机电一体化前景分析

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机电一体化前景分析范文第1篇

关键词：煤矿；机电技术；应用现状；前景分析；煤炭开采；矿产资源

中图分类号：TD163 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0052-02

机电一体化提出于20世纪60年代，到90年代得到了迅猛的发展，与机电一体化相关的技术逐渐智能化，并逐渐演变成一项包含机械电子、信息传播、信号转换、传感器与微电子应用等多项技术的综合技术。机电一体化技术的应用，将使我国的煤矿开发实现自动化，大大提高煤炭资源的开采效率和生产质量，使煤炭企业的生产效益得到大幅提升。

1 煤矿机电技术的应用现状

机电一体化技术在煤矿生产中的应用主要是体现在生产的机电设备上。合理应用机电一体化技术，不但可以使煤矿设备趋于信息化与自动化的方向发展，还大大提高了煤矿的生产效率。机电一体化设备凭借其性能好、易操作、可维护性高等特点，在我国得到了广泛应用，对我国煤炭事业的发展做出了巨大的贡献。在煤矿的生产过程中，机电一体化技术主要应用在运输系统、采煤机、输送机、支护设备和掘进机等设备中。

1.1 总体水平较低，比例较小

由于目前国内对煤炭的刚性需求比较高，很多大中型煤矿企业都购进了较为先进的机电一体化设备进行煤炭的开发生产，以提高煤炭产能，满足各类煤炭需求。然而，国内的很多煤矿企业尤其是中小型企业对于机电一体化先进设备的引进以及原有设备的更新升级比较排斥。这主要是因为他们只考虑了引进新设备所需花费的巨资成本，而没有看到新技术对企业产能与效益的提升。同时企业单位中没有对高新技术足够了解的精尖人才也是他们抵触引进新设备的原因。

所以说我国目前还并未全面实现煤矿开发的机电一体化，虽然在不少大中型新建企业中新设备与新技术实现了较好的普及，但是在大多数的中小型煤矿，我们看到的仍然是设备老旧、生产落后。即使是应用了新设备与新技术的大中型企业单位，和较早使用机电一体化技术的发达国家相比，仍然有着相当大的差距，需要用几年甚至几十年的努力来进行追赶。究其根源，我们起步晚、底子薄是最主要的原因，此外就是由于我们急需相关的技术精英作为支撑。

1.2 运输系统上的应用

煤炭材料的运输是煤炭开采过程中至关重要的一个环节，运输系统效率的提升可以有效地提升整个开采过程的效率。在运输系统中使用煤矿机电技术的一个主要方式就是使用内装式提升机。内装式提升机采用的是滚筒一体化和电机设计实现的。通过国内一些煤炭企业的安装与使用，已经验证了内装式提升机性能优异、系统精确，此外还具有操作简便和架构简单等优点。

1.3 采煤机上的应用

煤矿机电技术的核心应用就是其在采煤机上的应用。这是因为采煤机是煤矿实施开采生产的核心设备，采煤机能否高效可靠地工作，是煤矿企业高速生产的核心因素，直接影响着一个煤矿企业的企业效益。国内多数企业所使用的综合煤矿开发系统能有效提升采煤生产的自动化。而采煤机上所应用的核心技术也在不断改进，机电一体化技术也逐渐国产化。

1.4 监控系统中的应用

煤矿机电技术中还加入了对系统安全可靠工作情况的监控，这是因为随着相关技术的发展，人们对矿井的安全系数监测越来越严格，这样做也更加符合相关法规对煤矿安全开采的规定。这是我们经历了很多次矿难伤亡的惨痛教训之后，努力学习国外的先进技术并结合我国煤炭业的特点逐步建立起来的监控体系。我们从国外先后邀请很多具有丰富经验的煤矿监测团队，通过不断总结相关经验，才使得我国的监测系统快速发展，缩短与国际上的差距，为煤矿作业提供了稳固的安全

保障。

1.5 在支护设备中的应用

支护设备在煤矿生产中有着至关重要的作用。有效地利用支护设备，不但可以保护工作人员的人身安全，还能起到减缓机器磨损、延长机械设备使用寿命的作用，从而提升企业的生产效益。支护设备中应用最广泛的一种就是支架，近年来随着自动化技术快速进步，普通支架正逐渐演变为电液压支架。机电一体化技术在支架上的应用主要是开采的工作过程中，使用计算机系统来实现对支架液压控制的自动调节，从而实现成组自动移架，有效减轻了支架所承受力度，从而减轻设备损耗。但是目前而言，我国在电液压控制系统方向上的研究进度和国外还有一定的差距，仍不能实现国内大型煤矿生产设施的自动化控制。很多煤炭企业单位都是从国外引进更加先进的液压支架电液系统来进行实际的生产，所以我们要大力研究相关技术，促进一体化支护设备生产使用的自主化发展。

2 煤矿机电技术的前景分析

虽然近年来我国的煤矿机电技术得到了高速发展，但是由于我们起步晚，同国外的一些国家相比，无论是从相关工作人员操作技术还是从我国已有设备的先进水平上看，都存在着比较大的差距，这就要求我们大力促进技术引进与应用。总体看来，我国的煤矿机电技术必须从下面三个方向进行重点发展，从而减小技术差距：

2.1 保证设备的更新升级

相比于国内的新建立的大型煤矿企业，中小型煤矿企业多数仍在使用老旧的设备进行煤炭开采，而不是全部更新使用先进的机电一体化设备。这主要因为中小型企业无法承受某些先进设备所需的高昂资金。所以地方政府或国家应该出台相应的政策，对企业设备的更新升级给予一定的鼓励或资助。同时，煤矿业的相关企业也应该意识到设备更新升级的重要性，自觉引进新技术与设备，从而提高开采效率，提升企业效益。

2.2 加强人才培养

想要实现高精尖技术的完美应用，高素质人才是成功的关键。我国国内的煤矿企业目前普遍缺乏高素质的技术精英。所以各煤矿企业不仅仅要做到实现高新技术的实时更新，还要保证高素质人才的实时引进。国内各高校都有相关专业的毕业生，与高校达成合作，可以利用高校的教学资源培养适用于自身企业的高素质人才。

2.3 加强机电管理技术

煤矿业的机电管理技术涉及到了广泛的学术领域，加强其管理过程也必须是循序渐进的。根据我国目前的煤矿机电技术的应用现状，做好其技术管理应该做好以下三点：第一，必须高度重视煤矿开发现场机电设备的管理，充分利用好系统的监控技术。第二，抓好先进技术的管理与发展，使煤矿机电技术不断发展进步。第三，抛开盲目崇拜，国外目前的技术虽然比我们先进，但这不意味着我们就要一味购进他们的设备技术。在充分理解自身缺点的基础上勇于创新，大胆设想，积极试验与革新，才能最终实现技术的跨越性发展与

进步。

3 结语

随着科学技术的不断发展，在煤矿开采过程中机电技术的应用范围越来越广，自动化程度也越来越高。这不仅大大提高了煤矿开采行业的效率，而且也有利于煤炭企业经营效益的提升。尽管目前机电技术在煤矿中的应用已经十分普遍，但还存在着一些需要解决的问题，应从技术上和管理上进行努力，在积极借鉴发达国家先进经验的同时，不断提高我国的煤矿机电技术应用水平和管理水平，促进我国煤炭行业的快速发展。

参考文献

[1] 马广伟.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].企业技术开发，2013，（5）.

[2] 张五计.机电一体化在煤矿中的应用与分析[J].能源与节能，2013，（11）.

[3] 冯占营.浅析机电一体化技术在煤矿生产中的应用

机电一体化前景分析范文第2篇

关键词：机电一体化，发展方向，技术应用

 

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

1机电一体化技术的发展状况 1.1 数控机床的问世,为机电一体化技术的发展写下了历史的第一页; 1.2 微电子技术为机电一体化技术的发展带来了勃勃生机; 1.3 可编程序控制器、'电力电子'等的发展为机电一体化技术的发展提供了坚强基础; 1.4 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化技术的发展跃上新台阶.

2机电一体化技术发展方向

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；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。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。论文参考网。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。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。

2.6 微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro ElectronicMechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

2.7 集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 2.8 带源化

是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。论文参考网。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 2.9 绿色化

绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

3 典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化基础元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。论文参考网。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

4 机电一体化的技术应用

在重工业企业中，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。

4.1 智能化控制技术(IC)

由于重工业具有大型化、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重工业企业的产品设计、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、冷连轧等。 4.2 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将越来越多。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。 4.3 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。 4.4 计算机集成制造系统(CIMS)

重工业企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前重工业企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代重工业生产的要求。未来重工业企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。

4.5 现场总线技术(FBT)

现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多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在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器和现场就地控制站等的发展。 4.6 交流传动技术

传动技术在重工业中起着至关重要的作用。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使用，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。

综上，我们不难发现机电一体化技术在现在的社会生产中占据了越来越多的行业和领域，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。

【参考文献】

1李建勇. 机电一体化技术[M]．北京：科学技术出版社，2004．

2张华． 机电一体化技术应用[M]． 北京：电子工业出版社，2002．

3芮延年． 机电一体化系统设计[M]． 北京：机械工业出版社，2004．

4唐怀斌． 工业控制的进展与趋势 [J]．自动化与仪器仪表，1996（4）

5蔡庆苏,孟梅芳; 机电一体化技术及其应用研究 [J];科技创业月刊;2005(3)

机电一体化前景分析范文第3篇

社会科学技术的飞速发展，给社会生活生产带来了巨大的影响，机电一体化技术发展较快并且得到广泛应用，不断的促进社会的竞价发展。本文主要是从分析机电一体化技术的基本内容和特点，探究了机电一体化技术在汽车行业的应用。

关键词：

机电一体化；汽车行业；应用发展

随着计算机网络发展，机电一体化技术也已经成为一门具有单独体系的新型科学，其发展要不断更新。机电一体化技术的基本特征大多是相同的，机电一体化系统是其研究的最主要的一方面，由机械技术、自动控制技术、计算机技术、电力电子技术和微电子技术等组成，各技术融合实现一些特定的功能极大值。

1.机电一体化技术概述

机电一体化是指将技术相关原理在机电一体化系统中充分的应用与发展，在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术，并将机损装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总成。高级机电一体化产品使机械产品实现自动化、数字化和智能化。计算机数控系统、计算机辅助设计、辅助制造系统、机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等是目前机电一体化研究和开发主要方向，实现最优化的系统或者产品技术综合。机电一体化的重要思想是设计系统原理与集成综合技术。机电一体化作为一门应用广泛的技术，其具有多方面的特点：1）使用广泛，机电一体化技术应用十分广泛，远远超出了机械工程范畴，机电一体化产品能够在不同的领域场合应用，符合客户提出的更强的应变需求；2）具有较高的生产能力，大部分机电一体化产品具有自动信息处理与控制能力，可以利用自动控制系统按照设计的具体要求完成既定的操作，提升生产能力；3）具有极高的安全性，其包括警报、自动化监控、自动化诊断、自动化保护等性能，当出现故障时，能够采用自动化保护方法，尽量减少人员与机械设备发生事故，提成设备的安全性能。未来控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术，将成为机电一体化的发展趋势，将新技术与机电一体化技术结合并运用到更多的领域。

2.汽车机电一体化技术的发展

机电一体化在汽车行业应用发展快速，许多的机械控制系统被电子控制系统代替，其发展主要有三个阶段：第一阶段是20世纪60年代到70年代，主要是应用电子装置对部分汽车机械功能进行改善，比如电子控制燃油喷射；第二阶段是80年代到90年代，主要是汽车制造设计上体现机电一体化技术，进行集成大规模电路应用，并解决了机械部件无法解决的复杂自动控制问题，对于提升汽车运行过程中的可靠功能发挥了关键作用；第三阶段是90年代中期至今，机电一体化技术在汽车领域已经达到了成熟发展，重视整体上机电一体化技术的设计，广泛应用计算机网络技术和信息技术，使汽车更加自动化、智能化。

3.汽车中机电一体化技术应用

3.1微机控制发电机体系

发动机控制单元ECU的核心是通用微处理器或者是为汽车发动机专门设计的大规模集成电路（LSI），从各个传感器得到的模拟电压信号和从发动机输出轴得到的脉冲信号都有输入到发动机控制单元，再通过模拟数字转换成数字信号。将这些数字信号作为基础信息，对发动机控制单元内的最佳空气燃料比、点火时间、排气再循环等进行计算，再将这些计算结果作为驱动信号输出，用以空气与燃料质量比。当燃料空气比例增加时，燃料占比较少，不利于点火；相反，当燃料空气比例减少时，氧气稀薄，导致碳化氢与一氧化碳增加。因此，将氧气与燃料比控制在合适的比例范围内，才有助于发动机各项运动状态维持在最佳状态，保持正常的符合运动。

3.2电子控制的自动变速器

自动变速器的目的是为了降低变速器的功率损耗，提高动力传递系统的有效功率，增加了变速装置的档数，使得汽车的行驶速度到达最佳比例，达到省力、省能、舒适安全的特点。各种传感器监测的信息会通过发动机输入到电子控制装置，换挡信息、程序开关及自动跳合开关的信息综合到一起而选择出满足行驶条件的最佳档次信息，系统电子控制装置是通过自动变起器的监测电路进行自检及失效监测，即在行驶前对所有电路进行检测。汽车启动后，通过判断报警灯的状态来判断其系统功能是否正常，若警灯处于熄灭状态，说明其功能正常；若警灯处于开着状态，则系统存在故障，自动变速器进入非电控程序状态。

3.3汽车激光测距雷达系统

汽车激光测距雷达系统重点通过计算机对车间距离的处理器、雷达测距、前后汽车状况等进行控制。激光单片机与汽车防按控制系统有效结合，针对倒车减速和正常行驶时检测汽车前后方距离范围内是否有障碍物体，并且在关键时间组织报警，进一步有效阻止发生的交通事故。测距激光雷达安装在汽车各个方向，通过光学天线发射光速，如果遇到障碍物后出现了散射的后方信号，同时被光学天线进行了接收，适时调节出方位距离信息。利用中央处理设备分析持续输出的方位距离信息，能够准确判断出物体是否在前面运动，计算出相应的汽车间距和速度，并且判断它能否与本车进行必要的接触，进一步决定汽车行驶的安全速度。当出现危险情况时，系统与警报装置接触，发送警报信号。

3.4汽车制动系统

汽车制动系统最主要的是BBW系统与ABS系统。BBW系统传递的是电流，而不是液压油与压缩空气，由电线传递能量，数据线传递信号，缩短了制动反映时间，车轮制动模块、中央电子控制单元ECM和电子踏板模块等关键部件组成BBW系统。工作模式：驻车制动时需踩下制动踏板，该操作信号将反馈给中央电控单元，然后带弄机械制动控制单元能启动电机。皮带和斜盘式齿轮机带动电机驱动丝杆，丝杆旋转运动可以使止推螺母沿着丝杆螺纹向前移动。制动摩擦片通过止推螺母与制动器活塞接触按压到制动盘上。相反地，当电流超过特定值后，电流被控制电源切断，解除驻车制动，止推螺母沿着丝杆相反方向自动旋回，制动器活塞释放压力，密封圈的复原而引起制动盘可能的失衡促使制动器活塞回退，制动摩擦片脱离制动盘。ABS系统基本功能是可感知制动轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器动力矩的大小，避免出现轮上的抱死现象，有效提升汽车行驶的安全性。人们一般对制动发生时出现的前轮增重、后轮减重以及后轮抱死更加不利汽车方向控制的特点，研制出了一套能够限制机动车四轮制动装置即防抱死装置ABS系统，同时也是电子控制技术在汽车领域做出的突出贡献，可以使汽车很好地应对突发事件，ABS系统控制框图如图1所示。

4.结束语

机电一体化技术是制造业关键核心技术，发展社会生产力的要求，不只是在汽车行业取得如此大的成就，在其他的各行各业中都得到了更广泛的应用，为国家带来更大的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]孙素闪.机电一体化技术的应用和未来发展[J].科技向导,2011(30).

[2]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技,2009,(3).

[3]白慧杰.机电一体化技术应用与机械工程领域的前景分析[J].机械教育,2005(01).

机电一体化前景分析范文第4篇

一、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.

(一)"机电一体化"的发展历程

1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;

2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

三、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。

(一)北京“机电一体化”工作面临的形势

1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。

(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。

(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。

(4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。

(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。

(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。

2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。

1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。

3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二)北京“机电一体化”工作的任务

北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。

1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点

(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶

国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。

(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平

对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。

(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度

风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。

(4)优先应用CAD／CAM技术，工业设计水平提高要有新目标

北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统CAD的应用率为17%，CAD的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。

2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标

(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。

(2)单项目标：

·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。

·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。

·PLC的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。

·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。

·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。

·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。

五、北京发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。

“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：

抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；

抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数控系统；

机电一体化前景分析范文第5篇

关键词：小型仓库；自动分拣；运载；升降；循迹

1 工作流程

我们所设计方案工作流程如下：

（1）首先通^RFID模块对于电子标签的识别，RFID模块中储存有物品快递地址及重量信息，系统根据这些信息做出判断该物品应该在传送带的何处下落；

（2）信息处理以后当货物运动到对应位置时，对应位置的推杆进行相应运动，将货物推到所需位置；

（3）待货物从传送带被推下时，会落入运载车中，运载车中有光电检测装置，检测货物的总体高度，当有货物下落至车内时，小车内升降装置根据其大小做出合理的下降并维持整体高度不变；

（4）待运载车内的货物装满时，即升降平台运动到了运载车底部，运载车开始向货车运动，同时备用运输车补上前一辆的位置；

（5）运输车通过光电循迹运动到对应货车部位，（现有工作方式为人工将货物放至传送带上，由传送带传送至货车车厢内）运载车平台上升，将货物通过斜面卸下至传送带上，实现文明装卸；

6）至此完成一次循环。

2 创新特色与应用前景

1、创新特色

（1）机电光一体化

目前机电一体化已成大势所趋，该系统打破学科局限，结合机械设计理论实践知识、电子电路相关知识、光电传感等技术手段，来做成整套系统。

（2）机械结构设计巧妙

运载车内部升降：通过简单的丝杆及传动结构，根据货物的多少来调节高度，装卸过程中都不会出现摔打及撞击，实现货物的文明装卸，保证了货物的安全，成本低廉且易于实现。

运载车内的斜面：去掉了装卸过程中倾倒的机械动作，取而代之简单的斜面让货物自由滑落，既节省了材料和控制，又能保证货物的安全性。

（3）分拨机构简单易行

利用现有传送带，结合舵机与双摇杆机构的摆动，通过既简单又高效的结构来实现分拨

（4）射频技术的利用

将图形标签替换为电子标签，RFID标签中含有该货物的基本信息，通过射频扫描，当货物进入该系统，意味着该货物即将进入派送阶段，借助互联网现有条件，可以实现信息的传递，相当于人工扫描条形码并进行记录。

2、应用前景

对该系统在中小型企业中的发展前景分析，主要有以下几点：

（1）可行性分析

该物流系统在一定程度上弥补了硬件落后的缺陷也弥补了人工分拣效率低的缺陷。此套系统将主要应用于快递流程的最后两个环节，也就是中小型派送点。原理不可行且能保证工作人员和货物的安全。从而实现分拣助力，文明分发以及文明投递。由上述资料可见，其低投入、高效率证实了其可行性。

（2）安全性分析

此套设备无论是对于货物安全或是员工的安全都有着一定的保障，比较于传统的快递模式有着很大的进步与完善。首先，全自动的系统为员工减少了许多压力，避免了许多意外危险，减少其工作时间，改善工作环境，也就从根本上解决了当今快递员高压力高工作量的问题。技术上实现自动分拣也就表示，快递员无需再自己动手装卸货物，装卸助力，实现文明装卸，避免投递员受伤。其次，货物的安全性也得到了充分的保证。

（3）高利润性分析

为了寻求企业更多的利润增长空间，部分公司开始大力度加强基础设备各硬件的更新换代。采用机械化生产最直接明显的优势就是将大大提高生产过程中的效率。现在大部分民营快递企业还在采用人工扫描分拣入库的方式，如果采用机器分拣扫描入库将大大减少人力的投入。中小型企业只需要详细制定好员工的工作计划，令员工能够更好的配合到机器生产，这将大大减少公司在快件入库上的人力投资，从而获得更高的经济利润。

一套分拣系统将实现多区自动分类，每区分类将减少原本所需人力的80%，也就意味着其工作效率将高出原来的四倍。此外，设备的引入和维护费用从长远来看将远远低于传统人工派件的年耗资。其可观的利润将吸引一大批中小型企业的将自身企业升级革新，打破以前的高投入低利润的模式，转型为新型高效率低投入的快递产业。

3 总结

该系统不仅可以减少人工成本，更可以提高货物的安全性，保障了快递物品的完整与可靠。主要通过创新的机构设计及电路设计来实现所需功能，适用于市、区级的物流仓库分拣中心，针对小型仓库可以做出合理的产品实物。

参考文献

[1]贾锦珠. 自动分拣输送系统―物流迈入自动分拣和输送系统时代[J].中国储运，2008.