序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇機電一體化未來范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞：智能 機電一體化 綠色

1 概述

機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術，并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統的總稱，因此，“機電一體化技術”是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程。隨著電子技術的迅速發展，微處理器、微型機在各個技術領域已經得到廣泛應用，對各個領域的發展起了很大的推動作用，正因電子技術的快速發展，進而帶動了機電一體化技術的發展，科技的進步更是依賴于其發展，因此其未來的發展對科技的進步起著至關重要的作用。

2 機電一體化技術未來的發展

2.1 全息系統化 全息系統化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、模糊數學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術的發展，機電一體化產品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術中的智能化的快速發展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數控機床的智能結合就是一項重要應用。當然，要使機電一體化產品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2 微型機電化 在實驗室中，目前，通過半導體蝕刻技術，已經制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應用于實際產品時，那么就沒有必要再區分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執行機構就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領域和微型機器的發展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，一并向微米級、納米級發展，正因為微機電一體化產品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫療、信息等方面占有很高的地位和很大的優勢。

2.3 光機電一體化 光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢，因為機電一體化系統是由機械系統、能源系統、傳感系統和信息處理系統等部件構成的，因此，在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術的先天優點，有效地改進機電一體化系統的能源系統、傳感系統和信息處理系統。

2.4 產品網絡全球化 計算機網絡技術的興起和飛速發展帶動了科學技術的巨大發展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產、經濟被各種網絡連成一片，企業間的競爭也將出現網絡全球化，一旦研制出機電一體化新產品，只要其質量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網絡的普及，那么只要是關于網絡的各種遠程監視和控制技術也就方興未艾，然而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化發展。

2.5 產品綠色化 隨著工業的發達，人們的生活也發生了巨大的變化：①物質需求豐富，生活舒適;②可用資源減少，生態環境受到嚴重破壞。因為這些現象的出現，人們開始呼吁保護環境資源，回歸自然，那么此時，綠色產品的概念也就應運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態環境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，應完全符合生存環境和人類健康的要求，對生態環境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設計綠色的機電一體化產品所需要的技術成本很高，但其具有遠大的發展空間。

2.6 “生物——軟件”化　未來的機電一體化技術發展注重產品與人的關系，即機電一體化的人格化，其有兩層含義：①機電一體化產品的使用對象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產品顯得越來越重要，尤其是家用機器人，其最高境界就是人機一體化;②模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。隨著科技的發展，機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大，很多時候類似于活的生物:當大腦停止工作時，生物便死亡，而大腦工作時，生物就充滿活力，即信息決定系統的工作與否。目前，在仿生學研究領域中已經發現的一些生物體優良的機構，可為機電一體化產品提供新型的機體，但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領域被稱之為“生物——軟件”或者說“生物系統”，而生物的特點正是“肌體(硬件)——大腦(軟件)”一體，不可分割。機電一體化產品向生物系統化發展是好，但是目前的技術與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。

3 結束語

通過本文的論述可見，機電一體化的出現不是隨機出現的，而是一個時代的產物，文中敘述的這些發展方向是科技發展到一定階段的必然要求，更是一個必然結果。目前，因為科學技術的限制，其與一些相關技術的互融程度還是不是太明顯，但是隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢必將越來越明顯，因為它既是多項科學技術發展的結晶，又極大地推動了不同學科的交叉與滲透，其發展前景也將越來越光明，這必然會給世界帶來更大的技術力量。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京.科學出版社.2004.

[2]高鐘毓.機電控制工程[M].北京.清華大學出版社.2002.

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關鍵詞：機電一體化；現狀；發展

中圖分類號：TU85文獻標識碼： A

一、機電一體化技術簡介

機電一體化又稱機械電子學，英語名稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體，是在以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展向機械工業領域迅猛滲透并與機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統理論出發根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統有機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。典型機電一體化系統功能原理構成實例如下圖：

二、機電一體化技術的發展現狀

1、初級發展階段

二十世紀六十年代以前的時間是機電一體化技術發展的初級階段，在初級發展階段，人們開始能夠自覺利用電子技術的成果完善機械產品的性能，在二戰之后，戰爭在使科技發展滯后的同時，也促進了電子技術和機械產品的結合，在戰爭期間這種結合主要應用與軍事，在戰爭結束夠，電子技術與機械產品的結合用于經濟發展中，并為經濟的發展帶來了巨大的作用，由于機電一體化技術剛剛產生，人們對這種技術的認可程度還不高，機電一體化技術還未得到廣泛運用，這個階段的機電一體化技術還算不上是真正的機電一體化技術。

2、深入發展階段

從二十世紀六十年代到九十年代后期，機電一體化技術到了迅速發展階段，在這一階段，機電一體化技術逐漸智能化，并在迅速發展的基礎上不斷深入。這一時期，機電一體化技術中又加入了光學和通信技術，微細加工技術在初現在機電一體化技術中，同時，對機電一體化的系統分析和學科體系也進入了深入發展的階段，神經網絡技術、人工智能技術、光線技術的發展為機電一體化技術拓寬了發展前景，促進了機電一體化技術的發展與進步。這個階段的機電一體化技術為當前的機電一體化發展打下了堅實的基礎。

3、規劃發展階段

在二十世紀八十年代初期，國家就對機電一體化技術進行了研究，并且國務院還把機電一體化技術列入了863計劃中，還成立了專門的機電一體化領導小組，由于國際機電一體化技術在飛速的發展過程中，我國充分考慮到國外技術的發展對我國的影響，還把機電一體化技術的發展方向與影響納入九五規劃和發展綱要中，不僅是國家對機電一體化技術非常重視，很多高等院校、國家企業也對機電一體化技術進行了研究與應用，并取得了一定的成果。當前階段的機電一體化發展為我國的綜合國力的提升做出了重要的貢獻。

三、機電一體化技術的發展趨勢

1、綠色化趨勢

工業革命以后，機械領域的技術革新給人們帶來了巨大的方便，對人們的生活、工作產生的深遠的影響，但是，在給人們帶來方便的同時，也帶來了嚴重的環境污染和資源的浪費。于是，人們對環保型的設計、制造有著很高的呼聲，符合綠色化的產品應當在適用時對環境的污染降到最低、對資源的利用提到最高，同時在報廢后還能都回收利用。機電一體化的綠色產品要充分考慮到環保的特性，在設計之初就要將環保理念考慮進去，使設計的產品在使用過程中能夠做到對資源的最大利用和對環境的最小危害。

2、智能化趨勢

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能。

3、系統化趨勢

系統化發展的特點是采用開放化和模式化的系統體系結構，形成設備的系統發展，通過多種模式的組合和剪裁建立起機械設備的整體發展和設計系統，并且能夠在系統整體發展和設計的基礎之上實現子系統的系統管理和綜合控制。系統化的機電一體化技術還能推動更為有效而便捷的通信技術發展模式的形成，從而實現更為有效的信息傳播和個性化的設備管理、使用方式，為在人性化的設備管理原則之上設計生產出以使用個體需求為主的機電一體化設備提供有利條件。

4、網絡化趨勢

隨著網絡技術的不斷發展，網絡產品價格日益下降，為其的普及工作帶來了便利條件。以網絡為基礎的各類遠程監控技術逐漸發展起來。其遠程控制終端便是機電一體化產品，當發展到一定程度時，人們可以利用家庭網絡對家庭中的各項電氣設備進行計算機集中管理，進而享受更加現代化的生活。

5、模塊化趨勢

由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

6、微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢,國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術。

四、結束語

科學技術的進步為機電一體化的產生和發展創造了條件，社會需求則為之提供了動力。反過來，機電一體化的發展又不斷促進科學技術的進步和社會需求。機電一體化已經顯示出了強大的生命力，并正以空前的速度和力度沖擊著傳統的技術思想、生產方式和方法以及傳統的機電產品和產業結構，國民經濟的各個領域都將因此而發生深刻變革。

參考文獻：

[1]張建寶. 淺談煤礦機電一體化技術的發展趨勢及展望[J]. 科技信息.2013（18）

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隨著人工智能技術的發展和在機電一體化技術中的應用，高智能已經成為了機電一體化發展的主要方向，相關的技術和研究人員也在不斷的研究，現如今高智能的機器人和數控設備已經可以代替人類完成一些危險性較高、精密度要求高、工序比較復雜的工作，節省了勞動力，也更加方便的得到了所需要的產品和服務，目前很多的研究人員逐步的將運籌學、模糊數學、心理學等多種智能化的學科逐漸引進到機電一體化技術中，這樣能夠有效的促進機電一體化系統判斷推理能力和自主決策能力，這樣能夠方便人們對機電一體化設備進行控制。

2區域模塊化

區域模塊化也是機電一體化發展的重要趨勢之一，針對使機電一體化產品的各個單元實現區域模塊化管理是一項比較復雜、涉及面廣的工程，例如，在進行智能減速、智能變速等相關功能研制的過程中，要充分的實現集圖形、圖像識別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化，這樣可以更加標準、準確的衡量相應的控制單元以及動力單元，進一步的提高各個單元的性能，也可以使機電一體化產品相應的功能之間的聯系更加緊密，使一個區域模塊更加有效的運行，只有這樣才能方便人們對機電一體化產品的應用，提高機電一體化產品的利用程度、可裝配性、可維修性等，經過研究和推理，可以得出機電一體化模塊是未來機電一體化產品的主要方向，隨著未來技術發展的不斷深入，機電一體化產品實現模塊化的步伐也在不斷的加深。

3環保綠色化

機電一體化技術的發展給人們的生產和生活中帶來了巨大的變化，豐富了人們的的物質生活，同時也給人們的生活環境帶來了負面影響，資源的過度開發利用，加重了生態環境的負擔，近些年來，越來越多的國家和組織逐漸重視到環境保護的重要性，人們環保意識的增強，要求機電一體化產品在設計、制造、使用和銷毀的過程中要減少對環境的污染，因此機電產品的環保綠色化是未來發展的一大亮點，人們環境保護意識的提高，造成了一些對環境有危害且危害較大的產品失去市場價值，設計和生產綠色環保的機電一體化產品具有很廣闊的發展前景，也成為未來競爭的關鍵所在。

4網絡化

計算機網絡技術近些年來的發展勢頭更加迅猛，這也促進了機電一體化系統的進一步的發展，計算機網絡技術的興起及發展，給人們的生產、生活帶來了巨大的變革，機電一體化技術的發展也受到了計算機技術的影響，機電一體化設備通過對計算機網絡技術的應用可以有效的實現遠程自動化控制。計算機網絡技術的應用和改革開放的不斷深入，使國際上先進的機電一體化產品不斷涌入我國，這也為我國進行深入的研究提供了便利條件，促進了國內機電一體化技術的發展，機電技術發展和計算機技術的發展相輔相成，因此計算機技術的不斷進步也有利于存進計算機網絡技術的發展，目前，利用計算機網絡技術可以實促進了機電一體化技術產品更加快捷的推向市場，和生產商之間的技術交流，計算機網絡技術勢必會推動機電一體化技術的發展，也會繼續為人們提供更多、更優質的服務。

5微型精密化

機電一體化技術向微型精密化的方向發展的主要是納米技術的不斷深入發展，機電一體化的微型精密化產品體積小、攜帶方便、耗能低等，這些優點使得機電一體化產品的微型精密化技術不斷進步，應用范圍也逐漸擴大，因此，機電一體化微型精密化技術具有比較廣闊的發展前景和強大動力，但是想要實現機電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進的設備作為強大的后盾，因此需要相關的研究人員不斷努力，不斷提高我國先進的技術發展。

6總結

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關鍵詞：機電一體化 發展過程 發展趨勢

一、前言

隨著現代科學技術的不斷發展，不同學科的交叉與滲透也越來越廣泛，注定了各個領域的技術革命與發展。在機械工程領域中，由于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等發生了翻天覆地的變化，從而將工業生產由"機械電氣化"帶入了"機電一體化"為特征的發展階段。

二、概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息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件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將會被賦予新的內容。但是它的基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、可靠性高和低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統處于最優化的系統工程技術。由此產生的功能系統，就組成為一個機電一體化系統或者說機電一體化產品。

因此，"機電一體化"涵蓋"技術"和"產品"兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的本質區別。機械工程技術是由純技術發展到機械電氣化，仍然屬于傳統機械。但是發展到機電一體化階段后，其中的微電子裝置除了可以取代一些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。擁有智能化的特點是機電一體化與機械電氣化在功能上的一個本質的區別。

三、機電一體化的發展過程

"機電一體化"這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業注冊時最先創用的。當時即70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。國內早期將"機電一體化技術"與"機械電子學"并用，近年來"機電一體化"更流行使用。

80年代，信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產品所采用，典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統后，使機械-電子系統在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。

信息技術驅使機械系統在不同程度上利用數據庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數據庫驅動系統。這樣，對機電一體化的系統設計方法的探索、成型和系統集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產生了"光機電一體化"的新領域。

進入90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執行器技術的發展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合，開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支"微機電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展，穩步進入了21世紀。

四、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合的一門學科，各個學科互相促進、互補不足、相互發展。專家預測，未來機電一體化技術將向以下幾個方向發展：

（一）智能化方向

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設的研究中得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要的應用。這里所說的"智能化"是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達到更好的控制效果。

今后的機電一體化產品"全息"特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的飛速發展。

（二）光機電一體化方向

一般機電一體化系統是由傳感系統、能源、（動力）系統、信息處理系統、機械結構等部件組成。引進光學技術，利用光學技術的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源系統和信息處理系統。

（三）模塊化方向

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜而又非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。

這需要制定各項標準，以便各個部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，短時間內很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

（四）柔性化方向

未來機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的"冗余度"，有較強的"柔性"，能較好地應付突發事件，被設計成"自律分配系統"。在這系統中，各子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的"自律性"，可根據不同環境條件做出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有"行動"是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的能力（柔性），又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

（五）網絡化方向

上個世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

（六）微型化方向

微型化興起于上世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

（七）仿生物系統化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上處于"靜態"時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便"死亡"，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產品雖然有仿生物系統化方向發展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。

（八）綠色化方向

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；而另一方面，資源減少，生態環境受到了嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

（九）系統化方向

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

五、結束語

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，相信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

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004.

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課程教學體系基本結構的合理性決定專業學生技術技能學習效率和質量，即專業課程開設的前后順序、課程教學課時要安排合理，以科學的課程組織形式開展教學活動。機電一體化專業課程體系結構考慮對技術技能型人才的質量要求，需要全面覆蓋基礎課程、技術課程、實訓課程和選項課程四大模塊，四模塊分別占比：23%、20%、40%、17%。機電一體化課程考慮技術技能視角構建課程體系，要尤為注重技術技能訓練。

2構建思路

機電一體化專業課程體系構建是基于學生未來職業要求和技術技能型質量要求的，要充分考慮職業資格考試和技能大賽對教學引領作用，在課程體系中集中體現技術、技能屬性。考慮現有機電一體化專業教學模式，將機電一體化專業課程體系構建為“階段+模塊”、“理論+實踐”的互補體系。機電一體化專業教學課程階段主要包括職業基礎能力培養階段、職業專門技術能力培養階段、職業關鍵能力培養階段和職業拓展能力培養階段四個階段，對學生在未來職業中所需技術技能進行培養，全面提升學生綜合專業能力。機電一體化專業教學課程模塊主要包括基礎課程、技術課程、實訓課程和選項課程四大模塊，其中基礎課程模塊就學生在未來職業中的職業素質和基礎能力進行開發培養，切實提高學生職業綜合素養；技術課程模塊就學生在未來職業中的專業技術能力進行開發培養，主要設置職業技術性課程；實訓課程模塊就學生在職業技術性課程中所學進行實訓教學；選項課程模塊就學生在未來職業中具體工作崗位所需設置的課程，具有較強的專業性和技術技能導向性。

3課程體系總體設計

高校機電一體化專業課程體系的總體設計框架是基于機械工程行業需求，強化學生技術、技能基礎，拓寬機電專業能力，突出未來職業能力，提高綜合專業素質，全面職業發展的課程結構，是面向多方向工作崗位需求，設計大類模塊化課程的體系。機電一體化專業課程體系的總體設計包括集“自然科學+人文社會科學+專業思想教育”在內的基礎課程教育（一個基礎），包括集“電工電子基礎平臺+機械基礎平臺+計算機控制技術基礎平臺”在內的平臺課程教育（三個平臺），包括集“自動生產線方向+機電一體化設備+模具設計和制造+數控技術應用+計算機輔助機械設計”等多模塊課程教育（多模塊）。

4課程體系設置分析

篇(6)

[關鍵詞]機電一體化；發展趨勢；現狀

中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）17-0238-02

0 引言

新型技術和新型工藝的不斷涌現促進了機械工業的發展和進步。機電一體化技術的應用深刻地影響著人們的生產和生活。同時，作為衡量一個國家綜合國力的指標，機電一體化技術和各國的通信事業、交通事業以及航天事業等息息相關。因此，機電一體化技術作為一種必然的發展趨勢，已經引起了各國的關注。

1 機電一體化的相關概念

相比于西方發達國家，我國的機電一體化技術的發展步伐相對緩慢[1]。機電一體化起源于20世紀70年代的日本雜志――《機械設計》，是集機械和微電子技術于一體的一門集合技術。機電一體化技術主要是通過將微電子技術、信息技術以及信號接收技術等多種綜合技術進行有效地整合，從而應用于實際的混合技術中。

作為一門自成一體的新型技術學科，機電一體化所涵蓋的技術和產品具有多功能、安全性高以及消耗少等優勢。我國的機電一體化技術由于受傳統工業的影響較大，同時受經濟和技術等條件的束縛，還需要進行不斷地完善和改進。

機電一體化的相關產品和技術主要可以分為三個部分，其分別為電子、相關軟件以及機械三大模塊[2]。作為多種新興技術形結合的產物，機電一體化技術可以充分地利用不同模塊的特點和優勢，設計和制造出更多全新的產品，以更好地服務于人類。伴隨著科學技術的發展和進步，與機電一體化相關的各項技術開始出現相互融合的趨勢，機電一體化技術的應用前景也十分良好。

2 機電一體化技術的發展現狀分析

我國的機電一體化技術大致始于20世紀80年代初期，由于受國際關系的影響，機電一體化技術被列入為“九五”特別發展規劃中。國家相關部分組織機電一體化研究領導小組開展相關會議，對機電一體化的相關技術進行綜合性研究。同時，北京大學、清華大學等國內知名院校和國家研究機構開始逐漸地加大對機電一體化技術的重視。尤其是一些大專院校開始擴大相關專業的招生比例，以培養更多的相關技術性人才和應用人才。盡管如此，我國與西方發達國家的機電一體化水平相比還存在一些差距。

二十世紀九十年代后期發展至今，機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中，進而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進了相關工業制成品的性能的進步，從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監控和自動報警的應用中，如果相關的設備和工程機械出現了故障，電子監控設備以及自動報警系統能夠及時準確地為工作人員提供相關信號，以方便工作人員及時地維護和更新。這些設備的應用不僅能夠簡化工作人員的設備維護工作，而且還能夠極大地提高相關人員的工作效率，同時也保障了機械正常運行的安全性。因此，作為現代工程機械發展的一項重要技術，機電一體化技術還需要進一步完善，才能夠更好地為國民經濟發展而服務。

世界上機電一體化技術相對比較成熟的地區主要是分布在歐洲、美國以及亞洲的日本等。這些地區和國家由于具有雄厚的經濟實力和堅實的工業基礎，在機電一體化產品的研發方面取得了重大的成就。例如我們較為常見的辦公設備――復印機，則是美國的一項重大發明。目前，這些國家和地區在機電一體化技術領域不僅擁有高素質的技術人員，而且還具有靈活的經營理念，從而給自身的發展提供了良好的機遇。機電一體化產品已經開始滲透各個生產領域，同時也開始向集成化方向轉變。

3 機電一體化技術的發展趨勢探討

機電一體化技術的發展離不開相關技術的支持。作為一門新興的邊緣性學科，處于發展的良好階段。機電一體化作為一項核心技術，開始逐漸朝著以下三個方向發展：

3.1 生態效益與經濟效益的統籌兼顧

眾所周知，工業革命和科技革命的到來雖然給人類創造了大量的物質財富，同時也給環境造成了巨大的壓力。日益嚴重的工業污染給人們的生活帶來了極大的不便。因此，隨著人類進程的發展，越來越多的企業開始追求生態環保的產品。環保型產品的研發與設計要求其在使用的過程中能夠最大程度地減少對環境的危害，同時又能夠最大程度地利用有效資源創造更多的物質財富。

機電一體化技術將要求企業能夠從生態效益的角度出發，研發和生產更多的環保型產品，從而促進企業的可持續發展。從未來的發展格局來分析，機電一體化信息技術將為生態環保型產品的應用提供堅實的物質基礎。機電一體化技術不僅能夠提高機械的整體功能，而且還能夠地有效克服傳統機械系統的缺陷。尤其是類似傳統造紙工業的發展，不僅會造成嚴重的資源浪費，而且還容易導致水土流失非常嚴重。相反，機電一體化產品的出現將會有效地統籌兼顧生態效益和環境效益，最終促進企業的長遠發展。企業在獲得經濟效益的同時，又兼顧了環境生態效益。機電一體化在這方面顯示出了無可比擬的優越性。機電一體化技術以最大限度地利用現有的能源工藝系統，采用最先進的生態生產技術，創造出無污染、無公害產品。

3.2 現代信息網絡化格局的優化整合

現代信息技術的發展為機電一體化技術的改進提供了良好的平臺。由于機電一體化技術是多種信息技術的綜合體，因此未來的機電一體化產品將逐漸朝著網絡化格局方向發展。例如，我國在十九世紀八十年代中期將工業機器人的相關研究和開發列入為重點發展項目。同時，部分工業企業已經開始將工業機器人應用于實際生產領域，比如相關的水下作業、智能搬運和裝配等。智能化的發展成為了機電一體化技術發展的重要特點。目前，我國的珠江三角洲地區已經有大約100多家企業開始從事工業機器人的研發工作，同時也取得了較為理想的成就。

隨著二十一世紀的到來，各個國家相互之間聯系也開始不斷加強。機電一體化技術的發展也將會對各個國家的工業生產、政治聯系以及教育教學等方面帶來極大便利。互聯網的應用和普及對遠程監控技術的發展提供了有利條件。比如河南省鄭州市某單位在通信工程的建設中，相關的施工人員可以通過遠程監控控制終端的應用，對各個路段的電纜鋪設進行及時地跟蹤，同時對每一個電纜鋪設的地理環境進行自動檢測，以便于施工人員操作和控制。不僅如此，在通信設備的運行過程中，網絡遠程控制人員還可以通過相關設備對各個線路系統進行檢測，通過系統的提示從而發現潛在的隱患，并且做出及時的決策，提高通信設備管理人員的工作效率。

因此，機電一體化技術在未來的發展過程中將會利用現代信息技術的優勢，構建一個完整的網絡化格局，通過對各個模塊的不斷開發，從而提高產品的整體性能。機電一體化產品將會充分地利用不同模塊的特點迅速地產生更多的衍生產品，從而方便各大行業領域的生產工作。

3.3 微型機械產品的開發應用范圍擴大

網絡化時代的到來，給人們的生產生活帶來了全新的面貌，同時也為機電一體化技術的應用提供了契機。越來越多的微型機械產品開始投入應用，進而提高了相關生產領域的工作效率。由于微型機械產品在材料的選擇、結構的設計以及定位等方面都具有極大的優勢，從而得到了廣泛的應用。

例如，醫學領域中的腹腔鏡手術、胸腔鏡手術等，就是利用微創手術創口小，疼痛輕以及出血少等優點，為患者帶來了福音。同時，超精密加工技術作為機電一體化技術的應用成果被廣泛應用于機床加工以及光學零件加工等領域。尤其是對硬脆材料的精密加工以及拋光等，超精密加工技術都發揮了重要作用。作為尖端技術的象征，超精密加工技術在各個國家的各大領域中扮演著重要的角色。此外，微型機械產品在航天航空事業、信息技術等領域都發揮了其自身獨特的優勢，促進了國民經濟事業的快速發展。微型加工技術以及相關設備的發展速度加快，對微型機械的產生也產生了重要的作用[4]。

因此，機電一體化技術的發展將會使微型機械產品的開發應用范圍不斷擴展。微型化作為一種發展的趨勢也必將會促進機電一體化技術的進步。

4 結束語

綜上所述，機電一體化技術的發展是人類社會進步的文明成果。同時，機電一體化技術的應用還有待于進一步探索和研究。各種新型技術的大融合將會使機電一體化技術日益成熟。因此，在未來的發展中各大企業應該加大對機電一體化技術的科研力度，研發出更多有利于人類社會生產的機電一體化產品，從而促進國民經濟事業的健康發展。

參考文獻

[1] 孫在輝，李金芳，劉瑞香；論我國機電一體化的發展方向[J]；河南機電高等專科學校學報；2009（04）：15.

[2] 程志剛；李瑞琴；董亞峰；黃莉；；機電一體化產品概念設計理論現狀與展望[J]；中北大學學報；2006（01）：112.

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關鍵詞 機電一體化；采礦工作；煤礦企業

中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）81-0062-02

隨著科技的不斷進步，各種電子計算技術取得了快速發展，自動化、智能化和遙感技術日趨完善和成熟。通過利用自動化技術，采礦行業生產效率大大提高，顯著增加了采礦產品的種類和提高了投入產出比，帶來了巨大的經濟效益。在采礦行業，機電一體化已成為主流技術變革方向，是加快礦山發展的重要促進元素，對我國采礦工業的發展具有十分重要的現實意義。

1 機電一體化的基本概念及其構成要素

1.1機電一體化的內涵

機電一體化是最近幾年新出現的自動化技術，并且很快得到了高速發展，成為許多行業技術改造的重點方向。所謂機電一體化，是指融合了電子信息、機械設備、電腦軟件等多門學科技術為一體的綜合技術，它綜合了不同學科知識和技術特點，將它們有機的整合在一起，形成了一門獨具特色而又具備廣闊發展潛力的技術應用方案，能夠有效提升工業生產效益和效率。

當前，機電一體化技術已得到了十分廣泛的行業應用，在輕重工業領域尤其普及。在采礦領域，機電一體化具有十分突出的作用，它是推行礦山生產自動化的必要條件，也是加快礦山產業轉型的重要促進因素，對于轉變礦山經濟增長方式，實現集約化生產具有長遠的促進作用和現實意義。

1.2機電一體化技術的特點

1）安全性高。機電一體化技術具備十分強大的應用功能，能夠實現自動監控、實時數據傳輸、緊急預警以及自我更新和恢復等智能化操作，對于在生產過程中出現的任何意外情況，例如電路短路、工作負荷過大、電機失靈等問題，都能夠及時檢測并報警，可以有效防范事故風險的發生，不斷提高生產安全性和穩定性，保證良好的安全生產環境，提供企業的綜合生產效益；

2）實操性強。機電一體化技術所采用的各種設備具有高智能化特點，大大降低了人工操作的工作量，使得操作過程更加簡單和規范，避免了由于人工操作帶來的各種失誤，顯著提高了生產過程中的安全性和穩定性。通過機電一體化生產設備生產出來的產品，由于采用了規范的操作步驟和技術處理，使得產品規格和精度更加趨于一致性，能夠有效提高整體產品的達標率，降低次品率，提高產出綜合效益；

3）實用性大。與機電一體化技術相配套的各種設備和儀器，都具有較高的自動化水平和智能化程度，能夠有效提高日常保養和故障檢修工作性能，可以通過提高相關配套儀器和設備的自動化程度來加強整個一體化生產系統的自動化水平，降低人為因素對生產設備操作的不利影響，從而不斷提高生產操作的規范化水準，保證更高水平的工作質量和效率，提高企業的總投入-產出比。

2機電一體化的核心技術構成

通過對機電一體化概念及其特性的論述，那么對于機電一體化的構成，如何推動機電一體化在采礦過程中進行運用，這些都需要我們從如下幾個方面予以重視：

1）機械本體技術。要改善和提高機械設備的總體工作效率，必須從三方面來努力：自身重量、加工精度和產出量。當前，機械加工對象都是各種金屬材料，降低加工自身的設備重量，可以有效提升機械加工效率，一般考慮利用非金屬材料配件來置換不重要的金屬部件。通過降低加工機械設備自重，可以提高加工設備小型化水平，不斷提高加工設備的工作反應速度，降低能耗，提高加工效益。

2）信息處理技術。機電一體化與信息技術的融合程度正在不斷深入和加深。為了提高機電一體化的應用水平和生產力，可以通過信息化改造來實現。例如可以改進生產信息管理系統的工作效率，來提高信息化對促進機械生產力的促進作用。利用信息科技提高工業生產綜合效益，是未來工業技術發展的主要方向之一。

3）信息傳感技術。機電一體化的傳感技術主要是因為它可以通過光纖和電纜傳感器能夠提高其傳感器的安全性以及可靠性，在采礦應用過程中具有很高的安全性能，對防止電磁干擾具有很大的抵抗功能。所以，機電一體化的傳感技術在采礦中的應用就有很大的使用價值和作用。

3機電一體化在煤炭生產中的應用

3.1礦井安全生產監控系統

從實際工作情況來看，許多煤礦使用的監控系統都存在或多或少的問題，其中最突出的問題就是傳感器工作效率不高，在日常工作中，容易出現性能不穩定的情況，使用期限比較短，故障率較高。雖然有不少學者這對整個問題進行了深入的研究，并取得了較大的成果，但是總體上看，還亟待繼續提升和改造其工作性能。

在發達國家中，其科技水平相比發展中國家更高，這些國家的計算機信息技術一直保持在國際領先前列。近年來，計算機及其網絡發展極其迅猛，計算運行效率和速度不斷提升，信息網絡硬件不斷發展，光纜替代了傳統的金屬電纜，信息存儲格式也有單一的數字文字發展到圖片、視頻等更為先進的表達方式，上述技術的發展和進步，為煤礦安全行業技術發展帶來了巨大的促進作用，顯著提高了煤礦安監技術總體水平。我國煤礦安監行業技術也獲得了較快發展，在各種科研機構的努力下，機電一體化技術正在各大礦山推廣和普及。

3.2機電一體化技術在采煤機中的應用

國內礦山機電一體化的一個典型代表就是采煤機的技術改造。1992年，北京煤炭技術研究所與捷克克萊亞公司合作，研制出了國內首臺薄煤層強力爬底板電牽引采煤機，自此之后，國內電牽引采煤機得到了十分迅速的推廣和普及，大大提高了采煤工作效率。與此同時，武漢機械廠、重慶機床廠、長春重型機械生產廠、寶雞煤炭設備加工廠等都開始建造性能更好的電牽引采煤機，贏得了市場的追捧。經過數十年的發展，我國電牽引采煤機技術已日趨完善和成熟，極大促進了國內煤礦行業的綜合生產效益的提高。

3.3機電一體化技術在帶式輸送機中的應用

帶式輸送機在我國各大煤礦生產基地得到了十分廣泛的普及和應用，它具有輸送量大、性能穩定、工作周期短等突出優點，成為近年來煤礦機電一體化技術改造的重點對象。

當前，使用最普遍的是CST可控軟啟動裝置。它具有良好的綜合工作性能，能夠針對煤礦、金屬礦的開采提供超長距離運輸，實踐證明具有較高的工作效率。由于技術條件限制，我國煤礦企業在使用帶式運輸機時，中間驅動點的設計通常不超過三個，這直接影響了輸送機的單位產出和總體工作效率。同歐美等發達國家相比，我國輸送機采用的安監技術相對落后，在使用期限、精度、穩定性以及單位產出方面都稍遜一籌。

4 機電一體化在采礦過程中應用的發展趨勢

在信息技術不斷進步和發展的促進下，機電一體化技術獲得了高速發展機遇。近年來國產的機電一體化裝備正逐步朝著智能化和自動化方向發展，為礦山專門定制的機電一體化設備具有小型化、功能簡單化和穩定性等突出優點，大大提高了礦山生產加工效率，有效降低了人力資本的投入，大大減少了礦山安全事故突發率，為煤礦行業的健康發展作出了突出貢獻。那么機電一體化未來發展趨勢如何，筆者認為主要表現如下幾個方面：

其一，為了推動機電一體化技術在采礦業的廣泛運用，這就需要進一步優化機電一體化技術，比如在信息自控方面還需要加大技術支撐，不斷使其得到完善；

其二，隨著信息技術的不斷發展和升級，機電一體化在近幾年技術日益成熟，并在各領域的運用也取得了一定的成果，所以未來采礦業將可能普及這種技術在采礦過程中的運用，以便于提高其生產效率；

其三，隨著信息技術的發展，未來的機電一體化在采礦業的應用將十分普遍，機器人將有可能在采礦機電一體化的發展中成為研究重點。

5結論

總之，通過本文論述，我們在對機電一體化這項技術逐步了解的前提下，我們深知：對于如何使其在煤礦企業中得到落實和運用還需要很多工作要做，但無論如何，我們必須重視機電一體化在采礦中的作用，最大發揮其在行業中存在的潛在價值，在煤礦企業開采過程中嘗試落實這些技術的應用，為提高煤礦企業生產效率創造良好條件。

參考文獻

[1]張念超.我國煤礦機電一體化技術的發展現狀淺析[J].學術探討，2008，8.

[2]程煒.無人化是煤炭信息化的主要目標[N].中國電子報，2008，10.