第一篇：機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用

沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用

摘要

在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。現(xiàn)代工程施工中,工程機械的性能、自動化程度及其經(jīng)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(tǒng)部分質(zhì)量與性能的優(yōu)劣又直接影響到工程機械的動力性、經(jīng)濟性、可靠性、施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。在工程機械中的應(yīng)用越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：機電一體化 技術(shù) 工程機械 應(yīng)用 沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

目錄

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

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

二、現(xiàn)代工程機械技術(shù) ?????????????????????????? 5（1）工程機械系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) ?????????????????????

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

3、測試傳感部分 ???????????????????????????.4、執(zhí)行機構(gòu) ??????????????????????????????

5、驅(qū)動部分 ??????????????????????????????

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

1、電子監(jiān)控、自動報警及故障自診 ????????????????

2、節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)率 ??????????????????????

3、柴油機的控制 ???????????????????????????

4、提高作業(yè)精度 ??????????????????????????? 沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

5、作業(yè)過程的自動化或半自動化 ?????????????????

6、其他應(yīng)用 ?????????????????????????????

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

四、結(jié)束語 ??????????????????????????????? 參考文獻(xiàn)

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前言

機電一體化又稱機械電子學(xué),是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨立的交叉學(xué)科。機電一體化技術(shù)從上世紀(jì)70 年代中期開始在國外工程機械上得到應(yīng)用。80 年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動了工程機械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在工程機械上的應(yīng)用,從根本上改變了工程機械的面貌,極大促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高,使工程機械進(jìn)入了一個全新的發(fā)展階段。以微機或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)目前在國外工程機械上的應(yīng)用已相當(dāng)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(fā)展方向。

一、機電一體化概要（1）機電一體化的發(fā)展階段

機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

20世紀(jì)60年代以來,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能后,刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期,機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機電沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期,開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果,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。機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。

機電一體化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機械、電子和軟件三大部分。模塊化技術(shù)是這三者的共同技術(shù)。模塊化技術(shù)可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本，提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度，提高產(chǎn)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(chǎn)品的發(fā)展方向，具有高度自主性、良好的協(xié)調(diào)性和自組織性的特點。總之，模塊化設(shè)計與制造是機電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)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(shù)的飛速發(fā)展，各種機電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計和制造出各種新的機電一體化產(chǎn)品。

機電一體化是當(dāng)今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階段。早期的自動化技術(shù)主要是借助凸輪、機械機構(gòu)等實現(xiàn)的,這一時期的自動化實際上是機械自動化;隨著電子技術(shù)的發(fā)展,凸輪、機械機構(gòu)逐漸被繼電器、接觸器、電磁開關(guān)等機構(gòu)所取代,實現(xiàn)了電氣自動化,機械機構(gòu)大大簡化,自動化水沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

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

1、數(shù)控機床的問世是機電一體化發(fā)展的開始。

2、微電子技術(shù)為機電一體化帶來勃勃生機。

3、可編程序控制器的發(fā)展為機電一體化提供了堅強基礎(chǔ)。

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

1、機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)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(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

3、系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4、自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5、傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。

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

二、現(xiàn)代工程機械技術(shù)

（1）工程機械系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1、機械本體

系統(tǒng)所有功能元素的機械支持結(jié)構(gòu)，包括機身、框架、機械聯(lián)接等。機械本體要在結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型輕量等要求。

2、動力部分

按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)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(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。

4、執(zhí)行機構(gòu)

根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動作。執(zhí)行機構(gòu)是運動部件，一般采用機械、電磁、電液等機構(gòu)。

5、驅(qū)動部分

在控制信息作用下提供動力，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和功能。一方面要求驅(qū)動的高效率和快速響應(yīng)特征，同時要求對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行集中、儲存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)指令，控制整個系統(tǒng)有目的地運行（2）工程機械的系統(tǒng)功能

現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代引入機電一體化技術(shù),使機械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機的結(jié)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(jīng)濟性、可靠性、安全性,操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機或微處理器為沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及,電子控制技術(shù)已深入到工程機械的許多領(lǐng)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(yōu)化,柴油機的電子調(diào)速,裝載機、鏟運機變速箱的自動控制,工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)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(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜。電子控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工程機械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。

現(xiàn)代工程施工要求工程機械具有以下性能生產(chǎn)效率高且能量損失小,節(jié)約能源;自動化程度高,施工質(zhì)量好,精度高;性能穩(wěn)定,工作可靠,安全,使用壽命長;具有較好的經(jīng)濟性;高的技術(shù)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(tài)監(jiān)視、故障自診及自動報警功能,能及時準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機維修作業(yè)時間。

目前工程機械的電子控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)如下功能:

1、電子監(jiān)控、自動報警及故障自診

即對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)監(jiān)控,工作中一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象,能自動報警并準(zhǔn)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(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設(shè)備的使用壽命。

2、節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)率 沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

傳統(tǒng)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(fā)展必須著眼于節(jié)能。日本小松公司挖掘機采用新型節(jié)能控制器,具有良好的節(jié)能效果,燃料可節(jié)省23 %;日本日立公司挖掘機節(jié)能控制系統(tǒng)采用了卡特電子效率控制系統(tǒng),通過對發(fā)動機和泵的綜合控制,使功率的利用率可達(dá)98 % ,同時生產(chǎn)率也大大提高。

3、柴油機的控制

采用電子調(diào)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(yè)精度

為保證成品料的作業(yè)精度,現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設(shè)備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng),并使稱量過程實現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應(yīng)用,使瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量有了較大的提高。采有超聲波技術(shù)的自動供料系統(tǒng),使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié),進(jìn)一步提高了攤鋪質(zhì)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(yè)精度和作業(yè)效率,而且也減輕了操作人員的勞動強度。

5、作業(yè)過程的自動化或半自動化

工程機械實現(xiàn)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(chǎn)率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足對作業(yè)精度的影響,例如,日本三菱公司的挖掘機設(shè)有挖掘軌跡控制系統(tǒng),操作者在控制板上設(shè)定好鏟沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

斗運動軌跡的形狀后,微機控制系統(tǒng)能夠根據(jù)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(xiàn)各種特定開口和斷面溝槽、斜面的精確挖掘,使挖掘作業(yè)實現(xiàn)了自動化。

6、其他應(yīng)用

一些國外生產(chǎn)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(jù)外負(fù)荷的變化情況自動改變傳動系統(tǒng)的傳動比,這不僅充分利用了發(fā)動機的功率,提高了燃油經(jīng)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(yè)的安全性,現(xiàn)代起重機上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。為實現(xiàn)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(jìn)行作業(yè),某些國外工程機械上設(shè)置了無線遙控裝置。

電子系統(tǒng)的可靠性是現(xiàn)代工程機械非常重要的一項性能指標(biāo)。由于工程機械一般露天作業(yè),其直接受到烈日暴曬、雨霧、強風(fēng)、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(huán)境非常惡劣,因此電子控制系統(tǒng)應(yīng)滿足:能在-40～80 ℃的環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)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(tǒng)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(yīng)用（1）機電一體化和工程機械的關(guān)系

現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

技術(shù)，使機械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機的結(jié)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(jīng)濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)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(tǒng))在現(xiàn)代工程機械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及，電子控制技術(shù)已深入到工程機械的許多領(lǐng)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(shè)備稱重計量過程的自動控制,挖掘機的電子功率優(yōu)化，柴油機的電子調(diào)速，裝載機、鏟運機變速箱的自動控制，工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)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(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜。（2）機電一體化對工程機械功能的改進(jìn)

在工程機械上運用傳感器技術(shù)是當(dāng)前機電一體化技術(shù)最主要的技術(shù)手段和特征，傳感器技術(shù)是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是機電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能；其水平越高，系統(tǒng)的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統(tǒng)中，如果不能利用傳感檢測技術(shù)對被控對象的各項參數(shù)進(jìn)行及時準(zhǔn)確地檢測出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號，我們所需要的用于系統(tǒng)控制的信息就無法獲得，進(jìn)而使整個系統(tǒng)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(yè)研究所和大學(xué)，始于20世紀(jì)80年代，與國外先進(jìn)技術(shù)相比，我們還有較大差距，主要表現(xiàn)在： 沈陽航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

1、先進(jìn)的計算、模擬和設(shè)計方法；

2、先進(jìn)的微機械加工技術(shù)與設(shè)備；

3、先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備；

4、可靠性技術(shù)研究等方面。因此，必須加強技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備以提高整體水平。

傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面：

1、加速開發(fā)新型敏感材料：通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科，各種新技術(shù)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(jìn)傳感器。

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

3、向微型化發(fā)展：通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實現(xiàn)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(fā)展：傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時離不開電源，開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。

5、向智能化數(shù)字化發(fā)展：隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是一個單一的模擬信號（如0-10mV），而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)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(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙

四、結(jié)束語

機電一體化的出現(xiàn)不是隨機出現(xiàn)的，而是一個時代的產(chǎn)物，文中敘述的這些發(fā)展方向是科技發(fā)展到一定階段的必然要求，更是一個必然結(jié)果。目前，因為科學(xué)技術(shù)的限制，其與一些相關(guān)技術(shù)的互融程度還是不是太明顯，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢必將越來越明顯，因為它既是多項科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，又極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，其發(fā)展前景也將越來越光明，這必然會給世界帶來更大的技術(shù)力量。隨著科技的發(fā)展和電子技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用,機電一體化產(chǎn)品在國民經(jīng)濟建設(shè)、企業(yè)的技術(shù)改造和電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代方面發(fā)揮著越來越重要的作用。機電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：機電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

【摘要】機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為了我國工業(yè)發(fā)展過程中的一種強勁動力。機電一體化技術(shù)屬于綜合性的技術(shù)，它融合了電子、計算機、機械以及信息技術(shù)的優(yōu)勢，將生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有機的組合，利用信息設(shè)備對其進(jìn)行控制，大幅度提升工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率。在智能制造過程中使用和發(fā)展機電一體化技術(shù)將是智能制造發(fā)展的大方向，在智能制造過程中，加強機電一體化技術(shù)的使用對于提升企業(yè)的生產(chǎn)能力，提升產(chǎn)品質(zhì)量以及提升產(chǎn)品的科技含量具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】機電一體化 智能制造 應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機電一體化也得到了快速的發(fā)展，并且其生產(chǎn)應(yīng)用范圍逐步擴大，機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)化發(fā)展的動力。機電一體化技術(shù)實現(xiàn)了電子與機械的緊密結(jié)合，從而實現(xiàn)了對機械設(shè)備的智能化控制和管理，這也是智能制造的構(gòu)成基礎(chǔ)。在實際的生產(chǎn)制造中，智能制造基本上包含兩方面的內(nèi)容，一是智能制造系統(tǒng)，另一個是智能制造技術(shù)。智能制造已經(jīng)成為社會工業(yè)化發(fā)展的主體，使工業(yè)生產(chǎn)更加的智能化、人性化，可以準(zhǔn)確控制生產(chǎn)過程。而智能制造的發(fā)展離不開機電一體化技術(shù)，加強機電一體化技術(shù)在智能制造中的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

一、智能制造概述

從目前的社會發(fā)展來看是，智能制造主要包含兩方面的內(nèi)容：一是智能制造技術(shù)（IMT）。主要指的是，技術(shù)人員借助計算機模擬系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對某一系統(tǒng)的分析、決策等，節(jié)省了大量的人力和物力，研究人員只需通過計算機系統(tǒng)就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的分析，有效保證了研發(fā)的可靠性，同時也保證了生產(chǎn)的實效性。二是智能制造系統(tǒng)（IMS）。可以簡單地理解為人機一體化智能系統(tǒng)，由智能機器人和人類專家共同組成。它在應(yīng)用的過程中，以計算機為主要工具，借助人類專家進(jìn)行分析、構(gòu)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(tǒng)是智能制造技術(shù)的延伸，是集網(wǎng)絡(luò)化、自動化技術(shù)于一體的制造系統(tǒng)，使整個子系統(tǒng)實現(xiàn)智能化運轉(zhuǎn)。

二、機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化技術(shù)是電子技術(shù)和機械技術(shù)的集合。機電一體化技術(shù)在20世紀(jì)60年代初步形成，這種技術(shù)的出現(xiàn)是為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，在發(fā)展的最初階段是通過電子手段對機械設(shè)備進(jìn)行控制，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。最初的機電一體化技術(shù)十分簡單，技術(shù)含量也不高，智能適用于簡單小型設(shè)備的生產(chǎn)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，機電一體化技術(shù)已經(jīng)逐步的融合了計算機技術(shù)的精華和微處理技術(shù)的精髓，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，機電一體化技術(shù)又和信息技術(shù)以及電子技術(shù)等高新技術(shù)融合，模擬人腦對生產(chǎn)過程進(jìn)行分析和判斷，使生產(chǎn)逐步的智能化。

目前，隨著經(jīng)濟全球化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)不僅僅局限于某個區(qū)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(shù)也有了新的含義，遠(yuǎn)程控制技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)視技術(shù)也在漸漸的被應(yīng)用到機電一體化技術(shù)中來，機電一體化技術(shù)的發(fā)展是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的需要而不斷發(fā)展的，機電一體化技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。機電一體化技術(shù)的發(fā)展也勢必會使企業(yè)打破自有的生產(chǎn)模式，逐步的實現(xiàn)模塊化集成機電生產(chǎn)，統(tǒng)一機電產(chǎn)品的部分標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范生產(chǎn)過程，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

三、機電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用

智能制造技術(shù)隨著生產(chǎn)的需要發(fā)展迅速，并在短短的十幾年問廣泛的應(yīng)用到絕大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中來。當(dāng)前，機電一體化技術(shù)正在逐步的和智能制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，用以滿足多樣化的工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)需要，同時兩種技術(shù)的有機結(jié)合也為兩者的發(fā)展提供了更為廣闊的發(fā)展空間。機電一體化技術(shù)在智能制造中的逐步應(yīng)用必然會應(yīng)用到一些核心的技術(shù)。傳感技術(shù)就是其中的核心技術(shù)之一，傳感技術(shù)如若應(yīng)用到智能生產(chǎn)當(dāng)中來必須要保證其準(zhǔn)確性和靈敏性，并且保證傳感器不被目標(biāo)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(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳感器用于目標(biāo)信號的收集，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的傳輸，通過計算機收集的信息進(jìn)行分析和處理，最終達(dá)到對于整個生產(chǎn)過程的控制。就目前生產(chǎn)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(tǒng)一且標(biāo)準(zhǔn)化的接口，將設(shè)計的難度適當(dāng)降低，主要開發(fā)成本較低的串行接口。

機械制造在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，同時機械制造對于國家農(nóng)業(yè)和工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義，在我國，數(shù)控領(lǐng)域最早將機電一體化技術(shù)應(yīng)用到智能制造中來，數(shù)控生產(chǎn)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(shù)，在生產(chǎn)過程中，智能控制技術(shù)能夠?qū)o法進(jìn)行建立模型的環(huán)節(jié)以及模糊的信心?M行處理，優(yōu)化整個生產(chǎn)過程的管理和控制。目前的數(shù)控機床主要采用多CPU和總主線的結(jié)構(gòu)形式，通過在線診斷以及模糊智能控制技術(shù)，采用大型的儲存設(shè)備、提升數(shù)控能力，提供二維和三維的仿真動態(tài)畫面，對整個生產(chǎn)的過程實現(xiàn)多過程和多通道的控制。

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

四、結(jié)束語

綜上所述，智能制造是工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的主要發(fā)展趨勢，實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化、智能化管理，有效提升了工業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益和社會價值。機電一體化是智能制造實現(xiàn)的重要技術(shù)條件，其運用水平也直接關(guān)系到智能制造功能的實現(xiàn)。因此一定要注重機電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，促進(jìn)智能制造更好的發(fā)展。

第三篇：機電一體化技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中的應(yīng)用

摘 要

機電一體化這種復(fù)合化技術(shù)的“乘法效應(yīng)”使機電一體化產(chǎn)品的前景變得十分寬廣，機電一體化技術(shù)在社會生產(chǎn)和生活中顯現(xiàn)出了巨大的優(yōu)越性，帶給人類社會的不僅僅是生產(chǎn)力水平的提高，它深刻的影響到人類生活的各各方面，帶給人們一個全新的社會。但目前，現(xiàn)代化的辦公環(huán)境越來越規(guī)范、空間越來越有限，原來功能單一和處理速度較低的傳統(tǒng)辦公設(shè)備卻越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化的辦公信息處理的要求，這就需要開發(fā)出新的適應(yīng)現(xiàn)代化辦公需求的設(shè)備。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；辦公自動化；計算機技術(shù)

目 錄

第一章 緒論............................................1 1.1課題研究的背景和意義...........................................1 1.2本課題研究的主要內(nèi)容...........................................1 第二章 機電一體化技術(shù)概念以及發(fā)展?fàn)顩r..................0 2.1機電一體化技術(shù)的概念及其應(yīng)用...................................0 2.2機電一體化的發(fā)展歷程...........................................1 2.3機電一體化的發(fā)展趨勢...........................................1 2.4機電一體化技術(shù)的發(fā)展任務(wù).......................................2 第三章 辦公自動化概念以及發(fā)展?fàn)顩r.......................3 3.1現(xiàn)代辦公自動化的含義...........................................3 3.2 OA的發(fā)展.....................................................3 3.3發(fā)展OA的意義..................................................4 第四章 機電一體化和辦公自動化設(shè)備以及關(guān)系...............5 4.1辦公自動化設(shè)備.................................................5 4.2計算機與機電一體化技關(guān)系.......................................5 第五章 機電一體化技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中應(yīng)用的前景........7 5.1 辦公自動化設(shè)備的人性化需求.....................................7 5.2 機電一體化技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中的應(yīng)用前景.....................7 第六章 結(jié)論與展望.......................................8 答 謝 辭..............................................9 參考文獻(xiàn)...............................................10

第一章 緒論

1.1課題研究的背景和意義

辦公自動化（Office Automation，簡稱OA）是指利用計算機技術(shù)、通信技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，不斷使人們的部分辦公業(yè)務(wù)活動物化于人以外的各種現(xiàn)代化的辦公設(shè)備中，最大限度地提高辦公效率和改進(jìn)辦公質(zhì)量，改善辦公環(huán)境和條件，縮短辦公周期，并利用科學(xué)的管理方法，借助于各種先進(jìn)技術(shù)，輔助決策，提高管理和決策的科學(xué)化水平，以實現(xiàn)辦公活動的科學(xué)化和自動化。辦公自動化在行政機關(guān)、企事業(yè)單位工作中已被廣泛的應(yīng)用。它改變過去復(fù)雜、低效的手工辦公方式，為科學(xué)管理和決策服務(wù)，從而達(dá)到提高辦公效率的目的。目前，現(xiàn)代化的辦公環(huán)境越來越規(guī)范、空間越來越有限，原來功能單一和處理速度較低的傳統(tǒng)辦公設(shè)備卻越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化的辦公信息處理的要求。這就需要開發(fā)出新的適應(yīng)現(xiàn)代化辦公需求的設(shè)備，往著辦公的綜合化、智能化、人性化、可移動辦公等方向發(fā)展。

隨著科技，經(jīng)濟及社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，機電一體化技術(shù)應(yīng)用廣泛，機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)遍及人們?nèi)粘Ｉ詈蛧窠?jīng)濟的各個領(lǐng)域。機電一體化技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中的應(yīng)用的重要性日漸突出，引起了人們的普遍重視。機電一體化技術(shù)在辦公自動化的設(shè)備中的應(yīng)用使得辦公自動化的設(shè)備越來越先進(jìn)，品種越來越多，功能越來越強，性能也越來越高，這為實現(xiàn)辦公自動化和無紙辦公創(chuàng)造了必要的條件，從而降低企業(yè)的成本，提高企業(yè)的效益。

1.2本課題研究的主要內(nèi)容

1．闡述機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程以及發(fā)展趨勢 2．介紹辦公自動化的發(fā)展趨勢以及辦公設(shè)備的人性化 3．將機電一體化技術(shù)與辦公自動化的需求相結(jié)合 4．展望機電一體化技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中應(yīng)用 第二章 機電一體化技術(shù)概念以及發(fā)展?fàn)顩r

2.1機電一體化技術(shù)的概念及其應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在自動化領(lǐng)域中應(yīng)用甚廣，現(xiàn)代的自動化技術(shù)都離不開電，電與機械密切相連。從硬件和軟件兩個方面加以分析，硬件包括主機（機械本體）、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)和接口等；軟件是按人的意志編成的計算機程序，通過信息使硬件更好地發(fā)揮作用。研制這些硬件和軟件的技術(shù)統(tǒng)稱為機電一體化技術(shù)。2.1.1機電一體化的硬件技術(shù)

（1）主機技術(shù)（即機械技術(shù)）

首先，應(yīng)從設(shè)計上加以提高，如采用新材料，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高剛性，減輕重量，實現(xiàn)模塊（組件）化、通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，確保系統(tǒng)整體的可靠性。其次，要考慮制造工藝問題，如選定適當(dāng)?shù)募庸ぴO(shè)備，制造合理的工藝裝備，制定先進(jìn)的工藝規(guī)程和按科學(xué)方法制訂生產(chǎn)計劃進(jìn)行生產(chǎn)管理等。(2)傳感器技術(shù)

可根據(jù)用途分為檢測系統(tǒng)自身的內(nèi)部信息傳感技術(shù)和檢測對象的外部信息傳感技術(shù)兩類。信息傳感方式有光、電、流體和機械等。（3）控制技術(shù)(主要指信息處理技術(shù))機電一體化與微電子學(xué)的進(jìn)步和信息處理設(shè)備的普及是分不開的，要進(jìn)一步提高機電一體化水平就必須提高信息處理設(shè)備的功能及可靠性，其中包括模/數(shù)或數(shù)/模轉(zhuǎn)換的可靠性，分時處理輸入輸出的可靠性和抗干擾性等。（4）驅(qū)動技術(shù)

驅(qū)動方式根據(jù)不同的動力源可分為液壓、氣動和電動3種。液壓與氣動的驅(qū)動系統(tǒng)較為復(fù)雜，包括泵、閥、油缸（氣缸）、過濾器和管路等。現(xiàn)在應(yīng)用較廣的是電動驅(qū)動機構(gòu)。（5）接口

接口是一種連接設(shè)備，包括許多信息傳輸線及邏輯控制電路。接口設(shè)備的優(yōu)劣關(guān)系著被連接設(shè)備發(fā)揮作用的程度。因此，接口技術(shù)是機電一體化中較為突出的問題。機、電兩部分的相互結(jié)合必須靠接口來實現(xiàn)。2.1.2機電一體化軟件技術(shù)

軟件技術(shù)就比較復(fù)雜了，它是人類智能和經(jīng)驗的具體表現(xiàn)，也是利用硬件的有效手段。軟件一般叫做“程序系統(tǒng)”或“軟設(shè)備”，是實現(xiàn)計算機自動控制、提高計算機使用效率、擴大計算機功能的程序的總稱。凡是程序設(shè)計均可稱之為軟件工程。一般將軟件分為系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序系統(tǒng)兩大部分。系統(tǒng)程序包括程序設(shè)計語言、編譯程序及操作系統(tǒng)；而應(yīng)用程序系統(tǒng)則包括專用程序語言及程序庫、計算機輔助設(shè)計等。一項重要的工作是推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，使之具有互換性和通用性。其中包括了程序標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和各種程序的固件化。數(shù)據(jù)庫的建立、作業(yè)描述語言的開發(fā)、語言理解或文字理解等軟件問題也是十分重要的。

2.1.3軟件和硬件的關(guān)系

軟件和硬件的關(guān)系十分密切，正如車身與車輪的關(guān)系一樣，必須協(xié)調(diào)發(fā)展。2.1.4機電一體化技術(shù)涉及的學(xué)科領(lǐng)域

機電一體化技術(shù)涉及的科學(xué)領(lǐng)域十分廣泛。機械技術(shù)包括機構(gòu)學(xué)、機械加工、精密技術(shù)、液壓、氣動技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)；共性技術(shù)包括傳感器技術(shù)、控制論及控制技術(shù)（伺服技術(shù)、順序控制、計算機控制）等。2.1.5機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

利用機電一體化技術(shù)制造出來的產(chǎn)品被稱為機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品多種多樣，現(xiàn)已發(fā)展到機群或系統(tǒng)，并已向自動化車間或工廠發(fā)展，現(xiàn)今工廠自動化、辦公室自動化、家庭自動化的“三A”革命也離不開機電一體化產(chǎn)品。

2.2機電一體化的發(fā)展歷程

“機電一體化”這個詞是日本安川電機公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當(dāng)時及70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機電一體化技術(shù)”與“機械電子學(xué)”并用，近年來“機電一體化”更流行使用。80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引人了飛行器系統(tǒng)后，使機械一電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設(shè)計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計和控制的實施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)人了機電一體化，產(chǎn)生了“光機電一體化”的新領(lǐng)域。進(jìn)人90年代，通信技術(shù)進(jìn)人了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。

2.3機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、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。縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，未來機電一體化將朝著光機電一體化、機電微型化、網(wǎng)絡(luò)模塊化、仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

2.4機電一體化技術(shù)的發(fā)展任務(wù)

更加廣泛的學(xué)習(xí)電工技術(shù)、電子技術(shù)、電氣CAD、機械制圖、機械原理、機械CAD/CAM、材料科學(xué)、計算機語言與程序設(shè)計、微型計算機(含單片機)原理及應(yīng)用、公差與技術(shù)測量、電氣控制、機械制造基礎(chǔ)、自動控制系統(tǒng)、數(shù)控加工技術(shù)、數(shù)控機床與數(shù)控系統(tǒng)，還得進(jìn)行必要的實驗和實習(xí)訓(xùn)練:如電工技術(shù)、電子技術(shù)、上機操作，機械CAD/CAM軟件應(yīng)用(上機操作)、微機、電氣控制、自動控制系統(tǒng)、技術(shù)測量(含公差)，鉗工實習(xí)、車工實習(xí)、電工實習(xí)、電子實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等，學(xué)會最基本的儀表操作、數(shù)控車床加工與編程、和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用等。并且能活學(xué)活用，有機地把這些專業(yè)融合在一起，發(fā)現(xiàn)其中的必然聯(lián)系。

第三章 辦公自動化概念以及發(fā)展?fàn)顩r

3.1現(xiàn)代辦公自動化的含義

辦公自動化(Office Automation，簡稱OA）是將現(xiàn)代化辦公和計算機網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)合起來的一種新型的辦公方式。辦公自動化的內(nèi)涵和外延IT隨著信息技術(shù)和機電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展而不斷擴展和豐富多彩。

3.2 OA的發(fā)展

3.2.1 OA的發(fā)展歷程

我國OA起源于20世紀(jì)70年代，迄今已有30多年的發(fā)展歷程，辦公自動化大致可劃分為四個發(fā)展階段：

第一階段：以復(fù)印機、個人計算機的出現(xiàn)和使用為主，還停留在沒有聯(lián)網(wǎng)的年代。OA系統(tǒng)國外以微軟公司的Microsoft Office和IBM公司的辦公套件Louts 1-2-3為代表，國內(nèi)以金山公司的WPS、CCED為代表。其文檔處理能力較差、協(xié)作型工作處理能力和企業(yè)級信息集成能力較差。由于計算機以個人辦公為主，各部門計算機之間缺乏信息溝通和共享的渠道，因此信息處于高度孤立狀態(tài)。

第二階段：以個人計算機的大量普及和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟為依托，企業(yè)建立了Intranet內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，以一些基于C/S（Client/Server，客戶端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)的公司內(nèi)部信息管理軟件為代表，但沒有功能良好的應(yīng)用系統(tǒng)支持協(xié)同工作，仍然是以個人辦公為主，信息依舊比較孤立。

第三階段：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和協(xié)同辦公技術(shù)趨于成熟，以網(wǎng)絡(luò)為中心，以工作流為主要存儲和處理對象，實現(xiàn)了工作流程自動化，讓群體協(xié)同工作成為可能，打破了第一代OA系統(tǒng)中的信息孤立狀態(tài)。除個人辦公軟件外，IBM公司LotusDomino和微軟公司Exchange群件技術(shù)逐步引入，以開通企業(yè)網(wǎng)站、實施ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）和CRM（Customer Relationship Management，客戶關(guān)系管理）為主。該階段難以實現(xiàn)異地辦公，企業(yè)資源無法延展，系統(tǒng)開發(fā)和使用復(fù)雜，投資昂貴，推廣困難。

第四階段：國內(nèi)認(rèn)為OA是以知識管理為核心的新一代辦公自動化系統(tǒng)，而國外目前很少使用OA這個概念，而多以門戶（Portal）和平臺（Platform）為主。該階段的企業(yè)OA系統(tǒng)是集信息處理、業(yè)務(wù)流程和知識管理為一體的新型應(yīng)用系統(tǒng)，能夠體現(xiàn)“知識管理”的核心理念。通俗地講，知識管理是指在恰當(dāng)?shù)臅r間，將正確的知識傳給合適的人，讓他們采取最恰當(dāng)?shù)男袆樱员苊庵貜?fù)錯誤和重復(fù)工作，從而提高企業(yè)整體辦公效率。

3.2.2 OA的發(fā)展現(xiàn)狀

目前在我國，辦公自動化尚未完全社會化，在相當(dāng)長的一個階段，電子文件和紙質(zhì)文件將長期并存，國內(nèi)OA廠商雖然大大小小有幾十家，但就目前市場而言，還有許多地方差強人意。具體表現(xiàn)在開發(fā)商水平參差不齊，部分軟件產(chǎn)品質(zhì)量不高，對OA的理解起點不高，導(dǎo)致OA系統(tǒng)與其它系統(tǒng)集成度差，售后服務(wù)差。而國內(nèi)企業(yè)的OA程度

大多處在第二、第三階段，且分布很不均勻，少數(shù)一流企業(yè)的OA程度很高，可以為高層決策提供支持，但絕大多數(shù)企業(yè)信息化程度很低，且企業(yè)信息化水平和普及程度因行業(yè)、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平而存在很大差異。3.2.3 OA的發(fā)展趨勢

未來的OA會呈現(xiàn)出以下幾個明顯的特點：

（1）綜合化和智能化。未來的企業(yè)OA系統(tǒng)將同企業(yè)其它信息資源有效地融為一體，更為智能地為企業(yè)決策提供依據(jù)。

（2）以“知識管理”為核心。知識管理是一種全新的經(jīng)營管理模式，它實際上是一種信息化應(yīng)用系統(tǒng)，以企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)和組織已經(jīng)獲取的信息，定位于擁有專門技能的人，通過協(xié)作和企業(yè)培訓(xùn)傳遞這些知識，讓整個組織能有效地利用知識，建立知識門戶和快速響應(yīng)系統(tǒng)。

（3）移動辦公。隨著計算與通信融合和移動通訊的發(fā)展，移動辦公的時代正在來臨。移動辦公是基于移動通信平臺開發(fā)出來的現(xiàn)代電子辦公系統(tǒng)。為適應(yīng)企業(yè)異地辦公和隨時隨地辦公，未來企業(yè)OA系統(tǒng)將會具備移動辦公的特性。

（4）用SOA（service-oriented architecture，面向服務(wù)的體系架構(gòu)）標(biāo)準(zhǔn)。SOA是一種用于構(gòu)建分布式系統(tǒng)的方法，它允許企業(yè)在其應(yīng)用程序開發(fā)過程中把精力集中于業(yè)務(wù)流程，而先不去關(guān)注有關(guān)集成或應(yīng)用程序底層實現(xiàn)問題，與目前流行的構(gòu)建業(yè)務(wù)架構(gòu)平臺有相同的思想，即“業(yè)務(wù)導(dǎo)向、技術(shù)無關(guān)”。業(yè)務(wù)導(dǎo)向是指在開發(fā)一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)時工作重心放在用戶的業(yè)務(wù)需求上，在此基礎(chǔ)上能夠在業(yè)務(wù)架構(gòu)平臺上迅速搭建出成熟的業(yè)務(wù)模型；技術(shù)無關(guān)是指把底層技術(shù)與具體業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行徹底的分離，因此企業(yè)信息化過程中可以把主要精力放在對業(yè)務(wù)的理解和構(gòu)建上，而無需關(guān)注具體的實現(xiàn)手段。同樣，基于SOA的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)會反映出與業(yè)務(wù)模型的緊密結(jié)合。

（5）人性化。隨著企業(yè)OA功能的不斷擴展，使用隨之會越復(fù)雜。同時各企業(yè)內(nèi)部情況各異，業(yè)務(wù)與需求也不盡相同。因此就要求OA系統(tǒng)必須遵循人性化設(shè)計，能夠根據(jù)不同的用戶需求進(jìn)行功能組合，將合適的功能放在合適的位置給合適的員工訪問，實現(xiàn)真正的人本管理。

3.3發(fā)展OA的意義

在人類發(fā)展的歷史長河中，只有不斷地創(chuàng)新才能獲得不斷地進(jìn)步，當(dāng)新的思想、體制、工具等取代了舊的一切時，人類社會才能得到發(fā)展，這是社會發(fā)展的必然趨勢。因此，企業(yè)必須打破舊有的、故步自封的觀念，以發(fā)展的眼光不斷研究和接受新事物，才能獲得企業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。實施辦公自動化能夠使企業(yè)更好地運用網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)信息共享，促進(jìn)內(nèi)部資源的交流，實現(xiàn)日常管理工作的無紙化辦公，提高辦事效率，降低企業(yè)成本，為將來進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)化營銷、網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)打下基礎(chǔ)。其目標(biāo)是以確保系統(tǒng)實用、可靠、先進(jìn)為原則，構(gòu)造企業(yè)級通信平臺，實現(xiàn)電子郵件管理；建立以信息流轉(zhuǎn)為核心的辦公自動化系統(tǒng)；結(jié)合公共信息管理、個人事務(wù)管理以及檔案管理，在統(tǒng)一工作桌面下實現(xiàn)企業(yè)級信息共享，建立業(yè)務(wù)流程自動化、圖文傳遞電子化、文檔一體化等的辦公自動化系統(tǒng)，最終提高企業(yè)工作效率和管理水平，增強企業(yè)的競爭力；還可借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把企業(yè)的有關(guān)信息對內(nèi)對外進(jìn)行實時發(fā)布，以提高企業(yè)形象和知名度，增強企業(yè)的凝聚力。而且，實施辦公自動化能夠在企業(yè)中營造一種爭先創(chuàng)優(yōu)、吐故納新的工作氛圍，對企業(yè)的發(fā)展也是一種很好地促進(jìn)。因此，實施好辦公自動化對企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展能夠起到至關(guān)重要的作用。

第四章 機電一體化和辦公自動化設(shè)備以及關(guān)系

4.1辦公自動化設(shè)備

辦公自動化設(shè)備包含兩方面：一是硬件設(shè)備、二是軟件系統(tǒng)。4.1.1硬件部分

辦公自動化設(shè)備的硬件部分：以計算機為主，打印機、復(fù)印機、傳真機、掃描儀、投影機、光盤刻錄機、數(shù)碼相機、移動硬盤、U盤為輔助工具。4.1.2軟件部分

辦公自動化設(shè)備的軟件部分：電腦操作系統(tǒng)、文字處理軟件、圖片處理軟件、影音處理軟件、表格和數(shù)據(jù)處理軟件、聊天軟件、保密軟件、網(wǎng)絡(luò)硬盤和一些控制軟件等等。

4.2計算機與機電一體化技關(guān)系

4.2.1計算機技術(shù)對機電一體化發(fā)展的推動過程

機電一體化是多種高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上,在計算機、傳感器和軟件技術(shù)三者的支撐下發(fā)展起來的。機電一體化技術(shù)不僅僅局限于機械和電子技術(shù)的結(jié)合,而且結(jié)合檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自控技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、精密機械技術(shù)、計算機技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)為一體的交叉學(xué)科與綜合技術(shù)。以微電子技術(shù)和計算機技術(shù)為龍頭的信息處理技術(shù)是使機電一體化產(chǎn)品具有自動化、數(shù)字化和智能化的關(guān)鍵所在。這為發(fā)展更高層次的自動化辦公提供了條件。4.2.2機電一體化與計算機技術(shù)結(jié)合的表現(xiàn)

機電一體化是一門以機械、電子、計算機為主的多學(xué)科交叉、滲透的邊緣學(xué)科，發(fā)展的過程是結(jié)合的過程。結(jié)合作為發(fā)展的動力，是一個制造的過程。由于它的制造性將機、電、信息、控制等各種相關(guān)技術(shù)融合貫通，揚長避短，實現(xiàn)了系統(tǒng)整體優(yōu)化的效果，產(chǎn)生了多種多樣的機電一體化的產(chǎn)品和系統(tǒng)，促使該領(lǐng)域不斷拓展。其集中表現(xiàn)在兩個方面：一是以功能為線索、機電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的機械的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了計算機控制的自動化機械，一個完整的機電一體化系統(tǒng)由5個本質(zhì)上不同的基本功能要素組成:即由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器。5個要素組成一個完整的機電一體化系統(tǒng)。二是以機電為基礎(chǔ)，從機電一體化的5個功能要素來講，可以清楚地發(fā)現(xiàn)，除計算機的功能要素外，其它要素都是以機電為基礎(chǔ)的。這也是符合機電一體化產(chǎn)生和發(fā)展的背景。動力模塊通過機電結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了電信號到機械信號的轉(zhuǎn)變，傳感器模塊通過機電結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了外界信號轉(zhuǎn)換為電信號的途徑，計算機模塊在輸入電信號中加入了新的信息，從而實現(xiàn)了信息的增值，并輸出了新的電信號。因此結(jié)合的功能要素是以機電為基礎(chǔ)的，以電介質(zhì)為結(jié)合過程的公共界面。

4.2.3計算機技術(shù)與機電一體化技術(shù)結(jié)合的特點

由此可見，機電一體化結(jié)合的本質(zhì)就是信息結(jié)合，它通過在機電一體化系統(tǒng)中結(jié)合各種信息處理技術(shù)實現(xiàn)處理信息種類和數(shù)目的增多，從而實現(xiàn)復(fù)雜的或新的功能要求。從信息論的角度講，并非信源天然就能與信道的性質(zhì)相匹配，而是采取一系列措施來實現(xiàn)這種匹配。現(xiàn)代信息技術(shù)中需要用的信息傳遞系統(tǒng)是電信系統(tǒng)，因而，要把一切事物的“運動方式”通過電信系統(tǒng)傳遞到對方。首先要把電參量變化來表示這種“運動狀態(tài)和方式”把原事物產(chǎn)生的信息映射為電信號即把非電量轉(zhuǎn)換為電的參量變化，通過電界面的典型結(jié)合技術(shù)有機電結(jié)合、光電結(jié)合、硬件結(jié)合等。4.2.4計算機與機電一體化結(jié)合發(fā)展的方向

機電一體化技術(shù)是一種新興的綜合性的高新技術(shù),它是把電子器件的信息處理和控制功能“揉合”到機械裝置之中,是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù)；由于機電一體化技術(shù)正在不斷發(fā)展,要從系統(tǒng)工程的角度了解機電一體化的本質(zhì)。機電一體化系統(tǒng),像人體構(gòu)成一樣,具有機械本體部分、動力部分、傳感部分、驅(qū)動部分、執(zhí)行部分、控制和信息處理部分等基本結(jié)構(gòu)要素。各基本結(jié)構(gòu)要素之間靠“接口”聯(lián)接,接口性能的優(yōu)劣是影響機電一體化系統(tǒng)性能好壞的決定性因素；機電一體化技術(shù)是一門邊緣學(xué)科,是在許多相關(guān)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其共性關(guān)鍵技術(shù)是機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)和系統(tǒng)總技術(shù)。其中集成電路技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)是機電一體化的核心技術(shù)。

機電一體化技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用,是當(dāng)今世界工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)的主要趨勢,在激烈的國際政治、軍事、經(jīng)濟競爭中具有舉足輕重的作用,受到世界各國的極大重視。我國與發(fā)達(dá)國家相比,雖然在工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品水平上有一定的差距,但是我國有廣闊的機電一體化應(yīng)用開拓領(lǐng)域和技術(shù)產(chǎn)品潛在市場,通過統(tǒng)籌兼顧,全盤規(guī)劃、制定正確的發(fā)展戰(zhàn)略,適當(dāng)在財力、物力特別是智力上投資,提高工程技術(shù)人員的機電一體化意識和技術(shù)水平,我國的機電一體化技術(shù)革命一定會得到蓬勃發(fā)展。

第五章 機電一體化技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中應(yīng)用的前景

5.1 辦公自動化設(shè)備的人性化需求

隨著科技的發(fā)展現(xiàn)在的辦公自動化設(shè)備已經(jīng)不能滿足于企業(yè)和社會發(fā)展的需要，這就需要用新的辦公自動化設(shè)備來完成，未來的辦公自動化設(shè)備應(yīng)該是更多的傾向于自動化、人性化、微型化、移動型，但開發(fā)未來型的辦公自動化設(shè)備必定需要光機電一體化技術(shù)的支持，將激光技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)與機械技術(shù)結(jié)合而成的綜合性高技術(shù)應(yīng)用于開發(fā)新的辦公自動化設(shè)備，有可能將仿生物技術(shù)引用到未來辦公自動化設(shè)備的開發(fā)中，從而提高辦公自動化的水平即無人化。

5.2 機電一體化技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中的應(yīng)用前景

機電一體化技術(shù)特別是其光電技術(shù)和微型計算機在辦公自動化設(shè)備中都是不可缺少技術(shù)支撐，這些技術(shù)在辦公自動化設(shè)備中的應(yīng)用催化了新一輪辦自動化設(shè)備的革新，以確保辦公自動化系統(tǒng)實用、可靠、先進(jìn)，實現(xiàn)企業(yè)級信息共享，最終提高企業(yè)工作效率和管理水平，增強企業(yè)的競爭力和凝聚力。促進(jìn)企業(yè)又好又快發(fā)展。

為未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人類智能、情感、人性等等，特別是對辦公機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品，從而使得辦公自動化設(shè)備服務(wù)的智能化、人性化。

第六章 結(jié)論與展望

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也是檢驗學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)之后，我們需要了解自己的所學(xué)應(yīng)該如何應(yīng)用在實踐中，因為任何知識都源于實踐，歸于實踐，所以要將所學(xué)的知識在實踐中來檢驗。很多事情看起來是很簡單的問題，但實際做起來去會發(fā)現(xiàn)有許多奧妙！這是因為其中蘊含著許多科學(xué)的問題，運用科學(xué)的方法去解決問題。

隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展我們將迎來了光機電一體化的革新時代他將推動著整個社會的進(jìn)步，特別是在辦公自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在辦公自動化設(shè)備中恰當(dāng)?shù)匾牍鈾C電技術(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益，從而造福于人民，有利于國家。同時機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，機電一體化的出現(xiàn)是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，對人類社會的進(jìn)步的推動力也將越來越大，呈現(xiàn)在我們眼前的必然是一個全新的世界。

答 謝 辭

在畢業(yè)之際寫出了這些話，是因為我感覺到了學(xué)校生活的離我而去，感覺到了社會會給我壓力和阻力，歷時一個月的畢業(yè)論文設(shè)計也接近尾聲，在畢業(yè)論文設(shè)計的過程中很多人給了我很大的幫助。

首先要感謝老師對我的關(guān)心和教導(dǎo)，在論文的書寫過程中是老師給了我細(xì)心周到的講解，在忙于工作的同時是老師給了我很大的幫助，從老師身上，我不僅學(xué)到了科研的方法，更重要的是學(xué)會了如何做人，使我明白了許多待人接物與為人處世的道理，使我知道要認(rèn)真對待每一天。在此謹(jǐn)向老師致以崇高的敬意和深深的感謝!

參考文獻(xiàn)

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第四篇：機電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

摘要 ····································· 1 前言 ····································· 2 第一章、機電一體化技術(shù)的概述 ························· 3 第二章、機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢 ···················· 4 第三章、機電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義 ·············· 5 3.1 提高勞動效率 ······························ 5 3.2 提高了勞動安全保障 ··························· 5 3.3 增加了經(jīng)濟效益和礦工的勞動收入 ····················· 5 第四章機電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用 ······················ 6 4.1 機電一體化技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用 ····················· 6 4.2 機電一體化技術(shù)在提升機中的應(yīng)用 ····················· 6 4.3 機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應(yīng)用 ··················· 6 4.4 其他 ·································· 6 第五章 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢 ························· 8 5.1 光機電一體化方向 ···························· 8 5.2 柔性化方向 ······························· 8 5.3 智能化方向 ······························· 8 5.4 仿生物系統(tǒng)化方向 ···························· 8 5.5 微型化方向 ······························· 8 結(jié)論 ····································· 10 致謝 ····································· 11 參考文獻(xiàn) ··································· 12

摘 要

本文對機電一體化技術(shù)進(jìn)行了概述, 簡要介紹了機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢, 論述了機電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義, 重點介紹了機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:煤礦 機電一體化 意義 應(yīng)用

引 言

由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，簡單的機械已無法繼續(xù)滿足工業(yè)的生產(chǎn)，在這種需求下，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域朝著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)等高科技領(lǐng)域迅速發(fā)展，逐漸演化為一新名詞——機電一體化。這項綜合技術(shù)使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

第一章、機電一體化技術(shù)的概述

“ 機電一體化”(Mechatronics)是集機械、電子、計算機和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機結(jié)合的一門交叉綜合技術(shù)。機電一體化是在機械的主功能、動力功能和控制功能上引進(jìn)計算機和電子技術(shù),將機械裝置和電子設(shè)備以及軟件等緊密結(jié)合起來,相互滲透,相互融合而形成的一門新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純地利用電子技術(shù)來簡化或替代機械,更重要的是將機械系統(tǒng)、微電子和計算機技術(shù)、信息技術(shù)組成了最佳系統(tǒng)。

機電一體化技術(shù)具有下述優(yōu)勢:提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。機電一體化產(chǎn)品均具有自動監(jiān)視、報警、診斷等功能,大大簡化了操作步驟并且簡單、方便;適用面廣、生產(chǎn)能力強、工作質(zhì)量高。機電一體化產(chǎn)品的各種自動功能適用于不同的場合和領(lǐng)域,應(yīng)變能力強,很大程度提高了控制和檢測的靈敏度和精度;具有復(fù)合功能、調(diào)整和維護(hù)方便。機電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能,它的它的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施,使工作恢復(fù)正常。第二章、機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢

機電一體化技術(shù)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段:準(zhǔn)備階段,計算機的出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)著機電一體化技術(shù)的產(chǎn)生。上個世紀(jì)六十年代,日本首先提出這個名詞,但是限于當(dāng)時的技術(shù)水平,該技術(shù)無法得到廣泛的推廣和應(yīng)用;起步階段,信息技術(shù),微電子技術(shù)的發(fā)展成熟和第四代電子產(chǎn)品的商品化是機電一體化這一設(shè)想變成了現(xiàn)實,在這一時期,機電一體化的影響不斷擴大,并取得了較大發(fā)展;發(fā)展時期,進(jìn)入八十年代,機電一體化技術(shù)已為全世界學(xué)者所囑目,機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品已像雨后春筍般出現(xiàn);蓬勃發(fā)展時期,九十年代至今,各種新技術(shù)出現(xiàn)并取得突破性的發(fā)展,日新月異的變化使機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品擴展到人們生活的各個領(lǐng)域。

我國制造的機電一體化產(chǎn)品都具有智能化、程序化、信息化的特點,以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點,機電一體化產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用減輕了勞動強度,提高了生產(chǎn)力水平,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟和社會效益。然而,我國的機電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比差距還很大,其未來的發(fā)展趨勢是:

開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置;增加產(chǎn)品的通信功能,以適應(yīng)綜合自動化的需要;開發(fā)以微處理器和微機為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等;機器人仍然是機電一體化技術(shù)今后研究的重點之一。第三章、機電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義

3.1 提高勞動效率

機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用使過去落后的生產(chǎn)方式得到極大的改變,大量新型自動化電子設(shè)備的使用徹底轉(zhuǎn)變了煤礦的作業(yè)模式,明顯降低了工人的勞動強度,大幅提升了勞動生產(chǎn)率,極大地提高了勞動效率。

3.2 提高了勞動安全保障

傳統(tǒng)的煤礦工作環(huán)境非常惡劣,在潮濕、充滿煤塵的環(huán)境中長時間、高負(fù)荷地工作嚴(yán)重影響到礦工的身體健康和生活質(zhì)量,某些情況下還會危及到他們的人身安全。采用機電一體化設(shè)備進(jìn)行煤炭的采掘、運輸、提升等,不僅可以使礦工從繁重的體力勞動中解脫出來,而且還能降低發(fā)生事故和危險的幾率,防止工傷和職業(yè)病的發(fā)生,保證了礦工的生命安全。

3.3 增加了經(jīng)濟效益和礦工的勞動收入

煤礦機電一體化技術(shù)的運用使得煤炭的產(chǎn)量大幅提高,增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益,同樣使礦工的勞動收入有所提高,改善礦工的生活質(zhì)量。煤礦企業(yè)的快速發(fā)展帶動了其它相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展,對地方經(jīng)濟的快速發(fā)展起到積極的推動作用。

第四章機電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

4.1 機電一體化技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在采煤機的一個典型應(yīng)用就是電牽引采煤機。它具有許多液壓牽引采煤機不具備的優(yōu)勢和特點:良好的牽引特性。在采煤機前進(jìn)時它可以提供牽引力,在采煤機下滑時它還可以進(jìn)行發(fā)電制動;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,可用在40°～50°傾角的煤層,而不需要其它防滑裝置;運行可靠,使用壽命長。與液壓牽引不同是電牽引采煤機除電動機的電刷和整流子有磨損外,其它元件沒有磨損,因此運行可靠,使用壽命長,維修量小;反應(yīng)靈敏,動態(tài)特性好;結(jié)構(gòu)簡單、效率高。電牽引采煤機機械傳動結(jié)構(gòu)輕便簡單,只做一次轉(zhuǎn)換電能轉(zhuǎn)換為機械能,轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)99%,而液壓采煤機的電能轉(zhuǎn)換機械能的轉(zhuǎn)換效率只有65%～70%左右。

4.2 機電一體化技術(shù)在提升機中的應(yīng)用

目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設(shè)備是礦井提升機,為全數(shù)字化交直流提升機。尤其是內(nèi)裝式提升機,在結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合二為一,大大簡化了機械結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)了機械～電力電子～計算機～自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機高度可靠,采用總線方式,使電器安裝大大簡化,此外,硬件配置簡單,互相兼容。我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機,其核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計算機系統(tǒng),其性能先進(jìn)、操作簡便、準(zhǔn)確可靠。

4.3 機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應(yīng)用

帶式輸送機是我國煤礦井下輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備,具有長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點。因此,近幾年來帶式輸送機已成為機電一體化技術(shù)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。它是一種專門為煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設(shè)計的軟驅(qū)動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動延遲技術(shù),我國帶式輸送機一般為3點驅(qū)動,對輸送機的單機長度和運量存在一定的限制。而且,輸送機的監(jiān)控設(shè)備的功能、可靠性、靈敏度和壽命都與發(fā)達(dá)國家相比存在顯著的差距。

4.4 其他

煤礦機電一體化設(shè)備液壓支架則向電液控制方向發(fā)展,將計算機技術(shù)與液壓控制有機結(jié)合,實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。煤礦供電要求是供 電要可靠,質(zhì)量要高,能滿足大功率設(shè)備。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開關(guān)柜采用維護(hù)量小,使用壽命長的真空開關(guān)。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機保護(hù)”,具備網(wǎng)絡(luò)功能,可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。

機電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),目前已經(jīng)成為礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力,為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實的基礎(chǔ)。

機電一體化系統(tǒng)是機械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)成要素或子系統(tǒng)之間的接口極為重要，從某種意義上說，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計歸根結(jié)底就是接口設(shè)計概念設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)程中最富創(chuàng)新性的階段之一，原理方案設(shè)計則是概念設(shè)計的核心，對提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本有決定性的影響[2]．近年來，國內(nèi)外研制了一些能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的功能原理解的設(shè)計知識目錄或知識庫，探索了單一功能原理解的計算機表達(dá)及智能搜索策略，研制了能對單一功能求解的試驗系統(tǒng)口。5]．但對多學(xué)科領(lǐng)域集成的機電一體化系統(tǒng)概念設(shè)計階段的功能原理求解，尤其是基于接口特征匹配的機電一體化系統(tǒng)功能原理求解的研究卻很少見到報道．本文著重探討了基于接口特征匹配的機電一體化系統(tǒng)功能原理求解策略和實現(xiàn)方法． 第五章 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

5.1 光機電一體化方向

一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)、利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點，就能有效地改進(jìn)機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

5.2 柔性化方向

未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在這種系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

5.3 智能化方向

今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。

5.4 仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產(chǎn)品雖然有向仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢，但還有一段漫長的道路要走。

5.5 微型化方向

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要再區(qū)分機械部分和控制器部分了。那時，機械 8 和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPH 等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機電一體化的重要發(fā)展方向。

結(jié) 論

隨著煤礦生產(chǎn)不斷向深部水平發(fā)展，對控制水平和規(guī)模的要求越來越高，從而會進(jìn)一步加速機電一體化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。目前各種高科技術(shù)的發(fā)展，如網(wǎng)絡(luò)、光纖、人工智能及生物工程等高新技術(shù)，已經(jīng)滲入到機電一體化技術(shù)之中，使機電一體化產(chǎn)品功能更強大、性能更優(yōu)越，智能化程度也越來越高。因此，采用新的機電一體化技術(shù)裝備的煤礦企業(yè)，會獲得更加顯著的技術(shù)、經(jīng)濟和社會效益，循環(huán)促進(jìn)、不斷發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn) 楊自厚． 人工智能技術(shù)及其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用[Ｊ]．冶金自動化，1994（5）2 唐立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點和體系結(jié)構(gòu)的研究[Ｊ]．冶金自動化，1996（4）3 唐懷斌． 工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢 [Ｊ]．自動化與儀器儀表，1996（4）4 王俊普． 智能控制[M]． 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996 5 林行辛． 鋼鐵工業(yè)自動化的進(jìn)展與展望[Ｊ]．河北冶金，1998（1）6殷際英． 光機電一體化實用技術(shù)[Ｍ]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 7 芮延年． 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[Ｍ]． 北京：機械工業(yè)出版社，2004．

第五篇：工程機械機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

工程機械機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也得到了快速發(fā)展,而機電一體化在工程機械中的應(yīng)用與發(fā)展也促進(jìn)了工程機械的不斷進(jìn)步。本文主要對機電一體化技術(shù)以及其在工程機械中的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：工程機械 機電一體化技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展 引言

隨著科學(xué)技術(shù)以及新興科技突飛猛進(jìn)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了學(xué)科之間的相互滲透、融合，同時也促進(jìn)了工程建設(shè)領(lǐng)域的革新與創(chuàng)新。目前，機電一體化已經(jīng)漸漸成為一種獨立的技術(shù)，在各行各業(yè)都有不同程度的應(yīng)用。尤其是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上促進(jìn)了機電一體化的進(jìn)步與創(chuàng)新，并且在工程機械中得到了很好的應(yīng)用。積極地采用機電一體化，將機械、電子技術(shù)和液壓技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合，大大地提高了機械的多種功能，比如說，動力性能提升，燃油的經(jīng)濟效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精準(zhǔn)度和舒適度都大幅度提高，機械的使用壽命也隨之延長。所以，研究工程機械機電一體化的應(yīng)用與發(fā)展有著重大意義。

一、機電一體化技術(shù)的概述

機電一體化就是綜合地運用機械、計算機、微電子、電力電子、光學(xué)、接口等技術(shù)，對各個功能進(jìn)行合理的配置，從而實現(xiàn)了高質(zhì)量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化也稱之為機械電子學(xué),屬于一門新興的邊緣綜合科學(xué), 機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和

精密機械技術(shù)有機結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)。主要是通過微電子技術(shù)的應(yīng)用,把微電子技術(shù)引進(jìn)到相關(guān)的動力功能、機械主功能、控制功能等方面,在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進(jìn)行有機結(jié)合而形成有效的系統(tǒng)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也得到了快速發(fā)展，并且處于不斷創(chuàng)新與進(jìn)步之中。機電一體化技術(shù)逐漸走向了高智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化和綠色化的趨勢。而機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用,能夠使得各種性能方面都得以明顯改善,比如操作舒適性能夠得以有效提高;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效。可靠性不斷提高;不斷提高相應(yīng)的作業(yè)精度和作業(yè)效率。

二、工程機械機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和極高的應(yīng)用價值，尤其是在工程機械中的應(yīng)用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、機電一體化技術(shù)的在工程機械提高生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗方面的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說，液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪費了。在能源資源高度緊張的今天，迫使機械工程的發(fā)展必須向著“節(jié)能降耗”的方向發(fā)展。比如說，小松公司生產(chǎn)的挖掘機能夠很好地達(dá)到節(jié)能降耗的目的，大約可以節(jié)省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節(jié)能器的采用。日立公司生產(chǎn)的挖掘機，采用了“卡特電子效率”節(jié)能控制體系，通過對泵以及發(fā)動機的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達(dá)到98%左右，生產(chǎn)率也相應(yīng)地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節(jié)能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設(shè)備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節(jié)能的作用。電子節(jié)能控制器操作比較簡單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。

2、在自動化以及半自動化的作業(yè)全過程中的應(yīng)用 工程機械全面地實現(xiàn)作業(yè)自動化以及半自動化水平，可以有效地降低操作人員的勞動強度，有效地提高生產(chǎn)效率，大大減少了因為操作人員的經(jīng)驗不足或技術(shù)不到位對于操作精度的影響。比如說，三菱公司設(shè)計生產(chǎn)的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統(tǒng)的功能，相關(guān)的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設(shè)定好之后，相應(yīng)的微機操作系統(tǒng)就會根據(jù)不同角度的傳感器發(fā)出的信號，對動臂、鏟刀和斗桿的運動進(jìn)行自動的控制，從而實現(xiàn)多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準(zhǔn)挖掘，有效地實現(xiàn)了挖掘操作的自動化水平。

3、在控制柴油機上的應(yīng)用

要想進(jìn)一步深入發(fā)展柴油機技術(shù), 應(yīng)該要解決發(fā)動機排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾。在電子技術(shù)發(fā)展十分迅速的今天,采用電子節(jié)能液壓泵系統(tǒng)能夠有效減小能耗, 還能自動控制冷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨溫度的變化, 這樣的條件下, 電子控制自動變速,還包括根據(jù)負(fù)荷條件自動調(diào)節(jié)柴油機油門等內(nèi)容都能得以實現(xiàn), 能夠使得在各種變工況下的柴油機, 在滿足經(jīng)濟指標(biāo)和排放指標(biāo)的最佳噴油時間的同時, 能夠?qū)崿F(xiàn)凈化排氣、節(jié)約能源、提高效率。

4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度

在工程機械施工操作中引入機電一體化實現(xiàn)操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經(jīng)驗不足而造成的作業(yè)精度的影響。

5、在工程作業(yè)精確度方面的應(yīng)用

在工程機械設(shè)備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱量的過程自動化，對稱量系統(tǒng)實現(xiàn)微機控制，使得稱量更加精確。自動找平裝置的應(yīng)用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質(zhì)量。自動供料系統(tǒng)（超聲波技術(shù)）的應(yīng)用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調(diào)節(jié)，全面提升了攤鋪的效果和質(zhì)量。與此同時，鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。

6、電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警

電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機械的工作裝置，傳動系統(tǒng)、發(fā)動機、液壓系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，一旦在運行的過程中發(fā)生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進(jìn)行報警提示。機電一體化的發(fā)展和應(yīng)用，大大地改善了操作人員的現(xiàn)實工作條件，全面提高了機械設(shè)備的工作效率。與此同時，簡化了機械設(shè)備檢查和維護(hù)的工作，相應(yīng)地減少了維修費用，大大降低了維修停機的時間，對于提高機械設(shè)備的使用壽命有很大的作用和意義。

三、工程機械機電一體化技術(shù)的發(fā)展

1、傳感技術(shù)的融合

目前,傳感器技術(shù)在現(xiàn)代工程機械上應(yīng)用較為廣泛,比如,發(fā)動機可以通過機油壓

力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進(jìn)行發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)攤鋪機在工作時實現(xiàn)自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預(yù)定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術(shù)的迅猛發(fā)展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩(wěn)定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發(fā)展,所以,未來在工程機械上將應(yīng)用越來越多種類的傳感器。

2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術(shù)的應(yīng)用

計算機是實現(xiàn)信息處理的主體, 信息處理技術(shù)包括范圍應(yīng)用比較廣, 主要包括 信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術(shù)范圍涉及到網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、硬件和軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等等方面。要想工程機械機電一體化技術(shù)發(fā)展不斷進(jìn)步, 應(yīng)該大力發(fā)展計算機應(yīng)用及信息處理技術(shù)。

3、電子控制理論的指導(dǎo)性增強

工程機械現(xiàn)代化的重要標(biāo)志就是以微電子為核心的高新技術(shù), 通過其應(yīng)用和推廣,在相關(guān)控制理論指導(dǎo)下,能夠滿足系統(tǒng)智能化設(shè)計的要求,完成相關(guān)的設(shè)計后的系統(tǒng)仿真等等。

結(jié)束語

綜上所述，機電一體化在工程機械中的應(yīng)用發(fā)展是當(dāng)前機械工業(yè)發(fā)展必然的趨勢，也是振興和發(fā)展機械工業(yè)的必經(jīng)之路。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,工程機械機電一體化還會有著更多的創(chuàng)新與發(fā)展,未來工程機械機電一體化技術(shù)的應(yīng)用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進(jìn)工程機械的發(fā)展。

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