机电一体化技术的理解范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化技术的理解，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

关 键 词 电力调度系统； 一体化技术； 应用探析

中图分类号 TM734 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）89-0131-02

1我国电力调度自动化系统的发展现状及存在的问题

就我国而言，基于计算机系统的调度自动化系统始于上个世纪80年代中叶，但其因受到计算机硬件的制约而功能是非有限。此外，上个世纪80年代的电网规模较小。电力调度工作相对更简单，且使用者均以经验型调节为主。近年来，我国经济与技术均得到了前所未有的发展新局面，且国家对电力事业的发展也投入了更多的关注力度及资金，这为我国电力调度自动化技术的逐步成熟提供了条件。现阶段，我国电力调度自动化系统已经发展成熟，甚至已经实现了遥信、遥调、遥测、遥视及摇动等功能。

电力调度自动化系统的更新是电力系统发展与完善的必然要求，其主要包括平台的更新及功能的扩展。电力调度自动化系统主要应用于计算机平台，其结构形式主要是分层分布式。尽管计算机硬件平台位于最底层，但其对电力调度自动化系统的影响仍然不容忽视。近年来，绝大部分用户的系统服务硬件平台均为基于R工SC架构的小型机，其在提高电力调度的高效性、可靠性及安全性等方面发挥了一定的作用；工作站多为CJSC架构机器，以此提高电力调度系统的易用性。现阶段，制约电力调度自动化系统发展的本质问题为如何屏蔽操作系统与计算机硬件平台间的差异性、如何确保界面的一致性、如何确保系统功能的一致性等。

2一体化技术在电力调度系统中的应用

2.1系统平台一体化

就计算机操作系统及硬件方面而言，电力调度系统的选择相当多，但不同计算机操作系统及硬件间均或多或少存在某些差异性。研究结果表明，中间件技术的应用在解决不同计算机操作系统及硬件方面发挥着极大的作用。将基于应用中间件的分布式运算模式构建于电力调度系统数据平台与不同操作系统及硬件（底层）间，开发一个软件包，以便将上层应用与底层系统有效隔离开来，并以信息交换效率为基础，对不同应用间的耦合信息实行对象中间件交换。现阶段，CORBA对象中间件在电力调度系统中的应用最多。对象中间件凭借着自身强大的可扩展性及良好的通信能力而实现了有效屏蔽电力调度系统内操作系统及硬件平台间的差异，从而为电力系调度系统平台提供了一个标准化的接口，并为电力调度系统平台一体化的实现提供了可能。

2.2系统功能一体化

现阶段，我国电力调度自动化水平处于分析型与智能型的过渡阶段，这为PAS/集控/DTS等功能的应用提供了可能。在PAS/集控/DTS等功能启用初期，若功能不同，则对应的操作界面及数据均有所差异，这大大增加了使用者的重复工作量。由此可得，电力调度自动化系统开发的重点应为如何有效整合图形、数据库、界面等资源，使之满足功能间共享的要求，并最终推动功能一体化的实现。现阶段，众多电力调度自动化系统已经实现了功能一体化，且通信中间件已经成为了其核心技术。通过对中间件的利用，电力调度系统能够将各种应用模块灵活配置于电网内，从而实现了将节点机安装于电网内的任意一点；将节点机安装于电网内的集中位置；推动了模块冗余设备的正常运转。将中间件应用于电力调度系统内，其实现了以用户实际需求为参考依据进行相关功能的灵活伸缩；有助于于电网运行环境灵活设置相关节点机等。电力调度系统内中间件的应用有助于实现其他模块的应用，且为启动、通信、退出普通应用模块提供了可能。

2.3系统图模库一体化

中国电网规模的不断扩大要求电力调度自动化系统不断缩短网络模型及数据库更新的周期。电力调度系统的电力设备主要以配套形式出现，则有助于实现电力调度系统内图模库的设立、直接将图模库应用于建模中，并最终推动电力调度自动化系统运行的效率。以图模一体化功能为依托，并借助一套绘图工具统一建立模型及绘制图形、借助统一的图形实现了多种应用。在构建电力调度系统模型之初，能够为人们提供系统的设备信息以便实现多种应用；能够提供实现当前应用的信息，并于应用扩展过程中，有效维护相应信息。所以，电力调度系统图模一体化为电力调度系统一体化提供了可能。

2.4系统接口一体化

通信数据访问可以以定义请求应答型数据访问体系为依托得以实现，通用数据访问在信息同步中的应用较普遍，并能对复杂结构数据进行实时访问。在通用数据访问的支持下，有助于对资源服务接口进行查询，这一功能在电力调度系统读访服务中得到了应用；有助于对查询服务接口进行筛选，这一功能在电力调度系统资源查询服务中得到了应用。电力调度系统接口一体化及具备标准化、开放性的电力信息模型有助于电力调度喜用应用功能“即插即用”目标的实现。

3结论

为了更好地适应我国经济发展及社会进步对电力供应的需求量，我国中央政府及地方政府越来越关注电力系统的建立与完善问题，并就电力系统基础设施建设提供了更多的技术支持及资金支持，从而为电力系统输电、发电、配电等环节的优化及改革提供了可能，也为一体化技术在我国电力调度系统中的广泛应用提供了前提条件。

参考文献

[1]李如振，朱瑞杰，田志磊，等.一体化IP调度系统在智能变电站中的应用[J].电力系统通信，2011，32（7）：71-75.

[2]李晨曦，张旭.电网通信调度系统一体化运行维护平台基于软交换技术的开发与实现[C].//甘肃省电机工程学会2011年学术年会论文集，2011：170-175.

[3]张旭，李晨曦，张帆，等.电网调度一体化运行维护平台的开发与实现[J].电力系统通信，2011，32（12）：15-18.

篇2

关键字：机电一体化 核心技术 发展趋势

前言

机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,是跨学科技术。从机电一体化技术的基本概要和发展历程,可看出机电一体化技术的发展趋势。机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。

1机电一体化的基本概要

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。近年来，随着微电子技术和计算机应用技术的快速发展，机电一体化技术领域在不断地扩大和完善。

2机电一体化的发展背景

随着机电一体化技术的快速发展， 机电一体化产品有逐步取代传统机电产品的趋势，这完全取决于机电一体化技术所存在的优越性和潜在的应用性能。

2.1 使用安全性和可靠性提高

机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中， 遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。机电一体化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性，产品的故障率低，寿命得到了提高。 2.2生产能力和工作质量提高

机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。

2.3 使用性能改善

机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

3 机电一体化的核心技术

3.1机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

3.2 信息处理技术。信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息的交换、存取、运算、判断和决策分析等。在机电一体化产品中，实现信息处理技术的主要工具是计算机。计算机技术包括硬件和软件技术、网络与通信技术、数据处理技术和数据库技术等。在机电一体化产品中，计算机信息处理装置是产品的核心，它控制和指挥整个机电一体化产品的运行，因此，计算机应用及其信息处理技术是机电一体化技术中最关键的技术，它包括目前广泛研究并得到实际应用的人工智能技术、专家系统技术以及神经网络技术等。

3.3系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

3.4 自动控制技术。机电一体化产品中的自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、校正、补偿等。机电一体化产品中自动控制功能的不断扩大，使产品的精度和效率都在迅速提高。通过自动控制，机电一体化产品在工作过程中能及时发现故障，并自动实施切换，减少了停机时间，使设备的有效利用率提高。

3.5 传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

3.6 系统总体技术。系统总体技术是从整体目标出发，用系统的观点和方法， 将机电一体化产品的总体功能分解成若干功能单元， 找出能够完成各个功能的可能技术方案，再把功能与技术方案组合成方案组进行分析、评价，综合优选出适宜的功能技术方案。系统总体技术的主要目的是在机电一体化产品各组成部分的技术成熟、组件的性能和可靠性良好的基础上，通过协调各组件的相互关系和所用技术的一致性来保证产品实现经济、可靠、高效率和操作方便等。

4 机电一体化的发展趋势

4.1智能化趋势

智能化作为一个多个专业的边缘科学，是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。 例如：冷冻机组，通过测量各类物理量与微机内部已经设定的对应的参数比较，自动实现机械设备的启停、报警、故障自修复等事宜。

4.2模块化趋势

由于机电一体化产品涉及各行各业，种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 例如在OA产品中的电脑与打印机等各类外设之间，各个厂家通过标准接口（UBS）实现机电一体。

4.3网络化趋势

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。 这些技术已经成熟，并且在OA中司空见惯，经过权限级别，可以实现遥控、遥信、遥测。

4.4 微型化趋势

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4.5绿色化趋势

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。 随着材料科学的发展，新型材料不断涌现，和现实对绿色材料的需要的催生下，绿色化在几点一体工业中将会发生日新月异的发展。

4.6系统化趋势

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。

4.7大众化趋势

产品只有成为普罗大众都能理解、需要，才能具有强有力的经济性，生命才会长盛不衰。成为建筑以及日常生活中不可缺少的商品。机电一体化技术通过产品来展示的，经过网路化、模块化等技术的攻关，成为生产、生活中的消费品将属于必然。建筑中的空调系统可以通过温度、压力、流量等各类非电物理参数，通过传感器、变送器传输到中央处理器，电流、电压、频率等电气参数通过采样传输到中央处理器；中央处理器的芯片当前已经可以进行编程处理；这样各类用户根据自己的需要，选用模块、处理器等硬件，通过网络或者售后服务获取软件资料和程序，通过协议等进行简短的链接与安装调试即可实现用户的目的。

5结语

随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

参考文献

篇3

关键词：机电一体化；传感器；检测技术

中图分类号：TH-39 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）012-000-01

机电一体化是一种整合型技术，需要很多环节组成。意味着在微电子、传感器等技术发展同时，机电一体化也能够获得长足进步。而在具体分析机电一体化关键技术前，应首先明确其组成结构，以消除一些人的误区。机电一体化是指将不同重要机电工作环节整合，以微型处理器和主机为操控中心，有序协调各环节工作。因此，其很多情况下会被称为机电一体化系统，由此完善的覆盖相关理念。但是，并不能由此忽视其他环节重要性。如开发者创造出完美控制中枢，在传感器无法传输情况下，仍旧无法帮助生产者提升效率。

一、传感器是机电一体化系统的关键技术

1.传感器在测量模块的应用

传感器是一种检测装置名称，也是当前数字化管理中，最常使用的传输、存储、处理、记录设备。在机电一体化系统，传感器便是控制中枢与各环节桥梁，主要实现两方面工作：第一，执行控制中枢请求指令。传感器在接收指令后，将其转化为非传输数据语言，进行分析和内容调配，再将结果转变为数据传输模式，传输到所要支配的环节；第二，负责将环节动态传递给控制中枢，以保证各环节有序进行。而在传输前传感器需要接受信息，并根据SNMP协议进行处理、转化。由此可以发现，传感器本身便是由复杂结构所构成的电子器械。其中主要包括检测、传输和处理三个大层面，每个层面还会根据工作需求，配置不同元件。也可以从另一个方面来理解，将传感器比喻为人的头部，“大脑”负责处理数据，“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”负责收集数据，“嘴”负责将数据传输出去，进而由人的“大脑”实现对其他人的支配或汇报。

2.传感器的种类

传感器种类的划分，主要根据功能差异性实现。机电一体化应用环境不同，需求操作的环节不同，均会对传感器的功能造成影响。不过，在管理需求下，必须对传感器分类，以避免一些问题的发生。根据其工作环境，可大体分为两个宽泛层面：第一，基于内部管理的传感器。传感器的工作内容中，部分包括对内部管理，例如检测、收集信息等。同时，虽然任何类型传感器都会有数据处理能力。但是，针对内部数据处理和转化的算法，较比于接收转化有这一定差异。因此，内部数据处理传感器，也应列入到此类中；第二，基于外部环境的传感器。顾名思义，主要工作是针对接收数据信息。可以将此类传感器理解为控制中枢的“执行者”，用于获取控制中枢指令，并转化为工作环节可控指令。而除了从工作环境上进行分类，也可通过接触形式分类，例如触碰式、压觉、温觉、声觉等。

二、机电一体化中传感器与检测技术的运用

从上文叙述可以得知，机电一体化系统主要工作内容，在于设置指令、传输指令和完成指令三个方面。其中，传感器便是负责传输指令的唯一环节。不过，机电一体化仍旧存在局限性，会因为特殊形式或环境出现，导致数据传输的问题。因此，笔者选择几点较具代表意义领域，试谈传感器与检测技术的运用。

1.有“感觉”的机器人

机电一体化发展过程中，出现了不同倾向。一些工业领域逐渐采取标准化作业，对于可控管理系统需求开始降低，转而将投入更多放在智能化、自动化生产领域上。例如工业机械人生产技术，便是在机电一体化基础上，所创造的新型生产技术。其主要特性在于规律性、高精度工作方式，可以更有效提升工业生产效率。不过，该工作方式无疑对传感器提出更高要求。适合的传感器，必须准确的控制机器人各个部位，其中包括关节移动，力量控制等方面，只有传感器传达数据保证准确性、高效性，才能够让机器人实现理想工作状态。对此，必须采用接触式传感器，以确保不会出现数据丢失状况，例如压觉传感器等。

2.传感器在自动化机床的应用

自动化机床也是机电一体化的衍生领域。其特性在于完全自动化的操作所有生产内容。然而，自动化控制则需要传感器，将准确工作指令，按照规范逻辑和实效，传达各个生产环节。若出现问题，便需要人工调节，才能够持续生产。举例来看，较为著名的CNC机床，便是借助传感器检测控制，减少人工生产控制需求，极大节约人力成本，同时也使生产效率有了显著提升；再如，切割工业领域，特别是采用金刚石切割机床，必须要借助传感器准确传达切割角度、压力等数值，进而确保切割成果达成预期。

3.传感器的扩大渗透

随着传感器的发展，其检测技术将不仅应用在机电一体化生产领域。从现状来看，很多工业产品已然达到了“对传感器产生需求”的水准，例如近年来Apple、Google等企业研发的无人驾驶汽车，必须依靠精准传感器才能够实现。而在传统汽车领域，传感器对于驾驶便捷性以及安全性，也会产生较大促进作用。

三、总结

本文主要为透过机电一体化系统，对传感器功能、变化、发展及未来需求，进行一定程度的阐述。进而有效的帮助读者，客观认识机电一体化组成，以及传感器在工业生产中所实现的作用。因此，也希望本文研究，能够为应用领和研发领域，提供一些思路启发。

参考文献：

[1]刘峥.关于机电一体化系统中的传感器与检测技术探究[J].信息系统工程，2013（02）.

[2]林青.浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].福建广播电视大学学报，2011（06）.

[3]王婷.机电一体化专业中传感器与检测技术课程教材建设探索[J].高等函授学报（自然科学版），2012（11）.

篇4

Abstract： Starting from means of modern remote education， this article discusses the function and application strategy of informationalized remote education in the teaching reform of mechanical and electrical integration. At the same time it also shows that the application of modern remote education is the effective complementation of the construction of the vocational education practical teaching system.

关键词： 信息化远程教育；机电一体化；实践教学

Key words： informationalized remote education；mechanical and electrical integration；practice teaching

中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0250-02

0 引言

信息化远程教育作为一种全新的教学模式，一直延续到到多媒体、计算机网络、卫星通信、电视直播、电子黑板等现代教学媒体及设备，用新的教育理念将教学信息资源共享、共建、共开发。一般而言，围绕教学活动为中心开展的信息化远程教育平台，学习任务可以不局限于教室内进行，随时随地都可以进行学习活动，对于教师而言还可以在平台上教学课件，实时更新学习内容，补充学生的知识容量，同时还可对学生的学习进行实时跟踪、检查、考核评估。对于学生而言，可以不局限于示教空间的学习，还能及时与老师在平台上沟通解惑。以下是一个远程培训课程的过程：

信息化教育远程平台是描述了一个完整的教育信息化系统。该平台以“纵横交错”的逻辑关系支撑整个教育信息化系统的平稳运行。所谓“横”指的是基础设施系统、应用集成，信息交换平台、教育信息化应用系统、电子校园信息门户，模块间相互关联，形成平衡的整体业务能力；而“纵”则指开发工具、安全管理，运营维护，提供了系统安全，管理和开发的能力。

1 信息化远程教育对“机电一体化技术”课程的教学构建

1.1 教学方法的改变 机电一体化技术是一门综合理论性、实践性很强的课程，涉及知识面广、容量大。传统的教学方法都是按照机电一体化系统的组成功能，将机电一体化系统分为若干个功能模块，逐一进行讲解，例如分别讲解机械本体功能模块，传感检测功能模块，自动控制技术、单片机技术、电气控制与PLC、传感器技术、液压与气压传动技术中央控制功能模块等等，传统的教学方法是将这些模块分割教学，割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的有机联系，从而造成了学生学不能用，用不知所用等弊端。就教师而言，由于课程综合性强，对教师的整体知识贯通面要求较高，而模块分割的实践教学模式化，不能有机地衔接与贯穿，教学内容缺乏对学生的吸引力；就学生而言，学生认为本课程的学习是对前面所学课程知识的复习，缺乏机电一体化技术综合运用的能力。信息化远程教育采用远程实时多点双向交互式多媒体仿真系统，实现跨越时间和空间的信息传递过程，有效地结合各种教育资源的优势，让平台教学服务，更生动、更大质量的传递教师所要讲授的内容。因此，特别适合于在机电一体化教学中的应用。例如，在进行自动化流水线的教学中，可结合信息化远程教育中的共享课件资源展示企业自动化流水线生产的全过程，从自动上料、传输、加工、检测和入库等各环节了解机电一体化运用环境、机电一体化的分类、工作状态和系统组成，从情景上让学生认知机电一体化技术的学习领域，使学习过程具体化，克服传统教学中抽象化的描述，促进学生对机电一体化专业的学习热情。

1.2 构建新的教学模式 “机电一体化技术”知识面宽泛，在内容的选取上应紧紧围绕工作任务完成的需要展开，以技术应用能力的培养为核心，体现“做中学，学中做”的教学理念，将所有知识贯穿于子任务中。以工作任务为中心，以网络模拟仿真与实际操作为载体，让理论知识穿针引线，帮助学生掌握知识、技能、方法。融“教、学、做”于一体，提高学生的实践能力和动手能力，与社会接轨成为实用的职业技术人才。例如，在工业机器人子任务中，先从资源库中调取工业机器人在自动化流水线上的工作过程，从不同的行业了解机器人的种类；从机械手的运动轨迹分析机械手的自由度，熟悉机械手的结构；了解机械手的机械传动和电气驱动；传感器的类型及人机交互系统等，在此基础上用三维动态图像展示机器人的整个组装环节，这个时候教师使用一个称为“黑板”（Blackboard）的网络辅助教学工具平台提出子任务，分析说明任务中的技能要求目标，让学生在远程资源平台上找资料，小组间用BBS互相讨论，并且及时与教师在线交流，探讨方案，做出工作计划，教师审核通过。具体设施时学生用信息化远程平台上共享的仿真系统，通过仿真模拟再现完成整个任务的全过程，教师还可以通过仿真系统中的故障设置排除模块对学生进行考核，然后提交电子档的实验报告，自测，评估。实践证明这种教学模式激发了学生动手组装机器人的欲望，提高了到手能力。

2 拓展视野体会乐趣

机电一体化技术传统教学模式中为了加深学生对专业知识的理解，常在结束课之前布置作业，或者老师在最后做小结。而远程教育资源可以利用“声像并茂”的模拟仿真视频更能使学生加深对机电一体化技术课程的理解。如在机器人课题完成之后，让学生实时在线观看校企合作共同构建的网络传输视频，现场再现师兄师姐们进入企业的工作情况，便于学生理解自己所完成的课题在实际运用工作中的重要性，也加深了对课题中出现问题的掌握和理解。同时，在这个网络平台上，开放教学大纲、教学日历、讲义教案、习题、多媒体课件和图片视频等课程资料，学生可以随时上网查阅和下载。积极开展课程试题库和项目库建设，不断丰富和完善课程习题、试题、项目文档、项目图片和最新发展动态等学习素材，通过多种模式使学生深入了解课程具体内容，并通过网络实现师生互动，在BBS论坛上与同学老师共同探讨，用模拟仿真系统软件验证设想，提交电子版作业，老师对学生提交的作业进行检查和答疑，提高了效率和针对性。网络资源的丰富资料使学生可以充分利用课余时间自主学习，提高学生的自学能力，同时使学生了解机电一体化的最新发展情况，扩大学生的知识面，使学生真正吸收课程内容，掌握机电一体化领域知识和技能。

3 结束语

建设好信息化远程教学，且与传统知识讲授有机结合并融为一体，能有效地节约教学资源，提高教师的工作效率，充分调动学生的学习自主性和创新精神，提高学习效率和效果，实现工学一体化的培养目标。

参考文献：

[1]何龙，祁传琦.项目教学法在机电一体化专业综合实训中的应用[J].成都航空职业技术学院学报，2005（4）：40-41.

[2]蒋庆刚.浅谈高职教育“工学结合”模式下考试评价体系[J].河南教育（中旬），2009（4）：21.

篇5

一、我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析

结合我国目前职业教育的现状，造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面：

1、师生思想上都不够重视

从目前的职业院校的教学现状来看，重视理论教学轻视实践教学一直是我国职业院校理工科教学的传统方法，在这样的教学模式下，尤其是像机电一体化这样的课程，理论课本来就比较晦涩难懂，加之实践实训比较少，学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系，对于机电一体化的理解只是停留在表面层次，因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说，师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因，教师认为对于机电一体化课程教学任务重，往往疲于应付授课；而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力，往往兴趣不大，加之实践实验时间较少，最后将实践实训流于形式，因此，师生在思想上不够重视是目前职业院校机电一体化课程教学的一个基本现状。

2、机电专业实践教学课程的设计不合理

机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容，目前，绝大多数职业院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响，课程的内容过多过深奥，理论课时数太大，实践技能教学课时不足，而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准，导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远，很多学生学习了很多知识，可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定，这也是导致职业院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。

3、实践教学条件不完善

由于机电一体化类课程所开设的实验，往往实验设备体积比较庞大，集成度较高，价格昂贵，因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的，目前很多职业院校也在进行教学改革，增大实验实践课程量，但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子。

二、机电一体化类课程的教学改革策略探讨

1、充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段

在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候，我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革，添加符合专业特色的实践教学内容，不断完善实践教学条件和教学手段，尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验，加大动手实践实验及综合性实验内容，并和理论课程对应起来，使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验，这样更容易掌握机电专业知识和技能。

2、重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核

任何课程都需设置考核环节，同样的，机电一体化课程实践教学也需要考核，考核环节也是学生最为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式，这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力，只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分，因此传统的考核方式并不合理，就需要对传统的考核方式进行改革。

结合机电一体化课程实践教学的特点，对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准，而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式，采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验，应当减小考核的比重，而对于综合实验及动手考查较为全面的实验，考核比重就应当加大；另一方面，还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核，重点不是考查学生的知识理解程度，而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。

3、加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度

对于机电一体化这样的实践要求较高的课程，实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果，而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设，以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果，就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面，机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地，而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备，因此对于机电一体化类课程的专业实习实践，必须要加强具有机电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度，为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会，以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。

篇6

关键词：高速公路工程，机电一体化，施工机械，模块化作业

中图分类号： TH-39 TH-39文献标识码： A 文章编号：

1 公路工程机电一体化

机电一体化从字面上理解就是电气和机械统一在一个系统上的新型的工业生产模式。随着计算机控制技术和电气控制技术的结合，机电一体化已经从传统即“机械自动化”模式中走出，进入了智能化、电子自动化的时代。这种机电一体化是建立在智能化控制系统基础上的工业生产流速的改进，将原有的人工化的加工过程交给了“无人”生产线，并利用计算机的强大计算能力，以网络信息传递和集成化的电子终端实现了动态化的控制，以此形成了一种新型的机电一体化的系统，即自动化的生产线。

高速公路的建设是一项复杂工程，而高速公路的最突出特点就是作业的强度大、环境影响大、人为因素对质量影响大等。而机电一体化的发展使得流程化的作业技术推广到了工程机械上，利用机电一体化的技术移植，将多种作业功能不同设备组合在一起，从而构建公路施工的移动的“流水线”，这也是机电一体化在工程施工方面的重要贡献。

2 高速公路中的机电一体化

高速公路工程中的机电一体化实现的主要方式就是利用工程机械制造和电子控制系统相融合的思路，打造可在施工中自行作业、自行检测的智能化施工机械。从某个方面看，高速公路的机电一体化更像是对工程机械的自动化改造，并将某个施工工艺结合在一起，使之利用一组工程机械完成某些施工工艺。因此，高速公路的机电一体化技术的应用就是将工程机械的控制由原来的人工操作改为自动化控制，如给料、高度调整、铺设质量检测等都由计算机控制的终端设备进行自动化智能控制，这也是机电一体化对公路施工的最大贡献。同时随着控制模块、微处理器技术的提高，尤其是一些工程机械的控制方式的电子化智能化转变，推动了机电一体化在工程作业机械中的结合，使之成为适应公路施工的自动化，智能化机械，以此实现了施工的机电一体化。下面就施工机械机电一体化的应用作简要介绍：

1)电子控制系统实现机械自检。机电一体化的一个突出优势就是可以实现机械设备的自我检测，这就给工程机械的运行带来动态化的监控模式，并以此实现对工程机械的合理操作，提前发现问题并予以解决。突出的功能就是在设备运行中对设备的发动机、传动系统、液压系统、电子系统等进行全面的动态化监控，这里要的是电子技术中数据传感的原理，这也是机电一体化在工程机械中应用的最佳实例。这个监控系统由监控和信息处理、报警系统组成，一旦工程机械在作业中发生机械性工作或者工作异常就会向控制人员发出警报，并指明故障位置，帮助检修人员进行核实和调整，避免更大的事故出现而影响施工作业。

2)机电一体化的应用提高了作业的精度。随着高速公路的等级不断提高，对质量的要求也不断提高，因此一些施工工艺在人为的操作下很难满足设计的高标准，而利用仪器反复检测也相当的耗费人力和物力，因此需要一种技术提高作业的精度，还可以随时检测问题。这时机电一体化就成功的解决了这样的问题，首先，机电一体技术可以设定机械的作业模式，而且这种模式一旦确定，在各自机械的配合下，就会形成一个固定的作业顺序和标准，而且不会轻易的发生变化，这样保证了公路施工的精确性。

另外，在施工中利用传感器与电子控制技术的结合，可以在施工的同时对施工的成果进行及时的检测，这样既可以确保施工成果的质量，而且一旦出现问题也可以就地解决，而无需等待后期检测的结果出来后再进行补救，提高了施工的效率。

3)机电一体化可以降低工程施工的能源消耗。传统的工程机械在使用中往往是通过人的操作来调整工作的输出功率，而这种调整是粗犷性的调整，就简单的换挡或者转速变化，可以选择的变换工况很少，这样就制约了对能源消耗的控制。在这样的基础上，一些机械生产厂商利用电子控制技术有效的提高了挖掘机的工作效率，使其工作中的燃油使用效率提高了一倍还多，所以机电一体化对降低能源消耗和提高工作效率是行之有效的。

4)机电一体化可实现施工的自动化。机电一体化在工程中的应用不仅仅局限在对某种机械的改造和工艺精度的提高上，而是向着某一施工工艺的自动化作业方向发展。即利用一台机械的电子化控制来实现对一组机械的电子化控制，并使得这一组机械有机的结合起来，来完成某些施工作业，类似铁路自动化铺装设备的组合型机械设备也逐步出现在公路施工中，这就使机电一体化给公路工程带来更多的帮助。

3 机电一体化技术在公路施工中的应用前景

1)系统的智能化程度将提高。所谓智能化就是机械可以在不同的情况下利用预先设计好的工况分析系统对当前的工况进行评估，并作出简单的运行模式的变化，这就是智能化的基本需求。而随着模拟智能、模糊数学、计算机技术、传感技术等学科的发展和结合，将推动机电一体化向智能化迈进，最终是对机械设备的智能化改造，并使之在施工中利用简单的运行动作调整适应复杂工况作业。

2)模块化作业。机电一体化在工程中的应用前景广阔还包括了其控制和操作模式的简化，即智能模块化控制的实现。这种模块化的操作和实施就是利用某些固定的程序化模块与特定机械设备组合相配合，以此进行特定工况下的作业，如：铺设沥青的工序采用联合沥青摊铺设备，在模块化控制的情况下，可根据不同的工程需求对摊铺设备进行模式设定，即在某个工段采用固定的速度、作业形式等。这样在该路段就可进行无干扰的作业，同时在自动检测系统的辅助下，可以将施工过程完全交给机械来完成。

3)对环保的贡献将不可估量。前面提到了利用机电一体化可以降低工程机械的能耗，在未来的机电一体发展中将进一步提高其对节能环保的贡献。机械的高度智能化将带来机械的多功能化，即利用较少数量的智能化施工机械就可以完成大量的工程量，这无疑是对资源的最大节约。同时高效的机械作业也减少了对环境的破坏，如减少机械存放的场地、减少人员生活对环境的影响等。

4 结语

本文对机电一体化以及其应用前景和机电一体化技术在公路工程方面的应用加以分析,简要的介绍了高速公路工程机电一体化的运用。

参考文献

篇7

关键词：抗干扰 机电一体化 机电接口

中图分类号： TH-39文献标识码：A 文章编号：

随着时代的发展，科技的进步，各种机械设备也逐渐进入一个相互融合以完成有着更大难度的任务的历史时期。在这样的背景下，机电一体化逐渐的被人们所掌握，并应用在了我们的日常生活中。但是机电一体化毕竟是人工做成的一种使人们的生活更舒适的工具，这就决定了其本身就带有一定的弊端。我们在进一步探索机电一体化的过程中，必须努力去了解这些弊端之所在，然后再去克服这些弊端，使其能够更好地为我们的日常生活服务。

一、机电接口技术的内涵及其系统组成

随着科学技术的不断发展机电一体化已经成为一个必然，从而使得多个学科之间开始了不断的融合与渗透，形成了一个新的研究方向。一般讲来，机电一体化就是集合机械、计算机、监测传感、网络通讯、自动控制、系统整合等技术的一门学科，在对机电一体化进行研究设计的时候，就是对各个学科的特征，以及对这些特征参量之间的物理联系的研究。正确的处理好各学科参量之间的关系、要求以及耦合条件，并通过研究这些学科之间的耦合关系和内在联系，从而去分析和解决机电一体化产品系统设计中出现的一些具体的问题。

在研究机电一体化系统的设计中，我们往往将这一系统归结为一个统一的整体，在这个整体的基础上对其进行研究整合，综合的考虑各种因素，最终做出最优的方案，达到最完美的效果。这也是机电一体化产品系统研发的一个重要的目的。

由于机电一体化系统的重要性，国外的专家学者在对其进行研究的时候主要提出了这样的几个观点：五块论、三环论、两个系统以及三个子系统等四个观点。综合考虑这几个观点之间的不同，我们可以得出这样的结论：由于机电一体化系统具有多样性、复杂性、模糊性的特点，这就造成了机电一体化系统在设计上的难度。所以我们对于机电一体化系统的认识还需要不断的加深，彻底的掌握组成技术之间的有效关联方式，实现各组成技术之间的最优连接。

在一般的机电一体化系统中主要是由五部分子系统所组成的，这五个子系统分别是：控制系统、驱动系统、动力系统、传感系统和执行系统。在机电一体化系统中，这五个部分是相互关联的，他们通过一定的接口进行相互的连接，在彼此的配合下完成相应的任务，而他们之间的配合就是通过相应的接口将其连接在一起而实现的。这些接口将原本相互独立的子系统联系在一起，在这其中这些接口所起到的并不只是连接作用，还包括沟通各个子系统的优势和功能使之能够充分的发挥出来，同时规避各子系统的弊病，充分发挥出原子系统在其本身根本就不可能发挥出来的新的独特的功能。

而机电接口技术是一门新兴的技术，它研究的是各机电单元之间相互连接的接口问题。研究这一门技术就是为了实现机电一体化系统各组成单元之间能够进行更为有效的连接，实现各组成单元之间的最优设计。

二、机电接口的功能及其分类

在机电一体化系统中，就是为了实现各组成单元之间的有效连接，使之成为一个拥有新的特性的有机整体。在机电接口中，包括硬件和软件两部分，硬件接口主要是指人与机电之间或者各子系统之间的连接，是信息进行转化、传递、分析的物理连接；软件接口主要是指提供给个子系统之间的转换、调整的方法和过程，使各个子系统彻底的融合为一个有机的整体，从而使其在新的任务群中展现出新的功能。

从简单的人机关系到机电一体化这是一个科技发展映射在日常生活中的关于社会发展的缩略图。不管多么高深的理论在对其进行支撑，它的最终目的还是在于方便人们的生活，为人们提供给更为简洁的生活方式。

在机电一体化中，其机电接口主要分为四大类：人—机接口、机—电接口、智能接口以及动力接口。在这四类接口中，他们的功能是相互独立，但是在一定程度上他们又是紧密的结合在一起的，正是通过这四类接口之间的相互协调运作，才能保证各个子系统的功能得到最大的发挥，这样在这个新的有机整体中才有可能表现出新的之前并没有表现出来的功能。

三、机电接口中的抗干扰措施

在机电一体化的结构系统中，会产生大量的电磁信号。这些电磁信号一般是来自于电网、强电设备、高压设备以及开关的电磁辐射。当这些电磁信号碰撞在一起的时候，就会在系统之中产生电磁感应，这样一来就会扰乱机电系统的正常运行，从轻的方面来说，就是扰乱系统的精确度，而从重的方面来说，则会造成机毁人亡的惨剧。

面对这样的问题我们就不得不采取一定的措施来防止在机电一体化系统中由于电磁信号的扰动，影响整个系统的正常运转。其实不管是在机电一体化系统中，还是在其他的系统里，最好的抗干扰方式就是治理干扰源，从源头上彻底的切断干扰信号，从而保证系统的正常、安全运行。但是这只是理想化的状态，俗话讲“理想很丰满，现实很骨感”，当在机电接口抗干扰措施中我们无法实现从源头是对其进行控制时，我们只能想一些其他的补救措施，使我们的损失尽可能的降到最低。

一般我们经常用到的控制干扰的措施包括：隔离、屏蔽、接地、滤波以及软件的处理等。其实从字面上我们就完全可以理解这些抗干扰方法以及这些方法的具体操作方法，但是我们也必须注意其中的一些细小的环节。

在图中所显示的就是屏蔽原理在同轴电缆中的应用。一般说来，屏蔽就是将干扰源或者干扰对象用导电或者导磁的材料包围起来，阻断其与外界的交流的通道，从而阻断电磁能量的传输。如图所示，在电缆线的最中轴是芯线，在其外层由一层绝缘体包裹着，在绝缘体的外面又有一层导电的导体。这样在绝缘体的作用下，就会防止内层芯线和外层导体之间的电磁交流，从而防止信号的干扰。在最外层又有一层厚厚的绝缘外皮包裹着，这样一来就彻底的将电缆线和外界分离开来，保证了电缆线传输信号的纯洁性。

所谓的隔离就是通过一定的措施将干扰源和执行系统隔离开来，在保证有用的信号正常传输的前提下，彻底的阻断无用的信号，从而达到控制干扰的目的。在隔离控制干扰中，又有一些不同的办法以达到隔离的目的，比如转换接口的隔离、变压器隔离、光电隔离以及继电器式隔离。不管怎样的隔离方法，他们的工作原理都是一样的，其目的也仅仅是为了阻断干扰源，从而保证机电系统的正常运转。

滤波就是在执行系统的周围安装一个特定的装置，该装置能够散射一些对执行系统无碍的电磁波，而这些电磁波恰恰能够很好的将干扰信号进行过滤，完全的吸收有用的电磁信号，而将无用的对执行系统阻有干扰的电磁信号彻底的阻断在执行系统之外。

软件处理就是在机电一体化系统完成以后，为了特定的目的设计的一些应用软件，以帮助机电系统更好的发挥其功能作用。用软件来处理电磁信号的干扰，就是指一些与机电接口相关联的一些软件技巧。软件抗干扰是对其他几类抗干扰方式的补充，在其他几类方式的基础上再进一步的进行抗干扰，以求达到万无一失。

结语：

在机电一体化系统中，各种干扰因素会影响着整个系统体系的正常运转，而会产生一些不必要的麻烦。为了将这些麻烦规避在襁褓之中，我们采取一些有效的措施对其进行合理的控制，保证我们的系统能够正常的运转。

参考文献：

[1]王晓丽，周天源．机电接口中的抗干扰技术[J]．机电技术，2010（5）

篇8

关键词：机电一体化；高速公路建设；应用；前景

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：

机电一体化是将电气控制技术和计算机控制技术有机的结合形成的，是人类发展史的一大进步，在当前信息化技术高速发展的时期，其应用前景将更加的广阔，将机电一体化技术应用于高速公路建设，对于推动我国的交通运输业的发展起到至关重要的作用。

一、高速公路中的机电一体化在现阶段，机电一体化逐渐摆脱了传统的“机电自动化”的模式，并逐渐向智能化以及电子自动化的方向迅速发展。在高速公路建设中，机电一体化的作用与地位逐渐显现出来，若想对其进行有效的实现，就必须将相应的工程机械制造以及电子控制系统有效的结合在一起。只有这样，才有可能促使其施工的机械能能够自行完成作业以及自行进行检测，并且在这一过程之中实现智能化。简单的说，高速公路的机电一体化其实就是进行相关工程机械的改造，使其具有自动化功能。并且实现对于施工工艺的结合，使得多种的施工工艺可以通过一组机械来完成。目前状况下，随着其控制模块以及微处理器技术的不断完善与提高，相关的工程作业机械对于工程施工的自动化以及智能化的适应能力也越强，这在很大程度上促进了机电一体化的实现。

1、电子控制系统实现机械自检。对于机电一体化来说，它可以有效的进行对于机械设备的自我检测，这也成为了它一个十分突出的优势。因为它在一定程度上为相关的工程机械的运行提供了一个动态化的监控模式，并且基于此能够更为合理的对工程机械进行操作。除此之外，对于工程之中可能会出现的问题以及事故能够提前预知并采取合理有效的措施予以解决。电子控制系统有一个十分突出的功能，那就是当设备运行时，可以对其各个部分进行有效的动态监控，这些部分主要包括发动机、传动系统、液压系统以及相应的电子系统。这一监控系统主要存在两个组成部分，分别是监控和信息处理系统以及相应的报警系统。

2、机电一体化的应用提高了作业的精度。随着我国经济的迅速发展以及科学技术水平的进步，高速公路的等级也随之上升，这就给高速公路的质量提出了更高的要求。所以对于施工工艺的实施如果还只是停留在人为操作之上是不能适应其发展的。因此，实现对于作业精度以及检测及时性的提高势在必行。而机电一体化可以进行对于这些问题的有效解决，适应了发展的需要。首先，机电一体技术能够实现对于作业模式的设定，使之形成一定的作业顺序以及作业标准，并具有一定的固定性。这样一来，就可以对高速公路机电工程施工的精确程度进行一定程度的保证。不仅如此，因为相关的机械自动作业能够同参数的调整来实现对于施工精度的提高，而对于精度的设定过程是开放的，这样一来，就能够进行高精度持续作业的实现。

3、机电一体化可以降低机电工程施工的能源消耗。传统的施工操作中，进行对于工作输出功率的调整都是人为的。但是这种调整往往过于僵化，且精确程度不高。它仅仅是做出简单的换挡以及变换转速的操作，这为进行对于能源消耗的控制制造了很大的麻烦，受到的制约较多。面对这种情况，一些厂商采取的措施是：引入相应的电子控制技术，并基于此实现对于挖掘机工作效率的有效降低，这样一来，在工作中就在很大程度上提高了燃油使用的效率。因此，机电一体化能够在很大程度上实现对于能源消耗的降低以及工作效率的提高，且效果明显。

二、机电一体化技术在高速公路机电工程施工中的应用前景

1、系统的智能化程度将会在未来的发展过程之中有着明显的提高。之所以要提高机电一体化的程度，就是为了实现智能化的控制。也就是在一定程度上进行电子技术以及机械控制技术的利用，并基于此实现机械的智能化。

2、模块化作业。目前，机电一体化正朝着控制自动化、操作模式简单化的方向发展，也就是实现相应的智能模块化控制。这种模块化的操作以及实施主要是对于某些固定的程序化模块进行有效的利用，并将之与特定机械设备组合进行一定程度的配合，以此来进行特定工况下的作业。

3、机电一体化技术在高速公路施工中的应用将会为环保做出巨大的贡献。前文中，我们已经说明进行机电一体化的运用可以在很大程度上实现工程机械的能耗的降低。由此可见，随着机电一体化的不断应用于推广，它将对环保事业做出巨大的贡献。随着机械智能化程度越来越高，它可以利用较少数量的智能化施工机械实现对于较大工程量的完成，这样一来，就在一定程度上节约了相关的资源。

4、建立高速公路综合信息平台。现有机电系统虽已具备各种信息采集的能力，所采集的信息的利用率却很低。建立一个综合信息平台，将各类机电信息流通过综合信息平台的整合以分级授权的使用方式传送到各级管理者PC终端设备以便做出决策，能为高速公路的高效运营夯实基础，并给出行者提供方便。

5、建立、健全高速公路交通管理信息化和智能化的标准和规范。机电系统采用国际通用标准或国家与行业标准，使各子系统的操作平台、通讯接口与协议标准化，可实现互联互通并支持二次开发或功能调整，同时实现信息快速交换和高度共享，为全省甚至全国联网作基础。

三、加强高速公路机电一体化系统维护管理措施

1、从源头确保机电系统品质，为维护管理奠定良好的基础。 从源头确保高速公路机电系统工程品质，必须从工程建设招投标阶段起就要规范管理，挑选最优的承包单位，细化合同管理，为工程的建设营造最佳的条件。监理工作是工程的生命线，为确保高速公路机电系统工程建成后能发挥最大的投资效果，满足营运的需要，必须严格执行监理制度，对工程建设进行全过程的监控，为以后的维护管理打下良好的基础。

2、遵守行业法规，建立完善制度和操作规程，切实严格执行。 高速公路机电系统的维护管理工作与电力、通信、消防、环保、水利、环卫、防雷等行业都有密切关系，必须注重相关的行业法规。建立完善的高速公路机电系统维护管理制度对高速公路的运行安全和整体服务水平是极其必要的。具体来说，高速公路机电系统的管理制度和操作规程应涵盖以下内容：管理和养护人员的岗位职责；机电系统维护管理的值勤制度；机电设施的巡查制度；机电设备的故障抢修制度、机电设备的预防性养护制度；机电系统维护管理工作中的安全作业制度；机电设备的操作和养护规程等。遵守相关的行业法规，严格执行规章制度，保证维护管理工作落到实处。

3、明确维护组织体系与职责范围。 在高速公路机电系统的维护制度中应明确维护的组织体系，提出相应的职责范围。其主要包括：执行与机电系统维护工作有关的各项规章制度；定期组织检查各系统的工作运行状况，消除潜在隐患，保障系统正常运行； 对故障做出快速反应，及时恢复保证系统正常运行等。如果在施工维护管理期间，施工单位需安排技术人员加强系统的看护检查，对潜在的安全故障进行提前控制防范。

4、注重安全管理，有效提升维护管理。

安全管理是机电系统维护期间的重点工作，通过维护机电设备的安全运行才能有效的提高系统的可靠性。若机电设备出现问题，必会给系统、公路带来相当大的破坏性。要考虑到高速公路的交通位置、与周边城市的高速公路紧密性，对机电设备进行安全管理时采取了定期检测、信号报警等方式，有效的控制了意外事件的发生。

四、结束语我们主要对机电一体化进行了简要的介绍，然后对机电一体化的应用前景和机电一体化技术在高速公路机电工程方面的应用进行重点分析。希望我们的研究能够使得人们对于高速公路机电工程机电一体化有更深层次的理解，同时，还为业内人士提供了一定的参考。

参考文献：

篇9

【关键词】CDIO 机电一体化 教学改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682（2012）12-0063-02

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。国内外的经验都表明CDIO的理念和方法是先进可行的，适合高校工科教育教学过程各个环节的改革。山东理工大学是一所以理工为主的多科性省属重点大学，注重学生创新能力的培养，选定国际上公认的CDIO工程教育模式。于2009年初成为教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组试点工作组高校成员，是山东省唯一一所加入CDIO项目的高校。机械电子工程专业作为CDIO培养模式的试点专业，对09级、10级机械电子工程专业进行了改革。机电一体化课程作为机械电子工程专业的主干专业课，我们将CDIO工程教育理念运用到机电一体化课程的教学改革中，提高了学生的学习积极性，增强了学生自学和解决问题以及团队合作和沟通能力。

一、机电一体化课程现状分析

机电一体化是机械、电子、测控等多学科相互渗透、结合形成的一门综合性应用技术，已成为当今制造业技术发展的主流。与此同时，我国经济的快速发展对机电一体化人才的需求也不断增加、要求日益提高。“机电一体化”是机械电子工程专业专业的一门主干专业课，在培养学生机电一体化系统设计能力和创新能力中，占有十分重要的地位。本课程的任务是使学生以系统的观点理解和掌握机电一体化技术，包括机械、检测、控制、计算机等方面的基本理论、基本知识和基本技能，学会典型机电一体化系统的分析和设计方法，具备进行机电一体化系统设计的初步能力。近年来该课程的教学主要存在以下几个方面的问题：

1.课程内容陈旧

机电一体化技术是机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术的融合。该课程的教学未能充分反映机电一体化技术的新思想、新技术、新概念，授课内容比较陈旧，知识体系滞后。

2.理论与实践环节脱节

该课程具有理论性与实践性联系密切、工程实用性强的特点，但课堂教学主要以讲授理论知识为主，实验内容少且针对性不强，实验设备较少，学生接触实践机会少，缺乏动手能力的培养，更不能培养学生的创新意识。

3.教学方法单一

该课程的传统教学主要是以教师为中心的传授，学生被动接受式教学模式，难以激发学生的学习兴趣和积极性。

4.考试模式单一

考试作为检验学生掌握科学知识、培养能力、获取实际技能的一种手段，对实施素质教育，培养基础扎实、创新和实践能力强的应用型人才，具有特别重要的作用。仅靠卷面成绩的传统考试模式不能全面客观地反映学生应用所学知识解决实际问题的能力。

针对机电一体化课程教学过程中存在的以上问题，原有的教学方法、教学实践、考核方法等已不能适应“宽口径、重实践、应用型”的现代工程教育发展潮流。因此我们对该课程教学进行了改革。

二、基于CDIO的机电一体化课程教学改革：

1.CDIO工程教育介绍

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。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。

CDIO 的教育理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。瑞典国家高教署（Swedish National Agency for Higher Educa tion）2005年采用这12条标准对本国100个工程学位计划进行评估，结果表明，新标准比原标准适应面更宽，更利于提高质量，尤为重要的是新标准为工程教育的系统化发展提供了基础。迄今为止，已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织，其机械系和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教学大纲，取得了良好效果，按CDIO模式培养的学生深受社会与企业欢迎。

2.机电一体化课程教学改革

CDIO教育理念与机械电子工程专业培养目标相一致，机电一体化课程在机械电子工程专业培养方案中占有重要地位，具有承前启后的作用，融机械技术、电子技术、传感器技术、计算机技术等前续课程在本课程中的应用，为后续毕业实习和毕业设计奠定理论知识和实践能力，拓展机电一体化实践技能，增强创新能力。CDIO教育理念对机电一体化课程课堂教学、实践教学、考核方式等改革具有重要指导意义。具体实施过程如下：

（1）机电一体化课程课堂教学的改革。基于CDIO的培养理念，将机电一体化课程教学内容进行整合优化。教学内容主要以典型机电产品为载体，重点讲述精密机械技术、传感检测技术、伺服传动技术、自动控制技术等在机电产品设计中的应用，结合我校自行研制开发的三向移动重载教学机器人为实例讲解，教学内容具有针对性。并通过全方位的实践教学体系，将机器人协会、机械设计协会、班级的科技小组紧密结合起来，全天开放教学和科研实验室，使学生学以致用，能够自行设计简单的机电产品。

改变传统授课方式，课程教学充分利用各种教育资源，采取多种教学手段，如多媒体技术、仿真技术现场演示、课堂实物演示与实验，从中穿插旨在培养学生动手操作能力的机器人设计、调试等内容。注意采用启发式、讨论式、课堂实验式教学，多种方法手段并用，使学生在学习知识的同时，也学习分析问题，联系问题，综合运用多门课程知识，培养学生发散思维、立体思维、创新和解决问题的能力。

（2）机电一体化课程实践教学的改革。课下组织学生参观智能机器人实验室，观看智能移动机器人的各种演示和结构。注重课堂理论知识与实际相结合，适时布置一些简易机器人开发课题，让学生进行总体方案设计、机械结构设计、控制系统设计等，同时这些关键技术可以触类旁通地用于其他相关产品的设计与制造。在每一届学生中选择设计较为出色的部分产品，进行实际加工制作，一方面是对学生的激励，同时也可以作为以后学生的研究对象。由于最终的产品完全是学生自己设计，有利于学生掌握机电产品的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）整个过程，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。

（3）考核方式的改革。改变传统考核方式，对机电一体化课程的考核采用形成性考核方式：课程考核成绩=理论考试成绩（50%）+实操训练与考试（20%）+解决实际应用课题情况（30%）。理论考试是按照考试大纲要求，闭卷考试，100分钟。

实操训练与考试是在现有的机电一体化教学实验设备上进行设备操作、编程、调试等，考查学生动手操作能力。

解决实际应用课题情况主要是结合简易机器人开发课题，要求学生利用所学知识给出解决方案，进行总体方案设计、机械结构设计、控制系统设计等。考查学生分析问题、解决实际问题的能力。

该考核方法能够客观真实地评价出学生对该门课程的学习情况和知识掌握情况，全面地反映学生应用该课程知识解决实际问题的能力。克服了单纯的理论考试反应学生成绩的片面性，避免了出现高分低能情况，让更多的学生发挥出个人的潜能。鼓励有能力的同学参加机电产品创新设计大赛和机器人大赛等各种活动。

篇10

2.先进教学手段的应用。（1）运用多媒体进行直观教学。课程中的原理图、梯形图、程序及电路图较多，利用Authorware、Powerpiont制作成多媒体课件，集文字、图片、动画和声音于一体，不仅仅大大减少了老师课堂上画图的时间，而且学生兴趣倍加，容易理解，提高了教学效率，增大了课堂教学的信息量。（2）联系生活，启发学生思维。课堂教学重在理论联系实际，运用生活中的实例，既有助于学生对理论知识的掌握，又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。如在讲解三相异步电机的变频调速时，结合变频空调原理和特点，来分析变频空调与普通空调之间的区别，从而阐述变频调速的优点，学生增加了生活知识和学习的趣味性。（3）与时俱进，激发学生的求知欲。教师应该与时俱进，了解课程最新的技术动态，并把它传授给学生，只有这样才能激发学生的求知欲，真正的把课教好。如在介绍直流电机中，运用高速磁悬浮列车的例子给学生进行了讲解，从而大大提高了学生的兴趣、求知欲和学习的动力。

3.改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节，也是高职专业教育教学的重点。为了培养学生专业技术能力，改革传统的实践教学模式，将实践教学分为三个阶段进行：（1）实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验，使学生掌握基本实验仪器的使用，基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。（2）单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等，学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能，参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。（3）综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等，学在实训中，采用边教、边学、边做的教学方法，通过典型零件数控加工案例引导教学设计，针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案，并在加工现场实施，形成不同零件加工效果的直观比较和认识，以合作完成实训教学过程。融“理论、示范、练习、反馈”于一体，将“教、学、做”合而为一。有效培养学生的技术应用能力。生根据实际生产任务，在不同的岗位上完成实践任务，毕业后实现“零距离上岗”。

（四）建设特色课程

在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查，以工作过程为导向，以工作任务或产品为载体，根据学生就业岗位群的任职要求，参照相关的职业资格标准，通过与企业有关人员共同论证，进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关，在与企业的深度耦合中，通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查，通过对在职业岗位上工作的学生的描述，经过分析、归纳、整理、综合，确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务，将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容，通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析，确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。

（五）总结

机电专业教学中必须坚持“面向现代，面向世界，面向未来”的发展方针，从实际出发，确定教学改革思路、培养目标，深入改革课程体系、教学方法和教学内容，使专业人才培养与未来社会发展需要相适应。在对学生的培养方面要做到：1.培养学生的综合应用能力、实际动手能力、工程设计和创新能力，学生能根据一般的设计要求和动作流程完成整个控制系统的设计。2.提高教学质量，培养了学生的学习兴趣。3.在实验和设计中增强了他们的团队合作精神。从一个目的、两个原则的教改思想出发，抓好课程理论、实践、考核的每一个教学环节，不仅充分发挥了学生的开拓创新精神，而且充分调动教师教学和教改的积极性，在教与学两个积极性的推动下，教学质量得以大幅度提高，使高校为社会主义现代化建设培养出更多优秀的人才。

【论文关键词】机电一体化教学改革专业特色

【论文摘要】针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状，提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。阐述了机电教学改革的必要性、思路和方法，提出在实践环节深化改革，在专业培养方案上努力突出专业特色的重要性，淡化了原专业课和专业基础课的界限，对课程实践教学进行了改革，体现了机电教学的特色。

【参考文献】

[1]张超,刘爱云,王娜,叶婷.高职机电一体化专业教学计划改革初探[J].中国科技信息,2007(22):202-204.

[2]李巧萍.生本教育理念来源于实践服务于实践[J].现代教育论丛,2002(5):6-20.

[3]魏增菊.机电一体化教学改革[J].平原大学学报,2007,24(5):93-95.