引論：我們為您整理了13篇機電一體化設計論文范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

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（1)畢業設計選題要盡可能做到一人一題，相互之間的共性盡可能少一些，這樣就可以避免學生之間互相抄襲、引用，讓他們能夠真正從設計的角度去思考問題，達到鍛煉和學習解決實際問題的能力，達到這個教學環節實施的意義。

(2)畢業設計選題要盡可能聯系生產實際和工程應用的研究。這樣有利于調動學生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關企業生產的實際情況，積極主動的去分析實際問題，找到解決問題的方法和途徑，使學生的綜合能力得到提高。因此,我們在為2004級機電一體化專業的學生選題時,選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統的設計”，“擦黑板機械人的設計”，“簡易倪紅燈控制系統的設計”,“十層電梯的PLC控制系統設計”，“電子搶答器的設計”等新穎的又結合生產、生活實際的設計題目，這些題目不僅能夠反映當代科技發展水平，而且能夠讓學生能進一步了解、把握國內外在機電一體化領域的一些最新成果和發展動態，使學生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。

(3)要考慮完成課題的客觀條件。學校畢業設計經費、教學試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業設計,必須根據客觀條件來選擇設計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設施和足夠的經費等,因此我們在選題時,一般選用能為學生提供可用的儀器設備,試驗場地等條件的科研課題,這樣可以為學生做畢業設計時提供可以直接操作，鍛煉自己的動手能力的機會。

（4)要有適當的難度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設計”課題時,考慮到該課題涉及了機械原理、系統設計、數電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領域,涉及的知識面較廣,設計工作量較大,有一定的深度,學生可以通過綜合應用所學的基礎理論和專業知識,在規定的時間內得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學生在有限的畢業設計工作時間內，經過努力能完成任務或做出階段性結果，我們安排了兩個同學參加,在掌握總體設計思路的基礎上,分別進行硬件結構設計、軟件設計等不同部分的的設計工作，讓每一位同學都各有側重點地進行研究，經過兩位同學的分工合作，最終完成了整個畢業設計題目的設計任務，效果良好。

3加強教學督導,落實開題環節

為了提高畢業設計的教學質量，我們借鑒了研究生創新能力培養方法,在本科畢業設計教學中加入開題環節，其目的是：1、通過開題環節可以盡早發現畢業設計題目是否滿足專業要求，學生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學專業的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環節，還可以強化學生通過查閱文獻資料，廣泛獲取信息的能力，培養學生提出問題、擬定實驗研究方案和設計方案，進行科學實驗與測試，對數據進行整理與分析，撰寫實驗報告、畢業論文的能力，同時也是對學生的書面表達和口頭表述的能力的培養，是落實和加強對學生創新能力的培養的有效手段。具體的實施辦法是：

（1）明確落實開題環節的必要性。開題的意義在于完善論文設計方案,使論文設計方案更加系統化。學生通過收集設計資料的相關信息，聽取各方意見，可以明確自己的設計思路，堅定設計者的信心。一般說來，將思考的東西正式地講出來和寫出來，會比原來所思考的更有升華的意味，因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創造過程。因為在撰寫開題報告時,就要求學生能夠弄清楚設計題目的來龍去脈，從而使學生明確畢業設計課題的目的和要求，讓他們對題目有更深刻理解與認識，會使原來的設計思路更加完善和系統，令他們對自己的工作做到“胸有成竹”，減少盲目性,避免出現不知從何處入手的尷尬局面。

（2）開題環節的組織和實施。我們要求學生在開題會之前,，要按規范書寫開題報告。在開題的時候，學生須持經指導老師簽字同意的開題報告書、任務書及其它相關資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術路線和方法、工作基礎、預期成果和工作計劃等要求的內容，要求學生自述10分鐘，然后評審小組根據學生的自述和開題報告書及其它文本內容，對學生畢業設計題目是否達到專業培養目標要求和完成論文設計的可行性進行考核,并對畢業設計題目的設計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。

4采取有效措施,加強過程指導

為了提高我們機電一體化專業畢業設計的教學質量，我們探索出了一條適用于畢業設計的全環節教學質量監控的方法。具體的措施是：1、設定學生的設計出勤表，要求學生在規定的時間內簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學生的設計進度，督促和指導學生按時完成設計。2、成立設計指導小組，小組成員盡可能包含所有專業特長的教師。小組內的每一位老師都可以對小組內的學生進行自己專長方面的專業指導，這樣可以提高指導設計者的綜合能力，使畢業設計的內容準確專業。3、開展設計小組例會制度，即每個設計小組每周開一次例會，主要工作是：要求學生把一周設計的心得體會在例會上發言，匯報設計進度，并提出設計中發現的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學生的設計進度，及時發現問題，并能及時糾正；另一方面，可以促進教師之間相互交流學習，使教師教學水平共同提高。通過對我校畢業設計工作的綜合考核，這種工作方式完全實現了對整個設計過程的檢測，保證了教學質量。

5嚴格考評,保證答辯的質量

答辯是畢業設計工作的最后一個環節，是全面檢查和評估畢業設計質量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。我校的具體情況是：根據不同的專業成立若干答辯分委會，分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。為了加強教學督導作用，我校專門設立教學督導組，成員都是離退休的老教授，在答辯期間分別派到各個小組指導答辯工作。

畢業答辯前首先是對學生的畢業論文進行盲審,要求由除指導教師外的答辯小組2名以上教師認真審查評閱，寫出評閱意見與評分，盲審不通過的不準予參加畢業答辯，以此來審查學生的答辯資格。通過的同學要準備答辯的ppt，把畢業論文的結構、主要完成部分及設計的結果等內容準備出來。答辯時,要求每位同學的答辯自述時間應控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學生所提的問題進行記錄，對答辯情況進行匯總。答辯完成后，要求所有答辯小組的成員對各個學生的答辯情況進行決議，給出畢業答辯成績。畢業設計成績評定必須堅持標準,嚴格要求。“優秀”的比例應嚴格控制在本專業參加答辯總人數的15%以內,優良比例應嚴格控制在60%以內。

畢業設計的質量,除了本身的學術水平、應用價值另外,還應考察學生解決實際問題的能力、對知識的綜合應用能力、在工作中查閱處理信息和應用各種工具的能力、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協作能力等。對畢業設計擬評“優秀”的學生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業設計平時不認真、小組答辯成績較差的學生,由相關分委會組織復答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學嚴謹,嚴把質量關,對畢業設計達不到教學要求的,決不姑息。

6結論

要想搞好畢業設計工作,關鍵的是要做到“五個到位”,即認識到位、經費投入到位、指導教師到位、學生到位和管理工作到位。另外,,消除學生畢業前的各種干擾,專心做好畢業設計,是本階段學生思想政治工作的重點。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。正確認識畢業設計的重要性將有利于保障和提高教學質量，實現為社會輸入合格人才的要求。

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1機電一體化機械系統的設計要求

1．1保證較高的精確性

機電相關產品的精確程度直接關系著系統整體的質量和效益，機電一體化機械的技術性能、工藝水平及功能都要求選擇優質產品，也就是說，機電一體化產品的首要標準和要求便是高精確度。

1．2反應性能要強

機電系統具有良好的反應性能，即在系統接受某一指令后，能夠較短時間內對該指令進行任務的執行，從而保證系統能夠更加精確地完成任務。另外根據系統的運行狀況，做好準確、及時獲得相應指令的控制，能夠增加任務完成和執行的準確性。

1．3具有較強的穩定性

在機電一體化機械設計中，為了保證更好的系統精確度和反應性能，往往會在無間隙、低摩擦、高剛度和高諧振頻率等方面對系統提出較高的要求。另一方面，還要求機電一體化機械系統有壽命長、體積小、重量輕和可靠性高等優點。

2機電一體化機械系統的構成

機電一體化機械系統通常是由傳動機構、導向機構和執行機構三部分構成。

2．1傳動機構

機電一體化機械系統中的傳動機構，不僅僅是轉速和轉矩的轉換器，耗時伺服系統中的重要組成部分，因此，在機電一體化機械系統設計要求中，傳動機構首先要具有較高的精確度，同時必須滿足重量輕、噪音低、體積小、運轉速度高和可靠性高等方面的要求和特點，結合機電一體化機械系統中對伺服控制的要求和標準進行傳動機構的設計研究，以便更好地提升系統機械結構中的伺服性能。

2．2導向機構

導向機構在機電一體化機械系統中主要起到的是導向作用和支撐作用，一般包括導軌和軸承等。導向機構的正常作用的發揮可以有效保證機電一體化機械系統中的組成部分和各個裝置能夠安全、準確完成指定的任務運動。

2．3執行機構

執行機構，是指在機電一體化機械系統中直接完成任務指令的操作裝置和部分，一般情況下，執行機構所具備的高靈敏度和精確度以及高重復性能和可靠性，可以保證其根據不同的任務指令和相關要求，在動力源的推動下完成預先設定的各種操作任務。在目前經濟快速發展的社會，計算機的應用能通過其強大有效的功能，使傳統機電的動力發動機轉換成為可變速、動力和執行的多功能發動機，從而使得執行機構和傳動機構得到進一步的簡化。

3機電一體化機械系統的設計思想

3．1動態設計思想

在機電一體化機械系統的設計中，通過靜態設計的有效協助，為了更好的研究整個機械系統結構的頻率特點和性質，完成各個系統環節數字模型的建立，推動促進機電一體化機械系統的傳遞函數，必須充分有效地通過自控方法進行頻率特性的計算，這便是動態設計。機械系統的頻率特性，在一定程度上不但能夠反映出整個系統在不同信號頻率下的相應反應，還決定了系統的工作最大頻率、抗干擾性和穩定性。

3．2靜態設計思想

靜態設計是指按照機電一體化各個機械系統的功能要求，通過相關的研究和經驗初步、大體上制定出機械系統設計的步驟及方案。方案中主要涉及整個系統部件之間的控制、連接以及部件的種類和對能源的需求等。基本方案設計完成后，應以技術手段為基礎，設計出系統中各部件的運動關系、參數及結構，確定部件及相應零件的材料、精確度和結構方式，并對執行元件發電功率、參數和過載能力進行驗算，對其他相關的元件和部件進行配置系統的選擇等等。

4機電一體化機械系統的性能分析

想要使機電一體化機械系統良好的伺服性能得到保證，不但需要從機械系統的靜態特征方面得到更好的滿足，同時還要充分的運用理論研究和自動化的控制方法對整個系統體系進行動態設計和分析。另外，機械系統的動態設計應該以系統靜態的數字模型為基礎，根據自動化控制的要求和方法研究分析系統的整個頻率特性，并通過調整相應的頻率，改善系統整體的伺服性能。

4．1數字模型的建立

機電一體化機械系統數字模型的建立和電氣系統的數字模型的建立在一定程度上基本相似，即都是通過折算將比較負責的結構裝置簡單化，轉為等效的數學函數關系，并用數學中的線性微分方程表達式將其表達出來。機電一體化機械系統的數字模型分析通常情況下都是輸入與輸出的聯系。比如，把比較復雜的系統機械參數，彈性模量、阻尼和系統慣量等統一進行處理，并對各個機械參數進行數學方式的分析，從而得出它們對整個機械系統的影響。在數字模型的建立之前，需要先對機械系統中的不同物理量進行折算，使它們直接轉化到某個元件上，從而把多變、復雜的多軸傳動變為單軸傳動，在此過程中，必須嚴格按照總機械系統性能不變的原則。這樣，以單軸為基礎的輸入量和輸出量的關系，就能夠建立相關的數學表達式，從中反應出機械的相應性能，從而應用并指導實際中的設計。

4．2性能參數的影響

機電一體化機械系統設計要求必須要工作可靠、精確度高、運行平穩等，既是靜態設計中的研究問題，也是動態設計對伺服機構的要求，這就應該通過對有關參數的調整，優化整體系統的性能。

5結語

通過以上論述，從機電一體化機械系統的性質、概念等方面進行相關分析，分別從機電一體化機械系統的設計要求、基本構成、設計思想和性能分析四個方面進行了研究分析，機電一體化機械系統設計研究進行了詳細的論述。

作者:朱翔宇 王玉樂 單位:聊城大學機械與汽車工程學院 青島科技大學自動化與電子工程學院

參考文獻:

［1］農明武．技校生參加"機電一體化"技能競賽的指導策略［J］．中小企業管理與科技(下旬刊)，2016(01)．

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課程設計實施方案：設計報告書是對整個設計過程的總結和提升，也是進行工程交流的重要文獻資料，通過指導學生撰寫課程設計報告書，培養學生撰寫工程技術文檔的能力。對設計說明書的撰寫，提出如下要求：1）嚴禁課程設計報告抄襲，基本工作獨立完成；2）根據任務書能提出合理的設計方案和機構的工作原理；3）設計要符合國家標準，學會使用設計手冊、專業術語、專業名詞規范；4）設計圖圖紙規范，符合設計說明書的要求，不照抄手冊和案例，設計參數與圖紙相一致；5）學會使用專業相關軟件，對設計的機械機構和控制部分進行分析和仿真，是驗證設計正確的有效手段之一；6）課程設計配備了一些實際的零部件可供學生設計使用，以及基本的控制電路，學生要具備一定的實踐操作能力，掌握器件的選擇與焊接，會進行程序的編寫，掌握系統故障的檢測與維修能力。課程設計采用分組式進行，每個小組3～5人，視工作量而定。課題難度較大可以分五人，原則上一般三人為一組。每個小組在規定的時間完成基本要求，每個學生都要參與該組課程設計答辯，通過問題了解學生在課程設計中所做的主要工作，檢查有無抄襲情況、有無坐享其成的學生，結合設計報告書的撰寫質量和實際所做的產品質量進行綜合評定。

3實施效果

通過在重慶大學機械電子工程專業的實踐，在機械電子工程專業中開設機電一體化課程設計，已基本摸索出培養機電復合型技術人才的規律。普通型題目實現機電融合、知識整合理論教學與工程實踐并重。由于在教學中缺乏機電知識綜合運用能力的培養和訓練，學生在學習了機械設計、機械制造和電子技術、計算機技術和傳感器技術等基礎課程后，不能很好地將機、電的知識融會貫通，大多數學生也只是了解基本的機電設備的基本功能，在系統運用中存在問題，在機電一體化系統的綜合設計方面存在不少困難。通過開設機電一體化課程設計實踐教學環節，通過理論設計與實際操作，比如數控工作臺進給系統的設計，從電機、聯軸器、絲杠、導軌的設計到型號的選擇、控制單片機的設計與仿真，最終實現數控工作臺進給系統的裝配與調試。機電一體化課程設計對學生的理論知識與實踐緊密地連接起來，提高了學生的綜合應用能力。創新型題目為學生參加機械創新競賽做了鋪墊通過課程設計，為機械學科學生參加如全國大學生機械創新設計大賽做了鋪墊。在第六屆全國大學生機械創新設計大賽（重慶賽區）中，學生榮獲重慶賽區一等獎一項、二等獎一項。其中，“幻顯黑板”作品獲得國家專利。該作品包括了框架的設計、傳動系統布置，控制系統采用單片機控制，執行元件有步進電機、直流電機、電磁離合器、電磁制動器、光電編碼器等器件。本次參賽作品充分運用機電一體化技術，機電一體化課程設計改革效果顯著。

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2.1安裝遠程處理機一般來說，各可重構處理單元RPU與樓宇自動控制系統之間的通信是完全透明的，可以利用不同的PRU對同一個系統進行控制。通常情況下，空調機組是建筑電氣設備自動化系統監控的主要目標，所以在機房中或附近布置好PRU，將空調機組控制系統運用后剩下的輸出輸入接口用來對照明控制、水位信號以及水流量計進行連接。

2.2建筑電氣設備自動化系統的布線在建筑電氣設備自動化系統的布線中，要搞清楚每條線路需要用到的導線，尤其是專門導線，比如水位浮子開關線路、通信線路、流量計線路以及濕度溫度傳感器線路等，這些線路通常需要屏蔽線。一般來說，控制電纜、信號與電源線都應該分管敷設，其中網絡控制器、數據顯示通道、網關以及計算機等電子設備的工作地應該連接在單獨接地干線上。由于智能建筑中需要安裝的電子設備有很多，這些設備所屬的系統也不同，并且這些設備的功能、抗干擾能力以及工作頻率都存在著一定的區別，所以在布線時，一定要充分考慮到個體差異性，并盡量做到因地制宜。

2.3安裝輸入設備在安裝輸入設備時，一定要選擇好合適的位置，尤其是方便維護和調試的地方。由于傳感器的類型有很多，每一種傳感器的產品要求、設計都存在著個體差異性，在安裝方面也具有一定的區別，所以一定要根據產品的實際情況選擇合適的安裝位置。比如水流開關、水管型溫度傳感器、水管流量計以及蒸汽壓力傳感器等就不能安裝在管道焊縫上，而風汽壓力傳感器、風管型濕度傳感器、空氣質量傳感器以及室內溫度傳感器等則不能安裝在出風口和蒸汽放空口處。

2.4安裝輸出設備在安裝輸出設備時，也應該結合實際情況，制定合適的安裝方案。比如電動閥門的箭頭、風閥箭頭就應該與水流方向、電動閥門、風門的開閉保持一致。當出現電動閥門的口徑沒有和管道口徑保持一致的問題時，應該及時采取管件漸縮的解決方案，但是閥門的口徑通常應該高于管道口徑2個檔次，并進行精確計算，盡量與設計要求相符。此外，通常在回水管上安裝電磁與電動調節閥。

3安裝主要機械設備的方法

3.1安裝冷水機組正式安裝前，應該將平面設計圖作為基本依據，對施工現場進行放樣畫線，將機組中心線的位置確定下來，然后對設備進行基礎處理，設備基礎處理符合施工要求后，再開始安裝設備。設備運行到達基礎位置后，運用地腳螺栓套穿，并將墊鐵放置在地腳螺栓兩邊，將設備放下，對墊鐵進行調整，使設備底盤保持水平狀態，并壓實墊鐵。

3.2安裝水泵安裝前，現依照設計圖紙確定水泵位置，通過人工的方法將水泵放置在基礎位置上，將地腳螺栓上好，使水泵中心線與基準線基本保持一致，運用墊鐵對設備底座進行調整，使其保持水平狀態，并運用水平尺檢驗；找平找正后，開始灌注混凝土；找正聯軸器，泵與兩連軸節端面、兩軸水平度以及電機軸的同心度之間的間隙滿足驗收要求；試運轉水泵，先對電機進行單獨運轉，轉動方向正常，轉動不存在任何異常情況后，再對聯軸器的連接螺栓進行安裝，安裝之前，先用手將水泵軸轉動，如果沒有出現雜音、卡阻等異常情況，可以進行下一步安裝。人工啟動泵之前，應該先將出口閥門關閉，然后將電機啟動，等泵運轉正常后，再將出口閥門逐步打開，使其保持工作壓力，并對水泵的軸承溫度進行檢查，確保運轉正常。

3.3安裝燃油鍋爐安裝然后鍋爐時，應該堅持便于維修、整齊排列以及流程合理的基本原則。正式安裝前，應該將平面設計圖作為基本依據，先進行放樣畫線，將機組和鍋爐的中心線位置確定下來，然后對設備進行基礎處理，設備基礎處理符合施工要求后，再開始安裝設備。設備運行到達基礎位置后，運用地腳螺栓套穿，并將墊鐵放置在地腳螺栓兩邊，將設備放下，對墊鐵進行調整，使設備底盤保持水平狀態，并壓實墊鐵。

4電動機的調試方法

在建筑設備安裝工程中，電動機的安裝調試作為其中的一個重要環節，在一定程度上與安裝質量的提高有著密不可分的聯系。電動機是電梯、水泵、風機等各種設備的核心動力部件，電動機調試包括諸多內容，其中有電動機故障檢查、運行以及啟動等，在完成機電設備的安裝后，通常需要調試各種系統，目的是對安裝調試、制造以及設計的質量進行檢驗，對設備持續工作的可靠性進行驗證，檢測設備性能，確保設備安裝質量。

4.1認真檢查電動機及控制系統在啟動電動機前，應該認真檢查電動機及控制系統，一般來說，檢查內容主要包括以下幾個方面：（1）檢查電動機的頻率與電壓與所接頻率和電壓是否一致，接法是否正確，電壓電源是否穩定；（2）運用兆歐表對電動機各相繞組之間的絕緣電阻進行測量，需要注意的是，測試前，應該先將電動機的外部接線拆除。如果測試結果顯示絕緣電阻值偏低，應該先烘干電動機，然后再對絕緣電阻進行測量，完全合格后，才能正式投入使用；（3）對保護電器的整定值進行檢查，是否符合標準，檢查靜、動觸頭是否接觸良好，對電氣控制裝置的型號規格進行檢查，確定是否滿足規定；（4）對電動機的和通風系統進行檢查，確定運行正常。檢查電動機的軸承是否缺油，轉子與定子之間的間隙是否符合要求，間隙處存不存在雜物；（5）對電動機機組周圍進行檢查，查看有沒有影響機組正常運行的雜物，確保電動機組的順利運行。

4.2重點檢查內容在電動機運行的過程中，還需要做好全面的檢查，其中包括以下幾方面內容：（1）檢查電壓是否滿足運行要求；（2）檢查電動機所帶動的設備是否正常運行，設備與電動機之間是否正常傳送；（3）在電動機運轉的過程中，檢查是否存在噪音或雜音，電動機旋轉的方向是否與設計要求保持一致；（4）電動機運行的過程中，對電動機的狀態進行全面觀察，有無燒焦味或冒煙。

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并能在輸送過程中起到摻和拌勻物料的作用!因此應用在本系統中是非常適合的，在本設計中傳統的螺桿經過改造!鏤空了原有的螺桿!只留下類似彈簧狀的螺棱!這樣做的好處是避免了由于加料的不均!在狹窄的螺槽中可能帶來的粉末被擠壓成塊狀!導致粉末輸送的不均勻性，其基本組成，電控部分采用為核心。驅動步進電機轉動，利用帶輸出接口的電子天平測量粉體質量!并實時反饋給以調節步進電機的轉速!當粉體的質量達到要求時!步進電機暫停，完成粉體質量的輸送，各部分裝置如下采用型為主機，其特點是外形小巧，功能強大可根據本系統的要求添加，通信板與電子天平進行通信電子天平采用上海精天電子儀器有限公司型精密電子天平主要參數如下，稱量范圍精度輸出接口電源，稱盤尺寸步進電機采用型兩相混合式步進電機，其驅動電壓為，既可以與專門的驅動器配合使用。

計量加料裝置也可以作為彈藥裝填控制系統的一部分!精密控制火藥的用量$本設計正是考慮到了精密計量這一關鍵問題!采用先進的，控制手段!配合精密的螺旋輸送設備，力求達到最小的誤差!最佳的效果，系統組成及工作原理本系統的基本組成如圖，所示，下面從機械和電控兩方面進行闡述，機械部分以螺旋輸送器為主體!螺旋輸送是固體物料輸送的一種重要方式!它主要依靠螺桿自身的旋轉將物料輸送出去!由于螺旋是連續的!故可實現輸送的連續性，螺旋輸送器可以輸送糧食飼料鐵粉等顆粒或粉狀物料!推薦閱讀：計算機應用型教育教學方法研究畢業論文

步進電機的輸出為兩相四線，我們采用半步工作方式所以繞組的通電順序為正轉反轉，對于驅動步進電機所需的時鐘脈沖"可以采用定時器產生并控制脈沖的頻率，也可以利用內部的特殊輔助繼電器產生時鐘脈沖比如的時鐘脈沖。

也可以直接接在，的輸出端，利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅動步進電機，電控部分接線圖及部分程序利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅動步進電機的接線。

用于的通信板=可連接到系列可編程控制器的主單元，并可在設備之間進行數據傳輸，本系統就是通過在電子天平與之間進行數據通信的關于控制系統的流程圖和部分程序圖。

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一、機電一體化專業的學科領域

機電一體化技術是一門跨學科的綜合性科學，是由近年來蓬勃發展的微電子技術、計算機科學、機械工程和電力電子技術互相滲透而成的一門新興學科，是在信息論、控制論和系統論基礎上建立起來的應用技術，支撐“機電一體化”這門學科的有：1)機械學，2)控制論，3)電子學，4)計算機科學。

二、機電一體化專業課程設置存在的問題：

(1)現有課程設置不能很好的突出高職以技能為本位的高等職業教育課程觀，理論課比重過大，實習、試驗、實訓環節不完善。

(2)現有課程設置沒有充分圍繞學生的就業方向和社會需求來設置，不能跟周圍大環境的具體需求密切結合，沒有很好的突出高職以就業為導向的高等職業教育課程觀。

(3)現在所采用的機電一體化專業教材很多沒有充分體現出現代機電行業的發展水平，內容陳舊、落后，且各門課程之間相互獨立，相關知識未能有機地滲透和融合在一起，也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。

(4)有些課程的設置出現了嚴重的前后脫節以及學時安排不合理的情況。

(5)教學實驗、實習、實訓條件落后，實踐訓練水平有待提高。

(6)教學方法、手段不靈活，不能根據課程的性質靈活選用。

(7)缺乏一些反映機電一體化先進技術課程。

三、課程設置的改革思路：

課程設置改革的思路、方向、主線：社會需求——就業——培養目標——培養方案——課程體系——課程設置——教學方法與模式一教學評價——結果(畢業生)——符合社會需求，根據這一思路進行課程設置時，應遵循下述原則：

1)應確立高職課程體系改革的目標是培養生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型人才．是一種能直接上崗的技術型人才，因此，在課程設置時要把握文化基礎知識以“必需、夠用”為度，專業知識強調針對性和實用性，要充分考慮與地方經濟緊密結合。

2)課程設置應從學生就業方面考慮，并結合本地區企業的需求。因為地區、行業的發展水平不一，企業之間所擁有的裝備和所應用的技術在技術含量和應用水平上就會有一定的差異，因此這也就決定著因服務面向目標的不同從而使各高職高專院校機電一體化專業在課程內容上存在著一定的差異。

3)由于機電一體化專業是由多個學科復合的專業，因而專業技術課程內容必須是一種綜合結構。在設置專業課程時應以畢業生應具備的技術應用能力為主線重組課程內容，沖破原有課程(甚至學科)體系，刪除陳舊的與專業培養目標相距過遠的課程內容，增添新知識，圍繞學生的就業方向，設置4——5門核心課程，一方面在理論教學的學時安排上加以強調，另一方面要與實驗、實訓相配合，使學生通過核心課程的設置，更進一步了解本專業的培養目標和就業方向，從而形成具有行業特色的高職高專綜合課程。

4)在考慮課程設置時要遵循聯合國教科文組織第十八屆大會上通過的《關于職業技術教育的建議》：該建議指出“為就業做準備的職業技術教育，應當為卓有成效地、愉快滿意地工作打下基礎。為此，應當做到：(1)使受教育者獲得在某一領域內從事幾種工作所需要的廣泛知識和基本技能，使之在選擇職業時不致受到本人受教育的限制，甚至在一生中可以從一個活動領域轉向另一個活動領域；(2)為受教育者從事的第一個工作提供充分的專業上的準備．并提出有效的在職培訓；(3)使個人具備在其職業生涯各階段都可以繼續學習所需要的能力、知識和態度。”由此可見，培養適應廣泛就業需要的復合型、綜合型“通才”是世界職業教育改革發展的潮流。

5)要考慮到課程的設置一方面要與學生的就業相結合，另一方面也要激發學生的學習興趣，因此在課程設置時應充分考慮學生的學習興趣，使學生在該專業的主干平臺課程學完后，可以結合自己的就業方向來選擇適合自己的專業核心課程。

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篇8

機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。

1機電一體化技術的發展狀況 1.1 數控機床的問世,為機電一體化技術的發展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術為機電一體化技術的發展帶來了勃勃生機; 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發展為機電一體化技術的發展提供了堅強基礎; 1.4 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使機電一體化技術的發展躍上新臺階.

2機電一體化技術發展方向

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。 2.2 智能化

即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。 2.4 網絡化

由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。 2.5 人性化

機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受。

2.6 微型化

微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。

2.7 集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。 2.8 帶源化

是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。論文參考網。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。 2.9 綠色化

綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

3 典型的機電一體化產品 機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化基礎元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。論文參考網。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

4 機電一體化的技術應用

在重工業企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(IC)

由于重工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經 網絡等，智能控制技術廣泛應用于重工業企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(DCS)

分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能將越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(OCS)

開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。 4.4 計算機集成制造系統(CIMS)

重工業企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前重工業企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代重工業生產的要求。未來重工業企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。

4.5 現場總線技術(FBT)

現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器和現場就地控制站等的發展。 4.6 交流傳動技術

傳動技術在重工業中起著至關重要的作用。隨著電力、電子、技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用，同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。

綜上，我們不難發現機電一體化技術在現在的社會生產中占據了越來越多的行業和領域，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

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1、師生思想上都不夠重視

從目前的職業院校的教學現狀來看，重視理論教學輕視實踐教學一直是我國職業院校理工科教學的傳統方法，在這樣的教學模式下，尤其是像機電一體化這樣的課程，理論課本來就比較晦澀難懂，加之實踐實訓比較少，學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系，對于機電一體化的理解只是停留在表面層次，因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說，師生自身對該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因，教師認為對于機電一體化課程教學任務重，往往疲于應付授課；而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力，往往興趣不大，加之實踐實驗時間較少，最后將實踐實訓流于形式，因此，師生在思想上不夠重視是目前職業院校機電一體化課程教學的一個基本現狀。

2、機電專業實踐教學課程的設計不合理

機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容，目前，絕大多數職業院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響，課程的內容過多過深奧，理論課時數太大，實踐技能教學課時不足，而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準，導致教學與實踐相背離。現在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠，很多學生學習了很多知識，可到了社會上去無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定，這也是導致職業院校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。

3、實踐教學條件不完善

由于機電一體化類課程所開設的實驗，往往實驗設備體積比較龐大，集成度較高，價格昂貴，因此很多院校對于機電一體化課程實驗所配置的實驗設備都是很簡單的，目前很多職業院校也在進行教學改革，增大實驗實踐課程量，但是相應的實踐教學課程內容仍然或多或少的存留著傳統教學模式的影子。

二、機電一體化類課程的教學改革策略探討

1、充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段

在對機電一體化課程專業實踐課程進行教學改革的時候，我們提倡應當根據各個院校各個專業自身的專業特色進行相應的教學改革，添加符合專業特色的實踐教學內容，不斷完善實踐教學條件和教學手段，盡量弱化傳統實踐模式中的演示性的或驗證性實驗，加大動手實踐實驗及綜合性實驗內容，并和理論課程對應起來，使得學生在掌握理論知識的基礎上進行相關實踐實驗，這樣更容易掌握機電專業知識和技能。

2、重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核

任何課程都需設置考核環節，同樣的，機電一體化課程實踐教學也需要考核，考核環節也是學生最為敏感的環節之一。傳統的機電專業實踐課程考核的方式是出勤考查、實驗報考考查以及最后實驗考查成績相結合的方式，這種考查考核方式不能夠考查出學生的完全實踐能力，只能夠從實驗報告的完成情況給學生考核打分，因此傳統的考核方式并不合理，就需要對傳統的考核方式進行改革。

結合機電一體化課程實踐教學的特點，對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準，而是應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式，采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗，應當減小考核的比重，而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗，考核比重就應當加大；另一方面，還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核，重點不是考查學生的知識理解程度，而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。

3、加大機電專業校內外實習實訓基地建設的力度

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機電一體化方向快速調整

1. 通過編制《行業“十二五”科技開發指南》，明確將光機電一體化技術應用研究列為“十二五”關鍵領域，將高效電腦平縫機、電子花樣機等設備列為優先研發項目，引導企業向光機電一體化產品方向傾斜。

2. 通過協會主辦的國際展會鼓勵企業展示機電一體化新品。協會將2011、2013CISMA展會主題分別定為“質量、效益、綠色”和“品質、效率、智能”，通過舉行優秀新產品評選，以新產品獲獎等級來適當減免企業參展攤位費用的舉措進行資金獎勵，支持鼓勵企業創新和展示高效、環保的縫制設備。如，在CISMA2013優秀新產品評選中，獲獎的52個產品100%為機電一體化新產品。據協會對參力CISMA2013的40家骨干整機企業展示的產品進行初步統計顯示，機電一體化產品的展示比重已經由2011年的60%快速提升至 2013年的90%。

3. 定期舉辦行業機電一體化技術交流和《機電一體化技術研究與創新優秀論文》征文與評選表彰活動。自2011起，協會依托電子電控專業委員會工作，每年舉辦機電一體化技術交流，組織行業科技人員開展技術交流；連續舉辦了兩屆機電論文征文與評選表彰活動，征集論文上百篇，其中40余篇優秀論文被推薦至各類核心及國家學術期刊上發表。較好的發揮了促進電控技術研究和交流提升的目的。

4. 在國家發改委《產業結構調整指導目錄》等產業政策層面，積極將“機電一體化高效節能縫制機械”列為優先和鼓勵發展目錄，發揮了重要的產業調控和政策導向作用。

通過以上工作引導和推動，行業近年來產品結構調整步伐加快，機電一體化產品占比大幅提升。據協會2013年最新行業統計數據顯示，機電一體化高效節能縫制機械總產量占工業縫制機械總量的比例已由2009年的10%提升到目前的49%；平、包、繃等大宗主導產品中機電一體化產品占比由2009年的15%提升到目前的55%。其中，電腦平縫機2013年總產量高達270萬臺，同比猛增80%，首次超過機械型普通平縫機產量。

二、以實施行業科技支撐計劃項目為著力點

推動產品技術升級

為促進行業產品技術升級，創造具有自主知識產權的技術與產品，提升行業整體技術發展水平，在中輕聯的組織領導下，協會2008年聯合骨干企業向國家科技部申報了《高效節能縫制設備》國家科技支撐計劃項目，該項目于2010年正式批準立項實施。三年來，參與典型高效節能縫制設備課題研究的主要企業均已完成了各自負責的高性能電腦平縫機、電子花樣機和電控上袖機的整機產品試制、定型及示范生產線的建設。參與伺服控制系統課題研究的主要企業均已各自建成具備標準軟硬件接口及靈活定制功能的多軸縫制設備電控系統開發平臺，完成了典型產品的測試、定型、優化，建成了年生產能力1萬臺以上高性能多軸縫制機械伺服控制系統生產示范線。

經攻關成果聯合測試，高效電腦平縫機可實現5000針/分鐘，電子花樣機可實現2800針/分鐘、電子上袖機可實現3500針/分鐘的最高縫紉速度，產品平均節電30%，效率提升20%以上，機器噪音、振動等各項主要技術性能指標完全達到了國外先進技術水平。同時，該課題還累計14篇，申請專利16項，計算機軟件著作權 4項，開發完成面向電子套接機的運動學及動力學仿真分析軟件1套，縫制機械參數化設計軟件1套，完成制定行業標準8項，參與制修訂國際標準1項，國家標準2項。

通過組織實施行業科技支撐計劃項目，各參與企業累計配套投入科研資金近1200萬元，購置了一批先進高精密的試驗儀器與設備，培養了一批既有實踐經驗又有豐富理論知識的青年科技人才，科研成果在提升各企業自身科研技術實力的同時，也通過新產品的市場配套和示范推廣，有力帶動了整個行業的技術發展水平。如，北京大豪公司在課題研發過程推出的HSC高壓閉環系統、綿陽58所的HDSC全伺服系統、鮑麥克斯公司的MT系列多軸伺服系統、中捷股份公司WR系列系統在國內外市場上配套電子套結機、花樣機、曲折縫、鎖眼機、自動縫制單元等機器累計逾4萬多臺，創造產值近10億元人民幣，有效填補了行業中高端縫制設備電控系統領域的空白。

目前該課題已經結題并進入全面驗收環節，協會下步重點組織做好科研成果的行業示范和推廣，加快行業高效節能縫制設備的全面升級和更新換代。

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引言

伴隨著現代社會不斷發展，各種科學技術不斷進步，完善。各類的學科融合也愈加密切。通過多種學科技術融合發展，極大的促進了工作效率，精化了發展途徑。舉個例子，就目前來看，機電一體化技術在多種領域的實際技術操作中都應用到。通過其技術的精確性和操作便捷性性等來大力的推進，改良了當前的工業生產，技術，管理層面的模式操作。需要注意的是，目前針對于此的技術操作仍屬于初級發展階段，還需后續不斷的研究深化。本文通過對其技術應用的分析為后續的研究發展做先行探索。

一、機電一體化內涵及作用

（一）機電一體化內涵

“機械電子學”，也就是機電一體化的學科表達，機電一體化技術是基于計算機技術進一步發展的新型技術。通過將計算機，機械制造，機械控制技術等技術融合貫通，互相聯系。來達成更為高效的操作需求。從上個世紀中期，就有開始將電子技術運用到機械操作中的實例，并取得一定的實踐成果。在后來的發展中，電子技術與機械技術不斷的融合發展。伴隨著機電一體化進程的不斷深入，更智能，更高效成為了后續發展的主旋律。以機電一體化為大綱發展，囊括機械制造，電子信息技術，機械控制，系統傳感服務等等，逐漸運用到了更多的領域。

（二）機電一體化作用

通過運用機電一體化技術，在機械制造領域來說能夠更好的去設計，匹配符合人們需求的機械產品。從而進一步推動當前的機械智能發展。結合實際的運用所需，當前運用機電一體化技術制造的產品多符合輕便，易于操作，攜帶等特點，能夠更好的為人們提供信息服務。伴隨著人工智能的不斷發展，工業生產自動化，控制自動化，電子產品自動化，以及智能機器人等等不斷問世，推動了行業發展。從大環境來看推動了當前的國體經濟發展，優化了當前的生產模式。

二、機電一體化技術的應用特點

（一）自動檢測

機電一體化技術與計算機操作技術密切相關。通過運用計算機技術來對機電一體化技術進行技術指導，操作指示，同時，計算機技術也運用在機電一體化技術的檢測，修正環節。通過對機械制造，機械設計環節的信息采集，數據分析。來對其進行技術檢測，針對操作過程中出現的程序錯誤和異常情況檢索，并通過計算機技術演算制定相應的應對方案。以警報預警的形勢對外傳送，便與操作人員發現處理。在通過計算機技術管理下進行機械制造，機械設計更具有安全性，穩定性與操作便易性。

（二）高精度

作為新型的機電融合技術，機電一體化具有高精度，高效率的特點，在進行機械制造，機械設計之前對其所需數據進行調控配比，保證操作步驟的準確性，極大的提升了操作效率。現代的設計，制造業不斷的完善發展自身生產的流程穩定性，準確性。保障了生產準確度，提升整體的操作規范性。舉個例子，在進行建筑施工時需要進行混凝土攪拌，其中投入的物料比是一個需要精確度較高的操作。而通過電子計算機技術對其實際的物料比調控，再結合機械按配比投入，保障了混凝土質量。整體而言，此種高精度的操作環節極大的提升了工程建設效率。

（三）低耗能

除此之外，機電一體化技術還有著損耗低的優勢，舊式的工程建設過程中，由于缺少計算機的精確管控，不能及時更進管理建設信息，在實際建設中出現問題時需要專業的技術人員進行每個操作環節的技術檢測。此種工作模式不僅浪費人工成本，還不能完全保障其檢測質量，操作效率低下。而計算機技術下通過即時使用的最低損耗量來進行工程建設，最大限度的降低了物料，建設成本損耗。

三、機電一體化具體應用領域分析

（一）監控領域應用

不僅僅是提升整體的工程建設效率，機電一體化技術還能維護建設過程中的設備運行，通過一體化技術來對工作環境中的建設儀器，設備進行技術，故障檢測，一般情況下，當出現檢測故障時情況時，檢測儀器通過警示，聲音，調節亮度等對外播報，便與技術維修人員更快的針對故障部位進行維修，在保障建設效率的同時降低建設損耗。而監控管理過程也能更為直觀的了解到建設進程從而依此制定后續的建設方案。

（二）調整施工精度領域應用

在過去傳統的工程建設中，在面臨建設精確數據時需要進行更多的人工演算，在出現設計誤差和偏差情況下，都有可能差之毫厘失之千里。從而影響到整體的工程建設質量。而引入機電一體化技術后，能夠更好的對建設施工過程進行精確調控。

（三）節能領域應用

在減少能源損耗，最大限度的運用已有材料方面，機電一體化技術可以很好的通過精確的電子計算來對現有物料配比，分配其建設任務。保持當前的各項建設數值維持在臨界工作值，在保證建設效率的同時最大限度的節省了建設生產所需材料。與舊式的工程建設相比，不僅是建設效率的提高，建設材料的節省，還能將當前的建設材料最大限度的使用，將各級建設環節緊密結合。

四、機電一體化應用領域趨勢與發展方向

（一）機電一體化的應用趨勢

就目前來看，機電一體化技術在今后的網絡信息安全維護，微電子技術，傳感器方面的應用將會有較好的發展前景。

伴隨著當前社會的不斷發展，計算機網絡，互聯網系統受眾越來越廣。所以，結合時展大環境，將機電一體化技術同網絡安全技術捆綁發展。實現一加一大于二的發展建設。在保障機電一體化技術的市場競爭力的同時，更為便易的為網絡用戶服務，保障其活躍用戶黏性。而機電一體化技術與微電子領域相結合，將其使用模式優化，更加靈巧，輕便。除此之外，機電一體化技術與傳感器的聯合應用，提高了操作精確性。

（二）機電一體化的發展方向

長久來看，機電一體化的今后發展延生方向有微型化，系統化和智能化三類。伴隨著當今社會科學技術的不斷發展，成熟，人們更傾向于使用便捷，操作簡單，輕巧靈便的工具。通過運用機電一體化技術將其與微型設計結合，必將受到人們喜愛，推廣。從工程建設方面來看，整體的操作流程繁瑣復雜，為了達成對各個操作建設環節的進度了解，從而更好的制定后續的建設方案，采用機電一體化技術對其調控，管理，整合建設施工的各項建設任務。此外，當前網絡的不斷發展，各項行業，建設設計都講求人工智能。在人工智能領域，結合機電一體化技術發展，提高生產效率，降低能源損耗。

結語

結合上述，本文文章旨在探討在工程建設，機電制造，設計中機電一體化技術的合理應用。在了解機電一體化運用技術后將其合理科學的結合到工程建設環節，提高建設效率降低物料損耗，提高建設精確性。在今后的發展過程中可與微型電子，人工智能領域相結合。彰顯其良好的發展前景。同時，通過本篇文章的表訴，為后續的研發人員做前行調查。望后續能有更多的專家學者投身于新型機電一體化技術運用不同的建設領域中。促進機械，機電建設行業發展。

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1 機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2 機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3 機電一體化的發展趨勢

3.1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產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電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3 網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5 綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

3.6 系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻

篇13

目前，我國工程機械正處于機電一體化的特殊發展時期，工程機械領域隨著機電一體化技術的引入，電子技術，自動控制，液壓技術等與機械技術結合起來，因為與高新技術的融合，這樣子提高了生產效率和機械性能。例如，機電一體化提高了機械的操作舒適性、燃油經濟性、作業效率、作業精度以及使用壽命等[1]。機電一體化是科技發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它是機械工業發生變革的動力，使傳統的機械設計方法和概念發生了革命性的變化。

特別是電子技術和自動控制技術，在工程機械中得到了廣泛的采用。由于經濟水平的提高和科技的進步，對于工程機械的性能要求也越來越高，這促使以微處理器為核心的電子、控制裝置在工程機械中得到了越來越普遍的應用，電子控制裝置的結構也越來越復雜。

2.機電一體化技術的研究

2.1 機電一體化的概念

機電一體化就是指在結構的主要功能、信息處理功能、控制功能和動力功能上引入電子科學技術，將機械裝置與電子化設計、軟件相結合的系統的總稱。它是工程領域中不同種類的技術的綜合，是建立在微電子技術、信息處理技術、自動控制技術等一系列技術基礎上發展起來的一種高新技術。它能代替和放大體力，并且機電一體化中的微電子裝置不僅僅可以取代某些機械部件，還能擁有很多自己的功能。

2.2 機電一體化的關鍵技術

機電一體化包含軟件技術和硬件技術。硬件部分包含機械本體、信息處理單元、驅動單元以及傳感器，因此，加快機電一體化發展進度，可以從下面各方面著手：

（1）機械本體：為了減少機械產品的重量，不僅僅可以再結構上加以改進，還可以考慮使用非金屬復合材料來代替鋼鐵材料，這樣子減輕了機械本體的重量，增加了實現驅動系統的小型化的可能性，進而可以改善快速響應等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息處理技術：提高信息處理設備的可靠性可以進一步發展機電一體化。提高信息處理的可靠性包括提高A/D轉換設備的可靠性和分時處理中輸入/輸出的可靠性，提高處理速度。

（3）驅動：很多設備使用電機作為驅動裝置，但是它在快速響應和效率方面還有很多弱點，因此，需要開發新的電機，如開發內部裝有編碼器的電機或是開發控制專用組件-電機和傳感器三位一體的伺服驅動單元。

（4）傳感器：傳感器是獲取自然界中非電量元素的工具，它的可靠性、靈敏度和精確度都時刻影響著機械工程的效率，目前正在開發非接觸型檢測技術。

（5）軟件技術：硬件的發展促使需要配套的軟件一起發展，軟件的標準化可以減少軟件的研發成本，提高維修效率。軟件的標準化包括程序標準、軟件程序的固話以及程序的模塊化等。

2.3 機電一體化的優勢和發展趨勢

機電一體化產品于傳統產品相比，有很多優勢：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因為自動控制技術的引入，使得機電一體化產品在生產過程中具有自動監視、自動診斷和報警功能。在生產過程中，遇到過壓、過載等電力故障時，會自動啟用保護措施，減少生產安全事故的發生，設備的使用安全性得到了顯著的提高。（2）生產效率和質量得到了顯著提高。由于自動信息處理和自動控制技術的參與，機電一體化產品的靈敏度和精度都有了大幅度的提高，自動控制使得機械操作的執行完全按照預計步驟進行，而不受工作人員主觀因素的影響，保證了產品的質量，同時提高了產品的合格率和生產效率。（3）機電一體化產品實現了復合功能，可以在更多場合得到應用。由于生產技術的提高，機電一體化產品的功能水平大大提高，它們具備自動控制、自動補償以及智能化等多種功能，因此可以被應用于各種不同的場合，甚至是不同的領域，滿足需求應變力更強。（4）更易于維修。機電一體化產品可以通過軟件來實現工作方式的變換，以滿足不同用戶的需求，這些控制軟件的程序在不改變產品硬件的條件下，可以由多種方式植入機電一體化產品的控制系統。

為實現更高的生產效率，開發新一代的機電一體化產品，研究新一代的機電一體化系統，研究和設計各種穩定高效，性能優良的機器人和機電一體化設備是發展趨勢。隨著人們對制造模式的認識的轉變，由質量第一向響應市場需求的轉變，使得機電一體化在制造模式領域又開辟了一塊新天地。

3.機電一體化在工程器械上的應用

3.1 機電一體化和機械工程的關系

在機械工程中引進機電一體化技術，大大提高了機械的性能，而反過來，由于機械工程性能的改善，使得機電一體化產品的應用領域更加廣泛，兩者相輔相成，相互促進，共同發展，形成了一個良性發展的循環系統。

3.2 機電一體化對機械工程的積極作用

由于技術水平的發展，現代施工中對機械工程的性能要求也逐漸提高，為達到施工質量要求，在施工過程中使用的器械要求功效高但是同時要求能耗小，要求具有很好的自動化程度以及精度，這些器械使用方法要求簡單，操作安全，并且具有很長的使用壽命。在使用過程中，要求能自動監視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發生，保障生命和財產的安全。這時，機電一體化技術的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它對工程機械發揮了積極的作用。

（1）降低了勞動強度。機電一體化產品和技術在工程機械領域的使用，大大降低了工作人員的勞動強度，而且還減少了由于操作人員缺乏經驗而造成對工程精度的影響。日本小松公司所生產的挖掘機配備運行軌跡控制系統能夠根據工作人員操作的鏟斗的運行軌跡，而自動感應角度信號，然后控制斗桿的運動軌跡，自動進行坡面的精確挖掘等動作，大大提高了生產效率。

（2）提高設備使用壽命。由于機電一體化產品集合了自動報警，監視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機械的相應系統如傳動系統、制動系統以及發動機的當前工作狀態，進行監視，若發現異常情況，馬上進行自動警報并實現故障定位，降低工作人員的維修難度，縮短維修時間，達到延長設備使用壽命的目的。同時降低了生產事故的發生頻率，降低了生產成本。

（3）環保化。機電一體化工程機械的使用，大大提高了能源的利用率，符合國家的節能減排倡議。因此對傳統機械設備進行節能改造具有很重要的意義。日本日立公司的挖掘機由于安裝了自動控制系統，實現了對發動機的控制，因此使得對能源的利用率達到了八分之九十八，大大降低了能耗，傳統的挖掘機的能源利用率大約為30%。

4.結束語

我國要想全面實現機電一體化技術還任重而道遠，用微電子技術改造傳統技術的工作量很大，很有難度，而用機電一體化技術來加速產品更新換代速度的呼聲很高，但是它的實現仍很有壓力。雖然我國的工業結構等已經經過幾番調整，但那時由于諸多阻擾因素，效果并不明顯。但是由于機電一體化技術的有優勢很明顯，它的出現并不是巧合，它是科技進步的產物，它促使機械工業發生戰略性改革，使傳統的機械設計方法和理念受到了挑戰，并影響著傳統機械發生革命性的變化，它是推動產業革新的必經之路。因此，加快培養機電一體化人才有非常重要的意義。企業只有注重優秀人才的培養，才能在競爭中占據優勢。

參考文獻：