時(shí)間：2022-10-02 21:39:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(jī)電一體化設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
因?yàn)橐獙?duì)植被進(jìn)行處理，所以，園林設(shè)計(jì)機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨的問題，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類似。因此，園林設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械在很大程度上與農(nóng)業(yè)機(jī)械相似。現(xiàn)在，園林設(shè)計(jì)機(jī)電一體化機(jī)械在實(shí)際應(yīng)用中還存在許多缺陷，具體來說，包括以下幾點(diǎn)。
1.1種類比較少
現(xiàn)在市場(chǎng)上常見的有各種修剪機(jī)、灑水機(jī)等，這些比較單一，還有許多機(jī)電一體化機(jī)械并不常見，如移植機(jī)等。在許多發(fā)達(dá)國家，其園林設(shè)計(jì)機(jī)電一體化設(shè)備更加多樣化，在美國、歐洲等國家，其園林設(shè)計(jì)設(shè)備種類就更多，用途也更廣泛。國內(nèi)也有許多知名品牌的銷售，如綠友、東方園林等，在國內(nèi)還有許多生產(chǎn)園林機(jī)械的著名廠家，在淮安、揚(yáng)州等地就有許多知名廠家。
1.2普及率低
與數(shù)十年前相比，園林設(shè)計(jì)中采用機(jī)電一體化機(jī)械的頻率雖然有所升高，但就目前來講，機(jī)械的使用率還是偏低，還不夠普及。與發(fā)達(dá)地區(qū)相比，我國大部分地方還在用半自動(dòng)化機(jī)械工作，距離全自動(dòng)機(jī)械工作還有一定距離。
1.3利用率較低
部分園林機(jī)電設(shè)備會(huì)投入使用，但機(jī)電設(shè)備的使用效率不高，其原因有二，一是存在人為操作的問題，錯(cuò)誤的操作規(guī)程對(duì)機(jī)電設(shè)備造成很嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致維修費(fèi)用升高，使成本不降反增；二是沒有將機(jī)電設(shè)備的利用效率最大化，導(dǎo)致資源浪費(fèi)，增加了管理與維護(hù)的成本，阻礙了機(jī)電設(shè)備在園林設(shè)計(jì)方面的投入和使用。
1.4保管和維護(hù)不到位
機(jī)械是易損耗的，使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)故障，但有些企業(yè)由于缺乏技術(shù)人員維修不到位，有的根本不進(jìn)行定期維修，故障的機(jī)器多數(shù)被棄置倉庫，卻利用人力完成作業(yè)，這成為園林設(shè)計(jì)中機(jī)電一體化的缺點(diǎn)。不懂得機(jī)械結(jié)構(gòu)和原理，不熟悉機(jī)械的操作，不知道如何保養(yǎng)機(jī)械，導(dǎo)致機(jī)械使用壽命降低。對(duì)上述問題，企業(yè)必須制定相關(guān)的操作規(guī)程，讓員工認(rèn)真學(xué)習(xí)操作規(guī)范以及正確的使用方法。另外，在大規(guī)模使用園林機(jī)電一體化機(jī)械時(shí)引起的噪音、環(huán)境污染等問題也有待解決。機(jī)電一體化的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，專業(yè)化是必不可少的。由于各類科技學(xué)科發(fā)展及相互滲透，促使了機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在各行業(yè)、部門的飛速發(fā)展。其中機(jī)電一體化在園林設(shè)計(jì)中也得到了應(yīng)用。
2機(jī)電一體化在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
隨著現(xiàn)代化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)也逐漸滲透進(jìn)了園林設(shè)計(jì)。經(jīng)過兩千多年的發(fā)展，中國古典傳統(tǒng)園林所講究的意境已經(jīng)到了爐火純青的地步，雖然可能會(huì)有更好的園林出現(xiàn)，但是機(jī)電化已經(jīng)成了一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，這是大勢(shì)所趨。園林設(shè)計(jì)中會(huì)融入更多的機(jī)電一體化等元素。沿著這個(gè)思路走，創(chuàng)造園林的科技文明和傳統(tǒng)意境對(duì)園林現(xiàn)代化的普遍需求相結(jié)合，是成就上流園林的必要條件之一。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：可編程序控制器;發(fā)展歷程;重要作用
前言
隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械控制生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)生產(chǎn)生活的需求，因此現(xiàn)代工業(yè)已經(jīng)摒棄傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，取而代之的是集成化、規(guī)模化的生產(chǎn)為模式。可編程序控制器是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，并且這種新型控制模式已經(jīng)深入到了工業(yè)生產(chǎn)控制的各個(gè)模塊，可編程序控制器在機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)中也越來越得到了廣泛的應(yīng)用，PLC的應(yīng)用也將是機(jī)電一體化設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。
1.PLC的定義和發(fā)展歷程
PLC（可編程序控制器）是隨著工業(yè)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的一種以數(shù)字運(yùn)算操作為基礎(chǔ)的電子裝置，其工作原理是采用可以編制程序的存儲(chǔ)器來儲(chǔ)存在控制器內(nèi)部的各種運(yùn)算及指令，其中包括計(jì)算機(jī)技術(shù)中的順序運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算等。
并通過轉(zhuǎn)換器將人們輸入指令轉(zhuǎn)換成機(jī)器能夠識(shí)別機(jī)器語言，轉(zhuǎn)換完成后將指令輸出最終達(dá)到控制機(jī)械生產(chǎn)的目的[1]。
上個(gè)世紀(jì)六十年代可編程序控制器的雛形就已經(jīng)產(chǎn)生，進(jìn)入七十年代后PLC技術(shù)在國外已經(jīng)得到了發(fā)展，一些中小型的企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快的同時(shí)，發(fā)達(dá)國家更加注重了對(duì)可編程序控制器知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。對(duì)于我國PLC技術(shù)來說，沒有一個(gè)從研制開發(fā)到生產(chǎn)的過程，而是成套的設(shè)備引進(jìn)來使得可編程序控制器得到廣泛的應(yīng)用。
2.PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中的運(yùn)用
PLC技術(shù)與其他的控制器相比，其操作更簡單、抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性和可靠性高。基于以上的優(yōu)點(diǎn)，使得其在化工、電子、交通、機(jī)械等工業(yè)控制領(lǐng)域的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.1 PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用
在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，PLC主要是實(shí)現(xiàn)控制功能，在運(yùn)動(dòng)控制方面，它可以有效的控制機(jī)械的直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)甚至是圓周運(yùn)動(dòng)。在不同的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術(shù)可以體現(xiàn)其不同的應(yīng)用特點(diǎn)，在電氣生產(chǎn)中，PLC技術(shù)可以很大程度上提升機(jī)械生產(chǎn)的性能，并可將自動(dòng)化水平大大的增加。在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制的混凝土攪拌生產(chǎn)中，運(yùn)用了PLC技術(shù)可以在很大程度上保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)過實(shí)際研究分析，PLC技術(shù)可以有效的控制機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生率，為生產(chǎn)減少了能源的消耗，并提高了生產(chǎn)效率[2]。
2.2 PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中對(duì)數(shù)據(jù)控制的應(yīng)用
在機(jī)械加工的生產(chǎn)過程中，PLC會(huì)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制器組成一個(gè)整體，在控制機(jī)械加工運(yùn)算方式的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的控制，通過窗口軟件，技術(shù)人員可以自由的對(duì)設(shè)備間的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享并控制，從已有的PLC技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來看，在今后的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，基于PLC技術(shù)的控制將會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。
2.3 PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中對(duì)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用
對(duì)于PLC技術(shù)能否在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中勝任重要的工作，要看PLC技術(shù)能否很好的對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)過程進(jìn)行很好的控制，在控制的過程中，技術(shù)人員可以根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)系數(shù)做為判定控制是否合格的重要標(biāo)準(zhǔn)，例如電壓、電流、溫度、壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)的系數(shù)。經(jīng)過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)系數(shù)的當(dāng)前值和歷史值的對(duì)比可以在第一時(shí)間得知機(jī)械生產(chǎn)過程中是否出現(xiàn)了故障及差錯(cuò)，從而保證生產(chǎn)的效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械控制方面，PLC技術(shù)應(yīng)用最廣泛的控制方式就對(duì)生產(chǎn)過程控制[3]。
3.PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中應(yīng)用實(shí)例
3.1 PLC技術(shù)在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用
PLC技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的到了廣泛的應(yīng)用，例如供水控制系統(tǒng)。隨著城市居民對(duì)供水的大量需求，供水管網(wǎng)的流量必須要隨用水量的變化而隨機(jī)變化才能滿足人們不同時(shí)間段對(duì)水量需要，傳統(tǒng)的控制方式不能夠控制的相對(duì)準(zhǔn)確。因此水務(wù)企業(yè)在供水系統(tǒng)中應(yīng)用了PLC技術(shù)。PLC技術(shù)可以保證管網(wǎng)的壓力變化不會(huì)因?yàn)樗康淖兓鴮?duì)供水系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其工作原理為：當(dāng)供水設(shè)備啟動(dòng)后其中一臺(tái)水泵在控制器的控制下設(shè)定一定的速率升速運(yùn)行，運(yùn)行一段時(shí)間后，管網(wǎng)壓力不斷升高以后，可以將當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一值，當(dāng)用水量增大時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以隨著水量的增加提高到一個(gè)新值并穩(wěn)定。經(jīng)過控制器的一些列控制可以在一定程度上減少供水過程中的資源浪費(fèi)，還可以保證供水管道不會(huì)因?yàn)楣┧畨毫Φ牟灰?guī)律而產(chǎn)生的損害。
3.2 PLC技術(shù)在閘門控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
我國大多數(shù)的水庫閘門控制仍然采用的是相對(duì)陳舊串阻啟動(dòng)控制柜，由于近些年技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，串阻啟動(dòng)控制柜已經(jīng)不能體現(xiàn)其控制優(yōu)勢(shì)，相反的在串阻啟動(dòng)控制柜越來越展現(xiàn)了其接線工藝復(fù)雜、設(shè)備占地面積大的劣勢(shì)。相關(guān)技術(shù)人員對(duì)原有系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行認(rèn)真研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，考察結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)用PLC技術(shù)的 控制器不僅可以改善原有控制器的缺點(diǎn)，還能使閘門升降過程中的動(dòng)作更加簡單，方便操作。其工作原理很簡單，只需保證抱閘與電機(jī)同步運(yùn)行
并同時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器故障等信號(hào)，將內(nèi)部指令結(jié)合閘位傳感信號(hào)做成控制軟件即可。
4.結(jié)語
經(jīng)過本文以上的研究和論證分析，筆者可以得出以下結(jié)論，在機(jī)械控制領(lǐng)域PLC已經(jīng)展現(xiàn)了其優(yōu)勢(shì)，并為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)做出了貢獻(xiàn)，但是在現(xiàn)實(shí)的成產(chǎn)生活中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)可編程序控制器的強(qiáng)大功能，發(fā)揮真正的作用，還需要大家做進(jìn)一步的努力，首先應(yīng)該深入的了解控制器所控制的對(duì)象，其次應(yīng)該將PLC技術(shù)科學(xué)合理的應(yīng)用在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中。近年來我國機(jī)電一體化成為工業(yè)發(fā)展新亮點(diǎn)，隨著我國工業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的趨勢(shì)，PLC已經(jīng)展現(xiàn)了其強(qiáng)有力的優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展空間，并且將會(huì)為我國的機(jī)電一體化進(jìn)程做出巨大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]武文佳，丁廣鑫，趙明艷，等.基于Solid Works&LabVIEW的虛擬原型機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué)，2012.
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)PLC 提升機(jī)電控技術(shù)
中圖分類號(hào)： TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言：
當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)、電力電子技術(shù)及自動(dòng)控制理論等的發(fā)展，機(jī)電一體化正在大踏步走進(jìn)煤礦，其中礦井提升是機(jī)電一體化在煤炭行業(yè)最完美的結(jié)合之一。它是通過PLC這種先進(jìn)的控制器轉(zhuǎn)化并充分實(shí)現(xiàn)在提升過程中提升要完成的啟動(dòng)加速、等速、減速、及爬行等階段，其拖動(dòng)力及速度將隨之變化，每個(gè)階段控制方式也不完全相同。
1、電控系統(tǒng)中PLC應(yīng)用的必要性
PLC即可編程邏輯控制器，它具有邏輯控制、模擬量閉環(huán)控制、數(shù)字量的智能控制、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、通信聯(lián)網(wǎng)及集散控制。如今PLC都配有A／D、D／A轉(zhuǎn)換及算術(shù)運(yùn)算功能，有的還有PID功能，這些功能使PLC在模擬量閉環(huán)控制。運(yùn)動(dòng)控制、速度控制等方面具有了硬件基礎(chǔ)；許多PLC具有輸出和接收高速脈沖的功能，配合相應(yīng)的傳感器及伺服設(shè)備，PLC可實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的智能控制；PLC配合可編程序終端設(shè)備，可實(shí)時(shí)顯示采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，為系統(tǒng)分析、研究工作提供依據(jù)，利用PLC自檢信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控；PLC具有較強(qiáng)有力通信功能，可以與計(jì)算機(jī)或其他智能裝置進(jìn)行通信機(jī)聯(lián)網(wǎng)，從而能方便地實(shí)現(xiàn)集散控制。PLC的應(yīng)用通常可分為順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)。它具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活；編程方便、易于使用；功能完善、擴(kuò)展能力強(qiáng)；PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便、維修方便、維修工作量小；結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。
提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中十分重要的設(shè)備，高度可靠、安全第一、使用便利、功能強(qiáng)大是對(duì)提升機(jī)電控設(shè)備的基木要求。近年來，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，在提升機(jī)電控系統(tǒng)中引入計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)成為時(shí)代的趨勢(shì)。PLC是一種專門應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)，因其具有大量的處理開關(guān)，故不需改變外部接線，只需通過程序改變就可修改控制程序。編程簡單、操作容易、省時(shí)省力，且PLC本身功耗低，故障率低，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，性價(jià)比高，集成化、自動(dòng)化程度高，維護(hù)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜程度較高的邏輯運(yùn)算。可以說，在提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，是提升機(jī)運(yùn)行安全性提高、維護(hù)工作量減少、提升時(shí)間縮短、生產(chǎn)效率提高的有效措施。
2 、 PLC技術(shù)的功能與應(yīng)用原理
PLC技術(shù)是一種較為完善的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，在工業(yè)環(huán)境系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PLC的貯存器可依靠多種方式來就生產(chǎn)過程或各類型機(jī)器進(jìn)行控制，如模擬的、數(shù)字的輸入與輸出等。PLC技術(shù)特性眾多，如使用便利、通用性強(qiáng)等。隨著國內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的日益深入，其于工業(yè)控制領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用越加完善。此外，PLC技術(shù)還具備自診斷和監(jiān)控功能，即系統(tǒng)異常情況卜的運(yùn)行自動(dòng)終止和報(bào)警信號(hào)的發(fā)出，且能夠借助軟件來監(jiān)測(cè)故障和校驗(yàn)程序。依靠先進(jìn)PLC技術(shù)替換了傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制方式，其作為工作計(jì)算機(jī)，微處理功能十分獨(dú)特，通過對(duì)外部信號(hào)的采集來做出邏輯判斷，進(jìn)而對(duì)各個(gè)執(zhí)行原件進(jìn)行指令傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)控制的自動(dòng)化。
3 、 PLC在提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用
基于PLC技術(shù)的礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)控制電路組成結(jié)構(gòu)如圖所示，要由以下5部分組成：高壓主電路(包括高壓換向器、電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)柜、動(dòng)力制動(dòng)電源)、主控PLC電路、提升行程檢測(cè)與顯示電路、提升速度檢測(cè)、提升信號(hào)電路，其中高壓主電路部分仍采用傳統(tǒng)的繼電器控制電路。
圖1電控系統(tǒng)控制電路組成結(jié)構(gòu)圖
工作過程：當(dāng)井口或井底通過信號(hào)通信電路發(fā)出開車信號(hào)后，開車條件具備。司機(jī)將制動(dòng)手柄向前推離緊閘位置。主電動(dòng)機(jī)松閘。司機(jī)將主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)極端位置，主控PLC通過程序控制高壓換向器首先得電，使高壓信號(hào)送入主電動(dòng)機(jī)定子繞組，主電動(dòng)機(jī)接人全部轉(zhuǎn)子電阻啟動(dòng)，然后依次切除8段電阻，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加速，最后運(yùn)行在自然機(jī)械特性上。交流提升機(jī)運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器跟隨主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出2列a／b相脈沖，分別接到主控PLC的高速計(jì)數(shù)器HSC0的a／b相脈沖輸入端，由主控PLC根據(jù)a／b脈沖的相位關(guān)系，自動(dòng)確定HSC0的加、減計(jì)數(shù)方式。根據(jù)HSC0的計(jì)數(shù)值，就可以計(jì)算出提升行程并顯示。同時(shí)只根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的a相脈沖，主控PLC進(jìn)行加計(jì)數(shù)。根據(jù)HSC1在恒定間隔時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值，就可以計(jì)算出提升速度。
下面是PLC控制軟件主程序流程圖如圖所示。
圖2PLC控制軟件主程序流程圖
(1)初始化子程序用于對(duì)高速計(jì)數(shù)器HSC0和HSC1進(jìn)行以下操作：寫控制字、定義工作模式、清零、寫設(shè)定值、設(shè)置定時(shí)中斷、連接中斷、啟動(dòng)計(jì)數(shù)。
(2)制動(dòng)油泵、油泵、動(dòng)力制動(dòng)電源、五通閥電磁鐵、四通閥電磁鐵和安全閥電磁鐵等的控制屬于交流提升機(jī)安全運(yùn)行所需輔助設(shè)備的控制。
(3)制動(dòng)油過壓信號(hào)、制動(dòng)油過熱信號(hào)和油過壓信號(hào)的顯示控制用于交流提升機(jī)工作狀態(tài)的顯示控制。
(4)調(diào)繩閉鎖回路是在調(diào)繩過程中起安全保護(hù)作用。雙卷簡提升機(jī)換水平調(diào)繩時(shí)，調(diào)繩轉(zhuǎn)換開關(guān)1hk－3斷開，使調(diào)繩連鎖環(huán)節(jié)串入安全回路。正常運(yùn)行時(shí)，1hk－3接通，調(diào)繩連鎖不起作用。
(5)提升信號(hào)回路用于對(duì)交流提升電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或減速作好準(zhǔn)備。
(6)位置測(cè)量子程序用于測(cè)量提升機(jī)在礦井中的位置。
(7)行程顯示子程序根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖個(gè)數(shù)來顯示當(dāng)前的行程位置。
(8)減速信號(hào)回路和減速信號(hào)鈴用于減速控制并且發(fā)出鈴聲提示信號(hào)。
(9)自動(dòng)換向工作回路和手動(dòng)正反轉(zhuǎn)工作回路分別用于自動(dòng)和手動(dòng)方式下對(duì)交流提升電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。
(10)安全回路用于防止和避免交流提升機(jī)發(fā)生意外事故。
(11)定時(shí)器控制回路和轉(zhuǎn)子電阻通斷控制用于交流提升電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或減速時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻切換控制。
(12)動(dòng)力制動(dòng)回路用于動(dòng)力制動(dòng)電源的投入與切除控制。
(13)腳踏制動(dòng)聯(lián)鎖和工作閘繼電器用于交流提升電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制。
下面簡述PLC在提升機(jī)運(yùn)行過程中的重要環(huán)節(jié)(梯形圖略)；
(1)安全回路通過連鎖功能保證了提升機(jī)安全、可靠運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時(shí)PLC輸出斷電信號(hào)，安全回路運(yùn)行指示燈熄滅，安全閩電磁鐵不得電，提升機(jī)進(jìn)行安全制動(dòng)。其中安全回路由主令控制器手柄零位連鎖觸電、工作閘制動(dòng)手柄連鎖觸點(diǎn)、測(cè)速回路斷線監(jiān)視繼電器KV的動(dòng)合觸點(diǎn)、過速保護(hù)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)、常速保護(hù)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)、高壓油過壓輔助動(dòng)合觸點(diǎn)、制動(dòng)油過壓輸出動(dòng)斷觸點(diǎn)、過卷開關(guān)松繩保護(hù)開關(guān)、閘瓦磨損保護(hù)開關(guān)、調(diào)繩開關(guān)調(diào)繩閉鎖賄賂觸電等觸電、元件完成安全保護(hù)。
(2)控制回路工作過程。
開車前的準(zhǔn)備條件：將制動(dòng)手柄至全抱閘位置(通電)，主令控制器處于中間位置(接通)，個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)板至所需位置；主回路和輔助回路送電；啟動(dòng)油泵；如果安全回路正常，安全回路指示燈亮，解除安全制動(dòng)。
提升機(jī)啟動(dòng)加速：當(dāng)井口發(fā)來開車信號(hào)，將制動(dòng)手柄至于松閘位置，電機(jī)啟動(dòng)并完成8級(jí)啟動(dòng)運(yùn)行。
(3)等速階段。
(4)正力減速階段。
(5)低速爬行階段。
(6)停車：當(dāng)達(dá)到停車點(diǎn)時(shí)，換向開關(guān)被撞開，使工作閘繼電器斷電，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)工作制動(dòng)，同時(shí)使提升機(jī)控制只能選擇反向運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向，防止過卷。
4、提升機(jī)電控系統(tǒng)PLC的應(yīng)用效果
首先，在提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，表現(xiàn)出十分顯著的優(yōu)越性，不但減小了控制系統(tǒng)體積，也簡化了提升控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)故障率得到了很大程度上的減少;其次，在提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，使得系統(tǒng)木身按照程序邏輯指令嚴(yán)格執(zhí)行，協(xié)調(diào)了各程序間的動(dòng)作配合，使體止時(shí)間得以縮短，提升機(jī)生產(chǎn)能力大幅度提高，從而表現(xiàn)出十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益;最后，在提升機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，從而將提升信號(hào)與提升機(jī)控制有效地結(jié)合在一起，嚴(yán)格閉鎖了提升機(jī)的操作與信號(hào)發(fā)送，避免了人為因素所帶來的運(yùn)行隱患，提高了提升機(jī)電控系統(tǒng)自動(dòng)化程度，便利了安全生產(chǎn)，維護(hù)工作量和耗電量明顯減少，節(jié)能效果十分顯著。
結(jié)束語：
PLC技術(shù)在提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用表現(xiàn)出極大的優(yōu)越性和前瞻性，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)需求的有機(jī)融合，依靠PLC技術(shù)應(yīng)用，來建設(shè)、優(yōu)化提升機(jī)電控系統(tǒng)，對(duì)于電控系統(tǒng)的性能提升十分關(guān)鍵，極具推廣意義。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和PLC應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的沉淀積累，我們有理由相信，PLC技術(shù)必將在提升機(jī)電控系統(tǒng)乃至整個(gè)工業(yè)大環(huán)境中得到更好的應(yīng)用，從而發(fā)揮出更為全面、穩(wěn)定的作用。
參考文獻(xiàn)：
1基于MCD機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的意義
隨著我國信息技術(shù)、科學(xué)技術(shù)等的發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展成為一種必然的發(fā)展結(jié)果，而信息技術(shù)支持下的機(jī)電一體化，促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)品朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化等生產(chǎn)方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品是機(jī)電一體化技術(shù)的承載者，同時(shí)也是機(jī)電一體化信息技術(shù)的體現(xiàn)者，在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，MCD機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用，有重要的意義。產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)非常重要，概念設(shè)計(jì)也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，將機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論化、規(guī)范化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等。在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，因?yàn)闄C(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性，很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論雖然可以對(duì)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)起到一定的作用，但是這些設(shè)計(jì)理論也為產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化進(jìn)行了限制。概念設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最為重要的環(huán)節(jié)，影響著產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要建立產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理論，在良好的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方案下，完成產(chǎn)品的機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)。公理化設(shè)計(jì)理論、PFD理論等，在產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，發(fā)揮著巨大的作用，從MCD機(jī)電一體化自身的特性進(jìn)行分析，在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，建立完成的、系統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的理念、方法、方案，可以促進(jìn)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的進(jìn)行，實(shí)行產(chǎn)品的機(jī)電一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，MCD機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，為產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供理論、方案等，促進(jìn)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)創(chuàng)新等。
2基于MCD機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的可操作性
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了機(jī)電一體化的進(jìn)行，也為工程信息技術(shù)行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。在機(jī)械生產(chǎn)、加工、制造等行業(yè)中，機(jī)電一體化的形成和應(yīng)用，使其發(fā)生了翻天覆地的變化，機(jī)電一體化主要是將主功能、動(dòng)力功能、處理功能等有效的結(jié)合在一起，并引入電子信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)、軟件、設(shè)備等的結(jié)合。當(dāng)前的機(jī)電一體化并沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的定義，這主要是因?yàn)闄C(jī)電一體化自身具有復(fù)雜性，涉及到很多領(lǐng)域的知識(shí)、技術(shù)等，MCD機(jī)電一體化，主要是機(jī)電一體化方案，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用MCD機(jī)電一體化系統(tǒng)，結(jié)合機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，形成科學(xué)性、復(fù)雜性、融合性等特點(diǎn)為一體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，充分的利用它的功能，完成產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。為了研究基于MCD機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的可操作性，我們針對(duì)產(chǎn)品的MCD機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵進(jìn)行分析。概念設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最復(fù)雜、重要的部分，是實(shí)現(xiàn)從無到有、從模糊到清晰的一個(gè)過程，在信息技術(shù)、智能技術(shù)等的支持和應(yīng)用下，概念設(shè)計(jì)取得了新的發(fā)展成果。應(yīng)用MCD機(jī)電一體化進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)，主要分為產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)計(jì)等，不同的環(huán)節(jié)中，有不同的子模塊組成部分，例如在概念設(shè)計(jì)中，分為功能設(shè)計(jì)、原理設(shè)計(jì)、功能分析等等。將MCD機(jī)電一體化應(yīng)用于產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，需要借助各種信息庫確定MCD機(jī)電一體化方案，然后進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。MCD機(jī)電一體化系統(tǒng)的交換頻率非常高，抗干擾能力強(qiáng)，在進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)誤差小，結(jié)構(gòu)功能非常強(qiáng)，將其應(yīng)用在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，可以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)用性、可靠性、穩(wěn)定性、規(guī)范性、經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也有安全性和可操作性。為了研究研究MCD機(jī)電一體化在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的可操作性，我們以其在傳感器概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。在進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)時(shí)，先進(jìn)行系統(tǒng)的劃分，對(duì)傳感器的功能、性能等進(jìn)行分析，然后檢驗(yàn)傳感器子系統(tǒng)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(jī)電一體化中的信息處理系統(tǒng)，對(duì)傳感器設(shè)計(jì)中的相關(guān)信息進(jìn)行處理和控制，完成信息的分析、處理之后，進(jìn)行MCD機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。互感器等產(chǎn)品的MCD機(jī)電一體化設(shè)計(jì)制造，是一個(gè)復(fù)雜的過程，其中包含了很多的子系統(tǒng)和子環(huán)節(jié)，每一個(gè)過程都比較的繁瑣，稍有差錯(cuò)和偏差，就會(huì)造成設(shè)計(jì)制造的失敗，而且產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要很長的時(shí)間，設(shè)計(jì)制造中使用的材料價(jià)格很高，所以在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)中，如果出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)造成嚴(yán)重的損失。在使用MCD機(jī)電一體化進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，一定要對(duì)產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)理論、方法、方案等進(jìn)行仔細(xì)的審核。概念設(shè)計(jì)是中最為重要的是方案設(shè)計(jì)，要確定MCD機(jī)電一體化產(chǎn)品方案，需要將前面的各項(xiàng)工作的理論等加入其中形成一個(gè)邏輯思維，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的支持下，基于MCD機(jī)電一體化的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)，具有可行性。
3小結(jié)
社會(huì)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)等取得了顯著的發(fā)展成績，科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展，促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)發(fā)生變化。在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，使用MCD機(jī)電一體化，需要結(jié)合很多的理論、方案、信息知識(shí)等，完成各方面、環(huán)節(jié)的有效結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品概念中MCD機(jī)電一體化的應(yīng)用。MCD機(jī)電一體化為產(chǎn)品、軟件等的信息化的發(fā)展和設(shè)計(jì)，提供了可能性，在今后的發(fā)展，不斷的完善自身發(fā)展，為產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)等提供良好的保障。
作者：馬進(jìn) 單位：沈陽出入境檢驗(yàn)檢疫局
關(guān)鍵詞:中國制造2025；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；展望；863計(jì)劃
1當(dāng)前機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國機(jī)電一體化的研究主要伴隨著“863項(xiàng)目計(jì)劃”而開展，我國的智能機(jī)器人等項(xiàng)目也在該計(jì)劃的支持下取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前我國的工業(yè)化整體處于“工業(yè)3.0”左右的階段。（1）數(shù)控技術(shù)方面：截止2016年，我國數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷58年，目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可供品種達(dá)2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業(yè)的發(fā)展拉動(dòng)高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)電一體化進(jìn)程。（2）工業(yè)機(jī)器人方面:目前，國內(nèi)機(jī)器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計(jì)劃有系統(tǒng)地攻關(guān)，在原有的良好基礎(chǔ)上更上一層，后期能立于世界先進(jìn)行列之中。（3）激光術(shù)方面：近年來，激光技術(shù)發(fā)展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又?jǐn)U大了緊湊型的高功率激光器的應(yīng)用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展或用于空間探索的推進(jìn)器系統(tǒng)改造。（4）互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面：推行互聯(lián)網(wǎng)思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團(tuán)有限公司分別運(yùn)用CAX系統(tǒng)和SPC工具進(jìn)行智能制造，提高了效率，建立了一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。通過這幾方面可以看出機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)有著很大發(fā)展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。
1.2國外研究現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的相關(guān)研究在國外最早在上個(gè)世紀(jì)60年代開始，在九十年代后期機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展階段，并出現(xiàn)了“機(jī)電液”和“機(jī)電光”等一些新的分支，現(xiàn)階段以德國和美國為代表的發(fā)達(dá)國家工業(yè)化發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了“工業(yè)4.0”，并在國際上處于領(lǐng)先地位。
2未來建立機(jī)電一體化的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論與方法的意義
未來建立機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論與方法意義深遠(yuǎn)，在新的技術(shù)不斷沖擊下，機(jī)電一體化會(huì)不斷提高，能提高我國的機(jī)械工業(yè)化水平，也是社會(huì)生產(chǎn)力的必然要求，能在追求特定價(jià)值功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，能很好地代表當(dāng)今機(jī)械工業(yè)主要趨勢(shì)。
3未來機(jī)電一體化的發(fā)展展望
未來，隨著微電子技術(shù)和機(jī)械電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化必將注入更多新的內(nèi)容，各個(gè)學(xué)科將繼續(xù)相互交叉、相互支持和互相發(fā)展，并且機(jī)電一體將朝著更加智能化、微型化、系統(tǒng)化和環(huán)保化方向發(fā)展，總理在政府工作報(bào)告中指出，實(shí)施“中國制造2025”計(jì)劃，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，智能轉(zhuǎn)型，強(qiáng)化基礎(chǔ)，綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國，并且我國今年推出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新比賽，并取得不錯(cuò)的效果，讓機(jī)電一體概念設(shè)計(jì)理論與方法化不斷升級(jí)，加強(qiáng)了工業(yè)化與信息化的緊密結(jié)合，下一階段我們將運(yùn)用信息—物理融合系統(tǒng)（CPS）,實(shí)現(xiàn)大型大型工程系統(tǒng)實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)，更好利用機(jī)電一體化解決實(shí)際問題，不斷促進(jìn)中國工業(yè)化發(fā)展。
4結(jié)語
在“中國制造2025”計(jì)劃的推動(dòng)下，機(jī)電一體化的研究和相關(guān)領(lǐng)域必將出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，當(dāng)然，與機(jī)電一體化相結(jié)合的技術(shù)（機(jī)電液和機(jī)電光）很多，相信未來在機(jī)電一體化的促使下中國工業(yè)將邁向“工業(yè)4.0”。
作者:于志業(yè) 單位:太原科技大學(xué)
參考文獻(xiàn)：
[1]孫彥廣。工業(yè)智能控制技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社，2007.
[2]李建勇。機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社，2004.
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 系統(tǒng) 目標(biāo) 實(shí)現(xiàn)
中圖分類號(hào):TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(b)-0106-01
機(jī)電一體化起源于上世紀(jì)八十年代的日本,它融合了機(jī)械、自動(dòng)控制、伺服傳動(dòng)、電子、信息處理、傳感檢測(cè)、系統(tǒng)總體等多種技術(shù),并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。它不是上述技術(shù)的簡單疊加,而是在從系統(tǒng)理論出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),對(duì)各組成部分及其間的信息處理,接口耦合,運(yùn)動(dòng)傳遞,物質(zhì)運(yùn)動(dòng),能量變換進(jìn)行研究,組成有機(jī)的系統(tǒng),集成各種技術(shù),并在系統(tǒng)軟件程序和微電子的有序控制信號(hào)的作用下,使物質(zhì)和能量形成有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的軌跡,在多功能性、高精度、高安全性、高可靠性、低能耗等諸多方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能融合成最優(yōu)效果的系統(tǒng)工程技術(shù)。
1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)
機(jī)電一體化系統(tǒng)的總體目標(biāo)就是中和利用機(jī)械、電子、信息、控制等各種相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),使系統(tǒng)的效果最優(yōu)化,從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。具體可以分為以下幾條。
1.1 提高系統(tǒng)的精度
機(jī)電一體化系統(tǒng)采用了大量的電子裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置,消除了原來的機(jī)械損耗、彈性形變所引起的誤差,簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),采用電子裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和控制,從而縮小了動(dòng)態(tài)誤差,使工作精度得到大幅度的提升。
1.2 增強(qiáng)系統(tǒng)的功能
由于采用了多種新型的技術(shù),從而使傳統(tǒng)的機(jī)械裝置擁有了電氣產(chǎn)品的功能,比如系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展,在自動(dòng)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)和動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類的功能,使它具有自動(dòng)判斷、邏輯推理、自主決策等能力,以求獲得更高的控制性能。使原來的機(jī)械裝置,擁有了人工智能的功能。
1.3 提高系統(tǒng)的安全行和可靠性
機(jī)電一體化系統(tǒng)由于采用了多種新型的技術(shù),從而使系統(tǒng)具有自動(dòng)檢測(cè)的功能,當(dāng)運(yùn)行的設(shè)備中出現(xiàn)潛藏的故障時(shí),系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行在線檢測(cè)和修復(fù),從而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
1.4 降低能耗、節(jié)約能源
機(jī)電一體化系統(tǒng)采用了一些低能耗的電子裝置,有些裝置的材料是可以重復(fù)利用的,這些綠色材料在使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢后還能回收利用。這些低能耗的裝置在使用的過程中節(jié)約了能源,符合現(xiàn)在建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的要求。
1.5 提高效率、降低成本
由于使用了機(jī)電一體化系統(tǒng),在產(chǎn)品的研發(fā)過程中,縮短了準(zhǔn)備時(shí)間,減少了產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間,使不合格產(chǎn)品的數(shù)量大大減少,提高了生產(chǎn)效率,降低了成本。在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,機(jī)電一體化系統(tǒng)可以使用計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床等輔助設(shè)備,把人們從一些復(fù)雜、危險(xiǎn)的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來,同時(shí)生產(chǎn)過程又可以實(shí)現(xiàn)過程控制,提高了生產(chǎn)效率。
1.6 簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的產(chǎn)品大都采用笨重的電氣結(jié)構(gòu)和機(jī)械變速裝置,這不但阻礙了生產(chǎn)的效率,而且也增加了系統(tǒng)的體積和重量,在使用和維護(hù)的過程中帶來了諸多的不便。現(xiàn)在采用微電子和集成電路構(gòu)成的系統(tǒng),不但大幅提高了生產(chǎn)的效率,還減小了系統(tǒng)的體積,簡化了結(jié)構(gòu),減輕了重量。
1.7 降低了產(chǎn)品的價(jià)格
隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展,新型的電力電子器件層出不窮,新的生產(chǎn)工藝不斷出現(xiàn),而且電子器件的價(jià)格也在不斷地下降,電子器件日益平民化,極大地?cái)U(kuò)展了使用的范圍。而且功能越來越完善,維護(hù)越來越方便,使用壽命在不斷地延長。所有這些因素相加導(dǎo)致產(chǎn)品的價(jià)格在不斷地下降,從而反過來擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
1.8 增加特殊的應(yīng)用功能
隨著用戶對(duì)產(chǎn)品要求的多樣性,系統(tǒng)可以通過軟件編程或者是數(shù)控加工中心等來實(shí)現(xiàn)客戶的產(chǎn)品的特殊要求,生產(chǎn)出個(gè)性化的產(chǎn)品,使其滿足用戶的要求及不同現(xiàn)場(chǎng)的需求。系統(tǒng)對(duì)這些功能的實(shí)現(xiàn),形成了控制系統(tǒng)的智能化的發(fā)展趨勢(shì)。
2 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法
2.1 機(jī)電互補(bǔ)法
機(jī)電互補(bǔ)法也就是我們常說的取代法,這種方法的特點(diǎn)是:為了逆補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械裝置或者子系統(tǒng)的不足,而采用新型的電子元件來代替機(jī)械裝置。該方法就是改造舊產(chǎn)品、開發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造常用的方法,也是改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的常用方法。比如用電氣調(diào)速系統(tǒng)取代機(jī)械式變速結(jié)構(gòu)等。
2.2 融合法
融合法就是將具有一定功能的部件或者子系統(tǒng)按照他們的功能有機(jī)的融合在一起,構(gòu)成一些具有更高性能的系統(tǒng)。比如激光打印機(jī)的激光掃描鏡,它就是電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸,這是執(zhí)行元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)融合的一個(gè)具體實(shí)例。機(jī)電一體化系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)技術(shù)的融合和學(xué)科的交叉作用,各單元相互輔助、相互促進(jìn)、相互提高,使整體的功能遠(yuǎn)大于各單元的簡單相加。
2.3 組合法
組合法就是將融合法所形成的標(biāo)準(zhǔn)功能部件或者子系統(tǒng),按照功能分類,采用搭積木的方式組合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類繁多,生產(chǎn)廠家眾多,他們的產(chǎn)品也就五花八門,導(dǎo)致使用時(shí)不能通用,無形中浪費(fèi)了大量的資源,因此,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、通信接口、控制接口的機(jī)電一體化系統(tǒng)單元子系統(tǒng)就顯得尤為重要。比如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)控制于一身的動(dòng)力單元模塊,具有遙感、圖像處理、路徑識(shí)別等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。利用這些標(biāo)準(zhǔn)單元模塊就可以迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這樣可以節(jié)約生產(chǎn)的成本,也便于后期的維修和護(hù)理。
3 結(jié)語
綜上所述,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程,不是單一部門能夠獨(dú)自完成的,它需要眾多行業(yè)合作才能實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定電氣參數(shù),綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí),充分體現(xiàn)機(jī)電一體化的優(yōu)越性。
參考文獻(xiàn)
[1] 武藤一夫.機(jī)電一體化[M].北京:科學(xué)出版社,2007.
關(guān)鍵詞：高職；機(jī)電；一體化模塊
一、一體化模塊教學(xué)概述
一體化教學(xué)模式是指在企業(yè)里學(xué)習(xí)實(shí)際操作和在職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)理論知識(shí)平行進(jìn)行，是企業(yè)訓(xùn)練與學(xué)校教育密切結(jié)合起來。接受雙元制職業(yè)教育的學(xué)生，70%的時(shí)間在企業(yè)，30%的時(shí)間在學(xué)校。一體化教學(xué)是順應(yīng)當(dāng)前職業(yè)技術(shù)教育發(fā)展而產(chǎn)生的一種教學(xué)模式，理論一實(shí)踐一體化，即將課堂教學(xué)搬到實(shí)際操作室，把理論教學(xué)與實(shí)際操作融為一體，通過一體化教師的講解、演示、巡回輔導(dǎo)等教學(xué)手段，讓學(xué)生通過聽、看、練等手法全面調(diào)動(dòng)大腦的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生更快，更牢固地掌握所學(xué)知識(shí)。其主要特征是強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與教學(xué)全過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生互相合作解決實(shí)際問題，強(qiáng)調(diào)以模塊為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)培養(yǎng)。一體化模塊教學(xué)模式要求理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的一體化，課程以模塊的形式組織，教師在知識(shí)、技能、教學(xué)能力上的一體化，同時(shí)還包含教學(xué)場(chǎng)所的一體化、教材教案的一體化、教學(xué)組織過程的一體化。
（一）機(jī)電一體化模塊教學(xué)的內(nèi)涵
一體化模塊教學(xué)模式要求理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的一體化，課程以模塊的形式組織，教師在知識(shí)、技能、教學(xué)能力上的一體化，同時(shí)還包含教學(xué)場(chǎng)所的一體化、教材教案的一體化、教學(xué)組織過程的一體化。因此，一體化模塊教學(xué)絕不是理論教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)在形式上的簡單組合，而是從學(xué)生技能技巧形成的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。
通過一體化模塊教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的高度統(tǒng)一，教學(xué)更加直觀、更加易學(xué)，突出操作技能的訓(xùn)練，使學(xué)生既具備必要的理論知識(shí)，又具備熟練的操作技能，還具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)撃埽瑢W(xué)生畢業(yè)后能很快適應(yīng)生產(chǎn)崗位，體現(xiàn)技工學(xué)校教育的特色，為社會(huì)輸送高素質(zhì)的技能型人才。
（二）機(jī)電一體化模塊教學(xué)的基本特征
一體化模塊教學(xué)具有很多明顯的特征，它與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比較主要具有職業(yè)定向性，情境性，互動(dòng)性，實(shí)用性，高效性等基本特征。
1.職業(yè)定向性
一體化模塊教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的一致性。一體化模塊教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是以模塊的形式來劃分的，它不僅能滿足學(xué)校教學(xué)大綱的要求，還能根據(jù)實(shí)際情況與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐相對(duì)應(yīng)，有的甚至可以與工作崗位相吻合，因此課程的職業(yè)定向性十分明確。一體化模塊教學(xué)的教學(xué)形式，以及課程內(nèi)容都體現(xiàn)出很好的職業(yè)定向性。
2.情境性
一體化模塊教學(xué)把理論教學(xué)與技能訓(xùn)練融為一體，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過對(duì)課程，對(duì)生產(chǎn)，對(duì)社會(huì)實(shí)踐創(chuàng)設(shè)有挑戰(zhàn)性的問題情境，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與現(xiàn)實(shí)情境的溝通與融合。一體化模塊教學(xué)能使學(xué)生在真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)來感知所學(xué)的內(nèi)容，能在現(xiàn)實(shí)的操作過程中學(xué)習(xí)專業(yè)技能知識(shí)，進(jìn)一步理解消化專業(yè)理論知識(shí)。
3.互動(dòng)性
一體化模塊教學(xué)的學(xué)習(xí)不是既定的，而是動(dòng)態(tài)變化的，是由模塊教學(xué)內(nèi)容和研究方式交互作用而生成的。一方面，學(xué)習(xí)者不斷地從模塊課程內(nèi)容中感知、提取信息，進(jìn)行“交互”，正確理解事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與規(guī)律的表征，形成自己的心智結(jié)構(gòu)；另一方面，不同學(xué)習(xí)者具有不同的經(jīng)驗(yàn)世界，從而對(duì)某個(gè)問題有不同的看法，通過相互爭辯，討論，交流，實(shí)踐，共同解決問題，可以形成更豐富、深刻的理解，從而獲取更多的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。
4.實(shí)用性
“一體化模塊教學(xué)”可以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的一體化，課程內(nèi)容是經(jīng)過教師反復(fù)篩選編制的，課程內(nèi)容的深度和廣度以實(shí)際工作需要為尺度的，課程重點(diǎn)在于職業(yè)技能的學(xué)習(xí)和養(yǎng)成，突出“寬基礎(chǔ)”和“雙融合”的原則。一體化模塊教學(xué)的課程以能力為導(dǎo)向，能合理的處理專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)技能之間的關(guān)系，產(chǎn)學(xué)結(jié)合，突出實(shí)踐，從而形成連貫的、全面的、完整的教學(xué)體系，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
5.高效性
“一體化模塊教學(xué)"的課程設(shè)置打破了原有課程的模式，對(duì)知識(shí)和技能體系重新組合，刪除了那些交叉重復(fù)的內(nèi)容，可以有效的避免講授知識(shí)的重復(fù)和理論實(shí)訓(xùn)課程的脫節(jié)，使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)和專業(yè)技能的掌握相輔相承。
二、確立機(jī)電專業(yè)一體化教學(xué)采取的措施
（一）機(jī)電理論和實(shí)踐一體化教學(xué)體系
樹立綜合職業(yè)能力的課程觀，確立適合地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)電專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)現(xiàn)代職業(yè)教育課程觀的主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，課程目標(biāo)由“知識(shí)主體”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生主體”。教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生個(gè)體以及他們心理和行為的變化。為此要研究學(xué)生的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)規(guī)律，要使學(xué)生的各種學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律保持一致。第二，教育導(dǎo)向要逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤捌髽I(yè)專家導(dǎo)向”。傳統(tǒng)的課程的設(shè)計(jì)通常由教育部門來決定，由于角色和角度的約束，課程往往側(cè)重學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性，易脫離市場(chǎng)實(shí)際。一體化本位課程則要求更多地聽取、吸收、采納機(jī)電行業(yè)專家們的意見和建議，以更好地把握職業(yè)崗位現(xiàn)在和將來對(duì)從業(yè)人員的能力要求。第三，綜合職業(yè)教育能力課程的中心是學(xué)生，教師將成為學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和組織者。為適應(yīng)個(gè)體差異，學(xué)生可以有不同的課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度。
（二）構(gòu)建一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)場(chǎng)所
（1）在實(shí)訓(xùn)基地仿真實(shí)訓(xùn)。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地應(yīng)滿足機(jī)電仿真實(shí)訓(xùn)f的需要，加大軟、硬件設(shè)施投入，再造校內(nèi)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)真實(shí)工作場(chǎng)景，使學(xué)生在校內(nèi)基地進(jìn)行仿真實(shí)踐，切實(shí)培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)和技能。機(jī)電專業(yè)教師進(jìn)行相應(yīng)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)職業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)一體化培養(yǎng)。
（2）在校外實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)。校外實(shí)訓(xùn)基地主要是企業(yè)，為高職院校學(xué)生提供包括基本技能和綜合能力兩方面的真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境。由于學(xué)生在校外實(shí)訓(xùn)基地是頂崗培訓(xùn)，在各個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中均安排了技能訓(xùn)練。通過有關(guān)設(shè)備及工具的使用，掌握本專業(yè)儀器設(shè)備的操作技能并熟悉其原理、結(jié)構(gòu)和性能等，為學(xué)生今后工作打下基礎(chǔ)。另外，學(xué)生在實(shí)習(xí)期間不僅能取得實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，還能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、群體溝通技巧、組織管理能力和領(lǐng)導(dǎo)藝術(shù)才能等個(gè)人綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陶曉峰.高職機(jī)電實(shí)訓(xùn)一體化教學(xué)改革研究.南昌大學(xué)，2010-2
【關(guān)鍵詞】空間站；機(jī)械臂；關(guān)節(jié)；機(jī)電一體化
1前言
隨著我國航天事業(yè)的不斷發(fā)展，空間機(jī)械臂在空間站建造、設(shè)備維護(hù)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中起到了積極的作用，是空間站實(shí)現(xiàn)在軌組裝和維護(hù)的關(guān)鍵設(shè)備。由于太空殊環(huán)境和我國科技水平的制約，對(duì)空間機(jī)械臂的設(shè)計(jì)與控制問題的研究一直是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。其中機(jī)電一體化關(guān)鍵作為機(jī)械臂的關(guān)鍵組成部分，對(duì)空間機(jī)械臂的控制精度有著重要的影響。根據(jù)空間站的建設(shè)要求，基于機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)為機(jī)械臂的關(guān)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)滿足機(jī)械臂的可靠性、集成性和智能性特點(diǎn)具有積極的意義。
2機(jī)電一體化關(guān)節(jié)的總體設(shè)計(jì)
2.1機(jī)械臂的構(gòu)成
空間機(jī)械臂主要包括地面控制臺(tái)、在軌控制系統(tǒng)、末端作業(yè)工具系統(tǒng)、移動(dòng)基座系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、末端效應(yīng)器系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、關(guān)節(jié)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)八個(gè)部分。其中，關(guān)節(jié)、臂桿等結(jié)果與末端的效應(yīng)器連接，然后通過關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的空間運(yùn)動(dòng)。
2.2機(jī)械臂和關(guān)節(jié)的功能要求
根據(jù)空間站的設(shè)計(jì)要求，機(jī)械臂需要完成如下功能：（1）協(xié)助空間站的維護(hù)、建設(shè)和維修，保證空間站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）為航天員提供援助以增強(qiáng)其行動(dòng)能力和安全性，減少其出艙次數(shù)；（3）最大限度降低航天員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行環(huán)境的安全檢查。
關(guān)節(jié)是機(jī)械臂的重要組成部分，通過關(guān)節(jié)的速度、位置和力閉環(huán)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和多自由度運(yùn)動(dòng)，關(guān)節(jié)的功能要求包括：（1）為機(jī)械臂提供操作負(fù)載與驅(qū)動(dòng)能力；（2）為機(jī)械臂提供緊急制動(dòng)功能，以及結(jié)構(gòu)保護(hù)和運(yùn)動(dòng)角度限制等功能；（3）實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的高精度測(cè)量和控制；（4）實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂與中央控制系統(tǒng)間的信息交互功能；（5）關(guān)節(jié)局部損壞或功能失效時(shí)，提供方便的在軌拆卸安裝接口。
2.3機(jī)電一體化關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)方案
因?yàn)闄C(jī)電一體化關(guān)節(jié)需要實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)、制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)控制、溫度信號(hào)采集、位置和速度信號(hào)采集和通訊等多種功能，同時(shí)關(guān)節(jié)的重要和體積也受到嚴(yán)格的限制，因此在設(shè)計(jì)過程中要克服在滿足功能要求的前提下盡可能的小型化、輕量化特點(diǎn)，并要求關(guān)節(jié)具備足夠的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。為了克服這些難點(diǎn)，機(jī)電一體化關(guān)節(jié)的集成設(shè)計(jì)步驟主要包括如下幾步：（1）以調(diào)研為基礎(chǔ)，確定機(jī)電一體化關(guān)節(jié)的整體設(shè)計(jì)方案，主要包括零部件和傳感器的選型、中心孔走線以及冗余設(shè)計(jì)方案等；（2）首先根據(jù)實(shí)際的功能要求和性能參數(shù)分配零件的性能指標(biāo)，要仔細(xì)核對(duì)關(guān)節(jié)內(nèi)所有位置零部件的尺寸和接口；（3）進(jìn)行關(guān)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣控制硬件的設(shè)計(jì)；（4）設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)的控制算法，并編寫相應(yīng)的控制軟件；（5）完成關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)軟件的生產(chǎn)后，要對(duì)關(guān)節(jié)的性能和功能進(jìn)行測(cè)試。
3機(jī)電一體化關(guān)節(jié)控制研究
3.1關(guān)節(jié)控制模式
根據(jù)中央控制器的指令，關(guān)節(jié)控制主要實(shí)現(xiàn)如下三種模式：
3.1.1位置控制
進(jìn)行位置控制時(shí)，關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)會(huì)從中央控制器位接收位置指令，然后使用速度、電流和位置三閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)速度、電流和位置控制器進(jìn)行環(huán)路設(shè)置，最后再通過傳感器得到關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速、電機(jī)等效電流和末端位置等信息，以此作為控制環(huán)路的閉環(huán)反饋。
3.1.2速度控制
進(jìn)行速度控制時(shí)，關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)會(huì)從中央控制器接收速度指令，然后使用電流、速度雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)速度和電流控制器進(jìn)行環(huán)路設(shè)置，然后再通過傳感器對(duì)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速與電機(jī)等效電流進(jìn)行采集和計(jì)算，以此作為控制環(huán)路的閉環(huán)反饋。
3.1.3力矩控制
力矩控制是系統(tǒng)柔順控制的一種備份模式，關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)會(huì)從中央控制器接收力矩指令，然后使用電流和力矩雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)力矩和電流控制器進(jìn)行環(huán)路設(shè)置，最后通過傳感器對(duì)關(guān)節(jié)的輸出力矩和電機(jī)等效電流進(jìn)行采集和計(jì)算，以此作為控制環(huán)路的閉環(huán)反饋。
3.2關(guān)節(jié)控制方法
3.2.1關(guān)節(jié)模型
機(jī)電一體化關(guān)節(jié)包括伺服電動(dòng)機(jī)與諧波減速器兩部分，其中，減速器柔輪與具有一定剛度的扭轉(zhuǎn)彈簧等效。由于系統(tǒng)控制會(huì)受到摩擦和外界干擾的影響，因此首先建立關(guān)節(jié)系統(tǒng)的力學(xué)模型。根據(jù)該模型，可以對(duì)后續(xù)矢量控制等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算設(shè)置。
其中，表示關(guān)節(jié)的輸出軸位置，表示電機(jī)軸的位置，表示負(fù)載慣量，表示扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度系數(shù)，表示減速比，表示非線性摩擦力矩，表示電機(jī)慣量，電機(jī)的阻尼系數(shù)；表示驅(qū)動(dòng)力矩。
3.3.2矢量控制過程
關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)包括速度環(huán)、電流環(huán)和位置環(huán)三部分，是一個(gè)三閉環(huán)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的控制過程要保證運(yùn)動(dòng)在不同負(fù)載和變負(fù)載擾動(dòng)下都保持平穩(wěn)性，鑒于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)較低的速度和對(duì)關(guān)節(jié)位置動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力的較低要求，其控制算法要重點(diǎn)解決關(guān)節(jié)的柔性影響，以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的抑制控制，即降低振動(dòng)的幅值和次數(shù)。
柔性關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)抑制涉及到級(jí)聯(lián)動(dòng)力特性、高精度定位控制設(shè)計(jì)和低速非線性摩擦補(bǔ)償?shù)葐栴}。另外，機(jī)械臂的位型和負(fù)載變化也會(huì)造成機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量出現(xiàn)時(shí)變的特性。運(yùn)動(dòng)控制算法主要包括狀態(tài)空間反饋、計(jì)算力矩前饋和PID控制加柔性補(bǔ)償?shù)取Ｆ渲校琍ID技術(shù)能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，靈活性較高，因此控制性能良好，目前很多成型產(chǎn)品都采用了經(jīng)典的線性PID增量控制算法。如果對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求不高，則可以使用PI控制方式對(duì)轉(zhuǎn)速、電流和位置閉環(huán)進(jìn)行控制，摩擦模型一般使用動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行模擬，并在控制器上進(jìn)行補(bǔ)償。除此之外，考慮到諧波減速器的剛度要求，需要進(jìn)行柔性扭轉(zhuǎn)控制補(bǔ)償，并使用變參數(shù)PI設(shè)計(jì)，尤其是在負(fù)載面對(duì)大范圍變動(dòng)的情況下，控制系統(tǒng)要先根據(jù)實(shí)際情況對(duì)多個(gè)控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，然后在線切換調(diào)整，以保證機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求。
4結(jié)論
本文從設(shè)計(jì)和控制兩個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)進(jìn)行了介紹。關(guān)節(jié)是機(jī)械臂的重要組成部分之一，隨著我國空間技術(shù)的發(fā)展，基于機(jī)電一體化技術(shù)的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)和控制技術(shù)必將得到進(jìn)一步的完善和拓展。
【參考文獻(xiàn)】
[1]張慧芳.空間機(jī)械臂鎖緊裝置設(shè)計(jì)與分析[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué).2006.
本文作者：郝娟、肖定國、賈玉平 單位：北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院
“機(jī)電一體化”是微電子技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透過程中逐漸形成的，涉及機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)的新興交叉學(xué)科[1]。作為機(jī)械類專業(yè)的一門重要課程，《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力具有重要作用[2]。由于綜合了多門學(xué)科，該課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)量多面廣，而且有些內(nèi)容學(xué)生在相關(guān)的課程中接觸過，如果在教學(xué)過程中不加注意，容易使本門課程變成“炒剩飯”，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。本文針對(duì)課程學(xué)習(xí)中存在的問題，結(jié)合作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式兩個(gè)方面提出了改革措施。
一、課程存在問題
《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的教學(xué)內(nèi)容各部分內(nèi)容差別很大，連續(xù)性差，教師在講授過程中，必須將各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容有機(jī)聯(lián)系起來；此外，各部分內(nèi)容又相對(duì)獨(dú)立，若講授時(shí)一視同仁，不分主次，往往給學(xué)生造成是在重溫舊知識(shí)的感覺，甚至搞不懂學(xué)習(xí)這門課程的真正目的是什么[3]。《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的主要任務(wù)是使學(xué)生樹立正確的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、調(diào)查研究、刻意創(chuàng)新的能力，使學(xué)生掌握機(jī)電有機(jī)結(jié)合的理論、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本規(guī)律及基本方法，具備機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力。僅靠傳統(tǒng)的課堂授課是無法實(shí)現(xiàn)這個(gè)任務(wù)目標(biāo)的，必須從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式上作出改革。
二、教學(xué)內(nèi)容改革
1.以系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想為主線。機(jī)電一體化的目的是提高產(chǎn)品或系統(tǒng)的附加價(jià)值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、短、小化方向發(fā)展，從而不斷滿足人們生活的多樣化和生產(chǎn)的省力化、自動(dòng)化需求。因此，機(jī)電一體化的研究方法不能只是簡單拼湊，應(yīng)該從系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案開始到各元部件選擇到系統(tǒng)最終成形的全過程都要貫徹系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想。首先是從整體角度及可行性方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多種整體方案設(shè)計(jì)；然后對(duì)其機(jī)械機(jī)構(gòu)、執(zhí)行元件、微機(jī)控制系統(tǒng)、檢測(cè)傳感裝置等組成部分及相關(guān)接口進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)；最后對(duì)系統(tǒng)性價(jià)比進(jìn)行衡量，得出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇原則是在保證目的功能要求與適當(dāng)壽命的前提下不斷降低成本。以上三個(gè)環(huán)節(jié)相互影響，一般在緒論里講第一個(gè)環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)讓學(xué)生了解一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品整體上的五大功能構(gòu)成和五大功能要素，在進(jìn)行系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)時(shí)可能有多種選擇，需要結(jié)合系統(tǒng)的功能要求、技術(shù)指標(biāo)和成本控制多方面因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，優(yōu)化出最佳的方案。以設(shè)計(jì)精密數(shù)控機(jī)床為例，從總體上對(duì)其五大功能和功能要素進(jìn)行分解，分解的結(jié)果可以用功能矩陣來表示[4]，最終設(shè)計(jì)方案的選擇取決于能否提高產(chǎn)品或系統(tǒng)的附加價(jià)值。第二個(gè)環(huán)節(jié)分別講述構(gòu)成機(jī)電一體化的功能要素，盡管每一功能要素在內(nèi)容上相對(duì)獨(dú)立，但它們作為機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品組成部分，通過廣義接口聯(lián)系在一起，彼此相互影響，學(xué)生只有認(rèn)識(shí)了這一點(diǎn)，才能從總體上把握機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想。還以設(shè)計(jì)精密數(shù)控機(jī)床為例，為了達(dá)到高精度，可以選用精密機(jī)械，但這勢(shì)必造成系統(tǒng)成本的增加，而且，成本有可能隨著精度要求的提高成幾何倍數(shù)增加。另一個(gè)可行的方法是采用軟件補(bǔ)償來提高精度，但這會(huì)對(duì)微機(jī)控制系統(tǒng)和傳感檢測(cè)系統(tǒng)提出新的要求。第三個(gè)環(huán)節(jié)是對(duì)系統(tǒng)性能的綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的結(jié)果不符合要求時(shí)還有可能需要對(duì)整體方案或各個(gè)功能要素重新選擇，直至滿足要求為止。在課程講述過程中，僅僅介紹系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，既抽象又枯燥，若能結(jié)合實(shí)際案例，學(xué)生就會(huì)在潛移默化中逐漸領(lǐng)略機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的精髓。一般教材在后面的章節(jié)中都會(huì)給出很多的案例，建議這些案例不要都放在最后講，找出一個(gè)或幾個(gè)典型案例，在講授每一部分內(nèi)容時(shí)都結(jié)合該案例，并將系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法融于其中，既利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，又能起到舉一反三的作用，便于學(xué)生分析和設(shè)計(jì)其他的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
2.以理論聯(lián)系實(shí)際為導(dǎo)向。高等學(xué)校培養(yǎng)的是具有創(chuàng)新能力的高級(jí)應(yīng)用型人才，即具有較高的綜合素質(zhì)，寬厚扎實(shí)的專業(yè)理論，并能將理論應(yīng)用于解決實(shí)際問題，且有創(chuàng)新實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合性較高，知識(shí)點(diǎn)量多面廣，并且內(nèi)容抽象，學(xué)生很難在有限的課時(shí)內(nèi)完全掌握；而對(duì)于從事該門課程教學(xué)的教師來講，不能只注重理論知識(shí)的講解，要以理論聯(lián)系實(shí)際為導(dǎo)向。為此，課前要做大量的準(zhǔn)備，廣泛積累素材以豐富課堂教學(xué)效果，將抽象的道理通俗化、形象化，加深學(xué)生的印象。如有時(shí)教材上只介紹某些元部件的工作原理，學(xué)生即使明白其工作原理了，但對(duì)其長什么樣卻知之甚少，更談不上怎么用了。可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下載很多產(chǎn)品樣本，產(chǎn)品樣本主要是推銷產(chǎn)品用，一般會(huì)詳細(xì)介紹產(chǎn)品的外形和應(yīng)用，將教材和樣本二者結(jié)合在一起講述，無形中就將理論和實(shí)際聯(lián)系在一起了。此外，還可以在授課過程中加強(qiáng)演示驗(yàn)證內(nèi)容，俗話說百聞不如一見，有的知識(shí)應(yīng)用性較強(qiáng)，理論比較抽象，很難通過講的方式讓學(xué)生掌握，但通過實(shí)驗(yàn)或者觀看視頻等，立刻就撥開云霧見晴天了。如在講光電編碼器時(shí)提到，光電編碼器的輸出信號(hào)可以經(jīng)過2倍頻或4倍頻以提高檢測(cè)分辨率，用語言描述時(shí)學(xué)生不容易理解，把光電編碼器信號(hào)引出來，用示波器一看，一目了然。當(dāng)然也可以通過《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生利用所學(xué)親自參與機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中通過查閱資料、技術(shù)調(diào)研、設(shè)計(jì)加工、組裝調(diào)試等可進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
三、教學(xué)方式改革
明確了教學(xué)內(nèi)容，還要通過適當(dāng)?shù)姆绞綄⒅R(shí)傳授給學(xué)生。首先要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對(duì)某一學(xué)科有興趣，才會(huì)不知疲倦，才會(huì)有靈感，才會(huì)樂在其中，既能提高學(xué)習(xí)效果，又能成為創(chuàng)新的動(dòng)力和源泉。如在講述第一章緒論時(shí)，在引出機(jī)電一體化的概念和內(nèi)涵后，不是把重點(diǎn)放在對(duì)概念的進(jìn)一步解釋上，而是以圖片或錄像的方式列舉了大量機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)例。這些實(shí)例中大部分來自生活或生產(chǎn)實(shí)踐，學(xué)生在觀看這些實(shí)例的過程中，對(duì)這些產(chǎn)品的神奇功能產(chǎn)生了濃厚的興趣，自然就會(huì)產(chǎn)生探個(gè)究竟甚至親自進(jìn)行設(shè)計(jì)的愿望。其次，要重視學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，如果說興趣是前進(jìn)的動(dòng)力，那么基礎(chǔ)知識(shí)就是成功的基石，學(xué)生要想真正掌握這門技術(shù)，必須擁有牢固的基礎(chǔ)知識(shí)。在講數(shù)控部分內(nèi)容時(shí)，很多同學(xué)說參加過數(shù)控編程的實(shí)習(xí)活動(dòng)，會(huì)用G代碼編程，當(dāng)問到編程的幾個(gè)坐標(biāo)系時(shí)，卻沒有幾個(gè)人真正明白，但數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系是編程的基礎(chǔ)，是數(shù)控加工的參照，如果連參照都不知道在哪兒，怎么能真正掌握數(shù)控技術(shù)呢？最后，對(duì)授課內(nèi)容要“避輕就重”，機(jī)電一體化作為綜合學(xué)科，包含的內(nèi)容較多，不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不同，講課的重點(diǎn)也不應(yīng)一樣，在講述時(shí)要結(jié)合專業(yè)“避輕就重”。“避輕”就是對(duì)學(xué)生有一定基礎(chǔ)的內(nèi)容少講，“就重”就是對(duì)學(xué)生難以理解、接觸較少的內(nèi)容重點(diǎn)講。機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生機(jī)械基礎(chǔ)較好，對(duì)機(jī)構(gòu)的力傳遞、運(yùn)動(dòng)傳遞容易掌握，對(duì)執(zhí)行元件的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較弱，但這部分內(nèi)容在機(jī)電一體化系統(tǒng)中有重要的地位，因此要重點(diǎn)講述。
機(jī)電一體化是一門不斷發(fā)展、高技術(shù)密集的新型交叉學(xué)科，所涉及的知識(shí)量多面廣，本文針對(duì)課程存在的問題，基于作者的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式提出了改革措施，在教學(xué)內(nèi)容上強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法為主線，以理論聯(lián)系實(shí)際為導(dǎo)向，在教學(xué)方式中重視培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)授課的內(nèi)容不是一刀切，而是避輕就重。通過這些改革措施，取得了較為滿意的教學(xué)質(zhì)量和效果。
【關(guān)鍵詞】高職；機(jī)電一體化；實(shí)踐教學(xué)；設(shè)計(jì)；
中圖分類號(hào)：G718.5
實(shí)踐教學(xué)包括實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，是專業(yè)課程教學(xué)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不僅能使學(xué)生進(jìn)一步理解、驗(yàn)證和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，也能使學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)中進(jìn)一步提高自己的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、解決問題的能力，而且對(duì)于工程意識(shí)的形成方面是其他環(huán)節(jié)所難以取代的。所以，如何有效設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力，就顯得十分必要。
一、合理設(shè)計(jì)實(shí)踐性課程體系
高職教育有別于本科教育，它培養(yǎng)的是技能型人才，不僅要求培養(yǎng)的學(xué)生具備專業(yè)知識(shí)，還必須具備對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。實(shí)踐環(huán)節(jié)在其中起到了至關(guān)重要的作用。學(xué)院以技術(shù)應(yīng)用能力為主體設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃，協(xié)調(diào)理淪教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)時(shí)間的比例，教學(xué)計(jì)劃中相對(duì)減少理論課教學(xué)時(shí)數(shù)，增加實(shí)踐教學(xué)時(shí)數(shù)，并將理論和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，做到先實(shí)踐后理論，邊實(shí)踐邊理論，理論與實(shí)踐同步同時(shí)教學(xué)。與此同時(shí)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)考核管理，制定完備的各類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的大綱。實(shí)踐教學(xué)大綱是開展實(shí)踐教學(xué)的指導(dǎo)性文件，對(duì)每個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、要求、形式、手段、學(xué)時(shí)安排，與理論教學(xué)的銜接以及考核方式、方法等作出明確的規(guī)定，使實(shí)踐教學(xué)規(guī)范化。
二、加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，完善實(shí)訓(xùn)條件
實(shí)踐教學(xué)離不開優(yōu)良的實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地和設(shè)備。學(xué)院十分重視校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。經(jīng)過幾年的建設(shè)，學(xué)院內(nèi)已建成多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)機(jī)房、金工實(shí)習(xí)基地、電子電工實(shí)訓(xùn)室等實(shí)踐場(chǎng)所；同時(shí)，學(xué)院依托泰豪集團(tuán)豐富的專業(yè)人才資源和設(shè)備，在泰豪集團(tuán)內(nèi)建設(shè)多個(gè)實(shí)訓(xùn)中心：沖壓實(shí)訓(xùn)中心、數(shù)控編程加工中心、焊接實(shí)訓(xùn)中心、發(fā)電機(jī)實(shí)訓(xùn)中心、液壓與氣壓傳動(dòng)等實(shí)訓(xùn)中心；并積極在校外拓展實(shí)訓(xùn)基地。以滿足學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)需要。
三、專業(yè)技能訓(xùn)練
學(xué)院在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上，形成了包括基本技能、專業(yè)技能和技術(shù)應(yīng)用或綜合能力訓(xùn)練課程的實(shí)踐教學(xué)體系。大一主要注重專業(yè)基本技能，大二主要提升專業(yè)技能，大三頂崗實(shí)訓(xùn)主要培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用綜合能力。大一在學(xué)院的金工實(shí)習(xí)基地主要進(jìn)行鉗工、車削、銑削、磨削、鉆削、測(cè)量與裝配等實(shí)訓(xùn)，在學(xué)院的多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)機(jī)房主要進(jìn)行AutoCAD繪圖實(shí)訓(xùn)，在學(xué)院的電子電工實(shí)訓(xùn)室主要進(jìn)行電子電工實(shí)訓(xùn)；大二在泰豪集團(tuán)實(shí)訓(xùn)中心主要進(jìn)行數(shù)控編程加工、鍛壓、焊接、電機(jī)與拖動(dòng)、液壓與氣壓傳動(dòng)等實(shí)訓(xùn)，在校外實(shí)訓(xùn)基地主要進(jìn)行PLC應(yīng)用實(shí)訓(xùn)、機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)，在學(xué)院的多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)機(jī)房主要進(jìn)行CAD/CAM實(shí)訓(xùn)，同時(shí)要進(jìn)行《機(jī)械設(shè)計(jì)》與《PLC應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計(jì)。通過大一、大二的專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)，掌握基本的專業(yè)技能，為適應(yīng)頂崗實(shí)習(xí)崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、頂崗實(shí)習(xí)
按照國家"高等職業(yè)院校要保證在校生至少有半年時(shí)間到企業(yè)等用人單位頂崗實(shí)習(xí)"中的文件精神，學(xué)院將機(jī)電一體化專業(yè)大三學(xué)生安排到泰豪集團(tuán)下屬的康富電機(jī)、電力電氣、電機(jī)電源等公司進(jìn)行為期一年的頂崗實(shí)習(xí)。學(xué)院和實(shí)習(xí)單位共同制定和實(shí)施實(shí)習(xí)計(jì)劃，共同對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)進(jìn)行考核管理。具體做法是：實(shí)習(xí)單位指定專人負(fù)責(zé)實(shí)習(xí)學(xué)生的日常管理工作，并隨時(shí)與學(xué)院保持聯(lián)系，單位挑選各個(gè)崗位上技能過硬的技術(shù)能手作為學(xué)生實(shí)習(xí)的指導(dǎo)老師，挑選經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師。學(xué)院則由負(fù)責(zé)實(shí)習(xí)的專業(yè)教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)和跟蹤，定期到實(shí)習(xí)單位與學(xué)生交流，檢查學(xué)生實(shí)習(xí)課程完成情況，及時(shí)與實(shí)習(xí)單位溝通。在實(shí)習(xí)期間，實(shí)習(xí)單位給實(shí)習(xí)學(xué)生發(fā)一定的生活補(bǔ)貼，以緩解家庭經(jīng)濟(jì)比較困難學(xué)生的經(jīng)濟(jì)壓力，解除學(xué)生實(shí)習(xí)的后顧之憂。學(xué)生進(jìn)入公司后，首先由實(shí)習(xí)單位對(duì)學(xué)生進(jìn)行面試，合理安排實(shí)習(xí)崗位。實(shí)習(xí)共分三個(gè)階段，分別是實(shí)習(xí)適應(yīng)期、實(shí)習(xí)培養(yǎng)期、頂崗實(shí)習(xí)期。實(shí)習(xí)的每個(gè)階段，都制定了相應(yīng)的實(shí)習(xí)課程和要達(dá)到的能力目標(biāo)，由企業(yè)和學(xué)校共同進(jìn)行考核，只有考核合格，方能進(jìn)入下一階段實(shí)習(xí)。各階段實(shí)習(xí)內(nèi)容為：
（1）實(shí)習(xí)適應(yīng)期：適應(yīng)由學(xué)校到企業(yè)環(huán)境的轉(zhuǎn)變，感受真實(shí)的工作環(huán)境。熟悉產(chǎn)品及工藝流程，并養(yǎng)成安全操作意識(shí)；初步掌握工作方法和技能，能在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下及時(shí)有效地完成相關(guān)工作。
（2）實(shí)習(xí)培養(yǎng)期：熟練掌握實(shí)習(xí)崗位工作技能和工作方法，能逐步適應(yīng)并獨(dú)立完成相關(guān)工作任務(wù)；建立良好的工作態(tài)度，具有正向積極的思維方式，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神并善于協(xié)作、共享，有服務(wù)意識(shí)。
（3）頂崗實(shí)習(xí)期：不斷提升工作技能，獨(dú)立完成崗位職責(zé)。此階段公司組織學(xué)生參加技術(shù)職業(yè)等級(jí)考試，指導(dǎo)學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
學(xué)院大三學(xué)生在集團(tuán)內(nèi)部企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)，真正深入到產(chǎn)業(yè)一線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)與實(shí)際操作，具備真設(shè)備、真環(huán)境、真氛圍、真生產(chǎn)的特性，不僅提高了學(xué)生的實(shí)用技能，更能讓學(xué)生提前感受企業(yè)文化與管理理念，對(duì)學(xué)生走上工作崗位，融入社會(huì)大有益處。
六、結(jié)語
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是高職教育中十分重要的環(huán)節(jié)，在教學(xué)中不斷探索行之有效的教學(xué)方法是每所院校和每個(gè)教師的使命。行之有效的實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生在獲得畢業(yè)證書的同時(shí)亦可獲得職業(yè)資格證書，并在企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)中成為合格的企業(yè)員工，真正實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)與就業(yè)零距離，這樣培養(yǎng)的人才深受企業(yè)歡迎。
主要參考文獻(xiàn)
[1]張忠福.高職教育實(shí)踐教學(xué)的思考[J].職教論壇，2004（8）.
Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.
關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化;接口技術(shù);人機(jī)接口;機(jī)電接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中圖分類號(hào):TH16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等各種技術(shù)融合為一體的綜合系統(tǒng),其構(gòu)成要素與子系統(tǒng)之間的接口部分就顯得極為重要。在機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)各種技術(shù)的復(fù)合過程中,接口技術(shù)很重要,機(jī)電接口技術(shù)是解決如何把機(jī)電及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有機(jī)地融為一體,從而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究領(lǐng)域,其性能的好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的綜合性能起著決定性作用。
1機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在早期的機(jī)電一體化系統(tǒng)中,機(jī)械部分的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中心。電能僅用于驅(qū)動(dòng),為系統(tǒng)提供動(dòng)力。利用直流電動(dòng)機(jī)的變速功能雖然可以簡化機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),但因?yàn)闊o法控制運(yùn)動(dòng)部件的行程,因而程序自動(dòng)化仍然是系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不再是機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈的起點(diǎn),而成為聯(lián)結(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力以及控制的接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)已從“純”機(jī)械的設(shè)計(jì)延伸到控制領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)、數(shù)字電路、傳感器以及自動(dòng)控制理論已成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師不可或缺的知識(shí)基礎(chǔ)。信息技術(shù)和軟件設(shè)計(jì)已經(jīng)成為表達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和協(xié)調(diào)自動(dòng)化工作的重要工具。機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過程。產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)提出了不斷改進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)性能和發(fā)展控制算法的要求,而性能優(yōu)良的伺服驅(qū)動(dòng)既拓展了機(jī)械系統(tǒng)的功能、簡化了傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu),又要求機(jī)械系統(tǒng)具有合理的慣量和更好的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。傳感器的在線監(jiān)測(cè)確保了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行,反饋的信息通過閉環(huán)確保了先進(jìn)控制理論的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品的質(zhì)量要求。機(jī)、電、信息的密切交叉已經(jīng)使機(jī)電一體化系統(tǒng)中各部分的互相聯(lián)結(jié)和影響成為設(shè)計(jì)必須綜合考慮的重要內(nèi)容。機(jī)電接口技術(shù)作為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的核心已經(jīng)受到專家和學(xué)者越來越多的關(guān)注。
2機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng),其子系統(tǒng)之間的接口極為重要,從某種意義上說,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是接口的設(shè)計(jì)。但現(xiàn)在對(duì)于機(jī)電接口技術(shù)的研究較少,通過對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié)和歸納,我們提出了機(jī)電接口技術(shù)的概念,形成了如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
2.1 機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵機(jī)電接口技術(shù)是一門新興的技術(shù),它研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中各組成部分(子系統(tǒng))和各組成技術(shù)之間的接口問題。研究這門技術(shù)是為了更有效地進(jìn)行系統(tǒng)中信息能量的交互,融合各種技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)接口(簡稱機(jī)電接口)的功能機(jī)電接口傳遞和轉(zhuǎn)換信息和能量,并將機(jī)電一體化各組成技術(shù)的特性融為一體。機(jī)電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統(tǒng)之間或人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉(zhuǎn)換提供物理通道。軟件主要是提供系統(tǒng)信息交互、轉(zhuǎn)換、調(diào)整的方法和過程,協(xié)調(diào)和綜合機(jī)電一體化組成技術(shù),使各子系統(tǒng)集成并融合為一個(gè)整體,實(shí)現(xiàn)新的功能。
2.3 機(jī)電接口的分類①人―機(jī)接口。人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間的接口,通過此接口,可以監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),控制其運(yùn)行過程,即通過人―機(jī)接口能夠使系統(tǒng)按照人的意志進(jìn)行工作。人-機(jī)接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設(shè)備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動(dòng)力接口。動(dòng)力源連接到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的接口,為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供相應(yīng)的動(dòng)力。根據(jù)系統(tǒng)所需的動(dòng)力類型不同如直流電、交流電、氣動(dòng)、液壓等,動(dòng)力接口的形式也有很大的不同。但動(dòng)力接口有一個(gè)共同的特點(diǎn),能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統(tǒng)到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到傳感器、傳感器到控制系統(tǒng)。智能接口的應(yīng)用情況相對(duì)比較復(fù)雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉(zhuǎn)換各種信息,按照不同技術(shù)的要求改變信息形式,使不同的子系統(tǒng)、不同的技術(shù)能夠集成在一起,形成完整的系統(tǒng)。通常,智能接口是軟件表現(xiàn)出的功能連接。④機(jī)―電接口。執(zhí)行機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳感器之間的接口。將驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的信號(hào),或?qū)?zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換成傳感器所需的信號(hào)。
3機(jī)電接口技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展的影響
社會(huì)需求推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)無法滿足日益增加的社會(huì)需求時(shí),機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)等結(jié)合形成的機(jī)電一體化技術(shù)就成了機(jī)械技術(shù)發(fā)展的必然。相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部的接口也就變得越來越復(fù)雜。機(jī)電一體化技術(shù)的各組成技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)行得非常深入且日趨成熟,同時(shí),人們也意識(shí)到單純發(fā)展和研究各組成技術(shù)并不能保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。而機(jī)電接口技術(shù)正為它們提供了一種有效的方法來進(jìn)行系統(tǒng)研究,并將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成和融合理論應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中。目前,機(jī)電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展,智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結(jié)合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準(zhǔn)確。從機(jī)電一體化發(fā)展方向?qū)C(jī)電接口技術(shù)的要求來看,機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然,同時(shí),機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展也必然對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展起促進(jìn)作用。
4結(jié)論
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)不斷融合各種新技術(shù)、新知識(shí)發(fā)展起來的。因此,從機(jī)械技術(shù)發(fā)展起來的機(jī)電一體化技術(shù)的復(fù)雜性和多學(xué)科性就決定了此技術(shù)的研究重點(diǎn)是各種技術(shù)在機(jī)械技術(shù)上的融合與創(chuàng)新。機(jī)電接口技術(shù)是研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口問題,使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢,使系統(tǒng)各部分有機(jī)的結(jié)合在一起,形成完整的系統(tǒng)。機(jī)電接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要。同時(shí)機(jī)電接口技術(shù)的研究也必然促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展,促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)理論的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]李運(yùn)華等.機(jī)電控制.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用分析；
1 機(jī)電一體化概述
日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機(jī)電一體化技術(shù)”這一概念，它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個(gè)新詞，取名為“Mechatronics”，意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣泛。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個(gè)階段。上世紀(jì)60年代以前是機(jī)電一體化發(fā)展第一階段（初級(jí)階段）。這個(gè)時(shí)期，人們主要利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。第二個(gè)階段是上世紀(jì)70-80年代（快速發(fā)展階段）。這一時(shí)期計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)都得到了快速發(fā)展，為后來的機(jī)電一體化發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。而大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路與微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，則為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。第三階段則是上世紀(jì)90年代后期至今，這一階段機(jī)電一體化技術(shù)開始向智能化方向邁進(jìn)，進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。此時(shí)光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(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(duì)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(shì)都進(jìn)行了深入研究。我國則是從上世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。
3 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
（一）機(jī)床數(shù)控領(lǐng)域
機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)有40年的歷史，在技術(shù)領(lǐng)域有了進(jìn)一步的提高，無論是在結(jié)構(gòu)上功能上還是在操作上都發(fā)展的比較完善。類型具有總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，在開放性設(shè)計(jì)中，這種設(shè)計(jì)硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性的，可以大大提高用戶的使用效益和智能化的。在機(jī)電一體化的系統(tǒng)研究中分出多級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，這樣能使復(fù)雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力的運(yùn)行。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的領(lǐng)域及工業(yè)機(jī)器人
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組合不是分散的子系統(tǒng)的組合，它是由全局的實(shí)踐總結(jié)出最優(yōu)的系統(tǒng)的組合，它需要各個(gè)部門加強(qiáng)溝通，圍繞制造展開工作。當(dāng)產(chǎn)品的集成度越高，就能夠使各個(gè)生產(chǎn)要素間的配置更加合理和完善。工業(yè)機(jī)器人首先出現(xiàn)的是不夠靈活的半機(jī)器人，它根據(jù)示范的動(dòng)作進(jìn)行重復(fù)的運(yùn)動(dòng)，在工作中，不會(huì)考慮工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化。而現(xiàn)代的機(jī)器人，里面裝有不同的傳感元件，機(jī)器人可以作業(yè)環(huán)境和對(duì)象做出簡單的信息判斷，并能做出簡單的分析。這是機(jī)電一體化發(fā)展的新成果，也是其發(fā)展的前景所在。
4 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向分析
機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步的表現(xiàn)，近年來，機(jī)電一體化在國內(nèi)外都有了全新的發(fā)展，并且廣泛的被人們用于各個(gè)行業(yè)，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。進(jìn)入21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。
（一）機(jī)電一體化發(fā)展的智能化、數(shù)字化趨勢(shì)
首先機(jī)電一體化發(fā)展的智能化趨勢(shì)。機(jī)電一體化的發(fā)展打破了傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化或者半自動(dòng)化的局面，實(shí)現(xiàn)了智能化，這也是今后機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。嵌入式智能控制的算法運(yùn)用，使機(jī)電一體化的產(chǎn)品發(fā)展為智能化，是模擬人腦的人工智能的產(chǎn)品，它可以根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置來做出判斷以及決策，可以取代人們的部分腦力勞動(dòng)。其次機(jī)電一體化發(fā)展的數(shù)字化趨勢(shì)。奠定機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)是微控制器及其發(fā)展（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)的迅速崛起則為數(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、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)程操作、診斷和修復(fù)。
（二）機(jī)電一體化發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀(jì)90年代異軍突起，其興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們的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(jìng)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(huì)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(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)（CIAS），使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（三）機(jī)電一體化發(fā)展的微型化、模塊化趨勢(shì)
首先機(jī)電一體化將向微型化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的廠家很多，但是如果統(tǒng)一開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械、電氣、動(dòng)力等方面的機(jī)電一體化產(chǎn)品并不是一件容易的事情，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，才能使各部件、單元匹配成功。機(jī)電一體化的生產(chǎn)商也可以根據(jù)自己產(chǎn)品的需要或者國外最新的產(chǎn)品的模型來進(jìn)行創(chuàng)新，更新?lián)Q代自己的產(chǎn)品，并不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，使機(jī)電一體化的發(fā)展走向正規(guī)化和統(tǒng)一化。其次機(jī)電一體化將向微型化方向發(fā)展。在20世紀(jì)80年代末機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展。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(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物t療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。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。
（四）機(jī)電一體化發(fā)展的綠色化、系統(tǒng)化趨勢(shì)
首先機(jī)電一體化發(fā)展的綠色化趨勢(shì)。所謂機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)給人們生活帶來了巨大變化。在人民物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)資源卻在減少，生態(tài)環(huán)境在不斷惡化。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(shí)代的趨勢(shì)。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(duì)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)展前途。其次機(jī)電一體化發(fā)展的系統(tǒng)化趨勢(shì)。系統(tǒng)具有隨時(shí)分解組合的功能，這種功能實(shí)現(xiàn)了多子系統(tǒng)互相調(diào)和以及整合的需要，機(jī)電一體化的系統(tǒng)功能，不但運(yùn)用在通信系統(tǒng)以外，還運(yùn)用在遠(yuǎn)程通訊以及互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，局域網(wǎng)也慢慢的采用。機(jī)電一體化在系統(tǒng)方面未來的發(fā)展，是會(huì)越來越考慮人的因素，模擬人的智能的，甚至可以模擬生物的結(jié)構(gòu)來發(fā)展。
