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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化原理，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：機電一體化；本科教學；人才培養；項目教學法
作者簡介：王昊（1972-），男，安徽泗縣人，上海電力學院能源與機械工程學院，副教授；吳懋亮（1970-），男，山東萊蕪人，上海電力學院能源與機械工程學院，副教授。（上海 200090）
基金項目：本文系2011年上海市教委重點課程機電一體化原理項目（項目編號：20115301）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0075-02
為了滿足電力行業對機械類專門人才的需求，各電力高校均開設了機械設計制造及其自動化本科專業。該專業的主要特色是培養能夠適應電力行業的機械類相關崗位的人才。前幾年，該專業畢業生的就業形勢喜人，但是，由于制造類相關行業廣受金融危機的影響，導致近年來畢業生的就業情況不太理想。面對無法預知的金融危機以及制造業界不太樂觀的就業形勢，作為專業教師，應該思考怎樣才能使學生更從容地面對求職擇業問題。
機電一體化作為機械、電子和信息等多科內容融合的學科，在拓寬機械類學生知識面和就業面等方面將起到重要作用。加強該課程的學習，能明顯提高學生素質，從而增加學生在機電一體化行業內的就業機會。本文認真思考了機電一體化原理在本科教學中的若干問題，以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性并指出目前存在的問題，提出以拓寬學生的就業面為目的嶄新的教學思路，并輔以項目教學法的教學改革方案，以及增設“機電一體化原理”課程設計的設想。
一、引導學生認識“機電一體化原理”的重要性
學生在學習“機電一體化原理”的時候，由于缺乏實際經驗，加上該課程牽涉面很廣，學習難度較大，因而學習熱情不足。因此，在教學過程中，教師要想方設法、千方百計地引導和吸引學生充分認識“機電一體化原理”這門課程的重要性，從而激發學生的學習熱情。
首先，應使學生明確，機電一體化是多學科交叉，相互滲透的綜合性課程，廣泛涉及機械技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅動技術、檢測傳感技術和系統總體技術等方面的內容。機電一體化技術是給傳統機械加上“大腦”（計算機信息處理與控制），極大限度地延伸了機械的概念，使機電一體化產品幾乎無處不在。例如，“機器人”作為最重要的機電一體化產品之一，已經成為現代工業控制的三大支柱之一。[1]
其次，針對現在機械專業學生機械基礎扎實、電子基礎薄弱的特點，認真學習“機電一體化原理”這門課程，將顯著提高學生在電子方面的素養。通過課程講解、實驗教學、項目教學、課程設計等教學手段，學生深刻體會機電一體化的基本原理和設計方法。
最后，機電一體化的重要性還體現在很多產品，特別是高科技產品，難以將機械和電子部件完全分開。例如，機電設備設計及維護人員既要精通機械方面的知識，又要精通電子方面的知識。因此，掌握機電一體化原理，并將其應用到解決實際工程問題當中，已經成為機械專業的畢業生必須掌握的一項重要技能。
二、增加實驗課時、加強實驗室建設與整合
“機電一體化原理”理論學習固然重要，實驗教學也同樣重要。不少學校現有的“機電一體化原理”的教學大綱中，實驗教學所占學時明顯偏少，而且學生真正能動手完成的實驗更是少之又少。因此，現有實驗安排起不到鍛煉學生的動手和實際操作能力的目的。
此外，很多學校實驗室中的設備和科研條件并沒有充分發揮出來。應該在現有的設備的基礎上，廣泛開拓思路，整合、組合、創造出新的機電一體化實驗，以實現鍛煉學生動手能力的目的。而且，實驗室的工作條件和實驗場所還需要進一步改善。實驗設備也需要對機電一體化實驗教學或輔助教學等方面，進行廣泛市場調研，根據需要進行采購和擴充。
因此，必須在加強實驗室建設的基礎上，適當增加機電一體化的實驗課時，才能真正使學生通過實驗加深對機電一體化理論知識的掌握，體會機電一體化應用的目的。
三、激發學生在機電一體化行業內的就業思路
激發學生產生在機電一體化行業內就業的想法，是教學的重中之重。只有學生真正產生這種想法，才會產生學好“機電一體化原理”的動力。
目前，機械專業畢業生大多將自己的就業方向主觀定位在純機械領域。盡管機械制造業是非常龐大的產業，但就業機會終歸有限。由于能力的欠缺，擇業的時候，面對機電一體化行業廣泛的就業機會，學生更多的是無奈。鑒于此，任課教師必須努力激發學生在機電一體化行業內的就業興趣。
引導學生領悟，若是自己具備很強的機電一體化技術方面的素養，將會拓寬自己的就業面，從而為自己創造更多的就業契機。就算是學生畢業后選擇在機械行業就業，若是在機電一體化方面有比較扎實的基礎，也會開拓自己的視野，何況是現在科學技術、工程技術已經發展到機、電完美結合的階段，完全分開的機械和電子幾乎沒有。
因此，在教學過程中，應該結合機電一體化行業激發學生的學習動力。具體來說，可以結合機械專業學生在機電一體化行業就業的實例，引導和激發學生的學習熱情。另外，在教學過程中，也可以充分結合機電一體化產品的具體設計思路，引導學生如何跨越機械專業的局限，盡可能多地接觸機電一體化領域。通過這些方式，學生們將會自然提升對機電一體化領域的興趣，從而增加在機電一體化行業就業的主觀積極性。
四、開展項目教學法、培養學生綜合能力
為了使學生加強對機電一體化領域的認識，啟發他們在機電一體化行業內就業的熱情，“項目教學法”引入到機電一體化的本科教學工作中去。項目教學法在國外的職業教育中應用較多，目前在本科教學中還很少使用。為了讓機械專業的學生通過項目直接深入到機電一體化領域，教師提出使用項目教學法。
項目教學法是一種在“做中學”的理論基礎上發展起來的一種教和學的模式，這種教學法通過組織學生真實地參加項目設計，履行和管理項目的全過程，在項目實施的過程中完成教學任務，培養學生的實踐能力、分析能力及其他關鍵能力。這種模式突破了傳統的“以課堂為中心，以教師為中心，以教材為中心”的教學模式，強調使用的技能和知識創新，有效地交流課堂與社會生活的聯系，充分展示現代教育“素質教育”的本色。[2，3]
項目教學法主要特點是與現實生活緊密聯系，加強理論聯系實際，有助于培養學生的多方面能力，更重要的是展示學生的創造性，培養了學生解決實際問題的能力。項目教學法的整個教學過程可以分為以下幾個階段：
1.擬定題目
學生自主分組或教師分組，查閱資料、主動思考，充分發揮主觀能動性，擬定本小組的題目。教師在這個過程必須要干預，要求學生選定的題目具有創新性或實用性，特別是要適合該小組的特長和興趣。要求項目既要體現學生的創新性、具備挑戰性，又要切實可行、經過學生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案設計
通過項目可行性分析及方案設計、確定項目進程計劃，要求該進程安排基本與課堂教學進度并行，即：按照課堂教學的進度安排項目的實施進度，即首先是機械機構、執行機構，然后是計算機、控制系統和傳感器系統等。教師必須認真檢查各小組的可行性分析及方案設計。
3.項目實施要求學生按照工作進度實施并做階段總結
這一階段，對于學生在項目研究所用到的內容，有可能在課程學習中沒有學到，要求教師指導學生進行再學習，以進一步挖掘學生的創造性思維。項目的實施過程中，學生將有大部分工作需要在實驗室中完成，因此，在第三部分對實驗室進行整合和擴建的過程中就必須要考慮這些問題。
4.項目考評
以小組為單位，認真考核學生完成項目的情況。針對機電一體化項目的各系統的設計、實現方式、功能和項目報告等進行考評。考評中要特別注意學生在完成項目的過程中發現問題和解決問題的能力。
5.項目拓展
建議學生以研究報告、學術論文的形式呈現本小組的研究成果。對于考評成績優秀的小組可以組織學生以申報專利、參加競賽的形式進一步拓展項目。
項目教學法可以極大提高學生的興趣，激發學生的學習熱情，挖掘學生的創造性思維，同時使學生以真正項目的方式接觸到機電一體化的產品設計和項目管理。這種項目管理的經驗，發現問題、解決問題和總結問題的能力和經驗對學生而言非常寶貴。項目考評優秀的學生的科研論文和專利申請都將在學生畢業求職時增加不可或缺的砝碼，將成為機電一體化行業的敲門磚。
五、增設“機電一體化原理”課程設計環節
現有的教學手段，還不足以提升學生在機電一體化行業的競爭力。作為項目教學法的補充，還可以通過增加機電一體化原理設計環節，從而更大程度上提高學生的機電一體化產品的設計能力。
課程設計時，要求學生認真回顧教師在課堂上所授要點，分析各要點對產品功能的實現及其特性的影響。希望學生在課程設計過程中，進一步理解、吸收和消化課程理論知識以及在項目教學法中所存在的尚未解決的問題。
課程設計課題要盡可能選擇具有產業背景的實際課題，學生通過原理方案的設計、結構設計、傳動系統的設計、執行機構的設計、控制系統的設計以及總體設計等過程，加深對機電一體化系統的總體認識。在指導過程中，注意培養學生的創新設計能力，充分發揮學生的創新潛能。此外，還要注意課程設計必須與項目教學法互補，對于項目教學法中沒有涉及的部分，要適當加強。[4]
課程設計應著重培養學生熟悉機電一體化行業標準，全面掌握機電一體化產品設計規范和過程，并培養學生扎扎實實的工作作風。
六、結論
本文以拓寬機械類學生的就業面為主要目標，針對“機電一體化原理”本科教學的若干問題，進行了深入探討和思考。以“機電一體化原理”教學為基礎，論述該課程對學生的重要性，以及如何引導學生對該課程的重要性進行再認識。通過加強實驗室建設，增加學生動手實踐的機會，以拓寬學生的就業面為目的，激發學生的學習動力。提出項目教學法的教學改革方案，著重培養學生在機電一體化產品設計中的發現問題和解決問題的能力；該項目教學法與“機電一體化原理”課程設計相輔相成。期待機電一體化課程在提高綜合素質、拓寬畢業生就業面等方面有所建樹。
參考文獻：
[1]張建民.機電一體化系統設計[M].北京：北京理工大學出版社，2006.
[2]曾勵.機電一體化系統設計[M].北京：高等教育出版社，2004.
關鍵詞 機電一體化技術；課程定位；教學改革；實踐教學
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2013）21-0139-03
機電一體化課程是一門以精密機械技術為基礎，綜合電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術為一體并應用到實際中去的高技術學科，是機械工業發展的必然方向。為了適應科學技術的高層次發展，緊跟國際化科技的潮流，河南機電高等專科學校機電專業在初創時期，特別強調“機電一體化技術”課程模塊的設置與教學，并且對于這種側重于實踐應用和變化較快的課程內容，為了能夠及時跟蹤學科的前沿發展，使得學生的學習更具有時效性，還把它設置為機電一體化創新設計課程，并且選擇北京理工大學長期從事機電技術學科教學和研究的張建民教授撰寫，高等教育出版社出版的《機電一體化系統設計》一書作為教材，借以促進機電一體化技術課程教學中學生學習興趣的激勵和教學教法的出新。
1 “機電一體化技術”教學課程的定位
把“機電一體化技術”課程設置為模塊化教學課程，不僅因為它是“機械制造及自動化”專業課程體系中的主干專業課程，而且對于這種機電一體化屬性的課程內容，學生有興趣和渴望掌握相關領域前沿應用的攝取能力，使其有助于今后的學習并及時為就業和機電產品開發應用服務。在前期的相關課程教學中，學生對“機電技術類”課程踴躍選修，“全國大學生機械電子設計競賽”連年參與人數在百人左右，足以表明學生的這種興趣和渴望。
“機電一體化技術”課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科的技術基礎，體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則。因而，“機電一體化技術”課程的教學內容，也要涵蓋機電技術領域的全部技術基礎分支，使學生全面了解相關學科知識內容，綜觀機電一體化技術發展的必然趨勢。《機電一體化系統設計》一書被認為是國內機電技術學科領域具有代表性的經典論著之一，并在國內許多本科類及高職高專類學校被用作教材或教學參考書。其具有較強的先進性、實用性和權威性，具備了如上各個技術分支的理論基礎，內容豐富、深入淺出、層次清晰、理論與應用并重，能夠將現代機電技術的原理、技術與應用有機結合，良好地引導學生對新知識的渴求。
《機電一體化系統設計》一書除了書本的課程內容之外，還包括相關文獻參考資料電子版以及網絡鏈接學習材料的CD-ROM光盤，為學生提供了一個廣泛的學習空間。作為“機電一體化技術”課程教學的教材，它在提供了知識點齊全、難易度適中的課程內容的同時，還為教學和學習提供了機電產品的設計實例，利于在教與學互動過程中進行實踐應用的檢驗和對機電產品設計的理解，獲得有益的教學效果。
為此，確定“機電一體化技術”課程教學的基本目標定位：通過相關學科知識的學習和掌握，營造師生交流互動的實踐應用設計環境，促使學生系統了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統設計方法，鍛煉提高學生“機電有機結合”的實際應用能力。
2 實踐討論教學模式的采用
實施機電一體化技術專業課程的實踐互動模塊討論式教學，不僅能夠使學生在整體把握專業知識的同時獲得理論與實踐的互動理解，鍛煉和提高機電一體化產品設計的系統化思維及應用能力，還將反過來促進學生對先進學科知識的興趣和追求。
機電一體化技術教學就是要營造一種實踐學習及系統應用專業知識的環境和氛圍，但是它應該完全不同于全實驗的專業課程授課。當前，一些教師的實踐互動模塊討論式教學并未起到實際效果，不僅有教師教學方式的缺陷，還有學生自主探究學習方式應用的不足。因而，在這種實踐綜合應用專業知識課程的教學中采用“侵入式”授課，勢必造成學生對專業知識的思維理解滯后以及對知識點整體鏈接思維的障礙，從而影響師生課堂上的交流互動，無法達到促進學生積極學習的目的。為此，必須采用“實踐互動模塊討論化”的方法，充分利用校內機電實驗設備，有序地為學生設置實踐互動模塊討論式的教學環境，針對機電一體化產品功能模塊授課，達到學生對專業課程的逐步接受適應和學習主導性的穩步完成。
“實踐互動模塊討論化”的機電一體化技術教學就是教育者努力創設互動性、參與性的教學氛圍，讓學生“浸泡”于機電一體化技術應用的環境里，潛移默化地提高學生理論應用于實踐的系統思維整合能力。為此，在“機電一體化技術”課程教學中，首先堅持采用教材中的系統知識點，在機電一體化產品為背景的環境中以教材中機電一體化系統設計實例方法及結合科研成果構建學生的學習環境，從而否定了采用課堂講義灌輸式授課的原始方法。在教學過程中，不僅利用教材內容模塊式編輯課程教學課件，采用理論知識與實物對照的講解并設定互動討論式交流，還發揮多媒體教學手段的作用，配備了動畫及音頻的實例演示教學內容，隨時提問和討論知識難點。為了達到與課堂教學的統一，延續課堂教學內容效果，每次課后的習題作業要求學生針對機電一體化實例分組設計完成；并且實驗課程內容采用案例式介紹，實驗報告要求結合科研成果討論解決方案有所創新。最后采用理論閉卷考試（占總成績的60%）、課程設計（占總成績的30%）和平時討論的參與程度（占總成績的10%）三者結合考核，作為最終成績。同時，鼓勵學生參加機電產品創新設計大賽各種活動，獲獎人員的課程設計設定為優秀（90分以上），使得學生對整個課程內容的學習都處于積極主動之中。
通過這種教學方式，試圖培養學生在學習和應用機電一體化技術中了解和掌握如何“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，并進一步過渡到利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維解決實際問題”。學生通過對專業技術知識的豐富和機電產品設計應用和改造能力的提高，將獲得機電結合型高素質的綜合發展，成為具備走向國際、放眼全球的科技人才。
3 機電一體化教學資源的廣泛挖掘
“機電一體化技術”課程涉及機電技術各個分支學科的原理、技術與應用，每個分支學科都是世界現代高科技領域的一個縮影。根據“機電一體化技術”課程的這一高科技現代化特點，廣泛挖掘利用其教學資源，促進學生技術知識的獵取和實踐能力的鍛煉。
首先，“案例教學”的網絡資源利用。把具有重要學習意義的一些機電技術的原理、設計方法等進行課程模塊劃分，如劃分為機械系統部件模塊、機電執行元件模塊、機電微機控制模塊、機電元部件特性模塊、機電結合設計及改造模塊等，作為課程內容的講述內容，要求學生利用網絡搜索工具，充分進行相關預備知識內容的檢索和復習，并通過機電一體化技術應用案例的檢索，獲取、對比并介紹、討論相關設計案例，深入理解機電一體化系統各要素的聯系。通過這種學習過程的熏陶，學生不僅深入地理解和復習相關的課程知識，還將對課程內容產生濃厚興趣，激發后續繼續學習的潛力。
其次，實踐實驗教學利用。目前，“機電一體化技術”的一些課程內容，已經廣泛應用于各類機電產品中，并且，一些課程內容還是機電技術知識在實際機電類產品中的擴展應用。如數控機床、工業機器人、照相機、蘋果手機、自動打卡機等，更是反映了機電技術的跨學科延伸。因而，充分利用校內實驗教學課程資源的數控加工中心及各類機電一體化實驗設備，結合機電一體化技術在實際生活中的應用實例，為學生提供豐富的機電一體化技術學習參考，將能使學生獲得更為廣泛的學習空間和開闊的知識視野。
再者，結合企業實際進行機電產品的設計改造應用。現代機電技術的發展，導致機電產品革新換代很快。為此，積極聯系當地機電企業，實地考察企業需求，為學生營造企業環境條件，參與企業機電產品的創新設計過程。學生以畢業設計方式進行機電一體化產品的系統設計，教師進行難點指導，以此達到機電一體化系統設計整合思維的訓練和機電一體化技術的實際應用。
4 問題與建議
通過“機電一體化技術”課程實踐互動模塊討論式教學的初步實踐、學生學習的測試以及實踐設計考核，證明學生機電一體化專業知識的運用能力的提高。但是，要達到“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，還需要教師的悉心輔導；利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維設計機電類產品”則需要更長久的鍛煉。并且，機電一體化技術的實踐互動模塊討論式教學也顯示了一些需要解決的問題。
投入時間多、花費精力大，是學生機電一體化專業課程學習中普遍反映的問題。在教師完成大量的機電一體化技術教學備課任務之后，學生就將面臨對大量機電一體化教學材料的學習過程，預習、復習以及運用機電一體化技術對問題和實驗報告的撰寫，都將耗用學生大量的學習時間。同時，其他課程學習的時間分配又將影響本課程的時間投入，似乎成為一個難以解決的矛盾。因此，實施機電一體化課程教學，必須要求學生加強基礎專業知識的學習，鋪墊好前期知識儲備這一關；同時，考慮到學生的差異，還要采用循序漸進的方法，在課程的初期階段加大相關基礎知識間聯系的介紹比率，隨著課程的進行逐漸加大機電一體化技術應用和學生主導的比例，不斷實施、改進和提高。無論如何，依據教材是必須的。
有必要進行機電一體化教學課程的系列化建設，為其教學提供更為廣泛的實踐培養環境。要使學生具備高素質的知識能力，獲得勇于競爭的意識和潛能，適應未來走向世界的發展需求，必須有充分廣泛的實踐應用氛圍的熏陶。“機械制造及其自動化”專業課程體系中有著許多高科技信息化的課程內容，為了達到培養高素質多技能的科技人才的目的，不但要改進和完善“機電一體化系統設計”課程的教學內容、方法和手段，還要進行系列化的機電一體化技術教學課程建設，為學生提供更為長期廣泛的機電一體化教學條件和學習環境。只有使學生處于良好持久的機電一體化技術環境氛圍中，才能浸染成長為機電有機結合的科技后備力量。
我國高等院校的機電一體化技術教學實踐獲得許多教育工作者的肯定，但是一些理性的分析也指出了需改進的地方。無論如何，只有認識到機電一體化技術教學的長期性，堅持不懈地探索和實踐，才能創造該教學的良好環境和條件，克服和改進其缺陷與不足，實現培養機電一體化科技人才的目的。
參考文獻
[1]，鄭永軍.以高新技術學科內容構筑科技人才培養體系[J].科技進步與對策，2002（12）：87-89.
[2]張建明.機電一體化系統設計[M].北京：高等教育出版社，2001.
[3]陳遇良.機電一體化教學研究[M].北京：中國電力出版社，2002.
[4]江慶.機電一體化技術課程教學的一些探討[J].現代企業教育，2009（1）：15-16.
關鍵詞： 機電一體化系統設計 考核方式 思路 改革
《機電一體化系統設計》是一門面向機械設計制造類專業所開設的專業綜合特色課程，是集機械、電子等基礎課程知識為一體的綜合性專業課程，課程在學生所學專業課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，并結合機電一體化典型設備，講述相關系統產品的組成原理及工作過程，闡明機電一體化技術原理。課程具有較強的實踐性特征，因此，要求學生在學習過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法，又重視相關理論的應用，加強實踐環節的學習和運用[1-2]。針對該課程以上特點，如何開展課程的考核成為課程教學改革的關鍵，本文在綜合分析課程特點的基礎上，論述了現有考核方式的特點，分析探討了不同考核方式優缺點，提出課程考核方式改革的思路，為高校機械設計制造類專業《機電一體化系統設計》課程教學改革提供一定參考。
1.《機電一體化系統設計》課程特點
《機電一體化系統設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，在機制專業課程體系中占據重要地位，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科，將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術融于一體，體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則，具有綜合性和應用性強的突出特點，課程對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。
課程在學生所學專業課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，結合機電一體化典型設備，講述相關系統產品的組成原理及工作過程，使學生了解機電一體化的組成及發展方向，掌握典型機電一體化系統及產品的基本工作原理，了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習，以期達到課程教學目標，即通過相關學科知識的學習和掌握，促進學生系統了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統設計方法，提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。
2.當前主要的考核方式及其特點
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業知識的掌握情況，主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統設計課程知識點的學習水平，但是，學生突擊背復習題應付考試現象較為普遍，而且結合《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點，單純采用試卷考試很難實現課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標，而且課程考試一般在結課后一次性完成，無法完全反映學生對于課程的整體學習效果，缺乏對于課程的過程管理。
2.2平時成績與試卷考試相結合。
針對試卷考試存在的過程監控不足等弊端，許多院校在考核過程中引入平時成績考核環節，平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業等組成，一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成，期末成績為試卷成績。該種方式對課程的過程管理進行了監控，提高了學生平時學習的積極性，有助于學生在課堂上認真學習、積極思考，課下認真完成作業，但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高，教師需對平時作業的布置、創新類實踐項目設置等平時考核環節進行較好的把握。
2.3結課論文。
結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核，結課論文考核方式有助于培養學生的創新和初步的科研能力，有助于培養學生查閱文獻的能力，對于課程論文，一般要求選題結合機電一體化系統設計方面的內容，原則上一人一題。
結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性，但是在實施過程中，針對《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點，要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大，易出現論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。
2.4基于CDIO的“機電一體化系統設計”考核方式[5]。
基于傳統考核方式存在的問題，相關人員提出CDIO考核方式，該方式以項目設計為導向，強調學習評估方法和學習成果相結合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具體做法是：在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統設計方面的課題，學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料，編制程序框架，調試程序并進行仿真，在考前一周，進一步強化學生的上機調試能力，適當縮小命題范圍，減小難易程度，突出重點，命題采用分類隨機抽簽的方法，學生在上機考核過程中，規定時間，一人一機，分組進行，教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能，并進行答辯。答辯時，教師針對考題進行提問，考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定，從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生，鼓勵成立興趣小組，開展科技創新活動，明確職責，利用實驗室的開放，對自己的課題設計一個機電一體化系統實物模型，通過當場演示，講解分析，教師注重過程考核，根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分，得出本門課程成績。這種考核方式的優點是引導學生平時注重學習，有的放矢，積極主動地配合教師的日常教學活動，上課互動性好，能有效地激發學生上課學習的積極性，提高學習效率。
2.5采用職業技術資格考試來代替傳統考試[6]。
職業資格證書是反映勞動者具備某種職業所需要的專門知識和技能的證明，與學歷文憑不同，職業資格證書更多地反映了特定職業的實際工作標準和規范，以及勞動者從事這種職業所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業的資格憑證，是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據，也是境外就業、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度，并側重于技能、能力和素質的提高。因此，在利用其取代傳統考試的同時，需對照人才培養目標和課程教學目標的要求，從認知、操作技能與能力和職業素質等方面，全面系統地考察其可行性，并將其作為選擇和確定結業考試內容的依據。目前，可參照“數控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮，學生通過取得相應職業資格證書后申請課程免考的方式進行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機電一體化系統設計》課程實踐性、應用性強的課程特點，結合機械類專業人才培養目標，考核過程中，可在充分論證的基礎上，將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變，將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變，將組織方式由學校組織向社會認可的職業資格考試方式轉變，具體思路如下：
3.1豐富考試考核形式，強化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性，考試考核的形式不能僅僅局限于傳統方式[7]。考核過程中，合理引入平時成績考核，將現有的一次性考試考核轉變為多次考核，通過綜合課堂表現成績、隨堂測驗成績、平時作業成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績，在此基礎上，確立合理的評價指標體系，優化評價標準，合理分配考核指標權重，以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。
3.2完善考核內容，強化考核過程管理。
為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果，課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上，完善課程考核內容，形成理論考核與實踐考核試題庫，并結合機電一體化技術發展方向，及時更新完善考核內容，根據實際及時修正考試內容，提高考核內容更新效率。在平時考核環節，需進一步加強過程管理，完善平時考核方式方法，提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式，多渠道實現課程考核。
在考核組織方式上，突出國家職業資格鑒定考試，引入職業資格證書制度[8]，通過課程學習，在合理分析人才培養目標及課程教學目標的基礎上，確立適于課程考核要求的職業資格類別，建立與國家職業資格鑒定考試考核接軌的以職業綜合能力（職業技能）和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系，實現課程的多方式考核，使學生在實現課程教學目標的同時，達到國家職業資格考核要求，從而提高學生創新能力與應用能力。
4.結語
本文在綜合分析《機電一體化系統設計》課程特點的基礎上，論述了現有考核方式的特點，提出了課程考核方式改革的思路，然而課程考核改革是一個長期過程，要改變先前的考核模式，必須引導學生注重平時學習和技能訓練，同時要求教師加強課程教學改革的研究，這對教師、對學生都將是一種挑戰。因此，要想切實做好《機電一體化系統設計》課程考核方式改革，務必制定好長期策略，注重積累，保障落實，只有這樣，才能建立科學、規范、合理的考核機制。
參考文獻：
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關鍵詞：機電一體化；煤礦機械；應用研究
近年來煤礦工業的產業升級越來越明顯，它對于高產、優質和高效的生產技術需求也有了一種新的需求。在生產力水平迫切需要提高的大背景下，機電一體化的出現給煤礦企業帶來了希望，成為了當前各大煤礦企業普遍應用的生產運作模式。煤礦工業在傳統工業中是一種比較傳統和主打的產業，在新產業迅速崛起的今天，若要穩定鞏固自身的地位，就要不斷改進生產運作模式，不斷引入最先進的生產技術和設備，降低工人的勞動強度，提高工作效率和生產質量，進而提高企業的經濟效益。
1機電一體化的相關概述
1.1技術原理
機電一體化即通過對電力電子、信息通信、計算機控制等先進技術的整合，同時借鑒微電子技術、智能軟件技術的技術精華，實現不同技術形式之間的相互滲透與結合的一種廣泛運用于煤礦生產活動中的科技匹配系統。機電一體化代表著煤工業技術中先進生產要素的結晶，以其系統化、智能化、微型化和人性化的諸多優勢，廣泛應用于煤礦企業的生產領域，并為各大企業帶來較為豐厚的效益。實現傳統工業優化升級的同時，將先進的機電一體化技術應用于煤礦機械中，還能節能降耗，實現可持續發展的生產目標。
1.2發展歷程
我國機電一體化起步較晚，其發展歷程大致可以分為3個階段：第一階段，上個世紀60年代初，為滿足國防建設的需求，在軍工企業中科研人員開展了大量的實踐研究，進而制造出一系列電子技術與機械系統相結合的技術載體，為機電一體化的研制開發奠定了穩定的基礎。第二階段，上世紀70年代開始，計算機、通信以及控制技術得到了快速發展，逐漸走向成熟，這些外部技術基礎推動了機電一體化的進一步發展。第三階段，起始于20世紀90年代，民用工業在國民經濟體系中的地位逐漸增強，在眾多科研院校、研究單位和企業的共同研究下，機電一體化技術得到了突飛猛進的發展，盡管與發達國家存在較大差距
1.3特色優勢
隨著新興科技產業的蓬勃崛起，科學與技術之間的融合逐漸增強，傳統的能源經濟的生產模式越發不能滿足當前國家崛起的戰略需要，因而實現技術體制的改革創新，促成機電一體化體制的構建，既是一種必要性的驅使，也具有得天獨厚的特色優勢。
2煤礦機械中機電一體化技術的應用分析
2.1機電一體化技術在煤礦安監系統中的應用
煤礦安全生產監控系統是機電一體化技術的集中體現，但在我國起步很晚，1980年以后才逐漸開始在煤礦中得到應用，其原因主要有兩個方面，一方面是因為上世紀80年代實現機電一體化的安監系統逐步成熟，開始得到應用，另一方面也是因為國外更為先進的煤礦監控技術很大程度上促進、幫助了我國安全監控技術的發展。安全監控系統的應用在很大程度上降低了煤礦事故的發生，對于煤礦企業的安全生產無疑起到了重要的作用。
2.2機電一體化技術在煤礦運輸系統中的應用
隨著機電一體化技術的逐步成熟，煤礦企業嘗試了在井下運輸系統中應用這一技術，如帶式運輸機。由于帶式運輸機運輸距離長、功率大，機電一體化的應用可以在很大程度上排除安全隱患，其核心技術也在實踐中得到了廣泛的發展，并能夠實現大傾角、長距離的安全運輸，相配套的技術和關鍵元件也得到了產品研發與理論研究。
2.3機電一體化技術在采煤機中的應用
煤礦機械自動化不僅能夠提高工作效率，也能大大降低安全隱患，為此，機電一體化的采煤機被逐步研發應用。此類型采煤機采用電牽引，相比傳統的液壓牽引采煤機動力更強，煤層傾角較大、頂板突然來壓導致采煤機下滑時，自身也可以實現制動。同時，機電一體化的采煤機結構上更為簡單，整機效率高，可靠性強，在煤礦生產中的應用也越來越廣泛。
2.4提升機中的機電一體化技術應用
交直流全數字化提升機代表著煤礦機械中機電一體化技術的最高水平。在內裝式提升機上，將驅動與滾筒的機械結構合二為一，總體整合了電力電子、機械、自動控制、通信等相關先進技術。采用總線方式的全數字化提升機不僅大大簡化了電器安裝，也使其達到了高度可靠的效果。
3機電一體化技術的應用意義
3.1實現了煤礦開采的高效生產
煤礦機械機電一體化技術的應用，在很大程度上提高了礦山開采效率，改變了以往落后的生產方式和作業模式，提升其中的技術操作便捷性和安全性，極大降低了工作人員的勞動強度，同時提升了生產效率和勞動質量，實現了產業升級。
3.2提高了礦山開采的經濟效益
煤礦機械中機電一體化技術的成功應用大幅提高了煤炭產量，降低了礦山開采的生產費用，增加了煤炭企業的經濟效益，并帶動了相關經濟產業的快速發展，推動了地方經濟的蓬勃發展。
3.3提高了安全的煤礦開采工作環境
良好的開采環境是安全生產的有力保證，隨著機電一體化技術的大量推廣應用，煤礦機械的效率大大提高的同時，在很大程度上也減少了安全隱患的發生。傳統的破、裝、運、支、處等生產環節的機械被現代化的設備逐步取代，將采礦工作人員從危險的開采工作中脫出來，降低了發生危險事故的幾率，使礦工的人身安全得到了保證，防止了職業病與工傷的發生。
4結語
隨著經濟的發展和社會的不斷進步，煤礦企業在發展中對機電一體化也提出了新的要求，這在一定程度上促進了機電一體化技術的發展和完善。當前的機電一體化技術中已經融入了網絡、光纖以及人工智能等新技術，在很大程度上可以提高工作效率以及作業的安全性，確保煤礦企業健康穩定的發展。
參考文獻：
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關鍵詞：機電控制系統；自動控制系統；機電一體化
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.151
0 前言
機電控制系統是制造業，特別是機械制造業順利完成相關項目的重要基礎和保障，而制造業的不斷發展對機電控制系統的結構、性能和作業精度等提出了更高的要求，傳統的機電控制系統已難以滿足產業進一步發展的需求。在此背景下，如何在了解機電控制與自動控制系統內涵的基礎上，加強對機電一體化產品的設計，已成為當前制造領域及有關專業人員需要著重開展的關鍵工作。
1 機電控制與自動控制系統概述
1.1 機電控制系統
機電控制系統是指，在無人參與的情況下，借助相關控制設備將設備機器按照事先預定的生產流程進行自動化設計，并采用全方位控制系統連接控制器與控制對象，從而完成規定的控制目標的系統。機電控制系統的核心，即控制，從技術角度來看，機電控制系統是通過借助傳感檢測、自動控制、伺服傳動以及集電極、微電子等相關技術來達到對設備遠程操控目的的綜合性技術系統。從控制形式來看，機電控制系統主要以遠程控制為主，即管理人員在異地或遠程也能夠借助計算機網絡實現對相關機械設備的控制[1]。但需要說明的是，在遠程控制過程中，若相關人員需要對系統的每個運行步驟進行控制，并在必要時實現隨時干預，此時，機電控制系統的控制形式即為保持型遠程控制，保持型遠程控制更有利于實現設備的實施、精確控制。
1.2 自動控制系統
自動控制系統，即在控制器的控制下，使被控對象按照事先預定的原理實現自動規律性運行的系統。以控制內容為依據，可將自動控制系統劃分為速度控制系統、高精度控制系統以及自診斷控制系統和自適應控制系統等。自動控制系統的核心技術主要體現在其自身的實用性方面，即通過協調機械和電器的各個部分從而確保其能夠順利、高效地完成預先設定的內容。
2 機電一體化設計的基本思路
現階段，我國已成為世界制造業大國，而市場經濟的不斷發展和產業結構的逐漸調整使得業內對機電一體化產品設計、交易和運用的呼聲越來越高。目前，機電一體化已成為了一門新的學科，其要求相關設計人員在對產品進行設計時，應對產品的功能、結構進行全面、系統的分析，并結合具體的分析結果設計出與理想預期相符合的機電一體化產品。從系統層面來看，應確保所設計的機電一體化系統兼具模塊化、智能化、網絡化以及微型化和人格化的特點，提高所設計系統的各項技術性能[2]。具體來說就是，通過將機械技術、自動控制技術和微電子技術等相關技術進行有機結合，并通過對各模塊單元的合理配置，使系統能夠實現所要求的各項功能。
3 機電一體化產品的設計方法
3.1 以電子線路取代機械控制機構
對傳統的機電控制系統進行分析可知，其相關控制大都是以單一機械控制結構為依托的，對于機電一體化產品的設計，可引入電子線路對此種機械控制機構予以改進，從而改善系統整體的機械運行過程，獲取預期的控制效果。具體方法如下：（1）采用可編程控制器或利用微型計算機，將電子線路與系統固有的機械控制結構有機結合；（2）引入變速機構、凸輪，使其代替系統中原有的插銷板和步進開關等傳統接觸式控制器，從而完成電子線路對機械控制接口的取代，在簡化機械結構的基礎上，提高機電一體化產品的性能與質量。
3.2 電子與機械部分的有機整合
電子與機械部分的有機整合是機電一體化產品設計的另一主要方法。對機電一體化設計進行分析可知，設計過程中最為關鍵的步驟則為打破產品傳統原有的設計模式，從而提高控制系統的控制精度和運行效率。但需要說明的是，一體化設計過程中，同產品本身相關的原理并未發生改動，而相關設計也只是為了提高產品自身的質量和性能，即實現電子技術和機械技術的有機整合，使二者成為不可分割的整體，共同完成相關控制工作。以電液比例控制系統為例，可將液壓閥同比例電磁鐵進行整合，使二者共同構成一體化比例閥，而這一整合設計的設計理念便是機電產品的一體化設計理念[3]。
3.3 相關功能模塊的整合
在對機電一體化產品進行設計時，采取相對簡單的機械構件與電子線路整合方法若不能達到預期設計效果，相關設計人員還應對系統的各個功能模塊予以整合，從而在確保各模塊功能得以順利實現的基礎上，使各模塊共同構成一體化的機電系統。例如，數控車床采用的便是各部分功能模塊相整合的設計方式。首先，應對可供車床使用的專用數控裝置以及伺服驅動裝置和其他相關機械裝置的種類、功能進行明確和劃分，并予以采購；其次，將所采購的各部分模塊裝置進行整合，最終設計出集各個功能模塊于一體的數控車床，確保其相關切削任務的順利完成。由此，各部分功能模塊通過整合既能夠確保機電一體化產品的質量，同時，又能夠節省設備生產費用，有效提高了機電一體化產品的技術經濟性。
4 結論
本文通過對機電控制系統與自動控制系統的相關概念進行闡述和分析，并結合機電一體化系統設計的基本思路，分別從以電子線路取代機械控制機構、電子與機械部分的有機整合和相關功能模塊的整合等方面對機電一體化產品的設計方法做出了系統探究。研究結果表明，通過機電一體化設計，能夠有效提高機電控制系統和自動控制系統的整合效果與控制精度，對于提高系統作業效率和促進制造產業的健康、穩定發展具有重要的作用和意義。
參考文獻：
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關鍵詞：機電一體化；結構組成；應用發展狀況
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：
機電一體化技術就是由計算機技術、信息技術、微電子技術、自動控制技術、機械技術等其他技術相互滲透和融合而形成的一種交叉學科的獨立技術。在實際應用中本文也主要介紹了在煤礦中的機電一體化應用，具體指的就是一種新型的技術，在原有的機械的主功能、控制功能、動力功能以及信息的處理功能上，引入先進的電子技術。所以說機電一體化的技術就是原有的機械技術與電子技術相結合產生的一種新的生產技術。
一、機電一體化技術的結構組成
機電一體化技術實際就是把相應的技術和原理與機電一體化的使用產品或者相應的系統相結合，是這種技術可以實現，利用到實際工作中，并且有一定發展前途的一種方式先進技術。在我國，機電一體化技術已經發展成為一種新型的，有著自身獨特系統的學科，隨著經濟的發展，機電一體化技術還會得到更加廣闊的發展空間。
在機電一體化系統中，要根據優化組織以及系統額功能目標將各個功能單元與系統的布局進行合理配置，使機電一體化技術在特定功能的意義上可以實現耗能低，質量以及可靠性比較高，功能比較全面的價值意義，并且可以成為整個系統中功能最優化的技術。
根據這種功能價值而產生的功能系統，就成為了機電一體化的系統或者是一種產品，這種產品是由很多關鍵要素組成的一個有機整體，這些關鍵的要素主要就是包括一些具有一定特殊功能的電子或機械功能要素，這種系統可以使人們在使用過程中所要求的最佳的功能得以滿足，這一系統化的產品的主要組成就是通過一些微電子與機械系統或者零部件之間進行有機結合或者進行相互之間的置換，而逐漸形成的一種具有新的性能和功能的新型產品，這樣可以使機器和人之間可以產生良好的合作關系，在機電一體化系統當中，一些原有的機械部件的功能可以被新型的微電子裝置來取代，不僅是這樣，還產生了很多的新功能，比如說可以對信息進行自動檢測和處理，可以使記錄自動顯示，可以對故障進行自動的診斷和保護，還可以對設備進行自動控制和調節。所以說，機電一體化技術的應用并不是簡單地人的身體的挪動或者是延伸，更重要的還是具有智能化的特點，可以感覺到人的感官以及頭腦內思想的了解，這一點也是機械電氣化與機電一體化在功能特征上存在的本質上的區別。
二、機電一體化的具體應用
現在，機電一體化的技術被廣泛應用到各個方面，本文就著重介紹一下在煤礦中的機電一體化的具體應用。
（一）在礦井的安全生產監控和監測系統中的重要應用
機電一體化技術是在煤礦企業生產中實現故障自診、在線監控、自動報警等功能的一項有效的技術手段。其中煤礦生產的在線監控指的就是，對于機械的工作裝置、轉動系統、電動機、液壓系統、制動系統等在機械運行過程中的運行狀態進行有效地監測和控制。自動報警和故障自診指的就是在煤礦生產的過程中，如果設備出現故障就能自動進行報警，而且還能指出發生故障的準確位置，使操作員能夠快速準確地找到故障點，提高工作的效率，對于一些檢查和維護的工作進行簡化，使維修的時間也大大縮短，維修的費用也相應的減少了，使機械的使用壽命大大地延長了。再進一步就是對采煤機上的變頻器做進一步的提高，改為用PLC來進行控制，這樣的話就可以同時實現故障自診、自動報警以及多種在線監控同時實現，使工作人員的工作效率得到進一步提高。
（二）在礦井提升機中的重要應用
大家都知道，礦井的提升機主要工作的地點就是在礦井下以及地面上，機電一體化技術在礦井提升機中的應用，可以很好地發揮其一體化的功能，使運行實現全數字化。內裝式的提升機在礦井提升機中具有非常重要的地位，這種類型的提升機使滾筒和驅動在結構的角度上進行有機結合，用這種方法使機械的結構得到簡化，使機電一體化能夠更好地被實現。
（三）在礦井下的帶式輸送機中的應用
我們把帶式的輸送機又稱之為膠帶輸送機，它的工作原理就是通過摩擦驅動來實現運輸材料的連續性。它的形成就是由上面緊套的閉合輸送帶與兩個端點的滾筒相結合而形成的。因為機電一體化技術的大量應用，帶式輸送機在技術水平上有了一定地提高，并且在一定的程度上使礦井下的高帶速、大運量、大功率和長距離曲線的帶式輸送機等許多的關鍵技術在研究以及新產品研發的速度上都起到了相當大的促進作用。
三、機電一體化技術的主要發展趨勢
（一）機電一體化技術發展日趨網絡化
上世紀九十年代，計算機技術得到迅速發展，其中一項重要的成就就是網絡技術的發展。人們日常的生產生活以及工業生產、教育、軍事、科學技術等等都因為網絡技術迅速地興起以及迅猛地發展而受到了很大的影響。全球范圍內的經濟和生產也由于網絡化的技術而逐漸的融為一體，致使企業之間競爭的力度進一步加強了。
（二）機電一體化技術發展日趨智能化
機電一體化技術今后一個重點的發展方向就是智能化。最近幾年來，人們越來越重視機電一體化技術應用與研究的智能化。智能化的機電一體化技術應用于生產中，能夠使人們的正常思維的一部分很好地輸入到電腦的操作系統中。利用這種系統來模擬人類思維的智能性。讓系統也能夠擁有與人類相同的推理能力、邏輯思維能力、自主選擇能力以及判斷能力等等。這樣的話，就可以使工人一些腦力和體力的活動通過機電一體化的智能性來代替，使工人們的勞動強度得以減輕，工作的效率也會相應得到提高。
（三）機電一體化技術發展日趨綠色化
科學技術以及社會經濟在當今的世界都在迅猛發展著，這也大大提高了生產效率，企業也從中得到了很高的經濟效益，使人們的生活變得更加舒適安逸，物質資料也得到了極大的豐富。任何事物都有其不利的一面，在這方面也是同樣的，人們在享受的同時也付出了比較慘重的代價，由于過度地開采使得資源迅速減少，生態環境也遭到了嚴重地破壞。人們也逐漸認識到保護資源與環境的重要性。機電一體化的應用不會污染生態環境，如果報廢了還能進行回收利用。
結語：
機電一體化的技術并不是孤立存在的，它結合了很多科學技術的發展成果，是社會發展到一定階段的需求，隨著科學技術的不斷發展，機電一體化的發展優勢更加明顯，發展前景也會越來越廣闊。
參考文獻：
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【關鍵詞】 機電一體化 電機控制
1 機電一體化的發展
機電一體化在20世紀70年代是初始研究探索的時期，此階段研究者通過嘗試各種科學試驗來提高機電器械的運作效率和質量。尤其在第二次世界大戰時期，戰爭促進了電子技術與機械的相互滲透融合，當時目的是為了戰爭服務，而戰爭結束后技術優勢和特點逐漸轉為為民眾服務。加快了使用地區人民生產生活回歸正常軌道。但由于尚處于技術發展的初級階段，性能和質量并不是特別完善，而適合產業發展的外在環境條件尚不充分，因此其進一步發展受到局限。后來網絡通信技術和控制、傳播技術的推廣帶來微型計算機和集成電路等技術的使用等成為了電子技術和機械技術相融合的前提性條件甚至決定性條件，對促進機電一體化事業功不可沒。
2 機電一體化技術的主要應用領域
目前機電一體化技術應用最廣泛的領域即數控機床和自動機與自動生產線這兩方面。數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在功能、操作、結構和控制精度上都有迅速提高，具體表現有：機電一體化采用開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊為符合接口標準，應具有兼容性、層次性，能最大限度地提高用戶的收益；機電一體化能實現多過程、多通道控制，即同一臺機床能同時控制或獨立加工多種機床的和多臺機床的能力；機電一體化的應用最終可以將物料搬運、機械手等控制、刀具破損檢測都集成到系統中去；以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置；系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。當前機電一體化技術應用的又一具體體現主要為在國民經濟生產和生活中廣泛使用的各種自動化設備、自動機械及自動生產線等。如：郵政信函自動分撿處理生產線；各種印刷包裝、高速香煙、易拉罐生產線等；這些自動機或生產線中廣泛應用了傳感技術與現代電子技術。近十年來，我國技術水平迅猛增長，已超過了發達國家的水平。
3 機電一體化中的電機控制與保護
電機控制與保護針對的是機電相關設施的維護和保養。它是機電事業強大的后盾和不能忽略的組成部分，它的開發使用是時展的需要也是各國政府大力提倡和推進的一項措施。它的節省能耗的優點使其在各個領域都能發揮作用，并成為經濟發展必須考慮必須重視的重要環節，對它的倡導和規劃符合國情和民生需要，也是我國事業國際化的一項推進因素。
3.1 電機控制保護裝置存在的缺陷
其實現階段在電機控制保護裝置中，各種非期待的狀況都有待處理。比如井下電機控制保護設備中，鼠籠式異步電機的故障率就比較高，占整個電機設備總故障率的一半以上，所以對于井下電機控制而言，可靠的控制保護裝置是保證礦井安全生產的重要因素之一。通常電機保護裝置的原理不外電磁原理或者電熱原理，比如通過熔斷器進行短路保護，或者用熱繼電器進行過載保護等，都是這應用這些原理的典型技術。隨著機械自動化程度漸漸顯現出來，電機設備的運動使用率高，人工的負擔轉嫁于機械備，而由于啟動時間，電壓，設備開機狀態等影響下機器的損壞率，壽命變短等問題逐漸凸顯出來。電機設備研究人員希望通過長期的調查和試驗找到保護電機保護技術前景何在，得到以下結論：第一，設計之初便要考慮日后的維護保護工作，提前做好計劃安排，從頭到尾進行統籌規劃。第二，拓展設備養護問題胡思路，創新保護裝置，使其發展規模發展思路更加多樣。第三，轉變管理觀察方式方法，在設備運行過程中根據實際情況一切以更好更快為目標，及時將出現的問題處理完，在此，數字化的監管模式因為其高速和全面是目前發展的主要方向。
3.2 電機保護控制裝置發展趨勢及前景
電機控制保護現狀是缺乏思路創新和科技創新，近幾年針對這些問題提出一些新的理論方法，期望推進該事業的進一步發展。通過仿真計算和故障建模，并引入突破量、相位量、諧波份量、阻抗量、序份量等多種對電機故障敏感的檢測量進行數據分析，并作相應判斷和分析，把這些工作量提前做好的話，不但可以大大提高保護控制裝置的精度和靈感度，還可以為以后的理論研究提供依據，為今后的突破進展提供依據。所以說我國在這一方面應該像國外積極學習，發展配套運行機制，使得購買效率和使用效率都提高，避免了使用者配置不當引起機器損毀，耐用率低下而花費高昂，一方面使出產者的口碑提高和產品進一步推廣全國乃至世界打下基礎。所以說電機與其保護設備的配套不但能夠促進彼此的使用效果，拓寬了電機事業長遠發展的道路，對整個機電事業的科學化、人文化、世界化都是一個不小的促進。
參考文獻：
隨著信息技術等的發展,機電一體化已經成為一種發展趨勢,同時也為人們的生產、生活提供了更多的便捷。接口是幾點一體化產品的重要組成部分,有效運用接口,可以更好地將幾點一體化產品中的各個組件有機地連接起來,使機電一體化產品的運行能夠更加順暢、有效。因此,接口技術的研究與運用,直接影響著機電一體化產品的運用效能,相關工作人員應該積極創新接口技術,滿足機電一體化技術不斷發展的需求,進而提高機電一體化產品的質量,更好地為人們的生產、生活服務。
1 簡述接口、接口類型與接口連接方式
機電一體化系統,即是將機械系統與電子系統有機地聯系到一起,從而發揮機械電子的優勢,提高機電一體化產品的應用性能。而接口是機電一體化產品的重要組成部分,它是連接機械系統與電子系統各個模塊的重要組件,具有調節、匹配、緩沖等性質,可以有效地轉換電平、增加功率,使機電一體化產品的性能得到提高;一些技術人員將接口加設抗干擾材料,可以將電子系統與控制系統之間相互隔離,防止兩個系統之間的信號受到干擾,影響電子系統與控制系統運行的可靠性;接口的運用,還可以進行電路轉換,保證機電一體化產品中各個系統之間電流量的匹配,進而提高機電一體化產品的運行效率。
不同的機電一體化產品,其性能、工作原理等都存在差異,自然接口也不完全相同。也就是說,在運用接口技術連接子系統的各個模塊時,需要運用到不同的接口。技術人員根據實際情況將接口分成兩類,即機電接口與人機接口。機電接口是指執行機構驅動系統與傳感器之間的接口,它可以模擬信息的輸入與輸出,并為機電一體化系統提供平穩的電流,以保證機電一體化產品能夠保持一個有序的運行狀態;人機接口是指工作人員或者技術人員與計算機之間的接口,這種接口可以將工作人員的指令,利用計算機網絡進行編碼形成有效的信息數據,并通過接口在各個子系統之間相互傳遞信息,以滿足實際需要。
2 接口技術在機電一體化中的運用
2.1 概述接口技術
在機電一體化技術發展的過程中,接口技術是隨之發展起來的新型技術。顧名思義,它是將機電一體化中各個組件、系統相互連接,使其發揮最佳效用的技術。接口技術在機電一體化產品中的應用,可以更加有效地使機電一體化產品中各個復雜的子系統模塊之間有效地連接起來,促進其數據、信息的傳遞與轉換,使機電一體化產品的性能得到提高。而隨著接口技術的發展,機電一體化技術也將得到更快的發展,并將向著網絡化、綠色化、智能化、模塊化方向發展,機電一體化產品的性能也將越來越高,為人們生產、生活提供更多的便利。
2.2 接口技術在機電一體化中的運用
眾所周知,接口技術在機電一體化中的應用,大大提高了機電一體化系統的性能,同時也促進了機電一體化技術的發展。那么,接口技術到底是怎樣運用到機電一體化系統中的呢？
第一,連接機電一體化系統中的各個子系統模塊,充當“開關通道”。在機電一體化系統中,各個子系統模塊相互連接,再通過電子系統進行智能化控制,將信息系統中的數據、信息進行傳遞與轉換,使各個系統模塊都能夠在電子系統的控制下運作。要想實現以上功能,就必須有連續的電流,而在接口技術運用下的接口可以充當“開關通道”,工作人員只需正確操作開關執行器,為系統模塊之間的連接提供連續的、平穩的電流,就可以有效實現以上功能。
第二,工作人員可以根據需要手動接口,滿足工作需求。工作人員在操作監控機電一體化系統運作時,通過人機接口使系統按照工作人員的需要進行運作,這種被稱為人機接口。人機接口主要分成輸入與輸出接口,工作人員只需按照需要將指令通過硬件輸入系統,系統就會按照需要將指令編碼成信息數據,并通過接口傳遞給各個系統模塊,輸出相應的狀態、運行參數等,以實現工作人員監控機電一體化系統的目的,滿足工作需要。
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第三,運用接口技術,可以有效提高系統輸出信號的質量。傳統的機電一體化技術中,接口的運用還不是很成熟,導致系統顯示的數據、信息等質量不高。隨著接口技術的不斷發展,越來越多的機電一體化系統在運用接口技術之后,有效地提高了數據、信息輸出的質量。工作人員能夠有效控制輸出的數據、信息等運行參數,對這些數據、信息等進行有效的調整,就可以實現監控生產過程的目的。
2.3 運用接口技術需要注意的問題
接口技術是在機電一體化技術上發展起來的,所以在運用接口技術的時候,需要注意以下問題。技術人員在運用接口技術將接口連接于各個子系統模塊之間,需要注意接口技術是否與機電一體化技術相匹配,是否能夠符合機電一體化產品在性能上的要求,這些都是技術人員需要思考的問題。只有合理選擇、運用接口技術,才能為機電一體化產品的性能正常發揮起到基礎的作用;任何技術在運用過程中,都需要進行調試,以確保技術運用的科學性、合理性與可靠性。同樣,接口技術的運用也需要進行智能調試。一般來說,技術人員在運用接口技術連接各個子系統模塊之后,就要及時地進行系統測試與接口的智能調試,這樣才能在第一時間發現問題、解決問題,保證機電一體化產品的可靠運行,也可以為以后接口技術的發展提供參考;接口在使用過程中,人機接口是比較常見的,它是根據實際生產需要而進行的人工調整的接口,也就是說,這種接口是可調的。因此,技術人員運用接口技術必須積極思考機電一體化產品的實際生產效能,并注重接口技術的各項指標能夠按照要求合理調控,結合實際情況運用接口技術。這樣的接口技術才能保證機電一體化系統可以按照需要隨時進行調控,實現智能化、網絡化,提高接口技術的運用效果。
1基于MCD機電一體化產品概念設計的意義
隨著我國信息技術、科學技術等的發展，機電一體化系統的發展成為一種必然的發展結果，而信息技術支持下的機電一體化，促進了傳統產品朝著智能化、網絡化、自動化等生產方向發展。機電一體化產品是機電一體化技術的承載者，同時也是機電一體化信息技術的體現者，在產品概念設計中，MCD機電一體化系統的應用，有重要的意義。產品概念設計的設計方法，對產品設計非常重要，概念設計也是產品設計中的關鍵，將機電一體化系統應用在產品概念設計中，可以提高產品設計的理論化、規范化、智能化、網絡化等。在產品概念設計中，因為機電一體化產品的設計具有復雜性，很多產品設計理論雖然可以對產品概念設計起到一定的作用，但是這些設計理論也為產品概念設計的機電一體化進行了限制。概念設計是產品設計中最為重要的環節，影響著產品設計的質量，為了提高設計質量，需要建立產品概念設計機電一體化設計理論，在良好的產品概念設計方案下，完成產品的機電一體化概念設計。公理化設計理論、PFD理論等，在產品的創新設計中，發揮著巨大的作用，從MCD機電一體化自身的特性進行分析，在產品概念設計中，建立完成的、系統的產品概念設計的理念、方法、方案，可以促進產品概念設計的進行，實行產品的機電一體化創新設計。在產品概念設計中，MCD機電一體化設計，為產品的創新設計提供理論、方案等，促進產品概念設計創新等。
2基于MCD機電一體化產品概念設計的可操作性
科學技術的發展推動了機電一體化的進行，也為工程信息技術行業的發展創造了有利的條件。在機械生產、加工、制造等行業中，機電一體化的形成和應用，使其發生了翻天覆地的變化，機電一體化主要是將主功能、動力功能、處理功能等有效的結合在一起，并引入電子信息技術，實現電子設計、軟件、設備等的結合。當前的機電一體化并沒有形成一個統一的定義，這主要是因為機電一體化自身具有復雜性，涉及到很多領域的知識、技術等，MCD機電一體化，主要是機電一體化方案，在產品的設計中，應用MCD機電一體化系統，結合機械工程、電子技術、計算機技術等，形成科學性、復雜性、融合性等特點為一體的產品設計系統，充分的利用它的功能，完成產品概念設計。為了研究基于MCD機電一體化產品概念設計的可操作性，我們針對產品的MCD機電一體化概念設計的內涵進行分析。概念設計是產品設計中最復雜、重要的部分，是實現從無到有、從模糊到清晰的一個過程，在信息技術、智能技術等的支持和應用下，概念設計取得了新的發展成果。應用MCD機電一體化進行產品概念設計，主要分為產品概念設計的規劃、概念設計、詳細設計、改進設計等，不同的環節中，有不同的子模塊組成部分，例如在概念設計中，分為功能設計、原理設計、功能分析等等。將MCD機電一體化應用于產品概念設計中，需要借助各種信息庫確定MCD機電一體化方案，然后進行產品概念設計。MCD機電一體化系統的交換頻率非常高，抗干擾能力強，在進行產品概念設計中，系統誤差小，結構功能非常強，將其應用在產品概念設計中，可以保證產品設計的實用性、可靠性、穩定性、規范性、經濟性，同時也有安全性和可操作性。為了研究研究MCD機電一體化在產品概念設計中的可操作性，我們以其在傳感器概念設計中的應用進行分析。在進行產品概念設計時，先進行系統的劃分，對傳感器的功能、性能等進行分析，然后檢驗傳感器子系統的傳感器的功能載體，了解傳感器的類型和用途，最后采用MCD機電一體化中的信息處理系統，對傳感器設計中的相關信息進行處理和控制，完成信息的分析、處理之后，進行MCD機電一體化產品概念設計。互感器等產品的MCD機電一體化設計制造，是一個復雜的過程，其中包含了很多的子系統和子環節，每一個過程都比較的繁瑣，稍有差錯和偏差，就會造成設計制造的失敗，而且產品的設計需要很長的時間，設計制造中使用的材料價格很高，所以在產品的概念設計中，如果出現差錯，就會造成嚴重的損失。在使用MCD機電一體化進行產品概念設計中，一定要對產品的概念設計理論、方法、方案等進行仔細的審核。概念設計是中最為重要的是方案設計，要確定MCD機電一體化產品方案，需要將前面的各項工作的理論等加入其中形成一個邏輯思維，在計算機技術、網絡技術等的支持下，基于MCD機電一體化的產品概念設計，具有可行性。
3小結
社會在發展，科技在進步，經濟等取得了顯著的發展成績，科學技術、經濟的發展，推動了機電一體化的發展，促進傳統機械生產發生變化。在產品概念設計中，使用MCD機電一體化，需要結合很多的理論、方案、信息知識等，完成各方面、環節的有效結合，可以實現產品概念中MCD機電一體化的應用。MCD機電一體化為產品、軟件等的信息化的發展和設計，提供了可能性，在今后的發展，不斷的完善自身發展，為產品的概念設計等提供良好的保障。
作者：馬進 單位：沈陽出入境檢驗檢疫局
[關鍵詞]機電一體化；故障診斷；診斷技術
中圖分類號：TH165.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）03-0349-01
機電一體化設備的故障診斷技術也越來越多的得到了社會的廣泛關注和研究，機電一體化設備的診斷技術與機電一體化設備的發展是分不開的，先進的故障診斷技術能夠保證機電一體化設備的正常運行。
1、機電一體化設備的故障分析
機電一體化設備中包括動力控制部分、機械本體和執行單元等，系統中涉及到電、氣、磁和光等。其中計算機起到控制設備動作的作用，而機械本體負責執行動作，只有兩者協調合作，才能保障設備正常工作。機電一體化設備的故障特性有：（1）機械零件多并且易被磨損；（2）缺乏自動診斷能力；（3）沒有明顯的報警提示，部分故障有提示，而一些故障沒有提示；（4）缺乏有經驗的技術人員。
機電一體化設備在企業機械加工中發揮著十分重要的作用，這種設備價格較高，機床的壽命是十分關鍵的因素。如果機電一體化設備出現故障，將給企業帶來重大的損失。但是很多企業的管理者只看到該設備的效能，對于如何合理操作設備并不關注，部分設備甚至經常處于超負荷運作狀態，因此經常發生由于設備故障而停工的情況。因此，要想充分發揮機電一體化設備的效能，合理操作設備并定期進行故障診斷是十分必要的。
2、常見的機電一體化設備故障診斷技術
目前我國機電一體化設備中比較常用的故障診斷技術有以下幾種。
2.1 振動故障診斷技術
通過設置相關檢測設備的振動參數，并根據檢測設備的信息特點對機電設備進行故障診斷的技術就是振動故障診斷技術。這種技術主要應用于機械設備的故障檢測，由于機械設備在運行過程中會有劇烈的震動，使用振動檢測設備可以檢測到振動數據，這些數據包括加速度和速度等。在檢測過程中要想獲取充足的檢測數據，并對機械設備的運作狀況進行準確判斷，就需要對測量點的位置進行正確選擇。這種故障診斷技術操作較為簡單，檢測得出的設備運行狀況報告清晰明了，也增加了檢測和診斷故障的準確率。
2.2 油液磨屑分析故障診斷技術
機械零件的磨損失效約占設備失效的80%，是設備最主要最常見的失效形式，而對其起決定性作用的兩大因素為：摩擦副的性質和所用劑（油脂）。
2.2.1 油液磨屑分析技術原理
運動副的表面磨損會產生磨屑顆粒，以懸浮狀態和灰塵等雜物一起進入并存在設備的系統和液壓系統中，而這些磨損顆粒為設備故障和失效提供很重要的信息。磨損顆粒的不同特性（形狀、尺寸、表面樣貌、數量以及顆粒的分布）反映了設備不同的磨損失效形式（粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、磨料磨損等）。
2.2.2 油液磨屑分析故障診斷技術實用性
油液磨屑分析故障診斷技術一般用于機械系統和液壓系統中，是對設備運行過程中的油液磨屑進行識別分析，通過了解油液的成分以及油液磨屑顆粒的形態來對設備的運行狀況進行判斷。該故障診斷技術可以根據油液顆粒的尺寸對機械設備的磨損情況進行判斷，而磨損的類型可以根據油液顆粒的形狀進行判斷，也可以根據微粒的成分來判斷機械磨損發生的具置。
2.2.3 油液磨屑理化性能的分析
根據油液磨屑顆粒的特性可以判斷設備運行的情況，如表1：
2.3 射線掃描故障診斷技術
Y射線掃描診斷技術屬于一種新興的設備故障診斷技術，它一般用于檢測工藝設備。該檢測技術對設備運行狀況進行判斷的方法主要是對掃描圖譜的特點進行分析。
3、影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素
3.1 元器件失效
機電一體化設備中的基本構成單元之一就是元器件，而單個元器件的可靠性為整個設備的可靠性打下了基礎。根據概率運算的準則，機械設備各組成部分的失效率之和構成了整個機械設備的失效率。因此，應該選擇失效率較低的元器件產品，以降低機電一體化設備故障診斷的失效率。
3.2 元器件的組裝和連接
機電一體化設備中有十分復雜的控制系統，并且元器件縱橫交錯連接在一起，要想提高整個設備的可靠性，就需要正確進行元器件的組裝和連接。設備如果某個插件出現接觸不良，可能導致信號傳輸失靈，這也是設備產生故障的主要原因之一。同時，機電設備中的溫度或者濕度有很大的變化，設備運行過程中粉塵的污染或者機械振動等都可能影響到故障檢測的可靠性。
3.3 電磁影響
機電一體化設備在運行過程中主要依靠電能工作，設備中必然會出現電磁能量的相互轉換，這種電磁不僅影響到周圍的環境，也影響到設備的制動、電源負載等多個方面。
4、機電一體化設備的故障診斷遇到的問題以及措施
4.1 缺少設備故障檢測的精確度
機電一體化設備的診斷技術在我國的發展已經有很長的時間了，我們已經掌握了機電一w化設備的診斷的相關技術和診斷方法。但是仍然缺少一套完整的機電一體化設備的故障診斷技術的理論體系和方法，我國國內的診斷技術大多是針對設備的某一部分或者是某一具體類型的設備來說的，沒有形成科學完整的診斷技術的方法和理論；我們現在的當務之急就是做好診斷的精確度問題，處理好設備故障和檢測信息之間的關系，提高診斷技術的精確度和準確性，使機電一體化設備能夠正常的運行。
4.2 缺少檢測的實際經驗和方法
我國的機電一體化設備的故障診斷技術在一些領域里仍然處于理論階段，缺少相關的實踐經驗。在設備診斷的模糊理論、小波分析、神經網絡、智能方法這些領域，沒有豐富的實踐經驗和豐富的操作經驗，只有一些相關的理論作為設備故障檢驗的支撐和研究。我們應該加大設備故障診斷技術的理論研究，在實際的工作生產過程中，積累故障診斷和修復的實際經驗，能夠使理論和經驗完整的結合，形成機電一體化設備的完整理論和方法。
4.3 缺少設備故障的專業技術人才
目前我國有很多操作機電一體化設備的專業技術型人才，但是缺乏相應的設備故障檢測人員。我們針對這個問題，可以建立專家智力支持系統，形成專業的機電一體化設備故障診斷隊伍，專業地維護設備的運行，實時進行設備故障的監督。還要培養設備故障診斷的專業技術人才，可以定期對人員進行培訓和教育，提高技術人員的專業技術和水平。
5、結束語
機電一體化設備的故障診斷技術是近些年來發展起來的一門新的學科，這與社會主義市場經濟的發展是離不開的。我們要做好設備故障的診斷工作，提高設備故障的診斷技術，積極探索新的更為有效的診斷方法，來提高國內機電一體化設備的診斷技術的精確度，形成一套完整故障診斷理論，豐富實踐經驗。以此來保證機電一體化設備的維護和正常運行。
【關鍵詞】船閘工程，機電一體化，機械；前景
1 概述
隨著我國科學技術的不斷發展，計算機控制技術與電氣控制技術結合起來，機電一體化自此進入了智能化和電子自動化的時代，機電一體化技術取得了前所未有的發展。而由于建立在智能化控制系統上的機電一體化，極大的提高了工業生產的效率，使得原本人工化的加工過程轉為“無人”生產線，并結合計算機強大的計算能力，以網絡信息傳遞和集成化電子終端，實現動態化控制，形成了自動化的生產線。
2 船閘工程中的機電一體化
船閘工程的建設十分復雜，尤為突出的特點就是作業強度大、環境影響大、人為因素對質量影響大等。而機電一體化的發展使得流程化的作業技術推廣到了工程機械上，利用機電一體化的技術移植，將多種作業功能不同設備組合在一起，從而構建船閘施工的移動的“流水線”，這也是機電一體化在工程施工方面的重要貢獻。
船閘工程中的機電一體化實現的主要方式就是利用工程機械制造和電子控制系統相融合的思路，打造可在施工中自行作業、自行檢測的智能化施工機械。從某個方面看，船閘工程的機電一體化更像是對工程機械的自動化改造，并將某個施工工藝結合在一起，使之利用一組工程機械完成某些施工工藝。同時隨著控制模塊、微處理器技術的提高，尤其是一些工程機械的控制方式的電子化智能化轉變，推動了機電一體化在工程作業機械中的結合，使之成為適應船閘施工的自動化，智能化機械，以此實現了施工的機電一體化。
下面就施工機械機電一體化的應用作簡要介紹：
（1）電子控制系統實現機械自檢。機電一體化的一個突出優勢就是可以實現機械設備的自我檢測，這就給工程機械的運行帶來動態化的監控模式，并以此實現對工程機械的合理操作，提前發現問題并予以解決。突出的功能就是在設備運行中對設備的發動機、傳動系統、液壓系統、電子系統等進行全面的動態化監控，這里要的是電子技術中數據傳感的原理，這也是機電一體化在工程機械中應用的最佳實例。這個監控系統由監控和信息處理、報警系統組成，一旦工程機械在作業中發生機械性工作或者工作異常就會向控制人員發出警報，并指明故障位置，幫助檢修人員進行核實和調整，避免更大的事故出現而影響施工作業。
（2）機電一體化的應用提高了作業的精度。隨著我省航道等級不斷提高，對質量的要求也不斷提高，因此一些施工工藝在人為的操作下很難滿足設計的高標準，而利用儀器反復檢測也相當的耗費人力和物力，因此需要一種技術提高作業的精度，還可以隨時檢測問題。這時機電一體化就成功的解決了這樣的問題，首先，機電一體技術可以設定機械的作業模式，而且這種模式一旦確定，在各自機械的配合下，就會形成一個固定的作業順序和標準，而且不會輕易的發生變化，這樣保證了船閘施工的精確性。同時由于機械自動作業可以同參數的調整提高施工精度，這種精度的設定是可以看見的，因此可以實現高精度持續作業。
另外，在施工中利用傳感器與電子控制技術的結合，可以在施工的同時對施工的成果進行及時的檢測，這樣既可以確保施工成果的質量，而且一旦出現問題也可以就地解決，而無需等待后期檢測的結果出來后再進行補救，提高了施工的效率。
（3）機電一體化可以降低工程施工的能源消耗。傳統的工程機械在使用中往往是通過人的操作來調整工作的輸出功率，而這種調整是粗獷性的調整，就簡單的換擋或者轉速變化，可以選擇的變換工況很少，這樣就制約了對能源消耗的控制。在這樣的基礎上，一些機械生產廠商利用電子控制技術有效的降低了挖掘機的工作效率，使其工作中的燃油使用效率提高了一倍還多，所以機電一體化對降低能源消耗和提高工作效率是行之有效的。
（4）機電一體化可實現施工的自動化。機電一體化在工程中的應用不僅僅局限在對某種機械的改造和工藝精度的提高上，而是向著某一施工工藝的自動化作業方向發展。即利用一臺機械的電子化控制來實現對一組機械的電子化控制，并使得這一組機械有機的結合起來，來完成某些施工作業。
3 機電一體化技術在船閘施工中的應用前景
（1）系統的智能化程度將提高。智能化控制是機電一體化發展目標，即利用電子技術和機械控制技術實現機械的智能化的運行。所謂智能化就是機械可以在不同的情況下利用預先設計好的工況分析系統對當前的工況進行評估，并作出簡單的運行模式的變化，這就是智能化的基本需求。而隨著模擬智能、模糊數學、計算機技術、傳感技術等學科的發展和結合，將推動機電一體化向智能化邁進，最終是對機械設備的智能化改造，并使之在施工中利用簡單的運行動作調整適應復雜工況作業。
（2）模塊化作業。機電一體化在工程中的應用前景廣闊還包括了其控制和操作模式的簡化，即智能模塊化控制的實現。這種模塊化的操作和實施就是利用某些固定的程序化模塊與特定機械設備組合相配合，以此進行特定工況下的作業，如在某個工段采用固定的速度、作業形式等，這樣在該標段就可進行無干擾的作業，同時在自動檢測系統的輔助下，可以將施工過程完全交給機械來完成。
（3）對環保的貢獻將不可估量。前面提到了利用機電一體化可以降低工程機械的能耗，在未來的機電一體發展中將進一步提高其對節能環保的貢獻。機械的高度智能化將帶來機械的多功能化，即利用較少數量的智能化施工機械就可以完成大量的工程量，這無疑是對資源的最大節約。同時高效的機械作業也減少了對環境的破壞，如減少機械存放的場地、減少人員生活對環境的影響等。
4 結語
本文對機電一體化以及其應用前景和機電一體化技術在船閘工程方面的應用加以分析，簡要的介紹船閘工程機電一體化的運用。
參考文獻：
【關鍵詞】 機電一體化 系統 設計 應用
1 機電一體化產品的構成及特點
1.1 機械系統
機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。除一般性的機械強度、剛度、精度、體積和重量等指標外，機械系統技術開發的重點是模塊化、標準化和系列化，以便于機械系統的快速組合和更換。
1.2 動力系統
動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能，去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。
1.3 傳感與檢測系統
傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現，對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。
2 機電一體化設計的關鍵技術
2.1 精密機械技術
機械技術是機電一體化技術的基礎，因為機電一體化產品的主功能和構造功能大都以機械技術為主得以實現。在機械傳動和控制與電子技術相互結合的過程中，對機械技術提出了更高的要求，如傳動的精密性和精確度的要求與傳統機械技術相比有了很大的提高。在機械系統技術中，新材料、新工藝、新原理以及新結構等方面在不斷的發展和完善，以滿足機電一體化產品對縮小體積、減輕重量、提高招度和剛度以及改善工作性能等方面的要求。
2.2 信息處理技術
信息處理技術是指在機電一體化產品工作過程中，與工作過程各種參數和狀態以及自動控制有關的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析等。在機電一體化產品中，實現信息處理技術的主要工具是計算機。計算機技術包括硬件和軟件技術、網絡與通信技術、數據處理技術和數據庫技術等。在機電一體化產品中，計算機信息處理裝置是產品的核心，它控制和指揮整個機電一體化產品的運行，因此，計算機應用及其信息處理技術是機電一體化技術中最關鍵的技術，它包括目前廣泛研究并得到實際應用的人工智能技術、專家系統技術以及神經網絡技術等。
2.3 檢測與傳感器技術
在機電一體化產品中，工作過程的各種參數、工作狀態以及與工作過程有關的相應信息都要通過傳感器進行接收，并通過相應的信號檢測裝置進行測量，然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置，以實現產品工作過程的自動控制。機電一體化產品要求傳感器能快速和準確地獲取信息并且不受外部工作條件和環境的影響，同時檢測裝置能不失真地對信息信號進行放大和輸送及轉換。
2.4 自動控制技術
機電一體化產品中的自動控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、校正、補償等。機電一體化產品中自動控制功能的不斷擴大，使產品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制，機電一體化產品在工作過程中能及時發現故障，并自動實施切換，減少了停機時間，使設備的有效利用率提高。由于計算機的廣泛應用，自動控制技術越來越多地與計算機控制技術結合在一起，它已成為機電一體化技術中十分重要的關鍵技術。該技術的難點在于現代控制理論的工程化和實用化，控制過程中邊界條件的確定，優化控制模型的建立以及抗干擾等。
3 機電一體化產品設計方法
3.1 產品可行性研究
通過實際調查和研究，掌握對所設計產品的市場需求，并進行可行性論證，從而確定產品設計的基本方案，其中包括預測投資總額、組成部件價格、產品的性能價格比以及經濟評價等。
3.2 基本設計階段
在基本設計階段要提出必需的主要技術，其中包括硬件技術和軟件技術兩個方面。硬件包括產品的結構元件和控制元件，軟件包括操作系統和控制系統。在進行整個系統設計時，必須提出幾個方案進行比較，從中選出較優的方案。
3.3 詳細設計階段
詳細設計包括業務分工、程序設計、操作系統設計、工藝設計、設備設計、總體設計、控制系統設計、安全保護設計等。在開發性產品設計過程中，要擬定產品的各項性能指標參數，通過計算選定所用的設備，從而進一步完成機構設計、運動和性能設計以及控制設計等。
3.4 實際運行試驗
這一階段的工作主要包括產品工作性能檢驗和改進以及產品性能評價。產品工作性能檢驗的目的是進行生產周期和生產率測定，進行故障分析和考察故障時間等。改進是指對產品存在的問題提出改進措施以提高產品的性能。產品的性能評價包括技術評價、經濟評價兩個方面。這一階段是產品設計過程的總結階段，目的是通過對已確定的操作系統的具體使用，檢驗其實際的使用價值。
在實施機電一體化產品設計的過程中，要正確處理好質量與成本、市場需求與技術可能性、長期發展和短期利益之間的矛盾關系，在滿足市場需要的前提下，使產品具有足夠的競爭力，同時又要符合當前實際情況和技術可實現性，以保證產品獲得最大的技術經濟效益和社會效益。
參考文獻：
