有關(guān)機(jī)電一體化論文范文
機(jī)電一體化是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然結(jié)果,具有廣闊的發(fā)展前景二本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概念、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的有關(guān)機(jī)電一體化論文范文，供大家參考。
有關(guān)機(jī)電一體化論文范文篇一
《 淺談機(jī)電一體化 》
摘要:機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的概念與由來，綜述了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;概念;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
一、機(jī)電一體化的概念與由來
人類進(jìn)入了一個(gè)新的世紀(jì)──21世紀(jì)?；仡欉^去的20世紀(jì)，人類的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果超過了過去所有世紀(jì)的總和。傳統(tǒng)的學(xué)科正在脫胎換骨，新的學(xué)科不斷問世，技術(shù)的融合程度比任何一次技術(shù)革命都高。機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生于這一背景之下，自然符合科技發(fā)展的規(guī)律，也是機(jī)械學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果。“機(jī)電一體化”這一技術(shù)術(shù)語最初來源于日本學(xué)術(shù)界，他們根據(jù)英文的Mechanics(機(jī)械學(xué))和Electronics(電子學(xué))兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機(jī)電一體化”,Mechantronics一詞從學(xué)科角度可以翻譯為“機(jī)械電子學(xué)”，我國科技界也經(jīng)常直接使用“機(jī)電一體化”作為漢語的表達(dá)詞匯。
一般認(rèn)為，機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科。其次，機(jī)電一體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)“滲透”到機(jī)械技術(shù)中，豐富了機(jī)電一體化的含義，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光(光學(xué))機(jī)電一體化、機(jī)電氣(氣壓)一體化、機(jī)電液(液壓)一體化、機(jī)電儀(儀器儀表)一體化等;最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
與其它科學(xué)技術(shù)一樣，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)較長期的過程。有學(xué)者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發(fā)展階段和智能化階段三個(gè)階段，這種劃分方法真實(shí)客觀地反映了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程。
“萌芽階段”指20世紀(jì)60年代以前的時(shí)期。在這一時(shí)期，人們?cè)跈C(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過程中總是自覺或不自覺地應(yīng)用電子技術(shù)的初步成果來改善機(jī)械產(chǎn)品的性能，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)良的軍事用途的機(jī)電產(chǎn)品。這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發(fā)展階段”。在這一時(shí)期，人們自覺地、主動(dòng)地利用3C技術(shù)的成果創(chuàng)造新的機(jī)電一體化產(chǎn)品，3C技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;③各國均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
從20世紀(jì)90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)，其主要標(biāo)志是光學(xué)、通信技術(shù)等領(lǐng)域進(jìn)入機(jī)電一體化，同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，并取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣。
機(jī)電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容：
(1)機(jī)械技術(shù)機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。
(2)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
(3)系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
(4)自動(dòng)控制技術(shù)
其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
(5)傳感檢測技術(shù)
傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
(6)伺服傳動(dòng)技術(shù)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
四、結(jié)語
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
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有關(guān)機(jī)電一體化論文范文篇二
《 機(jī)電一體化技術(shù) 》
摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展迅速，“機(jī)電一體化”就是將機(jī)械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種高新技術(shù)。機(jī)電一體化是指在設(shè)備機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本特點(diǎn)，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 核心技術(shù) 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展趨勢
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后，刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持，20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
2、 核心技術(shù)
機(jī)電一體化的核心技術(shù)主要在于硬件和軟件。
2.1機(jī)械技術(shù)
機(jī)電一體化是以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)側(cè)重點(diǎn)是怎樣與機(jī)電一體化相適應(yīng)，機(jī)電一體化是取其精華去其糟粕，利用各科學(xué)發(fā)展的高、新技術(shù)來更新自身概念。機(jī)械本體應(yīng)該從改善自身性能、減輕質(zhì)量和提高工作精度等幾個(gè)重要方面方面考慮，以此減少工作時(shí)能量消耗，提高工作效率。為了提高機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，機(jī)電一體化要具有高精度、快速響應(yīng)性、良好的穩(wěn)定性。
2.2信息處理技術(shù)
由于微電子學(xué)的迅速發(fā)展、信息處理技術(shù)的普及極大的促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。信息處理技術(shù)包括信息交換、信息存取、信息運(yùn)算和最終決策等，實(shí)現(xiàn)信息處理的工具是現(xiàn)在已經(jīng)普及的計(jì)算機(jī)，所以計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與信息處理技術(shù)緊密相聯(lián)。要更好的發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性從而提高信息處理的速度同時(shí)解決信息處理的抗干擾問題。
2.3檢測技術(shù)
檢測與傳感技術(shù)指與傳感器及其信號(hào)檢測裝置相關(guān)的技術(shù)。由檢測技術(shù)自身的功能，傳感器的主要功能應(yīng)提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等，并且要經(jīng)受各種嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，因此必須提高其抗干擾能力。由此可見，發(fā)展檢測、傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展的必然趨勢。
2.4自動(dòng)控制技術(shù)
在無人直接參與下，自動(dòng)控制技術(shù)能通過控制裝置讓被控對(duì)象或過程的被控量能按照人們事先預(yù)定的規(guī)律變化的技術(shù)。自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，主要由自動(dòng)控制理論、機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿生學(xué)中的系統(tǒng)仿真、工作時(shí)現(xiàn)場的調(diào)試、可靠運(yùn)行等從理論到實(shí)踐的整個(gè)過程。制動(dòng)控制技術(shù)的難點(diǎn)在于自動(dòng)控制理論的工程化與實(shí)用化，這是因?yàn)楸豢貙?duì)象與理論的控制量 存在較大的差距，從而需要反復(fù)調(diào)試和修改，才能達(dá)到最佳效果?，F(xiàn)在微型機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為機(jī)電一體化中十分重要的一部分。
2.5驅(qū)動(dòng)技術(shù)
驅(qū)動(dòng)技術(shù)的主要研究對(duì)象是執(zhí)行元件及驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)技術(shù)是執(zhí)行操作的技術(shù)，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)精度、控制質(zhì)量等都有決定性的作用。電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用但其快速響應(yīng)和效率等方面還有一部分問題，驅(qū)動(dòng)技術(shù)極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。
2.6軟件技術(shù)
機(jī)電一體化的發(fā)展過程中僅僅發(fā)展硬件是不夠的，必須在發(fā)展硬件的同時(shí)發(fā)展軟件，但是軟件的更新速度太快，這樣就導(dǎo)致研制成本提高了，為了降低成本，應(yīng)該推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化等措施。
3、機(jī)電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域
3.1數(shù)控機(jī)床
經(jīng)過多年的發(fā)展數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床又稱數(shù)字控制機(jī)床，它是一種裝有程序控制系統(tǒng)，通過數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床主要由動(dòng)力源、操作機(jī)構(gòu)、傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器等組成。數(shù)控機(jī)床具有很高的柔性，能實(shí)現(xiàn)編程自動(dòng)化，具有更高的可靠性以及強(qiáng)大的通信功能，還可以實(shí)現(xiàn)多種控制的功能。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展給機(jī)械領(lǐng)域的提高起到了促進(jìn)作用。
3.2機(jī)器人
機(jī)器人是眾所周知的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其最早是人們幻想出來可以聽從人們的命令，任勞任怨的從事各種勞動(dòng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)形成了綜合性的科學(xué)。機(jī)器人主要由：機(jī)器手、操作機(jī)構(gòu)、傳感器、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置、驅(qū)動(dòng)器等部分組成，通過各部分之間相互協(xié)調(diào)，相互配合，機(jī)器人已經(jīng)能靈活的代替人類很多活動(dòng)，在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農(nóng)業(yè)、建筑、服務(wù)、娛樂等領(lǐng)域都有應(yīng)用。機(jī)器人應(yīng)經(jīng)成為人類良好的助手和親密的伙伴。
3.3現(xiàn)代溫室設(shè)施
現(xiàn)代溫室設(shè)施是實(shí)現(xiàn)作物優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)的重要設(shè)施，也是機(jī)電一體化設(shè)備應(yīng)用較密集的地方。主要由：溫室框架結(jié)構(gòu)、覆蓋材料、通風(fēng)系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)、二氧化碳施肥系統(tǒng)、室內(nèi)噴霧/屋頂噴淋降溫系統(tǒng)、遮陽/保溫系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、防蟲系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及一些必要的生產(chǎn)工具等?？梢酝ㄟ^這些設(shè)施和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有效的提供一個(gè)適宜的環(huán)境條件，為作為優(yōu)產(chǎn)提供保障。
4、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
與其他科學(xué)一樣，機(jī)電一體化技術(shù)也經(jīng)歷一個(gè)漫長的過程?，F(xiàn)在機(jī)電一體化已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域。成為一門新興的科學(xué)，為了適應(yīng)各領(lǐng)域的需求機(jī)電一體化的主要發(fā)展趨勢體現(xiàn)在智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、人性化。機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械工業(yè)也影響很大包括提高性能、擴(kuò)展功能、簡化結(jié)構(gòu)、提高可靠性、節(jié)約能源、操作簡單，可以說機(jī)電一體化的發(fā)展前景在未來的幾十年里一片光芒。
5、結(jié)論
綜上所述，機(jī)電一體化并不是獨(dú)立的，而是各個(gè)學(xué)科相互滲透，相互融合的產(chǎn)物，也是科技發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
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有關(guān)機(jī)電一體化論文范文篇三
《 解析機(jī)電一體化與機(jī)電一體化教育 》
摘 要 在技術(shù)人才嚴(yán)重缺乏的情況下，學(xué)校要想提高自身的影響力，并得到長期的發(fā)展，就需要根據(jù)市場需求來安排教學(xué)科目，并設(shè)置相關(guān)專業(yè)。隨著機(jī)電一體化涉及范圍的擴(kuò)大，我國只有重視機(jī)電一體化教育，不斷培養(yǎng)這方面的人才，才能夠?yàn)閲业陌l(fā)展提供不竭的動(dòng)力。對(duì)于開設(shè)這一科目的學(xué)校和教師來說，必須要提高自身的使命感，以培養(yǎng)學(xué)生為目的，做好機(jī)電一體化教育。
關(guān)鍵詞 機(jī)電工業(yè);機(jī)電一體化;高職
中圖分類號(hào)：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X(2014)06-0070-03
機(jī)電一體化又可以稱之為機(jī)械電子學(xué)。在科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)下，現(xiàn)階段世界上所應(yīng)用的機(jī)電一體化技術(shù)主要是將機(jī)械與微電子技術(shù)聯(lián)系在一起而形成的一種技術(shù)。在市場需求的帶動(dòng)下，越來越多的技術(shù)類院校都將機(jī)電一體化作為學(xué)生的主修課程。本文就通過介紹機(jī)電一體化的構(gòu)成以及其應(yīng)用范圍，來詳細(xì)探討機(jī)電一體化教育。
1 機(jī)電一體化的構(gòu)成
通過對(duì)機(jī)電一體化的了解可以得知，機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)中主要包括機(jī)械本體部分、傳感部分、驅(qū)動(dòng)部分、控制及信息處理部分、動(dòng)力部分和執(zhí)行部分幾個(gè)要素。
1)機(jī)械本體部分類似于人體的構(gòu)架，這一部分是保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)和依托，主要包括框架、機(jī)身和機(jī)械連接等。
2)機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)中的傳感部分類似于人體的主要感官，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，傳感部分能夠?qū)\(yùn)行過程中需要用到的各類參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的檢測，并將這些數(shù)據(jù)變?yōu)橐子谧R(shí)別的信號(hào)，之后傳輸?shù)教幚韱卧M(jìn)行信息處理，這樣就能夠產(chǎn)生所需的控制信息。傳感部分一般由儀器儀表和傳感器等組成。
3)驅(qū)動(dòng)部分類似于人體的肌腱，肌腱能夠在大腦的支配下完成四肢的運(yùn)動(dòng)。
4)驅(qū)動(dòng)部分在控制信息的引導(dǎo)下也能夠充分發(fā)揮其功能，完成各類任務(wù)和動(dòng)作。
5)控制及信息處理部分類似于人腦，控制和引導(dǎo)全身進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行思考和判斷，控制及信息處理部分能夠?qū)⒏鱾€(gè)傳感器中的信息進(jìn)行集中、分析、加工和存儲(chǔ)，之后根據(jù)處理結(jié)果來發(fā)出相應(yīng)的指令，這樣就能夠控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。控制及信息處理部分一般包括可編程序控制器、邏輯電路、計(jì)算機(jī)、控制裝置、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、轉(zhuǎn)換和接口等。
6)動(dòng)力部分類似于人體自身制造的能量，這些能量能夠維持人體的正常運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力部分也能夠?yàn)橄到y(tǒng)的運(yùn)行提供充足的能量，它作為系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
7)執(zhí)行部分類似于人體的四肢，四肢能夠在大腦的指引下完成工作任務(wù)，并根據(jù)具體的信息和指令來發(fā)揮自身的功能。執(zhí)行部分屬于運(yùn)動(dòng)部件，其中包括機(jī)械、電液和電磁等。
2 機(jī)電一體化的應(yīng)用范圍
數(shù)控機(jī)床 從數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生及發(fā)展的過程來看，其功能和控制精度都達(dá)到了一定的水平。數(shù)控機(jī)床一般被分為模塊化、總線式以及緊湊式幾種主要的結(jié)構(gòu)，這種體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是多CPU和總主線。同時(shí)數(shù)控機(jī)床也彰顯出開放性的設(shè)計(jì)特征，也就是數(shù)控機(jī)床的硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有較好的兼容性和層次性，能夠盡可能地保護(hù)和提高用戶的使用效益。數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)能夠根據(jù)車間需求來應(yīng)用編程技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，同時(shí)還引入了診斷和控制類的智能機(jī)制。數(shù)控機(jī)床在發(fā)展的過程中還應(yīng)用了大容量的存儲(chǔ)器，并將軟件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。這種方式不僅增強(qiáng)了數(shù)控技術(shù)所具有的功能，也提高了CNC系統(tǒng)所具有的控制能力?，F(xiàn)階段的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜的加工能力。
工業(yè)機(jī)器人 機(jī)電一體化技術(shù)還應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人中，當(dāng)?shù)?代機(jī)器人問世時(shí)，它們只能夠進(jìn)行簡單的運(yùn)動(dòng)，本身缺少靈活性，也不能較快地適應(yīng)工作環(huán)境。在第2代機(jī)器人問世以后，其所具有的傳感元件更加先進(jìn)，并且能夠根據(jù)作業(yè)環(huán)境和對(duì)象來提出相應(yīng)的信息，在經(jīng)過計(jì)算機(jī)的分析和處理以后，機(jī)器人能夠進(jìn)行簡單的判斷，進(jìn)而保證自身能夠更好地完成任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人的這次發(fā)展代表著自身功能的完善，并預(yù)示著工業(yè)機(jī)器人將會(huì)變?yōu)橐环N實(shí)用性的工業(yè)技術(shù)。第3代機(jī)器人是智能化的代表，其具有較多的感知功能，能夠獨(dú)立完成較為復(fù)雜的判斷，能夠獨(dú)立完成任務(wù)。這一發(fā)展主要?dú)w功于第5代計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。
3 機(jī)電一體化教育
增加招生數(shù)量 對(duì)于高職院校來說，機(jī)電專業(yè)是一門比較基礎(chǔ)性的學(xué)科。在教育市場化的變革下，許多教學(xué)質(zhì)量高的高職院校都成為競爭中的獲勝者。從現(xiàn)實(shí)情況來看，大部分職業(yè)學(xué)校學(xué)生的文化課水平不能和普通本科生的成績相比，學(xué)生進(jìn)入高職院校的目的都是獲取一技之長。在這種觀念的影響下，學(xué)生就讀高職院校的目的更多傾向于學(xué)習(xí)理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。而機(jī)電一體化專業(yè)恰恰就是迎合這一學(xué)習(xí)目的而產(chǎn)生的，機(jī)電一體化能夠鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，幫助學(xué)生積累更多的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。要想保證機(jī)電一體化教育的發(fā)展，學(xué)校必須正視自身的辦學(xué)目的，并通過增加招生數(shù)量的方式來增強(qiáng)機(jī)電一體化專業(yè)的發(fā)展。在機(jī)電一體化教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)高職院校實(shí)踐能力強(qiáng)的特點(diǎn)來安排教學(xué)，這樣更容易讓學(xué)生接受知識(shí)，并掌握更多的專業(yè)技能。
緊跟時(shí)代發(fā)展趨勢 機(jī)電一體化主要依靠科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，所以在機(jī)電一體化教育中，也應(yīng)該根據(jù)機(jī)電一體化知識(shí)的變化來革新教學(xué)內(nèi)容。如在課程選擇、專業(yè)設(shè)置以及教材編寫方面，都應(yīng)該采用動(dòng)態(tài)的方式進(jìn)行管理?？萍嫉陌l(fā)展促進(jìn)了知識(shí)的發(fā)展，所以在機(jī)電一體化教育中，需要根據(jù)現(xiàn)階段市場以及技術(shù)的需求來調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。在這個(gè)過程中，教師起到至關(guān)重要的作用。
教師作為機(jī)電一體化知識(shí)的主要傳授者，首先應(yīng)該提升自身的知識(shí)含量，擴(kuò)充自身的知識(shí)內(nèi)涵，不能滿足于現(xiàn)有的水平，應(yīng)該迎合與時(shí)俱進(jìn)的思想來完善自我。教師在平時(shí)可以通過互聯(lián)網(wǎng)、書籍、雜志以及學(xué)術(shù)交流的方式來改進(jìn)自身的不足，對(duì)教學(xué)中有所欠缺的內(nèi)容加以補(bǔ)充和調(diào)整，并且與時(shí)俱進(jìn)地學(xué)習(xí)最新知識(shí)。這樣才能保證在教學(xué)過程中能夠?qū)⒆钚?、最?yōu)質(zhì)的知識(shí)傳授給學(xué)生，進(jìn)而達(dá)到提升學(xué)生素質(zhì)的目的。 作為學(xué)校來說，平時(shí)應(yīng)該多聽取教師的意見，保證機(jī)電一體化專業(yè)的課程設(shè)置、教材選擇等內(nèi)容易于學(xué)生接受，并且能夠取得較好的教學(xué)效果。由于機(jī)電一體化涉及的范圍較廣，對(duì)于一些教學(xué)條件有限的學(xué)校來說，不可能達(dá)到最為完善的教學(xué)水平，所以這些學(xué)校應(yīng)該在教學(xué)過程中了解教學(xué)的重點(diǎn)以及次要的教學(xué)內(nèi)容，這樣才能使學(xué)校的資源發(fā)揮最大的效果。
重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力 人才已經(jīng)成為企業(yè)之間競爭的主要因素，所以用人單位在挑選畢業(yè)生時(shí)，一般都會(huì)選擇實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生。針對(duì)企業(yè)對(duì)人才的這一需求，學(xué)校在培養(yǎng)學(xué)生的過程中，一定要將培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力作為重點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)該讓學(xué)生具備自學(xué)、思維、綜合運(yùn)用和分析等多種能力，讓學(xué)生無論在課上還是課下都能夠不斷提升自己，這樣才能使學(xué)生達(dá)到全面發(fā)展的目的。教師在授課的過程中，也應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)以及興趣愛好來設(shè)計(jì)新穎的題目，通過這種方式來提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，讓學(xué)生能夠自主地投身到實(shí)踐過程中，改變學(xué)生以往被動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度，這樣就能夠取得事半功倍的效果。在這個(gè)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有的知識(shí)來解決問題，同時(shí)也可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維，充分發(fā)揮自身的創(chuàng)造性，大膽擴(kuò)展設(shè)計(jì)思路，通過這種方式，可能會(huì)取得意想不到的教學(xué)效果。學(xué)校也可以定期組織動(dòng)手實(shí)踐大賽，讓學(xué)生發(fā)揮自己的聰明才智，將學(xué)過的東西融入自身的創(chuàng)造力，將創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)展示給大家。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅能夠感受到自身的價(jià)值，同時(shí)能夠感染周圍的學(xué)生，最終形成一種積極的學(xué)習(xí)氛圍，進(jìn)而促使整個(gè)學(xué)校學(xué)習(xí)水平的提高。
在教學(xué)中了正確把握“機(jī)”“電”之間的關(guān)系 在數(shù)字化時(shí)代的背景下，學(xué)生要想學(xué)好機(jī)電一體化專業(yè)，不僅需要完善有關(guān)電的知識(shí)，同時(shí)還需要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)、電接口和自動(dòng)化等技術(shù)，還應(yīng)該正確把握“機(jī)”“電”之間的關(guān)系。在學(xué)習(xí)的過程中，應(yīng)該遵循“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電結(jié)合”的基本原則，對(duì)原有的課程內(nèi)容進(jìn)行提取和加工，并根據(jù)實(shí)踐需要來建立綜合性實(shí)驗(yàn)室。在設(shè)置機(jī)電一體化課程時(shí)，應(yīng)該保證學(xué)科的綜合性，將機(jī)械技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)和控制技術(shù)結(jié)合在一起，在此基礎(chǔ)上來優(yōu)化和調(diào)整專業(yè)知識(shí)教學(xué)體系。機(jī)械電子工程專業(yè)重點(diǎn)研究的是工程設(shè)計(jì)，需要將控制、計(jì)算機(jī)和微電子等融合在機(jī)械制造中。機(jī)械電子工程專業(yè)中主要體現(xiàn)的是機(jī)、電、光的結(jié)合，并且需要研究和設(shè)計(jì)機(jī)械控制、狀態(tài)檢測和測量等內(nèi)容。
改變現(xiàn)有教學(xué)觀念及制度 要想實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化教育的發(fā)展，就應(yīng)該將學(xué)生作為教學(xué)的中心，以市場為導(dǎo)向來開展教學(xué)活動(dòng)。學(xué)校需要任用具有一定學(xué)識(shí)和資歷的教師擔(dān)任機(jī)電一體化專業(yè)的授課教師，并且可以通過福利待遇的方式激發(fā)教師的教學(xué)積極性。
對(duì)于教師來說，應(yīng)該將教書育人作為自身教學(xué)的基本準(zhǔn)則，同時(shí)應(yīng)該根據(jù)時(shí)代的發(fā)展變化來革新自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在時(shí)代發(fā)展的洪流之下，教師只有抓住這一機(jī)會(huì)，與學(xué)生共同努力，才能夠使學(xué)生的素質(zhì)有所提高，同時(shí)也能夠促進(jìn)機(jī)電一體化教育的發(fā)展。
4 總結(jié)
綜上所述，要想使機(jī)電一體化教育取得新的突破，除了要了解機(jī)電一體化構(gòu)成和應(yīng)用范圍，還應(yīng)該做好機(jī)電一體化的教育工作，通過這種形式來促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的擴(kuò)展。在機(jī)電一體化教育不斷發(fā)展的同時(shí)，除了科技水平的提升，各所學(xué)校所培養(yǎng)的機(jī)電一體化人才也將會(huì)為該技術(shù)的發(fā)展提供更多動(dòng)力。
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