【导语】下面就是小编给大家带来的机电一体化特点及发展研究论文（共16篇），希望大家喜欢，可以帮助到有需要的朋友!
篇1：机电一体化特点及发展研究论文
摘要：随着科学技术的发展，机电一体化已成为机电行业一个主流的发展趋势。
本文基于机电一体化概念和特点的分析，探讨机电一体化的发展现状和未来发展趋势。
关键词：智能 进程核心技术 发展 绿色 机电一体化 发展趋势
1 机电一体化概述
机电一体化就是将微电子技术引入机械的主功能、动力功能、控制功能、信息功能的研究，并且将机械设备和电子设备通过软件有机结合而构成的系统的总称。
机电一体化的目的是在科学专业化和深度专业之间达到平衡和两者的集合，让系统工程以及解决问题方法出现突破。
“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。
首先，机电一体化技术并非机械技术、微电子技术以及其它新技术机械的组合或拼凑，而是基于一定的技术研究，将机械、微电子元素有机整合而成的一种综合技术。
它的发展进程有别于机械加电气所形成的机械电气化的发展过程。
某些机械部件的原有功能可以通过机电一体化中的微电子装置代替，这种装置的应用在一定程度上丰富了机电系统功能，而且机电一体化产品的智能特征改善了机械性能。
智能化是机电一体化与机械电气化的本质区别。
2 机电一体化的特点
2.1 具有综合性 从某种意义上讲，机电一体化技术可谓是一种跨学科的边缘科学，它将微电子、计算机等多门技术整合于机械主体构造中，使之形成一套一体化的系统。
这套机电一体化系统综合了多门学科的技术优势，这些技术协调运作，彼此取长补短，使整个机电系统的性能得到最大发挥。
可以说，机电一体化技术是具有综合性的高水平技术。
2.2 广而强的应用性 机电一体化的目的是基于机械的主体构造通过机电产品的开发，完善机电功能，实现过程控制。
机电一体化是当前机械系统的一个主流发展趋势，它与机械系统能够有机融合，打破了行业的限制。
智能化是机电一体化的主要特点，计算机技术的引入为智能化开辟了广阔的发展空间。
2.3 多层次的系统化 从本质上讲，机电一体化就是将计算机技术、智能技术等多项技术整合于主体机械，不断优化机械的主体功能，使其形成一套完整的系统。
机电一体化注重各种技术(尤其是微电子技术与精密机械技术)的集成，强调主体结构的层次化和系统化。
无论从单参数、单击控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到流畅、自动化的生产线，直至完成整个机电系统的设计，各个层次的开发和应用都会涉及智能化的机电一体化技术。
2.4 整体的最优化 基于系统工程的设计理念，将智能技术、计算机技术等多项技术有机整合，形成整体优势，以提高机电系统的主体性能，提高运行效率和附加值，同时达到节能降耗的目的，保护生态环境。
比如，应用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高端机电一体化系统后，企业就要及时更新观念，将机电一体化概念引入生产系统，不断优化生产流程，以压缩生产周期，满足不断增长的社会需求。
2.5 使用简易化 从产品开发来看，机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化系统和产品得以实现。
作为开发者，除了要具备扎实的理论基础，对于技术架构也要有丰富的积淀，要有创新精神。
从用户角度来讲，无需深入学习机电一体化系统的技术原理，只要掌握机电系统的操作规程，能够确保系统操作正确、合规，在人机磨合的过程中形成协作关系即可。
2.6 提高了安全性 机电一体化系统的智能技术使系统具备自我保护功能，可以有效规避运行中的故障或风险，确保系统稳定、安全地运行。
一些高端机电一体化系统已实现了全自动操作，而且被广泛应用在海底、高空等恶劣的作业环境中。
2.7 具有高可靠性、高稳定性和长寿命 机电一体化系统发生机械磨损的程度非常小，因而故障少，运行时稳定可靠，系统的服务年限比普通机电系统长。
而且某些自诊断、自修复的机电一体化系统甚至可以实现“零故障”。
2.8 具有柔性 柔性是机电一体化系统的特点。
根据需要的变化，用机电一体化技术无需改装系统就可以及时地对系统的结构和生产过程作必要的处理，从系统的观点出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智能、调整、修改，因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。
3 机电一体化的发展状况及现状分析
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：①20世纪60年代以前，利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能的初级发展阶段;②20世纪70～80年代以大规模、超大规模集成电路和微型计算机为代表的蓬勃发展阶段;③20世纪90年代后期，机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。
现阶段，光学、通信技术等领域正循着机电一体化的发展步伐大踏步迈进，微细加工技术开始在机电行业初露锋芒，光学、通信技术的融入使机电一体化由最初单一的模式逐步衍生出光机电一体化、微机电一体化等多个分支。
另一方面，我国现阶段在光纤、人工智能和神经网络等技术领域发展较快，这对机电一体化技术的发展有一定的促进作用。
在未来的技术研究领域，机电一体化将有望形成完整的基础科学体系。
4 机电一体化技术未来的发展
4.1 智能化 智能化是当前机电一体化技术领域的一个未来发展趋势。
智能化是运用控制理论，将计算机科学、混沌动力学、模糊数学、人工智能、心理学、生理学以及运筹学等多个学科有机整合，智能模拟人类的逻辑思维、判断推理和自主决策等能力，以便得到更高的控制目标。
按照目前人工智能技术的研究状况，未来时间将有可能发展高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，这是人工智能技术研究的一个必然的发展趋势。
4.2 模块化 模块化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、环境接口的机电一体化产品单元，需要针对各个研究项目制定不同的标准，各部件、单元或借口才能很好的完成配型。
但是由于该技术领域存在利益纷争，当前国内外尚未形成一套统一的标准。
但是模块化的`生产理念已逐渐被机电生产领域认可，在未来的机电一体化研究领域，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
4.3 网络化 网络技术在上世纪九十年代风靡全球，带动了科技研究、工业生产、政治、军事、教育等众多领域的技术研究或经济模式的革新。
机电一体化产品的市场前景是广阔的，产品一经研发，配以网络技术辅助推广，必将在短时间内成为业界瞩目的焦点。
基于网络技术的远程控制终端设备就属于机电一体化产品其中的一类。
另外，现场总线和局域网技术在机电领域的应用，恰恰是机电一体化产品网络化发展趋势的最好印证。
4.4 微型化 微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。
微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，但其技术应用尚存在微机械技术这一发展瓶颈，在未来的发展进程中还有待进一步研究。
4.5 绿色化 绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，资源利用率大幅提高，有利于节约生产成本，而且健康环保，对生态环境的影响程度较小。
无论是生产成本角度来考虑，还是从生态保护的角度来分析，机电一体化产品绿色化已是机电研究领域的必然趋势，具有广阔的开发前景。
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，报废后能回收利用。
4.6 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，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。
另外，通信功能除了rs232外，还有rs485、dcs人格化。
5 结语
机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科学技术的进步。
系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。
微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了物质基础。
现代产品的机电一体化进入到实用阶段。
机械工程及自动化专业人员掌握机电一体化技术与应用中的理论和方法对今后的工作是非常有用的。
参考文献：
[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京：科学出版社，.
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[3]赵建民.国内外机电一体化发展概况[J].机电一体化，(05).
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[5]张建民，唐水源，冯淑华.机电一体化系统设计[M].北京：高等教育出版社，.
篇2：机电一体化运行机制研究论文
机电一体化运行机制研究论文
摘要：研究高职机电一体化专业怎样从我国当前的实训、实习基地运行的实际情况出发探索一条以现代学徒制培养模式的创新型实训、实习基地的运行模式。与企业合作，重新审定实训实践教学内容，按企业需求制定教学计划，制定实训实习基地运行方案和规范操作流程；和企业沟通交流，商讨订单班培养协议以期实现校企合作。教学能够按照企业的需求来开展，学生能够接触真实的工作环境，基本能够胜任企业分配的工作，并且缩短了培养周期。有必要对当前粗放的实训基地管理模式进行改革，学徒制的培养模式适合我国的国情需要；当然，国家也应出台相应的制度和政策来协调在实践过程中显现的矛盾。
关键词：实训实习基地；现代学徒制；运行机制
一背景
机电一体化是以集成电路和微型计算机为代表的，结合机械和电子技术，综合了机械技术、自动控制技术、信息技术、传感器技术、电力电子技术、信号系统以及软件编程等技术的一个新兴专业。机电一体化技术是当今和未来工业自动化生产的必然趋势，也是我国工业发展的必经之路[1]。为了我国经济发展和改革的需求，需要培养大量的高技术机电人才。而作为大有可为的高职教育践行者，如何去探索一种高效的实践教育培养模式，成为了高职教育工作者反复思考的难题。当前，衡量高职院校办学条件的重要依据之一就是要求学校建设功能强大、设施齐全、具有真实企业化育人环境且能服务于人才培养全过程的生产性实训基地。生产性实训即“实训与生产合一”，是指学校提供场地，企业提供技术、设备和兼课教师，企业和学校合作教学共同组织实训教学的模式[2]。生产性实训基地是生产功能与实训功能的结合，以生产应用为目的开展实训。目前，我国经济正处于转型的关键阶段，中国不再仅仅是依靠人口红利来缔造市场的国家，我们的经济需要创新、联动，需要合作共赢。教育应该为国家经济的发展提供大量高水平、高素质的人才。结合国家及高等职业教育改革的需要，可以在高职教育实践教学环节试行现代学徒制[3]。
二生产性实训基地运行机制建设
高职院校要建设产学结合的校企合作制度[4]，要革新生产性实践教学的组织开展模式，将基础实验、生产实训和到企业定岗实习结合起来，构建学校教育和企业实习的实践、实习教育体系，这对于学生在学校的学习和到企业实习工作具有重要的现实意义。实训基地的运行机制建设包括：
（一）首先应该建立管理机构，制定管理规定细则文件，设立良好的沟通环节，为了保证实训基地能够高效的运作，最大的发挥作用。成立由学校、企业和其他相关方的工作小组或者是管理委员会，制定管理的细则以及负责基地的领导和决策权，签订校企合作的协议，明确双方的责任和权利，建立有效的约束机制。为了处理实训基地运作过程中难免出现的一些问题和意见分歧，要建立及时有效的沟通机制。比如定期走访实习，企业派人到学校开展讲座，开展交流协商会议。建立系部负责人和企业负责人之间的联系会议制度，以及专业教师和企业兼课教员之间的日常沟通制度。
（二）要不断改进教学模式，逐渐推进“教学做”一体化教学，教师要按照企业真实的生产环境去重新选取教学内容，可以和企业兼课教员商讨实训的开展。不能让学生单纯地上理论课，要结合生产实训重新消化教材，将书本内容和生产实践结合提炼实训内容。要让学生主动参与生产实践教学过程，实训和生产是一个延续，一个整体，要能让学生不断积累经验，提高自身的适应能力，才能使学生与以后从事的工作无缝对接。
（三）建设“双师型”的专兼任教师队伍，注重年轻教师的培养，青年教师富有激情，可塑性强，要鼓励教师到企业挂职锻炼，制定计划开展“双师型”教师的培养。制定激励机制和措施。定期派遣教师到企业进修与培训，到企业由企业来对教师的培训进行考核和评价，对表现优异者给予奖励，对消极应对者予以适当惩罚。此外，应持续补充教师队伍，优化教师队伍，提高团队的整体素质。
三生产性实训基地的探索与实践
高等职业院校的机电一体化专业在建设生产性实训基地中要有效依托校企合作，要把教学过程和企业生产实际结合在一起，要着重培养学生的专业技能和职业素养。根据现阶段一些拥有机电一体化专业的高职院校在与企业实施“校企合作”人才培养模式的成功经验以及我校机电工程系在“校企合作”模式中的成功经验可以探讨一下建设的内容有：
（一）管理机构和制度的建设。建立机电工程系和企业负责人共同负责的管理机构，双方签订合作协议，明确双方的责任、权利和义务，以此作为双方能长期有效合作的法律基础，为了应对合作中可能出现的问题，双方要严格履行各自的责任和义务，并且定时开展联席会议及时调整解决中间出现的问题才能保证实训基地的顺利开展，才能推进教学效果的不断改进。
（二）改革人才培养方案，校企双方定期开展沟通会议，对教学过程的实施以及其中出现的问题进行评价和分析，商讨教学内容的选取和教学环节的设定，不断改进教学设计，开发新的教学项目。学校可以提出需求，主动调用企业资源帮助教学的实施[5]。改革班级人数，实施小班教学，分阶段实训和分组实训，保证教学效果。同时，专业教师要结合生产过程要进行教学改革，不断完善教材建设，整理企业的技术和生产资料，按照企业生产规范和流程，编写实训教材和改革教学内容，可以作为学生的教材以及企业员工的培训教材。
（三）突破传统合作模式，让校园教育与企业文化相互交融，相互学习。专任教师定期到企业走访实习，了解实习生、毕业生的就业工作情况以及企业的最新发展动向。企业教员抽出时间到学校开展讲座和宣传企业的发展情况和取得的效益和成果，使双方更加理解合作办学的目的，只有加强了彼此之间的沟通才更有利于合作的进行[6]。
四机电一体化专业订单班的建设
摘 要：成立专业学徒制工作小组，由学校和企业的领导总体负责，组织学校专任教师和企业教员成立学徒制工作小组，保障合作项目的实施[7]。校企共同制定培养方案。创新现代学徒制课程体系，确定适应需求的人才培养规格、制定
关键词：机电一体化论文范文
成立专业学徒制工作小组，由学校和企业的领导总体负责，组织学校专任教师和企业教员成立学徒制工作小组，保障合作项目的实施[7]。校企共同制定培养方案。创新现代学徒制课程体系，确定适应需求的人才培养规格、制定相应课程标准、学徒验收标准、学徒管理办法等，以学生的实习工作表现和企业教员的意见作为评价学生的标准。(二)订单班的实施首先让学员清楚“学校学生、企业学徒”的双重身份，在实习过程中要把学校所学理论知识和实际工作过程有机结合。实施“2+1”的人才培养模式，学生有2年的时间在学校进行理论知识学习和实践操作培训，1年的时间完全到企业实习工作。资源共享。包括技术力量、实训设备、实训场地等，特别是高素质的技能师傅和高水平的专业教师的互补。学生和教学过程管理。企业要共同全程参与订单班的教学和培养，在校期间要指派技术专家来学校讲座并派技术人员兼职授课，到企业实习期间要指派技术骨干担任实习学生的师傅。④企业技能考核和学校考试并重，实行企业考核学校考试双学分制，确保学徒满足企业和校方的双重要求[8]。
五结语
根据我院机电一体化实训基地运行的情况表明，校内生产性实训基地的实施使学生有更多动手操作的机会，锻炼了学生的动手能力，提高了学生的学习兴趣，不仅加深了他们对理论知识的'探求，而且在提高实践能力的同时也提高了他们的职业素养。同时，订单班的实行，学生有很长的时间进入企业实习，近距离接触实际生产和体验职业人生。订单班培养模式使更多的学生找到合适的工作单位并且能提前适应相应的岗位，从而有效地提高了学生的对口就业率，学生到企业的适应期也缩短了。生产性实训基地以及现代学徒制的培养模式，是现阶段创新型的人才培养模式，在实施过程中效果立竿见影，但是也存在着一些问题[9]。校企合作，必然受学校场地、企业设备规模和生产产品结构的设备限制，不能完全实现企业生产和学校教育的对接，无法全面覆盖教学内容；企业的生产和学校的教学安排存在一定的冲突。在现代学徒制试行过程中，也遇到了诸如：与企业利益的矛盾，与现行学制的矛盾，经费问题，生源问题，社会认可度等的问题。当然，以上问题单靠学校或者企业是无法解决的，我们还要仔细研究，抓住主要矛盾，克服困难，只要对人才培养有实质的效果，我们就要不断推进，同时希望国家能重视出台相应的法律，给予相应的制度保障，这样才能有效保证这种先进人才培养模式的实施。
参考文献
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[12]殷勇，郑广成.中高职计算机类现代职业教育课程体系的建设研究[J].软件，2014，35(10)：63-66.
篇3：机电一体化在汽车领域发展研究论文
摘要：汽车的发展与完善是人们智慧与勤劳的结晶，随着汽车工业的不断发展，机电一体化技术的日益成熟，电子技术广泛用于汽车发动机，传动，悬架，制动，仪表等各个系统。
实现了汽车动力性，燃油经济性，安全性，操纵舒适性以及尾气的排放污染减少，机电一体化使汽车的总体结构，工作原理，以及使用维修等方面发生了翻天覆地的变化。
关键词：ECU 燃油经济性 变速器 汽车局域网
电子技术在汽车上第一次应用是本世纪30年代早期安装在轿车内的真空电子管收音机，到1946年世界上第一台计算机的发明1948年晶体管的发明以及1958年第一块集成电路的诞生为机电一体化技术在汽车上的应用 拉开了序幕。
随着像微电脑等高科技电子产品的不断更新，极大地促进了汽车电子控制技术的发展，这些电子产品的可靠性不断提高，制造成本不断降低，用于汽车的电子产品尺寸不断减少，人们深深感受到现代电子技术广泛应用于汽车控制上所带来的显著地经济效益和社会效益，现代汽车电子技术在改善汽车动力性，经济性，安全性和舒适性等方面发挥着不可替代的作用。
一、自动变速器电子控制技术
汽车自动变速器能自动改变传动比，调节或变换发动机动力输出性能，大大提高发动机与传动系统的使用寿命。
自动变速器能较好地适应外界负载与道路条件的需要。
降低了驾驶员的劳动强度，提高行车的安全性，并且，自动变速器的应用可使发动机经常处于低有害气体排放的区域内运转，从而降低了废气污染，搭载自动变速器的汽车换挡动作准确，及时，工作稳定可靠，乘坐起来极其舒适。
自动变速器在汽车的应用起源于1939年美国通用汽车公司，它被首次应用于轿车上，随着电子技术以及微处理机广泛应用于变速技术，自动变速技术有了突飞猛进的发展。
目前，常用的电子控制变速器有：
1、电控无级变速器(CVT)。
从结构和原理上来讲与传统的手动变速器以及自动变速器都有很大的不同，它的速比变化是无极的，可以实现发动机与变速器的最佳匹配，使发动机长时间工作在最佳工况下，因此，可以有效提高汽车的动力性，经济性和排放功能。
CVT在汽车变速器的发展史上具有变革意义，近来，CVT不仅在中国，在世界上都得到快速发展。
2、双离合器自动变速器是一种最新型的电控机械式自动变速器，它不仅拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性，而且还能提供无间断的动力输出，一般的电子控制机械式自动变速器(AMT)在换挡时要切断动力，再次启动必然引起传动系统冲击，造成动力损失，影响车辆的乘坐舒适性和动力性。
DSG的出现从根本上解决了这一问题，DSG的换挡极为迅速，不产生动力间断，也没有顿挫感，明显提高引擎动力，传输效率和降低油耗，排放等优点。
二、底盘电子控制技术
1、驱动防滑控制系统(ASR)。
ASR是在汽车防抱死系统ABS的基础上发展起来的，它的基本功能是防止汽车驱动轮在加速时出现打滑，尤其是在下雨下雪，冰雹结冰等摩擦力较小的路面上，ASR通过控制制动轮制动力矩或控制发动机与传动系的牵引力，驱动时将车轮滑移率控制在一定范围内，以获得最大驱动力和良好的转向性能，保持汽车的行驶稳定。
2、电子控制悬架系统。
电子控制悬架系统经过传感器的检测信号通过计算机处理能自动控制车辆悬架的刚度，阻尼系数以及车身高度，根据汽车载质量，车速和路面情况的变化而改变悬架特性。
突破传统被动悬架的局限性，使其与道路状况和行驶状态相适应，保证了汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性，适应了现代汽车对乘坐舒适性，行车安全性更高的要求。
3、电子稳定程序(ESC)。
ESC作为ABS/ASR功能上的延伸，不仅成功地解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题，也出色解决了汽车转向行驶时的方向稳定性问题。
汽车转向行驶时，ESC能够提高地面侧向附着能力，从而避免最高80%侧滑事故的发生。
4、巡航控制系统(CCS)。
CCS又称为车速控制系统或恒速控制系统，它利用先进的电子技术，使汽车在行驶中根据行驶阻力的变化自动调节节气门的开度，从而对速度进行自动调节。
CCS工作时，驾驶员无需操作油门踏板就能保证汽车以设定的车速匀速行驶，既能减轻驾驶操作疲劳程度，又提高了汽车的乘坐舒适性，也能改善汽车的燃油经济性和发动机的排放性能。
三、车载电子信息系统
它采用车载专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务形成的车载综合信息系统，能够实现包括三维导航实时路况，IPTV，辅助驾驶，故障检测，车辆信息，车身控制，移动办公，元件通信，基于在线的娱乐功能及TSP服务等一系列应用，极大的提升了车辆电子化，网络化以及智能化水平。
1、CAN总线在现代轿车的设计中已成为汽车网络的标准装备，奔驰宝马大众等汽车公司以及美国通用福特汽车公司都采用了CAN作为控制器联网的手段。
CAN具有多主节点，开放式结构，错误检测及自恢复能力，实现无线传输等优点。
2、全球定位系统以及车辆导航系统。
GPS为具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
它使用24颗卫星高度为0km的导航卫星组成，卫星星座分布在六条近圆轨道上，它可以在全球范围内，实现全天候实时为用户提供静态或动态目标的精确位置，速度和高度等信息。
车辆导航系统用来实时动态地显示车辆在路网中的位置，并优化车辆到达目的地的最佳路线，降低所需时间，改善了车辆行驶的安全性及效率，提高了道路通行能力，有利于缓解车流量，解决交通堵塞，能源节约等问题。
3、电子收费系统(ETC)。
ETC作为智能交通系统的一个重要组成部分，实现了车辆经过收费站无需停车交费，当车辆通过收费站，由计算机等设备自动完成对车辆通行费的征收工作，从根本上克服由于收费造成的交通延误以及交通堵塞，减少了停车次数，提高了燃油经济性，有利于环境保护。
四、机电一体化在汽车上应用的前景
采用电子技术对汽车进行更为精确的控制，测量和通信是不断提高汽车燃油经济性，环保性，安全性和舒适性的最重要手段。
随着人们快节奏生活的提高以及对汽车各项性能的更高要求，汽车电子技术在汽车上的应用也将越来越多，我相信随着科学技术的飞速发展和不断完善，机电一体化技术的日益成熟，未来汽车将以更高的速度换代更新，未来汽车将以实现无声，无污染，高燃油效率以及全自动驾驶等目标发展，随着神经网络计算机的研制进程，可模拟人类神经系统的汽车自动驾驶系统使它掌握驾驶员的驾车风格，进行全自动驾驶将成为一种现实。
一切问题只是时间问题，机电一体化系统将使汽车驾驶的更智能化，更安全化，达到一个个科技的高峰。
参考文献：
[1]曹红兵 现代汽车电子控制技术[M] 机械工业出版社2012.
[2]付百学 汽车电子控制技术[M] 机械工业出版社，2012.
[3]史立伟，曲金玉，张学义 汽车电子技术[M]国防工业出版社，2012.
[4]张育华，徐士鸣 汽车电子控制技术与故障诊断[M]大连理工大学出版社，1995.
篇4：机电一体化在汽车领域发展研究论文
【摘 要】机电一体化在我国汽车领域中得到了迅猛的发展，促进了机电一体化技术和汽车发展企业的有机结合。
笔者从分析了机电一体化技术的相关特征，并研究了机电一体化在我国汽车领域中的实际发展情况，探讨了机电一体化技术在我国汽车行业中的应用问题，为加大机电一体化技术在汽车产业中的应用力度提供科学依据。
【关键词】机电一体化技术;汽车行业;应用情况
篇5：机电一体化的特点及发展方向论文
【摘 要】现代的科学技术正以迅猛之势进行发展，极大的推动了不同领域之间的交叉渗透与融合，机电一体化就是不同领域之间交融的产物。
机电一体化产品是在原有的机械产品的基础上，融合了微电子技术与计算机的技术所生产出的新产品。
机电一体化的产品应用在工业上，大大提高了工作效率以及工作的质量，已经在工业中得到了普遍的使用。
篇6：机电一体化的特点及发展方向论文
所谓的机电一体化就是机械、电子、控制、光学、信息、计算机等多种学科融合的新技术。
机电一体化技术在现在的工业上应用的也越来越广泛，机电一体化最早出现于1971年一家日本的杂志上，随着机电一体化的迅猛发展，如今人们对机电一体化已经有了普遍的认知，机电一体化技术给机器赋予了人性化与智能化，使得机器不在那么的死板。
本文综合现今我国的技术对机电一体化的现状与发展方向进行分析。
一、关于机电一体化的特点
(一)效率得到提高。
机电一体化的产品大都具有信息自动处理的功能和自动控制的功能。
新产品的检测和控制的灵敏度、范围以及精度都有了很大的提高。
机电一体化的产品通过自动控制的系统对机械进行控制，使机械规范的进行工作，可以精确的完成来自控系统设定的动作，从而得到最佳的操作，使其不受操作者的主观因素的影响。
不但可以提高生产的效率，也大大的提高了产品的质量。
(二)使用性能得到提高。
机电一体化的设备基本上都是采用了程序控制和数字显示的方式，操作台上的操作按钮以及操作手柄都已经在逐渐的减少，这样做可以使操作人员进行操作的时候简单、方便。
机电一体化的产品是以程序为根本，电子控制系统根据已设定好的程序进行指挥实现操作，系统支持重复操作。
(三)功能得到提高。
机电一体化的设备具有复合功能并且得到了广泛的应用，适用面也比较广泛。
原有的机械只具有单一的功能、单一的技术，机电一体化的设备技术不再是单纯的只是单一技术，单一功能了，具有了复合的技术与功能，使得产品的自动化和功能水平上都有了很大的提高。
(四)维护得到提高。
机电一体化产品维护和调整都变的方便了很多，产品在进行安装和调试的时候，是可以通过改变程序的控制来达到改变工作方式的目的。
因此，更加的适应不同对象的需要以及现场的参数发生变化时的需求。
机电一体化的的产品具有自动监视的功能和自动化检验的功能，可以在工作的过程中针对所出现的问题自动采取措施，使其恢复正常的工作状态。
二、机电一体化产品的结构
(一)机电一体化产品的机械系统。
机械系统主要包括机身、机械传动、框架以及连接等部分。
机械系统部分是实现产品功能最基础的部分，因此对于机械的结构要求也就更高了，需要在材料、结构、几何尺寸以及工艺加工等方面来实现产品的多功能、高效率、节能、可靠以及小型轻量等要求。
(二)机电一体化产品的动力系统。
机电一体化产品的动力功能和能量都是由动力系统来完成的。
动力的系统主要包括电、气、液等一类的动力源，一般的都是以电力为主的，比如电源、驱动电路、电动机等。
(三)机电一体化产品的传感与检测的系统。
机电一体化产品在运行中所需要的自身和外在环境的各种各样的参数进行转换，使其成为能够测定的物理量，这个过程都是由传感器完成的。
而检测的系统就是对这些物理量进行精确的测定，从而为机电一体化产品提供运行控制所需要的各个种类的信息。
(四)机电一体化产品的控制系统以及信息处理。
为了满足机电一体化产品的功能和要求，信息处理以及控制系统接收到了检测和传感系统发送的信息，然后对这些信息进行一些处理、运算和一些决策，对正在运行按照要求进行控制，达到控制的功能。
在产品中，信息处理以及控制系统只要是用计算机的软件、计算机的硬件以及各种接口组成的。
(五)机电一体化产品的执行机构。
机电一体化产品的执行机构想要完成要求的动作，控制信息占据这重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成产品的主功能。
机电一体化产品的.执行机构基本都是运动部件，经常性的采用电液、机械、气动等机构。
三、机电一体化未来的发展方向
(一)机电一体化的智能化。
机电一体化技术中一个重要的发展方向就是智能化。
智能系统广泛应用得到了机电一体化的研究建设的重视，最重要的应用体现在数控机床与机器人的智能化，以控制理论为基础，融合了人工智能、计算机科学、运筹学、心理学、模糊学、混沌动力学等新的思想与方法，对人类智能进行模拟，致使新一代的产品具有了推理、自主决定、逻辑思维等各种能力，得已达到更高的控制目标，更好的为工业加强效率。
(二)机电一体化的模块化。
由于现在生产机电一体化产品的厂家与种类比较多，所以十分有必要研制和开发有着标准的机械接口、电力接口、电气接口、环境接口模块。
同时还需要制定各项标准，这样可以方便各个部件，单元的匹配和接口。
模块化将会为机电一体化企业铺垫一条畅通的大道。
(三)机电一体化的网络化。
网络技术在20世纪90年代是计算机等最为突出的成就。
机电一体化的新产品一旦问世，只要是拥有独特的功能，并且可靠性比较高，质量能够保证，相信很快就会风靡全球。
现在的网络以及得到了普及，以网络为基础的各种远程操控和监控技术正在兴盛的时期，而远程的终端本身就是一种机电一体化的产品，因此机电一体化肯定也会向着网络的方向发展。
(四)机电一体化的微型化。
微型化兴起于20世纪80年代末，是指机电一体化向微型化的方面发展，国外称之为微电子，它的特点是体积小，耗能少，运动灵活。
四、小结
经过本文的分析，可以看出，机电一体化并不是一个孤立的个体，是一个由很多科学与领域交叉融合后的产物，随着时代的发展以及生产力的需求，机电一体化的发展是必然的，因此机电一体化的技术将会有着广阔的发展前景。
参考文献：
[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京：电子工业出版社..
篇7：机电一体化论文
探讨机电一体化在市政施工中的应用
摘要：基于当前机电一体化的应用情况，文章探讨了机电一体化技术在市政施工中的应用效果。具体包括：提高了施工的智能化、形成了作业模块化以及实现了节能减排的绿色发展。
关键词：机电一体化;市政工程;机电产品
引言
就目前来说，科学技术的发展速度已经能够满足不同学科的交义运用。机电一体化技术的发展就充分体现了这一发展状态，尤其是在市政施工中的应用过程中。由于市政施工具有施工环境复杂以及建设项目多的特点，使得机电一体化的多元化作用得到了充分的发挥。文章对机电一体化技术未来发展方向进行了阐述，分析过程指出，机电一体化技术应朝着微型化、智能化、模块化、数字化、网络化以及人性化的开发方向发展。
1、机电一体化技术概述
就目前来说，机电一体化的运用范围十分广泛。其又被称为机械电子学，主要是以微电子技术、信息技术的形式服务于机械工程领域。主要应用的机械工程领域是系统的自动化和智能化两方面，这就意味着其是基于计算机技术、自动化技术以及传感器技术结合而成的综合性技术。在市政工程的施工中，机械一体化的运行好坏直接决定了实际的施工质量。从传统的方面讲，过去的市政工程机械运行都是纯机械式的，这就意味着其运行比较笨重，操作也不够便捷。随着社会的进步，科技的发展，当将机电一体化技术应用到市政工程的建设过程中后。市政工程建设的机械化发展方向也朝着智能化、远程控制化以及节奏紧凑化的方向迈进。这种发展状态，不仅保证了工程的建设质量，还在一定程度上减少了机电一体化操作人员的劳动量。由此可以看出，机电一体化技术在市政工程建设过程中的应用，极大的推动了施工建设的效率[1]。此外，随着机电一体化技术的不断更新换代，其燃油的消耗情况也得到了有效控制。
2、机电一体化技术在市政施工中的应用
2.1、提高施工智能化
智能化控制是市政施工进行机电一体化的发展目标。具体应用过程即利用电子信息技术和机械控制技术，实现机械运行的智能化的管理。施工智能化是指，工程施工过程针对不同的情况下，可能出现的问题进行预先设计。当工程施工对系统当前的运行情况进行评估，并研究出简单的运行模式变化规律，这就实现了机电一体化技术提高工程施工智能化的基本需求。然而，现阶段，机电一体化技术应用了模糊数学、模拟智能、计算机技术以及传感技术等，这些技术使得工程施工应用机电一体化的发展方向朝着智能化迈进。
2.2、形成作业模块化
市政工程施工机电一体化技术的应用，其发展的前景是广阔的，具体包括：控制和操作模式的简化。换句话说就是智能模块化控制的实现。这种模块化的操作和实施就是利用某些固定的程序化模块与特定机械设备组合相配合，以此进行特定工况下的作业，如： 铺设沥青的工序采用联合沥青摊铺设备，在模块化控制的情况下，可根据不同的工程需求对摊铺设备进行模式设定，即在某个工段采用固定的速度、作业形式等。这样在该路段就可进行无干扰的作业，同时在自动检测系统的辅助下，可以将施工过程完全交给机械来完成[2]。
2.3、实现节能减排
机电一体化技术可以降低工程施工机械的能源消耗，而且在未来的机电一体化技术发展中将会得到进一步的提高。此外，将工程施工的机械运行实现高度智能化，可以为将机械的运行带来多功能化发展。这样一来，就可以利用较少数量的智能化施工机械完成大量的工程量，这无疑是对资源的最大节约。与此同时，高效的工程施工作业也在很大程度上减少了对生态环境的破坏。具体体现在减少机械设备的存放场地以及减少施工人员生活对周围环境的影响。
3、机电一体化在未来的发展方向
由于机电一体化技术的独特性，使其应用于工程施工时有着发展的综合性。机电一体化作为综合性发展的科学技术，它还能够以不同发展的.方向向前发展。具体来说，当机电一体化技术向着微型化、智能化以及模块化方向发展时，就会使得被应用的工程项目呈现集成化建设。这是使工程项目的建设成果实现整体的模块化，这一平台的建成可以将机电一体化技术发挥出多项功能。在机电一体化技术的具体应用过程中，需要制造专用工具从而服务于工程项目的具体建设。而实现了模块化的机电一体化技术，在应用于具体建设时就可以通过更换不同的模块来进行操作。这样一来，就可以在很大程度上扩大机电一体化产品的应用范围。
此外，随着信息时代的到来，人们对于快捷化、人性化服务的需求越来越高。这就要求机电一体化技术的发展，还应朝着网络化、数字化以及人性化的方向发展迈进。机电一体化技术的数字化可以实现对机电产品的远程控制，这就意味着其机电产品的运行是以人的意志为转移的，从而在一定程度上使应用的工程项目更具人性化建设[3]。对于机电一体化的网络化发展，其可以实现了多个机电产品的联合工作。这就可以使机电产品能够完成一系列的复杂任务，在一定程度上降低了工作人员的劳动强度和设备的运行风险。
机电一体化技术朝着上述几个方向发展，是未来对其进行科学技术研究的主要内容。因为这些方向可以使其应用的范围和使用的领域更加多元化。尤其是机电产品一机多用的功能，在很大程度上减少了设备的重复使用。而且，还使能源得到了更有效的利用，所以，这是实现机电一体化产品绿色发展的重要发展方向。
4、结束语
总而言之，机电一体化技术在各个领域的应用，都在一定程度上推进了其行业的发展速度。尤其是对于市政工程的施工过程来说，由于其建设的重要性，机电产品的应用则为其带来了快速发展的契机。所以，我们务必要顺应时代科学技述的发展潮流，提高对机电一体化技术的认识。并将其投入到现代化的建设当中，使其发挥出综合性的作用。
参考文献：
[1]鲁鑫康.工程机械中机电一体化技术的应用[J].电子制作，(09)：108-109.
[2]孟庆春.机电一体化技术的应用与发展[J].科技情报开发与经济，(01)：115-116.
篇8：机电一体化论文
基于ANSYS的发动机曲轴的优化设计
摘要：本文通过有限元分析软件ANSYS对发动机曲轴进行三维有限元分析，
了解曲轴的变形和应力状况，校核该曲轴在交变载荷下的疲劳强度，为曲轴改进设计中的结构分析提供理论依据;
较准确地得到交变载荷作用下发动机曲轴的应力、变形的大小及分布，校核其疲劳强度，对于指导曲轴的优化、改进设计具有重要意义。
关键词：曲轴;ANSYS;优化设计
Optimization design of engine crankshaft based on ANSYS
Chen yun-xin
(School of Electromechanical &Architectural Engineering，Jianghan University，Wuhan，430056，China)
Abstract：In this paper, three-dimensional finite element analysis was carried out on the engine crankshaft by means of the finite element analysis software ANSYS, understanding the stresses and deformation of the crankshaft, fatigue strength under cyclic loading of the crankshaft the crankshaft checking, improved analysis provides a theoretical basis for the structure design; accurately get the size and distribution of stress, deformation under the action of alternating load check the engine crankshaft, fatigue strength, has an important significance for improving design optimization, guidance of crankshaft.
Keywords：crankshaft ; ANSYS; Optimization design
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：
0 引言：曲轴是内燃机中最典型，最重要的零件之一，其功能是将活塞连杆组传递来的气体压力转变为转矩，作为动力而输出做功，驱动其它工作机构，并带动内燃机辅助装置工作。
曲轴在工作中承受周期性变化的气体压力，运动质量惯性力和其它力矩的共同作用，承受交变载荷，并受到扭转和纵向振动所产生的附加应力作用，易于造成疲劳破坏。
同时，由于曲轴形状复杂，应力集中严重，且在应力集中处曲轴的应力分布极不均匀，易产生大小和性质不同的疲劳应力。
面临上述问题，在设计阶段必须找出切实可行的手段。
因此如何较准确地得到交变载荷作用下发动机曲轴的应力、变形的大小及分布，校核其疲劳强度，估算其疲劳寿命，对于指导曲轴的优化、改进设计具有重要意义。
采用先进的有限元工具和合理的计算条件对发动机曲轴进行分析，是目前车用发动机生产厂家迫切需要的。
1 有限元法及ANSYS简介：有限元法(Finite Element Method，简称FEM)是一种数值离散化方法，根据变分原理求其数值解。
因此适合于求解结构形状及边界条件比较复杂，材料特性不均匀等力学问题，能解决几乎所有工程领域中各种边值问题。
随着电子计算机的发展，有限元分析方法已经成为疲劳强度分析和寿命预测的主要辅助工具。
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。
2.发动机曲轴连杆机构的组成及受力分析：曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统。
曲柄连杆简图见图1。
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部分。
在做功冲程中，它将燃料燃烧产生的热能活塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械能，对外输出动力;在其它冲程中，则依靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次做功创造条件。
图1 曲柄连杆简图
3.曲轴连杆机构的主要参数
发动机 转速 2500n/min 调速率15% 连杆轴颈直径 58mm 主轴颈直径 64mm
曲柄半径R 45mm 连杆中心距L 168mm 连杆比λ R/L=0.2679
连杆质心到小头中心距L1 108mm 连杆总质量ML 1.25Kg 活塞和活塞环总质量Mjz 0.65Kg 爆发压力 12.0MPa 活塞缸直径D 70mm
轴材料的主要特性常数见表1。
表1 轴材料的主要特性常数
4. 载荷状况的确定
本文研究的发动机为四缸发动机，它的发火顺序为1—2—4—3。
根据实际经验来看，曲轴在受到最大爆发压力时的应力和变形最大。
这样对于四缸发动机，只需考虑 3 缸发火状况下活塞处于压缩行程终了，在上止点位置时的受力状况即可。
曲轴所受到的最大压缩载荷在膨胀冲程上止点
F气体+ F往复+ F旋转 =38940.48N
曲轴所受到的最大拉伸载荷在进气冲程开始的上止点
= F往复+ F旋转 =7217.52N
5. 分析计算
(1)建立曲轴的三维模型见图2
图2 曲轴的三维模型
(2)定义单元属性：本文选择第二类单元，10节点的solid92，此单元由十个点定义每个节点有三个自由度节点x 、y 和z 方向位移。
并且单元有可塑性、蠕动、膨胀、应力刚化、大变形和大张力的能力。
(3)划分网格、定义边界条件、在连杆轴颈上施加载荷、推算出第三缸爆破时各个连杆轴颈的载荷见表2;施加了载荷、约束的曲轴见图3.
表2 第三缸爆破时各个连杆轴颈的载荷
图3 施加载荷、约束的曲轴
(4)分析结果：曲轴的变形形状图见图4;
图4曲轴的变形形状图
曲轴位移分布等值线图见图5;
图5 曲轴位移分布等值线图
应变分析：最大变形位于第三连杆轴颈与曲柄的圆角过渡处，其最大值为0.534mm。
应力分析 ：应力集中部位在曲柄臂与主轴颈，曲柄臂与连杆轴颈的过渡圆角处，这与实际情况相符合，这些地方连接处的过渡圆角，以及轴颈油孔边缘是应力集中最为严重的部位，是曲轴产生疲劳断裂最危险的部位。
强度校核：曲轴静强度安全系数校核 ， 式中 为材料的强度极限，该材料的强度极限为980MPa; 是曲轴危险部分的最大应力，根据曲轴应力分布等值线图，可得到最大应力202 MPa。
所以n =4.85。
通常发动机曲轴安全系数[n] ≧2-3，所以强度安全系数在许用范围内，曲轴的强度满足要求。
曲轴疲劳强度安全系数校核
=85.25MPa， =116.75 MPa。
各个参数如下： =760.2 MPa， ， ， ，
将上述数据代入公式中得到nσ=5.32。
所以该曲轴的疲劳强度满足要求。
6 结论：通过ANSYS分析，应力集中部位在曲柄臂与主轴颈，曲柄臂与连杆轴颈的过渡圆角处，这与实际情况相符合，这些地方连接处的过渡圆角，以及轴颈油孔边缘是应力集中最为严重的部位，是曲轴产生疲劳断裂最危险的部位。
曲轴最大等效应力远低于曲轴材料屈服强度,曲轴疲劳安全系数满足曲轴设计要求。
篇9：机电一体化论文
摘要：随着经济的发展，机电一体化技术也得到了快速发展,而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。
本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究。
关键词：工程机械 机电一体化技术 应用 发展
引言
随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展，极大地促进了学科之间的相互渗透、融合，同时也促进了工程建设领域的革新与创新。
目前，机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术，在各行各业都有不同程度的应用。
尤其是科学技术的发展，在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新，并且在工程机械中得到了很好的应用。
积极地采用机电一体化，将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合，大大地提高了机械的多种功能，
比如说，动力性能提升，燃油的经济效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精准度和舒适度都大幅度提高，机械的使用寿命也随之延长。
所以，研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。
一、机电一体化技术的概述
机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术，对各个功能进行合理的配置，从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。
机电一体化也称之为机械电子学,属于一门新兴的边缘综合科学, 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、控制技术和
精密机械技术有机结合，并综合应用到实际中去的综合技术。
主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。
而随着科学技术的发展，机电一体化技术也得到了快速发展，并且处于不断创新与进步之中。
机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。
而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。
可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
二、工程机械机电一体化技术的应用
机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性，机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面：
1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用
在传统的工程机械中，能量的充分利用率和使用率比较低。
比如说，液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪费了。
在能源资源高度紧张的今天，迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。
比如说，小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的，大约可以节省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。
日立公司生产的挖掘机，采用了“卡特电子效率”节能控制体系，通过对泵以及发动机的综合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能够达到98%左右，生产率也相应地得到了大幅度的提升。
所以说工程机械中电子节能控制器的运用，大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率，一定程度上发挥到了节能的作用。
电子节能控制器操作比较简单，对机械的磨损也相对减少，从而提高了工作的效率。
2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平，可以有效地降低操作人员的劳动强度，有效地提高生产效率，大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。
比如说，三菱公司设计生产的挖掘机，有控制挖掘机轨迹系统的功能，相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后，
相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号，对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制，从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘，有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3、在控制柴油机上的应用
要想进一步深入发展柴油机技术, 应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。
在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗, 还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化, 这样的条件下, 电子控制自动变速,
还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现, 能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时, 能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
篇10：工程机械机电一体化应用及发展论文
工程机械机电一体化应用及发展论文
1概述
现如今我们处在一个信息爆炸时代，机电一体化作为现代技术的发展核心力量，在工程领域中占有重要地位，并推动了工程领域的发展。它的发展从根本上改变了传统的固有模式，在引领行业发展的同时也促进其向智能化、自动化、一体化的方向发展。尤其是在微机处理方面得到了较大的发展。
2机电一体化的描述
随着机电一体化技术的逐渐深入，工程机械在机械、液压、电子控制技术等方面实现了不同程度的等级提高，使其更加经济可靠。且目前的机械制造工程中往往采用微电子处理器进行工作。合理配置、整合、处理并优化各项系统模式。且随着经济的不断发展，其应用范围越来越广泛。以处理器为核心的电子管理设备的发展尤为广泛。例如：摊铺机的自动找平、自动供料、优化挖掘机的电子功率、自动调节装载机的变速机箱、检修和排查故障等。这些技术的发展势必促进今后工程项目的发展，并对机械性能提出了更高的要求，使其能够更好地运用在复杂的工程中，因此，如何更好地开发和利用这一技术，并使其发挥到最大的作用，是当前急需考虑的问题之一。
3机电一体化的优势
3.1安全系数较高
在工程机械中合理地开发和利用机电一体化技术能有效地提高产品的性能，在保证其功能运行正常且齐全的同时也能做到全面的监视和报警，对产品有自动保护作用。若是设备在使用过程中出现异常状况，系统就会进行自动保护，确保操作人员和系统不会遭到伤害。因此，综上所述，机电一体化拥有安全系数较高的优势，且可信度较高。
3.2生产效率高
使用机电一体化设备实现工程生产的流水线作业，在实现操作系统智能化、自动化地处理接受到信息的同时也能进行高精度的控制和高灵敏度的监测。当操作人员开启操作按钮时，系统就会自动识别，在最大限度内产生出较多的成品。从而提高了工作效率。加之自动技术的熟练应用，机电一体化技术的使用能够提高一个企业的市场竞争力，并具有更大的价值。
3.3使用性价比较高
机电一体化设备是用程序直接控制，并从数据反映设备使用情况的高端机器，且操作方便、简单。此外，将机电一体化技术加以广泛的应用，选择不同的程序结构，可以扩大其工作范围，从而大大减少操作人员的工作量。与其它应用相比较，机电设备技术融合了其他技术，使其功能更加完善，从而满足更多生产的需求。
4机电一体化技术在工程机械中的广泛应用
现如今，科技实力的不断提高带动了各种机械设备的性能提升，机电一体化设备作为其中的“佼佼者”必然得到了广泛的应用。
4.1电子控制中的.应用
在机器使用中难免会存在磨损、仪器失灵、机器老化等问题。而这些问题稍不注意就会引发更大的危机。因此，及时做好监控工作是很有必要。若是监控系统出现故障，则检修人员很难找出问题所在，对以后整个工程机械运行造成极大的影响。工程机械中的电子监控主要是对发动机、传动系统、工作装置等进行监控，将各系统的数据及时传递给维修人员，以便其及时发现故障并解决问题，从而确保整个系统能够稳定持续工作。
4.2节约能源
传统的机电设备中能量的过度浪费一直是一个很严重的问题。随着科技的发展，机电设备的自动化和智能化在不断提高，使用微机控制系统能够大大降低人为产生误差的影响，提高精确度。此外，使用自动一体化功能可以节省人力、财力、物理等资源，降低工人的工作强度并确保施工的高效进行。这一发展也符合现如今“可持续发展”理念。
4.3机电设备在自动化或半自动化作业中的应用
机电设备向着自动化和智能化的方向发展，避免缺乏经验的工人在操作中产生失误。例如：在对挖掘机的挖掘轨迹进行控制的过程中，通过耗铲斗的轨道设定和微机自动控制动臂杆及铲刀，从而规范挖掘机的使用范围，提升了工作效率和工作精确度。
4.4其他方面的应用
外国在推土机、铲运机以及装载机中加入了自动变速器，对传动系统的传输比进行调控，提高了发动机的工作效率，能源得到了充分地利用，且操作步骤较少，是一种合理简单的设备。
5未来发展趋势
5.1个性化发展
随着社会的发展，人们的生活水平得到广泛地提高，随之而来的是对电子机械设备要求的提高。因此，机电一体化设备不仅要保证高质量，相应的也要实现功能多元化、人性化、个性化。这也是未来机电设备发展的一大趋势。
5.2智能化发展
自动化、智能化是机电设备发展的一大典型特点，且更符合现代发展特性。该技术需要以人工智能为基础，计算机技术、心理学、运筹学等新兴学科为辅助作用，对人类智能进行效仿，自动实现诊断、人机对接、自动编程等地分析、判断、整理、推断及决策等过程。通过程序的直接控制使其有别于传统的机电设备。机电一体化设备代替人脑继续工作，从而提高了生产的工作效率。另外，机电设备的发展，离不开控制理论的基础。
5.3微机化发展
微机化是机电设备又一大发展方向。在高性能化的基础上，逐渐实现应用模式的：高效率化、高可靠性、高速化、高精度。这里以新一代的CNC系统为例：新一代的CNC主要采用连接多个CPU和总线，实现多个任务系统的同时操作，体现产品的高性能。其采用纳米或微米级别的产品。具有小巧性、耗能低、灵活性强等特性，使其在社会生产、生活、军事、科技研究等方面得到了广泛地应用，在今后很长一段时间内成为支持社会经济发展的一大有力武器。
5.4绿色化发展
任何大功率机器在使用工程中都会伴随着污染的排放，而机电一体化绿色化发展是指在产品在生产及使用过程中不会出现对环境造成污染的情况，且当产品到达无法使用阶段时能够被回收利用。随着人们环保意识的逐渐加强和国家“可持续发展”模式的提倡，机电设备一体化向着绿色方面的发展是必然趋势。
6结束语
综上所述，随着社会的发展，科技的进步，机电设备一体化应用前景十分广泛，合理把握好其发展趋势并加以运用，对整个机械行业的发展有很大的帮助和重要意义。而当下如何才能降低能耗并提高生产效率仍是我们需要研究的重点。
参考文献
[1]刘华.浅谈机电一体化的发展及其在工程机械中的应用[J].中国机械，（11）：131-132.
[2]陈开朗.机电一体化技术在现代工程机械中的发展应用探讨[J].科技创新与应用，（25）：165.
[3]窦超.工程机械机电一体化技术的应用与发展[J].城市建设理论研究（电子版），（3）.
篇11：机电一体化的发展分析论文
1机电一体化概述
机电一体化是指在机构的主功能、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。
机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
篇12：机电一体化的发展分析论文
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：
（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。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，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。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。
（2）20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，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出现，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：mechatronics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；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予很大的关注和支持。
（3）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，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和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，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。
篇13：机电一体化的发展分析论文
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：
3．1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的.微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。
3．2模块化
模块化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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。
3．3网络化
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。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3．4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3．5环保化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。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，报废后能回收利用。
3．6系统化
未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。
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和产物。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，机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。
参考文献
［1］李建勇．机电一体化技术［M］．北京：科学出版社，.
［2］李运华．机电控制［M］．北京：北京航空航天大学出版社，.
论文关键词：机电一体化技术现状发展趋
论文摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景，综述国内外机电一体化技术的现状，分析机电一体化技术的发展趋势。
篇14：机电一体化的特点及发展趋势
摘要：现代科学技术的不断发展，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。
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，导致了工程领域的技术革命与改造，在机械工程领域，极大地推动了不同学科的交叉与渗透。
关键词：机电一体化 技术产品 制造技术 发展趋势
1.机电一体化的基本概念
根据系统功能目标和优化组织目标。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展。
由此而产生的功能系统
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
机电一体化是从系统的观点出发，合理配置与布局各功能单元，还将被赋予新的内容。
并使整个系统最优化的系统工程技术，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，是综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值。
具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，还能赋予许多新的功能。
其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，但是发展到机电一体化后。
“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面，其主要功能依然是代替和放大的体力，机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。
而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑，这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。
因此，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术。
2.机电一体化的优越性
(1)显著提高设备的使用安全性。
在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，使用安全性和可靠性提高，机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。
避免和减少人身和设备事故。
能自动采取保护措施。
(2)保证最佳的工作质量和产品的合格率。
通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响。
生产能力和工作质量提高，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，使得生产能力大大提高。
机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，同时。
生产效率比普通机床提高5～6倍。
(3)机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示。
使得操作大大简化并且方便、简单，操作按钮和手柄数量显著减少。
机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，使用性能改善。
系统可重复实现全部动作，高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序。
实现自动最优化操作。
(4)机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能。
使其应用范围大为扩大，具有复合技术和复合功能，例如。
满足用户需求的应变能力较强，能应用于不同的场合和不同领域，。
机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。
具有复合功能并且适用面广。
(5)机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施。
这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。
即可按指定的预定程序进行自动工作，使工作恢复正常，对于具有存储功能的机电一体化产品，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，然后根据不同的工作对象。
调整和维护方便，机电一体化产品在安装调试时。
只需给定一个代码信号输入，可以事先存入若干套不同的执行程序，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。
3.机电一体化产品的构成及特点
(1)机械系统。
这部分是实现产品功能的基础，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求，机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。
因此对机械结构提出了更高的要求。
(2)动力系统。
驱动执行机构工作以完成预定的主功能，机电一体化产品以电能利用为主。
动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能。
动力系统包括电、液、气等动力源，包括电源、电动机及驱动电路等。
(3)传感与检测系统。
为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定。
传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
(4)信息处理及控制系统。
信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，机电一体化产品中。
并对其进行相应的处理、运算和决策，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成，根据机电一体化产品的功能和性能要求，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。
(5)执行机构。
执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。
机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构，其性能好坏决定着整个产品的性能。
因而是机电一体化产品中最重要的组成部分，机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调。
在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，执行机构是实现产品目的功能的直接执行者。
共同完成所规定的目的功能。
实现产品的主功能，。
执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
4.机电一体化的发展趋势
(1)智能化。
使机电一体化产品具有与人完全相同的智能。
机器人与数控机床的智能化就是重要应用，智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向，诚然。
则是完全可能而又必要的，以求得到更高的控制目标，这里所说的”智能化”是对机器行为的描述。
是不可能的，也是不必要的，模拟人类智能，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，是在控制理论的基础上。
吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视。
使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力。
(2)模块化。
研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。
如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模，这样。
这需要制定各项标准，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元。
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
由于利益冲突，显然，模块化是一项重要而艰巨的工程。
以及各种能完成典型操作的机械装置，以便各部件、单元的匹配和接口。
无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定。
(3)网络化。
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的`变革。
各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。
机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。
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。
现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system，CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。
因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
(4)微型化。
指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。
国外称其为微电子机械系统(MEMS)，并向微米、纳米级发展，即超精密技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术。
微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，微型化兴起于20世纪80年代末。
它包括光刻技术和蚀刻技术两类，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品。
微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
(5)绿色化。
人们呼吁保护环境资源。
资源利用率极高，另一方面，于是。
工业的发达给人们生活带来了巨大变化，设计绿色的机电一体化产品。
生态环境受到严重污染，绿色化是时代的趋势，具有远大的发展前途，对生态环境无害或危害极少。
机电一体化产品的绿色化主要是指，符合特定的环境保护和人类健康的要求。
绿色产品概念在这种呼声下应运而生，资源减少。
报废后能回收利用，生活舒适，回归自然;一方面，物质丰富，使用时不污染生态环境。
绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中。
(6)系统化。
许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的，表现是通信功能的大大加强。
未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化产品的最终使用对象是人。
另一层是模仿生物机理，一层是，赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，系统可以灵活组态，特别是对家用机器人。
其高层境界就是人机一体化，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。
研制各种机电一体花产品，事实上，一般除RS232外。
还有RS485、DCS人格化，进行任意剪裁和组合，系统化的表现特征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。
5.结语
综上所述，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
是许多科学技术发展的结晶，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，并且随着科学技术的发展，与机电一体化相关的技术还有很多。
机电一体化的出现不是孤立的，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。
篇15：机电一体化的优势特点
机电一体化的优势特点
机电一体化的优势特点，本文是一篇机电一体化技术论文范文，适合机电一体化技术的同学阅读!
【摘 要】机电一体化的优势，使得越来越多的企业更加重视这种先进的综合采煤方法的利用,也决定了今后我国采煤技术方向的发展。
结合笔者的工作经验,本文阐述了机电一体化技术在煤矿行业的特点以及我国煤矿机电一体化的现状问题,重点对机电一体化技术在煤矿生产中的应用进行了探讨分析,以供相关从业人员参考。
【关 键 词】煤矿 机电一体化 优点 现状 应用
随着微电子技术以及计算机技术的不断发展,机电一体化技术在工程机械领域占据的优势,受到了越来越多企业的重视,其在煤矿开采中的起着重要的作用。
一、机电一体化技术在煤矿生产中的特点
机电一体化技术在煤矿生产中的特点主要体现：
(1)在线监控、自动报警及故障自诊。
即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低应用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的应用寿命。
(2)节能降耗,提高生产效率。
例如井下应用的胶带输送机、通风机、提升机等,应用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。
(3)自动化或半自动化程度的提高。
煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。
(4)适用范围大。
机电一体化产品具有复合技术和功能,不具有单技术、单功能的局限性,这使得机电一体化产品的功能得到很大提高,也深化了自动化的程度。
机电一体化产品具有的`自动和智能功能可以轻松应对用户的需求。
机电一体化的兴起主要得益于电子科技的发展,人们尝试着把电子技术和原有的机械水平相结合,用以提高原有的机械水平,事实证明这种做法也起到了良好的效果,不仅刺激了机械行业的发展也进一步提高了电子技术的发展,从而促使我们进入了计算机时代。
计算机技术是机电一体化最重要的一部分,其在机电一体化各个方面的应用都起着重要的作用,在更大程度上促进了机电一体化的发展,使得机电一体化的发展进入了蓬勃发展时期。
而随着现代科学技术的发展,机电一体化更加具有了时代感和先进性,尤其是进入本世纪以来,各种智能技术的开发与利用对于机电一体化来说简直起到了天翻地覆的作用,他在全方位提高了机电一体化的水准,并且有效地结合了计算机技术的利用,使得计算机技术的应用更加全面,更加全方位和有效。
虽然我国在机电一体化的进程方面和西方发达国家差不多,但在具体的技术和应用上却还是存在着很大的差距,不仅仅在整体的技术水平和利用范围上存在着明显差距,就算在具体的机械设备上也存在着明显的落后趋势。
举例来说,国外现在最流行的一种SL500系列采煤机的各种数据在我国暂时研制不出来,并且在交流变频开采技术等方面也存在着明显的差距,最大的差距是存在于自动化技术上,因为智能的自动化技术是新兴起的一种技术,这种技术在我国还没有流行的很广泛,因此也就存在着很大的差距。
就我国目前来说,煤矿机电一体化还存在着很明显的不足也与西方国家存在明显的差距,但任然取得了很明显的进步,这在很多方面都得到了体现：MGD150NW采煤机的应用是最明显的一个标志,它不仅大大提高了产量,还增加了安全性。
综合液压支架的应用不仅仅大量减轻了重力的压力,也提高了人身设备安全。
钢丝绳损耗定量检测系统,这一系统就充分利用了计算机的作用,精确的计算了钢丝绳的损耗程度,使安全隐患消失于无形。
此外,还有很多其他技术的利用也充分体现了我国煤矿机电一体化的进程,例如提升机交流电控系统、LC煤矿提升机综合后备保护装置、ZDC30/30煤矿用斜巷防跑车挡车装置等。
二、机电一体化技术在煤
1、机电一体化技术在采煤机中的应用。
电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。
与液压牵引相比,它具有以下特点：①良好的牵引特性：可以在采煤机前进时提供牵引力,使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能。
②可用于大倾角煤层：牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°～50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。
③运行可靠,应用寿命长,电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。
④反应灵敏,动态特性好：电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。
⑤结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。
2、机电一体化技术在带式输送机中的应用。
带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。
因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点。
目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。
它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。
一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。
由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能过多,一般为3点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量。
3、机电一体化技术在提升机中的应用。
矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,全数字化交直流提升机。
尤其是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,机械结构大大简化,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。
而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,大大简化了电器安装,此外,硬件配置简单,互相兼容。
“九五”期间,国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。
我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。
4、矿井安全生产监控系统。
多数煤矿应用监控系统还存在一些问题,主要问题是传感器的不足,并且应用过程中,其稳定性相对较差,应用寿命不足,一些研究所和应用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再设计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高。
在国外,由于计算机网络软硬件技术发展很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。
结语
随着科技的进步和技术的发展,现代综合采煤工艺也正在逐步发展,并且变得越来越先进,越来越实用,促进了我国的采煤水平。
参考文献：
[1]黄建军.技校机电一体化教学的发展趋势和改革对策[J].管理学家,(8)：92-93。
[2]黄广清,张彪.浅谈机电一体化技术的发展及趋势[J].科技致富向导,(3)：47-48。
[3]李刚.机电一体化技术在机械工程上的应用及发展[J].科技讯息.2O11,(1)。
篇16：机电一体化技师论文
机电一体化技师论文
压缩式压电传感器轴向灵敏度的幅值线性度问题【关键词】压电传感器，轴向灵敏度，幅值线性度
【论文摘要】简述了压电加速度传感器的结构原理。说明了该传感器灵敏度的线性度问题，分析了其正向反向灵敏度的差异与“饱和现象”,以便在生产、鉴定与使用时加以注意。?
压电传感器是一种利用压电效应进行机电能量转换的变换器。因为它具有若干优点，所以被广泛地应用于机械结构的振动与冲击参量的测量。压电传感器基本上有压缩式、剪切式和弯曲式3种形式。衡量这种传感器的参数有数个，其中主要是灵敏度。按照一般检定规程规定，要求采用冲击法和谐振梁法检查传感器灵敏度的幅值线性度；但各种标准规定不够确切，只是泛指幅值线性度。实质上是指检查正向灵敏度的幅值线性度。但是对于有正负极性的二次指示仪表，测量高g（1g=10 m/s2）值振动以及需要反向安装传感器的冲击情况（即测量负脉冲冲击加速度），若仅仅检查传感器的正向灵敏度幅值线性度是不够的，还应检查其“反向灵敏度线性度”,以便使传感器得出正确的测试数据。在我国，压缩式压电传感器的使用和生产量较大，为此，谈谈压缩式压电传感器的正反向灵敏度的幅值线性度问题。
1 传感器的结构原理
就其结构特点而言，压缩式压电传感器（加速度计）可分为3种： 边缘安装压缩式、中心安装压缩式和倒置中心安装压缩式。第三种结构形式与前两种相同，原理也相同，所不同的是其敏感元件的安装方向倒置了。所以，对于同一加速度输入，其响应极性正好相反，即轴向灵敏度的方向相反。前两种型式的传感器结构如图1.??
它们由预紧弹簧、惯性质量、压电晶体片、垫片、连杆、锁紧螺母、壳体和基座等组成。当固定在被测物体上的传感器随物体运动时，其惯性质量块产生惯性作用力作用在压电晶体片上，压电晶体片产生与此作用力成比例的变形，由于压电晶体片的压电效应，便产生与压电元件变形成比例的电荷，此信号由输出端引
出。在此传感器中，压电晶体片既是敏感元件又是弹性元件。一般把压电晶体片看成无质量的弹簧。惯性质量块为绝对刚性。预紧弹簧与垫片的质量均忽略不计。所以该传感器可简化成单自由度系统，见图2,其固有频率为：?
? 式中： K为圆板形压电晶体片的刚度；ms为惯性质量块的质量；E为压电晶体片的杨氏模量；D为压电晶体片的直径；t为各晶体片的厚度；mb为传感器基座和壳体的质量。
所谓压电传感器的轴向灵敏度就是在一定条件下其指定的电输出量与轴向指定的机械输入量的比值，即：
?? ?
检查灵敏度幅值线性度时，传感器灵敏度的方向性可根据外加轴向机械运动的方向而定；若外加运动使惯性块惯性力方向指向传感器的基座时，输出灵敏度方向为正向，若外加运动使惯性质量块的惯性力方向背向传感器基座时，输出灵敏度为负向。例如将压电传感器固定在跌落冲击台的上安装台面时，在冲击时产生的灵敏度为正向，若将压电传感器固定在其下安装台面时，冲击时产生的灵敏度为负向。而对于倒置中心安装式传感器的灵敏度刚好相反。?
2 正反向灵敏度的比较
所谓幅值线性度检查是在规定的加速度范围内检查传感器的灵敏度随不同加速度的变化情况。幅值线性度可以采用谐振梁法和冲击法进行检查。冲击法比谐振梁法可达到的最大加速度值高得多，现介绍冲击法试验的情况。
把被检定的压电传感器先后固定在G-1000型冲击装置的冲锤台面上或下面，当检查正向灵敏度时，将传感器正向固定在冲锤之上；当检查负向灵敏度时，则将它反向固定在冲锤之下。压电传感器的输出信号均经同一台B8K2626型电荷放大器放大归一化，然后由同一台2606型测量放大器再放大并指出峰值，因而排除了二次测量仪表的不同而产生的影响。该冲击装置在某一高度多次跌落冲锤时产生的加速度重复性较好；由于压电式加速度计的质量差异不大，在安装一只加速度计的情况，对于同一跌落高度，不同传感器对冲锤加速度的影响可忽略不计。通过测试发现，在同一跌落高度，当改变被测传感器时，冲击加速度的增长（或持续）时间也不变。因此只采用改变冲锤跌落高度的方法控制冲击加速度幅值。
加速度幅值线性度可根据最小二乘法计算，其值为：
?? ?
式中：So为截距；S为在加速度为a时的灵敏度。
对于几种加速度计的测试结果示于表1.可以发现，对不同的压缩式传感器，其灵敏度幅值线性度各不相同。当输入加速度值较小时，加速度计的幅值线性度、重复性和稳定性都较好；当输入加速度值较高时（ 大于1 000 m/s2），这些性能变差。对于同一只传感器，其正向与反向灵敏度有差异，发现有两方面的问题 : （1）当输入加速度幅值不太高时，传感器的正向灵敏度可以大于也可能小于其反向灵敏度，随不同的传感器而异；（2）当输入加速度幅值较大时，传感器的正向与反向灵敏度的差值随之增加。当加速度幅值增加到某个量值时，其反向灵敏度出现“饱和现象”,即再继续增加输入加速度幅值时，传感器的灵敏度变化不大或无变化。此时的输入加速度幅值称为“饱和加速度（as）”.不同的传感器as值也不同。实验发现，我国生产的压缩式传感器的as普遍较低，所以其反向加速度的测量范围也较小。相反，当输入加速度幅值增大到一定程度时，传感器的正向灵敏度不正常，甚至会导致传感器损坏，这时的输入加速度幅值称为“失效加速度（a f）”.一般情况下，|af|>|as|,从af到-as的区间称为传感器的测量加速度范围。??
3 原因分析
压缩式压电传感器的灵敏度与其对输入加速度的响应情况有关。实际上，传感器是多自由度系统，可等效为图3所示的系统。影响系统响应的因素很多，如预紧弹簧、惯性质量、压电晶体片、垫片、连杆、基座 、锁紧螺母等的几何尺寸、结构形式、材料性质有关。对于给定的传感器，这些因素就固定了。则某个传感器正反向灵敏度的差异及反向灵敏度的“饱和现象”主要与传感器零件的加工情况、工艺水平及组装方法有关。
3.1 正反向灵敏度的差异
这主要由各部件间的接触刚度的不同和变化引起的。实际上，压缩式压电传感器的作用原理如图3所示 .其刚性元件与弹性元件均不处于理想状态，它们相互之间存在一种接触刚度。由于各个部件加工的光洁度不同，紧固螺纹不同以及压电晶体片表面金属膜的厚度、均匀度、光洁度不同，由于装配过程安装部件的相对位置不同及安装力矩的差异，所以各部件间的接触刚度不同。这种接触刚度直接影响压电传感器系统的有效刚度。因而使各个压缩式传感器的`灵敏度幅值线性度不一样。
接触刚度比预紧弹簧的刚度大得多，当外加加速度很小时，它的作用不明显，致使传感器的正反向灵敏度的幅值线性度基本相同；当外加加速度很大时，接触刚度开始起作用，又因为接触刚度是非线性变化的物理量，因而使传感器的线性变差，而且使其正反向灵敏度的幅值线性相差较大。可以推知，这种接触刚度也会影响传感器的长期稳定性。?
3.2 “饱和现象”
这主要是预紧弹簧的预紧力不足造成的。弹簧经过调整后，若预紧弹簧对惯性质量块施加的预压力为f ,当传感器受到轴向动态加速度作用时，则压电晶体片受到的合成压力为：
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式中：m为等效惯性质量（包括预紧弹簧、垫片及压电晶体片自身的质量）。当正向安装时，的符号为正。当反向安装时，的符号为负。所以，当传感器基座向上加速运动时，惯性质量块有向下运动的趋势，因而产生一个指向基座的惯性力，使压电晶体片上的压缩力增大；相反，当传感器基座向下加速运动时 ,惯性质量块有向上运动的趋势，产生背向基座的惯性力，则使压电晶体片上的压缩力减小。由式（5）可以看出 ,对于反向安装的情况，当 =f时，F≤0,压电晶体片的压缩力不存在，它只承受自身负载的作用，所以出现了“饱和现象”.?
要想增大“饱和加速度”的数值，就得加大对预紧弹簧的预紧力。预紧弹簧对惯性质量块的静态预压力必须远远超过传感器基座在冲击振动过程产生的最大动态应力。可是，此预紧力不能无限增高。由式（5）可知，若增加预紧力，则在正向安装的情况，压电晶体片所承受的压缩力提高，相对地说，只有使动态应力值减小才能使传感器保持相同的强度，所以降低了“失效加速度”的数值，这个静态预紧力通过试验方法确定 .
鉴于上述分析可以看出，当被测加速度的动态范围很大时，压缩式压电传感器的幅值线性度变差；被测加速度超过1 000 m/s?2时，正向与反向加速度灵敏度存在一定的偏差。对于要求测量反向冲击加速度值的传感器，必须进行反向灵敏度幅值线性度的检定，以减小测量误差。检定规程对压电加速度的幅值线性度规定比较严格，对于压缩式传感器而言，实质上是指正向灵敏度，若想兼顾反向灵敏度就会超差，为此应对其反向灵敏度的幅值线性做专门的补充规定。
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