时间：2023-01-20 01:57:12
导语：在机电一体化论文论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
随着人工智能技术的发展和在机电一体化技术中的应用，高智能已经成为了机电一体化发展的主要方向，相关的技术和研究人员也在不断的研究，现如今高智能的机器人和数控设备已经可以代替人类完成一些危险性较高、精密度要求高、工序比较复杂的工作，节省了劳动力，也更加方便的得到了所需要的产品和服务，目前很多的研究人员逐步的将运筹学、模糊数学、心理学等多种智能化的学科逐渐引进到机电一体化技术中，这样能够有效的促进机电一体化系统判断推理能力和自主决策能力，这样能够方便人们对机电一体化设备进行控制。
2区域模块化
区域模块化也是机电一体化发展的重要趋势之一，针对使机电一体化产品的各个单元实现区域模块化管理是一项比较复杂、涉及面广的工程，例如，在进行智能减速、智能变速等相关功能研制的过程中，要充分的实现集图形、图像识别、视觉效果等其他附属的功能的控制单元等模块化，这样可以更加标准、准确的衡量相应的控制单元以及动力单元，进一步的提高各个单元的性能，也可以使机电一体化产品相应的功能之间的联系更加紧密，使一个区域模块更加有效的运行，只有这样才能方便人们对机电一体化产品的应用，提高机电一体化产品的利用程度、可装配性、可维修性等，经过研究和推理，可以得出机电一体化模块是未来机电一体化产品的主要方向，随着未来技术发展的不断深入，机电一体化产品实现模块化的步伐也在不断的加深。
3环保绿色化
机电一体化技术的发展给人们的生产和生活中带来了巨大的变化，丰富了人们的的物质生活，同时也给人们的生活环境带来了负面影响，资源的过度开发利用，加重了生态环境的负担，近些年来，越来越多的国家和组织逐渐重视到环境保护的重要性，人们环保意识的增强，要求机电一体化产品在设计、制造、使用和销毁的过程中要减少对环境的污染，因此机电产品的环保绿色化是未来发展的一大亮点，人们环境保护意识的提高，造成了一些对环境有危害且危害较大的产品失去市场价值，设计和生产绿色环保的机电一体化产品具有很广阔的发展前景，也成为未来竞争的关键所在。
4网络化
计算机网络技术近些年来的发展势头更加迅猛，这也促进了机电一体化系统的进一步的发展，计算机网络技术的兴起及发展，给人们的生产、生活带来了巨大的变革，机电一体化技术的发展也受到了计算机技术的影响，机电一体化设备通过对计算机网络技术的应用可以有效的实现远程自动化控制。计算机网络技术的应用和改革开放的不断深入，使国际上先进的机电一体化产品不断涌入我国，这也为我国进行深入的研究提供了便利条件，促进了国内机电一体化技术的发展，机电技术发展和计算机技术的发展相辅相成，因此计算机技术的不断进步也有利于存进计算机网络技术的发展，目前，利用计算机网络技术可以实促进了机电一体化技术产品更加快捷的推向市场，和生产商之间的技术交流，计算机网络技术势必会推动机电一体化技术的发展，也会继续为人们提供更多、更优质的服务。
5微型精密化
机电一体化技术向微型精密化的方向发展的主要是纳米技术的不断深入发展，机电一体化的微型精密化产品体积小、携带方便、耗能低等，这些优点使得机电一体化产品的微型精密化技术不断进步，应用范围也逐渐扩大，因此，机电一体化微型精密化技术具有比较广阔的发展前景和强大动力，但是想要实现机电一体化微型精密化需要精密的加工工艺以及先进的设备作为强大的后盾，因此需要相关的研究人员不断努力，不断提高我国先进的技术发展。
6总结
1、实现机械生产的自动化和智能化在煤矿机械中应用机电一体化可以实现煤矿机械生产的自动化和智能化，全面提高煤矿机械的运行效率，提高煤矿企业的生产效率。首先，应用机电一体化技术可以实现煤矿机械运行状态监控的智能化。比如，在机械运行过程中，系统可以对电动机和传动系统等的运行状态进行智能监控，一旦发生运行故障，系统能够在第一时间发现并快速确定故障发生位置，发出警示提示工作人员。其次，应用机电一体化技术可以实现机械运行自动化，提升煤矿企业生产效率。比如，应用机电一体化对采煤机进行控制，就可以实现采煤机的自动运行，提升采煤机的采煤速度，提升企业生产效率。
2、降低管理成本，减轻工作人员的工作负担在煤矿机械中应用机电一体化可以实现机械运行的自动化和智能化，如此一来，煤矿企业就可以大大缩减机械运行管理工作人员，降低煤矿企业机械管理成本。除此之外，可以大大降低工作人员的工作负担，在机械运行管理工作中，管理人员不必再亲力亲为，每样工作都需要亲自进行管理方能够解决问题，保证工作效率，工作人员可以直接通过计算机控制程序实现机械管理的远程控制，甚至是无人智能化控制[2]。并且，应用机电一体化技术实现机械运行的自动化和智能化，还能够减少工作人员操作失误的出现，在传统的机械管理工作中，一旦管理人员经验不足或者是专业技术水平有限，在管理工作中就经常会出现工作失误甚至是工作错误问题，保证不了煤矿企业机械的正常运行，影响煤矿企业生产效率。而应用机电一体化技术，则可以有效避免该问题的出现。
二、煤矿机械中的机电一体化分析
1、提高安全生产监控系统的工作效率安全生产监控系统是煤矿企业生产工作体系组成中最重要的一个环节。在煤矿企业的生产过程中，安全生产监控系统能否稳定、高效运行不仅关系到企业生效效率的高低，还直接关系到包括企业机械运行安全以及工人施工安全等在内的企业生产的安全性。因此，在煤矿企业生产过程中，一定要对安全监控系统的运行状态引起足够重视，提升安全生产监控系统的工作效率，保证煤矿企业生产的安全性。我国在煤矿企业安全生产监控系统中应用机电一体化技术的发展时间比较短，所以技术上还存在一定缺陷。目前，机电一体化在安全生产监控系统中的主要应用表现在与X190系统的运用，该系统能够有效提升安全生产监控系统的智能水平，保证安全生产监控系统能够长期稳定、高效运行，进而提升煤矿企业的生产效率。
2、提高采煤机的工作效率煤矿企业的生产主要靠采煤机来实现，因此，提高采煤机的工作效率对提升煤矿企业的生产效率具有极为重要的推动作用。当在煤矿机械中应用机电一体化的理论被提出来之后，首先研究的对象就是在采煤机中应用，所以相对于其他煤矿机械中机电一体化技术的应用而言，采煤机中机电一体化应用技术发展的是最为完善的。机电一体化技术在采煤机中应用的最大体现就在于电牵引采煤机的研制。相对于传统采煤机而言，电牵引采煤机不仅能够实现采煤机的自动化和半智能化，还能够提供更加强大的牵引力，保证采煤机能够在各种复杂煤层中进行采煤工作[3]。并且，电牵引采煤机运行的稳定性也比传统采煤机稳定性强，耐磨损度高，还具有自动检测功能，可以通过定期自动检测对采煤机的状态进行检测，一旦发现故障，可以发出警报并准确指出故障位置，提示工作人员及时进行维修。
3、提高煤矿企业煤炭装载运输工作效率想要综合提高煤矿企业生产效率，除了要提升煤矿企业采煤作业的工作效率，还需要提升煤矿企业采煤工作完成后，煤矿装载运输作业的工作效率，可以说，生产、装载运输作业，就是整个煤矿企业生产工作中最重要的组成部分。而在装载工作中应用机电一体化技术，就可以实现装载运输工作的自动化和智能化，解放人类劳动力，提升科学发展力，进而提高装载运输工作效率。
三、结束语
关键词：机电一体化；接口技术；人机接口；机电接口
机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分，各部分连接须具备一定条件，这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素（子系统）组成。本文以机电一体化控制系统（微电子系统）为例，将接口分为人机与机电接口两大类。
一、机电接口
由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别，两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用：
（1）行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平，而控制设备则不一定，因此必须进行电平转换；另外，在大负载时还需要进行功率放大；
（2）抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入，可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离；
（3）进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路，以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。
1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号（如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等）计算机要对被控对象进行控制，必须获得反映系统运行的状态信号，而计算机只能接受数字信号，要达到获取信息的目的，就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。
2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中，控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号，并通过运算产生控制信号，达到控制生产过程的目的，应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。
3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中，需要经常处理一类最基本的输入/输出信号，即数字量（开关量）信号包括：开关的闭合与断开；指示灯的亮与灭；继电器或接触器的吸合与释放；电动机的启动与停止；阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中，对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态，此状态作为控制依据。
（1）输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号，所以开关信号输入通道又称为数字输入通道（DI）。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”，但是其电平一般与计算机的数字电平不相同，与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题，它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。
（2）输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器（如继电器或报警指示器）。它实质是逻辑数字的输出通道，又称为数字输出通道（DO）。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。
二、人机接口
人机接口是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息；另一方面，操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令，干预系统的运行状态，以实现所要求的功能。
1、输入接口。
（1）拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备，若系统需要输入少量的参数，如修正系数、控制目标等，采用拨盘较为方便，这种方式具有保持性。拨盘的种类很多，作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连，以BCD码形式输入信息。
（2）键盘输入接口。键盘是一组按键集合，向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有：
1）编码键盘，自动提供被按键的编码（如ASCII码或二进制码）；
2）非编码键盘，仅仅简单地提供按键的通或断（“0”或“1”电位），而按键的扫描和识别，则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便，但结构复杂，成本高；后者电路简单，便于设计。
2、输出接口。在机电一体化系统中，发光二极管显示器（LED）是典型的输出设备，由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜，因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单，是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等，在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。
结语：
接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题，使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅，使系统各部分有机地结合在一起，形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的，随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要；同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲，机电一体化系统的设计，就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，以及系统运行的稳定性和可靠性，因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
参考文献：
由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别，两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用：
（1）行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平，而控制设备则不一定，因此必须进行电平转换；另外，在大负载时还需要进行功率放大；
（2）抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入，可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离；
（3）进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路，以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。
1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号（如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等）计算机要对被控对象进行控制，必须获得反映系统运行的状态信号，而计算机只能接受数字信号，要达到获取信息的目的，就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。
2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中，控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号，并通过运算产生控制信号，达到控制生产过程的目的，应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。
3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中，需要经常处理一类最基本的输入/输出信号，即数字量（开关量）信号包括：开关的闭合与断开；指示灯的亮与灭；继电器或接触器的吸合与释放；电动机的启动与停止；阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中，对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态，此状态作为控制依据。
（1）输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号，所以开关信号输入通道又称为数字输入通道（DI）。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”，但是其电平一般与计算机的数字电平不相同，与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题，它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。
（2）输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器（如继电器或报警指示器）。它实质是逻辑数字的输出通道，又称为数字输出通道（DO）。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。
二、人机接口
人机接口是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息；另一方面，操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令，干预系统的运行状态，以实现所要求的功能。
1、输入接口。
（1）拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备，若系统需要输入少量的参数，如修正系数、控制目标等，采用拨盘较为方便，这种方式具有保持性。拨盘的种类很多，作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连，以BCD码形式输入信息。
（2）键盘输入接口。键盘是一组按键集合，向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有：
1）编码键盘，自动提供被按键的编码（如ASCII码或二进制码）；
2）非编码键盘，仅仅简单地提供按键的通或断（“0”或“1”电位），而按键的扫描和识别，则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便，但结构复杂，成本高；后者电路简单，便于设计。
2、输出接口。在机电一体化系统中，发光二极管显示器（LED）是典型的输出设备，由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜，因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单，是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等，在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。
结语：
接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题，使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅，使系统各部分有机地结合在一起，形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的，随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要；同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲，机电一体化系统的设计，就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，以及系统运行的稳定性和可靠性，因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
参考文献：
[1]费仁元，张慧慧，郑刚。机电接口技术的内涵和发展。北京工业大学学报。2003.（4）
[2]佘明辉。基于机电一体化系统接口技术的研究。江西电力职业技术学院学报。2006.（4）
1.1有效提高煤矿生产的安全系数
在没有引进机电一体化生产时媒矿工人需要深入幽暗潮湿的矿井进行日常作业并下所有的工作都需要人工完成,人工作强度大几乎是超负荷运转。长此以往不仅会对矿工的健康造成影响复杂多变的井下环境与突如其来的透水事故、瓦斯爆炸事故还会威胁到广大矿工的人身安全。
1.2有效提高煤炭生产的效率
在煤炭开采过程中应用一体化的机电技术从根本上改变了煤炭企业的生产方式用机械取代人工将人力从繁重的机械劳动中解放出来实现人力资源的合理优化配置。不仅如此人力不同于机器人会有疲累感超时的高负荷工作会降低工人的生产效率不利于煤炭产量的提升。用机械取代人工后,只要定期对其进行养护维修机械就能长时间保持高强度劳动降低了不确定因素对生产造成的影响肩效提高了煤炭生产效率。
1.3有效提高煤矿企业的经济效益
在煤矿生产中运用机电一体化技术,能够有效节省人力开支8降低了生产成本还提高了煤炭产量,为企业创造了更多的经济价值使煤炭开采企业的经济效益得到大幅提升。企业盈利增长员工的福利待遇自然水涨船高这在一定程度上改善了煤矿井下作业人员的生活质量起到了“双赢”的效果。
2煤矿机电技术一体化应用的具体体现
2.1带式输送机
带式输送机是煤炭企业机电一体化的重要组成部分,能帮助井下作业人员将已开采的煤炭运往地面,是煤炭生产不可或缺的帮手。在煤矿机电一体化的摸索过程中我国自行生产了多代带式输送机但大多都存在运输容量小、运程距离短、运行效率低、易出现机械故障、稳定性得不到保障等问题对进一步提升采煤效率造成了阻碍。为了解决这一系列的问题我国科研机构充分考虑到矿井井下复杂多变的环境运用机电一体化技术将我国多年研究带式运输机的丰富经验与煤矿运输的实际需求结合起来研发了多种软启动、制动装置肩效克服了传统带式运输机的不足之处迎合了时展的需求。新型运输机加大了运输容量、增加了运程距离、提高了运行效率、降低了机械故障的发生几率为确保煤矿开采工作顺利进行打下了坚实的基础。
2.2采煤机
将机电一体化技术运用于采煤机中庄要是通过改变采煤机牵引方式的方法达到延长设备使用寿命、增加安全性的目的。机电一体化技术能促使采煤机由老旧的液压牵引方式向新型的电牵引式方向发展充分发挥其实际优势提升采煤效率提高煤炭开采量。使用电牵引的新型采煤机能将运输过程产生的阻力降到最低涅合制动发电装置共同运作河以提高资源的合理利用效率尽量避免不必要的资源浪费。不仅如此机电一体化技术还能克服煤层坡度大且陡的不便通过在采煤机电动机加装防滑装置的方法崖面提升采煤机传动轴的荷载能力。零件损耗是制约煤炭开采效率的重要原因液压牵引方式会加快采煤机内各组成零件的损耗速度施工人员要通过不断更换零部件或直接更换采煤机的方式确保煤炭开采效率无形中增加了开采成本不利于企业获得经济效益最大化。在采用机电一体化技术后,电动牵引方式完美解决了零件磨损的问题通过调节电控系统实现灵活简便的操作不仅有效延长了采煤机的实际使用寿命节省了成本开支还提升了采煤安全系数保障了采矿人员的人身安全。除此之外,电动牵引式的采煤机还具有适用领域广、小巧轻便、结构简单等优势能够最大程度上将电能转化为实际生产力为煤炭企业提高产量打下了坚实的基础。
2.3提升机
矿井提升机是当前煤炭生产过程中涉及到的所有机械设备中自动化水平最高的一个,已经实现了全数字化,内装式提升机是机电一体化技术的典型代表,将驱动装置与滚筒装置整合在一起后,机械结构得到了极大简化。在提升机中运用机电一体化技术后提升机能自主查询机体故障来源定期进行“体检”并自动记录检测结果为机械的维修、养护工作提供了必要的依据,同时也节省了人力成本。在其检测到系统出现故障时会通过声音提示的方式通知相关工作人员对其进行及时修护,以此确保提升机的正常运行。不仅如此全数字化的矿井提升机相对于传统型号的提升机而言具有更简单的硬件配置兼容性强皮全系数高所需的易损零部件较少,能瞬间提升加速度更灵活易控实际操作性更强。全数字化提升机具备良好的使用性能充分发挥出了计算机技术的优势,能进一步完善系统检测、自保工作,已经成为多地煤矿施工提升机的首选类型。
2.4电控液压支架
由于我国电控液压支架发展历史较短肖前推行的国产电控液压支架所用的控制系统较简单应用范围局限性过强远不如其他国家研发的电控液压支架性能优越。将液压控制与计算机技术有机结合在一起,能将支架与顶板之间的距离控制在一个合理的范围内肩效避免因反复摩擦造成的零部件磨损,以此达到延长电控液压支架使用寿命的目的。
3结束语
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。
（一）机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
（二）传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
（三）信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
（四）驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
（五）接口技术
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
（六）软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
（一）数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：
1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
（二）计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
三）柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
（四）工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展。
（一）智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
（二）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，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。
（三）微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。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。
（四）模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
（五）网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。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。
（六）绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。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，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述，机电一体化是众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。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
参考文献：
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在时间上融为一体在中职机电专业教学活动中，采用理论与实践课同步或穿行讲授的教学模式。具体指的是在教师在进行教学时，教授完理论知识后便组织学生进行相应的实际操作。也可以在教学过程中，教师在讲授理论知识的同时进行实际操作演示，然后再让学生跟着教师动手操作。例如在《装配钳工》的教学时，将教学活动放到实训车间中，教师在进行理论知识讲授的同时进行实际操作演示，然后再组织学生进行实践操作。在实际操作过程中，学生发现问题时可随时向老师提问，教师手把手指导学生处理问题。这样的教学活动不仅给学生提供了更多的动手操作机会，同时可以拉近师生距离，增强师生感情。
2整合教学目标，促进理论知识与实践操作融为一体
打破传统重视理论知识教授的教学模式，重新对课堂教学目标进行定位，确立以职业岗位能力要求作为主要导向，将知识、能力、态度三个目标进行融合的课堂教学目标。例如在“订单”培训中，教学活动以企业的人才类型需要、人才知识技能、人才规格等要求作为实施教学活动的目标。根据教学目标对课程设置进行调整，并确定相应的教学效果评估方法。这种教学模式根据就业岗位需要着重对学生的知识应用能力进行培养。在教学活动中制定明确的教学目标，可使学生在学习过程中明确学习目标，然后进行有针对性加强学习。根据具体的学习目标，学生可明确自己的学习方向，然后对学习资源进行寻找，提高学生学习的主动性和积极性。同时，在这样的学习过程中，学生更容易发现问题，激发起探索知识的求知欲。在教学过程中，教师需要密切联系技能训练与实际生产间存在的联系，提高学生实际生产能力，促进学生毕业后能尽快顺利进行相应的工作。
3整合教师队伍，促进教学任务融为一体
在传统中职教学活动中，专业课程通常分为理论与实践教学两大部分。在任课教师的分配上也存在理论课教师和实践课教师之分。理论课教师和实践课教师在进行教学活动时各种有相应教育体系，二者几乎完全独立，不存在任何联系。这种教学模式的存在导致理论知识和实际操作的教学与学生相互脱节，严重制约教师的教学效果，进而影响到学生的学习质量。因此，在机电专业教学中，必须对教师队伍进行整合，将理论知识教学与实际操作教学密切结合起来，使学生在学习过程中真正能够做到理论与实践密切结合。例如将《电工技术基础》、《电工技能》、《电子技术基础》、《电子技能》四门基础课程整合成《电工技能与实训》、《电子技能与实训》两门课程。将分离开的电工及电子技术理论基础与电工、电子技术实际操作相融合进行教学。教学过程中安排一个任课老师同时教授理论知识与操作实习。这样的教学活动可更好的实现理论与实践相互结合进行教学，更有利与学生对知识的掌握和运用。摘要：在中职院校的教学活动中，实践教学是核心内容。中职教育的主要目的是为社会提供技术型人才。因此，在教学活动中必须高度重视理论与实践相结合，在提高学生理论知识的同时促进学生的实际操作能力。就中职机电技术应用专业项目一体化教学模式进行分析，旨在为项目一体化教学的有效进行提高可靠参考依据。关键词：中职；机电技术应用专业；项目一体化；教学模式。
4整合教学与实习，促进学生理论知识与操作技能融为一体
在机电专业教学中，应高度重视理论与实践相结合，只有充分将理论知识与实际操作结合进行教学，才能真正提高学生的技术应用水平。经过理论教学后，及时让学生到相应的工作岗位进行实习，让学生更加深刻的理解理论知识，熟悉应用相关技能。在实习过程中，学生可将课堂上学生的理论知识充分应用到工作过程中，进而获取更高等的操作技能。同时，应用课堂上所学到的理论知识，学生可在实践中更加有效的探索实际问题，积极思考解决问题的有效方法，促进自身能力得到全面提高。在一体化教学中，教师应及时发现学生存在的问题，并在课堂上对学生进行巡回指导，引导学生探索问题、解决问题，指导学生形成独立思考问题、处理问题的能力。教学过程中的巡回指导与教学结束时的结束性指导，对教学质量的提高具有重要意义，这个过程中均涉及到理论知识和实践。例如在《电力拖动》教学过程中，可将理论知识与实际操作结合进行教学，具体教学设计如表1所示。
5结束语
（一）对专业内涵的理解不够机电一体化的本质是将电子技术引入机械控制中，也就是利用传感器检测机械运动，将检测信息输入计算机中，计算机得到能够实现预期机械运动的控制信号，由此来控制执行装置。若是真正意义上的机电一体化产品，它有两个明显的特征，一是要有运动机械，二是采用了电子技术，通过计算机指令和反馈来实现柔性化和智能控制。而不少专业教师却单一地认为，机电一体化专业就是学一点机械类课程，学一些电子类课程，如果加上一些控制类课程，简单拼凑就是机电一体化了。因为理解不够，所以对最后的综合实践课程，没有引起足够的重视，课时量及训练强度不够，大量精力花在了使学生获取装配钳工或维修电工高级工证书上。但社会现实却是机电一体化技术发展到了新的高度，随着光学、通信技术等的进入，机电一体化出现了光机电一体化；而人工智能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，开启了机器人的新时代。这迫切需要我们五年制高职机电一体化专业融入新技术、新技能。
（二）对关键核心课程的融合不够目前，机电一体化技术专业主要开设机械类、电子类和控制类专业课程。技能实践课程也大致这样划分，在最后阶段，再开设综合专业课程和实践课程。如果按专业方向划分，则制造技术方向开设CAD/CAM软件应用技术、机电设备机械安装与调试技术、机电设备装调工（装配钳工）训练与考级；控制技术方向开设电气制图及CAD技术、机电设备电气系统安装与调试技术、机电设备装调工（维修电工）训练与考级。以上所有课程基本上都是分机械和电子课程两条线展开的，对PLC和单片机的理解运用不到位，到最后真正能融合机电技术、体现机电一体化专业特点的机电设备安装与调试技术实践课只开3周，而装配钳工和维修电工课程分别开了11周。很明显，对前者这门综合性的核心实训课程重视不够，其带来的后果是学生虽然分别掌握了机械类、电子类、控制类课程的知识和技能，但没有融合三类课程和技能，没有达到真正的机电一体化人才培养要求。
（三）对技术技能应用能力的强化不够对于五年制高职的学生来说，最重要的专业能力是专业技术技能应用能力，而不是开发和设计能力。具体地说，就是操作机电一体化设备的能力，具体分析、制定机械加工工艺文件的能力，能处理生产车间现场工艺技术问题，具有维护、维修机电一体化设备的能力。而现在大部分学校对学生的技能要求就是制造技术和控制技术两个方向，就是取得装配钳工高级工或维修电工高级工证书。这些技术技能肯定不能让学生完全了解和掌握机电一体化专业的核心技能。学校应当通过校内机电设备装配调试相关课程设计、专项实训，使学生获得初步的技术技能应用能力，最后通过综合实训课程，使学生获得真正的机电一体化专业技能，并努力培养学生分析和解决实际问题的能力。
二、对培养学生专业技术技能应用能力的探索
（一）多元整合优化专业课程体系目前，职业学校普遍开设三类课程：综合化课程（技术基础模块）、一体化课程（技术模块）、项目化课程（技术训练模块）。综合化课程模块是机电专业领域岗位群相关职业通用性的必备技术理论和基础技能；一体化课程是机电专业相关技术领域中某种技术知识和技术应用方法有机整合的课程，如PLC编程及应用技术、单片机应用技术、传感检测技术等；项目化课程是培养学生专项技能和综合职业能力的课程，该类课程与职业技能或职业资格要求融通，突出熟练技术运用能力的培养，如机电一体化专业中的钳工技术训练、机加工技术训练、机电设备装配调试技术训练等。而对上述三类课程进行整合优化，就形成了真正的机电一体化课程，包括机电一体化技术理论课程、机电设备装调技术课程设计、机电一体化设备装配调试实训课程等，这是最能体现专业特点和要求的课程，是机电技术的真正融合。
（二）开设综合化的核心实践课程目前，综合实训课程开设的情况是：制造技术方向开设装配钳工，控制技术方向开设维修电工。如果培养机电综合能力，就要把PLC编程及应用技术、单片机应用技术、传感检测技术加以强化，增加机电设备安装与调试技术课程的学习和实践，开设光机电技术和机器人技术实训课程，让学生了解并掌握较为前沿的机电一体化技术技能。
（三）重点培养学生专业技术的应用能力目前，不少学校机电一体化专业主要进行电工、车工、钳工三项实践技能训练和职业技能鉴定，学生初步掌握了机电技能。但这些技能是独立的、分散的，没有与机电岗位的综合技能匹配。随着技能大赛的推进，各校购置了机电一体化设备，培养了一批能胜任机电一体化专业综合实践技能教学的师资队伍，也有了较为成熟的实训项目，完全有条件、有能力开展综合实训。目前，省内职业学校机电综合实训课程主要使用光机电一体化设备，该设备的组成包括电子控制模块和机械机构。电子控制模块主要有主令电器模块、传感器模块、控制模块、变频器模块、驱动电磁阀等。机械机构包括运料机构、传送带机构、推料机构、机械手机构等。工作原理是利用先进的控制设备，控制生产机械自动完成生产的自动化过程。这套设备虽小，但它涉及了机电一体化专业各个方面的知识和技术，体现了机电一体化专业的核心技能。教学实践的具体做法是，以学会技术技能、完成任务为中心，以项目形式来安排训练内容，让学生用学过的指令实现各种电气控制线路图，模拟实现工业生产控制中的小项目，如工业洗衣机、自动轧钢线、邮件分拣系统等，然后在机电气一体化实训台进行分块练习，熟练掌握每一个单元的自动控制功能，最终目标是将各单元组合为能够实现不同生产要求的控制系统。这些技能训练都来自生活和生产，学生对项目课题感兴趣，教师引导学生主动思维，引导学生分析问题、动手解决问题，真正培养学生专业技术的应用能力。
理实一体化教学的关键在于理论与实际相互融合，在教学过程中需要对录像、投影、挂图、实物拆卸、板书、讲述等材料进行较为合理的计划与安排，进而达到一体化教学的要求。下面以电力系统自动化专业的电工技术课程为例谈谈理实一体化教学方法及过程的具体设计：
1．教学过程可遵循的思路
理实一体化教学过程中在完成项目的同时需要对理论知识进行讲解，并且适时要有示范性操作。这就需要对教学过程有严密合理的设计思路。应综合考虑以下几点：
（1）教学目的：必须掌握哪些基本知识和技能；
（2）该项目的重点、难点；
（3）所需设备和场地；
（4）教学过程编排；
（5）学生分组，设备配置；
（6）安全注意事项；
（7）考点。只有构思好课堂教学的全过程，才能有的放矢地组织好教
2．理实一体化教学教案应注重项目实施的方案设计
项目实施的方案设计主要包括讲授和操作示范、学生分组、操作训练、巡回指导、技术纠正及安全事项等。这一部分是教案的核心内容，要充分体现教师的主导作用和学生的主体作用。教案应重视项目实施的方案设计，避免在教案中罗列大量的教学内容。
3．项目实施
以电工技术中三相异步电动机降压启动一节为例。将理论教材中“三相异步电动机降压启动”一节与实习教材中“三相异步电动机星三角降压启动”合为一个课题。具体的教学步骤如下：
（1）拿出三相异步电动机实物，先向学生展示电动机外形，介绍电动机的作用，让学生直观地认识电动机。
（2）教师现场集中指导学生。一般2～3名学生共用一台电动机；教师进行讲解连接电路原理；由教师借助挂图、投影、示教等工具对照实物，讲解电动机的主要结构特点、作用及工作原理。讲解星三角换接启动的原理及过程，以此让学生认识电动机及其零部件的名称及其作用；放电视录像（电路安装的全过程）；强调安装时的注意事项。
（3）在教师的指导下，学生随教师一起安装电路。
（4）学生以小组为单位练习安装，并对照项目方案，仔细研究涉及的相关理论知识。
（5）当堂进行课程测评。测评方法包括：口试，教师提问学生口答。如教师问三相异步电动机为什么要进行降压启动？主要有哪几种启动方式？笔试，教师发给学生提前打印好的实训报告。如测试之一：星三角降压启动的启动电流分别是多少？控制电路的各部件的作用是什么？学生答完试卷后，当堂交试卷，教师批阅后马上讲解。现场操作技能测试。教师指定每组由一位学生按教师讲述演示电路的安装顺序及其启动原理，完成后由当时在场观看的学生和教师共同打分。讲知识、教方法、练能力是理实一体化教学的实质。教师应该将理论知识贯穿到各个实际应用的项目和任务中，让学生在训练技能的同时，主动去学习理论知识，通过理论来合理地指导实践，这样在实际操作时不易走弯路。
二、培养学生的主观能动性
在教学过程中，必须充分调动学生的学习主动性、积极性，发挥其主观能动性。主观性愈强，其求知欲、自信心、刻苦性、探索性和创造性就愈强，学习效果也就越好。所以，在理实一体化教学过程中，由于直观的刺激作用，激发了学生的兴趣，他们能运用所学的知识自觉地、积极地参与教学活动。采用理实一体化教学后，大大提高了学生的积极性和能动性。分析学情可知，职业学校学生有一个共同的特点，就是形象思维比较好，实际动手能力比较强。基于这点，我校坚持从以人为本的思想出发，一方面尊重学生学习的主观能动性，加强对学生的正面引导；另一方面加大实践教学的力度，采用实物示范教学的方法，尽可能地把教学内容形象化，引导学生，激发其学习的兴趣。通过形象化教学，使他们由原来的知道是什么升级为知道为什么。理实一体化教学从学生的共同特点出发，使他们从根本上得到发展和完善。课堂上以学生为主体，让学生充分发展个性，提出自己的独到见解，并运用到实践中加以验证，在不断的实践过程中增强学生的主体意识，培养开拓精神和创新才能。
三、组建理实一体化教学团队
理实一体化教学团队是实施理实一体化教学的资源保障。理实一体化教学要求教师在具备丰富的专业知识的基础上，必须有熟练的操作技能。因此，在派教师到企业进行专业技能培训的同时，也可以将企业的师傅和能工巧匠聘请到课堂，成为教师团队的一员，进而方便团队内部的合作和交流。让教师积极参与到应用课程的开发和研究，组织教师编写和制作多媒体课件，编写教材和制订课程的项目实施方案。将理论教师和实习教师合理配置，使其在教学实践中相互帮助，取长补短，共同提高。结合实际，采取一些行之有效的、形式多样的方法，来提高教师的专业水平。理实一体化的教学模式使教师的知识结构有了新的变化。逐步把教师全部“逼”上“双师型”轨道，使每位老师都要去钻研业务，深入企业和实践一线了解企业文化、岗位需求和每个岗位所涉及的知识点，从而设计出与之相适应的教学方案，来提高课堂教学质量。因此，“双师型”师资的培养也从机制上得到了保证。
四、改变考核方法，构建有效的评价机制
考核在检验教师教学效果和学生对知识的掌握情况的同时，也能合理引导学生培养良好的学习习惯和学习方法。开展理实一体化教学的目的就是将理论和实践相结合，体现直观性教学原则。评价教学效果应从基本技能的获得和基本知识的掌握程度两方面考虑。在理实一体化教学过程中，加大了实践的力度，强调基本技能的培养，即通过学习，学生能否获得初步的、准确的操作技能，而不是以技能是否“纯熟”作为衡量的标准。基于上述观点，在电力系统自动化专业的电工技术课程教学中，我校采用的是项目化教学方法，在每个项目完成后给予合理的成绩评定。学生成绩是由课内项目完成情况（75%）和项目报告成绩（25%）两部分构成。其中根据项目的考查侧重点的不同，应有各自的评分标准。考核将项目完成的情况作为考核能力目标、知识目标、拓展目标的主要内容，具体包括：完成项目的态度、项目报告质量、查阅资料的情况、问题解答、团队合作、应变能力、表述能力等，最后加权计入该门课程的结业成绩。让学生认真完成每一个项目，否则会影响期末成绩。这样有助于调动学生的学习积极性，而不是靠期末突击来完成课程的结业考试。日积月累地将知识形成一个完整的系统，不易于忘记。采用这种考核方法，提高了学生的学习积极性，取得了很好的教学效果。理实一体化教学模式使教学效果和教学质量得到了很大的提高，但要使学生掌握和提高操作技能还必须通过教学后期的综合实习来实现，这样更容易让所学的知识和技能融为一体，使其系统化、结构化。对于有一定操作性的课程采用理实一体化教学模式是一种行之有效的方法。在教学实施过程中需要合理地设计教学过程，以学生为主体、教师为主导，通过理实一体化教学，使学生逐步掌握应该具备的知识和技能。
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