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機電一體化是現代科技發展的必然結果,具有廣闊的發展前景二本文簡述了機電一體化技術的基本概念、應用領域和發展方向。下面是小編為大家整理的，供大家參考。
篇一
《 淺談機電一體化 》
摘要:機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,本文簡述了機電一體化技術的概念與由來，綜述了機電一體化技術的發展現狀，分析了機電一體化技術的發展趨勢。
關鍵詞：機電一體化;概念;現狀;發展趨勢
一、機電一體化的概念與由來
人類進入了一個新的世紀──21世紀。回顧過去的20世紀，人類的經濟和科學技術發展成果超過了過去所有世紀的總和。傳統的學科正在脫胎換骨，新的學科不斷問世，技術的融合程度比任何一次技術革命都高。機電一體化技術產生於這一背景之下，自然符合科技發展的規律，也是機械學科發展的必然結果。“機電一體化”這一技術術語最初來源於日本學術界，他們根據英文的Mechanics***機械學***和Electronics***電子學***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“機電一體化”,Mechantronics一詞從學科角度可以翻譯為“機械電子學”，我國科技界也經常直接使用“機電一體化”作為漢語的表達詞彙。
一般認為，機電一體化是以機械學、電子學和資訊科學為主的多門技術學科在機電產品發展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科。這裡麵包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學、電子學與資訊科學等學科相互融合而形成的學科。其次，機電一體化是一個發展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調機械與電子的結合，即將電子技術“溶入”到機械技術中而形成新的技術與產品。隨著機電一體化技術的發展，以計算機技術、通訊技術和控制技術為特徵的資訊科技“滲透”到機械技術中，豐富了機電一體化的含義，現代的機電一體化不僅僅指機械、電子與資訊科技的結合，還包括光***光學***機電一體化、機電氣***氣壓***一體化、機電液***液壓***一體化、機電儀***儀器儀表***一體化等;最後，機電一體化表達了技術之間相互結合的學術思想，強調各種技術在機電產品中的相互協調，以達到系統總體最優。換句話說，機電一體化是多種技術學科有機結合的產物，而不是它們的簡單疊加。
二、機電一體化的發展現狀
與其它科學技術一樣，機電一體化技術的發展也經歷了一個較長期的過程。有學者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發展階段和智慧化階段三個階段，這種劃分方法真實客觀地反映了機電一體化技術的發展歷程。
“萌芽階段”指20世紀60年代以前的時期。在這一時期，人們在機械產品的設計與製造過程中總是自覺或不自覺地應用電子技術的初步成果來改善機械產品的效能，特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，出現了許多效能優良的軍事用途的機電產品。這些機電結合的軍用技術在戰後轉為民用，對戰後經濟的恢復和技術的進步起到了積極的作用。那時研製和開發從總體上看還處於自發狀態。由於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。
20世紀70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發展階段”。在這一時期，人們自覺地、主動地利用3C技術的成果創造新的機電一體化產品，3C技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模積體電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界範圍內得到比較廣泛的承認;②機電一體化技術和產品得到了極大發展;③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支援。
從20世紀90年代開始的第三階段，稱之為“智慧化階段”。在這一階段，機電一體化技術向智慧化方向邁進，其主要標誌是光學、通訊技術等領域進入機電一體化，同時，由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開闢了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組並將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關於機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，並取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發展趨勢
隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與資訊科技、自動控制技術、感測檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術***Opto-mechatronics******Opto-mechatronics******Opto-mechatronics***方向發展，應用範圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內容：
***1***機械技術機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、效能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善效能的要求。在機電一體化系統製造過程中，經典的機械理論與工藝應藉助於計算機輔助技術，同時採用人工智慧與專家系統等，形成新一代的機械製造技術。
***2***計算機與資訊科技
其中資訊交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機資訊處理技術。
***3***系統技術
系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全域性角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，介面技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連線的保證。
***4***自動控制技術
其範圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計後的系統模擬，現場除錯，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
***5***感測檢測技術
感測檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程式就越高。現代工程要求感測器能快速、精確地獲取資訊並能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。
***6***伺服傳動技術包括電動、氣動、液壓等各種型別的傳動裝置，伺服系統是實現電訊號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態效能、控制質量和功能有決定性的影響。
四、結語
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，並且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，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
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[5]王信義主編;《機電一體化技術手冊》編委會編.機電一體化技術手冊
篇二
《 機電一體化技術 》
摘要：隨著資訊科技的發展，機電一體化技術發展迅速，“機電一體化”就是將機械、電子與資訊科技進行有機結合，以實現工業產品和生產過程整體最優化的一種高新技術。機電一體化是指在裝置機構的主功能、動力功能、資訊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體結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化是現代科學技術發展的必然結果，本文簡述了機電一體化技術的基本特點，分析了機電一體化技術的發展趨勢。
關鍵詞：機電一體化 核心技術 應用領域 發展趨勢
現代科學技術的不斷髮展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由於微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特徵的發展階段。
1、機電一體化的產生與應用
20世紀60年代以來，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的效能後，刺激了機械產品與電子技術的結合。計算機技術、控制技術、通訊技術的發展，為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期，機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支援，20世紀90年代後期，開始了機電一體化技術向智慧化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發展時期。光學、通訊技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果，它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展和進步。
2、 核心技術
機電一體化的核心技術主要在於硬體和軟體。
2.1機械技術
機電一體化是以機械技術為基礎，機械技術側重點是怎樣與機電一體化相適應，機電一體化是取其精華去其糟粕，利用各科學發展的高、新技術來更新自身概念。機械本體應該從改善自身效能、減輕質量和提高工作精度等幾個重要方面方面考慮，以此減少工作時能量消耗，提高工作效率。為了提高機械系統的傳動精度和工作穩定性，機電一體化要具有高精度、快速響應性、良好的穩定性。
2.2資訊處理技術
由於微電子學的迅速發展、資訊處理技術的普及極大的促進了機電一體化的發展。資訊處理技術包括資訊交換、資訊存取、資訊運算和最終決策等，實現資訊處理的工具是現在已經普及的計算機，所以計算機技術的發展與資訊處理技術緊密相聯。要更好的發展機電一體化，必須提高資訊處理裝置的可靠性從而提高資訊處理的速度同時解決資訊處理的抗干擾問題。
2.3檢測技術
檢測與感測技術指與感測器及其訊號檢測裝置相關的技術。由檢測技術自身的功能，感測器的主要功能應提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等，並且要經受各種嚴酷環境的考驗，因此必須提高其抗干擾能力。由此可見，發展檢測、感測器技術是機電一體化發展的必然趨勢。
2.4自動控制技術
在無人直接參與下，自動控制技術能通過控制裝置讓被控物件或過程的被控量能按照人們事先預定的規律變化的技術。自動控制技術應用非常廣泛，主要由自動控制理論、機械控制系統的設計、仿生學中的系統模擬、工作時現場的除錯、可靠執行等從理論到實踐的整個過程。制動控制技術的難點在於自動控制理論的工程化與實用化，這是因為被控物件與理論的控制量 存在較大的差距，從而需要反覆除錯和修改，才能達到最佳效果。現在微型機的應用非常廣泛，自動控制系統已經成為機電一體化中十分重要的一部分。
2.5驅動技術
驅動技術的主要研究物件是執行元件及驅動裝置。驅動技術是執行操作的技術，對機電一體化產品的動態特性、穩態精度、控制質量等都有決定性的作用。電機作為驅動機構已被廣泛應用但其快速響應和效率等方面還有一部分問題，驅動技術極大地促進了機電一體化技術的發展。
2.6軟體技術
機電一體化的發展過程中僅僅發展硬體是不夠的，必須在發展硬體的同時發展軟體，但是軟體的更新速度太快，這樣就導致研製成本提高了，為了降低成本，應該推行軟體標準化等措施。
3、機電一體化的應用領域
3.1數控機床
經過多年的發展數控機床已經得到了廣泛的應用，數控機床又稱數字控制機床，它是一種裝有程式控制系統，通過數字化資訊對機床的運動及加工過程進行控制的機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程式，並將其譯碼，用程式碼化的數字表示，通過資訊載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制訊號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床主要由動力源、操作機構、感測器、電子控制單元、執行器等組成。數控機床具有很高的柔性，能實現程式設計自動化，具有更高的可靠性以及強大的通訊功能，還可以實現多種控制的功能。數控機床的發展給機械領域的提高起到了促進作用。
3.2機器人
機器人是眾所周知的一種高新技術產品，是典型的機電一體化產品。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。經過幾十年的發展，機器人技術已經形成了綜合性的科學。機器人主要由：機器手、操作機構、感測器、移動機構、控制裝置、驅動器等部分組成，通過各部分之間相互協調，相互配合，機器人已經能靈活的代替人類很多活動，在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農業、建築、服務、娛樂等領域都有應用。機器人應經成為人類良好的助手和親密的夥伴。
3.3現代溫室設施
現代溫室設施是實現作物優質、高效生產的重要設施，也是機電一體化裝置應用較密集的地方。主要由：溫室框架結構、覆蓋材料、通風系統、灌溉施肥系統、二氧化碳施肥系統、室內噴霧/屋頂噴淋降溫系統、遮陽/保溫系統、加熱系統、防蟲系統、計算機控制系統及一些必要的生產工具等。可以通過這些設施和計算機系統有效的提供一個適宜的環境條件，為作為優產提供保障。
4、機電一體化的發展趨勢
與其他科學一樣，機電一體化技術也經歷一個漫長的過程。現在機電一體化已經滲透到各個學科、領域。成為一門新興的科學，為了適應各領域的需求機電一體化的主要發展趨勢體現在智慧化、模組化、網路化、微型化、綠色化、人性化。機電一體化對機械工業也影響很大包括提高效能、擴充套件功能、簡化結構、提高可靠性、節約能源、操作簡單，可以說機電一體化的發展前景在未來的幾十年裡一片光芒。
5、結論
綜上所述，機電一體化並不是獨立的，而是各個學科相互滲透，相互融合的產物，也是科技發展的必然產物。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，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
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篇三
《 解析機電一體化與機電一體化教育 》
摘 要 在技術人才嚴重缺乏的情況下，學校要想提高自身的影響力，並得到長期的發展，就需要根據市場需求來安排教學科目，並設定相關專業。隨著機電一體化涉及範圍的擴大，我國只有重視機電一體化教育，不斷培養這方面的人才，才能夠為國家的發展提供不竭的動力。對於開設這一科目的學校和教師來說，必須要提高自身的使命感，以培養學生為目的，做好機電一體化教育。
關鍵詞 機電工業;機電一體化;高職
中圖分類號：G710 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X***2014***06-0070-03
機電一體化又可以稱之為機械電子學。在科學技術的帶動下，現階段世界上所應用的機電一體化技術主要是將機械與微電子技術聯絡在一起而形成的一種技術。在市場需求的帶動下，越來越多的技術類院校都將機電一體化作為學生的主修課程。本文就通過介紹機電一體化的構成以及其應用範圍，來詳細探討機電一體化教育。
1 機電一體化的構成
通過對機電一體化的瞭解可以得知，機電一體化結構中主要包括機械本體部分、感測部分、驅動部分、控制及資訊處理部分、動力部分和執行部分幾個要素。
1***機械本體部分類似於人體的構架，這一部分是保證整個系統正常執行的基礎和依託，主要包括框架、機身和機械連線等。
2***機電一體化結構中的感測部分類似於人體的主要感官，在系統執行過程中，感測部分能夠對執行過程中需要用到的各類引數和狀態進行詳細的檢測，並將這些資料變為易於識別的訊號，之後傳輸到處理單元進行資訊處理，這樣就能夠產生所需的控制資訊。感測部分一般由儀器儀表和感測器等組成。
3***驅動部分類似於人體的肌腱，肌腱能夠在大腦的支配下完成四肢的運動。
4***驅動部分在控制資訊的引導下也能夠充分發揮其功能，完成各類任務和動作。
5***控制及資訊處理部分類似於人腦，控制和引導全身進行運動，同時進行思考和判斷，控制及資訊處理部分能夠將各個感測器中的資訊進行集中、分析、加工和儲存，之後根據處理結果來發出相應的指令，這樣就能夠控制整個系統的執行狀態。控制及資訊處理部分一般包括可編程式控制器、邏輯電路、計算機、控制裝置、計算機外部裝置、轉換和介面等。
6***動力部分類似於人體自身製造的能量，這些能量能夠維持人體的正常運動。動力部分也能夠為系統的執行提供充足的能量，它作為系統的驅動執行機構，能夠保證系統的正常執行。
7***執行部分類似於人體的四肢，四肢能夠在大腦的指引下完成工作任務，並根據具體的資訊和指令來發揮自身的功能。執行部分屬於運動部件，其中包括機械、電液和電磁等。
2 機電一體化的應用範圍
數控機床 從數控機床產生及發展的過程來看，其功能和控制精度都達到了一定的水平。數控機床一般被分為模組化、匯流排式以及緊湊式幾種主要的結構，這種體系結構的主要特點是多CPU和總主線。同時數控機床也彰顯出開放性的設計特徵，也就是數控機床的硬體體系結構和功能模組具有較好的相容性和層次性，能夠儘可能地保護和提高使用者的使用效益。數控機床的系統能夠根據車間需求來應用程式設計技術，並實現加工過程的動態模擬，同時還引入了診斷和控制類的智慧機制。數控機床在發展的過程中還應用了大容量的儲存器，並將軟體進行模組化設計。這種方式不僅增強了數控技術所具有的功能，也提高了CNC系統所具有的控制能力。現階段的數控機床系統基本實現了多級網路功能，大大增強了系統構成複雜的加工能力。
工業機器人 機電一體化技術還應用於工業機器人中，當第1代機器人問世時，它們只能夠進行簡單的運動，本身缺少靈活性，也不能較快地適應工作環境。在第2代機器人問世以後，其所具有的感測元件更加先進，並且能夠根據作業環境和物件來提出相應的資訊，在經過計算機的分析和處理以後，機器人能夠進行簡單的判斷，進而保證自身能夠更好地完成任務。工業機器人的這次發展代表著自身功能的完善，並預示著工業機器人將會變為一種實用性的工業技術。第3代機器人是智慧化的代表，其具有較多的感知功能，能夠獨立完成較為複雜的判斷，能夠獨立完成任務。這一發展主要歸功於第5代計算機的應用。
3 機電一體化教育
增加招生數量 對於高職院校來說，機電專業是一門比較基礎性的學科。在教育市場化的變革下，許多教學質量高的高職院校都成為競爭中的獲勝者。從現實情況來看，大部分職業學校學生的文化課水平不能和普通本科生的成績相比，學生進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，學生就讀高職院校的目的更多傾向於學習理論知識和實踐經驗。而機電一體化專業恰恰就是迎合這一學習目的而產生的，機電一體化能夠鍛鍊學生的動手操作能力，幫助學生積累更多的技術和經驗。要想保證機電一體化教育的發展，學校必須正視自身的辦學目的，並通過增加招生數量的方式來增強機電一體化專業的發展。在機電一體化教學過程中，教師可以根據高職院校實踐能力強的特點來安排教學，這樣更容易讓學生接受知識，並掌握更多的專業技能。
緊跟時代發展趨勢 機電一體化主要依靠科學技術的發展而進步，所以在機電一體化教育中，也應該根據機電一體化知識的變化來革新教學內容。如在課程選擇、專業設定以及教材編寫方面，都應該採用動態的方式進行管理。科技的發展促進了知識的發展，所以在機電一體化教育中，需要根據現階段市場以及技術的需求來調整教學內容。在這個過程中，教師起到至關重要的作用。
教師作為機電一體化知識的主要傳授者，首先應該提升自身的知識含量，擴充自身的知識內涵，不能滿足於現有的水平，應該迎合與時俱進的思想來完善自我。教師在平時可以通過網際網路、書籍、雜誌以及學術交流的方式來改進自身的不足，對教學中有所欠缺的內容加以補充和調整，並且與時俱進地學習最新知識。這樣才能保證在教學過程中能夠將最新、最優質的知識傳授給學生，進而達到提升學生素質的目的。 作為學校來說，平時應該多聽取教師的意見，保證機電一體化專業的課程設定、教材選擇等內容易於學生接受，並且能夠取得較好的教學效果。由於機電一體化涉及的範圍較廣，對於一些教學條件有限的學校來說，不可能達到最為完善的教學水平，所以這些學校應該在教學過程中瞭解教學的重點以及次要的教學內容，這樣才能使學校的資源發揮最大的效果。
重點培養學生的實踐能力 人才已經成為企業之間競爭的主要因素，所以用人單位在挑選畢業生時，一般都會選擇實踐能力較強的學生。針對企業對人才的這一需求，學校在培養學生的過程中，一定要將培養學生的實踐能力作為重點，同時還應該讓學生具備自學、思維、綜合運用和分析等多種能力，讓學生無論在課上還是課下都能夠不斷提升自己，這樣才能使學生達到全面發展的目的。教師在授課的過程中，也應該根據學生的年齡特點以及興趣愛好來設計新穎的題目，通過這種方式來提高學生的積極性和主動性，讓學生能夠自主地投身到實踐過程中，改變學生以往被動學習的態度，這樣就能夠取得事半功倍的效果。在這個過程中，教師可以引導學生利用現有的知識來解決問題，同時也可以鼓勵學生進行創新思維，充分發揮自身的創造性，大膽擴充套件設計思路，通過這種方式，可能會取得意想不到的教學效果。學校也可以定期組織動手實踐大賽，讓學生髮揮自己的聰明才智，將學過的東西融入自身的創造力，將創新性的設計展示給大家。在這個過程中，學生不僅能夠感受到自身的價值，同時能夠感染周圍的學生，最終形成一種積極的學習氛圍，進而促使整個學校學習水平的提高。
在教學中了正確把握“機”“電”之間的關係 在數字化時代的背景下，學生要想學好機電一體化專業，不僅需要完善有關電的知識，同時還需要學習計算機、電介面和自動化等技術，還應該正確把握“機”“電”之間的關係。在學習的過程中，應該遵循“以機為主、以電為用、機電結合”的基本原則，對原有的課程內容進行提取和加工，並根據實踐需要來建立綜合性實驗室。在設定機電一體化課程時，應該保證學科的綜合性，將機械技術、模擬技術、計算機技術、光電技術和控制技術結合在一起，在此基礎上來優化和調整專業知識教學體系。機械電子工程專業重點研究的是工程設計，需要將控制、計算機和微電子等融合在機械製造中。機械電子工程專業中主要體現的是機、電、光的結合，並且需要研究和設計機械控制、狀態檢測和測量等內容。
改變現有教學觀念及制度 要想實現機電一體化教育的發展，就應該將學生作為教學的中心，以市場為導向來開展教學活動。學校需要任用具有一定學識和資歷的教師擔任機電一體化專業的授課教師，並且可以通過福利待遇的方式激發教師的教學積極性。
對於教師來說，應該將教書育人作為自身教學的基本準則，同時應該根據時代的發展變化來革新自身的知識結構。在時代發展的洪流之下，教師只有抓住這一機會，與學生共同努力，才能夠使學生的素質有所提高，同時也能夠促進機電一體化教育的發展。
4 總結
綜上所述，要想使機電一體化教育取得新的突破，除了要了解機電一體化構成和應用範圍，還應該做好機電一體化的教育工作，通過這種形式來促進機電一體化技術的擴充套件。在機電一體化教育不斷髮展的同時，除了科技水平的提升，各所學校所培養的機電一體化人才也將會為該技術的發展提供更多動力。
參考文獻
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