有关机电一体化论文范文
机电一体化是现代科技发展的必然结果,具有广阔的发展前景二本文简述了机电一体化技术的基本概念、应用领域和发展方向。下面是学习啦小编为大家整理的有关机电一体化论文范文，供大家参考。
有关机电一体化论文范文篇一
《 浅谈机电一体化 》
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概念与由来，综述了机电一体化技术的发展现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。
关键词：机电一体化;概念;现状;发展趋势
一、机电一体化的概念与由来
人类进入了一个新的世纪──21世纪。回顾过去的20世纪，人类的经济和科学技术发展成果超过了过去所有世纪的总和。传统的学科正在脱胎换骨，新的学科不断问世，技术的融合程度比任何一次技术革命都高。机电一体化技术产生于这一背景之下，自然符合科技发展的规律，也是机械学科发展的必然结果。“机电一体化”这一技术术语最初来源于日本学术界，他们根据英文的Mechanics(机械学)和Electronics(电子学)两词，组合出Mechantronics一词，日文谐音记作“夕力卜口二少又”，其表意汉字为“机电一体化”,Mechantronics一词从学科角度可以翻译为“机械电子学”，我国科技界也经常直接使用“机电一体化”作为汉语的表达词汇。
一般认为，机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光(光学)机电一体化、机电气(气压)一体化、机电液(液压)一体化、机电仪(仪器仪表)一体化等;最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。
二、机电一体化的发展现状
与其它科学技术一样，机电一体化技术的发展也经历了一个较长期的过程。有学者将这一过程划分为萌芽阶段、快速发展阶段和智能化阶段三个阶段，这种划分方法真实客观地反映了机电一体化技术的发展历程。
“萌芽阶段”指20世纪60年代以前的时期。在这一时期，人们在机械产品的设计与制造过程中总是自觉或不自觉地应用电子技术的初步成果来改善机械产品的性能，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，出现了许多性能优良的军事用途的机电产品。这些机电结合的军用技术在战后转为民用，对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。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70年代到80年代为第二阶段，称之为“快速发展阶段”。在这一时期，人们自觉地、主动地利用3C技术的成果创造新的机电一体化产品，3C技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;②机电一体化技术和产品得到了极大发展;③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。
从20世纪90年代开始的第三阶段，称之为“智能化阶段”。在这一阶段，机电一体化技术向智能化方向迈进，其主要标志是光学、通信技术等领域进入机电一体化，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，并取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
三、机电一体化的发展趋势
随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向发展，应用范围愈来愈广。
机电一体化技术具体包括以下内容：
(1)机械技术机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
(2)计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
(3)系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
(4)自动控制技术
其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
(5)传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
(6)伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
四、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：
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[2]潘忠堂.浅析传感器技术是机电一体化的一项关键技术.机械电子工程，1998(1)：13-17,39
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[4]郑堤，唐可洪主编.机电一体化设计基础.北京：机械工业出版社，1997
[5]王信义主编;《机电一体化技术手册》编委会编.机电一体化技术手册
有关机电一体化论文范文篇二
《 机电一体化技术 》
摘要：随着信息技术的发展，机电一体化技术发展迅速，“机电一体化”就是将机械、电子与信息技术进行有机结合，以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。机电一体化是指在设备机构的主功能、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特点，分析了机电一体化技术的发展趋势。
关键词：机电一体化 核心技术 应用领域 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、机电一体化的产生与应用
20世纪60年代以来，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，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，机电一体化进入了深入发展时期。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角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。
2、 核心技术
机电一体化的核心技术主要在于硬件和软件。
2.1机械技术
机电一体化是以机械技术为基础，机械技术侧重点是怎样与机电一体化相适应，机电一体化是取其精华去其糟粕，利用各科学发展的高、新技术来更新自身概念。机械本体应该从改善自身性能、减轻质量和提高工作精度等几个重要方面方面考虑，以此减少工作时能量消耗，提高工作效率。为了提高机械系统的传动精度和工作稳定性，机电一体化要具有高精度、快速响应性、良好的稳定性。
2.2信息处理技术
由于微电子学的迅速发展、信息处理技术的普及极大的促进了机电一体化的发展。信息处理技术包括信息交换、信息存取、信息运算和最终决策等，实现信息处理的工具是现在已经普及的计算机，所以计算机技术的发展与信息处理技术紧密相联。要更好的发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性从而提高信息处理的速度同时解决信息处理的抗干扰问题。
2.3检测技术
检测与传感技术指与传感器及其信号检测装置相关的技术。由检测技术自身的功能，传感器的主要功能应提高工作可靠性、工作的灵敏度和精确度等，并且要经受各种严酷环境的考验，因此必须提高其抗干扰能力。由此可见，发展检测、传感器技术是机电一体化发展的必然趋势。
2.4自动控制技术
在无人直接参与下，自动控制技术能通过控制装置让被控对象或过程的被控量能按照人们事先预定的规律变化的技术。自动控制技术应用非常广泛，主要由自动控制理论、机械控制系统的设计、仿生学中的系统仿真、工作时现场的调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。制动控制技术的难点在于自动控制理论的工程化与实用化，这是因为被控对象与理论的控制量 存在较大的差距，从而需要反复调试和修改，才能达到最佳效果。现在微型机的应用非常广泛，自动控制系统已经成为机电一体化中十分重要的一部分。
2.5驱动技术
驱动技术的主要研究对象是执行元件及驱动装置。驱动技术是执行操作的技术，对机电一体化产品的动态特性、稳态精度、控制质量等都有决定性的作用。电机作为驱动机构已被广泛应用但其快速响应和效率等方面还有一部分问题，驱动技术极大地促进了机电一体化技术的发展。
2.6软件技术
机电一体化的发展过程中仅仅发展硬件是不够的，必须在发展硬件的同时发展软件，但是软件的更新速度太快，这样就导致研制成本提高了，为了降低成本，应该推行软件标准化等措施。
3、机电一体化的应用领域
3.1数控机床
经过多年的发展数控机床已经得到了广泛的应用，数控机床又称数字控制机床，它是一种装有程序控制系统，通过数字化信息对机床的运动及加工过程进行控制的机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床主要由动力源、操作机构、传感器、电子控制单元、执行器等组成。数控机床具有很高的柔性，能实现编程自动化，具有更高的可靠性以及强大的通信功能，还可以实现多种控制的功能。数控机床的发展给机械领域的提高起到了促进作用。
3.2机器人
机器人是众所周知的一种高新技术产品，是典型的机电一体化产品。其最早是人们幻想出来可以听从人们的命令，任劳任怨的从事各种劳动。经过几十年的发展，机器人技术已经形成了综合性的科学。机器人主要由：机器手、操作机构、传感器、移动机构、控制装置、驱动器等部分组成，通过各部分之间相互协调，相互配合，机器人已经能灵活的代替人类很多活动，在焊接、装配、军事、空间、水下、农业、建筑、服务、娱乐等领域都有应用。机器人应经成为人类良好的助手和亲密的伙伴。
3.3现代温室设施
现代温室设施是实现作物优质、高效生产的重要设施，也是机电一体化设备应用较密集的地方。主要由：温室框架结构、覆盖材料、通风系统、灌溉施肥系统、二氧化碳施肥系统、室内喷雾/屋顶喷淋降温系统、遮阳/保温系统、加热系统、防虫系统、计算机控制系统及一些必要的生产工具等。可以通过这些设施和计算机系统有效的提供一个适宜的环境条件，为作为优产提供保障。
4、机电一体化的发展趋势
与其他科学一样，机电一体化技术也经历一个漫长的过程。现在机电一体化已经渗透到各个学科、领域。成为一门新兴的科学，为了适应各领域的需求机电一体化的主要发展趋势体现在智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人性化。机电一体化对机械工业也影响很大包括提高性能、扩展功能、简化结构、提高可靠性、节约能源、操作简单，可以说机电一体化的发展前景在未来的几十年里一片光芒。
5、结论
综上所述，机电一体化并不是独立的，而是各个学科相互渗透，相互融合的产物，也是科技发展的必然产物。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]朱思洪.机电一体化技术.北京：中国农业出版社，2004.
[2]三浦宏文.机电一体化实用手册.北京：科学出版社，2007.
[3]李运华.机电控制.北京：北京航空航天大学出版社，2003.
[4]章浩，张西良，周士冲.机电一体化技术的发展与应用.农机化研究，2006(7).
有关机电一体化论文范文篇三
《 解析机电一体化与机电一体化教育 》
摘 要 在技术人才严重缺乏的情况下，学校要想提高自身的影响力，并得到长期的发展，就需要根据市场需求来安排教学科目，并设置相关专业。随着机电一体化涉及范围的扩大，我国只有重视机电一体化教育，不断培养这方面的人才，才能够为国家的发展提供不竭的动力。对于开设这一科目的学校和教师来说，必须要提高自身的使命感，以培养学生为目的，做好机电一体化教育。
关键词 机电工业;机电一体化;高职
中图分类号：G710 文献标识码：B
文章编号：1671-489X(2014)06-0070-03
机电一体化又可以称之为机械电子学。在科学技术的带动下，现阶段世界上所应用的机电一体化技术主要是将机械与微电子技术联系在一起而形成的一种技术。在市场需求的带动下，越来越多的技术类院校都将机电一体化作为学生的主修课程。本文就通过介绍机电一体化的构成以及其应用范围，来详细探讨机电一体化教育。
1 机电一体化的构成
通过对机电一体化的了解可以得知，机电一体化结构中主要包括机械本体部分、传感部分、驱动部分、控制及信息处理部分、动力部分和执行部分几个要素。
1)机械本体部分类似于人体的构架，这一部分是保证整个系统正常运行的基础和依托，主要包括框架、机身和机械连接等。
2)机电一体化结构中的传感部分类似于人体的主要感官，在系统运行过程中，传感部分能够对运行过程中需要用到的各类参数和状态进行详细的检测，并将这些数据变为易于识别的信号，之后传输到处理单元进行信息处理，这样就能够产生所需的控制信息。传感部分一般由仪器仪表和传感器等组成。
3)驱动部分类似于人体的肌腱，肌腱能够在大脑的支配下完成四肢的运动。
4)驱动部分在控制信息的引导下也能够充分发挥其功能，完成各类任务和动作。
5)控制及信息处理部分类似于人脑，控制和引导全身进行运动，同时进行思考和判断，控制及信息处理部分能够将各个传感器中的信息进行集中、分析、加工和存储，之后根据处理结果来发出相应的指令，这样就能够控制整个系统的运行状态。控制及信息处理部分一般包括可编程序控制器、逻辑电路、计算机、控制装置、计算机外部设备、转换和接口等。
6)动力部分类似于人体自身制造的能量，这些能量能够维持人体的正常运动。动力部分也能够为系统的运行提供充足的能量，它作为系统的驱动执行机构，能够保证系统的正常运行。
7)执行部分类似于人体的四肢，四肢能够在大脑的指引下完成工作任务，并根据具体的信息和指令来发挥自身的功能。执行部分属于运动部件，其中包括机械、电液和电磁等。
2 机电一体化的应用范围
数控机床 从数控机床产生及发展的过程来看，其功能和控制精度都达到了一定的水平。数控机床一般被分为模块化、总线式以及紧凑式几种主要的结构，这种体系结构的主要特点是多CPU和总主线。同时数控机床也彰显出开放性的设计特征，也就是数控机床的硬件体系结构和功能模块具有较好的兼容性和层次性，能够尽可能地保护和提高用户的使用效益。数控机床的系统能够根据车间需求来应用编程技术，并实现加工过程的动态仿真，同时还引入了诊断和控制类的智能机制。数控机床在发展的过程中还应用了大容量的存储器，并将软件进行模块化设计。这种方式不仅增强了数控技术所具有的功能，也提高了CNC系统所具有的控制能力。现阶段的数控机床系统基本实现了多级网络功能，大大增强了系统构成复杂的加工能力。
工业机器人 机电一体化技术还应用于工业机器人中，当第1代机器人问世时，它们只能够进行简单的运动，本身缺少灵活性，也不能较快地适应工作环境。在第2代机器人问世以后，其所具有的传感元件更加先进，并且能够根据作业环境和对象来提出相应的信息，在经过计算机的分析和处理以后，机器人能够进行简单的判断，进而保证自身能够更好地完成任务。工业机器人的这次发展代表着自身功能的完善，并预示着工业机器人将会变为一种实用性的工业技术。第3代机器人是智能化的代表，其具有较多的感知功能，能够独立完成较为复杂的判断，能够独立完成任务。这一发展主要归功于第5代计算机的应用。
3 机电一体化教育
增加招生数量 对于高职院校来说，机电专业是一门比较基础性的学科。在教育市场化的变革下，许多教学质量高的高职院校都成为竞争中的获胜者。从现实情况来看，大部分职业学校学生的文化课水平不能和普通本科生的成绩相比，学生进入高职院校的目的都是获取一技之长。在这种观念的影响下，学生就读高职院校的目的更多倾向于学习理论知识和实践经验。而机电一体化专业恰恰就是迎合这一学习目的而产生的，机电一体化能够锻炼学生的动手操作能力，帮助学生积累更多的技术和经验。要想保证机电一体化教育的发展，学校必须正视自身的办学目的，并通过增加招生数量的方式来增强机电一体化专业的发展。在机电一体化教学过程中，教师可以根据高职院校实践能力强的特点来安排教学，这样更容易让学生接受知识，并掌握更多的专业技能。
紧跟时代发展趋势 机电一体化主要依靠科学技术的发展而进步，所以在机电一体化教育中，也应该根据机电一体化知识的变化来革新教学内容。如在课程选择、专业设置以及教材编写方面，都应该采用动态的方式进行管理。科技的发展促进了知识的发展，所以在机电一体化教育中，需要根据现阶段市场以及技术的需求来调整教学内容。在这个过程中，教师起到至关重要的作用。
教师作为机电一体化知识的主要传授者，首先应该提升自身的知识含量，扩充自身的知识内涵，不能满足于现有的水平，应该迎合与时俱进的思想来完善自我。教师在平时可以通过互联网、书籍、杂志以及学术交流的方式来改进自身的不足，对教学中有所欠缺的内容加以补充和调整，并且与时俱进地学习最新知识。这样才能保证在教学过程中能够将最新、最优质的知识传授给学生，进而达到提升学生素质的目的。 作为学校来说，平时应该多听取教师的意见，保证机电一体化专业的课程设置、教材选择等内容易于学生接受，并且能够取得较好的教学效果。由于机电一体化涉及的范围较广，对于一些教学条件有限的学校来说，不可能达到最为完善的教学水平，所以这些学校应该在教学过程中了解教学的重点以及次要的教学内容，这样才能使学校的资源发挥最大的效果。
重点培养学生的实践能力 人才已经成为企业之间竞争的主要因素，所以用人单位在挑选毕业生时，一般都会选择实践能力较强的学生。针对企业对人才的这一需求，学校在培养学生的过程中，一定要将培养学生的实践能力作为重点，同时还应该让学生具备自学、思维、综合运用和分析等多种能力，让学生无论在课上还是课下都能够不断提升自己，这样才能使学生达到全面发展的目的。教师在授课的过程中，也应该根据学生的年龄特点以及兴趣爱好来设计新颖的题目，通过这种方式来提高学生的积极性和主动性，让学生能够自主地投身到实践过程中，改变学生以往被动学习的态度，这样就能够取得事半功倍的效果。在这个过程中，教师可以引导学生利用现有的知识来解决问题，同时也可以鼓励学生进行创新思维，充分发挥自身的创造性，大胆扩展设计思路，通过这种方式，可能会取得意想不到的教学效果。学校也可以定期组织动手实践大赛，让学生发挥自己的聪明才智，将学过的东西融入自身的创造力，将创新性的设计展示给大家。在这个过程中，学生不仅能够感受到自身的价值，同时能够感染周围的学生，最终形成一种积极的学习氛围，进而促使整个学校学习水平的提高。
在教学中了正确把握“机”“电”之间的关系 在数字化时代的背景下，学生要想学好机电一体化专业，不仅需要完善有关电的知识，同时还需要学习计算机、电接口和自动化等技术，还应该正确把握“机”“电”之间的关系。在学习的过程中，应该遵循“以机为主、以电为用、机电结合”的基本原则，对原有的课程内容进行提取和加工，并根据实践需要来建立综合性实验室。在设置机电一体化课程时，应该保证学科的综合性，将机械技术、仿真技术、计算机技术、光电技术和控制技术结合在一起，在此基础上来优化和调整专业知识教学体系。机械电子工程专业重点研究的是工程设计，需要将控制、计算机和微电子等融合在机械制造中。机械电子工程专业中主要体现的是机、电、光的结合，并且需要研究和设计机械控制、状态检测和测量等内容。
改变现有教学观念及制度 要想实现机电一体化教育的发展，就应该将学生作为教学的中心，以市场为导向来开展教学活动。学校需要任用具有一定学识和资历的教师担任机电一体化专业的授课教师，并且可以通过福利待遇的方式激发教师的教学积极性。
对于教师来说，应该将教书育人作为自身教学的基本准则，同时应该根据时代的发展变化来革新自身的知识结构。在时代发展的洪流之下，教师只有抓住这一机会，与学生共同努力，才能够使学生的素质有所提高，同时也能够促进机电一体化教育的发展。
4 总结
综上所述，要想使机电一体化教育取得新的突破，除了要了解机电一体化构成和应用范围，还应该做好机电一体化的教育工作，通过这种形式来促进机电一体化技术的扩展。在机电一体化教育不断发展的同时，除了科技水平的提升，各所学校所培养的机电一体化人才也将会为该技术的发展提供更多动力。
参考文献
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[4]王萌.浅谈机电一体化教育[J].中国科教创新导刊，2008(6)：183.
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