機電一體化的主要特征
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇機電一體化的主要特征范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
機電一體化的主要特征范文第1篇
關(guān)鍵詞：機電一體化；應用；發(fā)展趨勢
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼： A
機電一體化是社會生產(chǎn)力發(fā)展的產(chǎn)物，也是多門學科交織發(fā)展的成果。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化在發(fā)展過程中，將會融入越來越多的高科技，從而推動技術(shù)的進一步發(fā)展。在對機電一體化的應用進行分析，對其發(fā)展狀態(tài)要進行細致的分析，發(fā)現(xiàn)其發(fā)展過程中存在的問題。在今后的工作中，對機電一體化存在的問題進行進一步的研究和采取措施進行解決。使機電一體化更好更快的發(fā)展，從而提高其技術(shù)含量，在各個領(lǐng)域中作出更大的貢獻。
1、機電一體化的概述
機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)融合而成，是一種實用性很強的綜合技術(shù)[1]。機電一體化是一種全新的綜合技術(shù)，不是將若干種新技術(shù)隨意組合與拼湊出來的技術(shù)。機電一體化主要有兩個方面：技術(shù)和產(chǎn)品。機電一體化的產(chǎn)品的特征之一是具有非常強的智能化。當前很多的自動化生產(chǎn)設(shè)備都離不開機電一體化，傳統(tǒng)的機械生產(chǎn)的競爭優(yōu)勢主要來依靠企業(yè)的發(fā)展規(guī)模、生產(chǎn)量以及調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，它加強資源的利用率，通過降低成本提高產(chǎn)量和效率以提高經(jīng)濟效益。以機器代替人力，從而轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，提高經(jīng)濟效益。
現(xiàn)代先進的機械制造業(yè)主要以信息為導向，采用先進的生產(chǎn)模式、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)以及先進的現(xiàn)代管理模式。其主要特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化等[2]?，F(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，將現(xiàn)代先進的科學技術(shù)融入其中，充分利用當前發(fā)展迅猛的信息技術(shù)，從而進一步提高制造業(yè)的發(fā)展水平。
2、機電一體化的應用
2.1數(shù)控機床
我國的數(shù)控機床數(shù)量位于世界之首，其生產(chǎn)量飛速增長，位居世界第三。一個國家機床技術(shù)的水平主要在于其數(shù)控機床技術(shù)水平的高低。當前，我國生產(chǎn)的數(shù)控機床在國內(nèi)市場占有31%的份額，其余部分主要被國外產(chǎn)品所占據(jù)，我國的高端數(shù)控機床主要依賴于進口。通過多年的不懈努力，當前我國的數(shù)控機床一體化技術(shù)已趨于成熟，但整體實力及水平與國外相比，仍處于劣勢。我國的數(shù)控機床在未來的發(fā)展中，加強檢測道具破損、物料搬運以及機械手動控制，從而提高數(shù)控機床的利用效率[3]。
2.2自動生產(chǎn)線
自動生產(chǎn)線也是機電一體化技術(shù)的重要發(fā)展方面。當前我國的國民經(jīng)濟發(fā)展過程中，各種自動化生產(chǎn)線和設(shè)備運用于生產(chǎn)中。各類飲料食品的生產(chǎn)均運用自動化生產(chǎn)線和設(shè)備，生產(chǎn)量得到極大的提高。電子技術(shù)和傳感技術(shù)也應用自動生產(chǎn)線，例如可編程序的控制裝置、人機界面系統(tǒng)等，均應用機電一體化技術(shù)。
2.3機器人
機電一體化技術(shù)應用的一個重要成果是機器人。機器人的發(fā)明是二十世紀科技發(fā)展的結(jié)果。一個國家的綜合技術(shù)水平，可以根據(jù)這個國家機器人的建設(shè)以及發(fā)展的水平得出答案。在當前的生產(chǎn)發(fā)展中，機器人在許多工業(yè)領(lǐng)域得到運用，對我國的軍事、醫(yī)療等各類服務事業(yè)發(fā)展起到重要作用。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，機器人及其相關(guān)技術(shù)影響著人們的生活和工作。機器人的技術(shù)融合許多方面的技術(shù)，其中包括自動控制、電子計算機、微電子、人工技能、通訊等方面的技術(shù)，這些技術(shù)融合。機器人可以運用于很多領(lǐng)域之中，完成很多繁雜的工作，提高工作效率和效益，為社會的發(fā)展作出重要的貢獻。
3、機電一體化發(fā)展的趨勢
3.1引入光學技術(shù)
普通的機電一體化系統(tǒng)主要由傳感、能源、信息處理系統(tǒng)以及機械結(jié)構(gòu)等相關(guān)不見構(gòu)成。隨著科技的發(fā)展，光學技術(shù)逐漸引入于機電一體化系統(tǒng)之中。引入光學技術(shù)的機電一體化系統(tǒng)的傳感、動力、信息處理等系統(tǒng)得到進一步的改進，未來機電產(chǎn)品朝著光機電一體化而發(fā)展。
3.2自律分配系統(tǒng)
未來的機電一體化產(chǎn)品，控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)更加的靈活和方便，更夠快速的處理突發(fā)事件，被稱為“自律分配系統(tǒng)”。在此系統(tǒng)之中的各個系統(tǒng)，均能互相獨立進行工作，分支系統(tǒng)服務與總系統(tǒng)，并擁有其“自律性”?？梢愿鶕?jù)具體的情況，作出相應的反應。其特點在于，系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境的變化生成屬于自己的有關(guān)信息，在總的控制之下，改變自己的“行為”。這樣的處理方式，使系統(tǒng)更加的靈活，能夠快速的適用環(huán)境，從而提高工作效率。
3.3智能化
隨著機電產(chǎn)品的“全息”功能越來越強，其只智能化水平逐漸提高。模糊、信息技術(shù)以及軟件、芯片技術(shù)的快速發(fā)展，推動了機電產(chǎn)品的發(fā)展。其內(nèi)部系統(tǒng)從最初的上下結(jié)構(gòu)已經(jīng)變成一個復雜的結(jié)構(gòu)，從而使其愈加智能化。
3.4環(huán)?；?/p>
人類的發(fā)展必須以保護環(huán)境為前提，環(huán)保化，是高科技發(fā)展的的根本也是最終追求。隨著社會的快速發(fā)展，所消耗的資源越來越多，在這樣的發(fā)展情況之下，如何進行資源回收再利用，提高資源的利用率，減輕環(huán)境污染，是今后生產(chǎn)發(fā)展需要重視的課題。因此，要求在運用機械設(shè)備進行生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，都要將環(huán)保因素納入其中。機電一體化技術(shù)朝著環(huán)保化發(fā)展，有利于社會可持續(xù)發(fā)展。
3.5網(wǎng)絡(luò)化
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)進行良好的融合，從而進一步提高其技術(shù)含量。隨著網(wǎng)絡(luò)時代的帶來，人們的生產(chǎn)和生活發(fā)生了很大的變化，生產(chǎn)、教育、科技、軍事等均因為運用網(wǎng)絡(luò)而進一步發(fā)展。遠程監(jiān)控技術(shù)的終端設(shè)備是以機電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備，而當前遠程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展積極引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因此，機電一體化技術(shù)想要與時俱進，進一步提高其競爭、創(chuàng)新力，需要引入網(wǎng)絡(luò)，促進資源共享，提高其科技含量。
結(jié)束語
機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展是社會發(fā)展到一定階段得出的產(chǎn)物，進一步運用于社會各行業(yè)的發(fā)展之中，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益，不斷的推進社會的發(fā)展。在發(fā)展機電一體化技術(shù)的過程中，要注意將更過的先進技術(shù)融入其中，提高其技術(shù)含量。在發(fā)展的同時，要注意其環(huán)保性，將環(huán)保元素融入其中，從而和諧可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1]郭廣超. 機電一體化技術(shù)的應用及發(fā)展趨勢探討[J]. 電子世界，2014，06：196.
機電一體化的主要特征范文第2篇
[摘 要] 隨著技術(shù)的發(fā)展和應用領(lǐng)域的不斷推廣，機電一體化的發(fā)展越來越快，分析機電一體化發(fā)展狀況和總體的趨勢，可以讓人們把握發(fā)展方向，再度創(chuàng)新。
[關(guān)鍵詞] 機電一體化；電子技術(shù)；機電技術(shù)；定位控制
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 072
[中圖分類號] TP311 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）07- 0152- 03
0 前 言
幾十年以來，高新技術(shù)推動了遠程操控無人值守系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展并取得了巨大進步，其發(fā)展趨勢和主要特征如下：①具有比較明顯的機電化屬性。而更為重要的是其改變了以往的純C械屬性。②高新技術(shù)帶來嶄新的生命力。遠程操控無人值守系統(tǒng)在高新技術(shù)推動下成為多種技術(shù)的綜合體。③我國遠程操控無人值守系統(tǒng)技術(shù)以機電融合技術(shù)為基礎(chǔ)。自動化、自主化和智能化是我國遠程操控無人值守系統(tǒng)發(fā)展的方向。 在機械技術(shù)、信息技術(shù)與電子技術(shù)進行有機結(jié)合的條件下，機電一體化技術(shù)成為一種最新的技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)過程和工業(yè)產(chǎn)品的整體優(yōu)化。遠程操控系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)進一步發(fā)展的結(jié)晶，它結(jié)合了機械、微電子與計算機、精密機械、自動控制與驅(qū)動裝置、傳感器及信息處理技術(shù)、人工智能等多個學科領(lǐng)域的最新科研成果。
1 國內(nèi)外機電一體化發(fā)展狀況
1.1 發(fā)展概述
機電一體化起源于日本，伴隨著電子信息技術(shù)向傳統(tǒng)機械產(chǎn)品滲透的過程中產(chǎn)生了機電一體化，其發(fā)展大致分為三個階段。
初級階段即20世紀前期是第一階段。在第一階段期間，由于初步發(fā)展的電子技術(shù)對機械產(chǎn)品的性能的優(yōu)化。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，為適應戰(zhàn)爭的迫切需要，電子技術(shù)進一步優(yōu)化了純機械產(chǎn)品的性能，在戰(zhàn)爭結(jié)束后，與軍用技術(shù)相結(jié)合的機電技術(shù)轉(zhuǎn)為民用，此新興技術(shù)加速了戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復。那個時期研制及開發(fā)整體上處于自發(fā)階段。因為當時的電子技術(shù)發(fā)展水平還不是很高，電子技術(shù)和機械技術(shù)還不能很好的結(jié)合與滲透，導致已開發(fā)的產(chǎn)品不能得到大量快速地推廣。
20世紀中后期為第二階段，機電技術(shù)得到迅猛發(fā)展。這一階段，控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展又為機電一體化的快速發(fā)展埋下深基。除此之外，機電一體化的發(fā)展以大規(guī)模型和超大規(guī)模的微型 PC 和集成電路為中心。該時期的特點：①機電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品快速發(fā)展；② mechatronics 一詞起源于日本，該詞直到20世紀80年代末才在世界范圍內(nèi)被廣泛承認；③機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品均受到各國的關(guān)注和支持。
20世紀末期，機電一體化技術(shù)邁向智能化方向舞臺。發(fā)展出微機電一體化和光機電一體化等新分支領(lǐng)域；與此同時，開創(chuàng)了以光纖技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域推動的發(fā)展新紀元。諸多研究促進機電一體化進一步發(fā)展并更加完善。
1.2 機電一體化裝置主要完成功能及組成
凡是系統(tǒng)，其內(nèi)部都有動力、檢測、控制等功能。機電一體化系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)動力和運動的轉(zhuǎn)換和傳遞，動力功能是向系統(tǒng)提供動力，能量應與動力和運動的傳遞和轉(zhuǎn)換相匹配。使系統(tǒng)得以正常運轉(zhuǎn)。對整個系統(tǒng)的內(nèi)部信息、外部信息加工處理，控制系統(tǒng)實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)，并實現(xiàn)其工作目的。機電一體化裝置及系統(tǒng)由以機械部分、信息檢測控制部分和驅(qū)動單元等為主體部分組成，如圖1所示。
此系統(tǒng)在電動驅(qū)動方式下，利用部分信息處理指令，規(guī)定的運動即可在驅(qū)動執(zhí)行部分作用下完成。檢測部分將檢測到的信息送回信息處理與控制部分，作為發(fā)送信息的依據(jù)。傳動部分由光桿、滾珠絲杠副組成，驅(qū)動部分由電機組成，信息處理和控制部分作為信息處理和控制的核心，它將傳感器檢測的信號，根據(jù)一定的算法，對數(shù)據(jù)和信息進行存儲、變換等處理，并通過接口向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令，完成規(guī)定的動作，同時，電源部分為系統(tǒng)提供所需的動力和能量。
2 國內(nèi)外機電一體化發(fā)展的趨勢
2.1 智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一， 也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。目前， 專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法，是機電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)） 實現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù)，它們各自獨立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動， 并會對制造中出現(xiàn)的問題進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。例如，在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
2.2 集成模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的任務，研制具有標準化的機械接口，動力接口，信號接口很有必要。模塊化也給機電一體化企業(yè)帶來美好的發(fā)展未來。
2.3 微型化
微型化是指機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。它是一個新興的、多學科交叉的高科技領(lǐng)域，面臨許多課題，涉及許多關(guān)鍵技術(shù)。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應用前景。微型機械加工技術(shù)作為微型機械的最關(guān)鍵技術(shù)，也必將有一個大的發(fā)展。硅加工、LIGA加工和準LIGA加工正向著更復雜、更高深度適合各種要求的材料特性和表面特性的微結(jié)構(gòu)以及制作不同材料特別是功能材料微結(jié)構(gòu)，更易于與電路集成的方向發(fā)展，多種加工技術(shù)結(jié)合也是其重要方向。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
2.4 系統(tǒng)化
系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。 它的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除R S232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要以及模仿生物機理等方面的產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
2.5 自源化
自源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。
2.6 環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)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(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。
主要參考文獻
機電一體化的主要特征范文第3篇
關(guān)鍵詞：機電工程技術(shù)；應用及其自動化；問題
機電一體化是當今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階段也是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物，是以計算機為主要特征的自動化技術(shù)。如果說機械系統(tǒng)處理的對象是運動、力、物質(zhì)和能量，電子系統(tǒng)處理的對象是信息和知識，則機電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能，而且還有處理信息和知識的能力。
1機電技術(shù)應用的內(nèi)容含義
1.1機器的構(gòu)造及工作原料
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗.提高效率。
1.2傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面.提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電生產(chǎn)機器的構(gòu)造一般都是由主體部位的發(fā)動機、曲柄連桿、配氣、纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢起動、傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等構(gòu)成，要提高機器的工作效率，必須從測技術(shù)。其主體部位改善性能、減輕質(zhì)重和提高運轉(zhuǎn)精度等方面考慮。
1.3信息處理技術(shù)
機器產(chǎn)品一般以鋼鐵材料為主，已經(jīng)不具備很強的市場競爭能力要機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設(shè)備（特別是微型想改進機器的效率不但要從結(jié)構(gòu)上加以改進，還應該多考慮利用非傳計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高非傳統(tǒng)鋼鐵材料為主的生產(chǎn)概念，如用非金屬復合材料或者更高層次的信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸金屬材料。當機器主體重量減輕了，方能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的功率的最大入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。減少不必要的能量消耗，提高機器的工作效率。
2驅(qū)動技術(shù)
2.1提高弱電控制線路
電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還提高弱電控制線路關(guān)鍵在于提高部件間的綜合性能。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制傳感器、信息處理設(shè)備、軟件等方面進行提高。專用組件一傳感器一電機三位一體的伺服驅(qū)動單元驅(qū)動機最為廣泛使用的是電機，但其工作效率及響應速度還存在著諸多問題，我們面對此類問題要更為全面的發(fā)展新型的驅(qū)動單位，如驅(qū)動單元中裝了編碼器的電機以及控制專用組件、傳感器等多位一機的伺服驅(qū)動單元傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。微型計算機作為信息處理設(shè)備的主要設(shè)備，大大推進了機電技術(shù)應用與微電子學的進步。為進一步發(fā)展機電技術(shù)應用，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性、準確性、快速性等特點。最大程度的提高處理速度，并解決好抗干擾及其它可能出現(xiàn)的問題。除此之外，在與信息處理設(shè)備進去通信時，必須規(guī)范數(shù)據(jù)傳遞的格式，采用同一標準.這樣不僅有利于信息傳遞和后續(xù)維修。而且可以簡化設(shè)計流程，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才，除低開發(fā)成本、開發(fā)高速傳遞方式。以便解決日后更為大容量化的機器運作能力。
2.2機電一體化的核心技術(shù)
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。
2.3接口技術(shù)
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
2.4軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
3結(jié)束語
綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求，它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化，大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
參考文獻：
機電一體化的主要特征范文第4篇
[關(guān)鍵詞]高職院校教學改革；任務驅(qū)動教學法；機電一體化
引言：機電一體化技術(shù)即結(jié)合應用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應用范圍愈來愈廣。隨著科技的迅速發(fā)展，高職院校培養(yǎng)既懂理論又會實際操作的高素質(zhì)技能型人才勢在必行。傳統(tǒng)的教學方法采用由淺入深，循序漸進式的授課方式，教師是主角，學生被動地接受，往往容易造成學生學習目的不明確，學習主動性不高，動手解決實際問題的能力不強。畢業(yè)以后不能很快地融入社會。為了提高教學效果，調(diào)動學生的學習積極性。我在機電一體化專業(yè)的實際教學中運用了任務驅(qū)動教學法獲得了非常好的教學效果。
1 任務驅(qū)動教學法概念的闡述
任務教學法最初作為交際式語言教學的方法之一，產(chǎn)生于20世紀80年代末，是外語教學界提出的“過程教學大綱”（process syllabuses）的產(chǎn)物，旨在把語言教學真實化，把課堂社會化。任務教學的基本思想就是“干中學”，通過學生參與活動，而不是靠教師或書本使學生體驗語言在日常生活中解決問題、處理矛盾時的適用方式，側(cè)重培養(yǎng)語言的運用能力而不僅僅是語言的習得。后來這一教學方法作為一種模式為其他學科的教學所借鑒。 在職業(yè)教育領(lǐng)域，任務驅(qū)動法教學模式是指以完成某一實際任務為中心展開一系列教學活動。學生在教師指導下，面對真實世界的挑戰(zhàn)，在完成任務過程中進行學習。偏重于包括智力在內(nèi)的多種技能的訓練，特別適合培養(yǎng)職業(yè)能力、職業(yè)態(tài)度的教學。
2 任務驅(qū)動教學法概念的具體應用
任務驅(qū)動教學法實施的前提是教師首先要對學生的知識結(jié)構(gòu)要有一定的了解。具體可以分一下幾步實施：
2.1 創(chuàng)設(shè)情境：使學生的學習能在與現(xiàn)實情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生。
需要創(chuàng)設(shè)與當前學習主題相關(guān)的、盡可能真實的學習情境，引導學習者帶著真實的任務進入學習情境，使學習更加直觀和形象化。生動直觀的形象能有效地激發(fā)學生聯(lián)想，喚起學生原有認知結(jié)構(gòu)中有關(guān)的知識、經(jīng)驗及表象，從而使學生利用有關(guān)知識與經(jīng)驗去同化或順應所學的新知識，發(fā)展能力。
2.2 確定問題（任務）：在創(chuàng)設(shè)的情境下。選擇與當前學習主題密切相關(guān)的真實性事件或問題（任務）作為學習的中心內(nèi)容，讓學生面臨一個需要立即去解決的現(xiàn)實問題。
問題（任務）的解決有可能使學生更主動、更廣泛地激活原有知識和經(jīng)驗，來理解、分析并解決當前問題，問題的解決為新舊知識的銜接、拓展提供了理想的平臺，通過問題的解決來建構(gòu)知識，正是探索性學習的主要特征。
2.3 自主學習、協(xié)作學習：例如以廣東三向教學儀器設(shè)備有限公司的SX-815Q機電一體化設(shè)備為載體，以加蓋擰蓋單元為例。
2.3.1 初始位置： 主皮帶：處于停止狀態(tài)；加蓋推料氣缸，加蓋擰蓋定位氣缸，加蓋擰蓋氣缸：處于收回狀態(tài)；擰蓋電機：處于停止狀態(tài)。
2.3.2 “單機”工作狀態(tài)下按“啟動”按鈕，或者“聯(lián)機”狀態(tài)下，主站給出“啟動”信號后，系統(tǒng)進入運行狀態(tài)，“啟動”指示燈亮，主皮帶開始運行；加蓋位檢測到物料瓶時，延時0.5S，當物料瓶到達加蓋位置，皮帶停止，同時加蓋定位氣缸伸出，準確將物料瓶頂緊；瓶蓋料筒檢測到有蓋信號，加蓋伸縮氣缸推出瓶蓋，加蓋升降氣缸下降，同時加蓋伸縮氣缸縮回，將瓶蓋加到物料瓶上后加蓋升降氣缸上升，加蓋完成，加蓋定位氣缸退回，皮帶運轉(zhuǎn)；擰蓋位檢測到物料瓶時，延時0.5S，當物料瓶到達擰蓋位位置，皮帶停止，同時擰蓋定位氣缸推出，擰蓋電機運轉(zhuǎn)，擰蓋升降氣缸慢慢下降，擰蓋電機對加蓋后的物料瓶擰緊，完成后擰蓋升降氣缸上升，擰蓋電機停止，擰蓋定位氣缸退回，皮帶運轉(zhuǎn)，送入下一單元，并如此循環(huán)下去。
2.3.3 在“單機”工作狀態(tài)下按“停止”按鈕，或者“聯(lián)機”狀態(tài)下主站給出“停止”信號，“停止”指示燈亮，皮帶停止運行，定位氣缸保持在當前位置，其他氣缸回到初始狀態(tài)。
2.3.4 在“單機”工作狀態(tài)下按“復位”按鈕，或者“聯(lián)機”狀態(tài)下主站給出“復位”信號、“復位”指示燈，定位氣缸復位到初始狀態(tài)。再按下“啟動”按鈕，設(shè)備又能正常運行下去。每次按下一個按鈕，只有相應的指示燈亮。根據(jù)上述任務，不是由教師直接告訴學生應當如何去解決面臨的問題，而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索，如需要搜集哪一類資料。從何處獲取有關(guān)的信息資料等，強調(diào)發(fā)展學生的自主學習能力。
2.3.5 效果評價：對在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務的每一位同學進行評價。有完成任務的同學進行操作講解，其他同學觀摩，使每一位同學都認識到別人的優(yōu)點和不足。對學習效果的評價主要包括兩部分內(nèi)容，一方面是對學生是否完成當前問題的解決方案的過程和結(jié)果的評價，即所學知識的意義建構(gòu)的評價，而更重要的一方面是對學生自主學習及協(xié)作學習能力的評價。評價既要有老師的評價更要有同學之間的評價。
3 任務驅(qū)動教學法小結(jié)
任務驅(qū)動教學法體現(xiàn)了“學生為主體”的教學思想，改變了傳統(tǒng)教學法的教師講、學生聽的教學模式，學生在學習中起主體作用，是學習的主人，教師由在教學中起組織、引導、促進、評價、咨詢的作用。同時任務驅(qū)動教學法更容易激發(fā)和保持學生的學習積極性，在教學中隨著一個個任務的完成，學生一個跟一個成就感的產(chǎn)生，學生學習信息技術(shù)的興趣、自信油然而生，改變了傳統(tǒng)教學中學生無所適從的局面，使學生在學習中充滿自信。任務驅(qū)動教學法不但可以鍛煉學生的合作精神和溝通能力，而且可以促進學生在學習過程中表達自己的見解、聆聽他人的意見、理解他人的想法，促進了學生思維能力的培養(yǎng)，提升了學生的信息素養(yǎng)。任務驅(qū)動教學法在培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力、提高學習效果、促進學生的個性化發(fā)展、增強學生探索精神、鍛煉學生頑強意志等方面有很好的促進作用。
參考文獻：
機電一體化的主要特征范文第5篇
1 引言
所謂的工業(yè)4.0，是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)將生產(chǎn)中的供應，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達到快速，有效，個人化的產(chǎn)品供應。而在如今制造業(yè)開始逐步應用智能化技術(shù)的背景下，工業(yè)4.0的出現(xiàn)，則能更好的推動制造業(yè)智能化技術(shù)的發(fā)展?；诖?，本文就工業(yè)4.0推動制造業(yè)智能化技術(shù)的發(fā)展進行了探討，相信對有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。
2 智能技術(shù)系統(tǒng)
2.1 三大技術(shù)發(fā)展加速催生新一代技術(shù)系統(tǒng)
進入21世紀以來，信息與通信技術(shù)取得了突破性進展，出現(xiàn)了如下3個重要的技術(shù)發(fā)展趨勢。
(1)電子部件的微小型化。
隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的突破、電子設(shè)計自動化的廣泛應用以及半導體工藝的迅速發(fā)展，新型微控制器和8核、16核等多核微處理器研發(fā)速度明顯加快，新產(chǎn)品不斷問世。這些新型電子部件具有集成度高、可靠性與性能價格比高、抗干擾能力強以及功耗低等優(yōu)點;平行計算功能極大地提高了信息處理能力，為智能技術(shù)系統(tǒng)的研發(fā)創(chuàng)造了優(yōu)越的硬件條件。
(2)軟件成為創(chuàng)新的驅(qū)動力。
由于功能的增加、產(chǎn)品用戶特定需求的增加、交付要求不斷變化、不同技術(shù)學科和組織日益融合以及不同的公司間合作形式迅速變化等原因，工業(yè)產(chǎn)品及其相關(guān)的制造系統(tǒng)變得越來越復雜。特別是具有嵌入式軟件的系統(tǒng)，其復雜性還在快速地增加，管理這樣復雜的系統(tǒng)，其難度越來越大。
(3)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。
過去二十年，互聯(lián)網(wǎng)很好地解決了人與人之間的互聯(lián)互通，并顛覆了與人密切相關(guān)的一些傳統(tǒng)行業(yè)。今后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)將要實現(xiàn)物與物的互聯(lián)互通，進而實現(xiàn)信息世界與物理世界的融合，于是產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)。工廠生產(chǎn)系統(tǒng)需要完成控制功能，為了將控制技術(shù)融入互聯(lián)網(wǎng)，在將物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的同時，也要將計算與通信嵌入實物過程，并使其與實物過程密切互動，從而出現(xiàn)了信息物理融合系統(tǒng)，又稱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，它將互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展推向了新高度。
2.2 智能技術(shù)系統(tǒng)的定義與特征
以上3個技術(shù)發(fā)展趨勢加速了機電一體化系統(tǒng)的升級。新一代技術(shù)系統(tǒng)將以機械學、電氣/電子學、控制工程、軟件技術(shù)和新材料的緊密相互作用為基礎(chǔ)，通過“嵌入式智能”產(chǎn)生一種超越機電一體化的新系統(tǒng)。在這里，信息技術(shù)將與諸如認知科學、神經(jīng)生物學和語言學等非技術(shù)學科相融合，跨學科融合不斷研發(fā)出過去只是在生物系統(tǒng)中才使用的新的集成方法、技術(shù)和規(guī)范，使用這些方法、技術(shù)和規(guī)程可以將感知、認知和執(zhí)行功能集成融入技術(shù)系統(tǒng)，這樣的技術(shù)系統(tǒng)稱作智能技術(shù)系統(tǒng)。
智能技術(shù)系統(tǒng)具有自動適配功能，適應力強，并且使用方便。同時，系統(tǒng)還具有節(jié)約資源、可進行直觀操作以及可靠性高等特點。
通常，智能技術(shù)系統(tǒng)都具有如下主要特征。
適應性，即智能技術(shù)系統(tǒng)能夠與所處的環(huán)境相互交互，并能自治地適應它們的運行模式。按照這種方式，在設(shè)計人員設(shè)定的框架內(nèi)，智能技術(shù)系統(tǒng)能夠在運行期間逐步完善，從而確保它們能夠長期保持最佳使用狀態(tài)。
堅固性，即智能技術(shù)系統(tǒng)能夠在動態(tài)環(huán)境中靈活和自治地運行，甚至能夠在開發(fā)設(shè)計者不希望或未曾預見到的環(huán)境中運行。系統(tǒng)能夠處理不確定或者不足的信息，確保至少達到某種使用等級，滿足各種要求。
可預期性，即以經(jīng)驗積累的知識為基礎(chǔ)，智能技術(shù)系統(tǒng)能夠預測未來的效果和可能的情況。按照這種方式，系統(tǒng)能夠早期識別出風險，并能及時選擇和執(zhí)行適合的策略，迅速解決問題。這樣一來，系統(tǒng)就能夠更有效地實現(xiàn)目標。
用戶友好性，即智能技術(shù)系統(tǒng)能夠適應用戶指定的特性，能與用戶進行合理的交互。對用戶而言，系統(tǒng)具有一定的理解能力。
3 認知信息處理參考模型及其模塊的研制
3.1 非認知系統(tǒng)與認知系統(tǒng)
信息處理方法是推動機電一體化向智能技術(shù)系統(tǒng)升級的主要推動力。機電一體化系統(tǒng)與智能技術(shù)系統(tǒng)的信息處理方法是不同的。機電一體化系統(tǒng)在傳感器和執(zhí)行機構(gòu)之間提供一種反應式和固定的耦合。而智能技術(shù)系統(tǒng)則類似于具有認知的生物，能夠變更這些耦合。認知處理不會取代直接的和反應式耦合，它會與后者共存。認知系統(tǒng)和非認知系統(tǒng)的比較如圖1所示。
3.2 認知信息處理參考模型
如上所述，認知科學完全參照認知生物的行為，以此為基礎(chǔ)創(chuàng)建了智能信息處理技術(shù)。因此，評價一個系統(tǒng)是否具有“智能“，應該看該技術(shù)系統(tǒng)是否具備如下3個特殊的特征：
(1)主動嵌入到環(huán)境中，并能夠與所處的生產(chǎn)場景環(huán)境交換信息;
(2)借助周圍環(huán)境與系統(tǒng)相關(guān)信息的內(nèi)部表達，產(chǎn)生靈活的、與環(huán)境相適應的控制動作;
(3)具有學習和參與綜合信息處理的能力。
3.3 操作器-控制器智能模塊的研制。
為了實現(xiàn)STRUBE認知信息處理3層模型，德國帕德博恩大學Jugen Gausemeier教授領(lǐng)導的研發(fā)人員開發(fā)了用于自尋最優(yōu)系統(tǒng)的操作器-控制器模塊。在這里，信息處理分成3級，即控制器、條件反射操作器和認知操作器。
控制器的主要任務是按照更優(yōu)的方式控制基本系統(tǒng)的動態(tài)性能。其控制回路是獲取測量信號和確定調(diào)節(jié)信號十分有效的鏈路，因此稱它為“原動”回路。該級軟件在硬實時條件下運行。大量控制器配置能夠由控制器本身完成。
條件反射操作器的操作能夠監(jiān)視和指揮控制器。它不能直接訪問系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu);但是它能夠通過改變參數(shù)和結(jié)構(gòu)，完成對控制器的修改。條件反射操作器本質(zhì)上是面向事件的，它與控制器緊密相連，其按硬實時方式處理事件。作為認知操作器的連接部件，條件反射操作器可以當作控制器和那些軟實時或不能實時工作的部件之間的接口。它將進入的信號過濾，并將其送給下一級。條件反射操作器負責若干OCM之間的實時通信，這些OCM一起構(gòu)成一個自尋最優(yōu)控制系統(tǒng)。
認知操作器位于OCM的最高一級，系統(tǒng)能夠采用各種方法(諸如學習方法、基于模型的最佳化方法或基于系統(tǒng)的知識的系統(tǒng)方法)，去使用它本身和其周圍環(huán)境的信息，以提升它自身的性能。在這里，特別要強調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)自尋最優(yōu)的認知能力。
4 智能子系統(tǒng)與智能網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)
智能技術(shù)系統(tǒng)具有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)形式，即智能子系統(tǒng);另一種是組群結(jié)構(gòu)形式，稱作智能網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。
對于大型機械裝備或生產(chǎn)流水線，為了完成各種各樣的功能，通常都由幾個子系統(tǒng)構(gòu)成，它們被看成是一個相互作用的組合體。這些智能子系統(tǒng)在地理位置上是分散的，通常采用分布式結(jié)構(gòu)，它們彼此之間需要進行通信和協(xié)調(diào)，從而形成了網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。但是，由此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的功能作用僅能通過單個系統(tǒng)間的交互作用呈現(xiàn)出來。無論是網(wǎng)絡(luò)還是單個系統(tǒng)的角色都是靜態(tài)的，而要完成整體功能作用，就需要借助于通過動態(tài)改變來實現(xiàn)。在過去，這完全是分開考慮的問題，諸如一方面是云計算，另一方面是嵌入式系統(tǒng)?，F(xiàn)在，我們可以采用最新的信息物理融合系統(tǒng)(CPS)的途徑進行集成。
5 智能技術(shù)系統(tǒng)的實現(xiàn)
從2007年開始，德國科技創(chuàng)新主要依靠分布在全國各地的15個前沿技術(shù)創(chuàng)新集群，每個集群都主攻一個專業(yè)方向。“it’s OWL”北威州創(chuàng)新集群專注于智能技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)品與系統(tǒng)的研發(fā)，它是歐洲具有最強產(chǎn)品開發(fā)能力的地區(qū)之一，其愿景是成為全球智能技術(shù)系統(tǒng)市場和技術(shù)的領(lǐng)導者。該集群共有174個成員，包括25個工程和顧問咨詢公司、25個核心公司和78個基本公司、6個高等院校以及10個競爭力中心。2012年2月，某教研部投入1億歐元，支持45個產(chǎn)品和生產(chǎn)的研發(fā)項目，計劃用5年時間完成。這些項目分為平臺、創(chuàng)新及可持續(xù)項目3種類型。
平臺項目，即為推動集群內(nèi)各家公司在今后幾年內(nèi)進入智能技術(shù)系統(tǒng)業(yè)務領(lǐng)域，以及實現(xiàn)技術(shù)成果向大量中小型企業(yè)轉(zhuǎn)移，創(chuàng)建自尋最優(yōu)控制系統(tǒng)、人機交互、智能網(wǎng)絡(luò)、能源效率以及系統(tǒng)工程等5個最基本的技術(shù)平臺。
創(chuàng)新項目，即系統(tǒng)集群內(nèi)的核心公司為實現(xiàn)戰(zhàn)略目標，基于上述技術(shù)平臺，開發(fā)子系統(tǒng)、系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)等具體產(chǎn)品和解決方案。
可持續(xù)項目，即這些項目研究采取7種有效措施，在政府計劃支持的時間結(jié)束后，仍然能保持長期的可持續(xù)性。特別是在這些項目內(nèi)，中小型企業(yè)在今后幾年仍然能夠自身實現(xiàn)智能技術(shù)系統(tǒng)的開發(fā)工作。
6 工業(yè)4.0智能自適應生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)品與應用
某公司為了實現(xiàn)工業(yè)4.0“智能生產(chǎn)”戰(zhàn)略目標，按照智能技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)概念，研發(fā)了自適應生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用分散式模塊化結(jié)構(gòu)，并使用公司最新研制的即插即生產(chǎn)智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。分散式模塊化結(jié)構(gòu)意味著整個生產(chǎn)過程所使用的機械、控制和通信系統(tǒng)全部采用模塊化設(shè)計，這就使得生產(chǎn)制造系統(tǒng)能夠按照工藝和生產(chǎn)的要求任意組合，系統(tǒng)的適應性可以通過插入或移除其中的模塊來實現(xiàn)。
即插即生產(chǎn)技術(shù)具有自尋最優(yōu)特性和即插即生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)自配置功能。自配置功能是建立在實時通信系統(tǒng)的自配置方法和生產(chǎn)系統(tǒng)、模塊和部件語義自描述能力的基礎(chǔ)上，無須使用任何工程工具。生產(chǎn)制造系統(tǒng)通過分析與理解外界及自身的信息，對系統(tǒng)中各組成部分進行自動協(xié)調(diào)、重組與擴充，實現(xiàn)對產(chǎn)品的數(shù)量、種類、性能和質(zhì)量的自動適應，從而最佳地完成不斷變化的工作任務。該自適應生產(chǎn)系統(tǒng)已成功用于公司的I/O裝置生產(chǎn)線，取得了滿意的效果。按照計劃，自適應生產(chǎn)技術(shù)與系統(tǒng)產(chǎn)品即將推向市場。與此同時，“it’s OWL”創(chuàng)新集群的各成員公司也將分批各種類型的智能技術(shù)系統(tǒng)的產(chǎn)品和系統(tǒng)，并在傳統(tǒng)的機電一體化系統(tǒng)用戶領(lǐng)域推廣應用。這些創(chuàng)新的技術(shù)與產(chǎn)品，將為制造企業(yè)，特別是中小型制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)造理想的條件，也為工業(yè)4.0的實現(xiàn)提供了具體路徑和解決方案。
7 結(jié)束語
綜上所述，工業(yè)4.0的出現(xiàn)，對于機械制造和電氣工程等領(lǐng)域來說有著重要的意義。而隨著我國制造業(yè)逐漸邁向智能化，針對工業(yè)4.0的戰(zhàn)略目標，我們需要采取更為有效的技術(shù)措施，進一步推動制造業(yè)的智能化技術(shù)發(fā)展，從而提高我國制造業(yè)的科技水平。
