的能力至关重要。

参考文献

篇（9）

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。

（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。

（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

（四）具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT 扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床

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、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。

三、机电一体化的发展趋势

(一) 智能化趋势。智能化是机电一体化技术发展的一个重要发展方向，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，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。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，由于人工智能技术、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，也为产业化发展提供了坚实的基础。

(二) 模块化趋势。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、环境接口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。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、圈像处理、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。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定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，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

(三) 网络化趋势。20 世纪 90 年代，计算机技术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。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。而且由于网络的普及，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，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。

(四) 环保趋势。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，这是时代的趋势。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。

结语：机电一体化的发展推动了我国制造技术的迅速更新换代，使冰冷冷的机器有了人性化并且更加智能，机电一体化的出现不是偶然的，是社会进步的体现，是生产力发展到一定阶段的必然要求，是科学技术的结晶。随着我国数字化的信息技术革命以及多元信息化步伐的加快，机电一体化技术必将朝着智能化、网络化、绿色化等方向迈进，创造更大的经济效益与社会效益，给我们的生活带来巨大的变革。

篇（10）

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（b）-00144-02

1.机电一体化的基本概念

根据系统功能目标和优化组织目标。机电一体化发展至今也已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。由此而产生的功能系统

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。机电一体化是从系统的观点出发，合理配置与布局各功能单元，还将被赋予新的内容。并使整个系统最优化的系统工程技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称，是综合运用机械技术、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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，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。具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。即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眼神，还能赋予许多新的功能。其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，但是发展到机电一体化后。“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面，其主要功能依然是代替和放大的体力，机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，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。而不是机械技术、微电子技术以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。因此，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。

2.机电一体化的优越性

（1）显著提高设备的使用安全性。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，使用安全性和可靠性提高，机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。避免和减少人身和设备事故。能自动采取保护措施。（2）保证最佳的工作质量和产品的合格率。通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响。生产能力和工作质量提高，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，使得生产能力大大提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，同时。生产效率比普通机床提高5～6倍。（3）机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示。使得操作大大简化并且方便、简单，操作按钮和手柄数量显著减少。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，使用性能改善。系统可重复实现全部动作，高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序。实现自动最优化操作。（4）机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能。使其应用范围大为扩大，具有复合技术和复合功能，例如。满足用户需求的应变能力较强，能应用于不同的场合和不同领域，。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。具有复合功能并且适用面广。（5）机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。即可按指定的预定程序进行自动工作，使工作恢复正常，对于具有存储功能的机电一体化产品，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，然后根据不同的工作对象。调整和维护方便，机电一体化产品在安装调试时。只需给定一个代码信号输入，可以事先存入若干套不同的执行程序，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。

3.机电一体化产品的构成及特点

（1）机械系统。这部分是实现产品功能的基础，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求，机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。因此对机械结构提出了更高的要求。（2）动力系统。驱动执行机构工作以完成预定的主功能，机电一体化产品以电能利用为主。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能。动力系统包括电、液、气等动力源，包括电源、电动机及驱动电路等。（3）传感与检测系统。为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。（4）信息处理及控制系统。信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，机电一体化产品中。并对其进行相应的处理、运算和决策，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成，根据机电一体化产品的功能和性能要求，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。（5）执行机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构，其性能好坏决定着整个产品的性能。因而是机电一体化产品中最重要的组成部分，机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，执行机构是实现产品目的功能的直接执行者。共同完成所规定的目的功能。实现产品的主功能，。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。

4.机电一体化的发展趋势