第一篇：機電一體化在日常中的應用

機電一體化在家庭電器的

應用和發展

學院：機械工程學院班級：姓名：許學號： 14機電專升本

強 1403050017

【摘要】：機電一體化技術又稱機械電子技術，是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術與機械技術相結合的綜合性高新技術，是機械技術與微電了技術的有機結合。隨著現代化社會活節奏的不斷加快和人們州活水平的不斷提高。人們對各種方便、快捷的家用電器需求量越來越大。自動化的家用電器作為人們捉高生活效率，追求家庭生活質量的基本條件，也愈來愈成為不可或缺的生活用具。

【關鍵字】:機電一體化

家庭電器

自動化

目錄

一、機電一體化技術與家庭電器...........................................................................................4 1機電一體化技術................................................................................................................4 1.1定義.............................................................................................................................4 1.2機電一體化系統的基本結構要素.............................................................................4 1.3機電一體化的相關技術............................................................................................4 2.家庭電器應用....................................................................................................................4 2.1.家用電器的定義及特征............................................................................................4 2.2家電的分類.................................................................................................................5

二、機電一體化技術在家用電器中的應用案例...................................................................6 1.電視機................................................................................................................................6 1.2電視機結構組成.........................................................................................................6 1.3電視機經過機電一體化技術改進后優點有下面幾個方面.....................................6 2.洗衣機................................................................................................................................7 2.1洗衣機工作原理........................................................................................................7 2.2洗衣機的結構組成.....................................................................................................7

三、機電一體化的現狀...........................................................................................................7

四、機電一體化技術的發展方向...........................................................................................8

一、機電一體化技術與家庭電器

1機電一體化技術

1.1定義

是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術與機械技術相結合的綜合性高新技術，是機械技術與微電了技術的有機結合。

1.2機電一體化系統的基本結構要素

機電一體化系統一般包括個基本結構要素:機械本體、能源、測試傳感部分、執行機構、驅動部分、控制及信息處理單元。

應掌握這些基本結構要素的構成，在機電一體化系統中所起的作用，以及系統對基本結構要素的要求。對于一般的機電一體化系統應能夠熟練分析系統中的各個部分分別屬于系統的哪一基本結構要求。

1.3機電一體化的相關技術

機電一體化的相關枝術有:機械枝術、計算機與信息處理技術、系統技術、自動控制技術、系統技術、自動控制技術、傳感與檢測技術。伺服驅動技術，應了解各項相關技術在整體系統中的作用。

2.家庭電器應用

2.1.家用電器的定義及特征

2.1.1定義

家用電器（簡稱家電）是指用于家庭或類似條件(系指人數較少的社會單位，如幼兒園、學校、醫院、辦公室等)或個人使用的一切電器產品，主要足在家庭使用帶電的器具。2.1.2特征

主要指在家庭及類似場所中使用的各種電氣和電子器具。又稱民用電器、日用電器。家用電器工業的發展水平是衡量一個國家人民生活水平的重要標志之一。

家用電器的范圍，各國不盡相同，世界上尚未形成統一的家用電器分類法。目前，主要有按產品功能與用途和按產品電氣丁作原理分類的兩種方法。后者將家用電器分為制冷、電熱、電動、電子電器4類，這種分類并不很完善。按產品功能與用途分類較為常.但具體分法各國有異大致分為8類。①制冷電器:又稱冷凍電器。用于物品(主要是食物)的冷凍、冷藏，包括家用冰箱、冷飲機等。②空氣調節電器:簡稱空調電器。用于調節室內空氣流動、溫度、濕度以及清除空氣中的灰塵，包括:房間空氣調節器、電扇、換氣扇、冷熱風器、空氣去濕器等。③清潔電器:用于織物清洗、保養和室內環境與設備的保養，包括洗衣機、干衣機、電熨斗、吸塵器、地板打蠟機等。④廚房電器:用于食物配制、烹飪及廚房衛生，包括電灶、微波爐、電磁灶、電烤箱、電飯鍋、洗碟機、電熱水器、食物加工機等。⑤電暖器具:用于生活取暖，包括電熱毯、電熱被、電熱服、空間加熱器等。⑥整容保健電器：用于理發、顏面清潔和家庭醫療護理，包括:電動剃須刀、電吹風、整發器、超聲波洗面器電動按摩器、空氣負離子發生器等。⑦聲像電器:用于家庭文娛生活，包括：電視機、收音機、錄音機、錄像機、攝像機、組合音響等。⑧其他電器:如煙火報警器，電鈴等。有的國家將照明器具列為家用電器的一類，將聲像電器列入文娛器具而文娛器具還包括電動電了玩具有的國家將家用煤氣器具(包括燃油器具)和太陽能器具也列入家用電器內。

2.2家電的分類

2.2.1我國商家對家電的分類

（1）電熱器具，包括電爐、電吹風、電熨斗等。（2）電炊器具。包括電飯煲、微波爐等。（3）電動器具，如洗衣機、吸塵器等。（4）電子器具，如電子鐘、電子計算器等。（5）聲像器具，如收音舊、彩色電視機、錄像機等。（6）照明器具，如各類燈具的調光拾制、臺燈等。(7)制冷器具，如電冰箱、空調器等。2.2.2從安裝方式分類

（1）懸掛式電器：如電扇、一定要懸掛安全（2）壁掛式電器:占地少，面積大，視覺效果好。如壁掛電視、掛壁空調。（3）落地式電器：一般重量較重，適合布置在地面。為方便操作，面板一般向上或較高。（4）臺式電器:一般重量較輕。如臺式電腦、一般電視機。（5）可移動式：如移動空調、吸塵器（6）袖珍式:手機、MP3、掌上電腦。2.2.3按年代分類

（1）老祖宗式:電燈、手電.（2）舊一代:收錄機、收音機、電扇。（3）老代:洗衣機、電冰箱、電風扇（4）新一代:以家用用電腦、組合音響、影碟機為代表的新一代家電產品。（5）普及一代：液晶投影儀的大屏幕顯示設備，數碼攝像、攝影設備。

二、機電一體化技術在家用電器中的應用案

例

1.電視機

用電的方法即時傳送活動的視覺圖像。同電影相似，電視利用人眼的視覺殘留效應顯現一幀幀漸變的靜止圖像，形成視覺上的活動圖像。電視系統的發送端把景物的各個微細部分按亮度和色度轉換為電信號后，順序轉送。在接收端按相應的幾何位置顯現各微細部分的亮度和色度來重現整幅原始圖像。

“電視信號接收機”的通稱。接收電視廣播的裝置，由復雜的電子線路和喇叭、熒光屏等組成。其作用是通過天線接收電視臺發射的全電視信號，再通過電子線路分離出視頻信號和音頻信號。分別通過熒光屏和喇叭還原為圖像和聲音。有黑白電視和彩色電視機兩種，彩色電視機還有還原色彩的功能。

1.2電視機結構組成

（1）機殼、面板控制器、機芯(電路板)、顯像管、遙控手機等

（2）機芯由電源、信號處理、掃描電路、總線控制等四部分構成。其中:一，電源是一個高效率的開關穩壓器，給整機提供能量。二，信號處理部分又含有:高頻頭、圖像中放、解碼、視頻放大、伴音等電路。器作用是天線收到的信號進行變頻、放大、解碼等處理形成圖像信號送到顯像管還原為圖像，音頻信號送到揚聲器還原為聲音。三，掃描電路由場掃描與行掃描兩部分組成。作用是形成光柵，為出圖像打基礎。四，總線控制器，本單元的功能是管理、控制電視機，保障機器正常工作，并協助用戶使用電視機。

1.3電視機經過機電一體化技術改進后優點有下面幾個方面

（1）顯像管電視:優點技術達到頂峰，性價比高。缺點是體積大笨重，屏幕尺寸相對小。

（2）等離子電視:優點是亮度和對比度高。顯示屏幕可以很大，體積小造型美觀。缺點是昂貴，耗電大。發熱高。平均壽命短。

（3）液晶電視:優點是環保，節能，體積小造型美觀。缺點是昂貴，視角相對較小，對比度相對較低。2.洗衣機

2.1洗衣機工作原理

洗衣機是利用電能產生機械作用來洗滌衣物的清潔電器。按其額定洗滌容量分為家用和集林用兩類。中國規定洗滌容量在6kg以下的屬于家用洗衣機：家用洗衣機主要由箱體、洗滌脫水捅(有的洗滌和脫水桶分開)、傳動和控制系統等組成，有的還裝有加熱裝置。洗衣機一般專指使用水作為主要的清洗液體有別于使用特制清潔溶劑，及通常由專人負責的干洗。

2.2洗衣機的結構組成

洗滌部分、傳動部分、支撐部分、進、排水系統、控制系統。（滾筒洗衣機的基本結構主要由不銹鋼內捅，機械程序控制器，經過磷化、電泳、噴涂三重保護的外殼，和用于平衡滾筒旋轉時產生的巨大離心力的平衡塊組成。由于結構部件都屬于金屬類的部件，一般比塑膠波輪式洗衣機的要長壽，正常下作可以達到15-20年；而一般的洗衣機工作壽命長8-10年左右。

三、機電一體化的現狀

機電一體化的現狀:口前，中國已成為世界制造大國，隨著產業結構的布局調整，電子信息產品制造業、機床電氣制造業等重點發展行業的工業總產值逐年增長。近幾年的發展現狀，已顯示機電行業，特別是電氣行業處于平穩和較快的發展態勢之中，機電行業的經濟運行持續高速增長，并保持穩定的增長。機電產業的發展必然帶來人才需求的增長，技術的進步必然要求從業人員素質的提高。從大體上來看，畢業生的就業率一直處在前列，特別是高技能人才供不應求，十分搶手。信息控制技術的廣泛應用和對各領域的滲透，電子技術對機械制造領域的滲透，以及新興技術的綜合應用，使機電一體化技術人才成為急需。大量的更為先進的機電設備投入生產，對操作和維修人員提了更高的要求，特別是機電技術應用人才的需求量將更大、隨著我國和各地工業生產水平的不斷提高，機電一體化專業的畢業生的需求量將逐年增加。隨著產業的發展和科學技術的進步，機械與電子技術已變得密不可分。總體上，從業人員數量沒有明顯的上升，反而在一定的時間段內呈下降趨勢。與之相對應的是，機電行業對從業人員的知識和技能要求是越來越高，對機電技術綜合應用的技能型人才有著較大的需求。同時，技術的革新，帶來從業人員結構的變化，使機電從業人員的平均年齡呈下降趨勢，而隨著企業改革的進一步深化，生產效率的提高，員工的工資收入呈逐年上升態勢。但是，總體來說，目前機電行業仍以勞動密集型為土，自主創新能力還很薄弱，尚處于國際產業鏈的低端。

四、機電一體化技術的發展方向

機電一體化技術在機械、食品、鋼鐵、航天、航空、海洋勘探及煤炭等領域也有著廣泛的應用，而且使得這些行業有著日新月異的發展。比如航天、航空領域通過遠程控制技術、微電子技術、計算機技術等技術的應用實現了航天、航空機械從有人化向無人化方向發展。從而能夠進行許多由于人體本身局限而不能進行的科學探索。因此機電一體化技術在這此領域的廣泛應用也是一個必然結果。由于機電一體化技術的獨特性和綜合性，使其發展更加具有自身特點。同時作為一門綜合性很強的科學技術，也使得他能夠向著不同的方向發展。如果他向著智能化、模塊化、微型化3個方向發展，就使得機電一體化產品有了更高的集成性，從而實現了產品的模塊化，這樣就可以實現在一個平臺可以集成多個功能。而不用制造單一的專用工具，只要更換不同的工作模塊就可以完成各項工作，這樣就可以擴大產品的使用范。除了以上的3個發展方向之外，也可以向著數字化、網絡化、人性化的方向發展。數字化使機電產品。可以實現遠程控制，而且也可隨著人的想法進行控制，使得工作更加人性化，網絡化則實現了多個機電產品的聯合工作。從而能夠完成一些復雜的任務、也使得人的勞動強度與風險有了很大的降低。機電一體化技術在這件方面的發展，使得產品具有了更廣的應用和使用空間，也使得機電產品向著多元化的方向發展，實現了機電產品一機多用的能力，減少了重復制造、重復研發，使資源得到了有效的利用，減少了消耗，實現了機電產品的綠色發展。

第二篇：機電一體化技術在工程機械中的應用

沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

機電一體化技術在工程機械中的應用

摘要

在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。現代工程施工中,工程機械的性能、自動化程度及其經濟性等可以直接影響到施工工藝的好壞,而工程機械的電氣與電子控制系統部分質量與性能的優劣又直接影響到工程機械的動力性、經濟性、可靠性、施工質量、生產效率及使用壽命等。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更日新月異。在工程機械中的應用越來越廣泛。

關鍵詞：機電一體化 技術 工程機械 應用 沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

目錄

前言 ????????????????????????????????????? 1

一、機電一體化概要???????????????????????????? 2（1）機電一體化的發展階段??????????????????????? 3（2）工程機械核心技術——機電一體化 ??????????????? 4

二、現代工程機械技術 ?????????????????????????? 5（1）工程機械系統的基本結構 ?????????????????????

1、機械本體 ??????????????????????????????.2、動力部分 ??????????????????????????????

3、測試傳感部分 ???????????????????????????.4、執行機構 ??????????????????????????????

5、驅動部分 ??????????????????????????????

6、控制及信息處理單元 ???????????????????????（2）工程機械的系統功能 ???????????????????????

1、電子監控、自動報警及故障自診 ????????????????

2、節能降耗,提高生產率 ??????????????????????

3、柴油機的控制 ???????????????????????????

4、提高作業精度 ??????????????????????????? 沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

5、作業過程的自動化或半自動化 ?????????????????

6、其他應用 ?????????????????????????????

三、機電一體化在工程機械中的應用 ????????????????（1）機電一體化和工程機械的關系 ?????????????????（2）機電一體化對工程機械功能的改進 ??????????????

四、結束語 ??????????????????????????????? 參考文獻

???????????????????????????????? 沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

前言

機電一體化又稱機械電子學,是一門跨學科的綜合性高技術,是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術從上世紀70 年代中期開始在國外工程機械上得到應用。80 年代以微電子技術為核心的高新技術的興起,推動了工程機械制造技術的迅速發展,特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發展及其在工程機械上的應用,從根本上改變了工程機械的面貌,極大促進了產品性能的提高,使工程機械進入了一個全新的發展階段。以微機或微處理器為核心的電子控制系統目前在國外工程機械上的應用已相當普及,并已成高性能工程機械不可缺少的組成部分。工程機械的機電一體化和智能化將是今后的發展方向。

一、機電一體化概要（1）機電一體化的發展階段

機電一體化是指在機構得主功能、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。

20世紀60年代以來,人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能后,刺激了機械產品與電子技術的結合。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更進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期,機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

一體化技術和產品給以很大的關注和支持,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,機電一體化進入了深入發展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。機電一體化已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。

機電一體化產品和技術可分為機械、電子和軟件三大部分。模塊化技術是這三者的共同技術。模塊化技術可以減少產品的開發和生產成本，提高不同產品間的零部件通用化程度，提高產品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。融合機械、電子和軟件三大部分的機電一體化模塊代表了未來產品的發展方向，具有高度自主性、良好的協調性和自組織性的特點。總之，模塊化設計與制造是機電一體化系統的基本方法和發展趨勢。隨著微處理器性能價格比的迅速提高和微機械電子（MEMS）技術的飛速發展，各種機電一體化模塊將越來越多地出現在市場上。利用這些模塊，可以迅速方便地設計和制造出各種新的機電一體化產品。

機電一體化是當今自動化技術發展的最高階段。早期的自動化技術主要是借助凸輪、機械機構等實現的,這一時期的自動化實際上是機械自動化;隨著電子技術的發展,凸輪、機械機構逐漸被繼電器、接觸器、電磁開關等機構所取代,實現了電氣自動化,機械機構大大簡化,自動化水沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

平大為提高;機電一體化則是生產實踐對自動化技術進一步發展的需要,也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發展的必然產物,是以計算機為主要特征的自動化技術。如果說機械系統處理的對象是運動、力、物質和能量,電子系統處理的對象是信息和知識,則機電一體化系統不僅有處理能量和物質的功能,而且還有處理信息和知識的能力。機電一體化技術發展至今已成為一門有著自身體系的新型學科,其發展歷程可分為四個階段:

1、數控機床的問世是機電一體化發展的開始。

2、微電子技術為機電一體化帶來勃勃生機。

3、可編程序控制器的發展為機電一體化提供了堅強基礎。

4、激光技術、模糊技術、信息技術使機電一體化躍上新臺階。（2）工程機械核心技術——機電一體化

1、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，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

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：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

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，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：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。

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。

二、現代工程機械技術

（1）工程機械系統的基本結構

1、機械本體

系統所有功能元素的機械支持結構，包括機身、框架、機械聯接等。機械本體要在結構、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應產品高效、多功能、可靠和節能、小型輕量等要求。

2、動力部分

按照系統控制要求，為系統提供能量和動力，用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出

3、測試傳感部分 沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

對系統運行中所需要的本身和外界環境的各種參數及狀態進行檢測，變成可識別信號，傳輸到信息處理單元，經過分析、處理后產生相應的控制信息。

4、執行機構

根據控制信息和指令，完成要求的動作。執行機構是運動部件，一般采用機械、電磁、電液等機構。

5、驅動部分

在控制信息作用下提供動力，驅動各種執行機構完成各種動作和功能。一方面要求驅動的高效率和快速響應特征，同時要求對水、油、溫度、塵埃等外部環境的適應性和可靠性；另一方面，由于幾何尺寸的限制，動作范圍狹窄，還需考慮維修及標準化。

6、控制及信息處理單元

將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析、加工，根據信息處理結果，按照一定的程序和節奏發出相應指令，控制整個系統有目的地運行（2）工程機械的系統功能

現代工程機械正處在一個機電一體化的發展時代引入機電一體化技術,使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合,可以極大地提高了工程機械的各種性能,如動力性、燃油經濟性、可靠性、安全性,操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命等。目前以微機或微處理器為沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

核心的電子控制裝置在現代工程機械中的應用已相當普及,電子控制技術已深入到工程機械的許多領域,如攤鋪機和平地機的自動找平,攤鋪機的自動供料,挖掘機的電子功率優化,柴油機的電子調速,裝載機、鏟運機變速箱的自動控制,工程機械的狀態監控與故障自診等。隨著科學技術的不斷發展,對工程機械的性能要求不斷提高,電子控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛,結構將更加復雜。電子控制系統已成為現代工程機械技術水平的一個重要依據。

現代工程施工要求工程機械具有以下性能生產效率高且能量損失小,節約能源;自動化程度高,施工質量好,精度高;性能穩定,工作可靠,安全,使用壽命長;具有較好的經濟性;高的技術價格比和低的制造與使用成本;操作簡單、輕便、勞動強度低,駕駛員的工作條件好,具有運行狀態監視、故障自診及自動報警功能,能及時準確地指出故障部位,減少停機維修作業時間。

目前工程機械的電子控制系統主要實現如下功能:

1、電子監控、自動報警及故障自診

即對工程機械的發動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的運行狀態監控,工作中一旦出現異常現象,能自動報警并準確地指出故障的部位,從而改善駕駛員的工作條件,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,提高生產率 沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

傳統工程機械的能量利用率較低,例如液壓挖掘機的燃料能量利用率僅為30 %左右,如此低的能量利用率迫使工程機械的發展必須著眼于節能。日本小松公司挖掘機采用新型節能控制器,具有良好的節能效果,燃料可節省23 %;日本日立公司挖掘機節能控制系統采用了卡特電子效率控制系統,通過對發動機和泵的綜合控制,使功率的利用率可達98 % ,同時生產率也大大提高。

3、柴油機的控制

采用電子調速器,電子油門控制裝置,自動停機裝置,自動升溫控制裝置等。

4、提高作業精度

為保證成品料的作業精度,現代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統,并使稱量過程實現了自動化。自動找平系統的應用,使瀝青混凝土攤鋪機的施工質量有了較大的提高。采有超聲波技術的自動供料系統,使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現了自動調節,進一步提高了攤鋪質量。推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子控制,不僅提高了作業精度和作業效率,而且也減輕了操作人員的勞動強度。

5、作業過程的自動化或半自動化

工程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,提高生產率,并減少因操作者的經驗不足對作業精度的影響,例如,日本三菱公司的挖掘機設有挖掘軌跡控制系統,操作者在控制板上設定好鏟沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

斗運動軌跡的形狀后,微機控制系統能夠根據各種角度傳感器的信號,自動控制動臂、斗桿和鏟刀的運動,實現各種特定開口和斷面溝槽、斜面的精確挖掘,使挖掘作業實現了自動化。

6、其他應用

一些國外生產的推土機、裝載機、鏟運機等有了電子控制的自動變速器,其能夠根據外負荷的變化情況自動改變傳動系統的傳動比,這不僅充分利用了發動機的功率,提高了燃油經濟性,而且也簡化了操作,降低了勞動強度。為有效地防止翻車和斷臂事故,提高作業的安全性,現代起重機上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。為實現無人駕駛,使工程機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業,某些國外工程機械上設置了無線遙控裝置。

電子系統的可靠性是現代工程機械非常重要的一項性能指標。由于工程機械一般露天作業,其直接受到烈日暴曬、雨霧、強風、塵埃等的侵襲,此外還受到強烈的振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環境非常惡劣,因此電子控制系統應滿足:能在-40～80 ℃的環境溫度下可靠、穩定地工作;抗老化,具有較長的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入,較好的耐沖擊和抗振性能;較強的抗干擾能力,系統能在各種干擾下可靠地工作。

三、機電一體化在工程機械中的應用（1）機電一體化和工程機械的關系

現代工程機械正處在一個機電一體化的發展時代。引入機電一體化沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

技術，使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合, 可以極大地提高了工程機械的各種性能，如動力性、燃油經濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命等。目前以微機或微處理器為核心的電子控制裝置(系統)在現代工程機械中的應用已相當普及，電子控制技術已深入到工程機械的許多領域, 如攤鋪機和平地機的自動找平，攤鋪機的自動供料，拌利設備稱重計量過程的自動控制,挖掘機的電子功率優化，柴油機的電子調速，裝載機、鏟運機變速箱的自動控制，工程機械的狀態監控與故障自診等。隨著科學技術的不斷發展,對工程機械的性能要求不斷提高，電子（微機）控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜。（2）機電一體化對工程機械功能的改進

在工程機械上運用傳感器技術是當前機電一體化技術最主要的技術手段和特征，傳感器技術是實現自動控制、自動調節的關鍵環節，也是機電一體化系統不可缺少的關鍵技術之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系統的功能；其水平越高，系統的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統中，如果不能利用傳感檢測技術對被控對象的各項參數進行及時準確地檢測出并轉換成易于傳送和處理的信號，我們所需要的用于系統控制的信息就無法獲得，進而使整個系統就無法正常有效的工作。

我國傳感器的研究主要集中在專業研究所和大學，始于20世紀80年代，與國外先進技術相比，我們還有較大差距，主要表現在： 沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

1、先進的計算、模擬和設計方法；

2、先進的微機械加工技術與設備；

3、先進的封裝技術與設備；

4、可靠性技術研究等方面。因此，必須加強技術研究和引進先進設備以提高整體水平。

傳感器技術今后的發展方向可有幾方面：

1、加速開發新型敏感材料：通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科，各種新技術的互相滲透和綜合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。

2、向高精度發展：研制出靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產自動化的可靠性。

3、向微型化發展：通過發展新的材料及加工技術實現傳感器微型化將是近十年研究的熱點。

4、向微功耗及無源化發展：傳感器一般都是非電量向電量的轉化，工作時離不開電源，開發微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發展方向。

5、向智能化數字化發展：隨著現代化的發展，傳感器的功能已突破傳統的功能，其輸出不再是一個單一的模擬信號（如0-10mV），而是經過微電腦處理好后的數字信號，有點甚至帶有控制功能，即智能傳感器。沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

四、結束語

機電一體化的出現不是隨機出現的，而是一個時代的產物，文中敘述的這些發展方向是科技發展到一定階段的必然要求，更是一個必然結果。目前，因為科學技術的限制，其與一些相關技術的互融程度還是不是太明顯，但是隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢必將越來越明顯，因為它既是多項科學技術發展的結晶，又極大地推動了不同學科的交叉與滲透，其發展前景也將越來越光明，這必然會給世界帶來更大的技術力量。隨著科技的發展和電子技術的成熟和廣泛應用,機電一體化產品在國民經濟建設、企業的技術改造和電子產品的更新換代方面發揮著越來越重要的作用。機電一體化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，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并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，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

參考文獻

[1] 戴勇.高職機電一體化技術專業課程開發[M],北京:機械工業出版社,2004。[2] 芮延年.機電一體化系統設計[M],北京機械工業出版社,2004。[3] 章浩.張西良.周士沖.機電一體化技術的發展與應用[J].2006(7)[4] 唐懷斌.工業控制的進展與趨勢 [J]，自動化與儀器儀表，1996（4）[5] 馬國華 監控組態軟件及其應用[M]，北京：清華大學出版社，2001.3 [6] 高鐘毓．機電控制工程．北京：清華大學出版社，2002。沈陽航空工業學院成人教育學院 畢設用紙

第三篇：淺談機電一體化在煤礦機械中的應用

淺談機電一體化在煤礦機械中的應用

【摘要】 煤礦機械正處在一個向機電一體化方向發展的時代,近來,隨著國家對煤礦安全生產的重視,煤礦設備投入的不斷增加,煤礦機械也處在一個更新換代的時期。

【關鍵詞】 煤炭機械 機電一體化

煤礦機電一體化技術在這一時期顯得尤為重要,它使機械、電子技術和液壓控制技術有機的結合,極大地提高了煤礦機械的各種性能,如安全性、經濟性、可靠性、操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護等。目前以微機或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統)在煤礦機械中的應用已很普及,電子控制技術已深入到煤礦機械的許多領域,如提升機和采煤機,提升機的PLC系統,采煤機的變頻控制系統和PLC系統操作等,煤礦機械的在線狀態監控與故障自診、故障報警等。隨著科學技術的不斷發展,對煤礦機械的性能要求也在不斷提高,電子(微機)控制裝置在煤礦機械上的應用將更加廣泛,結構將更加復雜、維護也將更加專業化。特別是,隨著我國進口及國產煤礦機械數量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機械,使其發揮最大的效率,是煤礦機電部門所面臨的一個重要的問題。為幫助煤礦機械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就這些做一下介紹與淺述。煤礦生產中,煤礦機械的性能自動化程度及其經濟性等可以說直接影響到生產;也直接影響到煤礦供電、排水、通風、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統部分質量的好壞與性能的優劣又直接影響到機械的動力性、經濟性、可靠性,從而影響施工質量、生產效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統已成為煤礦現代機械不可缺少的組成部分,同時也是評價煤礦現代機械技術水平的一個重要依據。隨著科學技術的不斷發展,以及對煤礦機電產品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統在煤礦機械中所占的比重越來越大,其功能將會越來越強,應用范圍也將越來越廣,而其復雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓工作和對煤礦設備的管理工作也顯得尤為重要。

煤礦生產施工要求煤礦機械具有以下性能:皮實耐用且維修簡單、生產效率高且節能降耗,自動化程度高且操作簡單,施工質量好,精度高;性能穩定,工作可靠,安全性高,使用壽命長;具有較好的經濟性,即高的技術價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態監視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準確地指出故障部位,減少停機維修時間。

為適應煤礦機械對性能的要求,僅僅依靠機械和液壓技術的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術的發展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術,將其引入到煤礦機械中,必將會給煤礦機械帶來了新的技術變革,使其各種性能有了質的飛躍。

機電一體化又稱機械電子工程學,是一門跨學科的綜合性高技術,是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術從70年代中期開始在國外機械上得到應用。80年代以微電子技術為核心的高新技術的興起,推動了機械制造技術的迅速發展,特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發展及其在機械上的應用,極大促進了煤礦機電產品的性能,使煤礦機械進入了一個飛躍的發展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統在國外機械上的應用已相當普及,在我國也是發展的方向,已成為機械高性能的體現。目前機械的電子(微機)控制系統主要用以實現如下功能:

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。如采煤機上變頻器就采用PLC控制,可實現多種在線監控和故障自診,還有煤礦用各種電器設備也越來越智能化。

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。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統有限公司與德國MARCO公司合作生產的PM31型液壓支架電液控制系統,就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會自動連續動作,也可實現遠程控制和工作面無人操作。

4、其他應用

一些國外生產的輸送機、采煤機、綜掘機等采用了電子(微電腦)控制的自動變速器,能夠根據外負荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比,從而改變功率,這不僅充分利用了電動機功率,大大提高了能耗經濟性,而且也簡化了操作,降低了勞動強度,提高了設備的安全性能,提高作業人員操作的安全性,目前我國在綜合機械化采煤機上采用電子(微電腦)控制。可實現無人操作,使機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業,也配備了無線遙控裝置,可遠程遙控也可微電腦編程控制。

電子(微電腦)系統的可靠性是煤礦機械非常重要的一項性能指標。由于煤礦機械一般井下作業,其直接受到潮氣、煤塵、通風、石塊、地質變化等的侵襲,此外還受到采煤振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環境非常惡劣,因此電子(微電腦)控制系統必須滿足井下性能環境要求,能在井下環境溫度下可靠、穩定地工作;抗壓強度高、抗老化,具有較長的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強的抗干擾能力,系統能在各種干擾下可靠地工作。

第四篇：淺談機電一體化在煤礦機械中的應用

淺談機電一體化在煤礦機械中的應用

摘要： 煤礦機械正處在一個向機電一體化方向發展的時代，近來，隨著國家對煤礦安全生產的重視，煤礦設備投入的不斷增加，煤礦機械也處在一個更新換代的時期。關鍵詞：煤炭機械 機電一體化 應用

隨著科學技術的不斷發展，對煤礦機械的性能要求也在不斷提高，電子（微電腦）控制裝置在煤礦機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜，維護也將更加專業化。為幫助煤礦機械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握，下面我就這些做一下介紹與淺述。

煤礦生產中，煤礦機械的性能自動化程度及其性等可以說直接影響到生產，也直接影響到煤礦供電、排水、通風、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統部分質量的好壞與性能的優劣又直接影響到機械的動力性、經濟性、可靠性，從而影響施工質量、生產效率及使用壽命等。電子（微電腦）控制系統已成為煤礦現代機械不可缺少的組成部分，同時也是評價煤礦現代機械技術水平的一個重要依據。隨著科學技術的不斷發展，以及對煤礦機電產品性能要求不斷提高，電子（微電腦）控制系統在煤礦機械中所占的比重越來越大，其功能將會越來越強，應用范圍也將越來越廣，而其復雜程度也隨之提高，這樣就對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員提出了更高的要求，對煤礦職工的培訓工作和對煤礦設備的管理工作也顯得尤為重要。

為適應煤礦機械對性能的要求，僅僅依靠機械和液壓技術已顯得力不從心。電子（微電腦）控制技術的發展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術，將其引入到煤礦機械中，必將會給煤礦機械帶來了新的技術變革，使其各種性能有了質的飛躍。機電一體化又稱機械電子工程學，是一門跨學科的綜合性高技術，是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術從70年代中期開始在國外機械上得到應用。80年代以微電子技術為核心的高新技術的興起，推動了機械制造技術的迅速發展，特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發展及其在機械上的應用，極大促進了煤礦機電產品的性能，使煤礦機械進入了一個飛躍的發展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統在國外機械上的應用已相當普及，在我國也是發展的方向，已成為機械高性能的體現。

目前機械的電子（微電腦）控制系統主要用以實現如下功能:

一、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，出現故障能自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。如采煤機上變頻器就采用PLC控制，可實現多種在線監控和故障自診，還有煤礦用各種電器設備也越來越智能化。

第五篇：機電一體化技術在智能制造中的應用

機電一體化技術在智能制造中的應用

【摘要】機電一體化技術已經成為了我國工業發展過程中的一種強勁動力。機電一體化技術屬于綜合性的技術，它融合了電子、計算機、機械以及信息技術的優勢，將生產設備進行有機的組合，利用信息設備對其進行控制，大幅度提升工業企業的生產效率。在智能制造過程中使用和發展機電一體化技術將是智能制造發展的大方向，在智能制造過程中，加強機電一體化技術的使用對于提升企業的生產能力，提升產品質量以及提升產品的科技含量具有重要意義。

【關鍵詞】機電一體化 智能制造 應用

隨著科學技術的不斷進步，機電一體化也得到了快速的發展，并且其生產應用范圍逐步擴大，機電一體化技術已經成為工業化發展的動力。機電一體化技術實現了電子與機械的緊密結合，從而實現了對機械設備的智能化控制和管理，這也是智能制造的構成基礎。在實際的生產制造中，智能制造基本上包含兩方面的內容，一是智能制造系統，另一個是智能制造技術。智能制造已經成為社會工業化發展的主體，使工業生產更加的智能化、人性化，可以準確控制生產過程。而智能制造的發展離不開機電一體化技術，加強機電一體化技術在智能制造中的研究具有重要的現實意義。

一、智能制造概述

從目前的社會發展來看是，智能制造主要包含兩方面的內容：一是智能制造技術（IMT）。主要指的是，技術人員借助計算機模擬系統，從而實現對某一系統的分析、決策等，節省了大量的人力和物力，研究人員只需通過計算機系統就可以實現系統的分析，有效保證了研發的可靠性，同時也保證了生產的實效性。二是智能制造系統（IMS）。可以簡單地理解為人機一體化智能系統，由智能機器人和人類專家共同組成。它在應用的過程中，以計算機為主要工具，借助人類專家進行分析、構思以及決策等智能活動，代替制造工程中人力腦力活動。智能制造系統是智能制造技術的延伸，是集網絡化、自動化技術于一體的制造系統，使整個子系統實現智能化運轉。

二、機電一體化技術的發展現狀

機電一體化技術是電子技術和機械技術的集合。機電一體化技術在20世紀60年代初步形成，這種技術的出現是為了滿足工業生產的需要，在發展的最初階段是通過電子手段對機械設備進行控制，提升企業的生產效率。最初的機電一體化技術十分簡單，技術含量也不高，智能適用于簡單小型設備的生產。經過幾十年的發展，機電一體化技術已經逐步的融合了計算機技術的精華和微處理技術的精髓，尤其是進入21世紀以來，機電一體化技術又和信息技術以及電子技術等高新技術融合，模擬人腦對生產過程進行分析和判斷，使生產逐步的智能化。

目前，隨著經濟全球化進程的不斷推進，工業生產已經不僅僅局限于某個區域，而是就地取材，遍布世界的各個角落，因此，機電一體化技術也有了新的含義，遠程控制技術以及遠程監視技術也在漸漸的被應用到機電一體化技術中來，機電一體化技術的發展是隨著科學技術的發展和生產的需要而不斷發展的，機電一體化技術有著廣闊的發展空間。機電一體化技術的發展也勢必會使企業打破自有的生產模式，逐步的實現模塊化集成機電生產，統一機電產品的部分標準，規范生產過程，提升產品質量。

三、機電一體化技術在企業智能制造中的發展與應用

智能制造技術隨著生產的需要發展迅速，并在短短的十幾年問廣泛的應用到絕大多數的工業生產當中來。當前，機電一體化技術正在逐步的和智能制造技術進行結合，用以滿足多樣化的工業企業的生產需要，同時兩種技術的有機結合也為兩者的發展提供了更為廣闊的發展空間。機電一體化技術在智能制造中的逐步應用必然會應用到一些核心的技術。傳感技術就是其中的核心技術之一，傳感技術如若應用到智能生產當中來必須要保證其準確性和靈敏性，并且保證傳感器不被目標信號以外的其他信號所干擾，單純的傳感器是不行的，還要建立相應的傳感器網絡系統，傳感器用于目標信號的收集，無線傳感器網絡實現信息的傳輸，通過計算機收集的信息進行分析和處理，最終達到對于整個生產過程的控制。就目前生產制造而言，主要采用的是非接觸性的檢測手段以及光纖電纜傳感器，采用統一且標準化的接口，將設計的難度適當降低，主要開發成本較低的串行接口。

機械制造在國民經濟中占有重要的地位，同時機械制造對于國家農業和工業的發展有著重要的意義，在我國，數控領域最早將機電一體化技術應用到智能制造中來，數控生產對于智能控制的要求非常高，其中還要涉及到模擬、信息處理等多種技術，在生產過程中，智能控制技術能夠對無法進行建立模型的環節以及模糊的信心?M行處理，優化整個生產過程的管理和控制。目前的數控機床主要采用多CPU和總主線的結構形式，通過在線診斷以及模糊智能控制技術，采用大型的儲存設備、提升數控能力，提供二維和三維的仿真動態畫面，對整個生產的過程實現多過程和多通道的控制。

自動機械和自動生產線也在智能制造中得到了很好的應用，其使用人機界面控制裝置、光電控制系統以及可編程序控制裝置等。機電一體化技術在智能制造中的極高體現表現為工業機器人的使用，工業機器人綜合了人工智能、遙感技術、通訊技術、仿生學技術等，它可以對生產信息記性獲取、識別和處理，工業機器人在目前工業生產中發揮著不可替代的作用。

四、結束語

綜上所述，智能制造是工業生產行業的主要發展趨勢，實現了工業生產的自動化、智能化管理，有效提升了工業生產效率和產品質量，為企業創造更多的經濟效益和社會價值。機電一體化是智能制造實現的重要技術條件，其運用水平也直接關系到智能制造功能的實現。因此一定要注重機電一體化技術在智能制造中的應用，促進智能制造更好的發展。