第一篇：機(jī)電一體化行業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析(5.10)

3-1建設(shè)背景：申報(bào)專業(yè)所面向的行業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析。

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1、機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化是一門新興的技術(shù)，正處于高速發(fā)展階段，代表著機(jī)械工業(yè)技術(shù)革命的發(fā)展方向。一般認(rèn)為，機(jī)電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性較高的技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及其他技術(shù)相融合而構(gòu)成的一門獨(dú)立的交叉性的綜合性技術(shù)。目前，國(guó)際上普遍采用日本機(jī)械振興協(xié)會(huì)的定義：“機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱”，涉及機(jī)械制造技術(shù)、電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、測(cè)試和傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)等多種技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展有巨大的推動(dòng)力，因此世界各國(guó)都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。3-1-

2、行業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及人才需求分析

近年來，全球制造業(yè)始終面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。2013 年 4 月，德國(guó)開啟了“工業(yè) 4.0 ”第四次工業(yè)革命?！肮I(yè) 4.0”是基于對(duì)制造業(yè)前景的預(yù)測(cè)而制訂的前瞻性計(jì)劃，試圖呈現(xiàn)以信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems,CPS,被譯為“信息物理融合系統(tǒng)”）為核心，引領(lǐng)第四次工業(yè)革命的生產(chǎn)體系?！肮I(yè) 4.0 ”主要包括兩個(gè)主題，即“智能工廠”與 “智能生產(chǎn)”?！爸悄苌a(chǎn)”的基本設(shè)想是制造的產(chǎn)品集成有動(dòng)態(tài)數(shù)字存儲(chǔ)器、感知和通信能力，承載著在其整個(gè)供應(yīng)鏈和生命周期中所需的各種必需的信息；整個(gè)生產(chǎn)價(jià)值鏈中所集成的生產(chǎn)設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)重組與自配置，能夠根據(jù)當(dāng)前的狀況靈活地決定生產(chǎn)過程。智能生產(chǎn)目標(biāo)是滿足用戶的各種需求，建立一個(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。實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的主要手段之一是采用“智能技術(shù)系統(tǒng)”。

我國(guó)機(jī)電一體化經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，機(jī)電一體化取得了巨大進(jìn)步。但發(fā)展并不完善，現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有相當(dāng)大的差距，機(jī)電一體化水平仍有待提高。2015 年 5 月，我國(guó)發(fā)布了“中國(guó)制造 2025”行動(dòng)綱領(lǐng)。該綱領(lǐng)將制造業(yè)定位成“立國(guó)之本，興國(guó)之器，強(qiáng)國(guó)之基”，并提出了建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的三步走戰(zhàn)略：第一步，2015 ～ 2025 年，邁入制造強(qiáng)國(guó)行列；第二步，2025 ～ 2035 年，達(dá)到制造強(qiáng)國(guó)中等水平；第三步，2035 ～ 2049 年，進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)前列，建成全球領(lǐng)先的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系。我們應(yīng)該借鑒工業(yè)

4．0“智能技術(shù)系統(tǒng)”的理念、方案和路線圖，一步一步地推進(jìn)制造強(qiáng)國(guó)的建設(shè)。

然而我們通過對(duì)一汽大眾公司、TCL集團(tuán)有限公司、集團(tuán)、集團(tuán)、數(shù)控機(jī)床有限公司等廣州及周邊城市的 30 家企業(yè)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)隨著石油化工、汽車、現(xiàn)代裝備制造業(yè)三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)化程度不斷提高，新型機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)流水線占據(jù)企業(yè)設(shè)備的絕大部分，傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備只占很小的比例；進(jìn)口設(shè)備比例大，國(guó)產(chǎn)設(shè)備比例??；高端技能型的機(jī)電一體化技術(shù)專門人才的需求在不斷擴(kuò)大。機(jī)械技術(shù)與電氣技術(shù)已經(jīng)變的密不可分，從而機(jī)電行業(yè)對(duì)人才的市場(chǎng)需求量也發(fā)生了很大的變化，許多企業(yè)一方面為了提高生產(chǎn)的高效性從而精簡(jiǎn)缺乏專業(yè)技能的員工，然而在另一方面又非常需要大量的專業(yè)的技術(shù)型員工?？傮w上看來，從事機(jī)電行業(yè)的人員數(shù)量非但沒有明顯的上升，反而在一定的時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)出了下降的趨勢(shì)。與之相對(duì)應(yīng)的情況就變成：機(jī)電行業(yè)對(duì)從業(yè)人員的技能要求更高了，從以前單純的“懂機(jī)”或“懂電”，向既“懂機(jī)”又“懂電”的方向發(fā)展,從以前傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)人才向具有高素質(zhì)的綜合性人才發(fā)展。因此就出現(xiàn)了與工業(yè)發(fā)展速度不相適應(yīng)的高素質(zhì)的技能型人才在市場(chǎng)上極為短缺的現(xiàn)狀。

工業(yè)4.0研究院研究成果顯示，工業(yè)4.0具有高度自動(dòng)化、高度信息化、高度網(wǎng)絡(luò)化三大基本特征。從工業(yè)4.0討論的主題來看，工業(yè)4.0時(shí)代的自動(dòng)化將導(dǎo)致工作形態(tài)發(fā)生改變，特別是企業(yè)工作者的角色和地位將發(fā)生較大的改變，這要求新型工人擁有新的知識(shí)和技能，并能夠與機(jī)器進(jìn)行協(xié)作。因此，作為為企業(yè)輸送一線工人的高職院校，建設(shè)與發(fā)展具有時(shí)代特色的高水平機(jī)電一體化專業(yè)是當(dāng)務(wù)之急。

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3、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多技術(shù)的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）高度自動(dòng)化;由于工業(yè)4.0時(shí)代的技術(shù)高度發(fā)達(dá)，大量機(jī)器人的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。（2）高度智能化

智能化是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能系統(tǒng)是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng), 它包括知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取三個(gè)基本問題, 其最終的目標(biāo)是模擬人的問題求解、推理、學(xué)習(xí)。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中的研究日益得到重視, 機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上, 吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法, 模擬人類智能, 使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力, 以求得到更高的控制目標(biāo)。目前, 專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法, 是機(jī)電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù)，它們各自獨(dú)立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高, 將會(huì)出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動(dòng), 并會(huì)對(duì)制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。

機(jī)電一體化升級(jí)到智能技術(shù)系統(tǒng)的演進(jìn)過程

（3）高度網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代, 計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏?，同樣也給機(jī)電一體化技術(shù)帶來了重大影響，例如通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。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(zhēng)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?，F(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)（homenet）將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)（computer integrated appliancesystem, 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。（4）微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末,是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。近十余年來，微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanic System, MEMS）,作為機(jī)電一體化技術(shù)的新尖端分支而倍受重視,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)電系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，發(fā)展難點(diǎn)在于微機(jī)械并不是簡(jiǎn)單地將大尺寸的機(jī)械按比例縮小，由于結(jié)構(gòu)的微型化，在材料、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩擦特性、加工方法、測(cè)試與定位及驅(qū)動(dòng)方式等方面都產(chǎn)生了一些特殊問題。

綜上所述，我省高職院校要建設(shè)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流的機(jī)電一體化品牌專業(yè)是當(dāng)務(wù)之急，必須要適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，緊跟高端制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，面向“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”領(lǐng)域，加快培養(yǎng)從事機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、光電一體化技術(shù)、“工業(yè)4.0”應(yīng)用的高素質(zhì)創(chuàng)新型技術(shù)技能人才，以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求，助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

第二篇：機(jī)電一體化簡(jiǎn)答分析

1-5.機(jī)電一體化系統(tǒng)由哪些基本要素組成？分別實(shí)現(xiàn)哪些功能？

機(jī)械系統(tǒng)：構(gòu)造功能；信息處理系統(tǒng)：控制功能；動(dòng)力系統(tǒng)：動(dòng)力功能； 傳感檢測(cè)系統(tǒng)：計(jì)測(cè)功能；執(zhí)行元件系統(tǒng)：操作功能。1-7.根據(jù)不同的接口功能說明接口的種類。

1.根據(jù)接口的變換，調(diào)整功能：零接口、無源接口、有源接口、智能接口2.根據(jù)輸入/輸出功能：機(jī)械接口、物理接口、信息接口、環(huán)境接口 1-11.說明機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要評(píng)價(jià)內(nèi)容

高性能化、低價(jià)格化、高可靠性比、智能化、省能化、輕薄短小化、高附加價(jià)值化。

2.機(jī)械傳動(dòng)部件通常有螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、高速帶傳動(dòng)、各種非線性傳動(dòng)部件等，其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。

2-5.絲桿螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式及選擇方法有哪些？

(1)螺母固定、絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)

該傳動(dòng)形式因螺母本身起著支承作用，消除了絲桿軸承可能產(chǎn)生的附加軸向竄動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可獲得較高的傳動(dòng)精度。但其軸向尺寸不易太長(zhǎng)，剛性較差。因此只適用于行程較小的場(chǎng)合。(2)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)

該傳動(dòng)形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，故需導(dǎo)向裝置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、絲桿剛性較好。適用于工作行程較大的場(chǎng)合。(3)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿移動(dòng)

該傳動(dòng)形式需要限制螺母移動(dòng)和絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且占用軸向空間較大，故應(yīng)用較少。(4)絲桿固定，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)

該傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但在多數(shù)情況下，使用極不方便．故很少應(yīng)用。（5）差動(dòng)傳動(dòng)方式

多用于各

n種微動(dòng)機(jī)構(gòu)中

??max?(??k/ikn)2-16.各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是什么？輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則是什么？ k?1（1）重量最輕原則? 小功率傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比（等傳動(dòng)比分配，等模數(shù)原則）? 大功率傳動(dòng)裝置 各級(jí)傳動(dòng)比確定，應(yīng)遵循“先大后小”原則，再由經(jīng)驗(yàn)、類比方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊等方法確定。（不等傳動(dòng)比分配，不等模數(shù)原則）（2）輸出轉(zhuǎn)角誤差最小原則

為了提高機(jī)電一體化系統(tǒng)中齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)的精度，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)按“先小后大”原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差以及回轉(zhuǎn)誤差對(duì)輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。設(shè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)角誤差換算到末級(jí)輸出軸上的總轉(zhuǎn)角誤為，則：

3）等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則 各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效到電

機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小。(機(jī)械傳動(dòng)部分響應(yīng)特性最佳原則)。2-18.諧波齒輪傳動(dòng)有何特點(diǎn)？傳動(dòng)比的計(jì)算方法是什么？

答：（1）諧波齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)。諧波齒輪傳動(dòng)的波發(fā)生器相當(dāng)于行星輪系的轉(zhuǎn)臂，柔輪相當(dāng)于行星輪，剛輪則相當(dāng)于中心輪。故諧波齒輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比可以應(yīng)用行星輪系求傳動(dòng)比的方式來計(jì)算。設(shè)Wg、Wr、WH分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，則

?

2-20.齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的調(diào)整方法有哪些？ 圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒輪傳動(dòng)、錐齒輪傳動(dòng)、彈簧 2-25.軸系部件的基本要求

旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、熱變形、軸上零件的布置 3.執(zhí)行元件的種類？對(duì)執(zhí)行元件的基本要求？

1）電動(dòng)勢(shì)執(zhí)行元件、液動(dòng)式~、氣動(dòng)式~

2）慣性小，動(dòng)力大、體積小，重量輕、便于維修安裝、宜于微機(jī)控制

3-5.直流伺服電機(jī)控制方式的基本形式是什么？

1）晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)：主要通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置控制晶閘管的觸發(fā)延遲角（控制電壓的大?。﹣硪苿?dòng)觸發(fā)脈沖的相位，從而改變整流電壓的大小，使直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓的變化易于平滑調(diào)速。2）晶體管脈寬調(diào)理驅(qū)動(dòng)：當(dāng)輸入一個(gè)直流電壓U時(shí)，就可得到一定寬度與U成比例的脈沖方波來給伺服電動(dòng)機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值Ua，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。3-6.簡(jiǎn)述PWM直流驅(qū)動(dòng)調(diào)速、換向的工作原理。

如果改變加到VT1和VT3、VT2和VT4這兩組管子基極上控制脈沖的正負(fù)和導(dǎo)通率μ，就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。

3-10.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的工作原理。

通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

3-11.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)步距角大小的計(jì)算方法。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)走一步所轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角，可按下面公式計(jì)算

3600式中Z 為轉(zhuǎn)子上的齒數(shù)；m為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的拍數(shù)。通常等于相 ??Zm數(shù)或相數(shù)整數(shù)倍，m=KN（N為電動(dòng)機(jī)的相數(shù)，單拍時(shí)K=1，雙拍時(shí)K=2）3-12.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配方式。

① 采用計(jì)算機(jī)軟件，利用查表或計(jì)算方法來進(jìn)行脈沖的環(huán)形分配，簡(jiǎn)稱軟環(huán)分。② 采用小規(guī)模集成電路搭建而成環(huán)形脈沖分配器。③ 采用專用環(huán)形脈沖分配器件。3-13.簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性。

分辨力、靜態(tài)特性（靜轉(zhuǎn)矩、矩-角轉(zhuǎn)矩、靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)）、動(dòng)態(tài)特性（動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tq、最高連續(xù)運(yùn)行頻率及矩-頻特性、空載啟動(dòng)頻率與慣-頻特性）4-2.試說明微型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)及選用要點(diǎn)。

較完善的中斷系統(tǒng)，足夠的儲(chǔ)存容量，完備的輸入/輸出通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘；字長(zhǎng)，速度，指令。

4-17.試說明光電耦合器的光電隔離原理。作用？

1）光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如下圖所示.控制輸出時(shí)，從上圖a可知，微機(jī)輸出的控制信號(hào)經(jīng)74LS04非門反相后，加到光電耦合器G的發(fā)光二極管正端。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，經(jīng)反相后，加到發(fā)光二極管正端的電平為低電平，因此，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，沒有光發(fā)出。這時(shí)光敏晶體管截止，輸出信號(hào)幾乎等于加在光敏晶體管集電極上的電源電壓。當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光敏晶體管接收發(fā)光二極管發(fā)出的光而導(dǎo)通，于是輸出端的電平幾乎等于零。同樣的道理，可將光電耦合器用于信息的輸入，如上圖b所示。2）可將輸入與輸出端兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電、可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、提高驅(qū)動(dòng)能力 4-16.微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)I/O控制的可靠性設(shè)計(jì)分析方法是什么？ 光電隔離電路設(shè)計(jì)、信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

4-19.試說明檢測(cè)傳感器的選用原則及注意事項(xiàng)。

1、傳感器的選用原則：主要是依據(jù)傳感器的使用要求和被控制對(duì)象的控制精度要求選擇適用的傳感器。

2、傳感器選用的注意事項(xiàng)：在確保主要性能參數(shù)和指標(biāo)的條件下，適當(dāng)可放寬次要的性能指標(biāo)和指標(biāo)要求，以便獲得較高的性能價(jià)格比。注意：不能盲目的追求傳感器各種性能指標(biāo)均高的傳感器選擇方法或原則。6-1.穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)包含哪些內(nèi)容？

A)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)包括使系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)參數(shù)達(dá)到技術(shù)要求、執(zhí)行元件（如電動(dòng)機(jī)）的參數(shù)選擇、功率（或轉(zhuǎn)矩）的匹配及過載能力的驗(yàn)算、各主要元部件的選 擇與控制電路設(shè)計(jì)、信號(hào)的有效傳遞、各級(jí)增益的分配、各級(jí)之間阻抗的匹 配和抗干擾措施等，并為后面動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的校正補(bǔ)償裝置的引入留有余地。B)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)校正補(bǔ)償裝置，是系統(tǒng)滿足動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)要求，通常 要進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，或借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。6-8.何謂機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性？

機(jī)電一體化可靠性是指，系統(tǒng)（產(chǎn)品）在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。6-9.機(jī)電一體化系統(tǒng)的失效與故障有何異同？

同：是一種破壞系統(tǒng)（產(chǎn)品）工作能力的事件，它們?cè)筋l繁可靠性就越低。異： 產(chǎn)品不能完成規(guī)定功能稱為失效； 對(duì)于可修復(fù)的系統(tǒng)（產(chǎn)品）稱為故障。6-10.保證機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）可靠性的方法有哪些？

提高系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量；冗余技術(shù)；診斷技術(shù)。7-7.直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)有何區(qū)別？

直線：給出兩端點(diǎn)間的插補(bǔ)數(shù)字信息，借此信息控制刀具的運(yùn)動(dòng)，加工出預(yù)期的直線。圓?。航o出兩端點(diǎn)間的插補(bǔ)數(shù)字信息，借此信息控制刀具的運(yùn)動(dòng)，加工出預(yù)期的圓弧。

4、光電隔離電路的主要作用有哪些方面？

1、可將輸入與輸出兩部分電路的地線分開，各自使用一套電源供電

2、可 以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換

3、提高驅(qū)動(dòng)能力

6-3機(jī)電一體化系統(tǒng)中的典型負(fù)載有哪些？說明以下公式的含義：

答：典型負(fù)載是指慣性負(fù)載、外力負(fù)載、彈性負(fù)載、摩擦負(fù)載（滑動(dòng)摩擦負(fù)載、粘性摩擦 負(fù)載、滾動(dòng)摩擦負(fù)載等）。對(duì)具體系統(tǒng)而言，其負(fù)載可能是以上幾種典型負(fù)載的組合，不一 定均包含上述所有負(fù)載項(xiàng)目。

1、選擇滾珠絲杠副支承方式

A)、單推-單推式支承，特點(diǎn)：兩端止推軸承可使?jié)L珠絲桿產(chǎn)生預(yù)拉伸力，提高了絲桿安裝剛度，預(yù)拉力越大，軸承壽命降低，低于雙推-雙推式支承。B）、雙推-筒支式支承，特點(diǎn)：滾珠絲桿一端固定并產(chǎn)生一定預(yù)拉伸力，另一端筒支可適當(dāng)?shù)奶岣呓z桿安裝剛度，絲桿無熱變形應(yīng)力，適用于中速，傳動(dòng)精度較高的長(zhǎng)絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)。C)、雙推-雙推式支承，特點(diǎn)：兩端止推軸承可使?jié)L珠絲桿產(chǎn)生較大的預(yù)拉伸力，絲桿安裝剛度最高，預(yù)拉力隨溫度變化而變化，兩端軸承預(yù)緊力不均。適用于高剛度，高轉(zhuǎn)速，高精度的精密絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)。D)、雙推-自由式支承，特點(diǎn)：一端固定，另一端自由，絲桿剛度較差，承載能力低，常用于輕載，低速，垂直安裝的絲桿傳動(dòng)。

2、直流（DC)伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)

要實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的速度和方向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，通常可用兩種驅(qū)動(dòng)控制方式：晶體管直流脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)，晶閘管直流脈寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)。

A)、脈寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)(PWM)工作原理：當(dāng)輸入一個(gè)直流控制電壓U時(shí)就可得到一定寬度與U成比例的脈沖方波給伺服電機(jī)電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而得到不同大小的電壓值Ua，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。設(shè)開關(guān)S周期性地閉合、斷開，閉和開的周期是T。在一個(gè)周期T內(nèi)，閉合的時(shí)間是τ，開斷的時(shí)間是T—τ，若外加電源電壓U為常數(shù)，則電源加在電動(dòng)機(jī)電樞上的電壓波形將是一個(gè)方波列，其高度為U，寬度為τ，則一個(gè)周期內(nèi)電壓的平均值為Ua=1/T?oτUdt=τ/TU=μU,式中μ--導(dǎo)通率。又稱占空系數(shù)，μ=τ/T。

B)、直流電動(dòng)機(jī)的方向控制

為使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)速，多采用橋式電路，其工作原理與線性放大橋式電路相似。電橋由四個(gè)大功率晶體管VT1—VT4組成。如果在VT1和VT3的基極上加以正脈沖的同時(shí)，在VT2和VT4的基極上加負(fù)脈沖，這時(shí)VT1和VT3導(dǎo)通，VT2和VT4截止，電流沿+90V→c→VT1→d→M→b→VT3→a→0V的路徑流通，設(shè)此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎?。反之，如果在晶體管VT1和VT3的基極上加負(fù)脈沖，在VT2和VT4的基極上加正脈沖，則VT2和VT4導(dǎo)通，VT1和VT3截止，電流沿+90V→c→VT2→b→M→d→VT4→a→0V的路徑流通，電流的方向與前一情況相反，電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，顯然，如果改變加在VT1和VT3、VT2和VT4這兩組管子基極上控制脈沖的正負(fù)和導(dǎo)通率μ，就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。

3、交流（AC）伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

矢量控制原理：交流電動(dòng)機(jī)的等效電路如圖3.7a所示，圖中r1、X1 為定子繞組的電阻和漏抗；r2、X2為歸算過的轉(zhuǎn)子繞組的電阻和漏抗；rm代表與定子鐵心相對(duì)應(yīng)的等效電阻；Xm為主磁通相對(duì)應(yīng)的鐵心電路的電抗；s為轉(zhuǎn)差率，其電流矢量圖如圖，為了簡(jiǎn)化控制電路，在忽略r1、X1、r2、rm時(shí)，上述等效電路圖可簡(jiǎn)化成圖，電流矢量如圖。從電流矢量可知：I1=（I2m+I22）1/2，而Im（勵(lì)磁電流）可以認(rèn)為在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)保持不變，而電磁轉(zhuǎn)矩正比于I2。當(dāng)要求轉(zhuǎn)矩加大為原來的兩倍時(shí)，則要求I2也為原來的兩倍。為此，只需將輸入電流從I1變成I1ˊ即可。由此可知，矢量控制就是要同時(shí)控制電動(dòng)機(jī)輸入電流I1的幅值和相位ψ，以得到交流電動(dòng)機(jī)的最佳控制。

4、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)工作原理：

步進(jìn)電機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。其軸收入一個(gè)電脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，即每當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組接受一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及其頻率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量、頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組通電相序即可獲得所需的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。5.步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性與性能指標(biāo)

1.分辨力

在一個(gè)點(diǎn)脈沖作用下（即一拍），電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移，即步距角α越小，分辨力越高，最常用的步距角有0.6o/1.2o,0.75o/1.5o,0.9o/1.8o,1o/2o1.5o/3o等。

2.靜態(tài)特性

步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)特性是指它在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的特性，包括靜轉(zhuǎn)矩，矩-角特性及靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)。

矩-角特性：在空載狀態(tài)下，給步進(jìn)電機(jī)某相通以直流電流時(shí)，轉(zhuǎn)子齒的中心線與定子齒的中心線相重合，轉(zhuǎn)子上沒有轉(zhuǎn)矩輸出，此時(shí)不斷位置為轉(zhuǎn)子初始穩(wěn)定平衡位置。如果在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸上加一負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)子齒的中心線與定子齒的中心線將錯(cuò)過宇哥電角度

θc使能重新穩(wěn)定下來。此時(shí)轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩Tj與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相等；該Tj為靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，為失調(diào)角。當(dāng)θc=±90o時(shí)，其靜態(tài)轉(zhuǎn)矩為最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax。Tj與θc之間的關(guān)系大致為一條正弦曲線，該曲線稱矩-角特性曲線。靜態(tài)轉(zhuǎn)矩越大，自鎖力矩越大，靜態(tài)誤差就越小。一般用品說明書中標(biāo)示的最大靜轉(zhuǎn)矩就是指在額定電流和通電方式下的Tjmax。

當(dāng)失調(diào)角在-π到π的范圍內(nèi)時(shí)，若去掉負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，轉(zhuǎn)子仍能回到初始穩(wěn)定平衡位置，因此-π<θc<π的區(qū)域稱為步進(jìn)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定區(qū)。

6、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制

步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性與配套使用的驅(qū)動(dòng)電源（驅(qū)動(dòng)器）有密切關(guān)系。驅(qū)動(dòng)電源由脈沖分配器，功率放大器等組成。驅(qū)動(dòng)電源是將變頻信號(hào)源（微機(jī)或數(shù)控裝置）送來的脈沖信號(hào)及方向信號(hào)按要求的配電方式自動(dòng)地循環(huán)供給給電動(dòng)機(jī)各相繞組，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。變頻信號(hào)源是可提供從幾赫茲到幾萬赫茲的頻率信號(hào)連續(xù)可調(diào)的脈沖信號(hào)發(fā)生器，因此，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量及頻率就可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速。

7、步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制

主要分為：串行控制和并行控制

步進(jìn)電機(jī)的加減速控制原則：步進(jìn)電機(jī)的加減速控制：對(duì)于點(diǎn)-位控制系統(tǒng)，從起點(diǎn)至終點(diǎn)的運(yùn)行速度都有一定要求。如果要求運(yùn)行頻率（速度）小于系統(tǒng)的極限起動(dòng)頻率，則系統(tǒng)可以按要求的頻率（速度）直接起動(dòng)，運(yùn)行至終點(diǎn)后可立即停發(fā)脈沖串而令其停止。系統(tǒng)在這樣的運(yùn)行方式下其速度可認(rèn)為是恒定的，但在一般情況下，系統(tǒng)的極限起動(dòng)頻率是比較低的，而要求的的運(yùn)行速度往往較高。如果系統(tǒng)以要求的速度直接起動(dòng)，因?yàn)樵擃l率已超過極限起動(dòng)頻率而不能正常起動(dòng)，可能發(fā)生丟步或根本不能起動(dòng)的狀況。系統(tǒng)運(yùn)行起來后，如果到達(dá)終點(diǎn)時(shí)突然停發(fā)脈沖串，令其立即停止，則因?yàn)橄到y(tǒng)的慣性作用，會(huì)發(fā)生沖過終點(diǎn)的現(xiàn)象，使點(diǎn)-位控制精度發(fā)生偏差。因此在點(diǎn)-位控制過程中，運(yùn)行速度都需要有一個(gè)加速-恒速-減速-（低恒速）-停止的過程，如圖，系統(tǒng)在工作過程中要求加減速過程時(shí)間盡量短，而恒速時(shí)間盡量長(zhǎng)。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中，從起點(diǎn)至終點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)間要求最短，這就必須要求升速、減速的過程最短，而恒速時(shí)的速度最高。

8、步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)制原理

步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制也有不同的方案，主要有核步法，延遲時(shí)間法，用位置傳感器的閉環(huán)控制系統(tǒng)等。采用電脈沖編碼器作為位置檢測(cè)元件的閉環(huán)控制原理框圖如圖3.35.其中編碼器的分?jǐn)?shù)力必須與步進(jìn)電機(jī)的不距角相匹配。該系統(tǒng)不同于通?？刂萍夹g(shù)中的閉環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)由微機(jī)發(fā)出的一個(gè)初始脈沖起動(dòng)，后續(xù)控制脈沖由編碼器產(chǎn)生。編碼器直接反應(yīng)切換角這一條數(shù)。然而編碼器相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的位移式固定的，因此發(fā)出相切換的信號(hào)也是一定的，只能是一種固定的切換角數(shù)值。采用時(shí)間延遲的方法可獲得不同的切換角，從而可使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不同的平均轉(zhuǎn)矩，得到不同的轉(zhuǎn)速。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，為了擴(kuò)大切換角的范圍，有時(shí)還要插入或消去切換角。通常在加速時(shí)要插入脈沖，而在減速時(shí)要?jiǎng)h除脈沖，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的加減速控制。

在固定切換角的情況下，如負(fù)載增加，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將下降，要實(shí)現(xiàn)勻速控制可利用編碼測(cè)出電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速（編碼器兩次發(fā)出脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔），從而作為反饋信號(hào)不斷地調(diào)切換角，從而補(bǔ)償由負(fù)載所引起的轉(zhuǎn)速變化。

9、專用、通用微型計(jì)算機(jī)的選擇

1）專用控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

用于大批量生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。具有機(jī)械電子有機(jī)結(jié)合緊湊，由于專用IC芯片，接口電路，執(zhí)行元件，傳感器等相互合理匹配成專用控制器，軟件采用專用機(jī)器代碼或語(yǔ)言，可靠性強(qiáng)，成本低，但適應(yīng)能力較差。

2）通用控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

構(gòu)成：控制系統(tǒng)以通用微型計(jì)算機(jī)為核心，設(shè)計(jì)專用或選用通用的集成IC芯片，接口電路，執(zhí)行元件，傳感器，以及相互合理匹配元件，組成具有較好通用能力的控制器。軟件采用通用平臺(tái)軟件系統(tǒng)

特點(diǎn);具有可靠性高，適應(yīng)能力強(qiáng)，但成本高，應(yīng)采取一定的抗干擾措施等特點(diǎn)。應(yīng)用；適用于多品種，中小批量生產(chǎn)的幾點(diǎn)一體化產(chǎn)品。

10、硬件與軟件的權(quán)衡，匹配

任何微型控制系統(tǒng)功能，既可以由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件實(shí)現(xiàn)，兩者的合理匹配是確定或選用微機(jī)控制系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容之一。

主要依據(jù)經(jīng)濟(jì)性?？煽啃?，適用性等要求來決定。

主要用通用分離原件組成的控制系統(tǒng)—最好采用軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要控制功能，借口少，易于調(diào)整，適應(yīng)能力強(qiáng)，但成本高。

主要用集成原件組成的控制系統(tǒng)—最好選用硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要控制功能，具有廉價(jià)，可靠，處理速度快等特點(diǎn)。

11、微型控制系統(tǒng)輸入、輸出的可靠性設(shè)計(jì) 1）能可靠地傳遞各類控制信息

有效保證輸入，輸出控制信號(hào)轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2）能夠進(jìn)行有效的信息轉(zhuǎn)換

滿足微機(jī)對(duì)輸入，輸出信息類型的轉(zhuǎn)換要求。如；A/D,D/A轉(zhuǎn)換：平行數(shù)字信號(hào)與串行數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換與匹配；點(diǎn)亮與非電量的轉(zhuǎn)換；強(qiáng)電與弱點(diǎn)轉(zhuǎn)換。

3）具有阻斷干擾信號(hào)進(jìn)入微型控制系統(tǒng)的能力 主要采用濾波技術(shù)，觀點(diǎn)隔離技術(shù)，疲敝技術(shù)等。

第三篇：機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

目 錄

摘要.......................................................1 關(guān)鍵詞.....................................................1 第一章、機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).........................2 第二章、機(jī)電一體化的未來發(fā)展................................6 第一節(jié)、全息系統(tǒng)化..........................................6 第二節(jié)、微型機(jī)電化..........................................7 第三節(jié)、光機(jī)電一體化........................................8 第四節(jié)、產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化......................................8 第五節(jié)、產(chǎn)品綠色化..........................................8 第六節(jié)、機(jī)電一體化的人格化.................................9 第三章、我國(guó)發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)和任務(wù)..............10 第一節(jié)、我國(guó)“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)....................10 第二節(jié)、我國(guó)“機(jī)電一體化”工作的任務(wù).......................11 第四章、發(fā)展機(jī)電一體化的對(duì)策...............................12 第一節(jié)、加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃.........................12 第二節(jié)、強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用........................12 第三節(jié)、優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度.........................13 第四節(jié)、突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”......................13 結(jié)束語(yǔ)....................................................14 參考文獻(xiàn)..................................................16

摘 要

在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化發(fā)展系統(tǒng)

第一章

機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門自成一體的新型學(xué)科, 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展, 必將被賦一予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā), 綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、汁算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo), 合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最終達(dá)到最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),就成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是, 機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù), 而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。

機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化, 仍屬傳統(tǒng)機(jī)械, 其主要功能依然是代替和放大的體現(xiàn)。但機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為個(gè)階段。

世紀(jì)年代以前為第一階段, 這一階段稱為初級(jí)階段, 在這一時(shí)期, 人們不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī) 械產(chǎn)品的性能, 特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間, 戰(zhàn)爭(zhēng)極大地刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合, 這些機(jī)電相結(jié)合的軍用技術(shù), 戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用, 對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。從當(dāng)時(shí)研制和開發(fā)的總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平, 機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣使用。

世紀(jì)一年代為第二階段, 可稱為蓬勃發(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)的發(fā)展, 為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

世紀(jì)年代后期, 開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段, 機(jī)電一體化進(jìn)人深人發(fā)展時(shí)期。一方面, 光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)人了機(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。同時(shí), 由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步, 為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。

這些研究, 將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。使人們有更好的發(fā)展，給人類帶來 生活的方便。機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合, 它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

因此, 機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下智能化智能化是世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)的研究日益獲得重視, 機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“ 智能化” 是對(duì)機(jī)器行為的描述, 是在控制理論的基礎(chǔ)上, 吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法, 模擬人類智能, 使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力, 以求得到更高的控制目標(biāo)。模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多, 研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元, 具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元, 以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣, 可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品, 同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn), 以便各部件、單元的匹配和接口。

由于利益沖突,近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn), 但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然, 從電氣產(chǎn)品的標(biāo) 準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定, 無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè), 規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

網(wǎng)絡(luò)化世紀(jì)年代, 計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、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(zhēng)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。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。

微型化微型化興起于世紀(jì)年代末, 指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng), 泛指幾何尺寸不超過的機(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,在生物醫(yī)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。

綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面, 物質(zhì)豐富, 生活舒適另一方面, 資源減少, 生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是, 人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源, 回歸自然。綠色產(chǎn)品 概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生, 綠色化是時(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。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。人們大量倡導(dǎo)綠化工業(yè)能夠給人們帶來的美好的生活，良好的生活品質(zhì)。

系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài), 進(jìn)行任意剪裁和組合, 同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng), 一般除外, 還有、人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系, 機(jī)電一體化的人格化。

第二章 機(jī)電一體化的未來發(fā)展

第一節(jié) 全息系統(tǒng)化

全息系統(tǒng)化也即智能化，是對(duì)機(jī)器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計(jì)思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識(shí)等能力，以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化 技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機(jī)電一體化的研究中也日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠(yuǎn)是不可能的，也沒有這個(gè)必要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

第二節(jié) 微型機(jī)電化

微型機(jī)電化在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，如果這一成果應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部分了，這時(shí)就完全的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合”，這樣CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)外，人們稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過1cm3 的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā)展，正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。

第三節(jié) 光機(jī)電一體化

光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

第四節(jié) 產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時(shí)給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦研制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會(huì)暢銷全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。

第五節(jié) 產(chǎn)品綠色化

隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化 物質(zhì)需求豐富，生活舒適可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因?yàn)檫@些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然，那么此時(shí)，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運(yùn)而生，這是一個(gè)時(shí)代的綠色化趨勢(shì)，在這里，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時(shí)不破壞生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后還能回收利用。因此，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高，但其具有遠(yuǎn)大的發(fā)展空間。

第六節(jié) 機(jī)電一體化的人格化

機(jī)電一體化的人格化，其有兩層含義：①機(jī)電一體化產(chǎn)品的使用對(duì)象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品顯得越來越重要，尤其是家用機(jī)器人，其最高境界就是人機(jī)一體化;②模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性越來越大，很多時(shí)候類似于活的生物:當(dāng)大腦停止工作時(shí)，生物便死亡，而大腦工作時(shí)，生物就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)，可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型的機(jī)體，但是如何使這些新型機(jī)體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領(lǐng)域被稱 之為“生物———軟件”或者說“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)正是“肌體(硬件)———大腦(軟件)”一體，不可分割。機(jī)電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術(shù)與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。

第三章 我國(guó)發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

第一節(jié) 我國(guó)“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)

1、我國(guó)用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度。

2、我國(guó)用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。

3、我國(guó)用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我國(guó)的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào) 整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

第二節(jié) 我國(guó)“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

我國(guó)在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)?？傊瑱C(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟我國(guó)機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。

第四章 發(fā)展機(jī)電一體化的對(duì)策 第一節(jié) 加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，我國(guó)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā)展策略。建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!以后會(huì)發(fā)展順利和正確的發(fā)展機(jī)電一體化。

第二節(jié) 強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，我國(guó)“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國(guó)有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)。國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制； 指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)展。

第三節(jié) 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。

在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；ㄔO(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國(guó)投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。搞好綠色化發(fā)展，促使人們提供更好的發(fā)展。第四節(jié) 突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次” 機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)

[1]殷際英.光機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版，2003.[2]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版，2004.[3]萬遇良.二十一世紀(jì)的機(jī)電一體化技術(shù)[J].機(jī)電信息，2005，（10）.[4]李運(yùn)華.機(jī)電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2003.[5]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[6]王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動(dòng)化,2006(6).[7]章浩,張西良,周士沖.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究,2006(7).[8]梁俊彥,李玉翔.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].科技資訊,2007(9).[9]爾桂花.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社

2002 [10]張宏建，蒙建波.自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與裝置

化學(xué)工業(yè)出版社

第四篇：機(jī)電行業(yè)分析報(bào)告

機(jī)電行業(yè)分析報(bào)告

機(jī)電發(fā)展的趨勢(shì)便是機(jī)電一體化，機(jī)電市場(chǎng)分析投資價(jià)值研究報(bào)告提到，機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：

1、智能化

智能化是21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。機(jī)電市場(chǎng)分析研究報(bào)告指出，人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2、模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，北京電機(jī) 研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3、網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)電市場(chǎng)分析研究發(fā)現(xiàn)，20 世紀(jì)90 年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么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(zhēng)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?，F(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)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(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。

4、微型化

微型化興起于20 世紀(jì)80 年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)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，在生物醫(yī)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。

5、綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(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。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。

6、系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232 外，還有RS485、DCS 人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人。

第五篇：機(jī)電一體化就業(yè)分析

機(jī)電一體化就業(yè)分析 機(jī)電一體化就業(yè)從事各設(shè)備制造,發(fā)電設(shè)備,運(yùn)輸機(jī)械,工業(yè)產(chǎn)品加工,各行各業(yè)的自動(dòng)生產(chǎn)線等的設(shè)計(jì)與維護(hù),尤其是機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)。

主要課程有:機(jī)械原理,機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械制圖,液壓傳動(dòng),機(jī)電傳動(dòng),測(cè)試技術(shù),數(shù)控技術(shù)與編程,電工,電子,微機(jī)原理,機(jī)床電器控制.等。

該專業(yè)是目前就業(yè)最好的專業(yè)之一,當(dāng)然工作環(huán)境苦一些。

機(jī)械類：就業(yè)率100％一起去留學(xué)http:///

【發(fā)布】機(jī)械及自動(dòng)化專業(yè)屬于人才缺口比較大的專業(yè)之一，揚(yáng)州畢業(yè)的該專業(yè)學(xué)生就業(yè)率達(dá)100％。

【分析】機(jī)械行業(yè)的人才強(qiáng)調(diào)技術(shù)性。企業(yè)希望招聘到既有專業(yè)知識(shí)，又有理論知識(shí)，懂得思考的復(fù)合型人才。所以，希望到外企工作的學(xué)生，除了專業(yè)知識(shí)要掌握好外，管理、銷售等方面的能力也不可忽視。

就業(yè)問題:機(jī)電一體化專業(yè)

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)從事機(jī)電一體化液體灌裝生產(chǎn)線及商品包裝自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)行、維護(hù)、管理、技術(shù)改造等工作的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：機(jī)械工程制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、設(shè)備故障診斷與排除、液體灌裝生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、專業(yè)英語(yǔ)、生產(chǎn)線運(yùn)行管理、營(yíng)銷與企業(yè)管理等。還參與高速液體灌裝生產(chǎn)線（20000瓶/小時(shí)以上）及有關(guān)商品包裝自動(dòng)化機(jī)械的制造、安裝、調(diào)試及運(yùn)行、維護(hù)、管理等專門化實(shí)習(xí)。

就業(yè)方向：畢業(yè)生可以在大型啤酒、飲料、食品及商品包裝生產(chǎn)企業(yè)從事現(xiàn)代化自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的維護(hù)和管理工作，也可在相關(guān)的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠家或設(shè)計(jì)部門、營(yíng)銷單位從事技術(shù)工作。

機(jī)電一體化專業(yè)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造方向）

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)從事機(jī)電產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）與計(jì)算機(jī)輔助制造（cam），并熟練使用和維修數(shù)控加工設(shè)備的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：機(jī)械工程制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、自動(dòng)控制原理、傳感器與測(cè)試技術(shù)、可編程控制器、計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（cad/cam）、數(shù)控原理及系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床編程、模具cad/cam、專業(yè)英語(yǔ)、營(yíng)銷與企業(yè)管理等，還要接受較長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)控編程和數(shù)控加工實(shí)際訓(xùn)練。

就業(yè)方向：畢業(yè)生可在模具設(shè)計(jì)也制造、機(jī)械加工、塑料、五金、電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)生產(chǎn)等企業(yè)從事數(shù)控機(jī)床的加工工藝設(shè)計(jì)編程，數(shù)控機(jī)床的調(diào)試、維護(hù)及加工操作，從事生產(chǎn)和技術(shù)管理工作，也可以從事國(guó)內(nèi)外數(shù)控設(shè)備的營(yíng)銷工作。

機(jī)電一體化專業(yè)(模具cad/cam方向）

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)從事利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造等工作的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)繪圖、機(jī)械工程制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、冷沖模具、塑料模具設(shè)計(jì)、模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（模具cad/cam）、數(shù)控原理及系統(tǒng)、數(shù)控編程、模具制造工藝、營(yíng)銷與企業(yè)管理等，還要接受長(zhǎng)時(shí)間模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的實(shí)際訓(xùn)練。就業(yè)方向：畢業(yè)生可在模具、機(jī)械、五金、塑料、家電等生產(chǎn)企業(yè)從事模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等方面的技術(shù)工作，也可在企事業(yè)單位從事與本專業(yè)有關(guān)的經(jīng)營(yíng)、管理工作。機(jī)電一體化專業(yè)（機(jī)電cad技術(shù)方向）

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)在機(jī)電一體化產(chǎn)品、設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、維修、管理、技術(shù)改造

與服務(wù)過程中專門從事用電腦繪圖設(shè)計(jì)、信息處理和資料管理的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

主要課程：機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電工電子技術(shù)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線、自動(dòng)檢測(cè)與控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖、計(jì)算機(jī)幾何圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助電路設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)cad、機(jī)械cad/cam技術(shù)、專業(yè)英語(yǔ)、企業(yè)管理等。

就業(yè)方向：畢業(yè)生可在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造與裝備行業(yè)、模具制造業(yè)，輕工、家用電器、電子制造業(yè)從事設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)改造、產(chǎn)品營(yíng)銷、設(shè)備管理與維護(hù)等工作。

從機(jī)電一體化專業(yè)所涵蓋的行業(yè)就可知道其就業(yè)前景如何了。

機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景。有關(guān)研究報(bào)告顯示機(jī)電一體化”一詞最早是日本提出的，在上世紀(jì)80年代初，日本名古屋大學(xué)最早設(shè)置了機(jī)電一體化 專業(yè)。如今在本科，已改稱為“機(jī)械電子工程”專業(yè)；在高職高專則仍延用機(jī)電一體化專業(yè)名稱。機(jī)電一體化專業(yè)是精密機(jī)械——電子技術(shù)(含電力電子)——計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，屬高新技術(shù)，也是當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一，它是先進(jìn)制造技術(shù)的主要組成部分。它的發(fā)展推動(dòng)了當(dāng)前制造技術(shù)的迅速更新?lián)Q代，是產(chǎn)品向高、精、快迅速邁進(jìn)，使勞動(dòng)生產(chǎn)率迅速提高。由于我國(guó)逐漸成為世界制造業(yè)基地加上傳統(tǒng)企業(yè)面臨大規(guī)模的技術(shù)改造與設(shè)備更新，國(guó)內(nèi)急需大量先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)人才。因此該專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景很好，而且待遇也高。畢業(yè)生主要在各行政、企業(yè)、事業(yè)單位從事機(jī)械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調(diào)試以及技術(shù)管理等工作。機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景.市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化專業(yè)是一個(gè)寬口徑專業(yè)，適應(yīng)范圍很廣，學(xué)生在校期間除學(xué)習(xí)各種機(jī)械、電工電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、檢測(cè)傳感等理論知識(shí)外，還將參加各種技能培訓(xùn)和國(guó)家職業(yè)資格證書考試，充分體現(xiàn)重視技能培養(yǎng)的特點(diǎn)。學(xué)生畢業(yè)后主要面向珠江三角洲各企業(yè)、公司，從事加工制造業(yè)，家電生產(chǎn)和售后服務(wù)，數(shù)控加工機(jī)床設(shè)備使用維護(hù)，物業(yè)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、改造、技術(shù)支持，以及機(jī)電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、銷售、經(jīng)營(yíng)管理等等。

1、機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景主要就業(yè)崗位：機(jī)電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修、銷售及管理；普通機(jī)床的數(shù)控化改裝等。

2、機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景次要就業(yè)崗位：機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、改造、技術(shù)服務(wù)等

以上就是有關(guān)機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)前景及就業(yè)方向分析，希望可以幫助對(duì)大家了解機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)的認(rèn)識(shí)。