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首頁 優秀范文 機電一體化的概念

機電一體化的概念賞析八篇

發布時間:2023-08-17 17:50:52

序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的機電一體化的概念樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。

機電一體化的概念

第1篇

【關鍵詞】建構主義 學習者主體 主動性

建構主義是西方教育心理學的教學理論,來源于認知加工學說,以及皮亞杰和維果斯基等人的思想.認為學習是學習者把客觀知識與自身主體交互內化,重新建構意義的過程。建構主義是西方教育心理學的教學理論,強調學習者的主動性、社會性和情境性,它涉及學習者有意識的獲得新信息,和原有知識經驗相互作用轉化和評價這一認知過程,既強調學習者的認知主體作用,又不忽視教師的指導作用,教師是意義建構的幫助者、促進者,而不是知識的傳授者與灌輸者,與《大學英語課程教學要求》中提倡的教學“應有利于調動教師和學生兩個方面的積極性,尤其要體現學生在教學過程中的主體地位和教師在教學過程中的主導作用”的教學理念較吻合,即提倡在教師指導下的、以學習者為中心的主動學習。

以建構主義為基點,促進大學英語高年級英語課程“個性化”的教學體系改革,是對大學英語后續教學模式的研究與探討。大學英語高年級英語課程是大學英語后續階段課程,應體現英語教學實用性、知識性和趣味性相結合的原則,以加強學生的實用性語言技能的培養與提高為目的。

要達到這一教學目標,學習者需具有相應的語言交際能力,這種能力分為兩部分:語言知識和交際技能。語言知識主要指語法、語音、構詞等;而交際技能則指實現使用這些知識的能力,包括聽、說、寫、讀。我國多數大專院校學生基本上具備了第一種語言能力,而缺少的則是交際技能的培養。實現這一交際技能目標需要通過建構主義的教學模式這一手段加以實現建構主義的教學模式。

例如,目前已開發出的、比較成熟的教學方法主要有支架式教學(Scaffolding Instruction),拋錨式教學(Anchored Instruction),隨機進入教學(Random Access Instruction)等。

但在實際教學中,建構主義學習環境下教學設計的內容與步驟不一定采用某種單一的方法,也可以將兩種以上的方法結合在一起(以某種方法為主,其它方法為輔)靈活加以運用。支架式教學法將學生引入情境,為學生創造獨立探索與給定概念有關的各種屬性,通過協作學習,在集體思維成果的基礎上達到對當前所學概念比較全面、正確的理解,即最終完成對所學知識的意義建構。

拋錨式教學將教學內容建立在有影響力或感染力的真實事件或真實問題的基礎上。如果是隨機進入教學,則進一步創設能從不同側面、不同角度表現上述主題的多種情境,以便供學生在自主探索過程中隨意進入其中任一種情境去學習。

這樣的教學方法能夠激發學生的學習興趣和主動探索精神,通過老師事先精心的教學設計或引導,學生在協作學習中通過表達、詢問、交流、協商等多種語言活動形式來完成任務以習得語言,使學生處于積極的學習狀態,充分調動學生的積極性,發揮學生的主體地位,體現教師指導作用和學生主體作用的結合。同時滿足學生的學習欲望,培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力,同時培養學生的合作精神與創造能力,體現了學生的主體性和學習“個性化”,更適應于高年級學生,是解決教學低效問題的途徑之一,更適應于《大學英語教學大綱》對基礎教育(大學一、二年級)過后的提高階段(即三、四年級)的教學要求。

我們可以明顯地感受到高年級學生更加重視英語學習的實踐和運用,“個性化”的教學改革的目的就是促進學生“個性化”學習方法的形成和學生自主學習能力的發展,使高年級英語學習者自我素質提高、為將來就業等方面做好充分的準備。實現這一目標需要通過建構主義的教學模式這一手段加以實現。

因此在以建構主義為基點,促進大學英語高年級英語課程“個性化”的教學體系改革,是對院校高年級大學英語教學在課程設置、管理模式、教學形式、可行性進行的一次全方位教學改革實踐,并在此基礎上,結合高年級學生素質教育和專業知識的需求,能夠為高校大學英語后續教學的其他英語課程提供設想和建議。

參考文獻:

[1]楊翠萍.劉鳴放.在大學英語教學中以任務教學為手段實施協作學習策略[J].外語界.2004.(3):49-54.

[2]程鑫.英語任務型教學:過程觀.綜合觀與真實觀[J].中南民族大學學報(人文社會科學版).2004.24(S1):220.

[3]李聳.論以學生為中心的教學模式與大學英語教學改革[J].東北大學學報(社會科學版).2005.7(2):144-147.

第2篇

關鍵詞:煤礦;機電一體化;發展與應用

1機電一體化技術的研究現狀

1.1機電一體化的定義

機電一體化(Mechatronics)是1971年由日本學者在日本雜志《機械設計》中提出的,是由機械技術、電子技術、控制技術、計算機技術、信息技術、光學技術等多學科形成的一門交叉學科,目前已經發展成為部分學校的專門專業。但對于機電一體化的具體內涵和概念學術界并未形成統一的認識。VanBrussel教授認為,機電一體化是跨領域的并行工程,它包括機械、微電子、控制工程和計算機技術等多門學科,而機電一體化的目標就是實現上述多門學科和技術的綜合應用。德國Isermann的教授認為機電一體化屬于交叉學科的綜合領域,機電一體化包含的交叉學科可以分為機械系統和與其相關的控制系統,而其控制系統又包括信息系統、計算機系統等??刂葡到y主要用于服務機械系統,便于工程師在遠程對機械系統進行操控。國內曾慶良等[1]定義機電一體化是一個包含機械、電子電氣、信息等功能模塊的技術系統,是多學科技術的綜合作用,各個功能模塊之間存在著密切的交互關系,其中起決定作用的不是某一單獨的技術,而是這些技術的聯合作用,這些技術的聯合作用使系統具有更優秀的性能或實現了新的功能。

1.2機電一體化的設計

目前,國內外學者在機電一體化的設計方面已經進行了大量研究工作,按照研究方向可以將機電一體化設計分為三大類。1)側重于概念設計過程和相關軟件的研究。機電一體化的概念提出后,國外大量學者進行了大量嘗試。如德國的R.Iserrmann教授及其團隊以機電一體化的控制系統為核心進行了嘗試,但缺乏驅動器、傳感器和機械部分的融合,難以達到機電一體化的完善設計。JurgenGausemeier教授團隊進行以半規則式計算機語言為核心的機電一體化設計,但并未實現理想的機電一體化系統。法國的PSA所進行了以機電一體化模型庫為核心的設計,通過模型庫的查找和存儲簡化機電一體化的設計,但并未達到理想效果。英國的Lancaster大學嘗試了以鍵合圖理論、方框圖為基礎的功能模塊的混合建模,但主要以機電一體化的控制為主,執行構件部分研究又不夠深入。在國內,機電一體化的起步較晚,但經過大量專家學者的不懈努力也取得了豐碩的成果[2]。如上海交通大學的鄒慧君教授將機電一體化的主要研究對象轉向以實現運動功能為主,并對系統方案設計進行深入研究,實現了較為理想的功能求解模型。山東大學的黃克正團隊以功能分析和重構理論為設計基礎,提出了機電一體化概念系統的過程模型。華中科技大學的楊家軍團隊以機械運動方案和傳感器設計為研究基礎,加之計算機系統的輔助功能,完成了機電一體化系統的設計。2)側重于開發過程的研究。主要代表是德國工程師協會2004年的VDI2206系統,其設計過程如圖1所示,根據用戶需求提供系統設計(面向領域的設計),包括機械領域、電氣領域和信息領域,在完成系統集成后再通過系統設計的驗證,最終得到客戶需要的產品。但這種機電一體化的設計僅提供了一個設計思路,缺乏具體的設計過程。3)協同仿真技術。仿真技術在20世紀初期開始應用于其他領域,在20世紀末被引入機電一體化領域,目前國內外學者就機電一體化的機電仿真技術已經開展了大量的研究工作。在國外,VanBrussel和VanBeek開展了協同仿真的參數設計,解決了系統仿真參數的優化問題。荷蘭Twente大學的JobVanAmerongen教授及其團隊開展了機電一體化模型的仿真工作,實現了多領域機電一體化的仿真研究。在國內,鐘掘院士等[3]學者從機電系統耦合及各耦合參數間的關系入手對機電一體化系統進行研究,設計出系統功能優化的物理模型,該課題已經突破早期研究存在的難題,該研究方法在機電一體化系統研究方面十分深入,研究的重點是系統的后期設計。而李伯虎院士和清華大學熊光楞教授在協同仿真方面也開展了大量工作,開出了基于協同仿真技術的復雜產品。

2煤礦機電一體化技術的發展趨勢

近年來,全球制造業始終面臨著轉型升級和可持續發展的挑戰。2013年4月,德國開啟了“工業4.0”,即第四次工業革命。“工業4.0”主要包括兩個主題,即“智能工廠”與“智能生產”。我國機電一體化經過多年的發展和積累,機電一體化取得了巨大進步,但發展并不完善。因此,在2015年5月,我國了“中國制造2025”行動綱領[4]。該綱領提出在2025年之前邁入制造強國行列;在2035年以前,與中等制造強國的水平持平;在2049年,成為世界的制造強國。因此,煤礦機電一體化未來的發展進程必然與“工業4.0時代”和“中國制造2025”行動綱領存在一致性關系,所以筆者認為,未來煤礦機電一體化未來的發展趨勢主要有高度自動化、高度智能化、高度網絡化。

3機電一體化在煤礦中的應用現狀

1970年我國大同礦務局首先試驗自行設計的第一套綜合機械化采煤系統。到20世紀80年代,隨著國際綜合機械化采煤技術的發展,我國綜合機械化采煤也得到了空前的發展;到90年代中期,采、掘、機、運、通基本完成了機械化,大大提高了采煤效率,減少了煤炭災害的發生;進入本世紀后,我國礦業機電一體化又有了突破性的進展,完善的安全生產監控系統、大型固定采煤機械等在煤礦投入使用,但仍與世界先進的采煤機電一體化存在差距。

3.1液壓支架電液控制系統

相比西方發達國家,我們在液壓支架電液控制系統的研究較晚。1995年第一臺自主研制的液壓支架電液控制系統至今,出現了不同型號的多種電液控制系統液壓支架,但實際國產的液壓支架電液控制系統在國內煤礦的應用仍不太樂觀,目前礦井綜采工作面采用的液壓支架電液控制系統仍以國外的設備為主,部分軟弱頂板支護采用的單體液壓支架系統也存在類似的情況。這一方面是由于國產的液壓支架電液控制系統未能突破技術瓶頸,而國外的液壓支架電液控制系統(以美國和德國為主)具有完善的故障診斷預警裝置,可實現液壓支架與采煤機、刮板機聯動和遠程控制。

3.2電牽引采煤機

國內電牽引采煤機的研制工作從20世紀80年代末期開始,經歷了近十年的研究才取得了突破性的進展,目前電牽引采煤機也是煤礦機電一體化的重點研究方向。國內比較先進的電牽引采煤機包括山東能源機械集團公司研發的MG150/345-WOK交流電牽引采煤機和太原礦山機器集團有限公司研發的MGTY307/10-1.1D電牽引采煤機。這兩種采煤機目前都能實現1.8m以上的薄煤層開采,同時可以完成煤層傾角在25°以下的綜合機械化開采工作。我國電牽引采煤機的發展大大加快了我國煤炭機電一體化的發展。但目前煤礦機電一體化(機械化)率約70%,而綜采率僅為40%,對比世界國家發達國家超過80%的綜采率,仍存在很大的發展空間。目前電牽引采煤機具有的優勢有:①牽引特性較好,世界先進的電牽引和液壓牽引技術都具有良好的調速特性,但國內的液壓牽引系統穩定性不如電牽引系統,因此采用電牽引可以有效地保證電牽引采煤機的牽引特性;②機械傳動效率高(>90%);③牽引力可以滿足大傾角煤層開采;④工作可靠性高;⑤易于實現微機自動控制;⑥機械傳動和結構較簡單。

4結語

本文對國內外機電一體技術的研究現狀進行了分析,特別指出了煤礦機電一體化技術的發展趨勢和目前機電一體化在煤礦中的應用現狀。目前在煤礦中機電一體化技術主要應用在液壓支架電液控制系統、電牽引采煤機、煤礦安全控制系統等,而隨著“工業4.0”時代的開啟,以及我國了“中國制造2025”行動綱領,筆者認為未來煤礦機電一體化未來的發展趨勢主要有高度自動化、高度智能化、高度網絡化。

參考文獻:

[1]王成龍.復雜機電系統統一建模與仿真技術研究[D].青島:山東科技大學,2010.

[2]鄒慧君,廖武,郭為忠,等.機電一體化系統概念設計的基本原理[J].機械設計與研究,1999(3):14-17.

[3]鐘掘,胡志剛.基于耦合問題的多智能主體協作模型[J].中南大學學報:自然科學版,1998(2):165-168.

第3篇

關鍵詞:機電一體化;機械工程;發展

機械工程不僅僅是工業領域有關,其與醫學的發展也存在著密切的聯系,醫院中的各類醫學設備都屬機械工程的范疇,所以在機械工程中應用機電一體化具有一定程度上的必要性。具體的說,傳統機械工程受到應用條件的限制,無論是在工作質量方面還是在工作效率方面都無法滿足現實需求,不利于醫學等行業的發展,而機電一體化作為機械工程當中的主要控制系統,其存在著多種先進的技術,能提升機械工程的工作效率,保證機械工程的工作質量,同時還可以節省成本,避免資源的浪費。據此,本文對機電一體化系統在機械工程中的實際應用問題進行分析,希望能夠為機電一體化在現實中的發展打下堅實的基礎。

1機電一體化的概念

想要對整體問題進行分析,就必須要在一定程度上對機電一體化的概念進行明確。所謂機電一體化主要就是科學技術與機械工程結合的機械知識體系,作為一門具備創新意義的新興學科,機電一體化不僅僅包括著電子信息技術,還具備數據應用功能,能夠為機械工程未來的發展打下堅實的基礎。在國家經濟持續發展的背景下,機電一體化也成為了提升機械工程工作效率的重要手段,由此可見,機電一體化的實踐價值較為明顯,通過機械系統與微電子系統的相互融合,能實現對機械進行控制的目的,以軟件控制機械,這一技術也適合在醫學等領域中進行應用。以上所述,基本就是機電一體化的概念。

2機電一體化系統在機械工程中的實際應用研究

2.1機電一體化系統中控制技術在機械工程中的實際應用

在機電一體化系統中存在控制技術,在沒有對控制技術進行應用時,需要依靠相關的工作人員對工程的控制點進行判斷,不僅效率較低,同時也無法達到應用的精度,為了對這個問題進行解決,進一步的完善機電一體化系統,相關人士根據具體的工程特點對控制技術進行了完善,使其具備了自動化的特征,較好的解放了人力,提升了效率,無論是在效率控制的相關問題上還是在速度控制的問題上,技術的具體應用精度都得到了提高??刂萍夹g具備自動化特征,與機電一體化技術的關系十分密切,想要提升機電一體化技術的效果就必須要對控制技術進行應用,而從目前的實踐應用情況來看,雖然控制技術已經得到了完善,但仍然還存在著一些問題需要解決,所以相關人士應持續優化控制技術,充分發揮機電一體化系統的價值,詮釋機電一體化系統的作用,保證整體系統都具備自動化的特征,更好的提升控制機械的效率[1]。例如目前一些三甲醫院已經開始通過自動化機械為患者送藥,說明機電一體化系統中的控制技術水平正在不斷的提升。

2.2機電一體化系統中信息處理技術在機械工程中的實際應用

在機電一體化系統中存在信息處理技術,這也是機電一體化系統中最具應用難度的技術類別之一,目前在對信息處理技術進行應用的過程中還存在著一些問題,需要專業人士對其進行不斷的研究,提升機電一體化系統的應用效率。除此之外,在機電一體化系統當中最關鍵的技術基本就是信息處理,該技術還存在著很大的發展潛力,不僅僅會影響到機電一體化系統對數據進行分析的效果,還決定著機電一體化系統對信息進行處理的效率,尤其是在機械工作當中,信息處理技術決定著機電一體化系統的具體表現。所以,相關人士應在對機電一體化系統進行應用的過程中充分重視信息處理技術,減少一切的干擾因素,避免外界因素對其穩定性進行影響,另外還應該注意信息處理過程中的一些細節,針對其應用特點對使用標準進行確定,及時處理相關故障。

2.3機電一體化系統中檢測傳感技術在機械工程中的實際應用

在機電一體化系統中存在檢測傳感技術,檢測傳感技術的重要性相比較于信息處理技術雖然較為遜色,但仍然需要在機械工程當中進行合理應用,檢測傳感技術的靈敏度較高,精度較強,想要對其進行應用具有一定難度,由于機電一體化系統中存在著很多的傳感器,所以檢測傳感技術能夠通過傳感器實現人類感受器官的相關功能,通過對該技術進行應用,不僅僅可在各個方面發揮作用,同時也具備著全面的功能,可解決機電一體化系統應用過程中存在的問題,進一步發揮機電一體化系統的作用,豐富機電一體化系統的功能[2]。機電一體化系統中的傳感技術對質量的要求較高,所以相關人員也需要對機電一體化系統進行完善,確保其應用效果在現實情況中能夠持續提升。

3機電一體化系統在機械工程中的未來應用方向

在機械工程中,機電一體化系統的未來應用方向如下:想要持續提升機械工程的穩定性并促進其發展,就必須要合理的應用機電一體化系統,而在對其進行應用的過程中,需要不斷完善機電一體化系統的功能,提升機電一體化系統的運行效率,簡化機電一體化系統的基本流程,為機械工程的發展打下堅實的基礎。除此之外,相關人士需要注意一點,雖然在機械工程中機電一體化系統存在著發展潛力,但是想要確保發展過程中不出現較為嚴重的問題,減少相關的損失,就必須要根據機電一體化系統的實際情況不斷加強設計水平,使其具備智能化的特點。在未來的發展中,機電一體化系統必須要具備智能化的特點,只有如此才能夠通過機電一體化系統對機械工程未來的發展方向進行引導。在我國科技水平已然較強的情況下,很多具備智能化特征的機器都已經融入到了各行各業當中,所以機電一體化系統需要在此背景下持續進行發展,相關人士也該將多種不同的智能技術融入到機電一體化系統當中。除此之外,在人們的環保意識水平已經得到提升的背景下,在經濟發展的同時很多人都開始注意環保問題,這也要求機械工程在對機電一體化系統進行應用的過程中必須要融入環保理念理念,減少對資源、能源的消耗,避免對人們的生活環境產生影響。由于傳統工業的發展會影響人們賴以生存的環境,所以在機電一體化系統的未來發展中,融入綠色環保理念十分必要,這也有利于對工作效率機芯提升并落實我國的生態環境保護政策[3]。具體的說,在機械工程中對機電一體化系統進行應用,需要整理相關的廢料,并爭取對廢料進行利用、回收,不僅僅可以提升經濟收入,避免資源的浪費,還可以減少對環境的影響,豐富機電一體化系統的功能。

第4篇

關鍵詞:機電一體化;發展趨勢;應用分析;

1 機電一體化概述

日本企業界在1970年左右最早提出“機電一體化技術”這一概念,它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞,取名為“Mechatronics”,意思是機械技術和電子技術的有機結合,機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,目前正向光機電一體化技術方向發展,應用范圍愈來愈廣泛。

2 機電一體化的發展現狀

機電一體化的發展總共經歷了3個階段。上世紀60年代以前是機電一體化發展第一階段(初級階段)。這個時期,人們主要利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。第二個階段是上世紀70-80年代(快速發展階段)。這一時期計算機技術、控制技術、通信技術都得到了快速發展,為后來的機電一體化發展奠定了技術基礎。而大規模、超大規模集成電路與微型計算機的迅猛發展,則為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。第三階段則是上世紀90年代后期至今,這一階段機電一體化技術開始向智能化方向邁進,進入深入發展時期。此時光學、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。我國則是從上世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。

3 機電一體化技術的應用

(一)機床數控領域

機電一體化在數控機床領域的發展已經有40年的歷史,在技術領域有了進一步的提高,無論是在結構上功能上還是在操作上都發展的比較完善。類型具有總線式、模塊化、緊湊型的結構,在開放性設計中,這種設計硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性的,可以大大提高用戶的使用效益和智能化的。在機電一體化的系統研究中分出多級的網絡,這樣能使復雜加工系統的作業能力的運行。

(二)計算機集成制造系統的領域及工業機器人

計算機系統的組合不是分散的子系統的組合,它是由全局的實踐總結出最優的系統的組合,它需要各個部門加強溝通,圍繞制造展開工作。當產品的集成度越高,就能夠使各個生產要素間的配置更加合理和完善。工業機器人首先出現的是不夠靈活的半機器人,它根據示范的動作進行重復的運動,在工作中,不會考慮工作環境和作業對象的變化。而現代的機器人,里面裝有不同的傳感元件,機器人可以作業環境和對象做出簡單的信息判斷,并能做出簡單的分析。這是機電一體化發展的新成果,也是其發展的前景所在。

4 機電一體化技術的發展方向分析

機電一體化是機械工業發展的進步的表現,近年來,機電一體化在國內外都有了全新的發展,并且廣泛的被人們用于各個行業,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。進入21世紀機電一體化技術將向以下幾個方向發展。

(一)機電一體化發展的智能化、數字化趨勢

首先機電一體化發展的智能化趨勢。機電一體化的發展打破了傳統機械自動化或者半自動化的局面,實現了智能化,這也是今后機電一體化的重要發展方向。嵌入式智能控制的算法運用,使機電一體化的產品發展為智能化,是模擬人腦的人工智能的產品,它可以根據系統的設置來做出判斷以及決策,可以取代人們的部分腦力勞動。其次機電一體化發展的數字化趨勢。奠定機電產品數字化的基礎是微控制器及其發展(如不斷發展的數控機床和機器人);而計算機網絡的迅速崛起則為數字化設計與制造鋪平了道路(如虛擬設計、計算機集成制造等);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。

(二)機電一體化發展的網絡化趨勢

網絡技術在20世紀90年代異軍突起,其興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育以及人們的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。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成計算機為中心的計算機集成家電系統(CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

(三)機電一體化發展的微型化、模塊化趨勢

首先機電一體化將向微型化方向發展。機電一體化產品生產的廠家很多,但是如果統一開發標準機械、電氣、動力等方面的機電一體化產品并不是一件容易的事情,制定統一的標準,才能使各部件、單元匹配成功。機電一體化的生產商也可以根據自己產品的需要或者國外最新的產品的模型來進行創新,更新換代自己的產品,并不斷地擴大生產規模,使機電一體化的發展走向正規化和統一化。其次機電一體化將向微型化方向發展。在20世紀80年代末機電一體化向微型機器和微觀領域發展。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t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。

(四)機電一體化發展的綠色化、系統化趨勢

首先機電一體化發展的綠色化趨勢。所謂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。工業經濟給人們生活帶來了巨大變化。在人民物質豐富、生活舒適的同時資源卻在減少,生態環境在不斷惡化。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。其次機電一體化發展的系統化趨勢。系統具有隨時分解組合的功能,這種功能實現了多子系統互相調和以及整合的需要,機電一體化的系統功能,不但運用在通信系統以外,還運用在遠程通訊以及互聯網系統,局域網也慢慢的采用。機電一體化在系統方面未來的發展,是會越來越考慮人的因素,模擬人的智能的,甚至可以模擬生物的結構來發展。

第5篇

關鍵詞:機電一體化; 技術; 現狀; 發展趨勢

1.機電一體化技術的概述

到目前為止,機電一體化技術已經發展為一個具有完整體系的新興學科。所謂的機電一體化指的是機械技術、計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術以及系統技術等結合在一起的技術總稱。

首先,機械技術。機電一體化技術的基礎就是機械技術,如何同機電一體化技術相適應是其著眼點,利用高新技術對機械技術進行改善,變更其結構、材料以及性能,從而使其重量減小、體積縮小、精度和剛度有所提高以及性能得到改善。

其次,計算機與信息技術。計算機信息處理技術之中包含很多個方面:信息交換、存取、運算、判斷以及決策,專家系統技術,精神網絡技術以及專家系統技術。

第三,自動控制技術。其中高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、不成、再現和檢索都包含在自動控制技術當中。

第四,系統技術。所謂的系統技術就是指利用整體概念,將各種先關技術進行組織和應用,以全局角度和系統目標進行出發,把總體分接成為相互關聯的多個功能單位。系統技術中最為重要的一個方面是借口技術,這種技術能夠保證系統的各個部分進行有機的鏈接。

第五,傳感檢測技術。系統的感受器官就是傳感檢測技術,它能夠對自動控制和自動調節進行有效的實現。系統的自動化程序同它的功能成正比。為了保證機電一體化系統達到較高的水平,因該將傳感器的能力進行提高,要求其獲取信息時能夠更加快速和精確,并且能夠經受得住嚴酷的環境考驗。

2.機電一體化技術的應用現狀

日本是最早提出機電一體化這個概念的國家。在九十年代末,第一屆機電一體化的國際性學術會議在日本召開之后,機電一體化技術的發展和產品的開發得到了各國政府的重視。當前,機電一體化的技術發展和相關產品的開發較為迅速的兩個國家是美國和日本。職能傳感器、人工智能工業機器人、柔性制造系統、細微加工技術以及光電一體化技術是當前機電一體化技術研究的重點方面。

在我國,對機電一體化的研究與運用的時間相對較晚,為了將同美、日等國家這方面研究的差距減少,近些年來,我國對機電一體化技術的研究投入了當量的資金。而且機電一體化技術也得到了國務院的極大的重視,為此,國家還成立了專門的機電一體化研究小組進行機電一體化技術的研究。為了滿足對社會發展對相關人才的需求,近年來,很多大專院校在校內成立的機電一體化專業,培養了大量的機電一體化技術人才。經過多年的努力,很多研究機構和大中型企業在機電一體化技術方面取得了重大的進展。

一般來講,機電一體化技術得到普遍應用的領域是機械制造業。近些年來,在數控機床的自主生產方面,我國已經取得了重大的突破,其年產數控系統的能力已經達到了年產三千套以上。在機電一體化技術的精度方面,數控機床的生產已經可以達到適當的精工精度。而在工業機器人的軟件設計和編程等關鍵領域,我國也已經取得了巨大的技術進步。當前,在工業機器人行業,全國產的機器人已經占到了三成以上。在計算機集成制造方面,我國的制造技術和制造理論已經得到了長足的發展,CIMS單元技術實驗室已經在多個地區進行了建立,各領域也正在展開著計算機集成制造技術的研究。除此之外,在光電一體化技術和微細加工技術方面,我國的機電一體化技術同樣也取得了令人驕傲的成績。

3.機電一體化技術的發展趨勢

3.1.智能化。

機電一體化同傳統的機械自動化有很大的區別,其最主要的區別就在于智能化,同時,新世紀中,機電一體化的發展方向也在于此。近些年來,處理速度不斷提高的處理器、高性能化的微機、集成化與智能化的傳感器系統,使得嵌入智能控制法的應用成為了現實,同時,也將機電一體化產品有力的推向了智能化的發展方向。智能機電一體化產品是指能夠模擬人類智慧,具有一定的判斷推理、邏輯思維和自主局端的能力。

3.2.微型化。

機電一體化科技含量最高的一個分支是微機電系統,這種產品泛指不到一立方米的產品。這種產品具有很多優勢,不僅體積小,而且動作靈活,在很多個領域都得會得到廣泛的應用:醫學、航空以及軍事方面。

3.3.綠色化。

工業的不斷發展,使得人們的生活得到了巨大的改變。從一方面來看,人們的生活由于機械化的生產而得到了更多的產品,使得物質豐富、生活更加舒適。但是,從另一個方面來看,資源不斷的減少,我們周圍的生態環境受到了極大的污染。因此,人們開始呼吁對環境進行保護,進而各種綠色產品應運而生,因此,進行綠色的機電一體化產品設計,具有遠大的發展前景。

3.4.網絡化。

當今時代,計算機技術的不斷發展,使得網絡技術得到了普及,這機電一體化技術的發展產生了重大的影響?,F在,在日常的生活中,隨處可見基于網絡的遠程控制技術和監控技術的應用。因此,我們可以預想到,利用家庭網絡,將各種家用電器連接成以計算機為中心得計算機集成家電系統將進入人們的生活當中。從這方面來看,網絡化是機電一體化發展的一個方向。

3.5.系統化。

系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構是系統化的一個表現特征。另一個表現特征是通信功能會極大的增強,能夠將遠程和系統通信聯網的需要的局部網絡已經被實現。在將來,機電一體化會將產品與人的關系予以更大的重視。與此同時,還將根據一些生物的優良結構來進行新型機體的制造,從而使機電一體化能夠向生物系統化的方向發展。

4.結語:

總而言之,機電一體化,這個多種科學技術發展的結晶,會對社會生產力的發展產生巨大的影響。并且,隨著科學技術的不斷發展,它將同其他的各項技術相互融合,得到更加廣闊的發展。

參考文獻:

[1] 吳立. 對機電一體化技術發展趨勢的探討[J]. 科協論壇(下半月). 2007(04)

[2] 潘麗霞. 論機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J]. 山西科技. 2010(04)

[3] 張翠梅. 機電一體化技術現狀和發展趨勢[J]. 黑龍江科技信息. 2010(04)

作者簡介:

第6篇

[關鍵詞]機電一體化;煤礦機械;應用

機電一體化是集信息技術、電子技術、機械技術于一體的一門學科。隨著機電一體化在中國煤礦機械中的廣泛運用,不僅提高了企業的綜合競爭力,也提高了煤礦企業的生產效率。機電一體化在煤礦中大大的提高了煤礦的產量,增加了我國的經濟收入,降低了開采煤礦的成本,同時機電一體化的應用改善了煤礦人的工作方式,減輕他們的壓力和工作量。但是,中國的機電一體化與國外還存在一定的差異,對機電一體化的研究還需要很多時間,也需要面臨很多的問題。

1機電一體化的概念

機電一體化,從科學的角度來看就是指利用計算機軟件對機械進行智能化的管理過程,實現機械的智能化技術。從結構的角度來看,機電一體化具有智能化、多功能化的特點。機電一體化能夠針對煤炭機械進行故障檢測,也可以對發電系統等等實現動態監控,一旦出現故障能夠實現自動報警,實現了企業的自動化管理,也提高了企業的生產效率。

2機電一體化在煤礦機械中的應用價值分析

機電一體化在這個飛速發展的中國來說,是時展的要求。將煤礦事業的工作環境、工作安全性、工作的效率實現信息化是中國煤礦發展的必要要求。在西方國家,這已經實現機電一體化的信息化技術了,并且已經發展成熟起來,在煤礦企業的發展中已經變得無可取代,顯著提高了企業管理與技術水平。

2.1機電一體化顯著提高企業生產效率

相比較國外的發展,我國的機械化存在很多的問題,在生產效率上一直都是最大的問題,生產效率不提高起來,企業就會落后,最后煤礦事業將走向下坡路。我國的煤礦企業工作環境差、工人的工作時間長、安全問題差,這些問題的存在,嚴重的影響我國的煤礦企業,阻礙我國煤礦事業的發展。但是,機電一體化的產生,提高了機電一體化的生產效率,降低了企業的生產成本,提高企業的綜合實力,在與國內、國外的競爭中,仍然占據優勢。

2.2機電一體化提高企業的綜合效益

機電一體化的產生及運用,可以提高國家的安全效益和綜合效益。傳統的煤礦企業的工作環境是粉塵多、陰冷、潮濕的,嚴重的影響工人的生活環境的身體健康,更直接威脅到工人的生命安全。而在機電一體化的產生之后,企業能夠實現優化工作環境,粉塵會大大減少、工人的勞動強度小,大大提高了工作效率,也提高了企業工作環境的安全性。這樣一來,工作環境得到改善、安全性能提高,提高了生產效率,員工的收入也相應的得到提高,綜合影響但是當地的經濟收入,同時帶動國家經濟的增長。

3煤礦中機電一體化的具體應用

煤炭開采是企業煤礦發展的必然結果,在采煤機與機械煤礦的配合使用下,進一步的提高了煤礦事業的發展,在質量、數量上都得到大大的提高。在現階段,應用最多的就是電牽引采煤機,在實際的操作中,能夠很好的起到牽引的作用,并且在節省電、能源方面有很強的優勢。另外,電牽引的工作性能好、效率高、操作簡單,具備很強的適應性。提升機也是其中很重要的一個部分,數字化的交流實現高科技、高水平的技術,這種高技術的體現就是在安全性、操作上,提高了企業的生產效率,為企業獲取更多的利益。

4機電一體化在煤炭機械中的發展方向

4.1智能化的發展方向

隨著社會的進步,人們不僅僅對于生活、物質的要求越來越高,企業也對于智能化發展的要求越來越高。所以對于機電產品的要求就有了新的標準,需要機電產品能夠自主的辨別,實現自主決策的目的。在今天的發展中,人工智能已經得到很大的進步,逐步實現智能化的發展,為機電一體化的提高與發展開辟了新的方向。

4.2數字化、網絡化的發展方向

互聯網技術的開發與應用,實現機電產品的數字化制造,數字化制造可以幫助機電產品進行遠程操作、遠程監測、修復等等功能,這種遠程化的控制幫助人們隨時隨地享受網絡技術帶來的優勢。數字化的發展還朝著人性化的發展進行,各種機電設備的最終目的就是實現人性化的發展,更好的為人們服務。機電一體化不僅需要完善其功能,也需要在造型上讓廣大民眾滿意,符合人們的生活習慣。

5結語

機電一體化是社會進步發展的必然產物,是帶動人類社會進步的驅動力、機電一體化在煤礦企業中的發展,帶動企業的改革創新,為企業帶來更多的收益,也為更多的工人創造更多的收益,實現互贏的狀態。機電一體化保障機電的智能化、安全性、操作簡便,擴大了機電的應用范圍,保障機電設備的有效應用,同時也保障煤礦企業的健康及有序發展。

[參考文獻]

[1]蘆景英.關于機電一體化技術在煤礦機械中的應用探究[J].科技創新導報,2012.

[2]徐雷.論煤礦機電一體化技術在煤礦機械中的應用[J].機械管理開發,2016.

[3]趙大友,王敏,徐剛.網絡信息資源在煤礦機電管理中的應用[J].山東煤炭科技,2010.

第7篇

[關鍵詞]機電一體化;煤礦機械;應用

機電一體化是集信息技術、電子技術、機械技術于一體的一門學科。隨著機電一體化在中國煤礦機械中的廣泛運用,不僅提高了企業的綜合競爭力,也提高了煤礦企業的生產效率。機電一體化在煤礦中大大的提高了煤礦的產量,增加了我國的經濟收入,降低了開采煤礦的成本,同時機電一體化的應用改善了煤礦人的工作方式,減輕他們的壓力和工作量。但是,中國的機電一體化與國外還存在一定的差異,對機電一體化的研究還需要很多時間,也需要面臨很多的問題。

1機電一體化的概念

機電一體化,從科學的角度來看就是指利用計算機軟件對機械進行智能化的管理過程,實現機械的智能化技術。從結構的角度來看,機電一體化具有智能化、多功能化的特點。機電一體化能夠針對煤炭機械進行故障檢測,也可以對發電系統等等實現動態監控,一旦出現故障能夠實現自動報警,實現了企業的自動化管理,也提高了企業的生產效率。

2機電一體化在煤礦機械中的應用價值分析

機電一體化在這個飛速發展的中國來說,是時展的要求。將煤礦事業的工作環境、工作安全性、工作的效率實現信息化是中國煤礦發展的必要要求。在西方國家,這已經實現機電一體化的信息化技術了,并且已經發展成熟起來,在煤礦企業的發展中已經變得無可取代,顯著提高了企業管理與技術水平。

2.1機電一體化顯著提高

企業生產效率相比較國外的發展,我國的機械化存在很多的問題,在生產效率上一直都是最大的問題,生產效率不提高起來,企業就會落后,最后煤礦事業將走向下坡路。我國的煤礦企業工作環境差、工人的工作時間長、安全問題差,這些問題的存在,嚴重的影響我國的煤礦企業,阻礙我國煤礦事業的發展。但是,機電一體化的產生,提高了機電一體化的生產效率,降低了企業的生產成本,提高企業的綜合實力,在與國內、國外的競爭中,仍然占據優勢。

2.2機電一體化提高企業的綜合效益

機電一體化的產生及運用,可以提高國家的安全效益和綜合效益。傳統的煤礦企業的工作環境是粉塵多、陰冷、潮濕的,嚴重的影響工人的生活環境的身體健康,更直接威脅到工人的生命安全。而在機電一體化的產生之后,企業能夠實現優化工作環境,粉塵會大大減少、工人的勞動強度小,大大提高了工作效率,也提高了企業工作環境的安全性。這樣一來,工作環境得到改善、安全性能提高,提高了生產效率,員工的收入也相應的得到提高,綜合影響但是當地的經濟收入,同時帶動國家經濟的增長。

3煤礦中機電一體化的具體應用

煤炭開采是企業煤礦發展的必然結果,在采煤機與機械煤礦的配合使用下,進一步的提高了煤礦事業的發展,在質量、數量上都得到大大的提高。在現階段,應用最多的就是電牽引采煤機,在實際的操作中,能夠很好的起到牽引的作用,并且在節省電、能源方面有很強的優勢。另外,電牽引的工作性能好、效率高、操作簡單,具備很強的適應性。提升機也是其中很重要的一個部分,數字化的交流實現高科技、高水平的技術,這種高技術的體現就是在安全性、操作上,提高了企業的生產效率,為企業獲取更多的利益。

4機電一體化在煤炭機械中的發展方向

4.1智能化的發展方向

隨著社會的進步,人們不僅僅對于生活、物質的要求越來越高,企業也對于智能化發展的要求越來越高。所以對于機電產品的要求就有了新的標準,需要機電產品能夠自主的辨別,實現自主決策的目的。在今天的發展中,人工智能已經得到很大的進步,逐步實現智能化的發展,為機電一體化的提高與發展開辟了新的方向。

4.2數字化、網絡化的發展方向

互聯網技術的開發與應用,實現機電產品的數字化制造,數字化制造可以幫助機電產品進行遠程操作、遠程監測、修復等等功能,這種遠程化的控制幫助人們隨時隨地享受網絡技術帶來的優勢。數字化的發展還朝著人性化的發展進行,各種機電設備的最終目的就是實現人性化的發展,更好的為人們服務。機電一體化不僅需要完善其功能,也需要在造型上讓廣大民眾滿意,符合人們的生活習慣。

5結語

機電一體化是社會進步發展的必然產物,是帶動人類社會進步的驅動力、機電一體化在煤礦企業中的發展,帶動企業的改革創新,為企業帶來更多的收益,也為更多的工人創造更多的收益,實現互贏的狀態。機電一體化保障機電的智能化、安全性、操作簡便,擴大了機電的應用范圍,保障機電設備的有效應用,同時也保障煤礦企業的健康及有序發展。

[參考文獻]

[1]蘆景英.關于機電一體化技術在煤礦機械中的應用探究[J].科技創新導報,2012.

[2]徐雷.論煤礦機電一體化技術在煤礦機械中的應用[J].機械管理開發,2016.

[3]趙大友,王敏,徐剛.網絡信息資源在煤礦機電管理中的應用[J].山東煤炭科技,2010.

第8篇

關鍵詞:機電一體化;電子技術;自動控制;發展趨勢

Abstract: in the field of mechanical engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development.

Keywords: mechanical and electrical integration; Electronic technology; Automatic control; Development trend

中圖分類號:U415.6 文獻標識碼:A文章編號:

1、概要

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理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己成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,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加自動檢測、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,己經開發的產品也無法大量推廣。

20 世紀70 ~80 年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎這個時期的特點是:mechatronics 一詞首先在日本被普遍接受,大約到20 世紀80 年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認,機電一體化技術和產品得到了極大發展,各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

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,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角,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。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,為機電一體化技術的發展開辟了廣闊天地。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入“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,并取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。3、機電一體化的關鍵技術 機電一體化技術是一個技術群體的總稱。其關鍵技術有:傳感與檢測技術信息處理技術、先進制造技術、伺服驅動技術、自動控制技術、系統總體技術等。 3.1傳感與檢測技術傳感與檢測技術關鍵元件就是傳感器。傳感器是整個機電一體化系統(或產品)的環境接口,是自動化、信息化以及智能化應用和發展的關鍵技術。傳感器的水映了一個國家的科技發達程度,特別是新型高科技傳感器的研究和開發世界各國都非常重視,比如多功能集成傳感器、智能傳感器、仿生傳感器等。多功能集成傳感器就是具有“一器多感”技術特點的傳感器。智能傳感器就是帶有微處理器的,具有信息自我處理功能的傳感器。仿生傳感器就是模擬人的感覺器官的傳感器,是機器人技術發展的核心。3.2信息處理技術信息處理技術包括信息的交換、傳遞、存儲和處理,主要工具就是計算機。計算機及信息處理系統是整個系統(或產品)的信息處理中心,充分利用計算機超強的信息處理能力以及豐富的軟件資源,增強了系統的功能,提高了系統的柔性、可靠性,使系統具有了一定的智能。3.3 先進制造技術先進制造技術是機電一體化發展的必然產物,是機電一體化技術的基礎。先進制造技術保障系統(或產品)構造功能的最優化。先進制造技術采用具有柔性操作的先進制造設備:機械加工中心、機床、工業機器人等機電一體化產品,實行先進的組織管理,組成柔性制造單元和柔性制造系統,提高制造作業及制造系統的柔性和生產率,以滿足機電一體化系統(或產品)的需要,滿足社會發展的需要。 3.4 伺服驅動技術 伺服驅動技術是系統直接執行操作的技術,其目的是從動力學角度分析系統行為,保證系統整體運行的最優化。伺服驅動裝置包括電動、氣動、液壓等各種類型,按照控制指令將電信號轉換成流體能或機械能驅動運功機構,對整個系統的動態特性、控制質量和功能具有決定性的影響。 3.5自動控制技術自動控制技術是在自動控制原理的指導下,結合計算機技術對具體的控制裝置和控制系統進行設計、仿真、調試,最終實現機電一體化系統的整體性能最優化20 世紀80 年代以來,如模糊控制,專家系統和人工神經元網絡等人工智能控制技術,得到快速發展并被廣泛應用。 3.6 系統總體技術系統總體技術包括系統的總體設計和接口技術,是用跨學科的思維能力來進行綜合集成的技術。系統總體設計是以系統整體的概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將系統整體分解成相互聯系的若干功能單元,再對功能單元進行二次分解,最終確定一個可行的技術方案。接口技術的實質是機械技術和電子技術的具體應用,是各要素或子系統之間的聯系條件。在某種意義上說,機電一體化系統設計歸根結底就是接口設計。

4、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此,機電一體化的主要發展方向如下:4.1智能化智能化就是要求機電產品具有一定的智能,使其具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。如果人類社會的發展和進步體現在人腦的智能上,那么機電一體化的發展和進步就體現在其產品的智能上。智能化是機電一體化技術與傳統自動化技術的主要區別之一,也是21 世紀機電一體化技術發展的主要方向。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和發展,為機電一體化技術的發展開辟了廣闊天地。4.2 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?;瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

4.3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、教育等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,利用現場總線和局域網技術使家用電器網絡化己成大勢,家庭網絡(h o menet )就是將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系(compute , Integrated Appliancesystem , CIAS) , 使人們在家里享受科技帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。4.4 微型化微型化是指機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電一體化(Micro Mechatronics)是機電一體化的一個重要分支,國外稱其微型電子機械系統 (Micro Electro MechanicalSystems).它泛指幾何尺寸不超過1cm 的機電一體化產品,并向著微米、納米級發展。采用精細加工技術加工生產微機電一體化產品,其體積小、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。4.5集成化機電一體化的集成是從全局角度和系統目標出發,將總體功能分解成相互有機聯系的若干子功能,再將系統分解成若干個功能單一的功能單元,然后通過軟、硬件將各個功能單元有機地聯系起來,使其性能最優功能最強。集成是機電一體化發展的內在動力,它是一種創新性的過程,正是由于這種創新性,將機、電、信息、控制等各種相關技術有機結合,實現系統整體最優,促使機電一體化領域的不斷拓展。4.6 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,研制各種機電一體化產品。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。

4.7 人性化

機電一體化產品的使用對象和服務對象都是人。所以對于未來的機電一體化產品,一方面必須加強它們與生命機體的相似性,給產品賦予人的智能、情感和人性;另一方面充分協調產品與人和環境的關系,使產品更關注人的生理、心理特性和極限,更適宜人的使用與操作。 4.8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服廢后能回收利用。

5、結束語