机电一体化的概念

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机电一体化的概念范文第1篇

关键词：CDIO理念；CAD；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0127-02

我校于2011年被人力资源和社会保障部纳入第二批工学一体化课改单位，学校非常重视这项改革，大刀阔斧的进行了教学模式的改革与创新，打破学科性课程体系，在广泛而深入的企业调研和专家访谈基础上，围绕典型工作任务，重新构建课程体系。建筑电气CAD一体化课改中我们引入了CDIO 理念。本文结合CDIO理念，探索电气专业“建筑电气CAD”课程教学方法等相关问题。

一、建筑电气CAD课堂教学中存在的问题

“建筑电气CAD”是技工院校电气专业的一门重要专业平台课程。通过课程学习，旨在使学生掌握CAD 软件的操作，并能应用于建筑工程施工图的识读、修改和绘制，以培养适应建筑工程施工、生产第一线急需的高技能人才。

近几年来，技工院校在教学硬件条件方面得到了前所未有的提高，使得以前在理论课教室上CAD课程、学生上机练习的机会比较少的简单教学模式有了极大改观。但是仍存在以下问题。

1.教材内容实际工程案例较少

现有的大部分CAD制图教材的内容虽然加入了相应的项目练习，但是仍然围绕基本绘图知识展开，没有一个完整的工程实例。章节之间知识点零散缺乏系统性、连贯性，学生学完后对实际工程案例缺乏概念，根本完成不了实际工程图的绘制。

2.教学手段单一

CAD 课程多在多媒体软件实训室授课，教师边演示边讲解、学生边看边思考。这样的教学方法相比以前进步很大，但仍有弊端。一是学生无法进行同步练习，容易丢失学习节奏；教师对学生掌握程度也难以掌控；二是教师需要低头专注于电脑屏幕的演示操作，对学生听课情况和课堂纪律容易忽视；三是教师演示什么学生就练习什么，照葫芦画瓢，教学手段依然带有“填鸭式”色彩，不利于学生进行主动学习和探索学习。

3.无法培养团队精神

CAD课程的学生练习环节往往都是由学生独立完成，学生之间很少讨论，遇到问题就会不假思索的询问老师，学生操作中个体意识强烈，缺乏团队协作精神。

二、CDIO理念的内涵

CDIO是2001年由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等教育机构创立的一种新型工程教育理念和教学应用模式[1]。CDIO 代表“构思”（Conceive）、“设计”（Design）、“实施”（Implement）、“运行”（Operate）。

CDIO 理念内涵是尽可能采接近工程实际的综合性设计项目进行教学，使学生从内容各不相同的工程实践项目中学到的方法和能力是一致的，在教学中把理论与实践有机结合，培养学生创造能力和解决实际问题的综合能力。

三、基于CDIO理念的教学改革

由于传统的教学模式存在诸多弊端，难以满足企业对实践型人才的要求，因此基于对CDIO 理念的理解，教学改革的探索重点是培养学生的工程基础知识、个人绘图能力、人际团队能力和工程应用能力。

1.改革教学方法

（1）实例教学法。在 CDIO理念的启发下，课程初期（约1-2月）不再以“点、直线、圆”等基本指令为纲，而是精选针对性和代表性较强的绘图实例，寓“指令”于“实例”，由浅入深、循序渐进地逐步讲解。然后在实例演示中针对具体的指令操作再进行重点讲解，最后学生结合实例进行上机练习。

值得注意的是，课程初期是围绕“学生能熟练掌握CAD基本指令”的目标开展教学活动，此时学生基础知识薄弱，不宜一步到位采用工程项目教学法。通过实例教学，能够使学生对软件操作有直观感受，激发学习积极性，培养基本的识图、制图的能力和一丝不苟的工作作风，既满足了学以致用的需求，也为下一步的工程项目图绘制打下坚实基础。

（2）工程项目教学法。CDIO 教育模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践，以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体[2]。结合“建筑电气CAD”课程目标和特点、以及学生的实际情况，在工学一体化课改中我们提炼出了10个典型项目，它们均来源于工程实际，能将建筑和电气制图相关知识有机的结合起来，具体项目如表1 所示。

10个典型项目均为团队合作项目，置学生于实际的工作环境中，使其能切身体会项目图从构思、设计到绘制、修改的完整过程，学生在项目进行过程中学习探索、综合应用知识，锻炼团队精神、学习基本项目组织、管理，培养CDIO能力[3]。

需要注意的是，实际工程项目必然是“大而全”，包含了全部知识点，如果直接拿来就用于课程教学，教学目标极容易“跑焦”，学生也会一头雾水，无从下手。因此，教师必须结合课程要求和学生实际对项目图进行提炼加工，围绕教学目标和课程重点对项目图进行改造，比如项目5“绘制独立别墅电气照明工程图”，教师授课前就需要对项目图的建筑平面图部分进行淡化处理，突出照明设备、开关、配电箱和接线，这样教学目标就一目了然。

2.改革教学模式

为了推行CDIO教学模式，课程的整个实施过程都在多媒体软件实训室进行，保证学生人手一台电脑，课程4 节连排，软硬件环境的具备为真正实现了CDIO教学提供了有力支撑。

将班级学生进行分组（3～4 人为一组），每组学生的电脑围成一圈，每组一个小组长，由小组长统筹安排成员具体工作任务。教师要求学生在规定的时间段内合作完成相应的项目，其具体实施过程如图1所示[4]。

任务描述阶段（C）：任务描述阶段是项目开始的第一步，教师首先讲解基本知识，将项目的任务、问题与知识导入，让学生明确本项目要完成的任务。

任务讨论阶段（D）：学生接到项目任务书后，自学完成该项目任务需要的知识和技能。在小组长的带领下，独立分析或小组研讨项目的构思、设计和实施路径。

任务实施阶段（I）：学生按照设计方案、工程规范完成项目任务。学生在实践中必然遇到很多问题，此时教师再分组对学生进行辅导，完成知识的深化和拓展。

总结评价阶段（O）：项目基本完成后组内先对图纸进行总结评价，发现错误或不足，进一步完善，最后由教师评价项目成绩。

教学过程中，教师要做好“工程监理”角色，小组长做好“项目负责人”角色，小组成员做好“工程技术人员”角色。通过职责分配，使学生熟悉并深入到工程环境中，培养其解决实际问题的能力。同时让学生在不断地碰撞和沟通中学会相互支持，共同进步。真正实现“在实践中学习、在学习中实践”。

3.改革考核模式

建筑电气CAD课程以过程化考核取代期末考试，成绩采用百分制。每个工程项目设计具体量化评价指标，所得总分按10%折算计入期末成绩。项目二“绘制建筑平面图”成绩构成如表2 所示。

表2 项目二“绘制建筑平面图”成绩构成一览表

内容 要求 单项分数 实际成绩

设置绘图环境 设置绘图界限、图幅等 5

设置图层 准确设置、使用图层 10

绘制水平和垂直轴线 直线、偏移、阵列等指令使用正确 15

绘制墙体 两层多线使用正确，可使用多种方法打开墙体 20

绘制门窗 墙体开口正确，熟练使用多线、圆弧等指令绘制门窗 15

绘制楼梯 楼梯台阶和扶手绘正确 10

文字标注 文字字体、大小、颜色等设置正确 10

尺寸标注 尺寸数字设置正确，尺寸标注大小合适 15

学习态度 学习的积极性、主动性、团队意识、创新意识 10

考核模式以10个工程项目成绩为抓手，能促使学生重视每个教学环节，有效的调动了学生在整个课程学习中的积极性，避免了突击应付考试的现象，从而显著提升了教学效果。

四、教学改革的实施效果

建筑电气CAD课程改革我们实施了2年，在摸索中不断完善，得到学生的普遍欢迎，取得了良好的教学效果，主要体现在以下几方面。

1.课堂活跃度大大增加。课堂不再是传统的“你教我学”、枯燥的临摹绘图，开放性的课堂使学生成为主角。学生主动参与的热情非常高，当其设计思路得到认可、工程项目图通过验收后，学生会对自己的成果感到非常自豪。

2.通过真实的工程项目练习，缩短了学生与实际工程的距离，提高了学生分析和解决实际问题的能力。

3.增强了学生的就业自信心。许多学生不再觉得工程项目高不可攀，发现“所学即所用”后内心产生了强烈的自信心，为日后应聘较高层次的工作岗位打下坚实基础。

五、结语

本文以CDIO理念为指导，探索了建筑电气CAD一体化课程改革，旨在提升学生解决实际问题和团队协作能力，提升教学效果，从而满足企业工作现场对高技能人才的需求。实践证明这种教学改革仍然面临不少问题，例如典型项目的提取、工程项目图的加工绝非一朝一夕之功，亟待深化完善。同时，开放性课堂使得教师对教学进度的掌握也变得困难，需要教师和学生的不断磨合调整。这些问题的存在也是下一步深化课程改革的动力所在。

参考文献：

[1]王硕旺，洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式――基于对课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[2]顾佩华，沈奋民，李升平.从CDIO到EIP-CDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）.

机电一体化的概念范文第2篇

关键词：机电一体化；概念；现状；发展趋势

一、机电一体化的概念与由来

人类进入了一个新的世纪──21世纪。回顾过去的20世纪，人类的经济和科学技术发展成果超过了过去所有世纪的总和。传统的学科正在脱胎换骨，新的学科不断问世，技术的融合程度比任何一次技术革命都高。机电一体化技术产生于这一背景之下，自然符合科技发展的规律，也是机械学科发展的必然结果。“机电一体化”这一技术术语最初来源于日本学术界，他们根据英文的Mechanics（机械学）和Electronics（电子学）两词，组合出Mechantronics一词，日文谐音记作“夕力卜口二少又”，其表意汉字为“机电一体化”,Mechantronics一词从学科角度可以翻译为“机械电子学”，我国科技界也经常直接使用“机电一体化”作为汉语的表达词汇。

一般认为，机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。

二、机电一体化的发展现状

与其它科学技术一样，机电一体化技术的发展也经历了一个较长期的过程。有学者将这一过程划分为萌芽阶段、快速发展阶段和智能化阶段三个阶段，这种划分方法真实客观地反映了机电一体化技术的发展历程。

“萌芽阶段”指20世纪60年代以前的时期。在这一时期，人们在机械产品的设计与制造过程中总是自觉或不自觉地应用电子技术的初步成果来改善机械产品的性能，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，出现了许多性能优良的军事用途的机电产品。这些机电结合的军用技术在战后转为民用，对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。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。

20世纪70年代到80年代为第二阶段，称之为“快速发展阶段”。在这一时期，人们自觉地、主动地利用3C技术的成果创造新的机电一体化产品，3C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迅猛发展，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：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

从20世纪90年代开始的第三阶段，称之为“智能化阶段”。在这一阶段，机电一体化技术向智能化方向迈进，其主要标志是光学、通信技术等领域进入机电一体化，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。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

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。

机电一体化技术具体包括以下内容：

（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证。

（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。

四、结语

综上所述，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。

参考文献：

［1］李建勇．机电一体化技术．北京：科学出版社，2004．

［2］潘忠堂．浅析传感器技术是机电一体化的一项关键技术．机械电子工程，1998(1)：13-17,39

［3］冯正进．机电一体化技术进展．工业工程，2000(1)：1-4

机电一体化的概念范文第3篇

关键词：机电一体化技术；医疗仪器；医疗科学技术；医学工程；机械工程

机电一体化技术为一种由多种学科交织发展所形成的产物，为一类维持社会生产力不断发展与提升的必然产物，在提高工程技术手段以及工作效率方面扮演着重要的角色。机电一体化技术通过将微电子、机械工程、信息技术等方面相互渗透于融合，促进提高了对信息的处理与控制。目前国内外机电一体化技术得到了广泛的发展，同时也在一定程度上改变了其原本的功能及生产方式，而这一改变在医疗器械方面得到了明显的体现。现我院对此展开分析，结果总结报告如下：

1机电一体化的概念

机电一体化为一个综合的概念，主要是指通过利用软件系统将电子装置与机械装置相结合，将微电子技术应用于机械各项功能中的一个系统。有研究报道指出，机电一体化技术通过将自动保护、自动诊断及自动控制等功能与机械系统相互结合起来，明显提高了信息的处理及控制能力。另外，机电一体化技术反映出了现代机电发展的最前沿最高新的技术，在现代医疗仪器使用中可发挥重要的作用。

2机电一体化在我国的发展现状

机电一体化的应用对我国发展承担着重要的意义，标志着一个国际的工业发展水平。早在20世纪80年代，我国就开始了与机电一体化技术的相关研究，并经过30多年的研发与努力，我国的机电一体化技术取得了较大的进展，明显提高了工作效率。近年来，机电一体化技术虽然已经在医疗仪器中得到了应用，但有专家指出，由于此项技术仍较为新颖，部分医疗工作人员缺乏正确认知以及相关操作方法，在使用期间导致了医疗仪器应用不当。因此，医疗工作人员需不断完善自身的知识结构，提高专业素养，掌握有关于医疗仪器的正确使用方法。例如，应用了机电一体化技术的多功能监护仪器相比于以往临床工作中使用的监护仪器，将相应的开关与案件显示到了内部菜单中，通过手动按键在菜单中选择设置的参数与功能，且通常发展为了一键多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情况。

3机电一体化在医疗仪器中的应用

3.1机电一体化技术在诊断仪器中的应用

医疗诊断仪器作为医学诊断工作中不可缺少的工具，较为常用的包括心电图仪器、核磁共振诊断仪、超声诊断仪、脑电图仪、血管造影设备仪器等。其中血管造影设备在诊断心脑血管疾病中得到了广泛的应用，通过为患者注射血管造影剂，利用计算机记录造影剂达到病灶前后的图像，在采用软件系统对两组图像的变化情况给予分析，即可得到血管的模拟分布信息，以帮助医生完成对患者病情的诊断。

3.2机电一体化技术在检验仪器中的应用

随着医疗技术的不断革新，基因与分子生物学得到了广泛的发展，为了科学地对患者进行临床检验，现医疗人员开始将信息技术、机械技术、生物技术及微电子技术等紧密地结合到一起，并相继研究出了电解质分析仪器、血细胞分析仪器、血气分析仪等。大量临床经验证实，上述较为常用的医疗机器通过帮助临床医生从血液学以及免疫学等方向对混着的疾病进行的检验与诊断，极大程度地降低了传统检验效率低、准确率较低等问题，提高了诊断的敏感性及准确性。

3.3机电一体化技术在治疗仪器中的应用

近年来，机电一体化技术在治疗仪器中也得到了准确与高效的应用，并引起了相关临床工作者的足够重视。通过采用机电一体化技术，我国相继研究出了手术机器人、伽马刀等仪器，并在微创手术中发挥了重要的作用。结合以往操作经验，我们发现这些治疗仪器可通过准确捕捉医生的操作动作，利用软件系统将指令向机械臂进行传递，以帮助完成相应的各类手术操作，获得更好的效果。另外，这些应用了机电一体化技术的仪器不仅改善了传统手术操作方法，缩短了手术时间，减少了术中出血量，还在一定程度上降低了医疗人员的压力，极大程度地提高了手术的工作效率及成功率。

3.4机电一体化技术在监护仪器中的应用

除了上述医疗仪器外，包括脑电图仪以及心电图仪器在内的监护仪器也在医疗工作中占有重要的地位，上述两类常用的仪器通过准确收集与处理与患者相关的生命体征信息，能够准确地对患者心率、血压等指标进行监测，有利于对疾病的观察。另外，随着计算机网络系统的不断发展与应用，机电一体化技术在综合监护系统中得到了广泛的应用，保证医生对患者的生命体征进行了更好的监控与分析，不仅可应用于医疗场所，同时也可在患者日常生活中得到更加广泛的应用，有利于对疾病的监护，一旦发展异常立即给予治疗。

4结语

近年来，随着科学技术的不断快速发展为机电一体化技术提供了更加可靠的技术支持，且该项技术也不断成熟，发展机电一体化技术不仅在改变人们生产方式、产业机构以及生活理念方面具有重要的意义，还可应用于医疗仪器中更好地对疾病进行诊断与治疗，并得到了广泛的应用。综上所述，将机电一体化技术应用于医疗仪器中可有效促进医疗仪器的发展，期间需根据院内实际需求并结合现有的科学技术，对机电一体化技术进行合理的应用。

参考文献

[1]黎洪洲．智能控制及其在机电一体化系统中的应用研究[J]．信息系统工程，2014，（3）．

[2]谢邦军．机电一体化技术的应用与发展前景[J]．企业技术开发，2013，（8）．

[3]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，（4）．

[4]李圳，耿镇中，冀龙飞，等．关于机电一体化技术创新发展的探讨[J]．科技传播，2013，（6）．

[5]杨勇．国内企业机电一体化的现状和发展研究[J]．电子技术与软件工程，2013，（10）．

[6]董默，韩婷．我国医疗仪器管理存在问题及对策分析[J]．中国市场，2014，（8）．

机电一体化的概念范文第4篇

关键字：机电一体化技术发展方向

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：

一、引言

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，造就了工程领域的技术革命与改造。机电一体化技术始于电子技术的发展及电子技术与机械技术的结合，尤其是大规模集成电路出现，促进机电一体化技术发展并引起广泛注意。数控机床的问世写下机电一体化技术新篇章；微电子技术为机电一体化技术带来勃勃生机；可编程序控制器“电力电子”的发展为机电一体化技术提供坚实基础；激光技术模糊技术、信息技术等高新技术的发展使机电一体化技术跃上新台阶。

二、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。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。由于技术的局限性已经开发的产品也无法大量推广。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迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。机电一体化技术和产品得到了极大发展。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。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。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面进行研究和应用。但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的技术分类

1.网络计算机信息技术。各种信息资料之间交换、运算、存储、判断和决定以及专家系统和智能网络都是计算机信息处理技术。

2.机械技术。机电一体化的基础技术就是机械技术。它和机电一体化相互促进，完成了结构和功能上的改革，同时它的重量减轻，体积相对以前更小，精度也得到了提高，它的性能指标也更加的适应人类的需要，努力地利用高科技来更新着机电一体化的概念。

3.自动化技术。自动化技术是在自动控制理论的基础上，先进性系统的设计然后再经过仿真调试，它可以进行高精度和速度的控制，还能进行自我的调制、诊断和修补。

4.系统技术。系统技术是以整体趋势和目标为基础，利用整体概念组织和各种相关的技术，利用总分的观念来将整体分成为好多有一定关联的小单元，其中的接口技术是纽扣是实现各小部分进行连接的保证。

5.感应技术。现在的感应技术在社会生活中的应用十分普遍，机电一体化也应用了感应检测技术。要想实现系统的自动控制和自动调节，传感检测技术是必不可少的，它向人类的皮肤那样，是整个系统的感受器官，而且他的功能越是强大那么系统的自动化程度就越高。

四、机电一体化的发展方向

1.智能化。人工智能在机电一体化中越来越受到人们的重视，它是在理论得以控制上，让机电一体化的产品具有一定的智能，在这其中还有人工智能、计算机学、生命科学等一些新的思想和新的方法，它虽然不能达到人类那样的水平，但也可以进行一些简单的推理判断和逻辑决策。当然，要想真正的像人一样是不可能的，它只能进行低级智能或人的部分智能。

2.模块化。模块化的工程任重而道远。实现机电一体不仅可以利用标准单元迅速开发出新产品，还可以扩大生产规模，从这一点来说不管是对于任何机电一体化化的企业，模块化将带来一个美好的前景，并且它的潜力是无穷的。

3.网络化。网络技术的发展给社会各方面的发展都带来了巨大的变革，全球化的趋势也无可阻挡，机电一体化新产品无疑会畅销全球，而且网络化可以在一定基础上促进智能化的应用，他可以以计算机为中心把一系列的家用电器连成一个系统，让人们真切的感受到现代高科技带来的便利，因此机电一体化的网络化是发展的必然结果。

4、微型化。现在社会上大多数的产品都在走向微型化，机电一体化也是顺应时代的潮流。机电一体化正在向微型精确的方面发展它在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

5.绿色化。绿色环保是世界的主题，现在的环境状态是资源减少，生态环境受到严重污染，于是人们呼吁保护环境资源的呼声更加高涨，时展的要求是可以设计一不污染环境的绿色化的机电一体化产品，让绿色路线在产品中一路畅通，这也就成为了机电一体化最符合人类社会发展的一个发展方向。

6.人性化。人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化的产品在具有一定完整性能的基础上，对于外观设计以及它的外观视觉也有着相应的要求，这可以让产品与外在环境更加的适应，让人们使用产品更加的贴心，更加的自然，更接近生活习惯。

机电一体化与电子之间深度结合，并且与各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术是国民经济发展所急需的优势学科方向。机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。所以要紧紧抓住人才需求变化的大趋势，准确定位，严谨制定人才培养计划，使教学紧跟机电一体化技术发展变化的趋势，为培养出符合机电一体化技术岗位实际需要的、高素质、强能力的合格人才。

机电一体化的概念范文第5篇

【关键词】电子 机械 工业 一体化

Primary understanding to the incorporate machinery and electron

Lu Mingchun

【Abstract】Since the electron technology came out, the combination of the electron technology with the machinery technology has started. Now, the technology, the incorporate machinery and electron has got an obvious development, which has aroused people’ wide attention. It makes the industry production step into the developing period with the “incorporate machinery and electron” as the character from the “machinery electrization”.

【Keywords】Electron Machinery Industry Integration

机电一体化是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的，融合机械工程、电气工程、计算机科学、信息技术等为一体的新兴交叉学科。

其中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。

1．机电一体化概述。机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：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、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2．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：①20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。②20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，大约到20世纪80年代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。③20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角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果，但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

3．机电一体化的发展趋势。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。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

3．1 智能化。智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化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之一。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，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，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、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。

3．2 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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。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等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。

3．3 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的应用使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），能使人们呆在家里就可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。

3．4 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1cm3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、信息等方面具有无可比拟的优势。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。

3．5 环保化。工业的发达给人们生活带来巨大变化。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小，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。