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1 該校機電一體化技術專業現狀

吉林科技職業技術學院的人才培養模式始終堅持“產教融合把握培養方向、校企合作創造實踐條件、工學結合創新培育方法、知行合一培養學習自覺”的總要求。機電一體化專業學生為高職學生，起點高，學習基礎好。近3年招生情況穩定，從教學內容與專業建設方面探究該專業的人才培養方式，缺乏綜合性實驗與綜合型課程的設置，急需在校企合作的形式下開發補充上述兩類課程。

2 該國校企合作現狀分析

我國現有校企合作模式總體上是以學生培養目標為導向的合作模式，形式多樣（如“訂單式”“零距離對接式”“捆綁式”“產學研一體式”等）。就其本質而言，在于把職業教育與社會經濟發展聯系起來，以實現良性互動和“雙贏”局面，最終目的是促進學校和企業發展。但在實際操作上，還遠沒有形成科學化的深層次合作，大多處于學校為主動方、企業為被動方的局面，建立高效、可運作的校企合作機制十分必要。

3 該校機電一體化技術專業校企合作人才培養模式的實施

3.1 建立該校機電一體化專業校企合作相關機制

（1）建立校企合作組織協調機制。

高職院校和企業隸屬不同體系，學校教師和企業專家的行為習慣與思維方式存在一定差異，而且校企雙方在開發項目課程體系上提供的時間與精力有限，易產生分歧。因此，學院專業教研室將成立專門的課程體系構建機構，吸收具有先進的課程開發和管理經驗的教師及企業人員，主要職能是為課程建設提供潛在理論支持；協調、解決三方企業專家、專業教師與課程專家在課程構建過程中可能會遇到的細節性問題。

（2）建立校企共同育人機制。

鑒于項目驅動的職業課程體系建構的工作涉及范圍廣，影響因素多，因此要建立校企深度合作機制。具體為統一學校與企業對人才培養的標準，雙方共同確定人才培養目標方向，共同制定人才培養方案；共同實施職業素質技能考核，使人才培養和人才使用融為一體，以此實現校企共生共贏。

（3）建立校企共同督導機制。

通過校企共同推進的項目驅動課程體系在管理中，重點是過程控制。該校將建立和完善專業課程教學質量管理制度。

首先，建立企業專家備課制度、校企課程研討制度；其次，完善相關制度執行的督導機制，測量、評價、分析和改進課程的實施過程，從而形成自覺要求、自我檢測、自我修正、持續改進的良性管理機制，為校企合作下人才培養目標的實現提供管理保障。

3.2 實行“雙證書”制度

以職業標準為依據，將教學內容涵蓋相應的職業標準，做到教學模式和教學萬法與職業標準的要求相適應，從而使職業教育與職業資格制度相互溝通，真正實現課程內容與職業資格標準對接。

3.3 人才培養過程突出職業綜合素質鍛煉

機電一體化專業教研室對實踐教學資源進行優化、整合、重組，充分考慮專業課程特色，建立了電氣控制綜合實訓室、虛擬仿真實驗室、電工基礎實訓室等校內實習實訓基地，建立校企合作校外實訓基地，雙管齊下，滿足院部機電一體化技術專業學生基本技能、專業技能和職業能力的培養需要。

同時，積極研究機電一體化技術專業教學的特點，采用項目為導向、任務驅動為主線的教學模式，實現理論教學與實訓教學1∶1比例，推行“學做結合、賽練互通”的教學方法，通過理實一體化來組織教學內容與安排教學。

3.4 積極推進過程考核制度

制定以提高職業能力為目標的動態考核標準，采用項目過程考核、閉卷筆試、故障分析訓練、實際操作及生產實踐演練等多種考核形式，實現知識應用考核與實踐操作相結合、校內考核與校外考核相結合、過程考核與終結考核相結合，構建了師生、企業專家共同參與，以職業能力考核為主、職業知識、態度為輔的動態考核評價體系。

3.5 加強“雙師”素質教師隊伍建設

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中圖分類號TM 92 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）93-0063-02

機電一體化從出現之始就極大地推動了社會的進一步發展，并且有了很快的發展速度和良好的發展趨勢。在機電一體化有其自身的發展歷史，并且在發展過程中不斷的進行創新，為自身創造了一個良好的發展趨勢，有廣闊的發展空間。在其發展過程中，不斷對新技術和新知識進行利用，使其符合現代實際應用的需要，促進其發展。

1 機電一體化技術創新發展的趨勢

首先，在未來的發展趨勢中，機電一體化的應用將會有更加廣泛。無論是在一些小的方面還是比較大的方面，在自動化產業上都要通過機電一體化技術來進行開發。機電一體化的重要性也是因為其為自動化工業和航太工業以及國防工業的基礎技術。機電一體化技術作為一門新興技術在一些工業比較發達的國家有著快速的發展，同時，它對PC工業控制的發展也有一定的帶動作用。在其發展過程中，程序控制器技術也就是機電一體化的核心也在不斷的發生變化。程序控制器在工業自動控制領域被廣泛的應用，在工廠自動化控制中，PLC也成為了核心技術。但是由于PLC程序的撰寫一般的情況下是先進行階梯圖的繪制再將其轉化成PLC的指令，所以說PLC質量在不同的品牌中也會不同，這樣所造成的結果就是每一個程序之間的轉換很不容易。另外，PLC指令比較接近低階語音，開發程序很不容易，并且比較耗費時間。為了使PLC機電一體化的缺點得到改善，目前情況下利用PC電腦或者是IPC將PLC取代，把它當作是機電一體化中的控制器，對于控制程序的撰寫使用的是Visual Basic，將PLC形式的機電一體化取代。

其次，發展了機電光一體化。在社會進入21世紀之后，半導體微電子技術和微機電技術以及鐳射技術發展速度非常快，另外影響顯示產業以及新興的生物科技也在快速的發展，使得一些傳統技術有了新的生機與活力，使機電一體化開始向機電光方向發展。一個比較典型的機電光技術應該包含的范圍有：機構設計、精密制動器、人機界面、微處理器，程序或反饋控制、診斷信號的處理與錯誤、辨別圖形、制程工程以及仿生人工智能。另外，根據光學或者是光學元件和機電元件有不同的互動程度和組合特性，可以將機電光系統分為三種類型，即光機整合的類型；內嵌光電或者光學裝置的類型；在光學系統中嵌入機電裝置。

2 機電一體化技術發展的保障

在機電一體化技術的發展中，雖然有比較快的發展速度以及比較強的競爭力，但是仍有問題存在，要保證機電一體化技術能夠有一個較好的發展，必須要采取一定的措施，可以從以下的幾個方面來進行：要讓政府的決策高層認識到機電一體化技術的重要性；加強對機電一體化技術人才的培養；發展電力電子關鍵技術，加強對機電一體化技術的研究；注重理論與實際并行；積極推動“產學研合作”；機電產業要走進校園內部去尋找人才與合作；建立未來的研究對象。

此外，機電一體化中的機電光技術還屬于一種新興技術，從目前的情況來看，這一方面的人才比較稀缺。因此，在一些國內高校中，有必要開設相關的課程，培養有關這一方面的人才，推動機電光機電一體化的發展。

3 機電一體化創新的具體內容

3.1技術設計向單元化發展

在機電一體化的實驗平臺中實行單元化技術來進行設計。將系統分為幾個單元模塊，主要包括工控機、運動控制卡、伺服電機及步進電機、CAN總線、電動機驅動器，還有直線、工作臺以及回轉單元。只要是能使接口保持一致，就可以將每一個單元分開設計，這樣就使得系統具有高度的可擴展性以及互換性。它的總體結構可以用下圖來進行表示：

3.2控制系統向網絡化發展

在系統中將電子計算機作為節點，將運動控制卡以及CAN卡作為子節點，然后利用這兩種控制卡進行向下分支而形成樹狀網絡。利用計算機對電機運行情況以及傳感器信息進行統一處理，把整個系統都整合到一起。利用網絡將每一個控制節點聯系起來，這樣一來，在實際操作中就能夠將步進電機作為控制對象，使控制更加簡易，控制對象的選擇也可以是伺服電機來滿足高精度要求，也可以將兩者組合在一起構成一個系統。利用計算機對不同節點信息進行處理，再將其反饋到每一個控制對象上，利用這種方法來完成協同控制。

3.3系統應用向長久化發展

在實際操作過程中。操作人員可以利用控制卡數目的增加來將控制對象數目擴展，并且它的實現只需要在電氣上略微改動。

與此同時，也可以利用其他設備的增加來進行系統功能的擴充，比如增加工業攝像頭就能夠使圖像定位以及圖像智能控制等任務完成。

4結論

機電一體化是現在社會中的一項重要技術，在機電產業中的應用十分廣泛，所以對其有一個科學全面的認識是十分必要的。機電一體化在以后的發展中，其功能必然會不斷完善，控制系統也將會更加強大。相信在未來它將會有更加廣闊的發展前景，在各個領域的領域在將會更加廣泛，作為機電行業有關人員，對其現在實際中的應用以及其今后的發展趨勢有一個科學合理的認識，跟得上機電一體化今后的發展步伐，從而適應其發展，對社會發展也起到一定促進作用。

參考文獻

[1]王海靜.機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].教育教學論壇，2013（13）.

[2]崔樂芙.PLC在機電一體化生產系統中的應用[J].機電信息，2013（3）.

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隨著科學技術日新月異的發展，不同學科的知識相互滲透交融，促進了工程領域內的技術的革新，特別是機電一體化技術的發展，確立了機械工業未來的發展方向。本文主要對機電一體化技術進行了基本的概述，同時簡述了國內外機電一體化技術的發展概況，進一步分析了機電一體化技術的發展趨勢。

一、機電一體化概要

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

二、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下:

1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設的研究日益獲得重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3 網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

4 微型精密化

隨著納米技術的不斷深入發展，機電一體化技術也將面向微型精密化的方向發展。一般來說，機電一體化產品的微型精密化可以使機電一體化產品的應用范圍更加的廣泛，微機電一體化產品具有體積小，耗能低，應用廣泛等諸多優點，因此微機電一體化技術具有比較廣闊的發展前景。但是微機電一體化技術的發展需要精密的加工工藝以及先進的設備作為其強大的后盾。

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1機電一體化的內容與核心技術

1.1機電一體化技術的基本內容系統工程是該技術的主要工作方式，此外，該技術的應用還包含了電子、機械等各個領域的技術，并將這些方面的知識、技術進行了有機結合，從而優化了產品制造和系統間的配置。同時，還促進了產品滿足現實中的需求。就目前而言，使用一體化技術時一定要將與其有關的建設工作做好，特別是各種技術的創新、原理等，以生產出質量更好的新產品，因此，該技術本質上是相關技術整合后的結果。1.2機電一體化的核心技術1.2.1自動控制技術該技術是所有技術中最為復雜的一項，因為該技術涵蓋的面積非常廣，內容五花八門，基于控制理論的知識對一體化系統進行設計，再進行模擬檢測和現場測試。在其能控制的區域中，該技術所包含的內容非常多，主要有自適應、速度、精度定位等控制技術。1.2.2系統技術系統技術指的是一體化中包含的所有組織、概念等的總稱，它是一個基于整體角度的技術，將整體分割成多個互相聯系的功能模塊，從而將其與接口技術統一起來，并進行有效的管理，達到將系統連接起來的目的。1.2.3計算機、信息技術信息技術、計算機技術這兩種技術的結合運用是對信息進行互換、儲存、讀取、運算以及進行相應判斷的過程，該過程包含的內容分極其豐富，主要有專家系統、人工智能、決算等。1.2.4機械技術該技術是實現機電一體化的基本技術，機械技術具有高、新的特點。該項技術應用的關鍵點在于怎樣將其融入到一體化技術中，并利用它自身的特點更新、處理產品，對產品的性能、結構、材料進行改善，進而大大改觀產品的準確度、性能。

2機電一體化技術的發展趨勢

在20世紀90年代后期，很多發達國家引領一體化技術向著智能化方向發展。形成這種趨勢的原因有3個：①通信、光學等技術廣泛應用到了一體化技術中。此外，微細加工這一精密技術也逐漸引進其中，形成了微機電、光機電等一體化的分支技術；②相關人員對一體化這一學科的體系、發展方向進行了深入探討，比如集成方法、建模的設計與分析等；③光纖、神經網絡、人工智能等技術的快速發展，為一體化技術、產業化發展起到了巨大的推動作用。未來機電一體化技術的發展趨勢分為以下5方面。2.1綠色化隨著人們環保意識的逐漸增強、綠色發展概念的普及，機電一體化技術也要向著綠色化方向發展。該技術的綠色發展指的是其應用不會污染環境，可降低材料的使用成本，并能實現回收再利用。比如，通過將廢物產生量、材料使用量、產品設計三者之間的關系進行量化，從而分析一體化產品制造過程是否對環境造成了污染；對一體化產品設計、制造中的每一階段進行改進，爭取通過廢棄材料來加工生產，產品報廢之后還可以回收再利用。2.2模塊化隨著產品精細程度、成熟程度的提高，產品制造過程中的分工會越來越細化，且所有的細化分工應參考一樣的標準。因此，就形成了模塊結構。機電一體化也逐漸向著模塊化的方向發展。比如，研發集實時測距、動態捕捉、圖像采集與校對、數據監測等于一體的電機控制模塊，研發集節能、變頻、減速于一體的電機驅動模塊。在此情況下，便能在產品設計環節直接使用所建立的模塊，大大加快了產品研發的速度。2.3微型化機電一體化向著微型化發展是必然趨勢，這是因為微型化發展可以對微電子、軟件、微機械等技術進行有機融合，并具有使用靈活、消耗能量低、體積小等優點，發展前景良好。2.4系統化系統化的發展趨勢主要體現在2個方面：①逐漸引進多系統、遠程通信的局域網，大幅提升通信能力；②逐漸使用模塊化、開放式的結構，能隨意分割和組合，靈活多變，比如，當前正在對智能機器人進行生物系統化的研發。2.5智能化在當前信息時代的大背景下，控制理論的逐漸應用、傳感系統的快速發展、計算機運行速度的不斷加快均推動著機電一體化技術向著智能化的方向發展。比如，現階段有的機器人能模仿人類的思維或動作，在工業生產、家庭生活中已經被運用。

3機電一體化技術的發展思考

要想推動機電一體化技術的發展，應做好以下5方面的工作。3.1優化發展環境要想優化該技術的發展環境，應確保人們可以正確認識該技術的發展，并引起高度重視，從而為一體化技術的發展創造一個良好的環境，爭取獲得政策、技術上的大力支持。同時，應為研發人員提供充分的保障，調動他們的積極性，爭取為機電一體化的發展作出更多的努力。3.2做好相關管理工作充分發揮相關協會的作用，做好相應的管理工作。在機電一體化進程中，應按照國家的相關規定，并以國家政策為原則來發展，這有利于機電一體化的突破發展。3.3統籌發展在機電一體化的發展中，一定要對各個環節、各個方面進行統籌，促進它們之間的協調發展。所以，應進行深入調查，對一體化技術進行科學的分析和統籌，為一體化技術的整體發展提供可以參考的依據，從而促進一體化技術的發展。3.4擁有自主知識產權該技術應用中的所有裝置設備應有自己的知識產權，以提高一體化產品的供求比例，防止供求關系紊亂。3.5增加產品的通信功能只有確保產品具有通信功能，才能使其更加時適應自動化的需求。

4結束語

隨著科技的不斷發展，機電一體化技術也將更加成熟，大眾視野中的一體化產品也會逐漸增多，其使用會越來越廣泛。在今后的發展中，機電一體化技術將向著智能化、微型化、系統化、模塊化、綠色化的方向發展，它的作用會越來越大，為進一步提高生產效率、推動社會的發展作出更大的貢獻。

參考文獻

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機電一體化的外文名詞是Mechantronics，起源于日本，是取英語Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示機械學與電子學兩種學科的綜合。目前，國內外對機電一體化的涵義有各種各樣的認識，其各自的出發點和著眼點不盡相同，再加上機電一體化本身的涵義還在隨著生產和科學技術的發展不斷被賦予新的內容。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體，是現代科學技術發展的必然結果。隨著現代科學技術日新月異的發展，不斷地推動不同學科的交叉和滲透，從而導致整個工程領域的技術革命。

1.機電一體化概要

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。機電一體化涵蓋技術和產品兩個方面，只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械。機電一體化系統由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能。

2.我國機電一體化的現狀

世界范圍內機電一體化的發展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。第二階段可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。第三階段，20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。

計算機數控機床（CNC）是一種由計算機或專用電子計算裝置控制的高效自動化機床。它綜合應用了計算機技術、自動控制、精密測量和機械設計等方面的最新成就，是典型的機電一體化產品，是機床發展的必然趨勢。

汽車的機電一體化中心內容是以微機為中心通過自動控制來改善汽車的性能，增加汽車的功能，實現汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛的安全性、可靠性、操作方便和舒適性。近幾十年，國際各大汽車公司都加大了對汽車機電一體化的研究，使其發展有了質的飛躍。

工業機器人（IR）一般應由機械系統、驅動系統、控制系統、檢測傳感系統和人工智能系統等組成，是一種能模擬人的手、臂的部分動作，按照預定程序、軌跡及其要求，實現抓取、搬運工件或操作工具的自動化裝置，是具有發展前途的機電一體化典型產品。

3.機電一體化的發展趨勢

3.1自律分配系統化

未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.2系統化

系統化的表現特征之一是系統體系結構進一步采用開放和模塊化的結構。系統可以靈活組套，進行任意裁減和組合，同時要求實現多坐標系列控制功能的NC系統。表現特征之二是通話功能的大大加強，即網絡化趨勢。

3.3人工智能化

這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.4全息系統化

機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。其系統的層次結構，也由簡單的“從上到下”的形勢而變為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

3.5綠色化

環境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主題。

3.6微型機電化

微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.7面向21世紀的制造模式

一次制造成功，采用成組技術和分組作業方式，按質、按量、按時完成，做到零廢品、零庫存、零設備故障、零環境污染，從以“技術”為中心向以“人”為中心轉變，從“金字塔式多層次管理”向“網絡式管理”、由順序工作方式向并行工作方式、由固定組織

加工向敏捷制造加工轉變。

4.結語

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機電一體化技術是從系統工程的理論入手，將當前先進的機械電子技術融合起來形成更加高效的技術系統。一般來講，機電一體化技術主要涉及到機電一體化產品和機電一體化技術兩個方面的內容，由此形成機電一體化系統。從理論上來講，機電一體化系統主要涉及到機械裝置，執行裝置，動力源，傳感器，計算機這五個基本要素。將機電一體化的理念運用到機電一體化產品設計中去，由此是的機電一體化產品展現出以下的優勢：其一，功能多樣化和智能化，實現了記憶，運算，控制和信息處理等功能的拓展；其二，機電一體化產品的結構更加簡單，并且朝著標準化和規范化的方向發展，設計制造的專業化程度也不斷提升，使得機電一體化產品具備輕薄細巧的特點；其三，依據不同負荷和運行情況，制定更加高效的運行方案，實現對于機械運行模式的調整和控制，能夠促進成本的縮減；其四，在智能技術納入之后，不僅僅可以實現全程的自動化監控，還可以自動診斷故障，由此使得系統的穩定性和可靠性大大提升。

2機電一體化的發展現狀

我國機電一體化技術發展始于上世紀六十年代，從一片空白到當前人工智能技術的廣泛應用，這充分證明了我國機電一體化發展飛快，并且很快的成為影響人們生活和生產不可或缺的重要技術基礎。當前隨著集成電路和計算機系統技術的快速發展，我國機電技術發展也朝著更高層次方面去前進，無論是我們經常使用的電視機，還是工業生產中使用的流水線生產設備，或者是電子數碼產品，都可以看到機電一體化技術的應用。但是相對于國外其他國家機電一體化發展水平來講，當前我國機電一體化發展還存在很多缺陷和不足，具體來講其主要體現在以下幾個方面的內容：其一，機電一體化產品質量難以保證，很多機電產品還處于較低的層次中，難以在激烈的市場中占據有利地位，屬于機電一體化產品體系中的最低層次；其二，機電一體化的技術基礎比較薄弱，自主研發能力欠缺，專業化機電一體化設計人才缺乏，難以保證機電一體化技術創新發展；其三，機電一體化技術進步趨勢不明顯，高水平的機電一體化產品在整個工業體系中的比重不大，其對于經濟增長造成的影響也不是很明顯。當然隨著人們對于機電一體化產品的認知不斷提升，需求不斷增加，國家政策環境不斷完善，科研創新能力不斷提升，上述的各種問題都將一一解決，由此引領我國機電一體化技術朝著更加理想的方向發展和進步。

3機電一體化的發展趨勢

立足當前機電一體化的發展現狀，依照當前機電一體化發展規律和特點，對于機電一體化的發展趨勢進行預測，并且依照這樣的預測結果去引導機電一體化的技術創新和理論研究工作，是很有必要的。具體來講，當前機電一體化的發展趨勢主要呈現在以下幾個方面：

3.1光學化

原始機電一體化系統主要是有傳感系統，能源系統，信息處理系統，機械結構等部件構成，相信隨著光學技術的融入，不僅僅使得傳感系統，能源系統和信息處理系統的性能得以提升，還打開了機電產品設計的新格局，即光機電一體化。其特點主要體現在以下幾個方面：其一，層次多，覆蓋面積比較廣泛；其二，結構不斷簡化，方便操作；其三，精度得以不斷提高，功能朝著多樣化發展；其四，可靠性不斷提升，保證了穩定運行，并且有著較高的使用壽命。

3.2智能化

機電一體化技術的智能化，主要是指將計算機技術運用到機械設備中去，只要輸出簡單的程序命令，就使得機械設備按照理想的方式去運行。其技術優勢主要體現在：技術應用范圍比較廣泛，需求的技術人員不多，實現了勞動力的縮減，可以達到資源優化配置的作用；其二，依靠智能技術，使得機械設備能夠做好簡單重復操作的工作，但是在人工智能技術體系不斷健全的背景下，機電一體化系統下的機械設備活動能力將越來越靈活，甚至可以具備基本的邏輯判斷思維，能夠自發的根據情況進行自我決策，以達到預期的運行效益。以數控機床的誕生為例，其就是利用數控技術，采用計算機對于機械加工過程進行控制和管理，發揮驅動單元和機械執行的效能。

3.3環保化

為了機電一體化的發展同樣需要秉持可持續發展觀，處理好機械設備運行與資源消耗，經濟發展質量之間的關系。因此，新時代的機電一體化也需要向著環保化的方向發展和進步。具體來講，其主要體現在：其一，在進行機電一體化產品設計的時候，融入環保理念，將生產，包裝，使用和銷毀等多個階段考慮進去，本著提高資源利用率，減少環境污染的目的，去進行優化設計；其二，從機電一體化能耗消耗的方向入手，保證機電一體化系統效益發揮的同時，實現機電一體化能耗量的降低，引導其朝著集約化的方向發展和進步。

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中圖分類號：D622 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0049-01

一、概述

機電一體化技術是機械、計算機、信息處理和自動控制系統綜合應用的復合技術，是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的一門學科，其作為一門新興綜合技術融合了電氣工程、機械工程、計算機技術、信息技術等類別。而煤炭生產是將成百上千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此必須采用大量的機電設備才能實現這一目標，而機電一體化的煤礦設備則是實現高效高產的最好選擇。

二、機電一體化技術在煤礦生產中的應用介紹

（一）機電一體化技術在礦井提升機中的應用

礦井提升機是目前煤礦生產中機電一體化和自動化水平最高的設備。尤其是內裝式提升機，將滾筒和驅動合為一體，機械結構也大大簡化，充分展現了機械--電力--電子--計算機--自動控制的綜合體。而全數字化提升機安全可靠，采用總進線方式，大大簡化了電器安裝施工，并且硬件配置簡單實現了互相兼容。九五期問，國產數字化直流提升機已成為我國煤礦提升機的首選機型，主、副井提升機可實現全自動化，不需要專門的絞車司機。

（二）機電一體化技術在帶式輸送機中的應用

帶式輸送機具有輸送量大、長距離連續輸送、運行可靠、效率高和易于實現自動化的特點，從而成為我國煤礦井下原煤輸送系統中主要的運輸設備。因此，帶式輸送機成為近幾年來機電一體化技術在煤礦中應用的研究重點。目前主要研究方向在機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置，它是一種專門用作平滑起動運送大慣性載荷，如金屬礦石或煤炭的中長距離皮帶運輸機而設計的軟校動裝置，一條皮帶運輸機可由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決在線監控技術、動態分析以及啟停延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點還不能布置過多，一般設置為三點驅動，這就限制了輸送機的單機長度和運量。另外，輸送機的可靠性較差、監控設備功能較少、靈敏度和壽命都偏低，和發達國家先進技術相比還存在明顯的差距。

（三）機電一體化技術在采煤機中的應用

電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的另一個典型應用。與液壓牽引機相比，它具有以下優點：

優良的牽引特性：在采煤機前進時可提供牽引力，使其克服阻力向前移動，而在采煤機下滑時則可進行發電制動，向電網反饋收集電能。

適用于大傾角煤層：牽引電動機軸端安裝了停機時防止機器下滑的制動器，它的設計制動力矩達到電動機額定轉矩的1.5～2.0倍，因此電牽引采煤機可用于40°～50°傾角的煤層，而不需要安裝其它防滑裝置。

運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子會有磨損外，其它元件均不存在磨損現象，因此其工作可靠、壽命長、故障少、維修工作量小。

反應靈敏，動態特性好：電控系統可及時調整各種運行參數，防止采煤機超載或偏離運行。

結構簡單、效率高：電牽引采煤機機械傳動部分結構簡單、尺寸小、重量輕，只做一次電能到機械能的轉換，轉換效率可達90%以上，而液壓采煤機的效率則只有60%～70%左右。

（四）機電一體化裝置在液壓支架的應用

煤礦支架技術在向電液控制方向發展即將計算機技術與液壓控制有機結合，實現定壓雙向鄰架或成組自動移架，從而避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦從美國引進的電液控制支架，移架速度可達6～8秒/架。另外電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。

三、機電一體化技術應用與煤礦的發展與思考

在20世紀，我國煤礦機電一體化技術（產品）取得了長足的發展，機電一體化技術幾乎應用到了煤礦生產的每個環節，但是相對于國外先進煤礦生產技術還是比較落后的。因此，要使我國煤礦機電一體化技術達到世界領先技術水平，必須牢牢掌握在信息時代機電一體化技術的特點和相關技術的發展動態。

第一，要提高我國煤礦機電一體化產品的標準化、規范化、系列化和通用化的程度：將計算機系統作為機電一體化的核心裝置，因為計算機系統的運算和存貯能力非常強，且體積小、功耗少，非常適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品，在設計煤礦機電一體化設備時，應盡可能的考慮選用功能強大的嵌入式計算機，從而降低設備體積且保證工作性能更可靠。

第二，對于新開發的煤礦機電一體化產品要具有較強的通信功能，同時，要選用很質量好的開放性和可靠性高的通信模塊，方便與控制網絡實現連接通信控制。

第三，煤礦機電一體化設備需要達到智能化發展水平，能自主判斷機電設備和周圍工作環境的狀態，使設備能自動適應環境且以最優的狀態工作，同時可以快速地對所采集到的參數進行分析，從而對設備故障進行診斷，再結合這些診斷結果對以后工作過程中的故障概率進行預測。

第四，要對各類礦用傳感器進行深入研究和開發，大力提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數字化、智能化、集成化和多維化，使礦用傳感器在較為惡劣的工作環境中進行信號的測量和采集，并保證其準確度，并且應具備自診斷、自校正、狀態識別和自我調節等功能。

總之，應時刻關注國內外高新技術的發展，將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化設備，從而提高煤礦現代化發展，最終實現煤礦自動化生產的目標。

四、結語

機電一體化的l展不是孤立的，與機電一體化相關的技術也有很多，隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。隨著計算機技術、軟件技術、微電子技術、傳感器技術和自動化技術的飛速發展，信息流已成為機電一體化的主要特色。

機電一體化技術作為企業信息化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運等裝備中的大力應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，也為實現安全、高效、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了堅實的基礎。

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關鍵詞：

機電一體化；傳感器；檢測技術

機電一體化技術是一種整合型的機電技術，以眾多的環節來組成，傳感器的技術發展是促進機電一體化發展的重要部分。那么，在具體了解機電一體化技術之前，首先應該明確的了解機電一體化組成的基本結構，以此消除部分人的誤區。機電一體化是指不同的機電工作環節相結合，以主機以及微型處理器作為操控中心，有次序的安排各個環節的工作。所以，在這樣多種情況下被統稱為機電一體化系統，從中覆蓋相關理念。但并不能夠因此就忽視了其他機電環節的重要之處，不然傳感器在無法傳輸的情況下，仍然無法幫助生產者來提高有效率。

1機電一體化與傳感器的簡介

1．1傳感器的概念

在工程當中，傳感器是指能夠按照一定的固定規律將其轉換成不同種量或者是同種量值所傳輸出去的工具，變相的講傳感器和人們的器官都是有相同點的，在現代信息化的社會中，人們也經常利用傳感器中的檢測力、速度和更多的非電量來提升生產力的發展。

1．2機電一體化的簡單介紹

機電一體化也是屬于一種微電子技術，它是在根據機械的主要功能、動力功能、信息以及控制功能上所引進的技術。從中可以看出機電一體化技術是多方面的，比如機械制造、人工智能等多種技術都統一歸為機電一體化技術。

1．3機電一體化和傳感器之間的聯系

機電一體化中的傳感器技術在其中有著非常關鍵的作用，傳感器技術不僅能夠控制機電一體化系統的正常運行，還可以在不同程度里為機電一體化提供到相關的運行信息。從操作上來看，傳感器是檢測機電一體化的系統操作和操作對象的主要作用。因此，想要克服種種環境帶來的影響，要足夠做準備，不斷獲取所需要的信息，才能夠是機電一體化的工作效率變得更高。所以，傳感器技術水平的高低是決定機電一體化技術水平的高低。傳感器的技術水平越高，那么機電一體化的技術水平就越高。

2傳感器和檢測技術的具體應用

2．1機器人

機器人是現代科技的代表性的生產物，機器人的自動能力在某些方面有很大的突破口，機器人之所以具備這么優秀的自動化功能，在運行中能夠準確無誤，這些主要原因都是傳感器的作用。傳感器在機器人自身內部中，或者在操作對象下，從中對信息進行處理。

2．2機械加工

(1)切削和機床運行過程中的傳感應用。在機電一體化切削過程中，傳感器所起到的作用是提高在切削過程中的效率，以及對金屬材料的檢測。傳感器是通過切削過程中所產生的力度、振動、所發出的聲音以及切削過程中電機的功率來檢測，從切削過程中是振動變化和所產生的切削力來進行辨識。

(2)在機床的運行檢測方面來講，傳感器是對系統、溫度和控制主要進行安全性檢測。機床的主要檢測結果是依據機床在出現故障中的停留時間、生產是否粗糙、還有加工過程中的精度以及準確度和機床的運行狀態來傳感檢測。

2．3工件加工

對加工工件過程的監視是傳感器最早時期的應用，同時傳感器也是被廣泛應用的，在之前早期的時候傳感器技術，只是在工件制作的過程中起到對質量上的監控。直到后來隨著現代的發展，傳感器才能夠在生產工件的同時也運用識別和安裝上。傳感器主要體現在檢測加工工件的制作過程能不能達到標準的工件加工的程序，檢測將要被加工的工件是否當前已經要求被加工的工件，還有，工件所需要安裝的具置是否是滿足了當前工件被要求安裝的位置。從現狀來看，我國傳感技術還沒有能夠很好的去完成這些識別任務，因此，需要在現在已有的技術上不斷的創造出更多更好的傳感器。

2．4砂輪的傳感檢測

大部分的人應該都知道材料切割過程主要是包括磨削和切削的兩個過程，在砂輪的磨損程度或者是出現破損一定程度的時候，就沒有辦法在保證在切削過程中的質量和當中的精度，這樣便不具有表面的完整性。在這樣的情況發生下，我們一般稱為砂輪失效。這種狀況主要是因為機床出現故障所造成，而且這種狀況無法在第一時間及時解決，甚至會直接導致到危險事故的發生，對人身安全造成威脅。

2．5汽車行業的傳感技術

傳感器在現代的汽車系統和安裝中占著主要地位，基本上大部分的汽車系統里的有關電子控制都安裝了傳感器。比如安全氣囊、安全報警和驅動防滑等等還有多類可以提高輔助駕駛的裝置，在汽車的內部控制系統上來講，機電一體化已經將傳統的控制方式，轉變為了自動控制。

3結語

雖然在我國目前傳感器上的研發和傳感檢測技術的應用已經有了很大的成就，但是在與其他國家的先進技術相比較下還有著很大的差距。所以想要使得傳感器和檢測技術在運用上有所增強和不斷的超越，那么，我們必須就得從設備上做到不斷的提高。綜上所述，本文主要是通過機電一體化和對傳感器功能的應用，進行了簡單的分析和介紹，幫助讀者更加有效的認識機電一體化的組成。

參考文獻:

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［2］劉崢．關于機電一體化系統中的傳感器與檢測技術探究［J］．信息系統工程，2013(2):71～72．

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中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）21-0139-03

機電一體化課程是一門以精密機械技術為基礎，綜合電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術為一體并應用到實際中去的高技術學科，是機械工業發展的必然方向。為了適應科學技術的高層次發展，緊跟國際化科技的潮流，河南機電高等專科學校機電專業在初創時期，特別強調“機電一體化技術”課程模塊的設置與教學，并且對于這種側重于實踐應用和變化較快的課程內容，為了能夠及時跟蹤學科的前沿發展，使得學生的學習更具有時效性，還把它設置為機電一體化創新設計課程，并且選擇北京理工大學長期從事機電技術學科教學和研究的張建民教授撰寫，高等教育出版社出版的《機電一體化系統設計》一書作為教材，借以促進機電一體化技術課程教學中學生學習興趣的激勵和教學教法的出新。

1 “機電一體化技術”教學課程的定位

把“機電一體化技術”課程設置為模塊化教學課程，不僅因為它是“機械制造及自動化”專業課程體系中的主干專業課程，而且對于這種機電一體化屬性的課程內容，學生有興趣和渴望掌握相關領域前沿應用的攝取能力，使其有助于今后的學習并及時為就業和機電產品開發應用服務。在前期的相關課程教學中，學生對“機電技術類”課程踴躍選修，“全國大學生機械電子設計競賽”連年參與人數在百人左右，足以表明學生的這種興趣和渴望。

“機電一體化技術”課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科的技術基礎，體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則。因而，“機電一體化技術”課程的教學內容，也要涵蓋機電技術領域的全部技術基礎分支，使學生全面了解相關學科知識內容，綜觀機電一體化技術發展的必然趨勢。《機電一體化系統設計》一書被認為是國內機電技術學科領域具有代表性的經典論著之一，并在國內許多本科類及高職高專類學校被用作教材或教學參考書。其具有較強的先進性、實用性和權威性，具備了如上各個技術分支的理論基礎，內容豐富、深入淺出、層次清晰、理論與應用并重，能夠將現代機電技術的原理、技術與應用有機結合，良好地引導學生對新知識的渴求。

《機電一體化系統設計》一書除了書本的課程內容之外，還包括相關文獻參考資料電子版以及網絡鏈接學習材料的CD-ROM光盤，為學生提供了一個廣泛的學習空間。作為“機電一體化技術”課程教學的教材，它在提供了知識點齊全、難易度適中的課程內容的同時，還為教學和學習提供了機電產品的設計實例，利于在教與學互動過程中進行實踐應用的檢驗和對機電產品設計的理解，獲得有益的教學效果。

為此，確定“機電一體化技術”課程教學的基本目標定位：通過相關學科知識的學習和掌握，營造師生交流互動的實踐應用設計環境，促使學生系統了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統設計方法，鍛煉提高學生“機電有機結合”的實際應用能力。

2 實踐討論教學模式的采用

實施機電一體化技術專業課程的實踐互動模塊討論式教學，不僅能夠使學生在整體把握專業知識的同時獲得理論與實踐的互動理解，鍛煉和提高機電一體化產品設計的系統化思維及應用能力，還將反過來促進學生對先進學科知識的興趣和追求。

機電一體化技術教學就是要營造一種實踐學習及系統應用專業知識的環境和氛圍，但是它應該完全不同于全實驗的專業課程授課。當前，一些教師的實踐互動模塊討論式教學并未起到實際效果，不僅有教師教學方式的缺陷，還有學生自主探究學習方式應用的不足。因而，在這種實踐綜合應用專業知識課程的教學中采用“侵入式”授課，勢必造成學生對專業知識的思維理解滯后以及對知識點整體鏈接思維的障礙，從而影響師生課堂上的交流互動，無法達到促進學生積極學習的目的。為此，必須采用“實踐互動模塊討論化”的方法，充分利用校內機電實驗設備，有序地為學生設置實踐互動模塊討論式的教學環境，針對機電一體化產品功能模塊授課，達到學生對專業課程的逐步接受適應和學習主導性的穩步完成。

“實踐互動模塊討論化”的機電一體化技術教學就是教育者努力創設互動性、參與性的教學氛圍，讓學生“浸泡”于機電一體化技術應用的環境里，潛移默化地提高學生理論應用于實踐的系統思維整合能力。為此，在“機電一體化技術”課程教學中，首先堅持采用教材中的系統知識點，在機電一體化產品為背景的環境中以教材中機電一體化系統設計實例方法及結合科研成果構建學生的學習環境，從而否定了采用課堂講義灌輸式授課的原始方法。在教學過程中，不僅利用教材內容模塊式編輯課程教學課件，采用理論知識與實物對照的講解并設定互動討論式交流，還發揮多媒體教學手段的作用，配備了動畫及音頻的實例演示教學內容，隨時提問和討論知識難點。為了達到與課堂教學的統一，延續課堂教學內容效果，每次課后的習題作業要求學生針對機電一體化實例分組設計完成；并且實驗課程內容采用案例式介紹，實驗報告要求結合科研成果討論解決方案有所創新。最后采用理論閉卷考試（占總成績的60%）、課程設計（占總成績的30%）和平時討論的參與程度（占總成績的10%）三者結合考核，作為最終成績。同時，鼓勵學生參加機電產品創新設計大賽各種活動，獲獎人員的課程設計設定為優秀（90分以上），使得學生對整個課程內容的學習都處于積極主動之中。

通過這種教學方式，試圖培養學生在學習和應用機電一體化技術中了解和掌握如何“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，并進一步過渡到利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維解決實際問題”。學生通過對專業技術知識的豐富和機電產品設計應用和改造能力的提高，將獲得機電結合型高素質的綜合發展，成為具備走向國際、放眼全球的科技人才。

3 機電一體化教學資源的廣泛挖掘

“機電一體化技術”課程涉及機電技術各個分支學科的原理、技術與應用，每個分支學科都是世界現代高科技領域的一個縮影。根據“機電一體化技術”課程的這一高科技現代化特點，廣泛挖掘利用其教學資源，促進學生技術知識的獵取和實踐能力的鍛煉。

首先，“案例教學”的網絡資源利用。把具有重要學習意義的一些機電技術的原理、設計方法等進行課程模塊劃分，如劃分為機械系統部件模塊、機電執行元件模塊、機電微機控制模塊、機電元部件特性模塊、機電結合設計及改造模塊等，作為課程內容的講述內容，要求學生利用網絡搜索工具，充分進行相關預備知識內容的檢索和復習，并通過機電一體化技術應用案例的檢索，獲取、對比并介紹、討論相關設計案例，深入理解機電一體化系統各要素的聯系。通過這種學習過程的熏陶，學生不僅深入地理解和復習相關的課程知識，還將對課程內容產生濃厚興趣，激發后續繼續學習的潛力。

其次，實踐實驗教學利用。目前，“機電一體化技術”的一些課程內容，已經廣泛應用于各類機電產品中，并且，一些課程內容還是機電技術知識在實際機電類產品中的擴展應用。如數控機床、工業機器人、照相機、蘋果手機、自動打卡機等，更是反映了機電技術的跨學科延伸。因而，充分利用校內實驗教學課程資源的數控加工中心及各類機電一體化實驗設備，結合機電一體化技術在實際生活中的應用實例，為學生提供豐富的機電一體化技術學習參考，將能使學生獲得更為廣泛的學習空間和開闊的知識視野。

再者，結合企業實際進行機電產品的設計改造應用。現代機電技術的發展，導致機電產品革新換代很快。為此，積極聯系當地機電企業，實地考察企業需求，為學生營造企業環境條件，參與企業機電產品的創新設計過程。學生以畢業設計方式進行機電一體化產品的系統設計，教師進行難點指導，以此達到機電一體化系統設計整合思維的訓練和機電一體化技術的實際應用。

4 問題與建議

通過“機電一體化技術”課程實踐互動模塊討論式教學的初步實踐、學生學習的測試以及實踐設計考核，證明學生機電一體化專業知識的運用能力的提高。但是，要達到“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，還需要教師的悉心輔導；利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維設計機電類產品”則需要更長久的鍛煉。并且，機電一體化技術的實踐互動模塊討論式教學也顯示了一些需要解決的問題。

投入時間多、花費精力大，是學生機電一體化專業課程學習中普遍反映的問題。在教師完成大量的機電一體化技術教學備課任務之后，學生就將面臨對大量機電一體化教學材料的學習過程，預習、復習以及運用機電一體化技術對問題和實驗報告的撰寫，都將耗用學生大量的學習時間。同時，其他課程學習的時間分配又將影響本課程的時間投入，似乎成為一個難以解決的矛盾。因此，實施機電一體化課程教學，必須要求學生加強基礎專業知識的學習，鋪墊好前期知識儲備這一關；同時，考慮到學生的差異，還要采用循序漸進的方法，在課程的初期階段加大相關基礎知識間聯系的介紹比率，隨著課程的進行逐漸加大機電一體化技術應用和學生主導的比例，不斷實施、改進和提高。無論如何，依據教材是必須的。

有必要進行機電一體化教學課程的系列化建設，為其教學提供更為廣泛的實踐培養環境。要使學生具備高素質的知識能力，獲得勇于競爭的意識和潛能，適應未來走向世界的發展需求，必須有充分廣泛的實踐應用氛圍的熏陶。“機械制造及其自動化”專業課程體系中有著許多高科技信息化的課程內容，為了達到培養高素質多技能的科技人才的目的，不但要改進和完善“機電一體化系統設計”課程的教學內容、方法和手段，還要進行系列化的機電一體化技術教學課程建設，為學生提供更為長期廣泛的機電一體化教學條件和學習環境。只有使學生處于良好持久的機電一體化技術環境氛圍中，才能浸染成長為機電有機結合的科技后備力量。

我國高等院校的機電一體化技術教學實踐獲得許多教育工作者的肯定，但是一些理性的分析也指出了需改進的地方。無論如何，只有認識到機電一體化技術教學的長期性，堅持不懈地探索和實踐，才能創造該教學的良好環境和條件，克服和改進其缺陷與不足，實現培養機電一體化科技人才的目的。

參考文獻

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[3]陳遇良.機電一體化教學研究[M].北京：中國電力出版社，2002.

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中圖分類號：C29 文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

煤炭資源是當今社會最為重要的能源之一，在國民經濟中占有非常重要的地位。因為煤礦是高危行業，提高機電設備自身的安全可靠程度和自動化程度，最大減少用人，是實現礦井長治久安的關鍵所在。而機電一體化技術已成為現代煤礦的一個發展方向。 本文主要介紹了機電一體化技術的重要意義和現代煤礦生產中機電一體化技術的應用策略。以便更好地發揮該技術的優勢為現代煤礦的進一步發展服務。

2機電一體化技術

機電一體化技術是基礎的機械技術、 以及計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、軟件編程技術等多學科的交叉綜合。而在礦井的生產過程中，采煤工藝的先進與否直接影響整個礦井的生產能力，因此，要盡量選用先進的采煤工藝，以達到礦井的高產高效的目的。 隨著我國工業控制自動化技術的發展，煤礦機電自動化在礦上的應用日益增多煤礦機電的自動化有力推動了企業安全高效、又好又快發展。

上世紀七十年代初，山西大同礦務局自行設計和制作的綜合型機械化采煤工作面，標志著機電一體化技術在我國問世，隨后機電一體化技術得到了迅速拓展，在煤礦生產中的應用也變得日益廣泛。但是，當前我國對于這一技術的發展與西方發達國家存在較大的差距，加之我們煤炭工業興起相對于其他行業要慢的多，作為新時期背景下的煤礦企業必須不斷加大研發力度，引進先進技術，對現代煤礦生產機電一體化技術進行不斷創新和升級，才能促進我國煤礦生產自動化的完全實現，助推我國煤礦事業迅速走向可持續發展的道路。

3探討現代煤礦生產中應用機電一體化技術的重要意義

通過上述對機電一體化技術的分析和我們工作中的實際應用不難發現，在現代煤礦生產中應用機電一體化技術具有十分重要的意義，但具體主要表現在以下幾個方面：

3.1應用機電一體化技術于現代煤礦生產中，極大的提升了工作效率

在現代煤礦生產中應用機電一體化技術，是對傳統手工工作方式的重大變革，越來越多的新型機電設備的廣泛應用，對傳統的煤礦生產模式進行了完美的轉型和升級，不僅能降低礦工朋友的勞動強度，還能大幅度的提升勞動生產效率。

3.2應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升生產安全系數

在現代煤礦生產中應用機電一體化技術，不僅能讓礦工朋友擺脫繁重勞累的體力活動，還能避免在粉塵滿天飛、潮濕陰暗的環境中高負荷、長時間的生產體力勞動，從而在提高煤礦生產安全系數的同時保障廣大礦工朋友的生命安全，而利用機電設備替代傳統的煤炭資源挖掘、運輸和提升等危險大、任務重的工作，極大的確保了煤礦企業的安全高效生產和運作。

3.3應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升勞動效益

在現代煤礦生產中應用機電一體化技術，在提高企業生產效率的同時也提高了生產的勞動效益，煤礦企業獲得更多的經濟效益的同時，廣大礦工朋友的薪資待遇也大幅度的提升，極大的改善了生活質量，并隨著礦工工資收入的提高，極大的促進了當地經濟的飛速發展。

4現代煤礦生產中機電一體化技術的應用策略

機電一體化技術在現代煤礦生產中的采煤、提升和運輸三個方面的應用最為廣泛也是最為關鍵。基于此，筆者從以下三個方面對機電一體化技術的應用策略作出以下幾點分析。

4.1采煤機械設備方面機電一體化技術的應用

在現代煤礦采煤機械設備方面，電牽引采煤機是機電一體化技術應用的典范。由于該機械設備應用了機電一體化技術，其具備了傳統液壓型牽引采煤機無法具備的特點和優勢，例如其牽引特性極佳，采煤機在前進的同時為其提供強大的牽引力，在下滑的同時能自行發電制動，在大傾角煤層中也是應用自如。傳統的液壓型牽引采煤機必須配備防滑裝置，而電牽引采煤機則是采用的制動器，即使在傾角高達 400 到 50 0的煤層也能應用自如。尤其是其具有的可靠運行和使用年限長的特點，被現代煤礦生產企業所親睞。不僅能高效的運行，還有較長的使用壽命，維修和保養也相對簡便，具有較靈敏的反應和較好的動態特性，尤其是其結構極為簡單和輕便，在運行時只需要進行一次電能到機械能的轉換，且轉換效率幾乎接近 100%，而傳統的液壓型牽引采煤機的轉換效率最多能高達70%。而這一切的優勢，歸根結底源于機電一體化技術的有效應用。

4.2提升機械設備方面機電一體化技術的應用

在現代煤礦提升機械設備方面，對機電一體化技術的應用效果最佳的就屬礦井提升機，該提升機已經實現全數字化的交直流控制，其中內裝式的提升機應用效果最佳，不僅把驅動和滾筒進行了有機整合，對機械設備的結構進行了有效的簡化，還成為集計算機信息、自控、電力電子等電子信息技術為一體的煤礦提升機電設備。尤其是其全數字化的特點極大的提高了提升機械設備的安全性和可靠性，以總線的方式對電器的安裝進行了升級和優化，加上所需要配置的硬件簡單且互有較強的兼容性。因而機電一體化技術在提升機械設備方面也得到了極為廣泛的應用。

4.3輸送機械設備方面機電一體化技術的應用

在現代煤礦生產中，輸送機械設備主要為帶式輸送機。這是由于其能長距離、連續、大量、穩定、高效的輸送煤炭資源，特別是其實現自動化較為容易的優點，在煤礦生產輸送中得到了廣泛的應用。因而近些年來，各大煤礦生產企業都將其作為研究機電一體化技術的重點，具有代表性的是一種集機、電、液為一體的 CST 可控軟啟動裝置在輸送機械設備的應用，但由于目前相關技術壁壘還沒有攻破，我國的帶式傳輸機驅動方式主要局限在單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅動方式，而且監控輸送機的設備儀器的靈敏度、可靠性、性能以及使用壽命相對于西方發達國家要低得多，具有較大的差距，還需要不斷努力攻克技術壁壘，才能進一步提升機電一體化技術的應用水平，從而更好的服務我國煤礦事業的發展。

4.4礦井安全生產監測監控系統中的應用

礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。自20 世紀 90 年代以來，緊跟世界監測監控系統的發展潮流，我國自行研制開發出了一批具有世界先進水平的監控系統。經過多年的實踐表明，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用，基本代表了我國煤礦監測監控系統的技術水平。

5結語

機電一體化技術在煤礦生產中的應用使生產效率和煤炭質量得到顯著提升，作為現代煤礦企業，只有致力于機電一體化技術的應用，著力實現生產的自動化、智能化，不斷提高企業自身的核心競爭力，才能助推企業實現完美的轉型和升級。 在未來一段時期內，機電一體化技術應當朝著實現井下無人化作業、信息綜合化管理以及煤礦生產全自動化等方向發展，這有助于加快我國煤礦產業與國際化接軌的速度。

【參考文獻】

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篇（11）

中圖分類號：TH-39 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）012-000-01

機電一體化是一種整合型技術，需要很多環節組成。意味著在微電子、傳感器等技術發展同時，機電一體化也能夠獲得長足進步。而在具體分析機電一體化關鍵技術前，應首先明確其組成結構，以消除一些人的誤區。機電一體化是指將不同重要機電工作環節整合，以微型處理器和主機為操控中心，有序協調各環節工作。因此，其很多情況下會被稱為機電一體化系統，由此完善的覆蓋相關理念。但是，并不能由此忽視其他環節重要性。如開發者創造出完美控制中樞，在傳感器無法傳輸情況下，仍舊無法幫助生產者提升效率。

一、傳感器是機電一體化系統的關鍵技術

1.傳感器在測量模塊的應用

傳感器是一種檢測裝置名稱，也是當前數字化管理中，最常使用的傳輸、存儲、處理、記錄設備。在機電一體化系統，傳感器便是控制中樞與各環節橋梁，主要實現兩方面工作：第一，執行控制中樞請求指令。傳感器在接收指令后，將其轉化為非傳輸數據語言，進行分析和內容調配，再將結果轉變為數據傳輸模式，傳輸到所要支配的環節；第二，負責將環節動態傳遞給控制中樞，以保證各環節有序進行。而在傳輸前傳感器需要接受信息，并根據SNMP協議進行處理、轉化。由此可以發現，傳感器本身便是由復雜結構所構成的電子器械。其中主要包括檢測、傳輸和處理三個大層面，每個層面還會根據工作需求，配置不同元件。也可以從另一個方面來理解，將傳感器比喻為人的頭部，“大腦”負責處理數據，“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”負責收集數據，“嘴”負責將數據傳輸出去，進而由人的“大腦”實現對其他人的支配或匯報。

2.傳感器的種類

傳感器種類的劃分，主要根據功能差異性實現。機電一體化應用環境不同，需求操作的環節不同，均會對傳感器的功能造成影響。不過，在管理需求下，必須對傳感器分類，以避免一些問題的發生。根據其工作環境，可大體分為兩個寬泛層面：第一，基于內部管理的傳感器。傳感器的工作內容中，部分包括對內部管理，例如檢測、收集信息等。同時，雖然任何類型傳感器都會有數據處理能力。但是，針對內部數據處理和轉化的算法，較比于接收轉化有這一定差異。因此，內部數據處理傳感器，也應列入到此類中；第二，基于外部環境的傳感器。顧名思義，主要工作是針對接收數據信息。可以將此類傳感器理解為控制中樞的“執行者”，用于獲取控制中樞指令，并轉化為工作環節可控指令。而除了從工作環境上進行分類，也可通過接觸形式分類，例如觸碰式、壓覺、溫覺、聲覺等。

二、機電一體化中傳感器與檢測技術的運用

從上文敘述可以得知，機電一體化系統主要工作內容，在于設置指令、傳輸指令和完成指令三個方面。其中，傳感器便是負責傳輸指令的唯一環節。不過，機電一體化仍舊存在局限性，會因為特殊形式或環境出現，導致數據傳輸的問題。因此，筆者選擇幾點較具代表意義領域，試談傳感器與檢測技術的運用。

1.有“感覺”的機器人

機電一體化發展過程中，出現了不同傾向。一些工業領域逐漸采取標準化作業，對于可控管理系統需求開始降低，轉而將投入更多放在智能化、自動化生產領域上。例如工業機械人生產技術，便是在機電一體化基礎上，所創造的新型生產技術。其主要特性在于規律性、高精度工作方式，可以更有效提升工業生產效率。不過，該工作方式無疑對傳感器提出更高要求。適合的傳感器，必須準確的控制機器人各個部位，其中包括關節移動，力量控制等方面，只有傳感器傳達數據保證準確性、高效性，才能夠讓機器人實現理想工作狀態。對此，必須采用接觸式傳感器，以確保不會出現數據丟失狀況，例如壓覺傳感器等。

2.傳感器在自動化機床的應用

自動化機床也是機電一體化的衍生領域。其特性在于完全自動化的操作所有生產內容。然而，自動化控制則需要傳感器，將準確工作指令，按照規范邏輯和實效，傳達各個生產環節。若出現問題，便需要人工調節，才能夠持續生產。舉例來看，較為著名的CNC機床，便是借助傳感器檢測控制，減少人工生產控制需求，極大節約人力成本，同時也使生產效率有了顯著提升；再如，切割工業領域，特別是采用金剛石切割機床，必須要借助傳感器準確傳達切割角度、壓力等數值，進而確保切割成果達成預期。

3.傳感器的擴大滲透

隨著傳感器的發展，其檢測技術將不僅應用在機電一體化生產領域。從現狀來看，很多工業產品已然達到了“對傳感器產生需求”的水準，例如近年來Apple、Google等企業研發的無人駕駛汽車，必須依靠精準傳感器才能夠實現。而在傳統汽車領域，傳感器對于駕駛便捷性以及安全性，也會產生較大促進作用。

三、總結

本文主要為透過機電一體化系統，對傳感器功能、變化、發展及未來需求，進行一定程度的闡述。進而有效的幫助讀者，客觀認識機電一體化組成，以及傳感器在工業生產中所實現的作用。因此，也希望本文研究，能夠為應用領和研發領域，提供一些思路啟發。

參考文獻：

[1]劉崢.關于機電一體化系統中的傳感器與檢測技術探究[J].信息系統工程，2013（02）.

[2]林青.淺析傳感器技術在機電一體化系統中的應用[J].福建廣播電視大學學報，2011（06）.