機電一體化的概念

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機電一體化的概念范文第1篇

關鍵詞：CDIO理念；CAD；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0127-02

我校于2011年被人力資源和社會保障部納入第二批工學一體化課改單位，學校非常重視這項改革，大刀闊斧的進行了教學模式的改革與創新，打破學科性課程體系，在廣泛而深入的企業調研和專家訪談基礎上，圍繞典型工作任務，重新構建課程體系。建筑電氣CAD一體化課改中我們引入了CDIO 理念。本文結合CDIO理念，探索電氣專業“建筑電氣CAD”課程教學方法等相關問題。

一、建筑電氣CAD課堂教學中存在的問題

“建筑電氣CAD”是技工院校電氣專業的一門重要專業平臺課程。通過課程學習，旨在使學生掌握CAD 軟件的操作，并能應用于建筑工程施工圖的識讀、修改和繪制，以培養適應建筑工程施工、生產第一線急需的高技能人才。

近幾年來，技工院校在教學硬件條件方面得到了前所未有的提高，使得以前在理論課教室上CAD課程、學生上機練習的機會比較少的簡單教學模式有了極大改觀。但是仍存在以下問題。

1.教材內容實際工程案例較少

現有的大部分CAD制圖教材的內容雖然加入了相應的項目練習，但是仍然圍繞基本繪圖知識展開，沒有一個完整的工程實例。章節之間知識點零散缺乏系統性、連貫性，學生學完后對實際工程案例缺乏概念，根本完成不了實際工程圖的繪制。

2.教學手段單一

CAD 課程多在多媒體軟件實訓室授課，教師邊演示邊講解、學生邊看邊思考。這樣的教學方法相比以前進步很大，但仍有弊端。一是學生無法進行同步練習，容易丟失學習節奏；教師對學生掌握程度也難以掌控；二是教師需要低頭專注于電腦屏幕的演示操作，對學生聽課情況和課堂紀律容易忽視；三是教師演示什么學生就練習什么，照葫蘆畫瓢，教學手段依然帶有“填鴨式”色彩，不利于學生進行主動學習和探索學習。

3.無法培養團隊精神

CAD課程的學生練習環節往往都是由學生獨立完成，學生之間很少討論，遇到問題就會不假思索的詢問老師，學生操作中個體意識強烈，缺乏團隊協作精神。

二、CDIO理念的內涵

CDIO是2001年由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等教育機構創立的一種新型工程教育理念和教學應用模式[1]。CDIO 代表“構思”（Conceive）、“設計”（Design）、“實施”（Implement）、“運行”（Operate）。

CDIO 理念內涵是盡可能采接近工程實際的綜合性設計項目進行教學，使學生從內容各不相同的工程實踐項目中學到的方法和能力是一致的，在教學中把理論與實踐有機結合，培養學生創造能力和解決實際問題的綜合能力。

三、基于CDIO理念的教學改革

由于傳統的教學模式存在諸多弊端，難以滿足企業對實踐型人才的要求，因此基于對CDIO 理念的理解，教學改革的探索重點是培養學生的工程基礎知識、個人繪圖能力、人際團隊能力和工程應用能力。

1.改革教學方法

（1）實例教學法。在 CDIO理念的啟發下，課程初期（約1-2月）不再以“點、直線、圓”等基本指令為綱，而是精選針對性和代表性較強的繪圖實例，寓“指令”于“實例”，由淺入深、循序漸進地逐步講解。然后在實例演示中針對具體的指令操作再進行重點講解，最后學生結合實例進行上機練習。

值得注意的是，課程初期是圍繞“學生能熟練掌握CAD基本指令”的目標開展教學活動，此時學生基礎知識薄弱，不宜一步到位采用工程項目教學法。通過實例教學，能夠使學生對軟件操作有直觀感受，激發學習積極性，培養基本的識圖、制圖的能力和一絲不茍的工作作風，既滿足了學以致用的需求，也為下一步的工程項目圖繪制打下堅實基礎。

（2）工程項目教學法。CDIO 教育模式要求學生基于工程項目的全生命周期進行學習與實踐，以項目作為基礎知識傳授與基本技能掌握的載體[2]。結合“建筑電氣CAD”課程目標和特點、以及學生的實際情況，在工學一體化課改中我們提煉出了10個典型項目，它們均來源于工程實際，能將建筑和電氣制圖相關知識有機的結合起來，具體項目如表1 所示。

10個典型項目均為團隊合作項目，置學生于實際的工作環境中，使其能切身體會項目圖從構思、設計到繪制、修改的完整過程，學生在項目進行過程中學習探索、綜合應用知識，鍛煉團隊精神、學習基本項目組織、管理，培養CDIO能力[3]。

需要注意的是，實際工程項目必然是“大而全”，包含了全部知識點，如果直接拿來就用于課程教學，教學目標極容易“跑焦”，學生也會一頭霧水，無從下手。因此，教師必須結合課程要求和學生實際對項目圖進行提煉加工，圍繞教學目標和課程重點對項目圖進行改造，比如項目5“繪制獨立別墅電氣照明工程圖”，教師授課前就需要對項目圖的建筑平面圖部分進行淡化處理，突出照明設備、開關、配電箱和接線，這樣教學目標就一目了然。

2.改革教學模式

為了推行CDIO教學模式，課程的整個實施過程都在多媒體軟件實訓室進行，保證學生人手一臺電腦，課程4 節連排，軟硬件環境的具備為真正實現了CDIO教學提供了有力支撐。

將班級學生進行分組（3～4 人為一組），每組學生的電腦圍成一圈，每組一個小組長，由小組長統籌安排成員具體工作任務。教師要求學生在規定的時間段內合作完成相應的項目，其具體實施過程如圖1所示[4]。

任務描述階段（C）：任務描述階段是項目開始的第一步，教師首先講解基本知識，將項目的任務、問題與知識導入，讓學生明確本項目要完成的任務。

任務討論階段（D）：學生接到項目任務書后，自學完成該項目任務需要的知識和技能。在小組長的帶領下，獨立分析或小組研討項目的構思、設計和實施路徑。

任務實施階段（I）：學生按照設計方案、工程規范完成項目任務。學生在實踐中必然遇到很多問題，此時教師再分組對學生進行輔導，完成知識的深化和拓展。

總結評價階段（O）：項目基本完成后組內先對圖紙進行總結評價，發現錯誤或不足，進一步完善，最后由教師評價項目成績。

教學過程中，教師要做好“工程監理”角色，小組長做好“項目負責人”角色，小組成員做好“工程技術人員”角色。通過職責分配，使學生熟悉并深入到工程環境中，培養其解決實際問題的能力。同時讓學生在不斷地碰撞和溝通中學會相互支持，共同進步。真正實現“在實踐中學習、在學習中實踐”。

3.改革考核模式

建筑電氣CAD課程以過程化考核取代期末考試，成績采用百分制。每個工程項目設計具體量化評價指標，所得總分按10%折算計入期末成績。項目二“繪制建筑平面圖”成績構成如表2 所示。

表2 項目二“繪制建筑平面圖”成績構成一覽表

內容 要求 單項分數 實際成績

設置繪圖環境 設置繪圖界限、圖幅等 5

設置圖層 準確設置、使用圖層 10

繪制水平和垂直軸線 直線、偏移、陣列等指令使用正確 15

繪制墻體 兩層多線使用正確，可使用多種方法打開墻體 20

繪制門窗 墻體開口正確，熟練使用多線、圓弧等指令繪制門窗 15

繪制樓梯 樓梯臺階和扶手繪正確 10

文字標注 文字字體、大小、顏色等設置正確 10

尺寸標注 尺寸數字設置正確，尺寸標注大小合適 15

學習態度 學習的積極性、主動性、團隊意識、創新意識 10

考核模式以10個工程項目成績為抓手，能促使學生重視每個教學環節，有效的調動了學生在整個課程學習中的積極性，避免了突擊應付考試的現象，從而顯著提升了教學效果。

四、教學改革的實施效果

建筑電氣CAD課程改革我們實施了2年，在摸索中不斷完善，得到學生的普遍歡迎，取得了良好的教學效果，主要體現在以下幾方面。

1.課堂活躍度大大增加。課堂不再是傳統的“你教我學”、枯燥的臨摹繪圖，開放性的課堂使學生成為主角。學生主動參與的熱情非常高，當其設計思路得到認可、工程項目圖通過驗收后，學生會對自己的成果感到非常自豪。

2.通過真實的工程項目練習，縮短了學生與實際工程的距離，提高了學生分析和解決實際問題的能力。

3.增強了學生的就業自信心。許多學生不再覺得工程項目高不可攀，發現“所學即所用”后內心產生了強烈的自信心，為日后應聘較高層次的工作崗位打下堅實基礎。

五、結語

本文以CDIO理念為指導，探索了建筑電氣CAD一體化課程改革，旨在提升學生解決實際問題和團隊協作能力，提升教學效果，從而滿足企業工作現場對高技能人才的需求。實踐證明這種教學改革仍然面臨不少問題，例如典型項目的提取、工程項目圖的加工絕非一朝一夕之功，亟待深化完善。同時，開放性課堂使得教師對教學進度的掌握也變得困難，需要教師和學生的不斷磨合調整。這些問題的存在也是下一步深化課程改革的動力所在。

參考文獻：

[1]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經典模式――基于對課程大綱的解讀[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[2]顧佩華，沈奮民，李升平.從CDIO到EIP-CDIO――汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）.

機電一體化的概念范文第2篇

關鍵詞：機電一體化；概念；現狀；發展趨勢

一、機電一體化的概念與由來

人類進入了一個新的世紀──21世紀。回顧過去的20世紀，人類的經濟和科學技術發展成果超過了過去所有世紀的總和。傳統的學科正在脫胎換骨，新的學科不斷問世，技術的融合程度比任何一次技術革命都高。機電一體化技術產生于這一背景之下，自然符合科技發展的規律，也是機械學科發展的必然結果。“機電一體化”這一技術術語最初來源于日本學術界，他們根據英文的Mechanics（機械學）和Electronics（電子學）兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機電一體化”,Mechantronics一詞從學科角度可以翻譯為“機械電子學”，我國科技界也經常直接使用“機電一體化”作為漢語的表達詞匯。

一般認為，機電一體化是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術學科在機電產品發展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科。這里面包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學、電子學與信息科學等學科相互融合而形成的學科。其次，機電一體化是一個發展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調機械與電子的結合，即將電子技術“溶入”到機械技術中而形成新的技術與產品。隨著機電一體化技術的發展，以計算機技術、通信技術和控制技術為特征的信息技術“滲透”到機械技術中，豐富了機電一體化的含義，現代的機電一體化不僅僅指機械、電子與信息技術的結合，還包括光（光學）機電一體化、機電氣（氣壓）一體化、機電液（液壓）一體化、機電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機電一體化表達了技術之間相互結合的學術思想，強調各種技術在機電產品中的相互協調，以達到系統總體最優。換句話說，機電一體化是多種技術學科有機結合的產物，而不是它們的簡單疊加。

二、機電一體化的發展現狀

與其它科學技術一樣，機電一體化技術的發展也經歷了一個較長期的過程。有學者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發展階段和智能化階段三個階段，這種劃分方法真實客觀地反映了機電一體化技術的發展歷程。

“萌芽階段”指20世紀60年代以前的時期。在這一時期，人們在機械產品的設計與制造過程中總是自覺或不自覺地應用電子技術的初步成果來改善機械產品的性能，特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，出現了許多性能優良的軍事用途的機電產品。這些機電結合的軍用技術在戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復和技術的進步起到了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發展階段”。在這一時期，人們自覺地、主動地利用3C技術的成果創造新的機電一體化產品，3C技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

從20世紀90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機電一體化技術向智能化方向邁進，其主要標志是光學、通信技術等領域進入機電一體化，同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，并取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

三、機電一體化的發展趨勢

隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發展，應用范圍愈來愈廣。

機電一體化技術具體包括以下內容：

（1）機械技術機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。

（2）計算機與信息技術

其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

（3）系統技術

系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連接的保證。

（4）自動控制技術

其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

（5）傳感檢測技術

傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。

（6）伺服傳動技術包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

四、結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻：

［1］李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．

［2］潘忠堂．淺析傳感器技術是機電一體化的一項關鍵技術．機械電子工程，1998(1)：13-17,39

［3］馮正進．機電一體化技術進展．工業工程，2000(1)：1-4

機電一體化的概念范文第3篇

關鍵詞：機電一體化技術；醫療儀器；醫療科學技術；醫學工程；機械工程

機電一體化技術為一種由多種學科交織發展所形成的產物，為一類維持社會生產力不斷發展與提升的必然產物，在提高工程技術手段以及工作效率方面扮演著重要的角色。機電一體化技術通過將微電子、機械工程、信息技術等方面相互滲透于融合，促進提高了對信息的處理與控制。目前國內外機電一體化技術得到了廣泛的發展，同時也在一定程度上改變了其原本的功能及生產方式，而這一改變在醫療器械方面得到了明顯的體現。現我院對此展開分析，結果總結報告如下：

1機電一體化的概念

機電一體化為一個綜合的概念，主要是指通過利用軟件系統將電子裝置與機械裝置相結合，將微電子技術應用于機械各項功能中的一個系統。有研究報道指出，機電一體化技術通過將自動保護、自動診斷及自動控制等功能與機械系統相互結合起來，明顯提高了信息的處理及控制能力。另外，機電一體化技術反映出了現代機電發展的最前沿最高新的技術，在現代醫療儀器使用中可發揮重要的作用。

2機電一體化在我國的發展現狀

機電一體化的應用對我國發展承擔著重要的意義，標志著一個國際的工業發展水平。早在20世紀80年代，我國就開始了與機電一體化技術的相關研究，并經過30多年的研發與努力，我國的機電一體化技術取得了較大的進展，明顯提高了工作效率。近年來，機電一體化技術雖然已經在醫療儀器中得到了應用，但有專家指出，由于此項技術仍較為新穎，部分醫療工作人員缺乏正確認知以及相關操作方法，在使用期間導致了醫療儀器應用不當。因此，醫療工作人員需不斷完善自身的知識結構，提高專業素養，掌握有關于醫療儀器的正確使用方法。例如，應用了機電一體化技術的多功能監護儀器相比于以往臨床工作中使用的監護儀器，將相應的開關與案件顯示到了內部菜單中，通過手動按鍵在菜單中選擇設置的參數與功能，且通常發展為了一鍵多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情況。

3機電一體化在醫療儀器中的應用

3.1機電一體化技術在診斷儀器中的應用

醫療診斷儀器作為醫學診斷工作中不可缺少的工具，較為常用的包括心電圖儀器、核磁共振診斷儀、超聲診斷儀、腦電圖儀、血管造影設備儀器等。其中血管造影設備在診斷心腦血管疾病中得到了廣泛的應用，通過為患者注射血管造影劑，利用計算機記錄造影劑達到病灶前后的圖像，在采用軟件系統對兩組圖像的變化情況給予分析，即可得到血管的模擬分布信息，以幫助醫生完成對患者病情的診斷。

3.2機電一體化技術在檢驗儀器中的應用

隨著醫療技術的不斷革新，基因與分子生物學得到了廣泛的發展，為了科學地對患者進行臨床檢驗，現醫療人員開始將信息技術、機械技術、生物技術及微電子技術等緊密地結合到一起，并相繼研究出了電解質分析儀器、血細胞分析儀器、血氣分析儀等。大量臨床經驗證實，上述較為常用的醫療機器通過幫助臨床醫生從血液學以及免疫學等方向對混著的疾病進行的檢驗與診斷，極大程度地降低了傳統檢驗效率低、準確率較低等問題，提高了診斷的敏感性及準確性。

3.3機電一體化技術在治療儀器中的應用

近年來，機電一體化技術在治療儀器中也得到了準確與高效的應用，并引起了相關臨床工作者的足夠重視。通過采用機電一體化技術，我國相繼研究出了手術機器人、伽馬刀等儀器，并在微創手術中發揮了重要的作用。結合以往操作經驗，我們發現這些治療儀器可通過準確捕捉醫生的操作動作，利用軟件系統將指令向機械臂進行傳遞，以幫助完成相應的各類手術操作，獲得更好的效果。另外，這些應用了機電一體化技術的儀器不僅改善了傳統手術操作方法，縮短了手術時間，減少了術中出血量，還在一定程度上降低了醫療人員的壓力，極大程度地提高了手術的工作效率及成功率。

3.4機電一體化技術在監護儀器中的應用

除了上述醫療儀器外，包括腦電圖儀以及心電圖儀器在內的監護儀器也在醫療工作中占有重要的地位，上述兩類常用的儀器通過準確收集與處理與患者相關的生命體征信息，能夠準確地對患者心率、血壓等指標進行監測，有利于對疾病的觀察。另外，隨著計算機網絡系統的不斷發展與應用，機電一體化技術在綜合監護系統中得到了廣泛的應用，保證醫生對患者的生命體征進行了更好的監控與分析，不僅可應用于醫療場所，同時也可在患者日常生活中得到更加廣泛的應用，有利于對疾病的監護，一旦發展異常立即給予治療。

4結語

近年來，隨著科學技術的不斷快速發展為機電一體化技術提供了更加可靠的技術支持，且該項技術也不斷成熟，發展機電一體化技術不僅在改變人們生產方式、產業機構以及生活理念方面具有重要的意義，還可應用于醫療儀器中更好地對疾病進行診斷與治療，并得到了廣泛的應用。綜上所述，將機電一體化技術應用于醫療儀器中可有效促進醫療儀器的發展，期間需根據院內實際需求并結合現有的科學技術，對機電一體化技術進行合理的應用。

參考文獻

[1]黎洪洲．智能控制及其在機電一體化系統中的應用研究[J]．信息系統工程，2014，（3）．

[2]謝邦軍．機電一體化技術的應用與發展前景[J]．企業技術開發，2013，（8）．

[3]姜新嘉．淺析機電一體化技術的應用及發展趨勢[J]．電子制作，2013，（4）．

[4]李圳，耿鎮中，冀龍飛，等．關于機電一體化技術創新發展的探討[J]．科技傳播，2013，（6）．

[5]楊勇．國內企業機電一體化的現狀和發展研究[J]．電子技術與軟件工程，2013，（10）．

[6]董默，韓婷．我國醫療儀器管理存在問題及對策分析[J]．中國市場，2014，（8）．

機電一體化的概念范文第4篇

關鍵字：機電一體化技術發展方向

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，造就了工程領域的技術革命與改造。機電一體化技術始于電子技術的發展及電子技術與機械技術的結合，尤其是大規模集成電路出現，促進機電一體化技術發展并引起廣泛注意。數控機床的問世寫下機電一體化技術新篇章；微電子技術為機電一體化技術帶來勃勃生機；可編程序控制器“電力電子”的發展為機電一體化技術提供堅實基礎；激光技術模糊技術、信息技術等高新技術的發展使機電一體化技術躍上新臺階。

二、機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。由于技術的局限性已經開發的產品也無法大量推廣。20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。機電一體化技術和產品得到了極大發展。20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面進行研究和應用。但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

三、機電一體化的技術分類

1.網絡計算機信息技術。各種信息資料之間交換、運算、存儲、判斷和決定以及專家系統和智能網絡都是計算機信息處理技術。

2.機械技術。機電一體化的基礎技術就是機械技術。它和機電一體化相互促進，完成了結構和功能上的改革，同時它的重量減輕，體積相對以前更小，精度也得到了提高，它的性能指標也更加的適應人類的需要，努力地利用高科技來更新著機電一體化的概念。

3.自動化技術。自動化技術是在自動控制理論的基礎上，先進性系統的設計然后再經過仿真調試，它可以進行高精度和速度的控制，還能進行自我的調制、診斷和修補。

4.系統技術。系統技術是以整體趨勢和目標為基礎，利用整體概念組織和各種相關的技術，利用總分的觀念來將整體分成為好多有一定關聯的小單元，其中的接口技術是紐扣是實現各小部分進行連接的保證。

5.感應技術。現在的感應技術在社會生活中的應用十分普遍，機電一體化也應用了感應檢測技術。要想實現系統的自動控制和自動調節，傳感檢測技術是必不可少的，它向人類的皮膚那樣，是整個系統的感受器官，而且他的功能越是強大那么系統的自動化程度就越高。

四、機電一體化的發展方向

1.智能化。人工智能在機電一體化中越來越受到人們的重視，它是在理論得以控制上，讓機電一體化的產品具有一定的智能，在這其中還有人工智能、計算機學、生命科學等一些新的思想和新的方法，它雖然不能達到人類那樣的水平，但也可以進行一些簡單的推理判斷和邏輯決策。當然，要想真正的像人一樣是不可能的，它只能進行低級智能或人的部分智能。

2.模塊化。模塊化的工程任重而道遠。實現機電一體不僅可以利用標準單元迅速開發出新產品，還可以擴大生產規模，從這一點來說不管是對于任何機電一體化化的企業，模塊化將帶來一個美好的前景，并且它的潛力是無窮的。

3.網絡化。網絡技術的發展給社會各方面的發展都帶來了巨大的變革，全球化的趨勢也無可阻擋，機電一體化新產品無疑會暢銷全球，而且網絡化可以在一定基礎上促進智能化的應用，他可以以計算機為中心把一系列的家用電器連成一個系統，讓人們真切的感受到現代高科技帶來的便利，因此機電一體化的網絡化是發展的必然結果。

4、微型化。現在社會上大多數的產品都在走向微型化，機電一體化也是順應時代的潮流。機電一體化正在向微型精確的方面發展它在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。

5.綠色化。綠色環保是世界的主題，現在的環境狀態是資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是人們呼吁保護環境資源的呼聲更加高漲，時展的要求是可以設計一不污染環境的綠色化的機電一體化產品，讓綠色路線在產品中一路暢通，這也就成為了機電一體化最符合人類社會發展的一個發展方向。

6.人性化。人性化是各類產品的必然發展方向。機電一體化的產品在具有一定完整性能的基礎上，對于外觀設計以及它的外觀視覺也有著相應的要求，這可以讓產品與外在環境更加的適應，讓人們使用產品更加的貼心，更加的自然，更接近生活習慣。

機電一體化與電子之間深度結合，并且與各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術是國民經濟發展所急需的優勢學科方向。機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。所以要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢，準確定位，嚴謹制定人才培養計劃，使教學緊跟機電一體化技術發展變化的趨勢，為培養出符合機電一體化技術崗位實際需要的、高素質、強能力的合格人才。

機電一體化的概念范文第5篇

【關鍵詞】電子 機械 工業 一體化

Primary understanding to the incorporate machinery and electron

Lu Mingchun

【Abstract】Since the electron technology came out, the combination of the electron technology with the machinery technology has started. Now, the technology, the incorporate machinery and electron has got an obvious development, which has aroused people’ wide attention. It makes the industry production step into the developing period with the “incorporate machinery and electron” as the character from the “machinery electrization”.

【Keywords】Electron Machinery Industry Integration

機電一體化是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的，融合機械工程、電氣工程、計算機科學、信息技術等為一體的新興交叉學科。

其中機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。

1．機電一體化概述。機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2．機電一體化的發展狀況。機電一體化的發展大體可以分為三個階段：①20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。②20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。③20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果，但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3．機電一體化的發展趨勢。機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：

3．1 智能化。智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3．2 模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網絡化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（home net）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統（computer integrated appliance system，CIAS），能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3．4 微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3．5 環保化。工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極小，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。