机电一体化的定义精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇机电一体化的定义，期待它们能激发您的灵感。

篇1

随着近年来科技水平的迅猛发展，使得工业生产方面得到了相应的推动。机电一体化的出现，工业生产的效率被不断的提升。工业生产进步，促进了我国经济的发展。同时随着现代化的发展进程逐渐的加快，也使得我国的工业生产设备更具现代性。因此，对于机电一体化精准定位装置和控制系统的研究，能够有效的推动我国工业的发展。

1.机电一体化发展状况

机电一体在发展进程当中起源于发达国家日本。随着世界经济不断融合和相互之间的交流逐渐的密切。使得机电一体化逐渐的在世界各个国家的工业生产当中崭露头角。机电一体化的发展进程主要的分为三个阶段：第一阶段，指的是在二十世纪的初期阶段，电子技术的不断的发展，使得其在机械生产当中具有一定的作用，更是由于当时战时需求的推动。使得电子技术在机械生产当中受到相应的重视。但是由于当时的科技水平，电子技术在机械生产当中的应用还是会受到一定程度的影响，使得其不能大量推广。第二个阶段是二十世纪中后期阶段，机电技术得到了进一步的发展。同时这一阶段当中出现的控制技术和计算机通讯技术为机电一体化的快速发展奠定了一定的基础，推动了机电一体化的发展。同时这项技术被广泛的认可，使得其得到了良好的市场发展环境。第三阶段，二十世纪后期是所谓的第三阶段，现阶段的生产技术已经被不断的应用，并开辟出机电一体化的智能化耳朵舞台，使得机电一体化得到了良好的发展。

2.机电一体化精确定位装置研究

机电一体化精准定位装置的研究对于机电一体化的发展有着重要的意义，在实际的发展进程当中，其主要装置包括机械结构设计以及电控部分的设计。下面对着两个部分进行相应的研究。

2.1.机电一体化精确定位装置机械结构的研究

对于精确定位装置，在使用的过程中，由于工程的性质不同，其装置的品种种类也相当繁多。在进行装置设置的过程中应该重视定位装置丝杆以及定位装置联轴器的设置。

2.1.1.定位装置丝杆设计

在定位丝杆的设计过程中选取的技术规格参数为：工程行程300毫米；快速进给速度每分钟10米；进给系统上总重为15千克；定位的精准度为0.015毫米；重复的定位精度为0.007毫米。

对于滚珠丝杆副的设计的那个中包含滚珠丝杆副载荷以及滚珠丝杠副的主要参数。在滚珠丝杆副载荷的设计过程中，通过相应的公式能够得出最大最小载荷以及变动负载和。通过这几个因素的计算和研究，能够得出精准的载荷，确保定位装置丝杆的设计准确性。

2.1.2.定位装置联轴器的设计

（1）能够实现在安装过程中出现的安装误差移位状况，避免产生相应的加载负荷。（2）能够有效的缓解时间轴在工作过程中扭转冲击。（3）改变在轴系的共振转速。（4）减少轴在扭转过程中的振动效果。在实际的联轴器的运用当中，通常使用梅花形弹性联轴器。联轴器与其他的联轴器相比具有以下的特点：（1）结构相对简单，径向尺寸小，重量较轻，适应于中高速场合。（2）工作稳定可靠并且具有良好的减震缓冲效果。（3）使用寿命较长，承载能力大，安全性和耐磨性能较高，能够促进设备的使用效率和使用时间。（4）后期的零件维护工作较少，避免相应的麻烦产生。（5）较大轴向，补偿能力强。

2.2.电控系统的设计

电控系统同样是整个系统当中的重要组成部分，在实际的设计过程中应该重视相应流程。在各项控制单元的设计和选择当中，其中可编辑逻辑程序控制器的设计和选型包含主模块应该选取三菱FX3U 64MT/Ds为主模块，其具有稳定性高等特点，适合在电控系统当中应用。在扩展单元当中应该重视定位模块的选择。同时对于步进电机的设计以及选型当中具有结构简单、性价比较高的特点，更便于维修。伺服电机的选型应该重视现实机电一体化的运行状况，根据相应情况选取Kinco步科生产的SMH60S 0040 30AAK 3LKH为根本模型。只有正确的进行选择，才能够使得机电一体化当中的精准定位装置能够正确运行。

3.机电一体化控制系统研究

3.1.产品

对于控制系统的研究应该从系统当中的零部件或者设备进行入手，零件的质量控制着系统的运行安全性能，任意组件出现问题对于整个系统的正常运行都会产生相应的影响。影响机电一体化的正常运行。

3.2.规定标准

相应的标准规定能够有效的控制系统运行的条件，比如温度、压力以及载荷相应的标准等约束条件。同时在操作当中应该按照相应的标准进行实际操作，确保系统的安全性。

3.3.规定时间

系统控制的过程中，超过一定的系统操作时间都会导致系统运行的可靠性出现危害。因此，时间上的差异也是造成控制系统问题的关键因素。应该确保时间的操作准确性[5]。

4.结论

综上所述，上述机电一体化当中的重要组成部分的准确研究，能够使得机电一体化不断的发展。在实际的生产当中被广泛使用，提升生产效率。在未来的发展进程当中应该重视机电一体化的更新和发展，促进我国工业生产的不断进步。

参考文献：

[1]徐章锁.基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术研究[D].西安电子科技大学，2013.

[2]罗贞平.机电一体化控制系统开放体系结构设计[J].中国高新技术企业，2011，10（09）：122 123.

[3]朱凤花.机电一体化控制系统开放体系结构设计[J].电子制作，2014，4（02）：240 241.

篇2

关键词：新会计制度；医院；资产管理

固定资产作为医院自身资产的一项重要的组成部分，应该对其进行资产管理力度的加强，以提高医院的资产利用率、确保其完整和安全，并能够发挥其真正作用，实现医院的固定资产能够保值增值。

一、固定资产的实际管理中存在的问题

1.管理水平较低，管理制度不完善

医院自身的固定资产的相关管理制度普遍存在着不完善的问题，尤其是在资产的处置、使用、配置环节上缺少必要的控制审批程序。日常对于固定资产的管理比较薄弱，其内部的相关管理机构不够完善，职责不清，人员不到位，使用部门同管理部门脱节，没有完善的约束机制。有很多医院虽然已经进行信息化的管理，但仅局限于简单的一些静态管理，很多数据都是经过人工录入，并不能满足医院的动态管理的需求。

2.资产存量不明确，账物不符

在其形式上进行分析，医院的设备、总务、财务等相关部门都建有实际的固定资产账目分类。有一些相关职能科室甚至还建立台账，但因其管理水平不够高，各个部门对于其固定资产的相关管理不到位，帐物、帐帐之间不能够相互衔接，有帐无物，有物无帐的情况频繁发生。例如医院在进行无偿调人和接受捐赠的固定资产时，经常不能及时入账，有时甚至不入账，存在着帐外资产。还有一些淘汰、报废、毁损等已经失去价值的资产不进行核销手续的办理，对资产进行虚列，对于资产也没有按照医院的规定进行及时的盘点清查，对于一些流动性的一些固定资产，不能够及时实行专科处理，从而造成医院的资产的丢失和损害等，使其自身资产账和物不符。

3.账目价值失真，核算方法不健全

现行的会计制度的规定，医院自身的固定资产不能够进行折旧，账面所进行反应的相关固资价值就是其构建医院固资的成本，与其真实的固定资产价值有着很大的差距。医院虽然可以按照相关规定来提取相关修购基金，但是该资金并不是依照实际的固资耗损提取的，其基金难免会有倒挂现象。综上原因使得医院自身的固资账目不断增高，与固资实际的价值差距越来越大。除此之外，医院的相关设备一般都是高新科技技术设备，其更新速度很快，但是医院在进行固资核算的时候不能够根据加速折旧方法，也不能够进行固资减值准备，使得医院的固定资产的实际账面信息失真。

二、强化固定资产管理的策略

1.完善固定资产相关管理制度

（1）医院根据其自身发展情况制定完善的固资管理制度

比如考核制度、奖惩制度、调出审批制度、报废、报损、管理固资档案制度、清查核对制度等，并根据实际发展不断的更新和完善，使得固资管理能够有章可循，从而更加适应新的形势发展。

（2）健全内部控制制度，加强审计监督

医院对于固资产生的实际的经济效益要经常进行检查审计和监督，提高医院固资的运营效益；对于医院的固定资产的收益率、维修率、完好率、使用率、分布等各个方面及时的进行考核，以预防国有资产出现流失，要保证医院固资的保值增值；并且实现财产管理部门、财会部门、使用科室建立“三帐一卡”制度，做到财产管理有卡有帐、财务部门有帐、使用科室有物有卡，从而保证帐实、帐卡、帐帐相符，从而建立起“公务使用登记卡”制度，相关工作人员在其工作岗位调离时，要先将该卡收回，再办理相关离职手续，以避免固资损坏和丢失的情况。

（3）要完善设备管理相关责任制

明确权限和责任，以确保不能够相容的工作岗位能够实现分离，由设备、总务、财务等相关部门来组建固资管理部门小组，使得各部门都有兼职或者专职人员来进行医院固资的管理，对其责任进行明确，分配至个人。设备科要对设备进行不定期或定期的维修、保养，并且对其使用情况进行考核。财务科要将其科室的相关资产的损毁、维修以及占用情况量化为具体的数据，并根据相关状况进行奖惩。

2.完善固资折旧核算方式

现代的科技发展、产品更新迅速，为了确保其相关医疗设备能够切实满足医院临床的需求，要对其投资成本快速的收回。要按照费用和收费互相配比的原则对医院的医疗设备采用加速折旧法，以此来确保医院能够有充足的资金进行设备更新。医院可以参考企业的固资折旧方式来进行折旧，并定期对固资进行计提资金减值准备，从而更加有利于反应医院固资真实价值。

3.加强信息化资产管理，提高资产的实际管理水平

伴随着科学技术的不断发展和进步，医院也渐渐将计算机管理引进其管理领域。医院可以创建固资信息管理体系，将平时的管理融入管理范围，通过计算机信息系统来将相关流程进一步固化。实现固资由人工管理到计算机管理的相关转变。

三、总结

对于医院的固定资产进行强化并不是一朝一夕的事情，需要医院各个部门的共同协作和配合，加强对其管理制度的完善和更新，并利用先进的网络科技加强其管理的多样性和先进性，从而使得医院的固定资产管理体系更加符合时展的需求。

参考文献：

[1]吴红伟 邓 军 李 青：浅析医院固定资产管理中的问题及其对策[J].价值工程，2012，（03）.

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关键词：智能控制；机电一体化系统；应用

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：

［1］田永利，邹慧君，郭为忠，等.基于DPAM-F的机电一体化系统广义执行机构子系统智能设计［J］.上海交通大学学报，2005(1)：66-70.

篇4

【关键词】机电一体化 汽车应用 电子技术

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：

[1]陶文坚，孙华，崔宣.机电一体化技术在汽车制动系统中的应用[J].机械管理开发，2012，06（36）：101-102.

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【关键词】机电一体化技术，应用，研究

第一章 绪论

1.1概述

进入80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而，“什么是机电一体化？”，‘呼机电一体化技术都包括那些特征？”，“机电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何？”等问题却很难令人回答，这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展，所采用的技术手段越来越先进，无法通过定义来界定其发展潜力；另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展，也无法通过定义来界定其应用范围。

第二章机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

2.1数字化。微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2.2智能化。即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

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

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

2.5？人性化。机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

第三章 机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

3.1智能化控制技术（IC）。由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢―――连铸―――轧钢综合调度系统、冷连轧等。

3.2分布式控制系统（DCS）。分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

3.3开放式控制系统（OCS）。开放控制系统（Open Control System）是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

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关键词：机电一体化；应用；现状；发展

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。

参考文献：

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关键词：机电一体化；技术；应用

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 18-0116-01

随着社会不断发展，科学技术广泛运用到各个领域，机电一体化这个名词不仅仅是理论，更被人们熟练运用到企业发展上。按照系统科学的观点，机电一体化又可称为机电一体化系统，它是集机械元件和电子元件为一体的复合系统。随着机电一体化的迅速发展，它主要结合了光学、电子学、计算机技术、机械技术等领域知识，使整个机电一体化系统变得柔性化、智能化。更加合理、高效，它大幅度地推动了整个工业的生产。对社会的不断进步具有深远的意义。

一、机电一体化技术主要运用领域

（一）在数控机床中的应用。传统数控机床及数控技术结构比较简单，性能低，操作复杂笨拙，控制精度较差。然而经过40多年的发展，机电一体化的投入，除了解决了上述传统数控技术的弊端更增添了其他的。先进的数控技术以信息为主导，其开发性设计即硬件体系结构和功能模块具有标准性、兼容性、层次性，最大限度提高了其可操作性，大大提高了经济效益。现代的数控技术充分结合现代科学技术，能实现多过程、多通道控制即一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。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。

（二）在计算机集成制造系统（CIMS）中的应用。机电一体化以其发展快适用范围广的特点深受各行各业的欢迎。机电一体化技术打破原有部门之间的界限，使各分散系统最优的结合，充分做好“物流”和“信息流”之间的关系，将生产线各个环节有机的结合，大大提高各种生产要素之间的连接作用，从而生产能力得到了很大的提高，使得各种生产要素充分发挥提高企业经济效益。

（三）在现代机械制造中的应用。传统的机械制造主要依赖于企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它着重考虑的是资源的有效利用，用低成本换取高效率，以机器代替人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。然而，先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。

二、机电一体化技术的发展趋势

（一）智能化。机电一体化与传统机械的主要区别在于技术是否智能化，即使机电一体化产品具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如传统的数控机床像个被动执行者，它只能按照事前规定好的程序去严格执行操作，而现代的只能数控机床，它被结合了人的思想与感知，它可以主动地对自己的环境和加工条件进行感知及分析，从而采取相应的措施。利用这种智能化产品，从而能够大大减少人的脑力劳动。为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

（二）系统化。机电一体化可以看成为系统结构，它主要采用开放式和模式化的总线结构。这种系统结构的组态比较灵活，在任何情况下都可以剪裁和组合，从而达到各个子系统之间的协调控制和统一管理。其次，通过机电一体化的系统化结构信息的传递功能极强，它可以使远程网络更稳定。然而，随着科技的不断发展，相信机电一体化产品还会更加完善，人类会赋予它更人性的发展，从而想着生物系统化飞跃。

（三）模块化。机电一体化的正向着模块化发展。众所周知机电一体化产品种类和生产厂家繁多，故研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而十分重要的工作。若能制作出一系列的标准件，则对后续的产品开发大大缩短了时间。由于产品的标准化和系列化，使得生产规模大大提高，非常有利于企业的发展。

（四）网络化。网络技术的兴起和飞速发展对全球都是一次巨大的变革，它带给人类一次巨大的飞跃，然而对机电一体化也具有重要的作用。网络在人类的生活中越来越普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

（五）人性化。各类产品的生产都是为了方便于人类，故机电一体化向人性化是个必然的趋势。机电一体化产品要求除了能够达到人类最基本的使用需求外还需要考虑它的外观结构包括形状及颜色等从而使产品更接近生活，让人们在使用过程中更自然，更便捷。

（六）微型化。机电一体化的新目标是向着微型化转化。机电一体化的微型化又称为微型机电一体化系统，国外对其几何尺寸定义为一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。微型机电一体化系统主要特点为具有体积小、耗能小、运动灵活等，由于微型化的特点，其可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故非常受生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域的欢迎。

（七）绿色化。人类生活的巨大改变离不开工业的发展，然而在我们个人感觉到物质丰富、生活舒适的同时资源却在大批量减少、生态环境变得极具恶化，所以急需大量开发绿色产品。机电一体化产品的绿色化最根本目标为尽最大限度地减少对生态环境的破坏。故这就要求产品从设计、制造、使用和销毁的整个生命周期中，达到符合环境保护和人类健康的要求，并使得资源的利用率提高。其产品的特点为低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。

三、结束语

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

参考文献：

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京：电子工业出版社，2006.

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关键词：传感器；机电一体化；传感检测技术

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0062-03

在机电一体化的发展过程中，传感检测技术扮演着重要的角色，一方面是实现机电系统的自动控制；另一方面也是自动调节的关键技术，在一定程度上讲，对于机电自动化系统质量的提升，产生了重要的影响。对于一个自动化系统，要保证整个系统的正常工作，就需要应用传感检测技术对系统的各个方面的参数进行相关检查。因此，本文对有关机电传感检测技术进行探讨，具有十分重要的现实意义，不足之处，敬请指正。

1 传感器与机电一体化的介绍及联系

1.1 传感器

传感器是机器在工作过程中，通过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。传感器与我们人的器官有相同之处，同时在人类的器官之上进行了延伸，具有更多的优点。在如今信息化日益发达的社会里，人们常常应用传感器对许多信息参数进行检测，例如力、压力、温度、湿度、流量、速度、生物量等等。以完成人类无法完成的许多问题，促进人类的生产力的发展。

1.2 机电一体化

对于机电一体化的定义，国际上之前有很多种说法，但是被国际上首次承认的关于机电一体化的定义是来自日本机械振兴协会经济研究所的。他们给出的机电一体化定义为：“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。”从以上的定义可以看出，机电一体化技术对于诸如机械制造技术、人工智能技术、微电子技术、测试技术等很多方面都有涉及。

1.3 传感器与机电一体化之间的关系

在机电一体化的过程中，传感器技术扮演着十分重要的作用。传感器技术对于机电一体化系统正常运行的控制至关重要，同时还能为机电一体化在不同程度上传输运行相关的信息。传感器在机电一体化的具体操作中，主要对系统本身、作业环境与操作对象等进行检测。由此可知，为了提升机电一体化系统的工作效率，除克服外部环境与系统自身的影响外，还要保证快速获得运行所需信息。因此，想要完成机电一体化的工作效率高水平运作，对于能够完成信息的快速、精准处理的传感器技术是不可缺少的。在一定程度上，机电一体化水平对自动化水平的提高有着巨大的推动作用，而传感器检测技术发展水平高度对机电一体化技术中的自动功能又起到了关键的作用。由此可知，掌握越高的传感器技术，就会拥有越高的自动化水平。

2 机电传感检测技术的应用

2.1 传感检测技术在机器人中的应用

在科技快速发展的今天，作为自动化产物的代表――机器人，在传感器技术的加入，使其在自动化方面得到了很大的突破。从而使机器人能够在工作中保持高自动化程度，操作快速准确，成功率高。在机器人运作时，传感器检测探知机器人自身以及操作对象的实时状态，通过分析后对位置、速度、加速度等信息处理。

2.2 传感检测技术在机械加工中的应用

2.2.1 传感检测技术在切削过程中的应用。传感器在切削过程中主要起到检测金属切割、切削过程效率的提高以及加工成本控制的作用。传感器通过对相关参数进行检测，然后对切削中的切削力以及振动的实时变化做到有效的识别及反应，相关参数例如切削过程中的电机功率、切削力以及切削振动等。

2.2.2 传感检测技术在机床运行过程中的应用。传感器在机床运行中主要通过对驱动系统、回转系统、轴承及温度和安全性的监测与控制等实时追踪检测，检测结果的主要体现参数有机床运行参数、故障时间参数、液流量参数、加工精准度参数以及工件粗糙度参数等。

2.2.3 传感检测技术在工件加工过程中的应用。在工程和研究中，传感器最初的、最广泛的应用是对工件加工过程中的检测。最初传感检测技术只对工件加工的质量进行检测控制，到20世纪80年代，传感检测技术才在工件的安装位置与识别上应用。即检测工件与被加工件是否同一，检测工件的安装位置与实际要求是否一致，对于这些识别与检测功能，我国现今仍不能完成得很好，因此我们在这方面仍需加大研究力度。

2.2.4 传感检测技术在砂轮上的应用。对工件的加工，主要是切削和磨削两种方法。磨削的主要工具是砂轮，砂轮工作一定时间后，磨损加剧，甚至会出现破损的情况，这样在磨削过程中就不能保证加工质量和精度，甚至不能保证工件的完整，即砂轮失效。出现砂轮失效主要是机床出现故障不能在第一时间被解决，这样不仅不能保证工件的质量精度，严重的还会发生危险事故，危害生命安全，因此对机床故障第一时间检测出来十分重要，这恰是传感检测技术需要完成的功能。

2.3 传感检测技术在汽车行业中的应用

近几年，汽车行业在中国得到了前所未有的发展，相比于传统汽车，现代汽车的电气系统和装置是发展最快、最大的。而在这里面传感器拥有主导地位，在电子控制系统和装置上，基本每一辆现代汽车上都装了很多的传感器，如汽车安全气囊装置、ABS、安全报警装置、驱动防滑系统以及各种娱乐设备等。由于传感器的加入，使现代汽车在驾驶性能、安全性能、舒适性能以及娱乐性能等都得到了前所未有的提升。同时，现代汽车的控制系统也由全自动化控制的方式代替了原来的机械式控制方式。

2.4 传感检测技术在数控机床上的应用

利用数字信号控制机床工作的数控技术就是数控机床的工作过程。具体的说，就是通过数字信号的方式将机床刀具的运行轨迹记录下来，通过处理系统处理数字信号，然后发出指令信号，控制机床刀具与加工工件做相对运动，从而完成加工过程。在数控加工的整个过程中，就是通过传感器检测技术对加工过程进行实时检测的。

3 传感检测技术的发展方向

之前我们对传感器检测技术的研究主要是不断地提高检测的精度、可靠性和灵敏度，提高传感器的性价比，缩小体积同时加大检测范围等等。今后，我们还需要寻找新方向，继续探求传感检测技术的新发展。

3.1 研究新型传感器

3.1.1 研究传感器的新材料。在研究新型传感器过程中加入新型材料，如人工皮肤传感器、压电传感器等等。未来正在研究的新型材料还有精细陶瓷、非晶半导体以及形状记忆合金等都将对传感检测技术起到巨大的推动作用。

3.1.2 研究传感器的新加工技术。随着传感器的发展，传感器的体积越来越小，所以研究新加工技术对于传感器的发展至关重要，如光刻、扩散还有各项异性腐蚀等新技术。

3.1.3 研究传感器的新原理。近年来出现的一项比较突出的新技术，利用光导纤维的性能制造传感器，其对于体积减小和可靠性提高的光测系统很有效果。现在还有红外探测器、约瑟夫效应传感器以及磁敏传感器等新型传感器。

3.2 研究智能化的传感检测技术

传感检测技术正在向智能化方向迅速发展，能够自动协调工作的智能化仪表将传感检测技术的智能化提到了一个更高的水平。

3.3 研究传感器的复合功能

这种复合传感器具有同时检测多种物理参量的复合检测功能，像力、力矩复合传感器、视听复合传感器等，这类复合传感器将多种信息融合，对机电一体化系统起到了巨大的推进作用。

4 结语

未来，随着电子信息技术以及数据分析算法的继续向

前发展，传感器的发展一定会向智能化、系统化的方向发展。虽然目前我国在研制传感器和传感检测技术的应用上已取得了一定的成就，但与外国相比，仍然有很大的差距。因此，我们应努力加大传感检测技术的研究，加强对未来传感检测技术的发展方向的把握，我们必将取得巨大的发展。

参考文献

[1] 杨宏.传感器的发展和应用[J].红外与激光工程，2010，（4）.

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关键词:自动控制技术；智能化；仿生物系统化；绿色压力；机电一体化产品

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0116-02

机电一体化产品简单的理解就是机械产品与电子产品的融合，机械技术与电子技术的融合，机械零件与电子元件的融合。两者共同完成某一机电功能。这也只能是传统意义上的机电一体化产品的定义。

现实生活中的机电一体化产品举不胜数。我们日常生活中使用的空调、洗衣机、微波炉、油烟机、吸尘器、电吹风等都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域中广泛使用的各种铸造设备、锻造设备及机床、数控加工中心等也是典型的机电一体化产品；在工程机械领域中的挖掘机、装载机、起重机、搅拌站、桩工机械、路面机械等，都是用得较为广泛的机电一体化产品；在冶金设备领域，高炉、转炉、连铸机、轧钢机等更是高度机电一体化产品。

一、机电一体化产品的技术构成

机电一体化技术是各种高新技术的融合体，它主要包括以下几方面技术：机械技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和计算机与信息技术等交叉融合的系统技术等。

（一）机械技术

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，实现从机械原理的选择到机械结构的设计和机械零件的选材，都能达到最优化配置；并且保证最佳的使用性能与寿命；在维修保养上最大限度地做到简洁、明快，甚至达到免维护。

（二）自动控制技术

自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置使生产过程或生产机械自动地按照某种规律运行，使被控对象的一个或几个物理量（如温度、压力、流量、位移和转速等）或加工工艺按照预定要求变化的技术。自动控制系统主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。

（三）传感检测技术

传感检测技术是机电一体化产品的系统感受器官，它负责把一线的实况用各种信号传递给机电一体化产品的指挥中枢，即计算机或自动控制单元，是将电子系统或光电系统无法处理的外界物理量或化学量转换为电信号的关键技术，它包括：电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式、温度传感器及光电式和数字式、波式和射线式传感器，还有相应的测试电路和信号处理技术等。

（四）伺服传动技术

伺服传动技术是指在控制指令的指挥下，控制驱动执行机构，使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。采用不同的分类方法，可以得到不同类型的伺服系统。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有开环、闭环和半闭环三种形式；按被控制量性质不同有位移、速度、力和力矩等伺服系统形式；按驱动方式不同有电气、液压和气压等伺服驱动形式；按执行元件不同分为步进电机伺服、直流电机伺服和交流电机伺服形式。

（五）计算机与信息技术

机电一体化产品中的信息存取、交换、运算、判断与决策、记录等都属于此类范畴，计算机与信息技术在整个机电一体化产品中起到类似于人类大脑和中枢神经的作用，它是指导其它功能部分完成各自任务的总指挥。

二、机电一体化产品的未来发展趋势

“2011 IEEE 机电一体化与自动化国际会议”于2011年8月7日至10日于北京召开。IEEE 机电一体化与自动化国际会议（ICMA）是机电一体化、自动化领域的权威会议，在国际机器人及自动化等领域具有重要影响力。曾在中国、加拿大、中国香港、日本等国家和地区成功举办过7次。来自各国近440名学者参加了会议，围绕智能机电一体化、机器人系统和自动控制方面的最新研究成果及未来发展方向等问题充分交流。从此次会议的议题不难看出机电一体化的发展趋势趋向于智能机电一体化方向。

随着科学技术的飞速发展，机电一体化产品目前不仅向智能化方向发展，而且还向仿生物系统化方向发展，应用范围愈来愈广。

（一）智能化

随着人类文明的进步和科技的超越式发展，人类扮演的角色越来越趋于简单、明了化，人们追求高品质与快节奏的生活与工作方式，那么机电一体的发展也就越来越趋于“傻瓜”式与“一键操作”式，这样能把人类的活动从复杂的按部就班的程序化中解脱出来，用更多的时间来享受生活和工作给我们带来的诸多便捷。未来的机电一体化产品，在开发与设计的时候，顺其自然，第一先考虑的就是智能化。

智能化简单的说就是具有人工智能或模拟人类智能的系统。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品实现智能化的的主要核心技术。这四种技术相互关联，密切联系。随着机械制造与自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现问题进行分析、判断、推理、构思和决策。可以认为把类似于人类的“大脑”（人类高度文明的汇缩体）装在了机电一体化产品之上，产品随时启动，“大脑”随时工作，去判断人类想要达到的各种需求，并能做出令我们满意的行为。人类的大脑思维系统被模块化的复制到机电一体化产品之上。

目前机电一体化产品的智能化应用已成为趋势， 例如智能机器人和数控机床等。智能机器人是通过视觉、触觉和听觉等各类传感器检测工作状态，根据实际变化过程反馈信息并做出判断与决定。数控机床的智能化体现在各类传感器对切削加工前后和加工过程中的各种参数进行监测，并通过计算机系统做出判断，自动对异常现象进行调整与补偿，以保证加工过程的顺利进行，确保加工精度和质量要求，最后加工出合格的产品。

（二）仿生物系统化

今后的机电一体化对信息的处理会做得更加完美与准确，这就依赖先进的数据处理与模块仿真系统的支持。人们从动物那里获得了启示，依据动物对外界反应的习性与规律，模拟其习惯做法，把其应用到机电一体化方向。比如说我们开发的机电一体化产品，在接受外界刺激的时候，根据动物常规习性和一般反应规律，机电一体化产品应该做出类似于动物的反应动作或程序准备工作，根据目标完成任务独立选择最优的行为动作，来实现目标任务的准确反应与目标的圆满完成。

更准确地说，仿生物系统化是集动物习性、智能化于一身的技术。此类产品如仿生物宠物狗、动物园里的仿生物虎妈妈等，这都是研究的课题。考虑到仿生物系统化研究过程的复杂性，最关键的是被仿的生物习性与要完成的机电一体化产品行为之间的相似性研究与系统模块的生成，仿生物系统化的道路还有很长的路要走。

新的时代脉搏在涌动，赋予我们在新的领域更高层次的挑战，机电一体化的发展也被赋予了崭新的使命。在发展科技不辱使命的前提下，我们更应该注重人性化理念与伦理道德，科技和信息的快速发展带来的绿色压力，充分考虑科技与生存环境的关系，共同建设好一个和诣、健康、高度文明的国家。

参考文献

[1] 徐伟．机电一体化技术的概念、现状、发展及对策[A]．2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛――装备制造产业发展论坛论文集（上），2009．

[2] 周树文．北工大成功承办2011 IEEE 机电一体化与自动化国际会议，北京工业大学新闻网，2011-08-23．

[3] 金志向．光机电一体化技术特征和发展趋势[J]．科技咨询导报，2007，（15）．

[4] 王敏，温斌，王秀丽.机电一体化系统的智能化[J]．太原科技，2006，（6）.

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机电一体化异地设计活动中的产品建模问题,需要采取统一处理手段,特别是在端口多能量集成组件模型范围下,可以运用六元组形式加以清晰表述;而多能量端口则选用五元组加以表述。按照客观层面审视,端口变量包含广义速度与力变量元素,两者乘积即为功率量,不同组件之间会借用端口实施能量、信号交换。参数化集合模型,如液压系统、机械等都必须展现物理形式且保留一定质量,安装过程中仍须界定运动、散热问题,主要是因为任何组件不论结构形式或是功能行为,都必须利用几何、装配模型绽放,实际上就是运用系统可视化特征完成虚拟原型改造任务。再就是由于不同能量域的结构复杂,在此情况下参数化建模方法应保留一定特征,并且利用纹理、材质等三维建模技术,使得模型逼真之外更保留结构简洁性特征。机电一体化系统多能量域集成组件就是联合形状特征、约束零件模型进行装配,针对不同部件几何形态进行建模,包括不同刚性、可变性零件等;同时采取参数化约束模型和联结特征模型,针对不同联结装配关系实施建模改造,包括机械静联结等,进而建立整个机电一体化系统的可视化虚拟原型架构。

2机电一体化系统异地设计多能量域集成仿真技术解析

结合早期设计经验分析,有关产品功能需求与工作原理需要得到进一步重视,所以在设计计算期间应该针对系统内部组件形态加以简化,包括线性近似、阻尼刚性影响忽略等。目前设计精确度不断提升,有关CAD、行为、配置模型逐步完善;现实中系统中组件主要采用实际模型搭配,其间有必要针对系统实际性能指标加以预测。因为非线性、时变、离散等实际情况都要考虑在内,涉及传递函数形式开始不再适用,数值求解便成为唯一出路。需要特别注意的是,透过产品模型中推导出如果所有组件的行为模型都已知,则根据系统的配置模型,利用Mapple等工具包可以进行符号求解。但由于整个开发项目参与者之间存在竞争合作并重关系,这便导致系统组件行为模型的形式多样性,包括HDL、XML等可执行代码及其他MDL等。这时可将系统组件模型进行封装,通过提供封装器的标准API接口,可以开发出各种系统组件模型的封装器。利用封装器可以实现基于配置的多能量域集成聚台仿真改造。在此基础上,如果利用CORBA/JAVA/XML/Web技术,则可实现机电一体化系统异地设计的分聚台仿真目标。此外,基于XML的多能量域集成产品建模机电一体化系统异地设计的演化过程对组件的可演化性提出了很高的要求。就是在设计的早期阶段,强调组件的功能需求及性能、结构与形状方面的约束,此时主要定义复合组件的接口、配置模型、附加的约束;而在设计的后期阶段,强调组件在系统中的装配关系、端口连结关系以及组件内部各能量域内的行为属性参数件是否满足设计需求,此时需要详细定义组件的端口模型、配置模型、行为模型、几何模型、关联模型、约束模型。需要特别注意的是,整个开发项目中,任何参与者之间都存在竞争、合作关系,这便令行为组件模型样式更加丰富多样,如XML、可执行代码等,此时技术人员可考虑进行组件模型封装处理,并透过封装器标准化API接口实现配置多能量域集成聚合仿真操作目标。

3结语

篇11

目前机电一体化的进程不断加快，其发展趋势如下。

1）机电一体化在向智能化的方向发展，智能化就是在原本电脑控制的基础上更具备合理性和效率性，机电一体化的智能化发展就像最初的硬件手机与现在的智能手机的区别一样。总体说来就是智能化更人性化，更能解决操作中的突发状况或者说是提前就设定了应对解决突发状况的解决措施。

2）机电一体化更加环保，机电一体化进程使原本的柴油发电带动发电机的情况得到改善，现在的机电一体化是电脑操控，解决了其中一些污染环境的问题，响应环保的口号，机电一体化也朝着更环保的方向发展。

3）机械一体化朝着微机模式发展，顾名思义就是机械的规模与形式越来越小，这就要求机械的精密程度。这样的发展趋势有利于解决原始机械庞大的占地面积问题，可以使同一片场地发挥更大的效果。机械以替换的发展趋势是更加进步与人性化，它是朝着一个操作简单、绿色无害、精密程度高的趋势更好的发展。这就是机电一体化，它是机械与电子的有机结合，有着密不可分的有机组成部分，有着良好的发展趋势。在这两者的定义下，笔者希望日后机电的结合能够更加密切，其各个组成部分能日渐精密完善使得整个机电一化得到优化；机电一体化能够在属于它的发展趋势下日益发展完善，更好的满足机电一体化进程的需要。

2机械电子工程专业

在科技发展与时代进步的大背景下，机电一体化的进程日益加快，重要程度日益提升，人才需要也越来越大，接下来笔者将介绍机电一体化的人才来源——机械电子工程专业。上文中我们论述了什么是机电一体化与机电一体化的发展趋势，根据上文我们不难发现机电一体化已经在生产生活中日益重要，为了供应机电一体化所需要的人才，机械电子工程专业应运而生，上个世纪九十年代后期，一些高校开始设置了机械电子专业。机械电子工程专业的出现是为了响应现阶段和日后的电子控制机械的主流趋势，为了使自动化方面有更多可用人才。在机械电子工程专业设置上要注意很多的问题：第一要考虑新课程的课程设置方面，要在传统的机械上有所发展又要估计学生的负担，不能是学生在学习的过程中感到吃力或者是电子与机械兼顾的拖沓。第二就是机械电子专业是机械和电子的有机结合，电子与机械的侧重点问题，在教授的过程中要二者兼顾，因为传统机械是整个机械一体化的基础而电子的计入是一个良性发展，很多新生代的同学更加重视电子方面，这是不科学的做法。总之机械电子工程专业是一个时代要求的必要专业，要安排好课程，明确侧重点，最终达到满足机电一体化进程下人才的需要。

3机电一体化与机械电子专业

介绍过机电一体化与机械电子专业以后，接下来明确机电一体化与机械电子专业之间的关系。根据上文我们不难发现，机电一体化与机械电子专业有着非常密切的关系，可以说机械电子专业是机电一体化的前身，以为机械电子专业所培养的正是机电一体化专业的对口人才，也就是说机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。机械电子专业所学习的内容就是机电一体化的具体内容。其中包括理论知识与具体操作，也就是什么是机电一体化、几点一体化需要我们做些什么、在操作中会遇见什么问题并且该怎样解决等。机械电子专业是为机电一体化培养人才的摇篮，在机械电子专业中学习的同学毕业后的前景就是在机电一体化应用的地方工作。而机电一体化在日常操作中所遇见的难以解决的问题和需注重问题就是机械电子专业研究的课题和研究方向。总之机电一体化与机械电子专业二者之间密不可分，互补互助，机电一体化的发展要求了机械电子专业的学科内容、机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。

4结束语

篇12

【关键词】机电 一体化 技术

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

前言

科学技术的不断变化与发展，极大的推动了各个学科的相互交叉与渗透，尤其是在机械技术工程方面，计算机技术和信息技术的广泛发展与应用更是加速了机电一体化的发展，从而使机械工业逐渐朝着一体化的趋势发展。机械工业的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特殊发展阶段。

一、机电一体化的定义

机电一体化技术是以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，在与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。机电一体化技术直接导致了自动化技术的产生。

二、机电一体化的核心技术

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

1、机械本体技术

机械本体技术是机电一体化的基础, 机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应, 利用其高、新技术来更新概念, 实现结构上、材料上、性能上变更, 满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主, 为了减轻质量除了在结构上加以改进, 还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量, 才有可能实现驱动系统的小型化, 进而在控制方面改善快速响应特性, 减少能量消耗, 提高效率。

2、信息处理技术

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

3、传感技术

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

4、驱动技术

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

5、软件技术

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

6、接口技术

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

三、机电一体化技术的发展现状

1、国外机电一体化发展现状

机电一体化占据主导地位是制造产业发展的必然趋势，而制造产业是整个科学技术和国家经济发展的基础工业，因而机电一体化在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中有举足轻重的作用，受到各工业国家的极大重视，并给予资金支持和必要的政策优惠。就国外而言，机电一体化的发展大致经历了三个阶段的发展历程。第一，在1959 年以前，这个时期电子技术的发展大大推动了机电一体化的进程与发展。很多制造产业不断的将电子技术运用于其中，从而创造了良好的发展环境。第二，随着各种新技术的大量涌现，机电一体化技术也在不断的向前发展，并结合其原有的技术，不断开始创新，新产品不断的涌现于市场。第三，也是机电一体化备受关注的时期，各国都开始探索机电一体化的工艺流程与产品技术。

2、国内机电一体化发展现状

就中国而言，我国最早关注机电一体化的研究与使用，是在1989 年。国务院成立了机电一体化领导小组，制定了各种有关机电一体化的发展规划文件。在2010 年，由于受到各个方面的影响，我国不断的引进新的技术和工艺。在结合本国实际情况的时候，不断的摒弃那些不好的技术措施，在一些大的学校和大的企业进行实践研究。但由于各种原因的影响，我国在机电一体化进程之中，相对于国外而言，还是比较落后的。为此，我们必须加强其进一步的研究与发展，以此来促进经济的发展。

四、机电一体化技术的主要应用领域

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：

(1)总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

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

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

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

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

(6)系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

(7)以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

2、计算机集成制造系统（CIMS）

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

3、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。

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，已开始走向实用化；第3 代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5 代计算机关系密切。

结论

机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着科学技术的不断进步，机电一体化技术的发展前景将越来越广阔，它对人类社会进步的推动力将越来越大。

【参考文献】

篇13

【关键词】机电一体化；控制系统；可靠性；影响因素

机电一体化系统发展至今已经成为了一种自动化程度高、构成要素复杂的有机系统。机电一体化技术集成了机械、电子、信息处理、测试控制、计算机以及伺服驱动等多种先进技术，并逐渐呈现出高附加值化、多功能化、高效率化、高精度化等趋势。机电一体化设备广泛地应用于工业生产与生活，或作为工作母机用以加工各种精密复杂的零件。机电一体化系统一旦出现故障，极有可能会造成生产上巨大的损失。因此，研究机电一体化系统的可靠性，提高体系的安全性是十分必要的。

1.机电一体化系统的可靠性

机电一体化系统的可靠性直接影响着系统的正常运转，是产品或系统在标准条件或时间内实现特定功能的能力的体现，主要包括四项内容。1）产品。产品是对系统性能进行探索的活动主体，亦即可靠性研究的对象，可以是一套设备，或单一的零件。零件的质量是系统可靠性的最直接表达，系统的任一故障出现都有可能引起产品的质量问题。2）规定的标准。所谓标准可以是具体的条件，比如温度、压力、载荷等；还可以是操作方法、维护手段或工作人员的自身能力等。标准条件的变化对系统的可靠性影响甚大，在机电一体化系统中对系统要素中的标准规定应严格执行，任何超越标准的反应都可能会引发相应的故障；工作人员的操作能力及失误也会造成系统的损坏。3）规定时间。系统的可靠性是有时间界定的，在规定的时间内系统呈现出一定的目标可靠度；时间限定的差异，系统或产品的可靠性也有所不同。4）规定的能力。实现或达成一定的效果，完成所规定的能力结果是系统可靠性的终端体现。系统是否可靠就是指其实现规定的能力是否符合规定值，未能实现功能就称为失效，对于可修复的系统或短暂的失效也称之为故障。机电一体化系统类型多种多样，运行状态也千差万别，所需要的运行条件也不尽相同，对可靠性的要求自然会有所差别。

2.影响机电一体化控制系统可靠性的因素

机电一体化控制系统和设备的构成复杂，往往由多种机械结构和电子元器件组成。因此，对其整体进行可靠性评价是极为困难的，只能通过对一些具体故障的表现形式来分析。

2.1硬件逻辑故障

虽然机电一体化控制系统较之其它控制系统更加复杂，但从其功能结构来看，可以划分为具有一定逻辑功能的单元。这些逻辑单元通常可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种。所谓组合逻辑电路，是指输出信号可以用它的输入信号的逻辑函数表示的逻辑电路。所谓时序逻辑电路，是指逻辑电路中某一时刻的输出值，它不仅依赖于本次加于它的输入端的信号，而且还依赖于先前加在该输入端的信号。组合逻辑电路的故障是指电路不能按给定真值表实现其逻辑功能时；对于时序逻辑电路的故障，可以认定为当电路不能按照状态转换表要求实现其状态转换并输出预定值时。

2.2软件故障

机电一体化系统的控制中软件部分占有十分重要的地位，在机电一体化系统中所占的比重越来越大，其故障的可靠性也日益受到人们的重视。控制系统的软件主要包括系统软件与应用软件两部分，其故障的表现形式也主要分为两种。系统软件是机电一体化控制系统为用户提供的一种计算环境和开发手段，包括了操作系统、编译和转换程序，其故障的发生往往是由于软件设计缺陷导致的。在系统软件的设计中，设计者由于对系统功能的掌握程度不足，在算法和定义上存在漏洞，而缺陷一旦形成便不能自动修复，并会始终存在。在系统进行某种操作时，设计缺陷可能就会暴露出来，引起软件故障。应用软件中一部分是由设计阶段设计者根据系统要求固化在程序中，另一部分则是用户在使用设备的过程中输入的内容。应用系统的故障主要出现在程序结构上，由于是人为输入，可能会出现编写或格式的错误，进而导致程序无法运行。这种故障的避免也比较简单，主要是严格对输入内容进行把关，并在系统的硬、软件上增加一些对应用软件的检查能，如防止输入出错的硬件奇偶校验电路，软件的自诊断或自测试功能等。

2.3电磁干扰

机电一体化控制系统是由各种电磁元器件组成的，在设备运行过程中必然伴随着电磁能量的转换，这就造成了系统本身会产生干扰波来影响周围的元器件功能，而其本身也受到外界环境中出现的电磁干扰。机电一体化控制系统的电磁干扰是一个更为复杂的问题，通常难以来划定和描述。电磁干扰对系统的可靠性也有着相当的影响作用，主要情况有：1）交流供电系统受邻近大功率用电设备启动、制动影响，造成电源电压波动，以及电器开关接通断电时由电火花产生的高频电磁干扰；2）当直流电源的压力不够，没有相对稳定的功率储备时，电压会随着负载的变化而呈现波动状态。

3.提高机电一体化系统可靠性的措施

机电一体化控制系统的可靠性是其稳定运行的重要保障，采取必要的措施来提高系统的可靠性是十分必要的。由以上对系统可靠性的影响因素分析可知，系统的故障出现不仅是使用中的问题导致，还与系统的设计、制造阶段有着必要的联系。首先，在系统的整个周期中的各个阶段，即确定系统的要求、软件需求分析、软件设计、程序编码、软件测试和验证、软件维护等阶段，都要有周密的要求和说明，详细的分析和论证，以提高系统软件的可靠性。在机电一体化控制系统的设计、制造及装配阶段要采用可靠性高的元件，重要部位采用的元件必须进行测试、检验。其次，采用容错法设计可以提高系统的可靠性。采用备用的软、硬件来参与系统的运行，一旦系统出现了该部分的故障，在更换备用件后系统仍可以正常运行。虽然这种方法可以使系统提高可靠性，但冗余设计必然会增加系统的造价和复杂性，在设计时应针对故障常出现的部件或重要的部件采取这种方法。

机电一体化系统通常都是十分复杂的，若想不出现故障几乎是没有可能的。因而，在系统设计中增强系统的自诊断、自适应、自调整和自修复功能，在系统出现故障时可以自动运行预备措施，避免事故的出现，这也是提高系统的可维护性、安全性和可靠性的重要措施。

4.结束语

随着机电一体化技术的应用越来越广泛，人们对其可靠性的重视程度越来强。机电一体化系统往往在生产中占有重要的地位，一旦出现系统故障，对产品生产的损失是巨大的。因此，研究和分析影响机电一体化系统可靠性的因素，并采取有效的措施来提高机电一体化控制系统的可靠性和安全性，对于人们的生产和生活都有十分重要的意义。

参考文献

[1]杨鹤年，韩钢.机电一体化系统中的可靠性分析[J].煤炭技术，2011，（08）.

篇14

【关键词】机电一体化;农业;机械;应用

引言

随着电子技术的发展，具有高科技含量的半导体集成电路的出现，为机电一体化技术在农业机械上的应用提供了便利。这种高科技产物提高机械的运作效率，降低了操作危险系数。目前，国内外对机电一体化研究力度也明显的加强了，大量的科技产物涌向市场，赢得了人们的注意力。近几十年来，机电一体化在农业机械生产中得到了广泛运用，使得农业的生产效率大大提高，为国民经济的进步提高了帮助。

一、机电一体化的基本特征

1.机电一体化的基本定义

机电一体化又名为机械电子学，是机械与电子科技结合为一体的技术。这项技术的技术基础是机械制造和电子配合电脑软件进行工作。因此机电一体化是整合了机械、电子、电动机和电脑等多领域的一门技术。机电一体化主要由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源五大部分组成。

2.机电一体化的具体内容

机电一体化是将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。其主要内容包括以下4个方面：

（1）机械技术

经典的机械理论借助于技术在人工智能和专家系统的帮助下形成新一代的机械制造技术。

（2）系统技术

系统技术就是以整体出发，组织利用各种相关的技术，将总体分解问相互关联的若干功能单元。

（3）自动控制技术

在控制理论的控制下，设计仿真系统，再进行现场调试。

（4）伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置。

3.机电一体化的原则

机电一体化技术有四大原则：

（1）接口耦合

为保证对信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。

（2）能量转换

在传输和交换的环节进行能量交换与交流。

（3）信息控制

在软、硬件的保证下，系统控制单元对信息进行控制

（4）运动传递

是不同类型的运动进行变换与传输来达到控制的目的。

二、机电一体化在农业机械应用的实际情况

1.传统农业生产技术

传统的农业生产方式是指主要通过生产工具、动力、水利设施等方法进行耕种收获的农业方式。其是自给自足的小农经济，主要生产满足自家的生活需要和缴纳税收等开支，商品率低。农民有固定的农耕田地，以人力和畜力为主要动力，以有机肥为主要肥料，实现丰衣足食的目标。是一种相对稳定却又低效率的农业生产体系。

2.现代化农业生产技术

现代农业是集科学化、商品化、集约化和产业化于一身，它突破了传统农业的局限性。现代农业机械是将自动化、智能化、多功能方向发展。随着机电一体化的不断革新，越来越多的自动化机械出现在劳动场地，机械耕种机代替了人畜犁耙;拖拉机代替了人工扛输。大力发展农业的机电一体化，提高农业的生产水平，增加农民收入的渠道，是实现农业现代化的重要基石。

3.机电一体化技术在农业机械的应用

机电一体化与传统的机械产品相比，有明显的优势。机电一体化产品的使用改变以前比较落后的生产方式，一般都是使用自动化的机械进行操作，解放生产力。在农业生产中，机电一体化使农业机械的工作效率和产能都得到了提高。工作人员在操作过程中的人身安全安全得到保障，机械故障率也随之降低。随着技术的多样性，机械设备的制造使得机电一体化设备功能多种多样满足市场需求，适应能力也很强。简单的安装原理，使得机械便于调试和维护，大大降低了维修成本。

三、机电一体化在农业机械上的发展前景

当今的世界可谓是高速信息的电子时代，电脑和电子信息各项技术的飞速发展使得农业机械生产逐渐向机电一体化方向前进。随着时代潮流的推进，农业机械控制技术势必将成为发展主流。一些著名农机厂商大量使用现代高端技术，例如GPS全球定位系统、激光扫信息遥感等，并将其装备应用于现代农业机械上。农用激光平地机是用激光调平传感微机处理技术进行地面平整作业，一次便可成形，效果非常显著。广大技术人员应及时更新知识结构，找准时代信息科学技术的发展方向，在满足市场需要的前提下，生产具有足够的竞争力的农业机械，以保证从市场获得最大的技术经济效益和社会效益。

四、总结

综上所述，机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。 对机电一体化的研究目的在于将机械技术与信息技术结合为一体，实现工作系统的最优化。因此，在农业机械化的生产上必然离不开机电一体化。随着科学技术的发展，各种高科技技术也相互融合，这种发展趋势也证明了机电一体化技术在农业生产中将越来越主导地位。

参考文献

[1]张建敏，张达敏，陈静，易从琴，冉寒伟.农业机械虚拟现实设计――基于数字媒体技术及人机工程学[J].农机化研究，2011（12）.