机电一体化弊端范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化弊端，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1机电一体化的发展现状

我国在工业生产技术方面存在着一定的问题，其制造水平与发达国家之间存在较大的差距。但是我国拥有强大的经济市场，这对于机电一体化的发展起到了一定的促进作用。当今，世界上的经济竞争十分的激烈，我国在工业制造方面面临着巨大的挑战，只有将我国的机电一体化技术融入到工业行业的制造中来才会提高我国科技的技术含量，打破传统的工业行业中存在的成本高、技术含量较低的不良现象。机电一体化的发展经历了三个重要的时期。最初的阶段是简单的机械与电子的融合，在机电一体化的最初阶段人们只是具有了电子与机械相结合来运用的简单的构想，只是停留在理论思想方面并没有采取一定的措施来实现电子与机械的相互融合。第二段时期主要是技术的发展阶段。这个阶段出现了很多的理论思想，虽然电子技术随着社会的快速发展也取得了一定的进展但是把理论思想应用在实践中也仍然不能实现电子技术与机械技术的相互融合。第三阶段就是电子技术朝着智能化的发展方向而发展。当今社会，我国的科学技术得到迅速的发展。计算机信息技术、红外线感应技术等无不在提醒着我们这是一个智能化的世界。计算机信息技术、红外线感应技术在一定程度上推动了机电一体化技术的发展，为机电一体化提供了相应的知识理论。目前，机电一体化在社会市场经济的刺激下已经实现了在各个行业中的应用。世界上的各个国家都在为机电一体化的发展提供了人力、物力和财力，其最终的目标就是希望通过机电一体化来实现自己国家的工业化快速发展。

2机电一体化的创新发展趋势

2.1采取绿色、环保、轻便和性价比较高的材料

机电一体化在未来的创新方面将会选择采用较为环保、轻便和性价比较高的材料。在机电一体化的原材料方面开始有新的突破。比如说，机电一体化的产品可以随着社会经济的不断发展选择一些轻便、绿色和性价比较高的原材料，选择原材料之后可以充分联系材料的不同特点来对所生产的产品进行不断的改进与完善，进而可以保证机电一体化的产品的质量并在保证机电一体化产品质量的基础之上采用更加典型的新型的材料来不断地创新产品，比如，可以在机电一体化中引入高分子材料、智能材料和纳米材料，这样可以使材料的得到一定的回收利用并达到环保、绿色的环境要求。

2.2在造型和功能上的创新

在我国科学技术的飞速发展下，我国在机电一体化产品的方面上开始新的创新，最值得一提的就是在造型和功能方面的创新，机电一体化产品在造型和功能方面上的改进与创新可以较大程度地满足广大消费者对产品造型和功能的追求。比如说，在对产品的造型方面的创新时，利用机电一体化的技术可以有效地提升产品的外在造型的审美高度，最大程度地满足顾客对产品造型的需求。除此之外，机电一体化也会越来越重视自身产品的功能，会加强对产品功能上的改进与创新。并且机电一体化产品的功能还会为了满足不同用户在不同阶段的不同的要求来改变产品的功能使得产品的功能变得多样化与全面化。

2.3机电一体化会实现控制方面的高效化、智能化和便捷性

传统的机械设备在操作方面具有较大的繁琐性，再加上在工作的过程中需要认为实现机器的操作运行。这往往就会提升人工操作机器设备的危险性。机电一体化就是能较好地避免这些潜在危险的发生，可以有效地实现在机械设备的操作运行中的便捷性、安全性、自动化与高效性。比如说，在机电一体化中运用电子技术、光子技术或者现代新型的信息技术并在此基础之上加以创新就会实现机电一体化的便捷性、智能化与高效性，有利于进一步促进机电一体化的创新发展的进程。

3机电一体化产品的发展方向

机电一体化并非是一门独立的课程，它融入了电子、计算机、机械工程等专业的知识。随着信息技术与电子产业的迅速发展，计算机技术和电子技术逐渐走向智能化、微型化和快速化。因此，集电子、计算机于一身的机电一体化技术自然也会随着电子技术和计算机技术的发展而不断地发展。在不久的将来，机电一体化技术开始迈向智能化、微型化与网络化的进程。机电一体化作为一种新型的科技技术，研究其技能的人员相对而言较少，机电一体化的专业的研究人员的缺乏是目前阻碍机电一体化发展进程的较为关键的问题。所以，目前最重要的任务就是在大力推进机电一体化进程的基础上建立完善的有关专业的培养部门，为机电一体化技术培养出所需要的专业性人才。比如说，可以在各大高校中开设与机电一体化技术相关的专业科目，鼓励有关专业培训教育集体的发展，国家还要给这些相关的专业相应的政策扶持，为机电一体化技术人才的培养创造良好的训练环境。在这样的情况下才有可能吸引更多的人去关注和了解机电一体化的技术专业，才会在此基础之上较快地培养出高素质的专业性人才，从而进一步促进我国机电一体化技术的发展进程。

4结束语

机电一体化的技术的实现可以进一步满足大家对产品的更高要求，只有不断地对机电一体化进行创新才会在社会经济的快速发展中适应社会的需求。我们要在掌握现有的技能的基础之上了解市场经济的需求，努力创新，在技术创新中不断地创造出更多需求的产品，早日实现在市场经济竞争中的龙头地位。

作者:张杰 单位:国投大同能源有限责任公司

参考文献：

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关键词： 设备； 维修； 机电； 一体化； 研究

中图分类号： F273.1 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）05-0072-01

随着数控机床的发展，数控机床的普及率越来越高，特别是金切设备的数控化，在我公司重点分厂的普及率已达50%左右，而达到这个水平也就短短10年时间，同时整个数控化的水平还将不可逆转的进一步提高。数控设备是高度机电一体化的设备，数控设备的先进性、复杂性和智能性的特点，也就决定其维修的难度较之传统设备大幅度提高，对人的要求也越来越高，面对设备维修新形式，作为维修者的我们又该如何应对这种变化，以及自身又如何去适应企业发展要求，是我们不得不考虑的问题。目前，我们的维修者绝大多数是在没有见过数控设备时，从事了设备维修工作的，同时我们的维修体制是机电分家的，直到今天依然如此。机电分家、没有经过系统培训的维修人员从事着数控机床的日常维修、保养工作，其中隐含的问题，非专业的人员又知道多少？笔者从事设备维修的技术工作二十多年，机械技术一直在干，电气技术工作干了有八年，对于设备维修工作小有心得，愿在此和大家进行交流。笔者认为设备维修中的机电分家体制是一个很大的弊端，特别在数控设备维修中，将产生很多问题。下面以两个事例说明机电分家之弊和设备维修机电一体化的优势。

一、设备维修机电分家的弊端

1998年，东电水轮机分厂有一台俄罗斯Φ160落地镗床出现故障，主轴箱挂Ⅰ档正常运行，挂Ⅱ、Ⅲ档时，出现异响，速度越高异响越严重。整个维修持续半年多，通过四次处理才勉强解决问题，充分暴露了机电分家在维修中的问题。

第一次处理情况：因故障状态是从机械上表现出来，非常像齿轮或轴承损坏时，发出的响声。作为机械技术员，本人认为可能是齿轮或轴承损坏，要求机修工打开主轴箱端面盖板，检查轴承及齿轮等是否异常。检查发现主轴箱Ⅰ轴，轴承孔磨损，轴承外圈与轴承孔之间有间隙。处理方案：将新轴承进行外圈刷镀，至孔尺寸±0.01mm，回装。回装后试车，故障情况依旧。笔者请来分厂电气技术员，希望对电气部分进行检查。电气系统使用的是V5直流调速系统，电气技术员在观察了励磁电压、电流，电枢电压、电流后，认为其机床运行时平稳，电气上没有问题。

第二次处理情况：鉴于电气技术员的判断，以及我们机械上没有任何人可以提出异议，我再次怀疑是机械问题，由于此设备是二手设备，怀疑否是因零部件磨损较严重，而引起此故障，决定解体主轴箱检查所有零部件。解体后，凡有磨损零部件的全部测绘（实际磨损都并不严重），加工新配件。加工的新配件到货后，机床回装。试车，异响消除。于是机床投入生产，但两天以后同样的故障再次出现。

这时，作为机械技术员，笔者的确更怀疑电气上有问题，但也确实不能完全排除机械上会出现问题的可能。于是我向原设备处办理了委托修理单。设备处派出了机械技术员和电气技术员同时到场，进行会诊。电气上借来了测速仪，进行检测，认为速度稳定，观察了励磁电压、电流，电枢电压、电流后，也认为平稳，故得出结论：电气上无问题。机械上也对主轴箱开盖检查，未发现问题。在这种情况下，机电双方都无法说服对方，没有产生任何处理方案。机床处于停机状态，我们也一直在等设备处的处理方案。

第三次处理情况：鉴于设备处一直没有拿出处理方案，我们决定还是自己处理。再次根据图纸进行分析，考虑到第二次处理后有两天正常，怀疑是否会出现轴承（特别是角轴承）装配方向不对，同时有漏装零件情况，在运行两天后，预紧量消失，产生窜动引起异响。于是决定：主轴箱再次解体，严格按照图纸实施装配，由我现场检查确认。又用了一周时间，重新装配完工。试车，故障依旧。通过三次处理，机械上已完全没有办法，也无法向电气提出任何有意义的意见和建议，去说服电气进行全面检查。

第四次处理情况：在无法找到故障原因的情况下，为使机床能够使用，满足生产需要。笔者根据图纸反复研究，考虑到Ⅱ、Ⅲ档发出异响皆经过Ⅰ轴上的斜齿，大胆提出改变传递链，解决异响问题。传递链改变后，不再经过Ⅰ轴上的斜齿，Ⅰ轴上不再产生变档，Ⅰ、Ⅱ档实际变为一个档位，Ⅲ档最高转速将降低。按照方案实施后，异响消除。Ⅲ档转速也基本满足加工要求。设备投入生产。

机械上历时4个月，四次处理，在不得不改变传递链的情况下，解决了主轴箱异响问题。设备勉强得以使用。整个过程投入了巨大的人力、物力。那么，故障原因究竟是什么呢？在两个月后被发现，此故障为电气故障。处理非常简单：调整V5直流调速系统控制板上的管控漂移的电位器，稳定电机转速。处理过程不超过10分钟。

二、设备维修机电一体化作用

2008年，新进的台湾协鸿数控龙门铣床主轴油冷却系统压缩机烧损。按照过去的处理方式是：对外委托空调专业维修单位进行更换，恢复后投入使用。几乎不会对烧损原因进行分析，从某个角度来说在机电一体化前也没有能力进行分析。

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[关键词]煤矿，安全，机电一体化，矿井，设备

中图分类号：X9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0318-01

一、引言

我国是当今世界的主要产煤大国之一，煤矿的安全生产对国家基础产业具有重要的影响，对我国的国际竞争力和国际形象影响也颇为深远。通过对周边国家和地区的考察，以及对国内主要产煤地区和企业的煤矿机电一体化技术的研究，发现当前我国煤矿机电一体化技术的实践应用仍然处于相对比较初级的阶段，因此在煤矿机电一体化安全管理工作中也暴露出比较严重的问题，例如：机电一体化技术应用不到位、不匹配、不衔接，自动化程度较低，技术管理相对滞后，职能部门的技术支撑功能比较薄弱，生产现场的设备安全隐患较多，生产事故频发等。自我国，煤矿企业分布较广，各个地区煤矿企业的机电一体化水平参差不齐，相应的技术管理、安全管理水平也良莠不齐，企业安全管理部门在机电一体化系统中的职能也并不能够有效发挥出来。笔者认为，要提高我国煤矿机电一体化的进程，就必须以安全管理为基础，最大程度地提高煤矿机电设备的自动化水平。煤矿企业需要依据各地区自身的条件和政策，因矿制宜建立机电管理机构，切实抓好质量标准化工作，认真落实规章制度与技术标准，提高煤矿生产工艺的机械化、自动化水平。

二、煤矿机电一体化存在的主要安全问题

通过对煤矿机电一体化在实践运用中的安全事故的分析与研究，我们能够总结出当前煤矿机电一体化进程中的薄弱环节和瓶颈问题。进一步理性思考我国煤炭企业的机电一体化发展措施，努力实施有效的机电设备安全管理策略，建立良好的机电一体化发展思路，为我国煤炭行业的持续、稳定、健康发展提供一定的依据。

（一）煤矿机电一体化程度普遍不高，自动化程度较低，设备的安全隐患较多。

机电一体化，强调的是机械设备的自动化程度，其目的在于降低职工的劳动强度、提高生产作业率和工作效率。由于煤矿生产的各项隐患主要来自于各种煤矿生产的机电设备，因此煤矿设备的自动化水平直接影响了广大职工的生产作业环境和劳动强度，在一定程度上也对煤矿的安全管理水平具有很大的影响。各地煤矿企业的机电生产设备从选型、购置、验收、试验、安装、维护、修理直到报废的全过程管理过程中仍然存在一定的不到位环节，很多关键部位在安装过程中没有完全按照原设计进行装配和调试，而是采取最简单、最原始的纯机械式进行试车，最终导致煤矿机电设备在一定程度上丧失了初始设计功能，在日后的生产过程中，无形增加了设备故障的时间，增加了设备安全隐患。另外，在设备的点巡检过程中，相关技术人员忽视设备的自动化特性，对机电设备的各种运行记录不够全面，尤其是涉及人身安全的漏电保护、微机综保、照明保护、皮带保护、风电及瓦斯闭锁等试验记录不够规范，个别部位存在接地极及连线的材质不达标的现象，工艺及安装不合格，导致电气设备失爆现象。

（二）煤矿企业机电一体化岗位培训不到位，相应的安全培训更是只流于形式。

我们说，机电一体化体现是机械设备的自动化水平。笔者认为，自动化程度高的设备系统，需要有过硬的技术队伍、严谨的设备管理规则以及严格的安全监管制度。当前部分煤矿企业的机电一体化专业技术队伍相对比较薄弱，人员不足，技术水平普遍不高，因此对现代化的煤矿机电设备具有一定的弊端，不利于设备的稳定顺行。无论是生产岗位，还是机电设备维修队伍，其相关人员的整体素质偏低？，尤其是青年职工缺乏实践经验，违章作业现象频发。对于安全培训工作，往往只是流于形式，走过场，达不到培训的目标？。煤矿安全监督管理部门的安全管理职能也没有充分发挥出来，很多煤矿的安全管理部门仅仅作为生产辅助单位，负责日常环境卫生和较为简单的安全隐患整改，对于情形比较严重、相对难以整改得安全隐患，碍于生产压力，很难发挥协调解决问题的作用。煤矿生产人员的安全意识淡薄，生产作业过程中往往麻痹大意，没有牢固树立“安全第一”的思想，没有按照设备使用维护检修“三大规程”及相关的安全规定进行生产作业，经常出现违章指挥、违章操作的现象。

三、解决煤矿机电一体化安全问题的基本对策

通过对煤炭行业机电一体化技术存在的安全问题的研究和分析，结合笔者在龙煤集团的相关工作经验，现对行业内机电一体化安全工作的基本对策进行总结：

第一，建立健全煤矿机电一体化安全管理制度，认真执行和落实各项规章制度。

矿井机电设备的各项规章制度是机电业务活动的基本准则，也是设备人员做好机电工作的纪律保证，因此必须建立健全煤矿机电安全管理制度，让机电设备管理有章可循。当前，机电设备的各项规章制度执行不利是一个非常突出的问题，尤其在矿井机电设备的操作、维修、验收以及现场管理等制度的执行方面存在较多的问题。矿井机电管理的主要工作对象是设备，落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。

第二，因矿制宜建立机电一体化安全管理机构，授予职权，统一管理？。

目前，煤矿矿井机电设备的安全管理机构的设置比较传统，相关安全管理人员的配备较少，需要结合煤矿自身的实际情况合理安排安全管理体系结构和组织形式，建立符合自身设备安全管理的模式。当前，建立与生产系统并列的机电管理结构体系是我国各地区煤矿的共同发展方向，对于一些大型煤矿企业，其矿井一般比较大，煤矿现场管理的基础工作也相对比较扎实，需要对机电设备安全管理部门的智能进行界定，并对其职权予以确认，充分调动机电安全管理机构及人员的工作积极性，发挥其主观能动性。

第三，对现场机电一体化设备实行技术人员责任制，彻底消除设备安全隐患。

对于煤矿而言，坚实的技术基础是安全的基本保障。技术人员是技术管理工作的主体，因此笔者建议对煤矿的技术人员实行责任制度，将设备系统划分为一系列的子系统，分包给相应的技术人员，实现岗位职责、职权和专业班组职责挂钩的管理机制，充分发挥技术人员的作用，强化技术管理，彻底消除设备安全隐患。对于设备的运转、检查、保养、检修、事故等记录都要做好资料分析整理，妥善保管，存档备查。、

四、结束语

当前，我国煤矿企业仍然处于基础工业中的核心地位，煤矿生产关系到国家社会的整体利益。作为煤矿企业的安全监督管理部门的工作人员，以及煤矿机电一体化设备研究人员，笔者认为企业应该加大对煤矿机电一体化设备的投资力度，加速引进机械化、自动化程度较高的机电一体化生产作业系统，引进相应的专业技术人才，为企业发展、行业发展、以及国家发展提供动力和保障。

参考文献

[1] 赵晋峰；；当前山西煤矿企业中的机电安全管理现状探究[J]；品牌；2011年07期.

[2] 田今超；；浅析煤矿生产中机电设备的安全管理与维护[J]；科技促进发展（应用版）；2010年10期.

[3] 张新战；；煤矿生产中机电设备的安全管理与维护[J]；企业研究；2011年18期.

[4] 韩宝祥；刘士明；；煤矿机电设备的维护[J]；内蒙古煤炭经济；2011年04期.

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关键词：机电一体化；电机保护；电机控制

经济的高速发展不但能够带动行业和领域的进步，同时还能够促进科技的发展。最近几年，在广大的科研工作者的共同努力之下，科学技术的发展水平不断提升，此时许多先进的科技开始出现在我们的工作之中。在这个背景之下，机电一体化技术得以快速发展。然而在具体的推广使用的时候还面对一些干扰要素，这就使得技术无法发挥其应有的价值和意义。因此我们必须要认真分析当前面对的各种不利现象，积极研究应对方法。

1机电一体化的发展

对于机电一体化技术来讲，其发展历程有三。第一是初始时期，最早可以查阅到1970年之前。在此阶段，由于西方国家的科技发展水平较为迅速，此时我们国家也受到一定的影响，广大群众开始有意识的将先进技术运用到机电产品之中，而且它们也为我们带来了很显著的成就。特别是在二次大战之时，时代背景赋予了我们新的探索动机，此时电子工艺和机械制品开始逐步靠拢，它们在战争结束之后还可充当日常用品，对于促进经济恢复有着不可言喻的意义。通过分析相关历史，我们可知那时的电子技术还处在发展的初始时期，而且绝大多数的产品都是自发形式的，从一定意义上来看，电子工艺和机械制品的融合还不是很全面，而且由于受到时代的影响，那些已研发的产品也未被合理的运用。第二个时期可以被称作是高速发展时期。此时各种技术开始高速发展，比如通信以及电脑等，正是因为电脑技术的发展以及集成电路工艺的出现，使得机电一体化的发展有了强大的基础。第三个时期可以被称作是发展的黄金时期，这时该技术得到了非常全面的发展。此时相应的学科系统开始被人们所关注，科研人员积极研究机电体系的发展方向，而且形成了很多新的科学。同时，伴随着光纤科技等技术的发展，此时该技术迎来了新的发展局面。通过上文的分析，能够更好地辅助我们分析当前该技术发展过程中存在的一些阻碍要素。

2机电一体化应用中电机控制与保护存在的问题

由于科技高速发展，此时我们国家的机电一体化工艺开始迎来它的春天，创造了很多的成就。不过因为技术理论方面的欠缺加之实践的不足，导致我们在具体的推广该项技术的时候，还面对各种干扰要素，使得电机保护和控制工作无法很好的开展。它们的存在明显的干扰到电机的运用，使得它的应有价值无法被体现出来，接下来具体阐述面对的各种不利点。2.1运用异步机电装置时面对的各种干扰要素在我们国家，很多的行业和领域都会运用机电设备。它们的存在为国家的经济进步贡献了非常显著的力量。不过，在具体的开展电机运用和控制工作的时候还面对一些干扰要素，导致设备无法发挥出应有的价值。具体来讲，众所周知，对于电机控制工作来讲，异步电机相关的工作是其中意义非常关键的一项工作，一旦其存在弊端的话，就会严重的干扰电机的运行，最终引发一连串的反应，导致很多运行问题，使得设备无法发挥出应有的价值和意义。因此，在开展此项保护工作的时候，一定要将工作重点放到异步电机方面，积极研究先进技术。2.2电机控制保护装置的使用难以达到需求如今我们广泛运用的电机保护设备的技术含量较低，无法和当前的发展形势保持一致，不能够满足技术的发展要求。同时，当前的保护装置多是使用电磁原理，应用热继电器与熔断器的过载保护以及短路功能实现保护，不过这个零件原本就存在问题，这就必然会导致机电控制等工作无法很好的开展，因此在今后设计的过程中，一定要高度关注设计以及控制的结合，确保保护装置呈现出较为明显的多样性色彩。

3机电一体化应用中电机控制与保护的措施

众所周知，对于机电一体化系统来讲，它的最为关键的构成要素是电机。而对于电机来讲，它的执行系统有两大要素构成，分别是驱动系统以及控制系统。执行驱动部分主要通过位置传感器、三相伺服电机等相关设备共同组成，而控制部分则是传统的单片机、变频器、输入通道等相关组成设备共同组成。它们两者的关系非常独特。3.1对阀门与速度的控制。电机的控制需要相关的部件以及装置共同操作，其次在进行控制的时候还需要重视“速度”这个关键的因素，要想在电机控制与保护的实际应用中取得一定的效果，就必须控制好阀门以及速度。当前社会经过长时间的发展之后，在技术以及经验上都有了相对深厚的积累，采用的相关控制方案主要是双环控制，双环中的内环是速度环、外环是传统的位置环。速度环在电机进行工作的时候是方便操作技术人员对点击实际转速进行调节以及控制的重要组成部分，通过对内部速度调节器的有效控制，合适波段的调节PWM波发生器的载波频率，进而达到对整个电机速度的调节作用。3.2对电流电压的准确检测。机电一体化是当前机电专业发展中的核心发展概念，在进行机电设备的使用以及运维管理过程中，深入机电一体化工作的研究，有助于完善对机电工程推广中机电设备的合理控制与保护。电机在机电一体化中的控制与保护工作，有着非常独特的存在意义和价值，可以说是其中意义非常关键的构成要素。在具体检测的时候，要认真记录电流和电压等数值，进而合理分析检测结果；积极开展检测工作，认真分析潜在的故障，合理制定应对策略。但是，在具体的开展工作的时候，我们普遍使用的电压互感器与电流互感器等互感设备是不能够达到相关准确检测的目的的，但是存在的问题我们必须尽快的排除；所以，在进行机电设备的电流以及电压的检测中，往往采用霍尔型电流互感器以及IPM输出电压发用分压电路对IPM输出三相电流与电压进行合理的检测，进而确保在检测的过程中能够达到电机设备的使用控制要求与保护的要求，最终起到提高检测工作开展的准确性的目的。3.3机电一体化中电机的运行维护。由于机械工业高速发展，此时相关设备的运作规定也更为严格，比如电机运行的要求就更高了，然而技术的发展同时又明显的提升了电机保护能力。不论是何种技术，它的落实都要依靠人类，所以对于电机的运行维护是确保电机的机电一体化技术优势表现的重要前提。此处将电机维护分成三方面，其一是前期准备，其二是运作过程中的监管，最后是平时的养护。在启动之前要查看是否通电，同时还要检验启动装置的性能等等。当电源接通以后，要确保电动机等设备的运行正常，假如存在异常的话要在第一时间断电。在运行的过程中要做好监视工作，确保设备的电压以及电流等正常，尽量避免问题出现。除了上述之外，还要在规定的时间之内做好养护工作。

4电机保护控制装置的前景以及发展趋势

在电机保护控制装置的未来发展中，必然会采用故障建模与仿真计算的方式，通过引入相位量、突破量等多封面的电机故障类检测量，对相关数据进行分析与研究，做好“量”的研究工作，它能够明显的提升继电装置的精确性。第二，在今后发展的过程中，要高度关注技术研发和使用工作。举例来看，在监测电机的时候，可以使用相关的高新技术，从总体上把控电机的运行状态，结合设备输出的数据来判定其状态如何，将获取的信息分类整合，借助对比分析措施合理的划分户长类型，进而结合提示的信息制定恰当的处理策略。借助此措施，能够确保电机控制以及保护工作开展顺畅，能够预知一些潜在的问题，以此实现合理的预防作用。

5结束语

通过上文的分析我们可知，当今社会是一个经济和科技高速发展的社会，不论是生产工作还是广大群众的日常生活都和技术有着密切的关联。此时机电一体化技术开始被大众所关注。在这种背景之下，人们开始意识到电机控制和保护工作的重要性。虽说我们国家的这项技术发展的速度非常快，不过仍旧面对一些干扰要素，它们的存在明显的制约了技术的发展，干扰到经济的进步。笔者在这个前提之下，具体的展开了相应的论述。我们坚信在广大工作者的共同努力之下，该技术一定会迎来新的发展局面，更好的为国家的发展贡献力量。

作者:童旭松 宋德强 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司

参考文献：

[1]杜秀琴.浅谈电机在机电一体化技术中的保护[J].科技创新与应用，2015（6）.

[2]王晓辉.浅谈机电一体化应用中的电机控制与保护[J].机电信息，2012（12）.

[3]杨德君.机电一体化中的电机控制的探讨[J].科技风，2014（13）.

[4]王艳亮.对机电一体化技术中电机控制的研究[A].《科技与企业》编辑部会议论文集[C].2016.

[5]徐子龙.机电一体化技术发展现状和趋势分析[A].2015年6月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].2015.

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【关键词】PLC；教学；机电一体化；CDIO

CDIO教学模式是由Conceive-构思、Design-设计、Implement-实现和Operate-运作这四个工业产品从构思研发、运行乃至最终报废的生命周期为教学设计基础的全新的高等工科教育教学模式。PLC控制技术的应用要求学生能根据被控对象进行相对应的软硬件设计，并维护整个产品的生命周期，这和CDIO教育模式的理念不谋而合，因此，我们借鉴CDIO国际工程教育模式对机电一体化专业的《PLC控制技术》课程改革进行了一定的研究与探索。

一、《PLC控制系统》课程在机电一体化专业中的地位

《PLC控制系统》课程是高职《机电一体化技术》专业的专业核心课程。它的前导课程为电工、电子应用技术等、后续课程可与气动技术、触摸屏技术结合，使学生能够掌握PLC的基本原理，能够阅读PLC的程序，分析PLC控制系统，能够根据生产实际的需要，设计相应的PLC控制系统，编写控制程序，进行系统调试及排查故障。

二、CDIO模式在《PLC控制系统》课程改革中的作用

CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。而PLC技术在实际应用的过程中，需要学生根据被控对象的工艺过程、工作特点、功能特性进行分析，与工艺指定的相关技术人员通力合作来进行设备的开发，使之满足生产工业要求。其实这也是对产品生命周期设计的一个过程，所以我们可以将这种国际工程教育界认可的教育模式引入《PLC控制系统》的教学改革当中。

三、基于CIDO教学模式的PLC控制系统教学方法改革

1.教学模式改革。培养目标与计划的制定：首先针对PLC技术在机电行业的应用情况进行分析，根据CDIO的教育模式指定详尽的培养目标，并请行业专家进行论证以便得到进一步更细致可操作的培养计划。因为机电行业的变化情况较快，这在教学改革中是一个循序渐进，而且不断变化的过程，建立这一个可持续更新的改革制度尤为重要。

项目载体的选择：在CDIO的教学模式中，用项目来作为专业知识与技能培养的载体，按照项目实施的完整过程来安排相应的教学环节，达到培养出的学生拥有既定目标的知识与技能要求。基于此目的，我们选择的5个教学项目。分别是①PLC控制传送带装置设计与制作；②旋转机械手运动控制设计与制作；③物料输送的运动控制；④PLC控制的音乐喷泉装置；⑤上位机、PLC与各控制模块通信柔性生产线设计。每个项目都是一个独立的PLC控制系统，其项目难度由浅入深，能让学生进行一套完整的CDIO从构思到运行的项目开发。

教材设计：CDIO的教学模式在实施过程中，希望通过对教学过程的监控来评价教与学的质量。因此在教材设计上，我们利用各种自评与教师评价的表格来对学习过程进行监控，这需要在教材的改革上花大力气设计详尽的评测表格。

2.教学条件改革。在基于CDIO教学模式的《PLC控制系统》教学过程中始终围绕学生实际操作能力提升为核心来开展，因此对教学条件也提出了特殊的要求。首先，从硬件上来说就必须拥有更多的与工业现场相似的实验实作设备来对学生进行实际的操作训练，包括台套数的匹配，实验设备的更新程度等。其次，为了保证机电一体化专业的学生在《PLC控制系统》这门课程中能得到统一的高质量的教学，教师必须有扎实的理论功底与一线生产的实际经验，以及在统一备课与整合教学资源的过程中得到能力与素质的提升。

3.教学评价改革。在CDIO教学模式中教与学是相互关联的，不单单是简单强调教师的教学过程也不是简单强调学生的学习过程。因此，我们在《PLC控制系统》这门课程中设计了以下几方面的评价机制：教学环节（课程、实践/实验、项目设计）分级评估，期末考试成绩，项目教学过程中教师评分，后续课程教师对学生评价，毕业前访谈，学生对教师的教学效果评价，职业资格证书获取情况，竞赛获奖情况，毕业生就业率、起薪、就业领域、就业欢迎程度，校友、雇主调查等。几种评价机制相互配合，作为在教学过程中及时调整教学方法或教学过程完成之后及时评价改善教学效果的重要依据。

四、结语

通过对《PLC控制系统》课程的CDIO模式教学改革，我们看出了传统教学模式中的弊端，使学生在一种轻松的教学环境中获得了能力的提升，同时教师与学院领导在参与教学的过程中不断改善教学方式与教学条件，毕业生通过CDIO教学模式的教学，掌握了对产品从构思设计运行操作的生命周期，能更快的适应从学校到企业的转变过程，获得了用人单位的一致好评。

参考文献：

[1]易铭.CDIO 模式下“PLC 应用技术”课程改革，职教通讯，2012（15）：27-30.

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关键词：一体化教学　汽车电工电子技术　高职教育

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）003-182-02

近几年电子信息科学技术迅猛发展，给汽车工业的发展提供了必要的电子技术基础，使汽车技术在安全、环保和节能方向等日益提高，汽车已经由传统的机械产品变成典型的机电一体化产品，汽车电子技术逐渐成为汽车高新技术的特征之一，这就要求现代汽车的使用、维护、检测与维修技术人员应当向着机电一体化的方向发展。基于社会对汽车类专业技能型人才的需求，作为汽车类专业的基础课《汽车电工电子技术》的教学得到进一步重视和加强。

1 《汽车电工电子技术》一体化教学的必要性

《汽车电工电子技术》普遍采取先理论后实践的教学模式，在学生没有任何感性认识的状态下学习电工电子原理、性能、参数和应用，学习起来难度较大，而且理论与实践间隔时间过长学生很容易遗忘，又造成了重复教学和资源浪费，影响了教学效果和人才培养质量，因此，打破理论课、实践课的界限，将课程的理论教学、实践教学融于一体，避免理论与实践重复教学，使教学形式更加直观明了，增强教学的趣味性，充分发挥学生的主体作用“教学做”一体化的教学模式是《汽车电工电子技术》课程发展的新方向，能很好地培养学生理论知识和实践操作技能。

2 一体化教学的特点

(1)一体化教学，注重学生综合职业能力的培养，既要培养学生的专业技术能力、工作方法能力，还强调学生的社会实践技能。

(2)以典型的工作任务为载体，以学生为中心，按照实际的工作过程和学生学习能力的特点来设计和安排教学活动，把理论与实践教学融合统一，使学生能力培养和工作岗位要求结合统一。

(3)对传统教学模式进行了三大转变，由传统的以教师为中心转变为以学生为中心，以教材为中心转变为以基于工作过程系统化的教学内容为中心，以普通教室为中心向一体化实训室为中心转变。

“教”“学”“做”三者穿行，把授课内容转化为实际的项目，通过实践训练既直观明了，又激发了学生学习的积极性和趣味性，还可以培养学生的创造性，同时锻炼学生的动手操作技能等，使职业技能的培养真正成为职业教育主题。

3 《汽车电工电子技术》一体化教学的实施

3.1 整合课程内容，编写课程教学设计

一体化教学，应对职业岗位能力进行分析，把握职业岗位所必需的专业技能知识，以理论够用、重在培养学生实践能力为原则。以项目驱动为主体，专业实践技能为主线，对教学内容进行重新整合，根据社会对汽车专业技术人才的需求，对《汽车电工电子技术》的教学内容进行有效的整合，淡化较深的理论知识、繁琐的公式推导，重点放在如何“运用”这些电路分析和解决实际问题上。为此可将《汽车电工电子技术》整合成表1几个模块展开教学。3.2 一体化课程教学场地的建设

一体化的教学模式强调理论课和实训课空间和时间的统一，因此要实施一体化教学就要有既能满足理论教学，又能具备技能训练的一体化教学场地，主要包括实施场所和器材。教学场地需要具备支撑理论知识教学所需要的多媒体设备及实践操作所需的多功能教室；教学器材指电工电子实训所需的仪表、仪器和多功能电工电子实训台等。教师在一体化教室上课可以边讲边指导学生操作，使学生在实际工作过程中体验学习过程，既掌握了理论知识，又提高了实际动手能力的操作技能，而且教学形式也生动活泼、丰富多彩，更能调动学生

的主动性和积极性，有利于学生的职业能力的培养。

3.3 一体化课程师资队伍建设

一体化教学模式对师资队伍的要求很高，要求教师既要有较高的专业理论水平，同时又要有较强的实践操作能力。因此一名合格的汽车类电工电子技术专业教师，不仅要具备丰富的专业理论知识，及时把握本专业发展的动向，还必须要有较强的实践操作技能，而且更要具备理论与实践相融合、知识学习与技能训练相结合的工作过程开发能力。因此必须强化“双师型”教师培训。

3.4 改革考核方式

对于学生掌握知识的程度，我们通过考核来衡量，对于传统的教学模式，通常采用平时成绩（30%考勤、作业等）+理论考试成绩（70%）来考核学生，这样存在很大的弊端，很多学生靠死记硬背取得好的成绩可是动手操作能力很差，不能满足工作岗位的需求，也就是通常所说的“高分低能”。一体化的教学强调综合素质的提高，强调以人为本的整体评价观，考核应综合考虑实践与理论相结合的技能，既要测试学生的实践操作技能，又要考核理论知识，而且平时成绩也还要计入考核，以此来监督和激励学生认真对待每一次课。考核方式可以改革为理论考试成绩（40％）+实操考核（40％）+平时考勤（20%）。这种考核方式既能充分体现学生的理论与实践的融合统一，又能体现学生学习过程中的表现的优劣，使考核充分体现了公正性，也调动了学生的积极性。

一体化的教学模式，能够站在专业及就业的角度来引导学生自主学习，同时教师在教学过程中应注重教学活动的策划，针对不同的教学内容能够采用灵活多样的教学方法，掌控好教学活动的操作环节，不断给学生灌输专业发展新的方向，激发学生学习的趣味性和主动性，从而提高汽车类专业电子电工的教学质量。

参考文献：

[1]　陈晓红.高职电工电子技术课程一体化教学的探索与实践[J].黄冈职业技术学院学报,2011,13(3).

[2]　许勇平.高职电工电子技术基础课程理实一体化教学初探[J].中国科教创新导刊,2011,(23).

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【关键词】理实一体化 维修电工 中职教学

机电一体化专业的应用领域已延伸到了各行各业，比如家电产品的控制、汽车、车床、照明系统等，都和机电一体化专业密切相关，它被广泛应用于工业、农业、国防等领域，在社会各项事务中发挥着巨大的作用。《维修电工》传统的教学模式是理论教学和实践教学分开进行的，学生先学习维修电工理论部分，再统一由实训指导老师带到实训室进行技能操作训练，理论与教学的分割导致理论基础差的学生对理论的学习缺乏兴趣，积极性不高，同时不能很好的把理论知识充分理解、掌握，进而应用的到技能操作训练中，导致教学效率不高，教学效果欠佳。为了能够提高学生的学习兴趣和增强学生的认知能力，探索了“理实一体化”教学模式并应用于《维修电工》课程教学实践中，以下是笔者学校在《维修电工》教学中“理实一体化”教学的一些做法。

1实现教师的角色转变即以“教师为中心”转变为“以学生为中心”

传统的教学模式是“师本教育”，但在《维修电工》“理实一体化”教学模式中要以学生为中心，改变以往学生被动接受知识的学习方式，教师要承认并了解学生已有的知识经验，并引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。

其次，教学的过程不应该只是知识简单呈现和传递的过程，而是知识的处理和转换的过程，作为教师应当有意识的引导学生参与教学过程的各个环节，让学生成为教学过程中的主人，逐渐让学生懂得如何自主学习，培养学生的认知能力和学习能力。

2 实现教学方法由“多讲少练”向“精讲多练”的转变

心理学研究结果表明：听与看远远不如动手操作给人留下的印象深刻，对于《维修电工》课程的学习，更是如此。传统的教学课堂上，学生很少有机会动手练习，其学习效果也就可想而知了。“理实一体化”的教学模式就是提倡“精讲多练”，给学生更多动手的机会，在实践中学习知识，总结经验。要求老师能够做到能尽量让学生动手操作的就让学生亲自操作，能以练带讲的就只练不讲，必须要讲的就要“精讲”，即做到：讲重点、讲联系、讲规律、讲迁移。比如在教授电动机“起―保―停”控制电路接线内容的时候，由于学生刚学习了“点动控制”电路，两部分内容变化不大，很多学生完全有能力通过自己预习的知识把“起―保―停”电路接出来，那就可以完全让学生动手操作，只有在确实遇到困难的时候予以指导，最后对所学内容进行总结就可以了。学生在学习的整个过程中经历了摸索、挫折、改进，最终完成任务，这使得他们对知识的理解更加透彻，记忆更加深刻，且增强了学生学习的兴趣和主动性。

3实现从注重教学结果转向注重教学过程的转变

传统课堂教学存在“重结果、轻过程”的弊端，只重视知识的结论，让学生死记硬背，而忽略知识的来龙去脉，这样会导致学生一知半解，降低教学质量。“理实一体化”教学模式要求教师在教学中把重点放在揭示知识形成的过程上，让学生通过感知―概括―应用的思维过程去发现真理、总结规律。比如在教授《维修电工》中小型三相异步电动机拆装部分内容时，不但要让学生掌握如何顺利的将三相异步电动机拆卸、组装的技能，还要在拆装的过程中严格规范学生的每一步操作，讲解安全操作的重要性并对每一个拆下的零件进行结构、原理和功能的介绍，强调操作过程的重要性。学生通过了解电动机内部结构和功能原理，知道为什么要以这样的流程拆装，加深了对知识的记忆和对电动机的认知，同时为今后学习电动机的相关知识打下了良好的基础。

4以项目为引领的维修电工“理实一体化”教学

“理实一体化”教学如果仅仅停留在边教边做的程度上，那还不能充分发挥这种教学模式的优势和体现专业的特点。《维修电工》课程的学习过程中往往能够制作出具有一定功能的实物或者完成一个系统的操作流程。针对这一特点，师生可以通过共同实现一个完整的项目来开展教学活动，从信息的收集、方案的设计、任务的实施到最终的评价，都由师生共同负责，学生通过任务的完成，了解并把握整个过程以及每一环节的基本要求。通过这种教学方式，学生的学习兴趣大大提高，促进团队意识和独立工作能力的培养。但切记，并不是所有内容都适合以项目为引领的“理实一体化”教学，因为这种教学方法具有要求高、准备工作繁重；对学生迁移运用能力要求高；占用时间多等特点。所以“理实一体化”教学模式要有一定的灵活性，应用适合学习内容的教学方法方能取得更好的教学效果。

5实现评价模式单一化到评价模式多元化的转变

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【关键词】高职教育；一体化教学模式；双师型教师

随着社会工业化信息化的迅猛发展，社会对劳动者知识水平、认知能力、实践能力的要求越来越高，高等职业教育相应地也要适应现代社会对高素质劳动者和技能型人才的迫切要求，坚持以就业为导向，以服务为宗旨，推行全面素质教育，培养具有综合职业能力的高素质劳动者和中初级专门人才。如何提高教学质量，培养动手能力强，训练有素，技术过硬的毕业生，是当前职业教育主要任务。

目前大多高职院校，教学模式采用三段式（文化基础课――专业基础课、专业课――实训）技能培训教学模式。这种模式是理论教学与实习教学分别进行，各自为政，互不干涉。理论教师注重理论知识讲解，实习教师注重实际操作，理论教学与实习教学严重脱节，不但给学生的学习造成很大困难，也造成了教学重复和资源浪费，更影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。随着教学改革的进一步深入，这种教学模式已越来越不能适应现代社会对职业教育的要求。

为适应市场需求，现代职业教育呼唤新的教学模式，“专业基础理论与技能实践一体化”这种新的教学模式。现就理论与实践一体化教学模式阐述如下：

一、理论与实践一体化教学的定义

理论与实践一体化教学法是顺应目前职业技术教育发展而产生的一种新型的教学方法，它是职业学校专业教学中探索创新的一种教学方法，由一位专业课教师同时担任专业理论与专业技能的教学，将有关专业设备和教学设备同置一室，将专业理论课与生产实习、实践性教学环节重新分解、整合，安排在专业教室中进行教学。师生双方共同在专业教室里边教、边学、边做来完成某―教学任务。

二、理论与实践一体化教学的特征

这种教学模式，是将理论学习和技能训练紧密结合在一起，以技能训练为主线，以突出培养学生的操作技能为重点，能较好地解决理论教学与实习教学的脱节问题，减少理论课之间及理论课与实习课之间知识的重复，增强教学的直观性，充分体现学生的主体参与作用，有助于教学质量的提高和高素质人才的培养，更适合机电一体化工程技术专业领域科学技术的发展和社会用人单位的需要。

三、实现理论与实践一体化教学的途径

根据对一体化教学模式的分析可知，要成功地实施一体化教学模式，学校必须有过硬的师资队伍和与专业规模相吻合的教学设施，也要对原来的专业课进行课程整合。建设一支既能胜任理论教学又能指导实习操作的“双师型”教师队伍是实施一体化教学的关键。因此，学院应下大气力进行“双师型”教师的培养。

1、多途径培养，造就双师型教师

理实一体化教学的实施关键在于有一支专业教师队伍，因此学校应采取多种途径加强专业教师培养。

（1）以老带新，以传、帮、带方式带领年轻教师实施一体化教学。明确带教目标，落实带教措施，定期检查带教结果，

（2）加强校外培训，组织专业教师到职业师资培训机构、学校进行学习和实际训练，强化实践性学习，使他们能更好更系统地将理论与实践相结合起来。

（3）多组织年轻专业理论课教师利用课余时间，节假日进入工厂的生产一线单位，进行专业实践的锻炼学习，使理论与实践能够有机结合深入到行业生产第一线，参加具体岗位技能培训，以弥补其操作技能的不足，到企业参加专业实践的教师带着教学中的一些课题，到企业去向有丰富实践经验的工程技术人员请教，在他们的实践角度来提升教师对专业理论的认识。学校还要求专业理论教师在一定期限内，都必须取得中级以上的技能等级证书。增强教师的“双师”能力。

（4）从职业技术师范学院和企业技术人员中引进相关师资，大力引进“能工巧匠”和各类专家，建立专兼职相结合的“双师型”教师队伍。一是引进具有“双师”素质的专业技术人员和管理人员；二是聘请企业和社会上的行业专家，积极引进从企业退休的工程技术人员、特殊技能人才到学校做实习指导教师，同时积极与企业建立联系，请企业专家来学校实训中心指导一体化教师，协助理实一体化老师开展相关工种的技能辅导。

通过以上的方式方法去培养教师，能帮助教师较快地成为一名既熟悉专业理论知识，同时实践操作也过硬的“双师型”教师，

2、要合理地整改课程的内容，配备足够的教学设施

（1）一体化教学模式要求把专业课程的理论内容、实习教学内容进行相应的、有机的整合。以学生够用、适用、会用为原则对两方面的内容进行一定删改、编排，充分体现在教学过程中理论与实践相结合的教学目标。

（2）同时，要更好地实施一体化教学，要求学院配备必须的教学及实习硬件设施、以确保教学的质量。

四、实施理论与实践一体化教学的效果和意义

1、目前高职学生的素质现状，适合一体化教学。

目前高职学生基础差，用传统的教学方式讲授抽象的专业理论课，学生感觉较难入门，导致学习兴趣不高，容易产生厌学情绪。理实一体化教学，可克服上述弊端。由于它是在一体化的教学实习场地以一体化的师资对学生进行一体化的教学安排，因此能使每一课题都能讲授、示范、训练同步进行，突出了现场示范，增强了直观性，使学生能够用理论指导实践、在实践中消化理论，让他们对知识产生亲切感，对设备产生熟悉感，从而提高了学生的学习兴趣，调动了学生学习的主动性和积极性，增强了学生学习的灵活性和创造性，使教学收到良好效果。

2、通过“一体化”教学，提高了教师的业务能力和教学水平。

一体化教学对教师提出了新的更高的要求，一体化教学要求教师不仅有丰富的专业知识讲授专业理论课，而且有熟练的操作技能指导生产实习，成为能“文”能“武”的“双师型”教师。通过“一体化”教学迫使教师自身的业务能力、教学水平和教学质量都得到提高。

3、通过“一体化”教学，实现“教学做合一”的教育理念。

著名教育学家陶行知曾说过：“教学做是一件事，不是三件事，要在做上教，在做上学”。只有理论联系实际，教育联系生活实践，学以致用，才能激发学生的学习兴趣，才能真正培养出社会需要的既懂理论又会技能的技术工人。

4、促进学校的发展。

学生是学校办学的根本，优良的毕业生是学院得以生存和发展的关键。实施一体化教学，可明显改善教学质量，提高学生素质，最终得到的是市场（社会、企业）的认可，提高毕业生就业率，为学校赢得了良好的社会声誉和办学效益。

五、对理论与实践一体化教学模式的思考

1、理实一体化教学对教师提出了更高的要求，因此各职业学校必须加快高技能“双师型”教师的培养，

2、理实一体化教学对学校提出了更高的要求，因为实施理实一体化教学后，教学资源的投入必然加大，实习费用必然增加，教学成本必然提高。

3、理实一体化教学需要全新的教育理念，教学内容必须进行模块化整合，并改变课时及授课方式。

综上所述，采用一体化教学有助于改善课堂的教学环境，改变学生厌学的现象。它能激发学生的学习兴趣、提高专业课的教学质量，从而大大提高学生的专业技能，提高学生的就业能力，促进学校的建设和发展。

参考文献：

[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].清华大学出版社，2007.

[2]姜大源.德国职业教育动向 .职业技术与教育 ， 2005.

[3]黄克孝.论高等职业技术院校的课程改革.

作者简介：

蒋光玉（1968-），黑龙江牡丹江市人，副教授，主要研究方向机电一体化。

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关键词:无接触式车辆;翻斗车;安全装置;行驶安全;机电一体化

中图分类号:U491

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)18-0033-02

目前在宝钢车辆物流运输中,用于运输原材料的车辆越来越趋于大型化,这些车辆都具有自卸功能。当车辆货厢在倾倒物料作业时,整车的高度可达到七八米高,而宝钢厂区内纵横交错的架空管道和电缆的高度以及各料堆场的行车梁的高度一般都在6米左右。

当开车司机操作失误,违章作业,或突发性的机械故障会让行驶中的车辆货厢徐徐升起,从而将货厢中的货物倾泻在道路上,造成交通堵塞,以致交通事故,更严重的如货厢碰到架空管道和电缆,还会发生车毁人亡,工厂装备设施损坏引起停产的恶性事故,这样的事故以往在废钢运输过程中发生过,而这种事故的损失往往难以估量。

无接触式车辆翻斗安全装置,应用机电一体化专业知识,总结一项安全装置,集机电翻斗报警,车辆制动于一体,解决车辆运输生产中可能发生的安全隐患,确保大型翻斗车的行驶安全。

一、实施方案

(一)基本指导思想

针对宝钢厂区环境特点,而道路上纵横交错的管线的高度一般多在6米以内,而废钢运输车货厢顶开后的高度达到8米以上的实际情况,存在着车辆运输作业中顶升后的货厢碰擦拉断管线的不安全因素,为确保废钢翻斗车的行驶安全,无接触式车辆翻斗安全装置包括:自动报警,自行制动及制动释放功能。当车辆大厢前角升起十厘米,应有明显的声光报警,给驾驶员提示车辆大厢已经在升起,如果继续行驶有可能发生事故,同时车辆即进入自行制动的状态,使车辆不能行驶。但是考虑到车辆卸料作业时,物料堆到一定高度后,货厢中的物料就卸不下去了,所以还应有在车辆自行制动后的紧急制动释放功能,可使车辆再向前行驶3～5米,将货厢中的物料全部卸清。

(二)结构原理图示意图

结构原理图示意图如图1,各部名称:1:汽车货厢底板;2:检测板;3:活动链;4:保险丝;5:变速位移传感器;6:翻斗报警器;7:红色翻斗报警指示灯;8:按钮开关;9:弹簧制动电控二位三通空气换向阀;10:黄色点动指示灯;11:报警指示灯并联电容。

(三)实施原理

1.变速位移传感器。位移传感器的传统电路是电线圈振荡器产生高频磁场由感应面向外发送,进入有效区域的金属物都会阻隔电磁波吸收电磁能量,金属物体内产生涡流,同时传感器内部振荡信号减弱到设定值时电路翻转,触发下一级跃变,使传感器输出高(或低)电平信号。

本设计采用改进后的康蒂斯物振荡器的高速位移传感器,产生的高频磁场从感应面向外发送因此,任何进入该区域的金属物都会从中吸引收能量,但振荡器和信号计算线路已完全不同于传统位移传感器了,它不受环境因素影响,特别是不受温度的影响,体现出更好的稳定性,十分适应废钢运输车辆的工作环境。

当车辆正常行驶时,车辆货厢放平,焊接在汽车货厢底板上的检测板处于位移传感器高频磁场的有效感应区域,它吸收了高频磁场的能量,振荡器振荡信号被减弱到内置设定值,传感器输出为低电平信号,报警系统不工作,弹簧制动电磁阀失电,气路处于通路状态,弹簧制动不工作,车辆正常安全行驶。

当车辆卸料作业时,货厢在液力泵的推动下缓缓升起,焊接在货厢底板上的检测板随货厢升起,脱离位移传感器高频磁场感应区域,传感器内振荡器能量上升到设定值,电路翻转,输出跃变为高电平,报警系统和弹簧制动控制电磁阀得电,报警功能和弹簧制动功能同时工作。

2.车辆卸料作业中的报警。车辆翻斗报警器系统的组成示意图如图2所示:

该装置由报警喇叭和红色报警灯组成。

当车辆卸料作业时,货厢升起10厘米后,位移传感器接通,报警喇叭通电发出75分贝警报声,红色翻斗报警灯亮,告诉驾驶员货厢在顶升卸料位置,车辆已被弹簧制动,此时车辆不可行驶。

点动作业时,按下按钮开头,黄色指示灯亮,电磁阀断电,阀芯回到I位置,车辆弹簧制动被释放,告诉驾驶员此时可以点动行驶。

指示灯的保护,由于报警指示灯与电磁阀连接的特点,在卸料点动作业时,电磁阀通电断电的瞬间会产生一个高达60多伏的自感电势,该电势经电磁阀指示灯构成一个完整的回路,而额定电压24V的灯泡在该电势的冲击下会很快烧毁,线路中选用了一耐压为250V的电容器与指示灯并联,用以吸收自感电势,保护指示灯延长其使用寿命。

3.车辆的弹簧制动。传统的车辆制动系统分为两类,即行车制动系统和驻车制动系统,目前,在大型的车辆上普遍使用的一种驻车系统称为弹簧驻车系统,它是通过对制动分泵的改造实现的(见图3),它把行车制动和驻车制动有机的结合在一起。当车辆发动前,气压尚未建立时,因为它的制动力矩来自A腔中的弹簧的弹力(见图4a),故称为弹簧制动。气泵中的A腔的弹簧伸张,推动打推杆带动刹车辆扭转,实行驻车制动。当车辆发动后,气压建立,压缩空气进入刹车分泵的B腔克服弹簧的弹力,推杆缩回。释放刹车毂,弹簧制动被解除,车辆可以平稳起步。行车制动时,通过驾驶员踩动刹车踏板打开A腔进气气路,在弹簧和空气压力的双重作用下,推杆又向前移动,带动刹车轴把刹车片张开,压紧刹车毂,实现行车制动。

1:并列双腔制动阀;2:空压机;3手动制动阀;4:继动快放阀;5:驻车应急制动储蓄罐;6:后轮制动储气罐;7:复合式后制动气室;8:单向阀;9:18压力表传感器;10:17制动管路压力报警灯开关;11:防冻泵;12:检测接头;13:滤气调压阀;14:双回路压力保护阀;15:制动信号灯开关;16:前论制动储气罐;19:前制动气室;20:柴油机喷油泵断气操纵气缸;21:排气缓速操纵汽缸;22:排气缓速操纵阀。

4.卸料作业中的车辆制动。利用车辆弹簧制动的原理,在车辆翻斗升起的同时,将制动分泵B腔中的压缩空气放掉,使A腔的弹簧伸长,实现弹簧制动,达到翻斗升起车辆就不能升起的目的,确保运输生产安全。为将B腔中的空气进气的管道上加紧一个二位三通电磁阀H,车辆运行在不卸料过程中,二位三通电磁阀H断电,气压升高,克服弹簧力的制动力矩,使车轮释放,车辆正常行驶。在车辆卸料过程中,车辆货厢升起10厘米后,气路被阻断,同时制动泵B腔中的空气经电磁阀与大气相通,压缩空气被迅速放掉,A腔中的弹簧立即伸长,实现弹簧制动的目的,使车辆在卸料或更准确地说在货厢升起后即被弹簧制动。

5.车辆卸料作业中点动运行。废钢运输车辆都比较大,一次装卸的物料都在十几吨到几十吨,车辆卸料时,物料在车后堆到一定高度时,货厢中的物料就卸不下去,卸料车辆必须在卸料的同时再向前行驶三五米,物料才能卸清。而在安装车辆卸料安全制动装置后,卸料过程中车辆被制动不能行驶,这个矛盾是利用点动装置来解决(线路图见图1),当卸料过程中车辆要移动时,必须解除制动才能实现。车辆卸料时,货厢升起,位移开关输出高电平接通电路经驾驶室内常通按钮开关,再接安装在制动泵处车辆大梁上的二位三通电磁阀,B腔放气,车辆被弹簧制动,点动时,驾驶员在驾驶室内操纵车辆卸料的同时,按下按钮开关,电磁阀H电源切断,阀芯复杂位,B腔充气,制动弹簧被压回,车辆制动被解除,车辆前移继续卸料直至卸料卸完。

6.车辆动态和静态点检。(1)车辆动态点检:车辆停稳放空挡,启动车辆打气,将气压打到5kg/cm2以上,踩下离合器,打开起顶油缸开关,抬起离合器,大箱即徐徐升起,当大箱升起十厘米左右,即检测板脱离位移传感器感应区域时,翻斗报警器发出报警声,红色报警灯亮,同时听到电磁阀发出放气声。此时如果车辆起步,发动机转速迅速下降以至熄火,表示弹簧制动起作用.如按住按钮开关,黄色指灯亮,此时车辆可正常起步。说明功能正常,设计安装目的达到.这一点检过程叫车辆动态点检。(2)静态点检:安全装置的静态点检模式解决了动态点检中存在的弊端。静态点检的思路就是设想在车辆大箱放平的情况下,检测板与位移传感器的位置发生变化,这样在车辆不发动的状况下,实现翻斗安全装置的点检。具体的做法是将检测板中间割断,然后用铰链连接起来,测面再用销子固定,防止车辆行使检测板前后晃动,造成误报警。静态点检时,不必发动车辆,只须接通电源,点检人员只要将检测板旁边的销子拔下,将铰链向前翻起,就会听到报警器发出的报警声,弹簧制动有放气声,说明车辆翻斗安全装置功能正常,否则则是装置存在故障。

三、实施效果

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最近几年科学技术飞速发展，人们对机械设计的要求标准也不断升高。面对现代化的大生产规模，传统模式的机械设计改革一触即发，对当代机械制造行业提出了新要求，即智能化、机电一体化、模块化、绿色化、网络化、人性化等。机械设计制造及其自动化必须把握好自己的发展方向，应该去遵循社会变革对机械制造行业提出的新标准。此行业应该高标准、严要求、多样化，这样才可以稳步推动机整个制造设计行业的进步。

关键词：

机械设计自动化；发展方向分析；发展前景

本文在阐述机械设计及其制造的基本概念的同时，展示了当前机械设计制造的发展水平。并对此行业的发展前景和方向进行了比较全面的分析。

1机械设计的概念

机械设计的概念产生于1984年的美国，美国机械工程师协会曾经对这一概念进行了贴切并且客观的描述与概括，指出机械设计用于完成机械力学、能量力学以及运动力学的过程中，通过计算机网络进行协调和控制，达到机械和机电部件相互联系效果的自动化系统。这一概括完整的展现了机械制造的内容，从此，机械有了比较基础的理论。该项研究的特征是以机械设计作为系统研究的开始，结合计算机技术、机械技术、信息技术、传感检测技术、微电子技术、机械技术、计算机技术、信息变换技术、自动控制技术、电力电子技术以及软件编程技术等群体先进技术，为的是实现一系列系统功能，以使整体组织结构得到优化。同时可以保持系统的多功能、高质量、高可靠性，为后期实现特定功能奠定基础，并且可以让整个系统处于最良好的工作状态。因此我们可以了解到，这门技术的无比复杂性与挑战性。此门技术不仅可以充分满足机械对一些精密功能的要求，创造出能够协助不同工作的机械产品，而且还可以让产品的功能完美体现，只需要通过完成从输入端输入随后输出的过程。这门技术的发展方向研究非常重要[1]。随着社会发展，我国机械制造行业也进入了飞速发展期，表面上是机械设计和机械设计制造及其自动化技术的稳步提高，其实质与核心还是科学技术的发展。是科学技术的发展为机械设计带来了春天。把握好机械设计发展方向对机械制造行业的未来有着举足轻重的影响，这使得我们必须提高对相关科技的研究与重视，为机械制造水平的提高创造良好的外部环境。

2机械自动化设计特征以及应用原理

自动化技术的基础是控制理论，在这过程中有机地将生产过程和人工改进作用结合，使机械设计过程得以实现自动化。进一步说，自动化技术有以下几个方面的特征和原则：首先努力创新。科技水平是不断发展的，那么传统设计方法必定会凸现一些弊端，比如无法满足结构复杂的过程、误差率大、工作量不足等。在当今变革下，规模化、智能化、自动化已经成为整个设计新领域的新要求，只有不断改革创新，使设计水平得到提高，才能满足日益增长的机械设计要求，在面临新挑战时从容不迫；其次借鉴各科技领域等先进成果。此门技术与多领域、多学科交叉、相互融合，想要获得新的科技成就，必须具有高度的前瞻性，积极地融入最新相关理念，积极引入一些新科技例如电子学、计算机仿真技术、机械力学电子学等学；最后注重管理水平提高等。如今的机械设计与传统的机械设计相比，对我们的管理水平要求更高。曾经等管理经验有很多不再适用于当前设计的要求，这就对研发人员自身管理水平提出了新的挑战，使得广大管理人员不得不将现代化管理模式手段与机械设计本身结合。并且技术人员也要不断提升自身技术素养和专业技能，只有与技术发展大浪潮保持一致，才能不被市场无情淘汰。随着机械设计及其自动化在一些行业中的运用，其本身与现代技术、传统机电设备结合，自身加以优化提高，不断满足其智能化和自动化的基本技能要求。在实际运用中，微结合了机械技术与电子技术，并且在机电相关行业加入了产品设计、质量检测、制造、开发等工作，也可以加快微型机电系统、加工中心、机器人等方向的发展速度。随着机械设计制造及其自动化行业的飞快发展，加上它全面的功能，已经成为了机械各行业中的基础技术学科，在微电子工业和计算机工业已经被广泛应用[2]。控制系统对机械设备具有精密化的管理，在航空航天、高端武器装备的研制开发中都有着不可替代的技术力量。当前方方面面对机械设备的要求越来越严格，机械自动化设备有着自己更加精密化、科学化、多功能化等发展动力。

3机械自动化设计的发展方形分析

第一，区域互联网程度提高。自动化设备具有良好的信息控制和自动化处理能力，数控机床是实施操作的介质。如果一些机械工程较大，工作过程不是十分复杂的情况下，很难控制产品的生产品质；如今网络技术不断向前，手机也可以成为机床联网操控的新手段。系统建模后，自成网络系统得以实施，这时候就具备了各机械设备通过信息传导的好机会，可以建立区域网络化的管理控制系统，并利用控制中心进行细节控制；当然，区域网络系统应该具有合理分配好各机床应该负责的工作范围的能力，对于不同的情况，可以合力开展，并且同时保证效率；重要的是，要防止电路故障发生引起的工作瘫痪，在区域网络管理模式下应引起我们的足够重视。第二，大型机械的小型化趋势。随着计算机小型化发展，越来越多的信息自动化设备也逐渐进入小型化发展趋势的浪潮中，而在社会生产工有着重要地位的机械自动化设备也紧随时展潮流，积极地进行着小型化微型化发展方向发展，国外已经研发出的微型全新自动化系统，它们的目标甚至是微米、纳米级。微型自动化产品的特点有操作灵活、体积小、耗能少等，但是如何同时具备传统机械设备的主体功能确是一个存在的难题，如何进行精密度的机械过程同样是个棘手问题。有意义的研究是如何能减少企业中的占地，能提高机械自动化设备的数量，但微机械自动化的加工产品有限制，只能应用于采用超精密科技的设备。第三，机械设计的环保理念提升。如今国人乃至世界越来越重视环境保护，机械工业可以追求工作效率、经济利益，但是也该意识到保护生态环境的重要性。机械自动化系统电损耗高，而且会排放大量有毒有害气体，危害自然环境以及附近居民的人身健康。因此在机械设计和自动化技术的的科技进步中，更加应该主张绿色环保。减少在工作过程中有害气体产生是我们的社会责任，为此我们可以对机械设备功率进行限制，或者积极寻找可代替能源。第四，数字化发展。机械设计及其自动化只是机械设计其中的一个重要有机组成部分，机电一体化还包含传感检测、机械、动力、电子信息处理、执行元件这五大组成部分，为了能有更加广阔的市场空间，朝机电一体化方向发展成为一种必然。第五，智能化发展。智能化是自动化技术的一种体现。何为智能化，是以控制理论为指导，加以心理学、模糊数学、人工智能、计算机科学、和运筹学等新措施、新思想，模拟人类的思想，让过程具有推理、自主决策、逻辑判断的能力，向更高的控制目标发起进攻。大大降低工作强度及错误率，智能化的实现使人类摆脱人力脑力劳动成为可能。第六，模块化发展。复杂和多样是机械设计的特点，在整个机械设计及自动化方面发挥着重要作用的还有模块化。模块化标准的要求下，实现在设计过程中多零件组分同时适用于同一模块成为现实。不仅可以大大降低设计成本，而且可以缩短机械设计的时间，使后期零配件的更换维护更加便捷。设计的模块化规范，使机械制造企业的模化生产可以在短时间内完成，提高经济效益。机械设计制造及其自动化产业前景广阔，还可以通过培养高素质高技能人才推进行业整体进步，需要相关技术人员努力学习，进行经验技术的高度提炼总结。机械设计制造及其自动化课程，已经纳入国家高等教育的体系很多年，在许多学校都已经开设这门课程，这显示出社会对此方面的人才量的大需求，因此来说学习相关知识的学生，就业前景可以说很广阔。在我国很多地区，这个产业具有很高的竞争性，高素质人才一代代更替、创新[3]。机械制造产业还广泛应用于航空航天、兵器、汽车等领域的发展中，如果想要获得更加长久的发展，并且想要一直存在这广泛的空间，立足于运行管理、设计制造、科研开发等方面的话，都需要机械制造产业自身的不断提高与创新。目前我国经济发展进入高速路，将机械设计制造及其自动化作为制造强国的手段之一，给予研发生产等方面的大力度支持，足以见得行业本身的重要地位。综上所述，机械设计制造及其自动化必须把握好自己的发展方向，应该去遵循社会变革对机械制造行业提出的新标准。机械设计及其自动化技术拥有巨大的发展前景，该技术一直在迎合现代工业及生产的需求，但是工业产业飞速发展下，现有的机械设计与自动化技术能力和管理水平暴露出很多不足，面对自动化的大蛋糕，科研人员要提升自身素质，努力攻坚克难，争取努力提高国家的科研技术水平，使我国科研发展迈向一个新的台阶，用不断探索与创新的精神影响整个行业，兢兢业业使行业健康迅速发展。

参考文献：

[1]周德辉.机械设计及其自动化发展方向的思考[J].民营科技,2015(10):9.

[2]杨近松.机械设计及其自动化发展方向的思考[J].山东工业技术,2015(21):288.