机电一体化技术及应用.doc

2024-09-12

机电一体化技术及应用.doc（精选9篇）

机电一体化技术及应用.doc 篇1

摘要：随着我国工业生产水平的不断提高，机电一体化技术的应用也日趋广泛，成为现代工业技术发展的重要?酥局?一，了解和掌握机电一体化技术的应用和未来发展前景，也是当前机械工程领域关注和研究的重点课题之一。本文从机电一体化技术的发展入手，分析了机电一体化的发展前景趋势，希望能借此给同行们提供一些有价值的参考。

关键词：机电一体化技术应用发展趋势

1.机电一体化的技术应用

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。

机电一体化技术的应用领域十分广泛，主要应用在数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统、工业机器人等方面。它在应用技术方面主要包括软件和硬件两个大的方面，其在不同领域中的具体应用的核心技术包括：

1.1在现代机械制造业中的应用

机械制造业的市场竞争局面紧张，而在传统的机械制造行业中，规模和经济基础是决定市场占有率的关键，而社会发展到今天，制造业已经打破了单纯依靠人力生产的技能传统，取而代之的是电子计算机技术、敏捷制造、柔性制造、并行工程和计算机数字控制技术等高新技术制造系统占据了信息竞争主导地位，起到了促进生产模式创新和发展的作用。

1.2在钢铁行业中的应用

机电一体化技术在钢铁企业中的应用主要是计算机集成制造系统，是将人、生产经营、生产管理和整个生产管理过程的全方面有效连接的一种控制系统。从原料进入生产企业，到原料的加工生产和成品的发货等全方面加以监控的新技术应用。

1.3在饮料食品行业中的应用

机电一体化作为一种应用发展最快的新技术，在饮料食品行业的包装机械开发、设计和制造等方面也被广泛引入，大大提高了生产加工的自动化水平，提升了生产能力和管理效率，为企业在行业中的优势竞争地位奠定了基础。

此外，机电一体化的技术应用还包括在现场总线技术方面和交流传动技术方面的应用。现场总线技术其实就是将新型的信号传输技术替换成现场总线技术的一种方法，在有效控制的基础上实现双向的信息传送。而交流传动技术则是将矢量控制技术进行实用化应用的代表，是数字技术发展的产物，在未来，还将取代直流传动技术。

2.机电一体化技术的未来发展趋势

当前，光机电一体化技术作为一种新兴的学科，在多年的发展后逐步形成了一种新兴产业，并逐渐受到人们的重视。同时这也决定了当代机电一体化技术的未来发展趋势：

2.1 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程，这一重要发展趋势将给所有机电一体化企业带来光明的发展前景。使得产品种类和生产厂家繁多、单元复杂的机电一体化产品更好的被整合，对开发研制新产品和进一步扩大生产规模都将有极强的推动作用。而为了更好的避免利益冲突，还应该相应的制定相关必要的国际或国内生产标准。相关标准的制定，对生产标准机电一体化单一的企业和对生产机电一体化产品的企业来说，都会有利无害。

2.2智能化

在21世纪智能化已然成为机电一体化技术发展的一个重要方向。这一时期的人工智能应用在机电一体化技术应用研究中备受关注，其中最为典型的技术应用代表当属机器人和数控机床的智能化应用。尽管在当前的技术条件下，机器人不可能达到与人完全相同的智能，但是其智能化的拟人应用是完全有可能，并在现实的生产生活中也有必要的，如何在理论控制的基础上行，达到更高的控制目标，将是机电一体化技术智能化应用的一个重点。

2.3微型化

在20世纪80年代末期，机电一体化技术已经开始朝着微型及其和微观领域发展，国外更是兴起了一种较为微电子机械系统的机电一体化产品，这种体积小、耗能少、而且运动灵活的这款新产品逐渐朝着微米、纳米级发展，并彰显其在生物医疗、军事和信息等方面应用的巨大优势，势必成为未来的一大发展趋势。但需要注意的是，这一技术的突破发展也存在一定的技术瓶颈。

2.4网络化

20世纪90年代，计算机技术应用方面开始出现了网络技术，其在工业生产和科学技术及各领域的广泛应用，极大地影响了人们的日常生活，同时也加剧了企业间的全球化竞争趋势，使得各企业在面临严峻挑战的同时也带来了极大的发展机遇。这也就预示着，一旦研制出质量可靠、功能独特的新的机电一体化产品，其畅销度将快速覆盖全球。特别是在网络日益普及并形成了计算机技能家电系统的今天，家电已经和家庭网络密切相连，这也就预示着机电一体化产品只有朝着网络化方向发展，才能在高科技技术的应用中满足人们的便利需求和使用快乐。

2.5绿色化

工业的发展给人们的生活带来了巨大的影响，在提高舒适生活和物质满足的同时，也衍生出了资源短缺和环境污染加剧等系列问题。因此，回归自然、绿色环保健康的产品概念也开始成为社会需求的主流和时代发展的趋势。这就要求产品在其设计、制造、使用和销毁的全过程中，都应以尽量减少对人体健康的损伤和提高产品利用率为前提，不污染、能回收利用的新型机电一体化产品的绿色设计理念，其未来的发展前途将极其远大。

3.结束语

众所周知，在市场经济体制不断完善和竞争加剧的今天，科学技术不断朝着整体化、交叉化、数字化和微电子技术信息技术的方向发展，机电一体化技术的应用范围也不断增加。只有了解其应用现状，认清其未来发展趋势大力推广和发展，才能让机电一体化技术在各行业中的应用，来进一步提升产品的质量和工作效率，更好的服务人们的生产生活，从而推动机械工业的发展与振兴。

参考文献

机电一体化技术及应用.doc 篇2

机电一体化包括了技术和产品两个方面的内容, 是一种综合性技术。机械工程技术是从纯技术发展到机械电气化, 但是仍然属于传统的机械, 主要功能是代替和放大的体力, 机电一体化中的锾电子装置除可取代某学机械部件的原有功能, 并赋予其新的功能, 实现自动检测和自动信息处理、记录和调节控制等。

1 机电一体化的发展分析

二十世纪六十年代是机电一体化发展的初级阶段, 人力利用电子技术的初步成果完善机械产品的特性, 特别在第二次世界大战期间, 机械产品与电子技术结合的军用技术逐渐转为民用, 但是由于当时电子技术的发展尚未到达一定的水平, 机械技术和电子技术的结合还不够深入, 因而产品也无法推广。

二十世纪七八十年代机电一体化发展的繁荣阶段, 计数机技术和控制技术、通信技术的运用, 为机电一体化奠定了坚实的基础, 大规模的集成电路和微型计算机的发展, 也机电一体化的发展提供了比较坚实的物质基础。

二十世纪九十年代后期, 机电一体化技术的发展有了更高层次的发展。光学、通信技术和微细加工技术进入了机电一体化, 实现了光机电一体化和微机电一体化。另外, 集体一体化的学科体系和发展趋势具有更深的研究, 人工智能技术和神经网络技术的促进作用, 使机电一体化技术具有更加广阔的发展空间。

2 机电一体化技术应用分析

从总体上来说, 我国机电一体化的发展还有更大的空间, 随着科学技术的相互渗透, 机电一体化技术和产品在各行业的运用越来越广泛, 机械制造业的数控机床, 工业机器人的运用、办公机械和轻纺工业等都利用了机电一体化的产品。而自动化主题仓库是机电一体化技术运用的典型, 而Li/Mn0.扣式电池生产线是机电一体化在制作业运用中的典型。

Li/Mn0.扣式电池生产线的工艺路线主要包括上负极片、洼电解维、加隔膜纸, 上正槛片和上正极壳、封口等工序。在系统中, 主要采用PLC进行控制, 触摸系统中利用传感器, 检测生产线的工作状态。机电一体化系统具有控制系统故障诊断、故障报警、自动检测和次品检测等功能, 在系统控制中, 主要的检测原件有射光电开关、漫反射光电开关、接近开关、磁性开关.压力传感器和行程开关等;而执行的部件则有电机、气缸、振动料斗和声光报警器等, 软件设计部分主要运用OMRON编程软件Cx—Programmer进行编程, 对促进Li/Mn0, 扣式电池生产线的发展具有重大贡献。

3 机电一体化的未来发展分析

机电一体化是集合机械、电子和光学、计算机等多学科的综合, 随着信息技术的不断发展, 集体一体化逐渐呈现出智能化、数字化和网络化的特点。

随着现代科学技术的不断发展, 智能化已经成为机电一体化发展的必然, 而人工智能在机电一体化建设者中的研究也越来越多, 数控机床的智能化就是典型案例, 在控制理论的基础上, 运用人工只能、运筹学和计算机科学等有机结合, 模拟人类的智慧, 具有一定的判断推理的能力, 从而获取更高的控制目标。

微控制器的发展促进了机电一体化的数字化, 计算机网络的迅速发展和数字化设计促进了计算机集成制造的数字化, 使得产品具有更高的可靠性和可操作性, 更易于远程操作和诊断修复。

网络信息技术的星期和发展给科学技术及人类生活带来了巨变, 企业生产发展的联系逐渐加强, 企业间的竞争呈现垒球化的趋势, 机电一体化的发展, 具备独到的功能, 可靠的质量。网络的普及, 各种远程控制和监控技术等发展更加迅速, 现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势, 机电一体化产品的网络化方向更加明显。

4 结束语

机电一体化技术发展及应用篇3

关键词:机电一体化技术;机电一体化系统;机电一体化的发展及应用

中图分类号:TM1文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0061-01

1 机电一体化技术的发展

机电一体化技术的发展主要分为三个阶段,20世纪60年代之前为第一个阶段,在当时,人们开始将电子技术的最新成果应用于机械产品的加工和生产当中,尤其是第二次世界大战的到来更是极大的促进了电子技术与机械产品间的结合,这些在战争期间的科研成果在战后逐步转为民用,为促进战后世界经济的恢复发挥了积极的作用。但由于当时的电子技术尚处于发展的初期阶段,因此在很大程度上限制了机电一体化技术向更深、更广的方向发展。

20世纪70年代到80年代为第二个阶段,在这一时期,计算机技术、数字通信技术已经取得了丰硕的研究成果,这就为机电一体化的发展提供了技术基础,而大规模集成电路的普及则为其提供了充分的物质保障,因此机电一体化技术进入了蓬勃发展期。

20世纪90年代的中后期为第三个阶段,在这一时期,微细加工技术和通讯技术开始初步应用于机电一体化当中,并催生了微、机、电一体化等新的分支,而机电一体化理论体系的建立及相关技术的研究也已经进入了深层阶段。另外,光纤技术、神经网络技术、人工智能技术的巨大进步也为其开辟了新的发展空间,使机电一体化技术逐渐成为了具有独立体系的新兴学科。

2 机电一体化技术的应用

2.1 数控机床

(1)高速化。

由于受到高速加工技术不断普及的影响,机床各项功能的速度得到了大幅增加,其中,车床的主轴转速由以往的3000～4000r/min提高到现在的8000～10000r/min;加工中心和铣床的主轴转速由以往的4000～8000r/min提高到现在的12000～40000r/min;机床的移动速度由过去的10～20m/min提高到现在的48～120m/min。在速度速度不断提高的同时,运动部件启动的加速度也由过去的0.5g提高到现在的1.5g～15g。

(2)高精度化。

随着技术的不断进步,我国生产的普通数控机床的定位精度逐渐由过去的0.01 ～0.02mm提高到现在的0.008mm;亚微米级数控机床的定位精度提高到了0.0005mm左右;纳米级数控机床的定位精度提高到了0.005～0.01μm。由我国自主研发的,最小分辨率达到0.000001mm的数控机床也已经问世。

另外,数控机床中两轴以上的插补技术也日渐成熟,纳米级插补技术的出现更使得两轴联动出的圆弧可以达到1u的圆度,并且在插补前还会进行程序预读,不仅能够大幅提升插补质量,还衍生出了自动进行拐角处理的功能。

(3)复合加工。

各类具有复合加工功能的机床大量出现,例如通过5轴5聯动的方式加工各类异型零件的机床,通过5轴5面进行复合加工的机床。另外,也出现了一些结构新颖、功能独特的机床,例如串并联绞链机床和6轴虚拟轴机床等,它们通过采用特殊的机械结构和计算公式的方式来加工各类非常规性零件。

(4)联网管理。

联网功能已经成为现代化生产对于数控机床的基本要求,它不仅有利于提高数控机床的生产效率,也能方便企业对其进行合理化、最佳化运用,是目前数控机床发展的一个潮流。

2.2 DCS

分布式控制系统简称DCS,它不仅能够控制生产过程,还能在线完成生产计划的统计管理、生产过程的实时调度以及生产过程的优化,是一种管、控、测一体化的综合型系统。由于其采用了集中监视、分散控制的工作方式,因此系统的局部故障不会对其他部分造成影响,具有极高的安全性和稳定性,是目前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3 交流互动技术

数字技术的不断发展使得对于生产的矢量控制成为了可能,而交流调速系统的性能通过近些年来不断的发展和完善已经远远超过了直流调速的水平,所以交流传动系统在钢铁工业中一经应用就受到了用户的广泛好评,它也因此开始取代直流传动成为电气传动技术中的最重要的组成部分。

3 机电一体化技术未来的发展趋势

(1)加强对光学技术的应用。

机电一体化系统一般是由传感器、能源、信息处理系统、机械主体等部件组成,光学技术的应用可以使这些部件的精确度和抗干扰性大幅提高,因此实现光、机、电一体化是未来发展的必然趋势。

(2)向更加灵活的方向发展。

随着社会生产力的不断发展,人们要求机电一体化的控制和执行系统具有足够的“冗余度”以及更强的灵活性,以便更好的应付生产中的突发事件,这就是受到广泛关注的“自律分配系统”。该系统各个部分是相互独立的,子系统既为总系统服务,又有一定的“自律性”,使整个系统不会因为一两个子系统的故障而瘫痪,因而能够在不影响总系统正常工作的前提下实现所选行动的可变性,这就在增强系统灵活性的同时增强了系统的稳定性。

(3)向智能化方向发展。

随着软件及微处理器技术的发展,最近几年新生产的机电一体化产品中的“全息”特征以及智能化水平越来越高,相信随着人们对机电一体化产品要求的逐渐提升,这种特征会保持下去并获得越来越多的发展空间。

(4)向仿生方向发展。

现在的机电一体化装置大多在工作状态下十分稳定,而当处于静态时时则不够稳定,这与生物的大脑十分相似:当大脑工作时,生物的生命力十分旺盛;而当大脑停止工作时,生物便会“死亡”。由此可见,随着机电一体化产品逐渐向仿生方向发展,它对于系统信息的依赖性会越来越大,而想要解决这一问题则有很长的一段路要走。

(5)微型、集成化方向发展。

国外的研究者利用半导体蚀刻技术在实验室中成功制造出了亚微米级的机械元件,如果这一成果能够应用于实际生产当中,那么机电一体化设备就不需要再区分机械部分和控制部分,从而真正实现传感器、处理器、执行结构间的结合,设备体积也会因此大幅减小,微型、集成化是机电一体化技术目前最重要的发展方向。

4 结语

在进入21世纪之后,产品的制造模式逐渐由固定组织的模式向敏捷制造加工的方向转变、由顺序加工的方式向并行加工的方向转变、由坚持质量第一向快速响应市场需求转变,企业的管理也从以往的金字塔式管理转为网格式管理,“人”逐渐代替“技术”成为生产中的首要因素,这些都说明了机电一体化技术将在本世界获得更普遍的应用以及更广阔的发展空间。在时代赋予的机遇面前,各企业单位及研究部门应加强对机电一体化技术的投入和研究力度,真抓实干、积极探索、勇于创新,力争在最短的时间内使我国在这一领域达到世界领先水平。

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,2010.5.

[2]蒋瑾瑾、任传胜.交流调速系统应用[M].北京:水力水电出版社,2010.3.

[3]陈志彪.浅论“机电一体化技术”的内涵及发展方向[J].科技创新导报,2010,14:104.

机电一体化技术及应用.doc 篇4

较为人们所接受的含义： “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用微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称” 机电一体化的目的是提高系统(产品)高附加价值化，即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。

优先发展的机电一体化领域必须同时具备下述几个条件：①短期或中期普遍需要；②具有显著的经济效益；③具备或经过短期努力能具备必需的物质技术基础；④社会效益十分显著的领域。

6大共性关键技术：1.检测传感技术，检测传感器属于机电一体化系统（或产品）的检测传感元件。2.信息（信息处理）技术，信息技术包括信息的输入、变换、运算、存储和输出技术。3自动控制技术，自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等技术。4.伺服驱动技术，伺服驱动技术，伺服驱动技术主要是执行元件中的一些技术问题。5.精密机械技术，机电一体化产品对精密机械提出的新要求有：减轻重量、缩小体积、提高精密、提高刚度、改善动态性能等。6.系统总体技术，系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统的观点和方法，将总体分解成若干功能单元，找出能完成各个功能的技术方案，再把功能与技术方案组合成方案进行分析、评价和优选的综合应用技术。

机电一体化系统（产品）由

机械系统(机构)、电子信息处理系统(计算机)、动力系统(动力源)、传感检测系统(传感器)、执行元件系统(如电动机)，五个子系统组成。

系统的五种内部功能：1.主功能：实现系统“目的功能”直接必需的功能。2.动力功能：向系统提供动力、让系统得以运转的功能。3.计测功能：对系统内部信息和外部信息进行检测与计算处理的功能。4.控制功能：对整个系统进行控制，使系统正常运转以实施 “目的功能”。5.构造功能：使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必需的功能。

广义接口功能有两种：1.变换调整功能、调整2.输入/输出。

根据接口的变换、调整功能，可将接口分成以下四种： 1)零接口。不进行任何变换和调整、输出即为输入等，仅起连接作用的接口，称为零接口。例如输送管、接插头、接插座、接线柱、传动轴、导线、电缆等。2）无源接口。只用无源要素进行变换、调整的接口，称为无源接口。例如齿轮减速器、进给丝杠、变压器、可变电阻器以及透镜等。3)有源接口。含有有源要素、主动进行匹配的接口，称为有源接口。例如电磁离合器、放大器、光电耦合器、D/A转换器、A/D转换器以及力矩变换器等。4)智能接口。含有微处理器，可进行程序编制或可适应性地改变接口条件的接口，称为智能接口。例如自动变速装置，通用输入／输出LSI(8255等通用I/O)、GP-IB总线、STD总线等。

根据输入／输出功能可分成以下四种广义接口：1）机械接口2）物理接口 3）信息接口

4）环境接口。

工业三大要素物质、能量和信息

机电一体化对三大要素的三大效果省能源，省资源，智能化

机电一体化系统（产品）设计的考虑方法：1)机电互补法又称取代法。该方法的特点是利用通用或专用电子部件取代传统机械产品（系统)中的复杂机械功能部件或功能子系统，以弥补其不足。2）结合(融合)法，它是将各组成要素有机结合为一体构成专用或通用的功能部件(子系统)，其要素之间机电参数的有机匹配比较充分。3）组合法，它是将结合法制成的功能部件(子系统)、功能模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统（品），故称组合法。

机电一体化系统的设计类型：1）开发性设计，它是没有参照产品的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品或系统。2)适应性设计，它是在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更改，或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加价值。3)变异性设计，它是在设计方案和功能结构不变的情况下，仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的要求。

B设计主要从以下几方面采取措施：1)采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；2)缩短传动链，提高传动与支承刚度； 3)选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力；4)缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的措施； 5)改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声。

随着机电一体化技术的发展，要求传动机构不断适应新的技术要求。具体讲有三个方面：1)精密化，—对某种特定的机电一体化系统（或产品）来说，应根据其性能的需要提出适当的精密度要求。虽然不是越精密越好，但由于要适应产品的高定位精度等性能的要求，对机械传动机构的精密度要求也越来越高。2)高速化，—产品工作效率的高低，直接与机械传动部件的运动速度相关。因此，机械传动机构应能适应高速运动的要求。3)小型化、轻量化，—随着机电一体化系统(或产品)精密化、高速化的发展，必然要求其传动机构的小型、轻量化，以提高运动灵敏度(快速响应性)、减小冲击、降低能耗。为与微电子部件的微型化相适应，也要尽可能做到使机械传动部件短小轻薄化。

丝杆和螺母相对运动的组合情况，有一下类型：1.螺母固定，丝杆转动并移动；2丝杆转动、螺母移动；3.螺母转动、丝杆移动；4丝杆固定、螺母转动并移动。

丝杠螺母机构的传动形式及选择方法是：(1)螺母固定、丝杠转动并移动如图2—2a所示，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。(2)丝杠转动、螺母移动如图2-2b所示，该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑，丝杠刚性较好。适用于工作行程较大的场合。(3)螺母转动、丝杠移动如图2_2c所示，该传动形式需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。(4)丝杠固定、螺母转动并移动如图2—2d所示，该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下使用极不方便，故很少应用。此外，还有差动传动方式，其传动原理如图2_3所示。该方式的丝杠上有基本导程(或螺距)不同的(如L01、L02)两段螺纹，其旋向相同。当丝杠2转动时，可动螺母1的移动距离s=n(L01-L02)(n为丝杠转速)，如果两基本导程的大小相差较少，则可获得较小的位移s。因此，这种传动方式多用于各种微动机构中。

滚珠丝杠副的结构类型可以从螺纹滚道的截面形状、滚珠的循环方式和消除轴向间隙的调整方法进行区别。

滚珠的循环方式有：滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。外循环---外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。从结构上看，外循环有以下三种形式：1）螺旋槽式2）插管式3)端盖式精度等级：根据GB/T17587.3-1998（与ISO 3408-3：1992同）标准，将滚珠丝杠副的精度分成为1、2、3、4、5、7、10共七个等级，最高级为1级，最低级为10级。

推荐采用的精度等级：数控机床、精密机床和精密仪器等用于开环和半闭环进给系统，根据定位精度和重复定位精度的要求可选用1、2、3级，一般动力传动可选4、5级，全闭环系统可选2、3、4级。

滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧：(1)双螺母螺纹预紧调整式，(2)双螺母齿差预紧调整式，(3)双螺母垫片调整预紧式，（4）弹簧式自动调整预紧式，（5）单螺母变位导程自预紧式和单螺母滚珠过盈预紧式。

滚珠丝杆副支承方式的选择：1之承方式：1)单推-单推式，2)双推-双推式，3)双推-简支式4)双推-自由式。2制动装置。

各级传动比的最佳分配原则：1.重量最轻原则。2.输出轴转角误差最小原则3.等效转动惯量最小原则.综合上述，在设计中应根据上述的原则并结合实际情况的可行性和经济性对转动惯量、结构尺寸和传动精度提出适当要求。具体来讲有一下几点：1，对于要求体积小、重量轻的齿轮传动系统可用重量最轻原则。2.对于要求运动平稳、起停频繁和动态性能好的伺服系统的减速齿轮系，可按最小等效转动惯量和总转角误差最小的原则来处理。对于变负载的传动齿轮系统的各级传动比最好采用不可约的比数，避免同期齿合以降低噪声和振动。3.对于提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系，可按总转角误差最小原则。对于增速传动，由于增速时容易破环传动齿轮系工作的平稳性，应在开始几级就增速，并且要求每级增速比最好大于1：3，以利于增加轮系刚度、减小传动误差。4.对较大传动比传动的齿轮系，往往需要将定轴轮系和行星轮系巧妙结合为混合轮系。对于相当大的传动比，并且要求传动精度与传动效率高、传动平稳、体积小、重量轻时，可选用新型的谐波齿轮传动。

齿轮传动间隙的调整方法：1，圆柱齿轮传动：偏心套（轴）调整法，轴向垫片调整法，双片薄齿轮错齿调整法。

圆形导轨：此类导轨制造方便，外圆采用磨削，内孔经过珩磨，可达到精密配合，但磨损后很难调整和补偿间隙。圆柱形导轨有两个自由度，适用于同时作直线运动和转动的地方。若要限制转动。可在圆柱表面开键槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩，亦可采用双圆柱导轨。圆柱导轨用于承受轴向载荷的场合。

2-19.设有一谐波齿轮减速器，其减速比为100，柔轮齿数为100 答：根据公式:iHr=Zr/(zr-zg)可知: 当iHr=100时,Zg=99,（但一般刚轮齿数比柔轮齿数多，所以舍去）当iHr=-100时,Zg=101;故该谐波减速器的刚轮齿数为101,（柔轮）输出轴方向与（波发生器）输入轴转向相反。(提示：一般来说，刚轮仅比柔轮多几个齿；刚轮固定时，柔轮与输出轴固联；柔轮固定时，刚轮与输出轴固联，两种情况下，波发生器均与输入轴固联)C．执行元件的种类及特点：1.电气式执行元件，包括控制用电动机(步进电动机、DC和AC伺服电动机)、静电电动机、磁致伸缩器件、压电元件、超声波电动机以及电磁铁等。其中，利用电磁力的电动机和电磁铁，因其实用、易得而成为常用的执行元件。对控制用电动机的性能除了要求稳速运转性能之外，还要求具有良好的加速、减速性能和伺服性能等动态性能以及频繁使用时的适应性和便于维修性能。2.液压式执行元件，主要包括往复运动的油缸、回转油缸、液压马达等，其中油缸占绝大多数。目前，世界上已开发了各种数字式液压式执行元件，例如电-液伺服马达和电-液步进马达，这些电-液式马达的最大优点是比电动机的转矩大，可以直接驱动运行机构，转矩/惯量比大，过载能力强，适合于重载的高加减速驱动。3.气压式执行元件，气压式执行元件除了用压缩空气作工作介质外，与液压式执行元件无什么区别。具有代表性的气压执行元件有气缸、气压马达等。气压驱动虽可得到较大的驱动力、行程和速度，但由于空气粘性差，具有可压缩性，故不能在定位精度较高的场合使用。

对执行元件的基本要求：1.惯量小、动力大

2.体积小、重量轻，既要缩小执行元件的体积、减轻重量，同时又要增大其动力，故通常用执行元件的单位重量所能达到的输出功率或比功率，即用功率密度或比功率密度来评价这项指标。设执行元件的重量为G，则功率密度为 P/G。比功率密度为(T2/J)/G。3.便于维修、安装，执行元件最好不需要维修。无刷DC及AC伺服电动机就是走向无维修的一例。4.宜于微机控制，根据这个要求，用微机控制最方便的是电气式执行元件。因此机电一体化系统所用执行元件的主流是电气式，其次是液压式和气压式(在驱动接口中需要增加电-液或电-气变换环节)。内燃机定位运动的微机控制较难，故通常仅被用于交通运输机械。

对控制用电动机的基本要求：

开环系统：步进电机。半闭环，闭环系统：伺服电动机。

D简述步进电机的工作原理：其定子有六个均匀分布的磁极，每两个相对磁极组成一相，即有A-A1、B-B1、C-C1三相，磁极上绕有励磁绕组。假定转子具有均匀分布的四个齿，当A、B、C三个磁极的绕组依次通电时，则：A、B、C三对磁极依次产生磁场吸引转子转动。

简述步进电机距角大小的计算方法：步距角的大小与通电方式和转子齿数有关，其大小可用下式计算：步距角＝360°／(z m)式中 z-转子齿数；m-运行拍数，通常等于相数或相数整数倍，即m=KN(N为电动机的相数，单拍时K＝1，双拍时K＝2)。步进电机也可以制成四相、五相、六相或更多的相数，以减小步距角并改善步进电机的性能。-说明CPU,MC,与MCS的关系：微处理机简称CPU。它是一个大规模集成电路(LSI)器件或超大规模集成电路(VLSI)器件，器件中有数据通道、多个寄存器、控制逻辑和运算逻辑部件，有的器件还含有时钟电路，为器件的工作提供定时信号。微型计算机，简称MC。它是以微处理机(CPU)为中心，加上只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入／输出接口电路、系统总线及其他支持逻辑电路组成的计算机。上述微处理机、微型计算机都是从硬件角度定义的，而计算机的使用离不开软件支持。一般将配有系统软件、外围设备、系统总线接口的微型计算机称为微型计算机系统，简称MCS。

微机选用要点：不同领域可选用不同品种、不同档次的微机。生产系统自动化、机床自动化、数控机床一般应用8位或16位微机系统，特别是控制系统与被控对象分离时，可使用单板机、多板机微机系统。像家用电器、商用产品，计算机一般装在产品内，故应采用单片机或微处理器。然而，这类产品处理速度不高、处理数据量不大、处理过程又不太复杂，故主要采用4位或8位微机。在要求很高的实时控制及复杂的过程控制、高速运算及大量数据处理等场合，如智能机器人、导航系统、信号处理系统应主要使用16位与32位微机。对一般的工业控制设备及机电产品、汽车机电一体化控制、智能仪表、计算机外设控制、磅秤自动化、交通与能源管理等，多采用8位机。换句话说，4位机常用于较简单、规模较小的系统(或产品)，16位与32位机及64位机主要用于较复杂的大系统，8位机则用于中等规模的系统。由于单片机的迅速发展，它的功能更强，性能更完善，逐渐满足各种应用领域的要求，应用范围不断扩大，不但用于简单小系统，而且不断被复杂大系统所采用。

说明光电耦合器的光电隔离原理：控制输出时，从上图a可知，微机输出的控制信号经74LS04非门反相后，加到光电耦合器G的发光二极管正端。当控制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管正端的电平为低电平，因此，发光二极管不导通，没有光发出。这时光敏晶体管截止，输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压。当控制信号为低电平时，发光二极管导通并发光，光敏晶体管接收发光二极管发出的光而导通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的道理，可将光电耦合器用于信息的输入，如上图b所示。当然，光电耦合器还有其他连接方式，以实现不同要求的电平或极性转换

E．MC/FMC/FMS/FA/CIMS的含义是什么：MC：加工中心；FMC：柔性制造单元；FMS：柔性制造系统；FA:

CIMS：计算机集成制造系统。F．计算：

系统调节方法：1.PID调节器及其传递函数，2.调节作用分析，3.速度反馈校正

可靠性设计：所谓可靠性，是指“产品(或系统)在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力”。“完成规定功能”就是能够连续地保持产品(或系统)的工作能力，使各项技术指标符合规定值。

保证系统（产品）可靠性的方法：

自动控制：在系统(产品)设计中，利用机电一体化技术的优势，使系统(产品)具有自适应、自调整、自诊断甚至自修复的功能，可以大大提高系统(产品)的可靠性。这是因为自适应和自调整等自动化技术，能使机器具有适应工作条件经常变化的功能(对外界的作用作出反应)，以及恢复丧失了的工作能力的功能，使系统(产品)不仅具有完成规定功能的能力，而且能够长时期地保持这种能力，不必担心外界影响，也不必担心系统(产品)本身在运转过程中发生故障。（2）冗余技术。冗余技术又称储备技术。它是利用系统的并联模型来提高系统(产品)可靠性的一种手段。冗余有工作冗余和后备冗余两类。工作冗余：又称工作储备或掩蔽储备，是一种两个或两个以上单元并行工作的并联模型。平时，由各个单元平均负担工作应力，因此工作能力有冗余。只有当所有的单元都失效时系统才失效，如果还有任何一个单元未失效，系统就可靠地工作，不过这个单元要负担额定的全部工作应力。后备冗余：又称非工作储备或待机储备。平时只需一个单元工作，另一个单元是冗余的，用于待机备用。这种系统必须设置失效检测与转换装置，不断检测工作单元的工作状态，一旦发现失效就启动转换装置，用后备单元代替失效的工作单元。（3）诊断技术。从本质上来看，诊断技术是一种检测技术，用来取得有关系统(产品)中产生的失效(故障)类型和失效位置信息。它的任务有两个：一是出现故障时，迅速确定故障的种类和位置，以便及时修复；二是在故障尚未发生时，确定产品中有关元器件距离极限状态的程度，查明系统(产品)工作能力下降的原因，以便采取维护措施或进行自动调整，防止发生故障。诊断的过程是：首先对诊断对象进行特定的测试，取得诊断信号(输出参数)，再从诊断信号中分离出能表征故障种类和位置的异常性信号，即症兆；最后将症兆与标准数据相比较，确定故障的种类和故障位置。测试：通常有两种测试，一是在故障出现之后，为了迅速确定故障的种类和位置，对诊断对象进行的试验性测试，这时诊断对象处于非工作状态，这种情况称为诊断测

试；二是在故障发生之前，诊断对象处于工作状态，为了预测故障或及时发现故障而进行的在线测试，这种情况称为故障监测。症兆：症兆是有助于判断故障种类和故障位置的异常性诊断信号，可分为直接症兆和间接症兆两类。直接症兆是在检测产品整机的输出参数或可能出现故障的元、部件的输出参数时，取得的异常性诊断信号。例如，系统(产品)的主要性能参数异常或有关机械零件的磨损量、变形量等参数变化的信号。间接症兆是从那些与系统(产品)工作能力存在函数关系的间接参数中取出的异常性诊断信号。例如，系统(产品)的音响信号、温度变化、润滑油中的磨损产物、系统动态参数(幅频特性)等，都可作为取得间接症兆的信号。采用间接症兆进行诊断的主要优点是，可以在系统(产品)处于工作状态及不作任何拆卸的情况下,评价产品的工作能力。其缺点是，间接症兆与系统(产品)输出信号之间往往存在某种随机关系，此外，一些干扰因素也会影响间接症兆的有效性。尽管如此，间接症兆在诊断技术中还是得到了广泛应用。诊断：诊断就是将测试取得的诊断信号与设定的标准数据相比较，或利用事先确定的症兆与故障之间的对应关系，来确定故障的种类与部位。标准数据是根据系统(产品)或元、部件输出参数的极限值来设定的。症兆与故障之间的对应关系，可根据理论分析或模拟仿真试验来建立，这种关系用列表形式来表示时，称为故障诊断表，有时称为故障字典。前面简述了保证系统(产品)可靠性的方法，其中裕度法主要是一种改进硬件的措施，自动控制法以及冗余技术和诊断技术是用硬件、软件或两者结合来保证系统(产品)可靠性的措施。

干扰和抗干扰措施：（1)干扰源。一般来说，在机电一体化系统（产品）中，用专用或通用微型计算机组成的控制器，其硬件经过筛选和老化处理，可靠性非常高，平均无故障工作时间较长，因此，引起控制器故障(失效)的原因多半不在于其本身，而在于从各种渠道进入控制器的干扰信号。下图表示干扰信号进入控制器的各种渠道。这些渠道可分为两大类型：一是传导型，通过各种线路传入控制器，包括供电干扰、强电干扰和接地干扰等；二是辐射型，通过空间感应进入控制器，包括电磁干扰和静电干扰等。供电干扰：控制器一般都配备有专用的直流稳压电源，即使如此，从交流供电网传来的干扰信号仍然可能影响电源电压的稳定性，并可能经过整流电源窜入控制器。这些干扰信号主要来源于附近大容量用电设备的负载变化和开、停时产生的电压波动。这些设备在起动时使电网电压瞬时降低，在停止时又产生过电压和冲击电流。此外，雷电感应也会产生冲击电流。供电电网对控制器的另一种干扰是断电或瞬时断电，这将引起数据丢失或程序紊乱。强电干扰：驱动电路中的强电元件如继电器、电磁铁和接触器等感性负载，在断电时会产生过电压和冲击电流。这些干扰信号不仅影响驱动电路本身，还会通过电磁感应干扰其他信号线路。这种强电干扰信号能通过外部接口通道影响控制器内部I/O接口的状态，并通过I/O接口进入控制器。接地干扰：接地干扰是由于接地不当、形成接地环路产生的。下图为接地环路的两种典型情况。图a是由于接地点远而形成的环路，因为不同位置的接地点一般不可能电位相同，因此形成图中所示的地电位差；图b是采用公用地线串联接地而形成的环路，由于各设备负载不平衡、过载或漏电等原因，可能在设备之间形成电位差；无论哪种情况形成的电位差，都会产生一个显著的电流而干扰电路的低电平。辐射干扰：如果在控制系统附近存在磁场、电磁场、静电场或电磁波辐射源，就可能通过空间感应，直接干扰系统中的各设备(控制器、驱动接口、转换接口等)和导线，使其中的电平发生变化，或产生脉冲干扰信号。系统附近或系统中的感性负载是最常见的干扰源，它的开、停会引起电磁场的急剧变化，其触点的火花放电也会产生高频辐射。人体和处于浮动状态的设备都可能带有静电，甚至可能积累很高的电压。在静电场中，导体表面的不同部位会感应出不同的电荷，或导体上原有的电荷经感应而重新分配，这些都将干扰控制系统的正常运行。

（2)抗干扰措施。用来抑制上述各种干扰信号的产生或防止干扰信号危害的抗干扰措施，既有针对各种干扰源的性质和部位而采取的措施，也有从全局出发而采取的提高产品可靠性的措施。

供电系统的抗于扰措施：针对交流供电网络这个干扰源所采取的抗干扰措施主要是稳(稳压)、滤(滤波)、隔(隔离)。

增加电子交流稳压器：在直流稳压电源的交流进线侧增加电子交流稳压器、用来稳定220V单向交流进线电压，可以进一步提高电源电压的稳定性。

增加低通滤波器，用来滤去电源进线中的高频分量或脉冲电流。

加入隔离变压器，以阻断干扰信号的传导通路，并抑制干扰信号的强度。

在可靠性要求很高的地方，可采用不间断电源(具有备用直流电源)，以解决瞬时停电或瞬时电压降所造成的危害。接口电路的抗干扰措施：在控制器与执行元件之间的驱动接口电路中，少不了由弱电转强电的电感性负载，以及用来通、断电感负载的触点，这些都是产生强电干扰的干扰源。对于这种干扰，首先是采取吸收的方法抑制其产生，然后采取隔离的方法，阻断其传导。这种强电干扰，也会通过电磁感应影响控制器与检测传感器之间的转换接口电路。对于这种干扰以及从空间感应受到的其他辐射干扰，也需采取隔离的办法，以免通过转换接口进入控制器。采用RC电路或二极管和稳压二极管吸收在电感负载断开时产生的过电压，以消除强电干扰。

采用光隔离措施以防止驱动接口中的强电干扰及其他干扰信号进入控制器。如下图a所示,GT为光电耦合器，信号在其中单向传输，其输入端与输出端之间的寄生电容很小，绝缘电阻又非常大，因此干扰信号很难从输出端反馈到输入端，从而起到隔离作用。

转换接口的隔离：为了防止各种干扰影响由检测传感器传来的较弱的模拟信号，通常采用差分式运算放大器来隔离干扰信号，其原理如下图b所示。这种放大器的输出信号决定于两个输入端的电位差，即UP-Ui，而干扰信号的相位及大小对两个输入端来说是相同的，因此干扰信号就被抵消了。

对于近距离的检测传感器发出的数字或脉冲信号，不必再经过放大，可采用下图c所示的抗干扰电路。由R1和C1组成滤波器，滤去高频干扰。由于经过RC滤波后的脉冲信号往往有脉动和抖动，为了改善脉冲前沿，故增加了一级整形电路。

接地系统的抗干扰措施：要防止从接地系统传来的干扰，主要方法是切断接地环路，通常采用以下措施。

并联接地，单点接地，光电隔离。

机电一体化技术应用和发展篇5

机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要,综述了国内外机电一体化技术的`现状,分析了机电一体化技术的发展趋势.

作者：韩丽丽毛焱作者单位：韩丽丽(安徽省淮北市矿业集团)

毛焱(安徽省淮北市排水公司)

机电一体化技术及应用.doc 篇6

1 机电一体化技术及其应用现状

机电一体化即机械电子学, 属于新兴边缘综合学科, 涉及微电子技术、计算机技术、机械技术及信息技术, 等等。在工程机械中利用机电一体化技术, 将微电子技术应用到工程机械中, 可将微电子技术中的动力、控制与机械主功能等加以充分发挥, 从而提高工程机械的利用技术。而且, 在工程机械中利用机电一体化技术, 也可大幅改善工程机械面貌, 促进工程机械的智能化、自动化。

随着施工的变化, 工程机械性能的要求也在不断发生改变, 需要逐步提高工程机械的性能。在使用性能上, 工程机械应做到以下几点:第一, 提高生产效率, 降低能耗;第二, 提高工程机械的自动化水平, 严格控制施工质量与精度;第三, 实现工程机械设备操作简单化和稳定性, 降低工作人员的劳动强度, 提高作业安全性;第四, 延长工程机械使用的寿命。在工程机械中利用机电一体化技术, 有助于实现上述几个目标。

2 工程机械机电一体化技术的应用分析

2.1 工程机械与机电一体化的关系

与传统工程机械相比, 目前的工程机械中应用机电一体化技术, 可改善工程机械各方面性能, 比如操作舒适性的提高, 且机械功效增加;工程机械的耗能大幅下降, 且安全性与可靠性不断提升;工程机械的作业效率与精度也有所增加。

2.2 机电一体化技术对工程机械的改进

现代工程机械对性能要求比较高, 主要表现在以下几个方面:工程机械的功效高, 且能耗下降;系统具备监测运行状态的功能, 可自动诊断与报警, 提高运行的安全性;实现工程机械的自动化与精度的提升。

在现代工程机械中, 与电子控制相关的内容包括以下几个方面:

2.2.1 控制柴油机

促进柴油机技术的发展, 必须解决最低耗油量与发动机排放量之间的关系。在工程机械中利用电子节能液压泵系统, 可降低系统能耗。在这种情况下, 电子控制自动变速, 可根据负荷条件, 实现柴油机油门的自动调节, 同时满足经济指标、排放量指标, 对于节约能源、提高效率及实现净化排气等均有重要意义。

2.2.2 提高生产效率, 降低能耗

现代工程机械的发展, 对高能量利用效率有了更高的要求。传统工程机械的燃料利用率较低, 仅仅有20%左右。如果在新型挖掘机上利用日本小松生产公司生产的新型节能系统 (OLLS系统) , 可提高节能效果, 与传统工程机械相比, 节约能源约为23.0%。这一OLLS系统可利用发动机功率, 满足发动机转矩与泵吸收转矩最佳性能的要求, 提高工程机械的生产效率。

2.2.3 提高成品的作业精度

在某些工程机械设备中, 引入电子控制系统, 可满足系统对于称量精度的要求。同时, 在工程机械中引入电子控制系统, 可降低工作人员劳动强度, 并提高工作效率, 从而减少人工称量的误差。比如在混凝土拌合机械设备、沥青拌和机械设备中, 引入电子控制系统基本实现计量功能的自动化。在电子计量系统中, 微机控制技术也得到了良好的应用。

2.2.4 电子监控、自动报警与故障自诊

工程机械的发动机、液压系统与传统系统等运行状态, 经常发生机件或设备损坏事故, 在系统运行中, 利用电子监控与故障诊断专业系统设置各种类型传感器, 可进一步保证作业人员与机械设备的安全性, 并在故障发生之前自动报警, 可提醒工作人员及时解决故障。

2.2.5 作业过程的半自动化与自动化

为了提高工程机械运行的水平与效率, 在工程机械中利用半自动化或自动化方式, 可降低操作者的工作强度, 并保证作业精度不受操作人员技术、生产经验的影响。

3 工程机械一体化技术的前景

3.1 电子控制理论

利用以电子为核心的高新技术, 是工程机械现代化的重要标志之一, 通过应用与推广高新技术, 在参考相关控制理论的基础上, 可满足系统智能化设计要求, 实现设计后的系统仿真, 等等。

3.2 传感器技术的应用

在现代工程机械中, 传感器技术的应用比较广泛, 在发动机上利用机油压力传感器、冷却水温度传感器, 等等, 可检测并控制发动机运行状态;在沥青摊铺机上利用传感器技术, 可提高作业精度, 满足平整度、厚度与坡度要求。随着传感器技术的不断发展, 在未来的工程机械上, 高性能与稳定性的传感器将越来越多地得到应用。

4 结语

在工程机械中利用机电一体化技术, 可提高工程机械的效率与安全性, 降低工作人员的劳动强度。本文从机电一体化技术及其应用现状、在工程机械中的应用及发展前景等三个方面进行了分析, 以期为该技术在生产中的应用提供参考与借鉴。

摘要：本文介绍了工程机械机电一体化技术及其应用现状和应用分析情况, 阐述了机电一体化技术在工程机械中的应用及发展前景。

关键词：工程机械,机电一体化,应用

参考文献

[1]索小娟, 陈光伟, 王娜.工程机械机电一体化技术的应用与发展[J].科技传播, 2013, (14) :157-158.

[2]王金玉, 牛肖梅.工程机械机电一体化技术的应用与发展[J].科技创业家, 2013, (18) :83.

机电一体化技术的应用及发展分析篇7

关键词：机电一体化；应用；发展

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）17-008-01

随着社会科学技术的发展，机电一体化技术也在日益发展和提升，现已成为一门新的应用学科，发展着自身重要的作用。机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术和接口技术等多样群体技术，通过合理的配置各个功能单元，从而在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现其特定的价值功能，是促使整个系统达到最佳化的系统工程技术。它的发展提升使工业生产从“机械电气化”步入了“机电一体化”的快速发展阶段。

一、机电一体化技术的广泛应用

1、机电一体化技术应用于钢铁企业。（1）计算机集成制造系统。钢铁企业的计算机集成制造系统（CIMS）可以将人与生产的经营管理和生产过程有效连接，从而实现原料的入厂采购、加工生产和产品出貨全过程的一体化控制管理。（2）现场总线技术。现场总线技术（FBT）可以有效连接设置生产现场的仪表并可设置控制室里的控制设备，使其实现数字式、双向和多站通信链路的连接。采用这种技术不仅可以取代当下使用的信号传输技术，而且可以将大量的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间于共同的通信媒体上实现双向传输。（3）交流传动技术。交流调速技术的发展是伴随着电力电子技术与微电子技术的发展而快速发展起来的。因其具有着交流传动优良特征，所以，电气传动技术在未来可有由交流传动全部取代直流传动。（4）开放式控制系统。所谓“开放”指的是对一种标准的信息交换规程的共识与支持，按这种标准进行设计的系统，可以达到非同一厂家产品的有效兼容与替代，并且可以实现资源的共享。其通过工业通信网络将控制设备与管理计算机相互联系起来，实现了经营、管理与控制、决策的有效统一，从而经过现场总线将生产仪表与控制室中的控制设备链接，从而实现测量与控制的一体化进程。

2、机电一体化技术应用汽车行业中。（1）以微机控制发电机系统。在汽车应当中，控制发电机单元的核心部位是利用微处理器设计的发动机集成大规模电路，并通过各个传感器接受电压模拟信号传输到发电机的各个单元，信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。并在这些信息的基础上，控制发电机单元对于燃料的空气比例和点火时间，并计算循环排气效率，最后把计算出的结果做为喷射阀燃料控制和点火设备的驱动信息输出出来，从而控制空气与燃料质量之间的比例。当此比例加大时，燃料稀少，就难以点火，相反，其比例下降后，点火就会比较顺利。（2）汽车雷达系统。在汽车应用过程当中，我们常需要使用到汽车雷达系统，如进行倒车等，其可以使我们在行驶或倒车时观察到前方与后方的距离与障碍物情况，一旦有情况就会发出警报，从而有效的保障了行车安全，减少了事故发生，这就是机电一体化技术中的激光测距雷达系统在汽车行业中的有效应用。（3）行车制动系统。汽车可以安全的在正常情况由行驶转换为停车，靠的是汽车上的行车制动器，这种装置就是应用了机电一体化的技术，满足了汽车在刹车时的前后两轮刹车制动，从而有效保障了刹车功能，保障了行驶安全。

3、机电一体化技术应用于现代煤矿生产。当前时期，机电一体化技术已经应用于采煤机械设备与提升机械设备等方面。电牵引采煤机和矿井提升机就是机电一体化技术应用的良好实例。因此使机械设备不仅具备了传统功能更兼具了自行发电制动功能，从而使设备运行更加自如、有效，在简化了设备结构的同时集成了诸如信息、控制、电力电子等技术，在力提升了煤矿生产效率。

二、机电一体化技术的发展趋势

1、机电一体化技术更趋智能化发展。机电一体化技术的应用使现代机电产品更具智能特征，表现为具备类似于人的逻辑思维力、判断力和应变力、决策力等。

2、机电一体化技术更趋数字化发展。机电一体化的数字化基础表现为微控制器技术和接口技术，而且随着科技的更新与发展还会发展应用数控机床与机器人等。同时，依托计算机互联网络，使得数字化进程更加深入与广泛，未来将会应用于设计与制造方面，例如计算机集成制造、虚拟设计等等。

3、机电一体化技术更趋模块化发展。随着机电一体化产品数量与品类的不断增多，其技术发展更趋于研发一些具有标准接口、动力接口和环境接口的机电一体化产品单元模块。

4、机电一体化技术更趋网络化发展。互联网技术的发展与应用给社会生产的各个领域都带来了重大的变化，以互联网络为基础的各种远程控制和监控技术日益发展完善，这就使得作为机电一体化产品的远程控制终端设备得以长足发展，其现场总线和局域网技术也更加促进着家电网络。

5、机电一体化技术更趋自源化发展。也就是说机电一体化产品的自携带能源特征，例如太阳能电池、燃料电池和大容量电池的发展和有效应用。

6、机电一体化技术更趋人性化发展。机电一体化产品在有效完善提升自身性能之外，还会随着人们日益变化的需求变化不同的造型和色彩等因素，归根结底就是要让用户体验度更佳，满意度更高。

7、机电一体化技术更趋微型化发展。随着科技的发展和创新，庞大的机电设备已经不能满足人们日益提升的使用需求，因此，机电一体化产品在向微型化特征和微观领域不断变化发展。

总的来说，机电一体化技术是现代制造业的重点与核心，其已广泛应用于机电产业和其机械制造业。随着现代科技的快速发展，机电一体化技术也是不断的更新、完善、发展，从而向更加智能化、数字化、模块化、网络化、自源化、人性化与微型化发展，有力促进着社会生产力的发展，促进着社会经济效益的提升。

参考文献：

[1] 姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J]. 电子制作，2013，（08）.

[2] 蒋微.机电一体化技术的发展及应用[J].中国高新技术企业，2014（26）.

机电一体化的发展及应用篇8

摘要

随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速发展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。机电一体化技术是跨学科技术，其发展趋势是光机电一体化、柔性化、智能化、仿生物系统化、微型化。其产品功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

关键词：机电一体化技术；发展趋势；产品功能；协调和综合

目

录

摘要 ——————————————————————————01

绪论 ——————————————————————————03

绪论

现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，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”为特征的发展阶段。

随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。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。

第1章机电一体化的基本概念

1.1 基本概念

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。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

1.2 机电产品的优越性

与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性：

1.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。

2.生产能力和工作质量提高

机电一体化技术及应用.doc 篇9

来源

概念

要素

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培养目标

就业方向

发展方向

发展前景

培养要求

课程设置

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编辑本段简介

日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念当时他们取名为“Mechatronics”，即结合应用机械技术和电子技术于一体。

随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向发展，应用范围愈来愈广。

编辑本段来源

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，它是将英文Mechanics的前半部分和Electronics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。这一名称已经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。

编辑本段概念

机电一体化技术是在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并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。

编辑本段要素

1、五大组成要素：

一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。

机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。

动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

测试传感部分（感知组成要素）对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

控制及信息处理部分（职能组成要素）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。

执行机构（运动组成要素）根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。

编辑本段原则

2、机电一体化四大原则：

构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。

两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证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。

运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。

编辑本段内容

（1）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，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

（2）计算机与信息技术

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

（3）系统技术

系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

（4）自动控制技术

其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

（5）传感检测技术

传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保护。

（6）伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

编辑本段培养目标

本专业培养德、智、体、美全面发展，具有创业、创新精神和良好职业道德的高等专门人才，掌握机械技术和电气技术的基础理论和专业知识；具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，熟练进行机电一体化产品和设备的应用、维护、安装、调试、销售及管理的第一线高等技术应用型人才。

编辑本段就业方向

机电一体化专业是一个宽口径专业，适应范围很广，学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外，还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试，充分体现重视技能培养的特点。学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司，从事加工制造业，家电生产和售后服务，数控加工机床设备使用维护，物业自动化管理系统，机电产品设计、生产、改造、技术支持，以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。

编辑本段发展方向

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，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，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。机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：1.智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，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。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。

模块化。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是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、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。

网络化。20世纪90年代，计算机技术等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、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。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。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是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)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(computer integrated appliance system，CIAS)，使人们在家里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。

微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。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，绿色化是时代的趋势。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，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。事实上，许多

编辑本段发展前景

机电一体化的出现不是孤立的，它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。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

中国是从20世纪80年代初开始进行机电一体化技术方面的研究和应用的。虽然经过20多年的努力取得了一定成果，但与发达国家相比仍有相当差距。为了加快发展、缩小与发达国家的差距，需要我们在产业政策、金融政策和市场导向上，对机电一体化技术和产业予以积极支持，主要包括：国家在政策上对机电一体化技术给予大力支持，特别是涉及基础技术、综合技术等方面，要给予强有力的财政和各种扶助。由于机电一体化技术是各种高新技术的综合和升华，需要多学科、多技术、多种机构协调研发，这也对技术研发机构和产业界的协调能力提出了挑战，因而需要继续发挥主管部门的作用。

要明确机电一体化技术开发和产业化推广的主力军是企业，在这方面，技术和综合实力雄厚的大型企业将发挥举足轻重的作用。有关部门应该在税收、金融和其他方面给予一定的优惠倾斜。

要把发展机电一体化技术作为增强自主创新能力的重要内容，鼓励和促进企业在这个领域有所作为。同时，为缩小与发达国家的差距，可以通过引进、消化、升级来逐步达到提高自主创新能力的目的。有关部门可以通过政府采购、项目设立等措施，达到支持和鼓励自主创新的目标。

编辑本段培养要求

总的培养要求为：热爱社会主义祖国，拥护党的基本路线，领会马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理，具有爱国主义、集体主义、社会主义思想和良好的思想品德，在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上，重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能；具有较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力；具有创新、创业精神、良好的道德和健康的体魄。

1、思想素质要求

热爱社会主义祖国、拥护中国共产党的领导和中国特色社会主义道路，坚持四项基本原则和改革开放的总方针，初步掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理，具有科学的世界观、方法论和正确的人生观；具有遵纪守法的观念，良好的思想品德、社会公德和职业道德；具有开拓创新、团结合作、艰苦奋斗的精神和联系群众、严谨务实的作风；具有为人民服务的高度责任感和为实现现代化而献身的精神。

2、知识能力要求

掌握本专业所必需的制图、机械、电工电子技术和计算机应用的基本知识和能力。掌握机械加工过程的基础理论、生产工艺和操作技能。熟练使用AutoCAD等常用的计算机辅助设计软件绘制各种产品装配图和零件图；能熟练地编制数控机床加工程序，操作普通数控机床加工工件，具有安装、调试、使用普通数控机床的基本技能；具有分析解决专业生产中的实际问题以及进行科学研究、开发新技术、新工艺、新材料的初步能力。具备现代企业管理的基本知识和初步组织管理和技术指导的能力。具备工科大学生所需的分析计算能力，信息收集与处理能力，以及较好的外语能力。通过国家计算机等级考试和全国英语等级考试（三级水平）。了解本专业和相关学科的发展动态。具有较强的自学能力和创新意识。达到劳动部门颁布的本专业中、高级以上技工的技能水平，并通过考核取得相应的等级证书。通过各门理论和技能课的考试（考核），获取毕业证书。

3、身心素质要求

具有一定的体育运动和卫生、军事基本知识，掌握体育运动和科学锻炼身体的方法和基本技能，养成良好的体育锻炼习惯和生活习惯，达到国家规定的大学生体育合格标准，具有良好的心理素质和健康的体魄。

三、招生对象、学制及学习形式?

本专业招收应往届高中毕业生、普通中专、职业高中、职业中专毕业生及社会青年，脱产学习，学制三年。

编辑本段课程设置

（一）公共课

1、思想道德修养与法律基础

本课程是以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论为指导，理论联系实际地研究大学生成长过程中思想道德修养的客观规律的一门思想、政治和品德教育的课程。它根据我国社会主义现代化建设对大学生的政治、思想、品德方面的要求，以及大学生在政治观、人生观、道德观方面形成发展的规律和特色，教育大学生加强自身的思想道德修养，努力成为社会主义的建设者和接班人。讲授内容：大学生的历史使命，基本国情和基本路线教育，人生观教育，道德教育，社会主义民主法制教育。

2、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想

本课程通过简明扼要地讲授马克思主义的基本观点，进行马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观教育，使学生明确改革是在新形式下，马克思主义的基本原理与我国客观实际的紧密结合，充分发挥马克思主义教育主阵地主渠道作用，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，达到培养“四有”人才的目的。

3、大学英语

培养学生英语听、说、读、写能力，并能在实践中以英语为工具获取本专业所需的信息，为进一步提高英语水平打下较为坚实的基础。

主要内容：语音、语法、笔译。着重矫正语音、语调，扩大词汇量，加深基本语法，借助词典翻译一般短文，加强阅读和笔译技能的训练。

4、计算机文化基础

通过本课程的学习，让学生掌握计算机基础知识，Windows2000、Office软件、数据库以及Internet网络基础，其中Office主要介绍Word2000、Excel2000、Powerpoint2000的使用。

5、高等数学

通过学习培养学生用数学分析的方法解决工程问题的能力，为以后学习专业基础课和专业课以及将来从事工程设计打下良好的基础。

主要内容：函数、极限与连续、导数和微分、积分及其应用、多元函数的微分、二重积分、三重积分、级数等。

6、普通物理学

通过本课程的教学，使学生掌握物理学的基础知识，了解物理学的研究方法，初步获得物理实验能力，为运用物理知识和数学工具分析和解决实际问题打下基础。

主要内容：质点力学，刚体转动，机械振动和机械波，气体分子运动论，热力学基础，真空中静电场，直流电路，电流的磁场，电磁感应，光学，原子物理学基础。

7、体育

目的要求：进行体育基本知识的教学和基本技能训练。使学生掌握正确的运动技能和科学的锻炼方法，养成体育锻炼习惯，提高身体素质，达到《国家体育锻炼标准》，具有从事本专业或其他行业所需要的良好身体素质。

8、形势教育

本课程是在马克思主义指导下，分析特定时期社会政治、经济、思想文化发展趋势，揭示党和国家在不同时期的方针政策的基本内容和基本精神的思想政治教育课程。主要目的是帮助学生全面正确地认识国际国内形势；认识党和国家面临的形势和任务；拥护党的路线、方针和政策，增强实现改革开放和社会主义现代化建设宏伟目标的信心和社会责任感。

（二）专业基础课

1、机械制图

本课程是本专业一门重要的专业基础课。

目的要求：通过课程的学习，使学生在机械电子工程制图的投影理论、作图技巧、方法以及读图能力方面得到提高。要求学生掌握基本的投影原理和基本方法，能正确熟练地使用绘图工具和仪器，能阅读与绘制一般机器设备的零件图和中等复杂程度的装配图，进一步培养学生的空间想象力和制图表达能力。

主要内容：包括点、线、面的投影特性与作用；立体及其交线投影分析；组合体的画法、读图、尺寸标注；各种机件的表达方法；零件图、装配图的读图与绘制。

2、工程力学

目的要求：让学生掌握物体的机械运动基本规律及研究方法，解决实际工程中的力学问题，并具有一定的计算能力、分析问题和解决问题能力。

主要内容：各种平面力系的简化和平衡；空间力系的平衡及重心；杆件在四种基本变形下的应力及强度；变形及刚度问题；组合变形的强度问题；平面压杆稳定问题；点的运动及刚体平面运动问题；动力学基本规律；定轴转动微分方程及动静法。

3、金属工艺学

目的要求：通过本课程的学习，学生应该掌握常用金属材料的种类牌号、化学成分、组成性能，掌握铸、锻、压、焊等加工工艺基本原理和应用范围，能够合理选用金属材料并合理拟定热处理工序和零件热加工工序。

主要内容：金属学基础；热处理方法；常用金属材料及其性能、铸造、锻压、焊接等加工知识。

4、C语言程序设计

目的要求：用计算机高级语言进行工业控制程序设计及编程，为CAD、CAM的二次开发打下良好基础。

主要内容：计算机语言的基本概念，流程图，语法规则，计算机高级语言程序设计的步骤和方法,其他常用工业控制应用软件的编制及使用方法。

先修课程：高等数学、计算机文化基础等。

5、电工技术

目的要求：使学生掌握电工基础理论，基本知识及在工程实践中的基本方法和技能，同时为学生学习后继课程和今后从事技术工作打下必要的基础。

主要内容：电路的基本概念及基本规律，电路的分析方法；直流电路、正弦交流电路；三相电路；磁路与变压器；交流电动机；直流电动机；继电接触控制线路；工厂供电；电工测量与安全用电。

先修课程：高等数学、普通物理学。

6、电子技术

目的要求：使学生获得掌握电子技术方面的基本理论、基本知识的基本技能，培养学生具备分析、解决电子技术问题的能力，为学生学习后继课程奠定基础。

主要内容：半导体二极管和三极管；基本放大电路；集成运算放大器；正弦波振荡电路；直流稳压电源；晶闸管及其应用；门电路和组合逻辑电路；触发器和时序逻辑电路；存储器和可编程器件；A/D及D/A转换。

先修课程：高等数学、普通物理、电工技术。

7、机械设计基础

目的要求：使学生掌握常用机械的工作原理及通用零件的工作特点、设计方法，初步掌握机械零部件设计能力理论知识，再通过机械零件设计综合训练及课程设计训练，达到零部件设计的要求。

主要内容：常用机械的工作原理，连接件的选择与计算，轴系的工作特点，载荷分析，失效形式及选择设计。

先修课程：机械制图、金属工艺学、工程力学等。

8、公差配合与技术测量

目的要求：通过本课程的学习，学生要掌握公差配合的基本概念及规范，会查用各种国家标准，对零件进行误差分析，掌握基本测量技能并会检测常用零部件。

主要内容：机械零件的几何精度，相互配合以及几何量的测量技术。

先修课程：工程制图、高等数学等。

9、计算机辅助绘图

目的要求：使学生掌握CAD软件使用方法，能够运用绘图软件进行机械零件图的设计。

主要内容：AutoCAD软件绘图，尺寸标注，符号库，图形合成，图形输出。

先修课程：机械制图、计算机文化基础等。

（三）专业课

1、传感器与检测技术

目的要求：使学生掌握各类传感器的基本结构，掌握测量中常用的各种传感器的工作原理、主要性能及其特点，使学生合理地选择和使用传感器，使学生掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法。

主要内容：各类传感器的结构，工作原理，选择及其应用等。

先修课程：电工技术、电子技术、普通物理等。

2、液压与气压传动

目的要求：通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识。掌握各种液压、气压元件的工作原理、特点、应用和选用方法，熟悉各类液压与气动基本回路的功能、组成和应用场合，了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用。

主要内容：液压流体力学基础，液压系统常用元件、基本回路，液压系统的设计计算，气压传动基本回路，气动逻辑系统设计等。

先修课程：工程制图、工程力学、机械设计基础等。

3、金属切削机床与数控机床

目的要求：通过课程的学习，让学生了解切削机床的基本结构，熟知各类切削机床的用途，掌握数控机床的工作原理、典型结构的故障排除，从而为培养学生的工艺技能和对机床的调试维修奠定一定的基础。

主要内容：机床传动的基础知识，各类机床的性能、用途及主要部件，机床的安装、使用和调试。数控机床的工作原理、结构特点及使用、调试方法等。

先修课程：机械制图、机械设计基础。

4、可编程序控制器原理及应用

目的要求：通过本课程的学习，使学生掌握可编程控制器原理在自动控制系统中的应用，培养学生使用可编程控制器改造继电控制系统，维护与管理自动化生产线的基本能力，并对今后从事现代软生产线控制技术的应用与开发打下良好的基础。

主要内容：PLC基本原理、PLC的指令系统、梯形图、功能图、PLC的应用等。

先修课程：电工技术、电子技术等。

5、机械制造工艺学

目的要求：使学生掌握机械零件加工工艺编制理论和专用夹具的设计方法。

主要内容：机械加工工艺规程制定的基本知识，常见零件的工艺规程的分析和制定，零件加工的质量分析，专用夹具设计理论、定位和夹紧；专用夹具的设计方法和步骤，常用切削机床的夹具设计等。

先修课程：工程制图、金属工艺学、机械设计技术、公差配合与测量技术、金属切削机床与数控机床。

6、单片机原理及应用?

目的要求：通过本课程的学习，使学生掌握单片机的结构、原理，指令系统，掌握单片机的汇编语言程序设计等。能够独立设计单片机的硬件线路和编制软件。

主要内容：单片机相关芯片的结构特点和引脚功能，寻址方式及指令系统，应用实例，仿真开发系统的使用。

先修课程：电子技术等。

7、数控原理及编程

目的要求：通过课程的学习，使学生掌握数控系统硬件控制，软件控制的基本理论和实践能力及数控机床的编程方法。

主要内容：数控系统的分类及特点，输入装置，点位/直线控制，连续切削控制，数控指令及编程。

先修课程：金属切削机床及数控机床等。

（四）选修课

1、演讲与写作

本课程使学生通过学习，加深对语言的社会本质和交际功能的认识，提高运用祖国语言文字的实际能力，特别是言语交际的实际能力，同时，通过对写作的强化练习，使学生系统地掌握常用应用文体的写作理论知识和方法，提高学生在学习、工作和日常生活中实际应用各种文体的写作能力。

2、音乐与绘画

通过本课程的学习陶冶学生的艺术修养，培养学生的艺术素质，并且在系统的训练过程中，培养学生正确的观察方法和造型能力，为今后的全面发展奠定良好的基础。

3、大学生就业与创业指导

目的要求：通过本课程的学习，使毕业生树立正确的择业观并调适在择业过程中可能出现的矛盾心理；掌握一定的求职技巧并转换角色、适应社会发展对人才的需求；了解就业政策，更好地利用就业指导机构指导自身就业。

主要内容：我国当前的就业形势、大学生就业政策、就业观念、就业准备、职业选择、择业技巧、创业环境与创业机会、择业过程中各主要环节的把握、创业者应具备的素质与能力等。

五、实践教学

（一）实验

实验是使学生进一步理解与巩固理论知识，开发学生智能，培养学生的动手能力，分析问题、解决问题能力的重要环节。在本专业课程中，计算机文化基础、普通物理、工程力学、金属工艺学、C语言程序设计、计算机辅助设计、电工技术、电子技术、公差配合与技术测量，微机原理，液压与气压传动，可编程控制器，单片机原理及应用，数控原理及编程，数控机床的使用与维修，传感器等课程都要开设实验课，成绩要记入学生成绩册。

（二）教学实习

教学实习是为了使学生更好地学好专业课，在专业基础课和专业课学习期间开设的实习。主要包括：金工实习、电工实习、到工厂参观实习各种机电设备的运行等。每次实习完毕，学生要写出完整、合理的实习报告，成绩记入学生成绩册。

（三）生产实习

生产实习是专业课教学过程中在专业课结束后进行的实习，是学生学好专业课的必要手段。本专业的生产实习是让学生亲自参加机电设备的安装、调试、操作、参与管理组织，并在实习过程中，培养学生的组织纪律观念、集体主义观念、艰苦创业观念、职业道德观念等。

生产实习成绩单独列入成绩册，其成绩评定如下：

实习效果分+实习态度分。

实习效果分——实习结束后，有实习单位出题考核得分。

实习态度分——由实习单位和带队老师给学生打分。

（四）课程设计

课程设计是某门专业课结束后，在老师指导下，学生运用所学基础理论和基本技能，进行某课题设计的综合性训练环节。课题由教师根据课程情况和生产需要制定。在设计过程中，要注意使学生进一步理解运用基础理论，尤其要注意启发、培养学生分析问题、解决问题的能力及创造力。

编辑本段相关图书介绍图书信息

书名: 机电一体化技术

作者：陈刚

出版社：清华大学出版社

出版时间： 2010年03月

ISBN: 9787302218876

开本： 16开

定价: 28.00 元

内容简介

《机电一体化技术》以项目的形式进行编写，从应用的角度出发系统地介绍了典型机加工设备、升降电梯、机械手、自动化生产线的机械结构和电气控制原理。全书体现了知识的够用、实用性。伞书共分7章，包括CA6140卧式车床机电传动与控制、M1432A万能外圆磨床机电传动与控制、X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制、Z3040摇臂钻床机电传动与控制、升降电梯机电传动与控制、机械手机电传动与控制、自动生产线机电传动与控制。《机电一体化技术》在内容安排上遵循循序渐进的方式，各章节都以项目的形式将理论知识进行贯穿，并针对项目的常见问题进行解答，使得理论知识和实际应用能够有机融合，为教师的备课、学生的学习提供很大方便。

《机电一体化技术》可作为高职高专机电一体化技术、机械制造与自动化、电气自动化等机电类相关专业学生的教材，也可作为本科院校相关专业学生以及机电技术工程人员的参考书。

图书目录

第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制

第2章 M1432A万能外圆磨床机电传动与控制

第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制

第4章 Z3040摇臂钻床机电传动与控制

第5章升降电梯机电传动与控制

第6章机械手机电传动与控制

第7章自动生产线机电传动与控制

…… 图书信息

机电一体化技术作者：朱恩洪

出版社：农业出版社