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篇1

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)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(jī)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(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）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)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(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入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四）驅(qū)動技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。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(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六）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(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時完成多個獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動搬運(yùn)小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)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。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行任意的剪裁和組合，同時尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)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(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、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(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)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(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻(xiàn)】：

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2、芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

篇2

1.2在飲料行業(yè)中的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機(jī)電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機(jī)械的開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造過程中的應(yīng)用。不僅使單機(jī)的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高，使其競爭能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類設(shè)備?？梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其國內(nèi)、國際競爭能力。

1.3在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

1.3.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。

1.3.2現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)現(xiàn)場總線技術(shù)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。

1.3.3交流傳動技術(shù)隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

1.3.4開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。

1.3.5分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1智能化智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)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(hù)帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2數(shù)字化微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。

2.3模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。

2.4網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變革。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

2.5自源化自源化是指機(jī)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(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨(dú)特的好處。

2.6人性化人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說更自然，更接近生活習(xí)慣。

2.7微型化微型化是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機(jī)電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

2.8綠色化工業(yè)發(fā)達(dá)給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果，所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3結(jié)束語

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，有利實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟(jì)效益與社會效益。

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日益走向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。本文對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并對其發(fā)展進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化應(yīng)用發(fā)展

參考文獻(xiàn)：

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機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護(hù)等。也就是說，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。（2）20世紀(jì)70—80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國家相比，仍有相當(dāng)差距。

3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3．2模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)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(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定出國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3．3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到、質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3．4微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3．5環(huán)保化

工業(yè)的發(fā)達(dá)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(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)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(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3．6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行任意剪裁和組合，同時尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)。一般除RS232外，還有RS485等智能化通信接口。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化；另一層是模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)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和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)：

［1］李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)［M］．北京：科學(xué)出版社，2004.

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一、概述

煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品是把各項(xiàng)高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術(shù)包括：微電子、計(jì)算機(jī)、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，開始利用機(jī)電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進(jìn)行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識到，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

二、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

2.1礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求，那么隨之對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式，主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機(jī)在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機(jī)，它采用機(jī)電一體化技術(shù)把電機(jī)和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

在我國，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡?。另外，?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護(hù)等功能，如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個很好的開始。目前，我國直徑在兩米以上的提升機(jī)有1700多臺，其中90%為交流提升機(jī)，并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng)，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機(jī)多數(shù)為發(fā)電機(jī)拖動，雖有部分可控硅供電系統(tǒng)，也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單，程序設(shè)計(jì)起來也比較容易，不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強(qiáng)，因此，它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進(jìn)行長時間工作。

2.2綜合機(jī)械化采煤1970年，我國自主設(shè)計(jì)制造裝配了第一套綜合機(jī)械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)使用，一直試驗(yàn)使用到80年代后期，這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國的煤礦綜合機(jī)械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動了煤礦自動化的發(fā)展進(jìn)程，同樣，采煤機(jī)也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心，采用電液控制，移架自動化得以實(shí)現(xiàn)。另外，對工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動化控制。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機(jī)電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、對我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

在20世紀(jì)，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個環(huán)節(jié)，但相對國外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。:

應(yīng)提高我國煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度；以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制；煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時能快速地對所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測；要對礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號的測量，并保證其測量準(zhǔn)確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動化生產(chǎn)。

四、結(jié)束語

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ)，更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù)，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝備等方面的應(yīng)用和推廣，大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力，同時，為實(shí)現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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二、信息技術(shù)簡介

（一）信息技術(shù)的特點(diǎn)以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)為代表的信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，為職業(yè)教育“一體化教學(xué)”改革創(chuàng)造了一種全新的教學(xué)手段。通過圖、文、聲、像等多種媒體在教學(xué)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了用語言無法表述清楚的教學(xué)內(nèi)容，對突破教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)有非常大的幫助。

（二）信息技術(shù)的優(yōu)勢

1.多媒體技術(shù)可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣興趣是推動學(xué)生學(xué)習(xí)的直接動力，只有使學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，才能達(dá)到獲取知識、發(fā)展能力的目的。多媒體技術(shù)有刺激感官的作用，在教學(xué)中，充分利用多種感官實(shí)現(xiàn)多渠道信息的傳遞，加強(qiáng)學(xué)生對知識認(rèn)知的透明度，可以提高學(xué)生對知識的吸收和消化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.信息技術(shù)對教學(xué)內(nèi)容具有可塑性信息技術(shù)采用新的教學(xué)媒介，通過數(shù)字化的文本、數(shù)字化的圖像、數(shù)字化的聲音、數(shù)字化的錄像、數(shù)字化的多媒體和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等多種形式，為多種形式展現(xiàn)同一概念提供了可能，同時也為一體化教學(xué)提供了可能。教育設(shè)計(jì)者可以根據(jù)教學(xué)任務(wù)、教學(xué)對象選用相應(yīng)的媒介，使學(xué)生更清晰、直觀地感受教學(xué)內(nèi)容。

3.信息技術(shù)的教育評價信息技術(shù)的交互能力為雙向評價提供了可能，讓我們不但能評價學(xué)習(xí)結(jié)果，還能對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評估。通過評估學(xué)習(xí)過程，我們能了解學(xué)生采取了什么樣的策略和方法，缺乏什么策略和方法，環(huán)境中的哪些因素影響了學(xué)生對方法的選擇，什么樣的新策略能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格。

三、信息技術(shù)在一體化教學(xué)中的應(yīng)用

信息技術(shù)在一體化教學(xué)中的應(yīng)用，把教師的講授和學(xué)生的練習(xí)之間的距離縮短，實(shí)現(xiàn)了“做中學(xué)，做中教”的一體化教學(xué)。具體有以下幾個方面的應(yīng)用。

（一）網(wǎng)絡(luò)在一體化教學(xué)中的應(yīng)用

1.多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的應(yīng)用使用多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行一體化教學(xué)，可以讓學(xué)生通過計(jì)算機(jī)在線聽教師的講授課程，同時還可以在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行練習(xí)。這樣，教師可以將理論教學(xué)與實(shí)踐操作訓(xùn)練穿行，從而更好地將知識與技能緊密聯(lián)系，提高教學(xué)質(zhì)量，完成一體化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教師講授和學(xué)生實(shí)際操作的有機(jī)結(jié)合。

2.網(wǎng)絡(luò)資源的建立利用網(wǎng)絡(luò)資源，開發(fā)用于教學(xué)的專門網(wǎng)站。具體做法是，教師把自己的教案、課件和講課的視頻資料放于網(wǎng)站上方便學(xué)生隨時查找自己想要的東西；或者在教學(xué)網(wǎng)站上建立學(xué)習(xí)論壇，讓學(xué)生一起交流討論在學(xué)習(xí)中遇到的問題，增強(qiáng)學(xué)生的探究能力。結(jié)果表明，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用使學(xué)生在實(shí)踐中自主學(xué)習(xí)，達(dá)到了教與學(xué)的結(jié)合。

（二）多媒體技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用圖像、聲音、動畫、影視、仿真等技術(shù)手段把實(shí)習(xí)教學(xué)過程中講授的東西更加形象、逼真地展現(xiàn)給學(xué)生，可以使一些實(shí)際教學(xué)過程中看不見摸不著的、不好理解的內(nèi)容更容易被學(xué)生學(xué)習(xí)和接受，這對突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)有非常大的幫助。

1.利用Flash、Maya等軟件制作教學(xué)動畫利用Flash、Maya等軟件，把教學(xué)中講授的實(shí)際操作過程制作成動畫效果，并通過動畫演示，把實(shí)際操作引入到教學(xué)過程中，可以把以前很難用語言表述清楚的問題更清楚、直觀地展現(xiàn)給學(xué)生。

2.利用仿真軟件教學(xué)仿真軟件可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)很多無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，是一體化教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)的很好的辦法。這樣一來，教師利用仿真軟件講授的同時，學(xué)生可以在自己的計(jì)算機(jī)中進(jìn)行仿真練習(xí)。例如，宇龍數(shù)控仿真軟件，可用“虛擬設(shè)備”來增加學(xué)生的操作熟練程度。

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2提高教學(xué)質(zhì)量提高教學(xué)效果

理論教師注重理論知識講解，實(shí)驗(yàn)教師注重實(shí)際訓(xùn)練，但在操作前還是要講解相關(guān)的理論知識，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，不但給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成很大困難，也造成重復(fù)教學(xué)和資源浪費(fèi)，更影響了教學(xué)質(zhì)量的提高和應(yīng)用性、技能型人才的培養(yǎng)。為了使理論與實(shí)踐更好地銜接，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融為一體，開展一體化教學(xué)模式。即從以教師為中心如何“教給”學(xué)生，向以學(xué)生為中心如何“教會”學(xué)生轉(zhuǎn)變，從以教材為中心向教學(xué)大綱的培養(yǎng)目標(biāo)為中心轉(zhuǎn)變，從以課堂為中心向以實(shí)訓(xùn)為中心轉(zhuǎn)變。由此可見，變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)對教師的要求更高了，教師的壓力、工作量大了，同時也鍛煉、培養(yǎng)了教師，促使教師努力鉆研業(yè)務(wù)，苦練操作技能，提高教學(xué)水平，能做到理論與實(shí)操互補(bǔ)。在教學(xué)過程中，加深學(xué)生的感性認(rèn)識和理性認(rèn)識，做到理論聯(lián)系實(shí)際。作為職業(yè)教育自動化專業(yè)新興學(xué)科，變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)也必須與時俱進(jìn)，不斷充實(shí)、不斷完善，才能發(fā)揮其積極作用，培養(yǎng)出適應(yīng)社會需要的高素質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)人才。

3變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)的實(shí)施過程

變頻技術(shù)是以自動化專業(yè)為主的新課程，在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)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(shù)交叉學(xué)科課程。對于學(xué)生而言，由于變頻技術(shù)課程綜合多門學(xué)科，因此，所涉及的概念、專業(yè)名詞較多，并且內(nèi)容抽象，學(xué)生很難在有限課時內(nèi)完全掌握。而對于從事該門課程教學(xué)的教師，由于課程涉及知識面廣、容量大、課前需要做相當(dāng)充分的準(zhǔn)備，一是要準(zhǔn)備大量案例，二是要將深奧的道理通俗化，尤其是一些新的概念、思想和技術(shù)。因?yàn)檫^于抽象，學(xué)生理解具有一定難度。針對以上教學(xué)中存在的普遍問題，在變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)中從教材定位、教師要求、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)安排、考核方式等方面嘗試進(jìn)行改革。

3.1教材的定位

現(xiàn)有的變頻技術(shù)課程教材重視理論知識，缺乏學(xué)生動手實(shí)操訓(xùn)練，而對于多數(shù)學(xué)生來說他們只希望動手，不喜歡理論。多數(shù)落后生學(xué)習(xí)差的主要原因在于基礎(chǔ)差，變頻器自動化程度高，理解相對困難。為此教師必須下大力氣，給他們更多的輔導(dǎo)與幫助，在鼓足他們勇氣的同時，為他們的進(jìn)步創(chuàng)造條件。調(diào)動一切有效手段，針對本校學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和進(jìn)度，開發(fā)變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)校本教材、工作頁等，變化教學(xué)方法、采用圖文并茂的講解方法，有效地促進(jìn)學(xué)生整體素質(zhì)的全面提高。

3.2教師要求

通過調(diào)查，一些學(xué)生反映，部分教師課上教授的變頻技術(shù)只講授原理、公式等，學(xué)習(xí)內(nèi)容比較枯燥，學(xué)生不愛聽，所以教學(xué)效果不好。而多數(shù)學(xué)生卻只希望動手實(shí)踐操作，不喜歡煩瑣的公式理論，所以建設(shè)一支既能勝任理論教學(xué)又能指導(dǎo)實(shí)踐操作的“雙師型”教師隊(duì)伍是實(shí)施變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)的關(guān)鍵。一體化教學(xué)要求教師不僅有豐富的專業(yè)知識講授先進(jìn)的專業(yè)理論課，而且有熟練的操作技能指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐操作完成任務(wù)，成為能“文”能“武”的“雙師型”教師。作為從事一體化教學(xué)的教師應(yīng)該不斷地進(jìn)行“充電”，因?yàn)椤皩W(xué)然后知不足，教然后知因”。

3.3教學(xué)方法

在變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)中，還要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，具體情況具體分析。我們在授課中，全面地考慮到各類學(xué)生，設(shè)計(jì)的問題隨學(xué)生的層次的不同而有所區(qū)別。對于班級中基礎(chǔ)較好、動手能力較強(qiáng)的優(yōu)秀學(xué)生，我們在實(shí)施中設(shè)計(jì)的起點(diǎn)高一些，問題難度大一些，使他們的聰明才智得到充分的發(fā)揮，從而享受到挑戰(zhàn)的快樂。對于班里中等學(xué)生，則按照教學(xué)大綱要求，以學(xué)生達(dá)到相應(yīng)要求為目的，使學(xué)生掌握一些最基本的知識和技能，這種方法適用于班里大部分學(xué)生學(xué)習(xí)。對于班里較差的學(xué)生，我們在教學(xué)過程中，問題設(shè)計(jì)的起點(diǎn)低一些，問題的難度小一點(diǎn)，思維的步驟鋪墊得細(xì)一些，使他們感受到成功的快樂，從而提高學(xué)習(xí)興趣。除了在課堂上完成理論教學(xué)外，還要重視教學(xué)過程中實(shí)踐環(huán)節(jié)的輔助教學(xué)，采用開放式的實(shí)踐形式，引導(dǎo)學(xué)生充分利用課余時間完成一些生活中常見的變頻機(jī)電產(chǎn)品的調(diào)研任務(wù)，這樣既可以將課堂內(nèi)容延伸到課堂外，強(qiáng)化學(xué)生觀察能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，同時又可以彌補(bǔ)課時的限制，保證后續(xù)課堂教學(xué)的正常進(jìn)行。讓學(xué)生將問題帶進(jìn)課堂，大家一起討論，分析，帶著問題學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，為了檢驗(yàn)學(xué)生對變頻技術(shù)的認(rèn)識程度，要求學(xué)生以常見變頻產(chǎn)品設(shè)備為例，讓學(xué)生參與講課，然后一起進(jìn)行小組討論，學(xué)生在討論過程中，列舉了生活中常見的變頻機(jī)電產(chǎn)品，例如：變頻空調(diào)、變頻洗衣機(jī)、變頻冰箱等，通過討論，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對變頻技術(shù)原理、接線、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品可靠性、安全性都具有了一定認(rèn)識并提出一些相應(yīng)的改善意見。實(shí)踐表明：在一體化課程教學(xué)中，讓學(xué)生參與講課，分組進(jìn)行討論這種體驗(yàn)型互動教學(xué)方法，提高了學(xué)生綜合能力，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

3.4教學(xué)過程安排

授課時間上的安排分為3個階段，第一階段為知識了解階段，學(xué)生主要學(xué)習(xí)理論知識，教師把變頻技術(shù)理論知識講解給學(xué)生，讓學(xué)生掌握一定的理論基礎(chǔ)。第二階段為技能訓(xùn)練階段，重點(diǎn)是學(xué)生的動手能力訓(xùn)練，學(xué)生把在理論課中學(xué)到的知識與課題任務(wù)進(jìn)行實(shí)際操作，學(xué)生操作時，教師加以指導(dǎo)和深入的講解糾正，并回答學(xué)生隨時提出的問題。第三階段為提高階段，讓學(xué)生將所學(xué)的理論與實(shí)踐技能有機(jī)結(jié)合，檢查學(xué)生課題任務(wù)的完成情況，并加以評價，以達(dá)到鞏固知識的目的。

3.5考核方式

考試是對學(xué)生進(jìn)行課程考核的手段，通常都采用閉卷或開卷的考試形式。但由于該課程涉及的概念、理論方法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要查閱大量資料，如采用常規(guī)考試方法，一是受時間限制，學(xué)生在很短的時間內(nèi)難以對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給出完善的解答。二難以體現(xiàn)出學(xué)生真正掌握知識的程度。針對變頻技術(shù)一體化課程特點(diǎn)，采取閉卷和開卷的形式都不是很適合，因此，本課程的考核依據(jù)平時課后作業(yè)和最后綜合典型課題任務(wù)報告完成情況進(jìn)行考核。幫助學(xué)生樹立課題概念、設(shè)計(jì)思維、流程導(dǎo)向及解決問題的能力，讓學(xué)生明顯感覺到平時學(xué)習(xí)的知識學(xué)有所用，也是為理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合進(jìn)行一個探索。

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2構(gòu)建思路

機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建是基于學(xué)生未來職業(yè)要求和技術(shù)技能型質(zhì)量要求的，要充分考慮職業(yè)資格考試和技能大賽對教學(xué)引領(lǐng)作用，在課程體系中集中體現(xiàn)技術(shù)、技能屬性?？紤]現(xiàn)有機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)模式，將機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建為“階段+模塊”、“理論+實(shí)踐”的互補(bǔ)體系。機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)課程階段主要包括職業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)專門技術(shù)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)關(guān)鍵能力培養(yǎng)階段和職業(yè)拓展能力培養(yǎng)階段四個階段，對學(xué)生在未來職業(yè)中所需技術(shù)技能進(jìn)行培養(yǎng)，全面提升學(xué)生綜合專業(yè)能力。機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)課程模塊主要包括基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實(shí)訓(xùn)課程和選項(xiàng)課程四大模塊，其中基礎(chǔ)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的職業(yè)素質(zhì)和基礎(chǔ)能力進(jìn)行開發(fā)培養(yǎng)，切實(shí)提高學(xué)生職業(yè)綜合素養(yǎng)；技術(shù)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的專業(yè)技術(shù)能力進(jìn)行開發(fā)培養(yǎng)，主要設(shè)置職業(yè)技術(shù)性課程；實(shí)訓(xùn)課程模塊就學(xué)生在職業(yè)技術(shù)性課程中所學(xué)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)；選項(xiàng)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中具體工作崗位所需設(shè)置的課程，具有較強(qiáng)的專業(yè)性和技術(shù)技能導(dǎo)向性。

3課程體系總體設(shè)計(jì)

高校機(jī)電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計(jì)框架是基于機(jī)械工程行業(yè)需求，強(qiáng)化學(xué)生技術(shù)、技能基礎(chǔ)，拓寬機(jī)電專業(yè)能力，突出未來職業(yè)能力，提高綜合專業(yè)素質(zhì)，全面職業(yè)發(fā)展的課程結(jié)構(gòu)，是面向多方向工作崗位需求，設(shè)計(jì)大類模塊化課程的體系。機(jī)電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計(jì)包括集“自然科學(xué)+人文社會科學(xué)+專業(yè)思想教育”在內(nèi)的基礎(chǔ)課程教育（一個基礎(chǔ)），包括集“電工電子基礎(chǔ)平臺+機(jī)械基礎(chǔ)平臺+計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)平臺”在內(nèi)的平臺課程教育（三個平臺），包括集“自動生產(chǎn)線方向+機(jī)電一體化設(shè)備+模具設(shè)計(jì)和制造+數(shù)控技術(shù)應(yīng)用+計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)”等多模塊課程教育（多模塊）。

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2煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1電牽引采煤機(jī)在機(jī)電一體化設(shè)備中，電牽引采煤機(jī)屬于較為新型的一種。將電牽引采煤機(jī)與傳統(tǒng)的液壓式牽引設(shè)備進(jìn)行對比，其在應(yīng)用過程中所具有的優(yōu)勢主要為：（1）自身具有較強(qiáng)的牽引特性；（2）應(yīng)用范圍包括存在較大傾度角的煤層區(qū)域；（3）應(yīng)用過程中的靈活度及動態(tài)型的特性也較為優(yōu)良，因此能夠在整體系統(tǒng)運(yùn)行時對其內(nèi)部的各項(xiàng)參數(shù)值進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整優(yōu)化，以防出現(xiàn)超載運(yùn)行的情況；（4）運(yùn)用過程中的磨損度較小，因此使用壽命也較長；（5）設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡潔明了，工作效率及水平均能得到有效提升。國內(nèi)現(xiàn)有的采煤設(shè)備無法真正達(dá)到一個全面自動化的水平，且尚未擁有集中式的監(jiān)控功能。大部分的國內(nèi)采煤設(shè)備通常采用的控制系統(tǒng)為微機(jī)式，相應(yīng)的傳感設(shè)備偏少，與國外發(fā)達(dá)國家相比，所能獲取到的信息數(shù)據(jù)也相對較少。

因此，我國如果想要在電牽引采煤機(jī)領(lǐng)域獲取到較為優(yōu)良的研究發(fā)展成果，則應(yīng)注重以下幾點(diǎn)的加強(qiáng)提升：（1）對裝機(jī)自身的功率進(jìn)行合理的加強(qiáng)增大，并將其相應(yīng)的性能參數(shù)值進(jìn)行提升；（2）積極采用一種集中化的高壓供電方式；（3）對監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)行科技智能化的應(yīng)用；（4）將電牽引采煤設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)，促使其發(fā)展方向?yàn)榻涣髡{(diào)速式。

2.2液壓支架控制系統(tǒng)液壓支架控制型系統(tǒng)主要是指將現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)核心技術(shù)與液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行完美的融合，從而實(shí)現(xiàn)一種自動式的移架，以此減小對頂板等部分造成的沖擊力。對于此項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)發(fā)展研究，國外諸多發(fā)達(dá)國家已獲取到了較為優(yōu)良的研究成果，并進(jìn)行了技術(shù)的廣泛應(yīng)用。液壓支架型控制技術(shù)在其應(yīng)用過程中主要采取的是一種微機(jī)式的監(jiān)控技術(shù)，在其應(yīng)用過程中能夠?qū)λ霈F(xiàn)的故障進(jìn)行查詢、保護(hù)以及控制等一系列的工作。對液壓支架型控制系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，能夠?qū)⒚旱V生產(chǎn)工作的整體效率進(jìn)一步提升，并對其相應(yīng)的工作環(huán)境進(jìn)行改善，真正實(shí)現(xiàn)安全型生產(chǎn)。與發(fā)達(dá)國家相比，我國對于液壓支架控制系統(tǒng)的研究工作開展較晚，但經(jīng)過科研人員多年不懈的努力，我國對于液壓支架的研究已與國外水準(zhǔn)并無太大差距，但相應(yīng)的支架閥技術(shù)在研究過程中的水平卻較為落后。在液壓支架的使用過程中，支架閥是其中較為重要且關(guān)鍵的一部分，由于其水平的落后使得我國的液壓支架電液控制系統(tǒng)未能得到較為廣泛的推廣應(yīng)用。

2.3其余的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備這里所提到的其余的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備主要是指煤礦供電型設(shè)備。煤礦供電具有其自身較為獨(dú)立性的特色，即安全可靠性需加強(qiáng)，整體質(zhì)量需保持在正常標(biāo)準(zhǔn)之上，并且能夠?qū)Ω鞔蠊β试O(shè)備的運(yùn)行需求進(jìn)行充分的滿足。針對此種特點(diǎn)，應(yīng)積極進(jìn)行節(jié)能降耗型設(shè)備產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。高壓式的開關(guān)柜設(shè)備所采用的開關(guān)維護(hù)量偏小，且相應(yīng)的使用年限較長。運(yùn)用集中及就地式的補(bǔ)償方式能夠?qū)⒃O(shè)備內(nèi)部的功率因數(shù)進(jìn)行科學(xué)的提升，對其無功型電流量進(jìn)行有效控制，從而對無功型功率的損耗量進(jìn)行合理減少。在當(dāng)前，無論是高還是低開關(guān)柜所采用的均是微機(jī)式保護(hù)模式，自身具備較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)型功能，能夠在較長距離內(nèi)進(jìn)行各項(xiàng)遙控、遙信工作。

3煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1從供電等級及其布局方面進(jìn)行考量現(xiàn)如今，隨著社會的逐步前進(jìn)與發(fā)展，供電等級也在逐步提升，地面式的特高供電等級已由原先的35kV調(diào)整為60kV，數(shù)值幾乎翻了一倍。3kV的供電綜采工作面現(xiàn)已開始全面實(shí)行，而相應(yīng)的10kV供電設(shè)備也已開始進(jìn)行應(yīng)用。供電活動自身存在的環(huán)節(jié)較多，而其內(nèi)部的控制型設(shè)備也相對較多，網(wǎng)絡(luò)的分布狀況也在不斷地進(jìn)行變化。另外，移動式的供電設(shè)備現(xiàn)已得到了較為廣泛的應(yīng)用。

3.2從單體設(shè)備電功率方面進(jìn)行考量現(xiàn)有的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)已開始廣泛采用功率及效率水平均偏高的重型機(jī)電設(shè)備，相應(yīng)的采煤設(shè)備功率保持在2000kW左右，而相應(yīng)的刮板輸送機(jī)功率也已達(dá)到了2250kW的水平。在對某煤礦開采工作進(jìn)行煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用后，整體功率為1000kW、730kW的采煤設(shè)備均得到了實(shí)踐應(yīng)用，與原先的采煤設(shè)備功率相比，其工作效率已增加了一倍，而其配套類設(shè)備的功率也得以增強(qiáng)提升。

篇9

2整合教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)理論知識與實(shí)踐操作融為一體

打破傳統(tǒng)重視理論知識教授的教學(xué)模式，重新對課堂教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行定位，確立以職業(yè)崗位能力要求作為主要導(dǎo)向，將知識、能力、態(tài)度三個目標(biāo)進(jìn)行融合的課堂教學(xué)目標(biāo)。例如在“訂單”培訓(xùn)中，教學(xué)活動以企業(yè)的人才類型需要、人才知識技能、人才規(guī)格等要求作為實(shí)施教學(xué)活動的目標(biāo)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對課程設(shè)置進(jìn)行調(diào)整，并確定相應(yīng)的教學(xué)效果評估方法。這種教學(xué)模式根據(jù)就業(yè)崗位需要著重對學(xué)生的知識應(yīng)用能力進(jìn)行培養(yǎng)。在教學(xué)活動中制定明確的教學(xué)目標(biāo)，可使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后進(jìn)行有針對性加強(qiáng)學(xué)習(xí)。根據(jù)具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生可明確自己的學(xué)習(xí)方向，然后對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行尋找，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。同時，在這樣的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生更容易發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)起探索知識的求知欲。在教學(xué)過程中，教師需要密切聯(lián)系技能訓(xùn)練與實(shí)際生產(chǎn)間存在的聯(lián)系，提高學(xué)生實(shí)際生產(chǎn)能力，促進(jìn)學(xué)生畢業(yè)后能盡快順利進(jìn)行相應(yīng)的工作。

3整合教師隊(duì)伍，促進(jìn)教學(xué)任務(wù)融為一體

在傳統(tǒng)中職教學(xué)活動中，專業(yè)課程通常分為理論與實(shí)踐教學(xué)兩大部分。在任課教師的分配上也存在理論課教師和實(shí)踐課教師之分。理論課教師和實(shí)踐課教師在進(jìn)行教學(xué)活動時各種有相應(yīng)教育體系，二者幾乎完全獨(dú)立，不存在任何聯(lián)系。這種教學(xué)模式的存在導(dǎo)致理論知識和實(shí)際操作的教學(xué)與學(xué)生相互脫節(jié)，嚴(yán)重制約教師的教學(xué)效果，進(jìn)而影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。因此，在機(jī)電專業(yè)教學(xué)中，必須對教師隊(duì)伍進(jìn)行整合，將理論知識教學(xué)與實(shí)際操作教學(xué)密切結(jié)合起來，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正能夠做到理論與實(shí)踐密切結(jié)合。例如將《電工技術(shù)基礎(chǔ)》、《電工技能》、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《電子技能》四門基礎(chǔ)課程整合成《電工技能與實(shí)訓(xùn)》、《電子技能與實(shí)訓(xùn)》兩門課程。將分離開的電工及電子技術(shù)理論基礎(chǔ)與電工、電子技術(shù)實(shí)際操作相融合進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過程中安排一個任課老師同時教授理論知識與操作實(shí)習(xí)。這樣的教學(xué)活動可更好的實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相互結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，更有利與學(xué)生對知識的掌握和運(yùn)用。摘要：在中職院校的教學(xué)活動中，實(shí)踐教學(xué)是核心內(nèi)容。中職教育的主要目的是為社會提供技術(shù)型人才。因此，在教學(xué)活動中必須高度重視理論與實(shí)踐相結(jié)合，在提高學(xué)生理論知識的同時促進(jìn)學(xué)生的實(shí)際操作能力。就中職機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)項(xiàng)目一體化教學(xué)模式進(jìn)行分析，旨在為項(xiàng)目一體化教學(xué)的有效進(jìn)行提高可靠參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：中職；機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)；項(xiàng)目一體化；教學(xué)模式。

4整合教學(xué)與實(shí)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生理論知識與操作技能融為一體

在機(jī)電專業(yè)教學(xué)中，應(yīng)高度重視理論與實(shí)踐相結(jié)合，只有充分將理論知識與實(shí)際操作結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，才能真正提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用水平。經(jīng)過理論教學(xué)后，及時讓學(xué)生到相應(yīng)的工作崗位進(jìn)行實(shí)習(xí)，讓學(xué)生更加深刻的理解理論知識，熟悉應(yīng)用相關(guān)技能。在實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生可將課堂上學(xué)生的理論知識充分應(yīng)用到工作過程中，進(jìn)而獲取更高等的操作技能。同時，應(yīng)用課堂上所學(xué)到的理論知識，學(xué)生可在實(shí)踐中更加有效的探索實(shí)際問題，積極思考解決問題的有效方法，促進(jìn)自身能力得到全面提高。在一體化教學(xué)中，教師應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，并在課堂上對學(xué)生進(jìn)行巡回指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生探索問題、解決問題，指導(dǎo)學(xué)生形成獨(dú)立思考問題、處理問題的能力。教學(xué)過程中的巡回指導(dǎo)與教學(xué)結(jié)束時的結(jié)束性指導(dǎo)，對教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要意義，這個過程中均涉及到理論知識和實(shí)踐。例如在《電力拖動》教學(xué)過程中，可將理論知識與實(shí)際操作結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，具體教學(xué)設(shè)計(jì)如表1所示。

篇10

1)機(jī)械技術(shù)。是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

2)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)。信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策，人工智能技術(shù)，專家系統(tǒng)技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3)系統(tǒng)技術(shù)。即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4)自動控制技術(shù)。其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場調(diào)試、控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5)傳感檢測技術(shù)。是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程度就越高。

6)伺服傳動技術(shù)。包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件，對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，未來機(jī)電一體化技術(shù)將朝著智能化、高性能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化、綠色化等多方向發(fā)展。

2.1智能化

人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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(biāo)。即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。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(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。例如，在智能化房屋建設(shè)上增加人機(jī)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(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2高性能化

高性能化一般包含高速、高精度、高效率和高可靠性。它采用多CPU結(jié)構(gòu)，以多總線連接，進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳遞，采有精簡指令集機(jī)，實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)并進(jìn)行處理。設(shè)置多重緩沖器，故障診斷，自動檢錯、糾錯，系統(tǒng)自動恢復(fù)等技術(shù)保證該機(jī)電一體化產(chǎn)品具有高性能。

2.3模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事情。例如，研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這就需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。隨著微處理器性能價格比的迅速提高和微機(jī)械電子(MEMS)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機(jī)電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計(jì)和制造出各種新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化是許多科學(xué)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。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏?。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到、質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(eolnputerintegratedappliancesystem，ClAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

2.5微型化

微型機(jī)電一體化產(chǎn)品向微米、納米級發(fā)展，體積小、耗能小、運(yùn)動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)越性。微機(jī)電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.6人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。未來的機(jī)電一體化將會加速它們與生命機(jī)體的相似性，更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系(人一機(jī)的協(xié)調(diào))并與人共生(人一系統(tǒng)一一體化)，更關(guān)注適宜人的使用與操作、人的可靠性及安個性問題。

2.7綠色化