機電一體化重點大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇機電一體化重點范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

前言

科技是社會第一生產力這句話意味著，科技是衡量國家生產能力與機械技術水平的第一標準。機電技術是科學技術的一種，在新電工技術的扶持與幫助下，完成了產業水平的提升。如今電工新技術在我們生活當中，應用范圍越來越廣，受益效果越來越顯著。因而為了使機電一體化得到再一次進步，本文將通過對現階段機電一體化新電工技術在我國的應用進行分析，從而為機電一體化提供更好的生產環境，提升工作效率。突出機電一體化新電工技術的應用和創新。

1.電工新技術在機電一體化中的應用概括

電工新技術是指，在傳統電工技術基礎之上，借助于現代電磁技術等專業技術做創新，從而實現傳統電工技術的改良和大規模推廣。機電一體化所涉及到的技術種類較多，尤其是物理學以及生態學在機電一體化中所扮演的角色更是重要。電工新技術作為其中的平衡點，可以有效協調不同學科知識在機電一體化中的應用，從而實現各學科領域能夠完成融合性發展。具體來看，新興技術包括以下三種：聚變技術、磁流體應用技術以及放點應用技術[1]。實際上，自上個世紀后半段開始，電工新技術之所以得到發展，是社會各界對于理論與技術等方面對此予以了高度的支持。此外，傳統電工技術直到今日仍舊活躍于社會各行各業，適應著社會的發展。通過結合納米技術、互聯網工程等方面，完成了現代化技術的進步。

2.未來新電工技術的發展走向

2.1超導電工材料的應用及普及

自上個世紀六十年代起，超導材料便成功的走進了電工領域的視野。隨后，人們有發現了新型超導體，這種超導體相對傳統超導材料來說，具有更高的臨界溫度，這為超導電工的發展，提供了更加有利的支持。此后，隨著半導體材料的發現，電工科學家又逐漸制造出了如光電元件、電力元件等電子元器件設備，這為電工技術發展，提供了不竭的技術知識和能源動力。

2.2微型電子技術的應用發展

在電工領域當中，電磁場數值是近些年的研究熱點。計算機的開發與應用，解決了過去大部分靠人力無法解決的工程精密設計，及實驗難題。其中CAD制圖工具更是直接推動了電工制造業的發展。數控技術與電機控制的進步，提升了電力系統的能力和發展水平，加快了企業的有效進步效率。作為電工領域的重點，電子技術在拓寬電能應用的同時，為電力產業創造了高額的經濟利潤。可以說，新電工技術的發展，有微電子技術應用的一半功勞。

3.新電工技術在機電一體化領域當中的實踐應用

3.1自動控制

自動控制這項技術被人們稱之為自20世紀以來，科學界最大的發明進步。這項技術被人們廣泛地應用于生活、社會、生產的不同領域。如，軍事科技、工業生產、機械設備制造、航天科學等。自動控制所突出的最大特點便是，發展速度極快且應用范圍非常廣泛。從理論角度來說，自動控制這項技術結合了控制理論應用，是一種能夠實現無人控制系統的技術應用。因而這項技術對于精密度具有極高的要求。針對這項技術的控制方式劃分，能夠將其分為兩大種類。分別為閉環與開環。通過對機電設備多次測量，自動控制這項技術能夠對設備的偏差值做出非常準確的判斷，并以此為依據，采取有效的措施去糾正問題，完成控制。將偏差控制在可控范圍內，降低生產損失。這項技術如今時常被人們用作積分控制與比例控制系統。具有穩定、精準、快捷等特點。隨著社會的進步與發展，機電產品也必須實現技術上的進步，才能夠更加符合社會生產需要。其中需要重點關注的便是全閉環伺服系統。這一系統能夠確保自動控制的精準度滿足穩定的生產要求，且實現精準度提升，完成自動化的系統調節。是實現機電一體化進步的重要途徑。

3.2觸碰屏技術與可編程控制器

觸碰屏技術與可編程控制器從上個世紀六十年代誕生至今，受到機械生產領域的廣泛歡迎。在這項技術領域當中，通信技術與計算機控制技術時期主要成分。可編程控制器正如字面意思一樣，具備控制、技術以及計時的功能。PC控制端的技術進步和電子技術發展，使得這項技術得到了性能上的大幅提升。隨著近些年各項技術的完美結合，如今的可編程控制器已經成為現代通信領域的重要設備。相較于傳統控制設備來說，通過將計算機的機電控制硬件，改為計算機軟件更符合操作人員的實際使用需求，滿足了現代技術發展的應用優點。能夠實現多線操作的使用需求，并實現實時控制、任意修改的基本技術要求。

3.3運動控制卡

運動控制卡借助于電腦控制端，完成對系統設備的控制作用。其工作原理為，借助于對設備發出不同的脈沖頻率，改變電機原有的進程和速度。并利用不同的脈沖數量，完成電機位置控制需求。主要應用于伺服電機和控制步進電機，其脈沖發出模式分別是脈沖/方向，脈沖/脈沖這兩種[2]。此外，運動控制卡還具備計算機調控功能。如借助于調整設備的運動速度，完成對系統設備的正常運作管理。此外運動控制卡由于主要運用于機床數控管理，因而在應用過程中，必須提前計算出其具體的運行及輪廓范圍。利用插補方式，完成產品的有效銜接。相信隨著技術的進步，運動控制卡必然也能夠得到不斷地改進和創新，從而促進機械工業領域的再次進步。

3.4步進電機技術應用

步進電機的本質是，數字控制電機，這是一種直接靠PCC控制的電機類型。不過需要注意的是，步進電機轉向與步數協調是其控制的重點。對X、Y、Z的運動部分必須要采取科學的方式，完成系統化控制。對電機相線的邏輯關系要寫出，把進給傳送鏈長度有效的縮短為零，并結合機電運轉情況對脈沖頻率進行有效調整[3]。這樣，才可以完成對加工零件工序的控制。

4.結語

社會發展的基礎便是國家科技水平的進步。從近代史的發展來看，我國機電一體化設備的應用，對我國經濟的發展和人們生活水平的質量提升都發揮了巨大作用。而在此過程中，電工新技術扮演了助力與推動的角色，發揮了工業技術的巨大優勢。筆者認為，在電工新技術的影響下，我國未來的機電一體化技術必然會朝著更加智能化、自動化的方向發展。在減少能源排耗的同時，提升生產效率，為人們的幸福度提升做出巨大貢獻。

參考文獻

[1]林慶電工新技術在機電一體化中的應用探微[J].江西建材,2017,(18):195.

篇（2）

1機電一體化設備的故障特征分析

因機電一體化設備集中了諸多類型的技術，所以，一旦發生故障也同樣具備一定特性。機電一體化設備中包含諸多種類的電子元器件與機械零部件，其技術含量很高，使得診斷與維修工作的難度增加。通過實踐研究可以發現，機電一體化設備不同于普通的機械設備，其故障發生幾率要比普通機械設備高八倍[1]。對于機電一體化設備的故障特征而言，其具體表現在以下幾個方面：第一，由于機電一體化設備的元器件與機械零件數量較多，同時，實際運行的速度也很快，這樣一來，元件失效或者是磨損的幾率有所增加。第二，機電一體化設備自我診斷與檢測的功能十分薄弱，只能夠對簡單故障進行檢測。第三，難以明確故障所提供的報警信號，僅僅只會將部分故障上報或者是顯示。第四，機電一體化設備的應用范圍不斷擴大，但是故障檢測的技術工作人員數量卻不斷減少。上述四種表現都使得故障檢測與維修工作開展的難度不斷增強。

2對機電一體化設備故障診斷的方法研究

大部分機電一體化設備都已經具備自我診斷的功能，所以，一旦發生故障，其自診斷系統會及時發送報警信號，與此同時，故障說明會通過屏幕體現出來。針對機電一體化設備的故障來說，應當與診斷手冊相互結合，深入地查找發生故障的原因，并采取措施及時排除[2]。但是，針對自診斷系統不涵蓋的故障亦或是不具備該診斷系統的設備，在排除故障方面需要采用相應的方法亦或是人工經驗。在對機電一體化設備故障進行分析的過程中，最重要的就是判斷設備哪個單元出現問題，進而明確維修的具體方向，并將故障逐個排除。但是，如果始終無從入手，則可以根據以下程序對其進行檢修。

2.1機電一體化設備動力單元的檢查

對動力單元的檢查并不難，具體是在設備開機以后檢查水、電、氣等多種供應性指標，其數值是否與設備的標準要求相吻合。如果所檢查的數值處于允許范圍之內，那么就說明動力單元基本上不存在問題[3]。但是，如果數值不滿足要求，可以判斷存在負載的問題。在調整以后若始終不能滿足要求，就說明設備的電源、氣源或者是水源控制系統存在一定的問題。若能夠對癥檢查，那么問題就可以在短時間內解決。在此基礎上，將負載斷開以后，如果上述指示數值恢復至正常狀態，那么設備的問題則是在其他單元中。

2.2機電一體化設備運動單元的檢查

運動單元的檢查主要是對機械傳動機構當中的部件安裝位置展開檢查，是否發生了一定的變化，或者是機械零部件是否存在變形或者是位置移動等問題。與此同時，還需要對油管與水管的泄漏問題進行檢查，另外還有是否存在電機溫度過高或者是皮帶受到損害等多種問題。

2.3機電一體化設備檢測單元的檢查

在檢查機電一體化設備檢測單元的過程中，最重要的就是對故障現象和相關信號進行判斷，隨后，還需要對相對應的傳感器位置變化狀況予以相應的檢測，是否供電是正常的。除此之外，設備感應能力與信號輸出的電路板同樣也是檢查的主要內容[4]。機電一體化設備傳感器類型有很多，比較典型的就是角度傳感器、電量傳感器與限位傳感器等等。在檢查視覺系統的時候，對識別圖像的顯微鏡、CCD以及照明系統進行檢查，確保其處于適當的位置。

2.4機電一體化設備中央處理單元的檢查

在對機電一體化設備中央處理單元進行檢查的過程中，通常會涉及到可疑元器件替換的問題。為此，下文將針對設備動作異常狀態下的控制系統檢修方法進行相應的闡述。

2.4.1工控機系統

工控機系統需要對采集卡信號的采集與輸入以及輸出狀態進行優先檢查，同時，還應當對采集卡的質量進行相應的檢查。與此同時，需要對運動控制卡進行檢查，具體指的就是驅動波形是否正常。另外，對主板與硬盤軟件問題進行考慮。

2.4.2PLC系統

對I/O與A/O等接口信號的正常性進行檢查，同時，需要重點檢查集成塊是否存在損壞的問題[5]。此外，對PLC內部的光耦予以綜合檢查，進而對PLC程序的錯亂情況予以正確地推斷，也可以對設備的生產廠家提出要求，以遠程形式恢復原有設置。

2.4.3單片機系統

該系統主要是由主板與多個單元板所組成的，而不同板之間需使用12C總線亦或是其他的通信方式完成連接。在實際檢修的過程中，應充分考慮故障的特點，并找出相對應的功能控制板，對單元板和主控板之間的連接狀態進行檢查。隨后，對于單元板或者是主控制板展開重點地檢查。在整個過程中，需要注意接插件問題，因為很多異常程序指令都是受接插件松動的影響難以傳送到位，最終引發電磁干擾。

3結束語

綜上所述，因機電一體化設備中包含諸多機械零件與電子零部件，導致其發生故障的幾率也要高于普通的機械設備。而維修工作人員一定要深入了解機器操作，對其架構與運行的時序十分熟悉，在對其運行原理分析的基礎上，在短時間內縮小故障的范圍，準確地定位故障的位置，將故障排除。只有這樣，才能夠確保機電一體化設備完整且處于正常的運行狀態，將自身功效充分發揮出來。對于設備制造企業來說，可以通過建立故障數據庫進行輔助分析判斷，可以縮短故障判斷的時間，限于篇幅，將另文專題探討。

參考文獻

[1]程夏禹.建筑機電一體化設備安裝技術及電動機的調試探討[J].建材與裝飾，2015（38）：255-256.

[2]樊曉鍵.機電一體化設備的故障診斷技術探討[J].裝飾裝修天地，2015（10）：275.

[3]田國豪.建筑工程機電一體化設備的安裝技術及電動機調試技術分析[J].時代農機，2016（3）：27+29.

篇（3）

1 機電一體化技術概述

機電一體化技術指的是將電子技術引入設備的動力、控制和信息處理等功能中，將電子技術、機械裝置和軟件有機結合在一起的技術。具體來說，它融合了6個方面的技術：

（1）精密機械技術。

（2）信息處理技術。

（3）檢測與傳感技術。

（4）自動控制技術。

（5）伺服驅動技術。

（6）系統總體技術。

運用了這些技術的機電一體化設備往往伴隨著高速、高智能化、高精度的特點。

2 機電一體化設備故障特性

機電一體化設備由于采用了以上多種技術，當它們發生故障時具有一定的特性，此類設備整合了眾多的電子元器件和機械零部件，其技術含量高，診斷維修難度較大。根據相關研究表明，與一般機械設備相比，機電一體化設備發生故障的概率要大八倍以上；機電一體化設備故障特征首先表現為因為它們元器件和機械零件多、運動速度快所以更容易出現元件失效和磨損問題；其次它們的自我診斷和檢測功能并不強大，僅僅能夠將檢測出一些簡單的故障；再次它們也無法明確的對各種故障提供報警信號，只能夠將部分故障給予報警或顯示出來；最后還有現在機電一體化設備越來越大面積使用而故障檢測專業技術人員相對日趨減少。以上種種因素都增加了故障檢測及維修工作的難度。

3 機電一體化設備故障診斷方法

部分機電一體化設備具備了自診斷功能，每當遇有故障出現，自診斷系統就會將報警信息發出，并且在屏幕上顯示出故障說明，對這些設備就可以結合診斷手冊，對故障發生原因進行查找，將故障及時排除掉。對于那些自診斷系統不能涵蓋的故障或根本沒有自診斷系統的設備，那么故障的排除就需要借助于一定的方法和人工經驗。下面就來簡要地介紹一下筆者多年工作中積累下來的檢修經驗和思路：

無論是什么樣的機電一體化設備我們都應該清晰地將其構成分成4個單元，即：A.動力單元（水、電、氣的供應），B.運動系統單元（電機及機械傳動機構），C.檢測單元（各種傳感器和圖像識別系統等），D.中央處理單元（工控機、PLC、單片機）。

分析故障時首先根據故障現象來判斷是哪個單元出了問題從而確定主攻方向，逐一排查破解難題，若暫時沒有理出頭緒可按如下步驟檢修：

3.1 檢查動力單元

這一步的檢查相對簡單，主要看正常開機后水、電、氣等供應指標是否達到設備要求的數值，若都在要求范圍內則動力單元基本沒問題，若沒達到要求的數值，可斷開有懷疑的負載，若仍未達到要求，則可確定是電源、氣源或水源的控制系統出了問題，對癥檢查后問題一般不難解決，若斷開負載后水、電、氣的指示數值恢復到了正常值，則問題出在其它幾個單元。

3.2 檢查運動單元

這里要檢查機械傳動機構中部件安裝位置是否變化，機械零部件有否變形、移位、磨損、卡死；氣管、油管、水管有沒有泄漏；電機是否過熱或抱死、皮帶是否損壞或變長，電機的驅動電路是否正常。

3.3 檢查檢測單元

首先判斷故障現象與哪路信號有關，然后檢測對應的傳感器的位置是否變化，給它們的供電是否正常，進而檢查它們能否正確感應并輸出信號到達相應的電路板。設備中的傳感器通常有限位傳感器、角度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電量傳感器、氣體濃度傳感器等類型；對于有視覺系統的首先要檢查完成圖像識別的CCD、顯微鏡、照明系統是否調整好。

3.4 檢查中央處理單元

在這里經常會用到“替換可疑元器件”的方法（只要不涉及到程序的IC也可用此法，涉及到軟件的問題多有知識產權保護，要向設備生產廠家購買更換）。下面簡單介紹一下設備動作不正常時各種控制系統的檢修思路：

（1）對于工控機系統，首先檢查采集卡的信號采集、輸入、輸出信號是否正常，采集卡本身是否有問題。其次檢查運動控制卡（查驅動波形）是否正常，最后才考慮主板和硬盤上軟件的問題。

（2）對于PLC系統，首先檢查I/O、A/D、D/A口的信號是否正常，I/O、A/D、D/A集成塊是否損壞，進而檢查PLC內部光耦是否損壞，最后推斷PLC程序錯亂，可向設備生產廠家要求遠程恢復。

（3）對于單片機系統，通常是由一塊主板和按不同功能分成的多塊單元板構成，各板之間用I2C總線或其它通信方式連接，檢修時先根據故障特點找到相應的功能控制板，檢查該單元板與主控板間的連接有否問題，最后再重點檢查或代換該單元板或主控制板。

此外值得注意的是接插件的問題，許多動作不正常是程序的指令由于接插件的松動而沒能傳送到位引起，還有就是電磁干擾的影響，強的電磁環境會使某些傳感器誤動作，還可能改變FLASH中的內容引發設備動作失常，所以在這些設備旁邊不可使用電焊機等強干擾機器，若設備中有高頻電路更需要嚴格的屏蔽措施，一旦維修時有拆卸時，修完后一定要良好地復原，養成良好的維修習慣是委重要的。

4 結語

綜上所述，由于機電一體化設備集合了眾多機械零件和電子零部件，所以它們在運行時出現故障的概率自然會大了許多。作為維修人員，就必須了解機器的操作，熟悉機器的架構和運行時序，并通過分析其運行原理，用清晰、簡潔的邏輯思維來快速縮小可疑范圍，最終定位到具體的故障部位，進而排除故障，保證設備的完好率達到一個較高的水平，為企業創良好的經濟效益作出自己的貢獻。

參考文獻

篇（4）

關鍵詞: 機電一體化;接口技術;人機接口;機電接口

Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection

中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01

0引言

機電一體化系統是機械、電子和信息等各種技術融合為一體的綜合系統,其構成要素與子系統之間的接口部分就顯得極為重要。在機械系統和電子系統各種技術的復合過程中,接口技術很重要,機電接口技術是解決如何把機電及相關領域技術有機地融為一體,從而設計出最優的機電一體化產品的研究領域,其性能的好壞對整個系統的綜合性能起著決定性作用。

1機電一體化系統的設計

在早期的機電一體化系統中,機械部分的設計是系統設計的中心。電能僅用于驅動,為系統提供動力。利用直流電動機的變速功能雖然可以簡化機械系統的傳動結構,但因為無法控制運動部件的行程,因而程序自動化仍然是系統控制設計的主要目標。驅動電動機不再是機械運動鏈的起點,而成為聯結機械運動和動力以及控制的接口。機電一體化系統設計已從“純”機械的設計延伸到控制領域。計算機、數字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統設計師不可或缺的知識基礎。信息技術和軟件設計已經成為表達系統設計思想和協調自動化工作的重要工具。機電一體化技術是一個不斷發展和完善的過程。產品精度和生產效率對機電一體化系統提出了不斷改進伺服驅動性能和發展控制算法的要求,而性能優良的伺服驅動既拓展了機械系統的功能、簡化了傳統的機構,又要求機械系統具有合理的慣量和更好的系統動態性能。傳感器的在線監測確保了系統安全可靠的運行,反饋的信息通過閉環確保了先進控制理論的實現和產品的質量要求。機、電、信息的密切交叉已經使機電一體化系統中各部分的互相聯結和影響成為設計必須綜合考慮的重要內容。機電接口技術作為機電一體化設計的核心已經受到專家和學者越來越多的關注。

2機電接口技術的內涵

機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統,其子系統之間的接口極為重要,從某種意義上說,機電一體化系統設計就是接口的設計。但現在對于機電接口技術的研究較少,通過對機電一體化系統進行總結和歸納,我們提出了機電接口技術的概念,形成了如下幾點認識。

2.1 機電接口技術的內涵機電接口技術是一門新興的技術,它研究機電一體化系統中各組成部分(子系統)和各組成技術之間的接口問題。研究這門技術是為了更有效地進行系統中信息能量的交互,融合各種技術,實現機電一體化系統最優化設計。

2.2 機電一體化系統接口(簡稱機電接口)的功能機電接口傳遞和轉換信息和能量,并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統之間或人與機電一體化系統之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統信息交互、轉換、調整的方法和過程,協調和綜合機電一體化組成技術,使各子系統集成并融合為一個整體,實現新的功能。

2.3 機電接口的分類①人―機接口。人與機電一體化系統之間的接口,通過此接口,可以監視系統的運行狀態,控制其運行過程,即通過人―機接口能夠使系統按照人的意志進行工作。人-機接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動力接口。動力源連接到驅動系統的接口,為驅動系統提供相應的動力。根據系統所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等,動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點,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,控制系統到驅動系統、驅動系統到傳感器、傳感器到控制系統。智能接口的應用情況相對比較復雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉換各種信息,按照不同技術的要求改變信息形式,使不同的子系統、不同的技術能夠集成在一起,形成完整的系統。通常,智能接口是軟件表現出的功能連接。④機―電接口。執行機構與驅動系統和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執行機構所需的信號,或將執行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。

3機電接口技術對機電一體化發展的影響

社會需求推動機電一體化技術的發展。當傳統的機械技術無法滿足日益增加的社會需求時,機械技術與電子技術、信息技術等結合形成的機電一體化技術就成了機械技術發展的必然。相應的系統內部的接口也就變得越來越復雜。機電一體化技術的各組成技術的研究已經進行得非常深入且日趨成熟,同時,人們也意識到單純發展和研究各組成技術并不能保證機電一體化系統的最優化。而機電接口技術正為它們提供了一種有效的方法來進行系統研究,并將系統設計、集成和融合理論應用到實際的設計當中。目前,機電一體化正在向著智能化、模塊化、網絡化等方向發展,智能化必然要求系統各部分的結合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準確。從機電一體化發展方向對機電接口技術的要求來看,機電接口技術的研究與發展已經成為必然,同時,機電接口技術的研究與發展也必然對機電一體化技術的發展起促進作用。

4結論

機電一體化系統是機械系統不斷融合各種新技術、新知識發展起來的。因此,從機械技術發展起來的機電一體化技術的復雜性和多學科性就決定了此技術的研究重點是各種技術在機械技術上的融合與創新。機電接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題,使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,使系統各部分有機的結合在一起,形成完整的系統。機電接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要。同時機電接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展,促進機電一體化系統理論的發展。

參考文獻:

篇（5）

2機電一體化設備故障特性

機電一體化設備由于采用了以上多種技術，當它們發生故障時具有一定的特性，此類設備整合了眾多的電子元器件和機械零部件，其技術含量高，診斷維修難度較大。根據相關研究表明，與一般機械設備相比，機電一體化設備發生故障的概率要大八倍以上；機電一體化設備故障特征首先表現為因為它們元器件和機械零件多、運動速度快所以更容易出現元件失效和磨損問題；其次它們的自我診斷和檢測功能并不強大，僅僅能夠將檢測出一些簡單的故障；再次它們也無法明確的對各種故障提供報警信號，只能夠將部分故障給予報警或顯示出來；最后還有現在機電一體化設備越來越大面積使用而故障檢測專業技術人員相對日趨減少。以上種種因素都增加了故障檢測及維修工作的難度。

3機電一體化設備故障診斷方法

部分機電一體化設備具備了自診斷功能，每當遇有故障出現，自診斷系統就會將報警信息發出，并且在屏幕上顯示出故障說明，對這些設備就可以結合診斷手冊，對故障發生原因進行查找，將故障及時排除掉。對于那些自診斷系統不能涵蓋的故障或根本沒有自診斷系統的設備，那么故障的排除就需要借助于一定的方法和人工經驗。下面就來簡要地介紹一下筆者多年工作中積累下來的檢修經驗和思路：無論是什么樣的機電一體化設備我們都應該清晰地將其構成分成4個單元，即：A．動力單元（水、電、氣的供應），B．運動系統單元（電機及機械傳動機構），C．檢測單元（各種傳感器和圖像識別系統等），D．中央處理單元（工控機、PLC、單片機）。分析故障時首先根據故障現象來判斷是哪個單元出了問題從而確定主攻方向，逐一排查破解難題，若暫時沒有理出頭緒可按如下步驟檢修：

3.1檢查動力單元

這一步的檢查相對簡單，主要看正常開機后水、電、氣等供應指標是否達到設備要求的數值，若都在要求范圍內則動力單元基本沒問題，若沒達到要求的數值，可斷開有懷疑的負載，若仍未達到要求，則可確定是電源、氣源或水源的控制系統出了問題，對癥檢查后問題一般不難解決，若斷開負載后水、電、氣的指示數值恢復到了正常值，則問題出在其它幾個單元。

3.2檢查運動單元

這里要檢查機械傳動機構中部件安裝位置是否變化，機械零部件有否變形、移位、磨損、卡死；氣管、油管、水管有沒有泄漏；電機是否過熱或抱死、皮帶是否損壞或變長，電機的驅動電路是否正常。

3.3檢查檢測單元

首先判斷故障現象與哪路信號有關，然后檢測對應的傳感器的位置是否變化，給它們的供電是否正常，進而檢查它們能否正確感應并輸出信號到達相應的電路板。設備中的傳感器通常有限位傳感器、角度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電量傳感器、氣體濃度傳感器等類型；對于有視覺系統的首先要檢查完成圖像識別的CCD、顯微鏡、照明系統是否調整好。

3.4檢查中央處理單元

在這里經常會用到“替換可疑元器件”的方法（只要不涉及到程序的IC也可用此法，涉及到軟件的問題多有知識產權保護，要向設備生產廠家購買更換）。下面簡單介紹一下設備動作不正常時各種控制系統的檢修思路：（1）對于工控機系統，首先檢查采集卡的信號采集、輸入、輸出信號是否正常，采集卡本身是否有問題。其次檢查運動控制卡（查驅動波形）是否正常，最后才考慮主板和硬盤上軟件的問題。（2）對于PLC系統，首先檢查I/O、A/D、D/A口的信號是否正常，I/O、A/D、D/A集成塊是否損壞，進而檢查PLC內部光耦是否損壞，最后推斷PLC程序錯亂，可向設備生產廠家要求遠程恢復。（3）對于單片機系統，通常是由一塊主板和按不同功能分成的多塊單元板構成，各板之間用I2C總線或其它通信方式連接，檢修時先根據故障特點找到相應的功能控制板，檢查該單元板與主控板間的連接有否問題，最后再重點檢查或代換該單元板或主控制板。此外值得注意的是接插件的問題，許多動作不正常是程序的指令由于接插件的松動而沒能傳送到位引起，還有就是電磁干擾的影響，強的電磁環境會使某些傳感器誤動作，還可能改變FLASH中的內容引發設備動作失常，所以在這些設備旁邊不可使用電焊機等強干擾機器，若設備中有高頻電路更需要嚴格的屏蔽措施，一旦維修時有拆卸時，修完后一定要良好地復原，養成良好的維修習慣是委重要的。

4結語

綜上所述，由于機電一體化設備集合了眾多機械零件和電子零部件，所以它們在運行時出現故障的概率自然會大了許多。作為維修人員，就必須了解機器的操作，熟悉機器的架構和運行時序，并通過分析其運行原理，用清晰、簡潔的邏輯思維來快速縮小可疑范圍，最終定位到具體的故障部位，進而排除故障，保證設備的完好率達到一個較高的水平，為企業創良好的經濟效益作出自己的貢獻。

篇（6）

隨著社會的進步、科學技術作為生產力的代表在促進社會進步的同時其自身也得到了突飛猛進的發展，并且在各科學技術之間出現了一種相互融合的趨勢且這種趨勢在持續加強。機電一體化技術作為這種科學技術之間相融合的一大產物，其作為一種科學技術在促進社會進步、經濟發展方面起著重要作用。機電一體化技術對社會的這種促進作用體現在社會的各個方面，如：工程機械。機電一體化技術在工程機械的發展中必將占具舉足輕重的地位，已成為工程機械發展的核心要素之一。

1 機電一體化概述

機電一體化作為一門獨立的交叉學科，具有跨學科性、綜合性性的特點。現代信息時代的到來，尤其是現代計算機技術的不斷改進和完善，促使機電一體化飛速發展并且在現實生活中得到前所未有的廣泛應用。

2 機電一體化發展趨勢

隨著各科技術的不斷發展、相互融合，以及社會經濟發展對機電一體化提出的必然發展需求，導致機電一體化在未來的發展過程中將呈現以下幾大趨勢：

（1）智能化。人工智作為科技進步的一種體現，代表著一種新的生產力，在問世之初就得到了社會各個方面的關注。“智能化”的主要描述對象是機器設備的行為，這是 各科學技術相互融合的一個必然結果，即結合控制理論、計算機科學、心理學等新思想，使機器本身如同人類一樣具有邏輯、判斷以及自主決策等能力，從而更好的控制發展進程，實現目標。

（2）微型化。微型化主要指的是物體的體積方面，泛指機電一體化產品的體積之小，其尺單位一般用毫米，甚至是微米、納米。微型化的主要特點是主要體現在：體積小、耗能小、運動靈活。機電一體化技術的微型化將在社會的各個方面得到應用，尤其是精細化的行業和部門，如：醫療、軍事、信息等多個方面。

（3）綠色化。社會的持續發展給人們帶來巨大改變，在物質豐富、生活舒適的同時，資源減少，生態環境嚴重污染等問題要同時浮現。在保護環境成為社會發展的必然前提的社會環境下，綠色產品的概念應運而生。作為綠色產品必需滿足符合環境保護及人類健康這兩大硬性指標，這主要體現在其產品的設計、產品的制造過程、產品的使用以及使用后期的銷毀的幾大方面。而作為機電一體化這一特殊的對象，其綠色化主要體現在產品的使用以及使用后期的銷毀的兩大大方面，即在使用的過程中不污染生態自然環境，同時能夠回收利用。設計綠色的機電一體化產品，順應了時代的發展要求，將具有廣闊的發展前景。

（4）模塊化。在現實社會的生產過程中，生產具有標準的、統一接口的一體化產品需要具備兩大方面的因素：第一、一體化產品的各種類具有明確的技術標準，第二，生產機電一體化電子產品的廠家能夠嚴格按照各種類的技術標準進行生產，且所生產的產品各項技術指標過關。但是，現實社會中這兩方面的因素不能夠達到生產標準化、統一接口的機電一體化產品單元，成為一項十分復雜的事情。但研制和開發具有標準接口機電一體化產品單元本身對于機電一體化的發展是非常重要的事情。

（5）網絡化。隨著網絡技術的發展，科學技術、工業生產、人們生活等方面都發生了重大改變。在全球經濟發展過程中，各產品的生產、銷售等各個環節都隨著網絡的全球化納入到全球經濟發展過程中，各企業之間的競爭也隨著這種進程呈現出全球化的態勢。可以毫不夸張的說，只要研制出的機電一體化新產品滿足社會需求且質量保證，暢銷全球將不是問題。

3 機電一體化技術在工程機械中的應用

機電一體化技術在被引進工程機械這一領域后，其應用領域及范圍非常廣泛，這主要源于機電一體化技術在工程機械領域所產生的以下幾大方面作用：

3.1 監督與控制

機電一體化這一技術被引入到工程機械領域之后，在該領域所發揮的作用主要是利用電子一體化產品的各種功能如智能化，其所發揮的作用主要多種多樣，其中監督與控制作用是在該領域所發揮的關鍵作用之一。監督和控制主要是利用了機電一體化的半智能化特點，對工程機械的使用過程及故障的出現進行自動的監督和控制，從而減少相關事故的發生，提高安全性。這主要體現在以下三大方面：第一、電子監控，第二、自動報警、第三、故障自診。

3.2 節能降耗

沒有將機電一體化引入至工程機械領域時傳統意義上的工程機械領域，存在一個非常突出的問題：功能與功能之間無一定的相關性、聯系性，呈現相互杜歷的態勢，這就致使各功能之間不能進行有機的協調統一，從而致使設備的利用效率偏低，生產資源浪費相對比較嚴重。

3.3 提高作業精度

產品的作業精度直接影響著工程的質量，對于工程所具有的各種效益必將產生直接的影響。這不僅體現在施工過程中，在簡單的產品生產過程中同樣如此。一般情況下，機床加工的不良產品的成因主要是人的因素，即人的技術水平以及操作經驗。機電一體化技術在工程機械中的引用，很大一方面是借助電子系統的精密控制系統，從而，不僅實現了其自動化、智能化，而且同時減少人為因素引起的各種失誤和偏差，從而提高工程機械工作的精密程度，確保產品質量。

3.4 降低勞動強度

目前，工程機械施工操作過程中呈現的自動化或者半自動化這一特點，是對機電一體化技術引入后的一個必然結果。這促使在施工過程中，勞動者的勞動強大得到大大降低，同時能夠在同時間段內完成各種不同工作，促使工作效率得到大大提高。

4 結語

機電一體化技術是各種科學技術共同發展、相互融合的產物，是社會進步的一種標志、體現。機電一體化技術在引入至工程機械中的后，所起的作用不僅包括對工程機械的工作過程進行監督和控制，從而降低生產過程中的能耗，提高作業精度、提高產品質量，同時降低人員的工作強度，使人力資源得到更好的配置。

參考文獻：

篇（7）

關鍵詞：

機電一體化；系統；傳感器；檢測技術；應用

傳感器的應用能夠清楚的展現對象的狀態和相關特征，并且給予待測對象一些關鍵的信息。傳感技術能夠起到放大電信號的作用，并且可以對標度進行加工處理，將一些物理量變成對其相對應的電信號的一種技術。在機電一體化過程中，為了能夠有效的獲取相關信息，人們通過引進傳感器和傳感檢測技術的方式實現信息的獲取目的。

1傳感器類型及傳感器技術分析

1.1傳感器的類型分析

傳感器是一種能夠感受規定的被測量信息并且將這種信息通過獨特的方式轉換為了輸入信號的電器裝置。這種裝置在機電一體化中的應用主要是為了檢測機電一體化系統與作業環境的基本狀態，進而為機電一體化系統的有效運作提供相關的信息。在整個機電一體化系統結構中，測量模塊是系統結構組成的核心部分，組成測量模塊的除了變換電路之外就是傳感器最為重要。傳感器的輸入數能夠確定機械結構模塊的整體性能，由此可知，傳感器是整個機電一體化系統之首。它的作用就等同于系統的感受器官，如果缺少傳感器，系統信息處理和控制決策的功能將難以實現。傳感器具有多種類別，按照其測量對象的性質不同可以將傳感器分為兩種，其中一種是內部信息傳感器，這種傳感器主要用來檢測機電一體化內部的狀態，包括系統內部位置的變化、速度的變化、溫度的變化以及異常變化等；另外一種是外部信息傳感器，這種傳感器主要是用來檢測外部環境的狀態，外部信息傳感器當中有接觸式的觸覺傳感器以及非接觸式的視覺傳感器、超聲測距儀以及激光測距儀。

1.2傳感器技術分析

在基地那一體化過程中，監測技術的基礎內件就是傳感器，所以說，傳感技術對于機電一體化系統的運行起到至關重要的作用。監測技術的主要功能就是對操作的對象進行監測，并且對系統運行的環境以及系統本身的狀況進行監測，為確保系統的正常運行，監測技術能夠為系統提供一些關鍵的信息。傳感技術的發展關系到機電一體化系統的整體發展，隨著科學技術的發展，各種電子產品逐漸產生，電子信息呈現爆炸式的狀態，信息傳播的速度也不斷提升，傳統的信息傳播方式的傳播速度已經趕不上時展的腳步，需要對傳感技術和檢測技術不斷更新，才能夠滿足時代對信息傳播發展的要求。

2傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用

傳感器在機電一體化中主要是廣泛應用于自動化產品當中，例如，工業機器人以及汽車自動化控制系統中對傳感器都有應用，以下就這兩個方面的應用進行介紹。

2.1傳感器與檢測技術在工業機器人中的應用

工業機器人在工作過程中之所以能夠準確無誤，是因為機器人身上安裝的傳感器能夠感受其自身的狀態，同時還能夠感受操作對象以及工作環境的狀態，通過內部傳感器能夠獲取其自身的位置、位移、速度等信息，通過外部傳感器能夠完成操作對象以及外部環境的感知，內外部傳感裝置同時為機器人提供反饋信息，協助它順利完成各項工作。此外，機器人的每一個關節上都有安裝微動開關、光電開關等各種形式的傳感器，這些傳感器能夠幫助機器人進行零位和極限位置的檢測，零位檢測能夠保證機器人的重復定位精度和軌跡精度，極限位置檢測能夠保護機器人的安全動作。不僅如此，機器人的關節上還有安裝位移傳感器，對于機器人的位置移動和位置控制起到很大的作用。機器人的手腕位置以及抓手位置有安裝觸覺傳感器，通過觸覺可以讓機器人準確的確定對象的位置，通過手抓傳感器就可以使機器人抓住對象物體。

2.2傳感器與檢測技術在汽車機電一體化中的應用

隨著傳感技術以及一些新型技術的發展，將現代汽車工業推進了一個嶄新的時代。汽車機電一體化的實現由自動化控制系統取代了原有的機械式控制部件，不僅僅是汽車的發動機上應用了自動化控制技術，汽車身體的其他很多部位也應用了檢測和控制技術。汽車發動機上使用的傳感器是整個汽車傳感器的核心部分，應用了多種類別的傳感器裝置，通過這些傳感器的檢測，能夠向發動機的電子控制單元提供發動機的工作狀況信息，方便ECU對發動機工作狀態進行精確的控制，對于發動機動力性能的提升有很大的幫助。汽車的重點控制部位使用了曲軸位置傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器等。這些技術的應用不僅能夠改善汽車的性能，實現人性化服務的功能，同時還能夠增強汽車行駛的安全性。例如，現代的汽車都有導航系統，通過汽車導航的開啟就能夠讓駕駛員清楚的知道前方的建筑物以及車輛的狀態，該系統中不僅僅應用了GPRS定位技術，同時還應用了傳感器及檢測技術，通過傳感器能夠感知到一定距離以外的物質運動狀態，然后給予駕駛人員準確的提示，幫助他們了解車輛行使的軌跡和阻礙物，從而為車輛行使安全提供了更好的保障。

3結束語

隨著工業自動化程度越來越高，對自動檢測系統的要求也不斷提升，因此，需要加強對傳感器檢測的分析，研究出一種能夠用于連續檢測和瞬時檢測的傳感器，促使自動檢測系統向著智能化的方向發展。除了在工業系統運行中不斷開發新型傳感器之外，要需要對已經使用的傳感器的性能以及使用范圍不斷擴大，實現傳感器的小型化和集成化發展，從而提高機電一體化的工作效率，促進機電一體化更加順利的進行運行和操作。為了使機電一體化系統能夠獲取準確的信息，還需要引進傳感器監測技術，利用其獨特的功能實現信息獲取和傳播的目的。

參考文獻：

[1]劉崢.關于機電一體化系統中的傳感器與檢測技術探究[J].信息系統工程,2013(02):71-72.

[2]解觀景.傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用研究[J].中國機械,2014(09):23-24.

篇（8）

關鍵詞：

機電一體化；汽車行業；應用發展

隨著計算機網絡發展，機電一體化技術也已經成為一門具有單獨體系的新型科學，其發展要不斷更新。機電一體化技術的基本特征大多是相同的，機電一體化系統是其研究的最主要的一方面，由機械技術、自動控制技術、計算機技術、電力電子技術和微電子技術等組成，各技術融合實現一些特定的功能極大值。

1.機電一體化技術概述

機電一體化是指將技術相關原理在機電一體化系統中充分的應用與發展，在機械產品中的機構主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術和計算機技術，并將機損裝置和電子設備以及計算機軟件等有機結合起來構成的系統總成。高級機電一體化產品使機械產品實現自動化、數字化和智能化。計算機數控系統、計算機輔助設計、輔助制造系統、機器人、柔性制造系統、計算機集成制造系統等是目前機電一體化研究和開發主要方向，實現最優化的系統或者產品技術綜合。機電一體化的重要思想是設計系統原理與集成綜合技術。機電一體化作為一門應用廣泛的技術，其具有多方面的特點：1）使用廣泛，機電一體化技術應用十分廣泛，遠遠超出了機械工程范疇，機電一體化產品能夠在不同的領域場合應用，符合客戶提出的更強的應變需求；2）具有較高的生產能力，大部分機電一體化產品具有自動信息處理與控制能力，可以利用自動控制系統按照設計的具體要求完成既定的操作，提升生產能力；3）具有極高的安全性，其包括警報、自動化監控、自動化診斷、自動化保護等性能，當出現故障時，能夠采用自動化保護方法，盡量減少人員與機械設備發生事故，提成設備的安全性能。未來控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術，將成為機電一體化的發展趨勢，將新技術與機電一體化技術結合并運用到更多的領域。

2.汽車機電一體化技術的發展

機電一體化在汽車行業應用發展快速，許多的機械控制系統被電子控制系統代替，其發展主要有三個階段：第一階段是20世紀60年代到70年代，主要是應用電子裝置對部分汽車機械功能進行改善，比如電子控制燃油噴射；第二階段是80年代到90年代，主要是汽車制造設計上體現機電一體化技術，進行集成大規模電路應用，并解決了機械部件無法解決的復雜自動控制問題，對于提升汽車運行過程中的可靠功能發揮了關鍵作用；第三階段是90年代中期至今，機電一體化技術在汽車領域已經達到了成熟發展，重視整體上機電一體化技術的設計，廣泛應用計算機網絡技術和信息技術，使汽車更加自動化、智能化。

3.汽車中機電一體化技術應用

3.1微機控制發電機體系

發動機控制單元ECU的核心是通用微處理器或者是為汽車發動機專門設計的大規模集成電路（LSI），從各個傳感器得到的模擬電壓信號和從發動機輸出軸得到的脈沖信號都有輸入到發動機控制單元，再通過模擬數字轉換成數字信號。將這些數字信號作為基礎信息，對發動機控制單元內的最佳空氣燃料比、點火時間、排氣再循環等進行計算，再將這些計算結果作為驅動信號輸出，用以空氣與燃料質量比。當燃料空氣比例增加時，燃料占比較少，不利于點火；相反，當燃料空氣比例減少時，氧氣稀薄，導致碳化氫與一氧化碳增加。因此，將氧氣與燃料比控制在合適的比例范圍內，才有助于發動機各項運動狀態維持在最佳狀態，保持正常的符合運動。

3.2電子控制的自動變速器

自動變速器的目的是為了降低變速器的功率損耗，提高動力傳遞系統的有效功率，增加了變速裝置的檔數，使得汽車的行駛速度到達最佳比例，達到省力、省能、舒適安全的特點。各種傳感器監測的信息會通過發動機輸入到電子控制裝置，換擋信息、程序開關及自動跳合開關的信息綜合到一起而選擇出滿足行駛條件的最佳檔次信息，系統電子控制裝置是通過自動變起器的監測電路進行自檢及失效監測，即在行駛前對所有電路進行檢測。汽車啟動后，通過判斷報警燈的狀態來判斷其系統功能是否正常，若警燈處于熄滅狀態，說明其功能正常；若警燈處于開著狀態，則系統存在故障，自動變速器進入非電控程序狀態。

3.3汽車激光測距雷達系統

汽車激光測距雷達系統重點通過計算機對車間距離的處理器、雷達測距、前后汽車狀況等進行控制。激光單片機與汽車防按控制系統有效結合，針對倒車減速和正常行駛時檢測汽車前后方距離范圍內是否有障礙物體，并且在關鍵時間組織報警，進一步有效阻止發生的交通事故。測距激光雷達安裝在汽車各個方向，通過光學天線發射光速，如果遇到障礙物后出現了散射的后方信號，同時被光學天線進行了接收，適時調節出方位距離信息。利用中央處理設備分析持續輸出的方位距離信息，能夠準確判斷出物體是否在前面運動，計算出相應的汽車間距和速度，并且判斷它能否與本車進行必要的接觸，進一步決定汽車行駛的安全速度。當出現危險情況時，系統與警報裝置接觸，發送警報信號。

3.4汽車制動系統

汽車制動系統最主要的是BBW系統與ABS系統。BBW系統傳遞的是電流，而不是液壓油與壓縮空氣，由電線傳遞能量，數據線傳遞信號，縮短了制動反映時間，車輪制動模塊、中央電子控制單元ECM和電子踏板模塊等關鍵部件組成BBW系統。工作模式：駐車制動時需踩下制動踏板，該操作信號將反饋給中央電控單元，然后帶弄機械制動控制單元能啟動電機。皮帶和斜盤式齒輪機帶動電機驅動絲桿，絲桿旋轉運動可以使止推螺母沿著絲桿螺紋向前移動。制動摩擦片通過止推螺母與制動器活塞接觸按壓到制動盤上。相反地，當電流超過特定值后，電流被控制電源切斷，解除駐車制動，止推螺母沿著絲桿相反方向自動旋回，制動器活塞釋放壓力，密封圈的復原而引起制動盤可能的失衡促使制動器活塞回退，制動摩擦片脫離制動盤。ABS系統基本功能是可感知制動輪每一瞬時的運動狀態，并根據其運動狀態相應地調節制動器動力矩的大小，避免出現輪上的抱死現象，有效提升汽車行駛的安全性。人們一般對制動發生時出現的前輪增重、后輪減重以及后輪抱死更加不利汽車方向控制的特點，研制出了一套能夠限制機動車四輪制動裝置即防抱死裝置ABS系統，同時也是電子控制技術在汽車領域做出的突出貢獻，可以使汽車很好地應對突發事件，ABS系統控制框圖如圖1所示。

4.結束語

機電一體化技術是制造業關鍵核心技術，發展社會生產力的要求，不只是在汽車行業取得如此大的成就，在其他的各行各業中都得到了更廣泛的應用，為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]孫素閃.機電一體化技術的應用和未來發展[J].科技向導,2011(30).

[2]石美峰.機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技,2009,(3).

篇（9）

隨著科技的進步，綜合化采煤設備也越來越先進了，并且經過不斷的組裝和綜合使用，他正在發揮著越來越重要的作用，進一步加快了中國煤炭開采的速度。這些巨大的優勢作用也就使得越來越多的企業更加重視這種先進的綜合采煤方法的利用，這也就決定了今后中國采煤技術方向的發展。并且隨著科技的進步和技術的發展，現代綜合采煤工藝也正在逐步的發展進步之中，變得越來越先進，越來越實用，越來越受到人們的親睞。

一、煤礦機電一體化的現狀

中國的機電一體化起步是比較晚的，這和中國進入工業時代和計算機時代比較落后有直接關系，這也就導致了煤礦開采技術的落后。機電一體化的興起主要是在建國初期，那時電子科技有了初步的發展，人們嘗試著把電子技術和原有的機械水平相結合，用以提高原有的機械水平，事實證明這種做法也起到了良好的效果，不僅刺激了機械行業的發展也進一步提高了電子技術的發展，從而促使我們進入了計算機時代；而自從20世紀70、80年代起我們普遍進入計算機時代開始，機電一體化的進程和程度更加深了，在各個方面均取得了明顯的突破，因為計算機技術我認為是對機電一體化最重要的一部分，他在機電一體化各個方面的應用都具有很好的作用，也就在更大程度上促進了機電一體化的發展，使得機電一體化的發展進入了蓬勃發展時期；而隨著現代科學技術的發展，機電一體化更加具有了時代感和先進性，尤其是進入本世紀以來，各種智能技術的開發與利用對于機電一體化來說簡直起到了天翻地覆的作用，他在全方位提高了機電一體化的水準，并且有效地結合了計算機技術的利用，使得計算機技術的應用更加全面，更加全方位和有效[1]。

雖然中國在機電一體化的進程方面和西方發達國家差不多，但在具體的技術和應用上卻還是存在著很大的差距，不僅僅在整體的技術水平和利用范圍上存在著明顯差距，就算在具體的機械設備上也存在著明顯的落后趨勢，舉例來說，國外現在最流行的一種SL500系列采煤機的各種數據在中國就造不出來，就拿它的總功率來說，1 965 kW的裝機總功率就讓中國的技術望其項背，并且在交流變頻開采技術等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動化技術上，因為智能的自動化技術是新興起的一種技術，這種技術在中國還沒有流行的很廣泛，因此也就存在著很大的差距。

雖然就中國目前來說，煤礦機電一體化還存在著很明顯的不足也與西方國家存在明顯的差距，但任然取得了很明顯的進步，這在很多方面都得到了體現：MGD150NW采煤機的應用是最明顯的一個標志，它不僅大大提高了產量，還增加了安全性；綜合液壓支架的使用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設備安全；鋼絲繩損耗定量檢測系統，這一系統就充分利用了計算機的作用，精確的計算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無形；此外，還有很多其他技術的利用也充分體現了中國煤礦機電一體化的進程，例如提升機交流電控系統、LC煤礦提升機綜合后備保護裝置、ZDC30/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置等。

二、機電一體化技術在煤礦行業的優勢

1、在線監控、自動報警及故障自診。

即對煤礦機械的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的在線運行狀態監控，出現故障能動報警并準確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。

2、節能降耗，提高生產效率。

例如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等，使用變頻 起動、PLC控制系統，節電量就為30%左右，同時生產效率也大大提高。

3、自動化或半自動化程度的提高

煤礦機械實現自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產效率，并減少因操作者的經驗不足，對作業精度的影響。

三、機電一體化技術在煤礦中的主要應用

1、 機電一體化技術在提升機中的使用

礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。“九五”期間，國產數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化提升機，其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統，其性能先進、操作簡便、準確可靠。

2、機電一體化技術在采煤機中的使用

電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比，它具有一下特點：①良好的牽引特性：可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發電制動，向電網反饋電能。②可用于大傾角煤層：牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。④反應靈敏，動態特性好：電控系統能及時調整各種參數，防止采煤機超載運行。⑤結構簡單、效率高：電牽引采煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕，電能轉換為機械能只做一次轉換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有65%-70%左右。

3、機電一體化技術在帶式輸送機中的使用

帶式輸送機由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此，成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態分析和在線監控技術以及啟動延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多，一般為3點驅動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。

4、礦井安全生產監控系統

從多數煤礦使用監控系統的效果來看，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行了大量的研究，對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施，但仍然沒有得到預期的效果，因此這些在實際現場應用率不是很高。在國外，由于計算機網絡軟硬件技術發展很快，運行速度和質量也在不斷提高，傳輸介質由同軸電纜發展到光纜，信息媒體由字符發展到聲像，煤礦的安全監控系統有了很大的發展，他們的機電一體化技術在監控系統上的應用已有了非常高的水平。

四、結語

機電一體化在煤礦開采中的巨大優良作用不言自明，而在這方面中國和世界其他國家還存在著明顯的差距，如何彌補這一差距，增強中國在煤炭開采行業的競爭力，這就需要我們朝著積極健康的方向發展，只有這樣，我們才能盡量彌補差距，加快發展進度。

篇（10）

中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號：

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。90年代以后，機電一體化的發展出現新的進程，有一下兩點：第一，學術界同仁始進一步關注機電一體化進程的研究，由此擴展出新的相關學科和研究重點，如出現了光機電一體化以及微機電一體化等等;第二神經網絡技術、光纖技術等新的研究對象興起后為機電一體化技術的推廣傳播提供了技術等方面的支持。

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設備，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。新技術的應用與開發（例如在線監測保護控制裝置的應用等）也是電機控制保護裝置的一個重要方面。利用新的技術產品（例如高頻電磁波、位移、振動、紅線、機械、電、熱、光、聲等）和理論對電機的運行進行實時監測，然后根據各種裝置輸出的信息通過計算機進行判斷，把反射的數據進行分類，通過科學的分析和比對確定故障類型和嚴重程度，最后再采取相應的補救措施等，這樣不僅能實現以上各種電機保護控制功能，更重要的是能在故障之前發出預警，達到提前防止故障發生，防患于未然。電機控制與保護裝置還有一項很重要的發展前景就是積極配套出廠電機保護控制裝置，根據國際質量標準水平發現自己的不足和缺陷，并根據我國現實狀況具體設計規劃，力求適應中國國情。國外一些國家在電機產出后營銷階段會相應贈送或追加配套輔助設施，這種做法對于短期可能會產生效益低下等印象，但長遠說來使購買者得到真正實惠，保證機械運轉效率和質量，提高機械使用壽命，降低資源浪費，我國在這方面明顯做得不夠，致使整個行業發展過慢。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

[1]王濤.論機電一體化與我國的經濟發展[J].中國經貿導刊，2010(15).

篇（11）

機電一體化是介于機械與電子自動化兩個學科間的一門技術，它綜合應用了計算機技術、機械設計理論技術、自動化電子、控制計算、接口技術等，在現代工業中發揮著重要的作用。由于機電一體化技術涵蓋領域多，應用廣泛，與實際結合性強，給學校的機電一體化專業教學提出了挑戰。在我國的中職機電一體化專業教學中，基本上是沿用傳統的理論教學方法。長期以來，機電一體化課程中將整個系統的理論知識體系作為核心，這種模式能夠有效地促進學生理解技術的內涵，更容易地掌握實際技術。然而，傳統的機電一體化專業教學缺乏理論與實踐的結合指導，學生不能在課堂掌握生產線所需的基本技能。因此，針對中職機電一體化專業教學模式的探討，可以提出更多有利于學生技術成長的問題，改進當前的教學模式。

一、中職機電一體化專業教學模式及特點

中職機電一體化專業教學體系主要采用必修課、限選課、選修課的課程結構，并設定培養方針，即“一個主題，一條主線，四個層次”，主題為通過機電一體化課程的教學，培養學生思考問題，解決問題的能力，主線為結合實際企業需求和工程實際經驗，進行專業性的培訓和教學，四個層次為專業認知、基本技能操作訓練、專項技能訓練、綜合技術應用能力。中職機電一體化專業教學模式是基于培養方針，采取課堂教學和實習實踐相結合的基本方式。

中職機電一體化專業教學模式的特點如下：①機電一體化知識是一門較新的學科，教學所講授內容新穎，學生有較為積極的學習態度。機電一體化是將機械知識與自動化電子知識相融合，學生對于該類知識具有良好的興趣。中職學生雖然初中知識基礎掌握不牢，但這門學科可以取得積極的學習興趣。②與實際工程結合比較近，課程必須將學生所學理論知識與實踐相結合。機電一體化課程需要進行大量的實驗、實際操作才能掌握，對于中職學生，培養動手能力也是主要的培養內容。③知識面廣闊，需要掌握的知識面廣。學生必須立足于各類知識的綜合，不能只針對機電一體化進行專門學習。教學過程中，需要對其他所缺的知識進行拓展，例如控制工程技術、機械原理基本知識、自動化知識等。

二、中職機電一體化專業教學模式的改進措施

針對我國中職機電一體化專業教學現狀及傳統教學模式特點，先立足于學生發展，從教學的根本模式出發探索新的改進措施，努力完善中職機電一體化專業教學方法，提高教學水平。

主要的改進措施如下：①完善教學硬件設備，為中職機電一體化專業教學提供良好的教學工具。同時，結合所具備的教學硬件設備制定相應的教學方法，保證設備能夠充分為學生學習提供幫助，促進教學水平的提高。②對于教學課程內容形成體系，重新編排教學的內容和順序。理論課程必須根據學生的實際需求和學習能力，制定相應的策略方法。理論課程的安排應遵守由易到難，循環漸進的原則，并在實際教學中做出適當的調整，從而確保學生不僅能夠掌握所學知識，而且能夠對機電一體化課程產生興趣。理論知識要涵括學生以后從事工作所需的基本知識，即使不能深入講解具體原理，也應多增設教學內容，拓展教學體系，以達到教學面較全的要求。③教學實踐注重實用性和普遍性。中職機電一體化不能像其他基礎課程采取單純課堂教學，還要根據課程的要求增設實踐和實習課程。由于中職學生最終要走向工廠一線操作，所進行的實踐課程尤為重要。所開設的課程能夠幫助學生快速熟悉今后所從事的工作，能夠符合當前工廠實際制造的基本要求。例如，實踐課程中應增設讓學生能夠親手操作的項目，學生能夠在課程中切實提高自己的動手能力，并能利用機電一體化知識分析問題。此外，學校應積極與相關工廠簽訂實習基地協議，方便學生能夠到生產一線鍛煉。④努力提高機電一體化教學的教師水平，多引進具有豐富實踐經驗和理論知識的工廠老員工，并聘請大學優秀教師擔任兼職教師，為學生提供良好的教學環境。并且，中職學校應注重教師教學理念，保證每一位教師不僅教授課程基本知識，而且能多向學生提供社會生產中的實例，增加學生見聞，拓寬學生的眼界。⑤改革機電一體化知識考核方式。傳統的中職機電一體化課程采取期末考試，由于試卷涵蓋知識面相對較少，該方式不能起到督促學生學習的目的。因此，教師應根據所教授的知識進行隨堂測試，并開設專門的實驗考試課，促使學生能夠積極學習機電一體化知識。

總結：隨著我國工業進程的不斷深化，機電一體化人才將成為重點需求人才。針對社會發展的需求，中職機電一體化專業教學模式應作出逐步調整，與工廠發展相結合，保證教授給學生的知識能夠在工作中獲得應用。

參考文獻：

[1]楊梅梅.機電專業實踐性教學模式的探討[J].黑龍江科技信息，2010（32）.