学机电一体化论文

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学机电一体化论文范文第1篇

《机电一体化技术》是我校机械设计制造及其自动化专业的必修课程，它强调知识结构系统性和教学体系完整性的统一，使学生对机电一体化技术有较全面的认识，系统地掌握机电一体化系统各元部件的选择、计算的基本理论和方法，初步具备机电一体化系统的设计能力。主要任务是使学生在机电一体化技术方面具有较广泛的知识，了解机电一体化系统（产品）涉及的相关技术，重点掌握典型机电一体化系统构建、设计，使学生在今后的工作中具有综合应用多学科知识的能力。所用教材是梁景凯主编的《机电一体化技术与系统》（机械工业出版社，2009年）[9]。先修课程主要包括电工学、机械原理、自动控制原理、微机原理、工业机器人等。电梯控制是《机电一体化技术》的重要内容，通过学习，使学生从应用角度出发熟悉常用控制电器的结构原理、用途、型号及选用方法，了解和掌握基本电气控制系统的分析与设计方法。在此基础上，学习可编程控制器(PLC)的基本原理，达到以下目的：具备对一般电气控制线路独立分析的能力；掌握PLC的基本原理；掌握某一系列PLC的逻辑指令、步进梯形指令、功能指令；了解编程器与编程软件及其使用方法；掌握PLC的系统设计与调试。最终能综合运用所学知识解决一定实际问题，为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定基础。针对我校机械设计制造及其自动化专业的2012级本科生，把项目教学法应用到《机电一体化技术》的教学中，为该方法的推广应用作铺垫。

1）项目的确立和设计项目教学法的开展，依赖于学生现有的专业理论掌握情况，是在学生掌握一定专业理论前提下的教学活动。项目教学法成败的关键是设计一项合适的工作任务，即提出目标。项目目标不仅指向某种专业知识内容的掌握和应用，而且指向专业知识的综合探究过程，指向学生的探究意识，学生可以通过各种不同的探究途径，有不同的选择，项目的确定要从现实条件和可行性两方面加以选择，项目设定难度和可操作性，要直接与学生现有知识层次关联。项目不能设得太大，太大使学生难以完成，提不起兴趣，项目的难易应循序渐进，教师的条件和学校可提供的硬件环境也是项目设定中必须考虑的因素。因此，在此环节应充分考虑以下几个方面：（a）项目活动能否调用学生已有的知识?（b）项目活动如何帮助学生完成新知识的自主学习？（c）此项目能否让学生感兴趣？（d）如何让学生之间加强沟通与合作学习？（e）如何让学生把所学的知识与现实联系起来？（f）项目完成后是否有助于增强学生的自信心？在学习“第5章电梯信号控制系统”的第3节“电梯的PLC控制”时，我们设计了这样的任务：要求学生自己选用某一种类型的PLC，完成4层载客电梯的控制，主要任务包括：设计电气控制原理图；进行PLC选型及I/O分配；PLC控制程序的编写；系统安装、调试；绘制设计图样等，最终实现电梯开、关门控制电梯轿厢快、慢速升降点动控制；电梯楼层连续显示；电梯内选、外呼信号操作指示的记忆与解除控制等具体功能。众所周知，目前电梯控制系统主要有三种方式：继电路控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言，编程方法的多样性使编程简单、应用面广，操作灵活方便，监视和控制变量十分容易。现在PLC的功能越来越强大，品牌很多，特点各异，世界上著名的品牌有西门子、三菱、欧姆龙、施耐德等，这四大品牌各有所长，三菱FX2N系列执行速度快、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块；欧姆龙PLC功能完善，结构灵活不受环境的限制，传输质量高、速度快、带宽稳定，成本低，适用面广；西门子PLC在我国广泛应用于冶金、化工、印刷生产线等领域，其中型机可对设备进行直接控制，具有较强的控制功能和较强的运算能力；法国施耐德PLC主要有Quantum、Compact、Mo－mentum等系列，其编程软件是施耐德电气自动化的核心产品，处理器的灵活性可以实现更高的性能。采用项目教学法，让学生了解、熟悉PLC在电梯控制中的具体应用，这是在《机电一体化技术》课程中的一次全新尝试，同学们既有浓厚的兴趣，跃跃欲试，又感不知所措。

2）分组制订计划及自主学习项目确定后，接下来便是分组实施，以小组为单位，既体现合作性，又体现独立性，分组时要注意学生的搭配。将基础好、能力强的学生与基础相对较差的学生组合在一起，这样能保证任务及时地完成，利于优生对基础较差的学生进行帮助。全班30人，被分成4个组，每个组选出1名组长负责本组的实施，各组争先恐后地开始查资料、自学，甚至向其他老师咨询，不亦乐乎。

3）实施计划第1组选用日本三菱FX2N系列PLC，第2组选用日本欧姆龙CPM1A-V1系列，第3组选用德国西门子S7-200系列，第4组选用法国施耐德Momentum系列。明确任务后，各小组在组长的领导下，有条不紊地校电工电子实训中心进行，先从电梯的控制原理入手，查资料、讨论、试验、再讨论、再试验。具体实施步骤如下：①元件选择。在明确项目任务的情况下，根据控制要求，确定PLC的输入输出点数，画出I/O分配图。②程序设计。在程序设计思路上，采用顺序控制设计法，即根据系统的工作过程绘出顺序功能图，再根据顺序功能图设计出梯形图的方法。这是整个项目的难点，同时也是培养学生独立思考、分析问题、解决问题、进行创造性思维的过程。③运行调试。在程序调试过程中，学生遇到了许多问题，在我们的启发下，让学生自己去分析发现错误原因，使他们在解决问题的过程中学习分析问题的方法和技巧，最终4个小组都完成了规定任务。

4）检查、评估项目教学中，学习过程是人人主动参与的创造性实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。在这个过程中，学生理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的能力及沟通合作等关键能力。它改变了传统教学老师介绍知识声嘶力竭，学生觉得枯燥无味，效率低下，死记硬背，难以将知识运用于实际的弊端。经过1周的团队合作，4个组都完成了任务，都感到很欣慰。接下来让学生进行自我评估，并讲解、展示各自的成果。最后我们对各组进行点评，首先充分肯定了同学们的成绩，点赞各组在实施过程中的靓点，指出这四种PLC各有自己的优势，并将主要优势列于表1中。总之，经过这样一次尝试，让学生获得了一定知识，而且激发了他们继续探索的兴趣，好象打开了一扇窗口。不仅各组完成了规定的任务，在老师的启发下，学生自己又将这几种PLC进行了比较。比如：三菱PLC与西门子PLC的编程理念不同，三菱PLC编程直观易懂，学习起来会比较轻松，而西门子PLC指令比较抽象，学习难度较大，但指令较少，而三菱的指令较多，所以学习三菱和学习西门子的周期是一样的；三菱的优势还在于离散控制和运动控制，三菱的指令丰富，有专用的定位指令，控制伺服和步进容易实现，要实现某些复杂的动作控制也是三菱的强项，而西门子在这块就较弱，没有专用的指令，做伺服或步进定位控制也可以实现，但程序复杂，控制精度不高；过程控制与通信控制是西门子的强项，西门子的模拟量模块价格便宜，程序简单，而三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，西门子做通信也容易，程序简单，三菱在这块功能较弱；假如某设备只要求控制动作，如机械手，可选择三菱的PLC，某设备有伺服或步进要进行定位控制，也可选三菱的PLC；像中央空调，污水处理，温度控制等这类有很多模拟量要处理的就要选西门子的PLC比较合适；若某设备在现场有很多仪表的数据要用通信进行采集，则选西门子的就比较明智，……。虽然所学的书本知识这一节已经结束了，但同学们的兴趣和讨论却远远没有停止。

2结语

学机电一体化论文范文第2篇

（一）高职会计电算化专业“教学做一体化”的含义高职会计电算化专业“教学做一体化”就是把理论教学与实践教学融为一体的教学方法。它的实质是将理论教学与实践教学在教学组织上一体化设置；讲授与操作等教学手段一体化实施；教室、实训室和岗位实习一体化配置；专业知识、操作技能与职业能力要求一体化训练。在发挥教师主导作用的同时，更突出学生的主体地位，最大限度地调动学生的积极性与参与意识，最终培养学生解决实际工作问题的专业能力及自主学习能力。高职会计电算化专业“教学做一体化”的实践是会计电算化专业建设的一个重要组成部分，针对高职会计电算化专业的特点，以专业职业能力及实践课程体系的设计、教学实践环境的构建、工学结合的实践运作为重点，注重实效性和可操作性，加强学校、企业、政府紧密结合，创造真实（仿真）的学习环境，让学校教育与社会接轨、学校教育与企业接轨，使学生走出校门就具备岗位职业能力，真正实现“工学结合”“零距离”和“零适应期”的教学要求，从而实现培养适应社会需要的复合型、发展型、创新型会计电算化专业技术技能型人才的目标。基于“教学做一体化”的特点，能否较好地实施一体化教学模式，主要应关注人才培养目标的确立、师资队伍的建设、教学过程的设计、学生学习态度的培养和一体化考评机制的构建等一系列问题。

（二）构建高职会计电算化专业“教学做一体化”的实践课程体系通过行业调研和与行业专家研讨，社会对会计的需求主要为中小企业和事业单位会计、出纳、会计电算化、财务管理、审计等岗位，在建立会计电算化专业“教学做一体化”时要充分考虑市场环境和用人单位需求的变化，结合会计工作任务的特点，构建“教学做一体化”的实践课程体系。具体包括：珠算技术与点钞技能实训；手工会计基本技能实训；出纳基本技能实训；电算化会计基本技能实训；手工会计单项岗位技能实训；手工会计混合岗位综合技能实训；会计电算化维护管理技能实训；电算化会计综合技能实训；校外实践培训；多证强化训练；顶岗实习。按照毕业生应达到的知识、技能和素质标准，结合毕业生未来发展的需要，建立各门课程的质量标准。

（三）构建高职会计电算化专业“教学做一体化”的实践教学环境与运作模式会计电算化专业“教学做一体化”是以完成岗位工作任务为载体的情境式教学，传统的教室往往难以满足一体化教学模式的需要，因此，实施一体化教学的最好场所就是校内实训室和校外实训基地。1.建设校内实训基地。学院实行开放式办学，让行业企业专家走上课堂，指导学生实训实习，投入资金加强校内实训基地建设。在建设过程中，聘请企业专家参与实训室建设方案制订和建设过程指导，确保实训基地建成企业化、岗位化、模块化，使学生在学校就能体验企业工作氛围，强化职业素养。目前我们已建成“会计电算化实训室”“手工会计实训室”“纳税申报实训室“”财务咨询公司”等实训基地。制定《会计电算化专业校内实训教师岗位职责》，建立《会计电算化专业学生校内实训管理细则》，建立满足实训用的资料库、编写会计模拟实训指导书等，开发了仿真度高、职场氛围浓的虚拟校内实训基地。校内实训基地的建成，让学生在“教中学、学中做，做中学”，为实现“教学做一体化”的实践创造了良好条件。2.建设校外实践教学基地。学院始终把学生综合职业技能训练与职业素质养成放在企业、放在职场，同时不断加强校外实训基地的建设。在重庆市涪陵水利电力投资集团有限责任公司、太极集团重庆涪陵制药有限公司、重庆市涪陵榨菜（集团）有限公司、重庆财瑞财务有限责任公司、重庆市正凯空调安装工程有限公司等建立了多个稳定的校外实训基地。校外实训场地的建成，为会计电算化专业学生在校外实训提供了良好的环境，为学生进行会计电算化顶岗实习奠定了企业平台，也为“教学做一体化”的实践起到了推动作用。顶岗实习是专业教学中的重要环节，与常规教学相比，顶岗实习教学学习场地在企业，学校聘请企业一线技术人员做兼职教师。学生顶岗实习实行“双导师制”指导，明确企业兼职指导教师及学校指导教师的各自责任。针对顶岗实习学生，除保证每个实习学生有企业指导教师外，还安排足够的校内教师对学生顶岗实习进行管理。学校指导教师一方面要定期进行现场指导；另一方面要与企业指导教师进行沟通，使其加强对学生岗位技能的指导、答疑。学生实习期间定期向指导教师汇报实习情况并定期写出顶岗实习报告。

（四）构建高职会计电算化专业“教学做一体化”的实践教学方法体系为了提高教学质量和学生实践技能，必须优化教学手段。我院教师从传统教学法中脱离出来，进行“项目教学”“任务驱动”“模块化教学”“案例教学”“顶岗实习”等多种教学方法的探索，初步形成“教学做一体化”的教学模式，构建了“三层双轨六位一体”的开放式的一体化实践教学体系。即基本技能实训、专业技能实训、岗位技能三个层次；手工做账和计算机做账双轨并行；单项岗位实训+混合岗位综合实训+技能竞赛+考证强化+校外培训+校外顶岗实习的“六位一体”。同时，我们创新了“教、演、学、练、做”的一体化实践教学方法，实现了“教中学、学中做，做中学”，构建了“以职业能力定学、多证培养、教学做一体、理实融通”的人才培养模式。以上方法，促进了学生专业技能和职业能力综合素质的培养，课证融合，保证了学生顺利取得毕业证书和职业资格证书。

（五）加强高职会计电算化专业“教学做一体化”“双师”型教师队伍的建设为了保证会计电算化专业“教学做一体化”的实践教学质量，加强“双师”型教师队伍建设是关键，培养具有扎实理论知识和丰富实践经验的“双师型”教师尤其重要。我院一是让教师“走出去”，即鼓励教师到校企合作企业、会计师事务所或财务公司等机构兼职，为企业做会计、财务管理、审计和税务咨询等；也让教师轮流到企业顶岗实践，开展产学研合作，为教师到企业参与实践提供支持；同时还鼓励专业教师参加职业资格考试。通过这些措施，来增强教师的实践经验，从而提高双师队伍素质。二是通过“请进来”的方式加强师资队伍建设，即聘请校外行业企业专家为学生授课、指导实践教学。

（六）构建高职会计电算化专业“教学做一体化”的考评机制检验高职会计电算化专业“教学做一体化”的实践效果，就是制定科学的考核评价机制：以职业能力考核为要素，构建科学的考核评价方式与标准体系，主要包括考核方式、考核内容和评价标准。考核方式包括形成性考试与终结性考试两部分。形成性考试对于学生行动过程中的各种表现进行考核，包括作业、实训过程、实训结果、实训报告、单元测验、学习态度、进步系数等。终结性考试分为笔试和实务考试。（1）笔试主要针对会计电算化专业课程教学目标中的理论知识进行考核。考核内容固化在试题库中，理论知识的试题库全部采用客观题。试题库按照教学大纲组建，题库系统可以通过对考核范围、难度系数、分值分布等进行定制的方式自动组建试卷并评卷。学生随时可以申请在机房参加考试。（2）实务考试主要针对课程教学目标中职业技能进行考核，主要包括学生珠算技术与点钞能力；手工会计基本技能；出纳基本技能；电算化会计基本技能；手工会计单项岗位技能；手工会计混岗综合技能；电算化会计综合技能；顶岗实习报告；技能竞赛；多证强化等方面的考核。评价标准分为优、良、中、合格和不合格几个等级。

二、高职会计电算化专业“教学做一体化”探索与实践的意义

学机电一体化论文范文第3篇

参考文献越多说明作者在论文的撰写过程当中查阅的文献资料就越多，这也说明了作者对论文的学术研究的重要意义，以下是学术参考网的小编整理的关于机电一体化论文参考文献，欢迎大家阅读借鉴。

机电一体化论文参考文献：

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学机电一体化论文范文第4篇

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。

1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

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[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）

[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）

学机电一体化论文范文第5篇

论文摘要：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和发展背景。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。

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，导致了工程领域的技术革命与改造。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”为特征的发展阶段。

1 机电一体化概要

机电一体化是指在机构得主功能、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也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，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。只是，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、微电子技术以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。机械工程技术有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力。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，还能赋予许多新的功能，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。即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眼神，具有智能化的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。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。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，不取得了一定成果，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

3.1 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，则是完全可能而又必要的。

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、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。

3.3 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、教育义举人么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。

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。

3.5 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。

3.6 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，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。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。一层是，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。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

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．