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篇1

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。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。

一、機電一體化的核心技術(shù)

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機械本體技術(shù)

機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機電一體化與微電子學(xué)的顯著進步、信息處理設(shè)備（特別是微型計算機）的普及應(yīng)用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

（四）驅(qū)動技術(shù)

電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機器人

第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關(guān)系密切。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

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，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。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。

（四）模塊化

模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學(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。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻】：

1、李運華.機電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2003.

2、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.

篇2

1.2在飲料行業(yè)中的應(yīng)用機電一體化技術(shù)是當今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機械的開發(fā)、設(shè)計和制造過程中的應(yīng)用。不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設(shè)備?？梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其國內(nèi)、國際競爭能力。

1.3在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

1.3.1計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。

1.3.2現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)現(xiàn)場總線技術(shù)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。

1.3.3交流傳動技術(shù)隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。

1.3.4開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。

1.3.5分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1智能化智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2數(shù)字化微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復(fù)。

2.3模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標準化、系列化。

2.4網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變革。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

2.5自源化自源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。

2.6人性化人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說更自然，更接近生活習(xí)慣。

2.7微型化微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

2.8綠色化工業(yè)發(fā)達給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果，所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3結(jié)束語

隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日益走向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。本文對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行闡述，并對其發(fā)展進行探究。

關(guān)鍵詞：機電一體化應(yīng)用發(fā)展

參考文獻：

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一、概述

煤礦機電一體化產(chǎn)品是把各項高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術(shù)包括：微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，開始利用機電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識到，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

二、煤礦機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

2.1礦井運輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機械化采煤提出更高的要求，那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術(shù)比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統(tǒng)大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式，主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機，它采用機電一體化技術(shù)把電機和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

在我國，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強力帶式運輸機運輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡?。另外，計算機控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能，如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個很好的開始。目前，我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺，其中90%為交流提升機，并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng)，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數(shù)為發(fā)電機拖動，雖有部分可控硅供電系統(tǒng)，也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單，程序設(shè)計起來也比較容易，不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強，因此，它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進行長時間工作。

2.2綜合機械化采煤1970年，我國自主設(shè)計制造裝配了第一套綜合機械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進行試驗使用，一直試驗使用到80年代后期，這項技術(shù)的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動了煤礦自動化的發(fā)展進程，同樣，采煤機也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計算機化發(fā)展，以計算機為核心，采用電液控制，移架自動化得以實現(xiàn)。另外，對工作面刮板運輸機也進行了微機監(jiān)控裝置的配置，實現(xiàn)計算機自動化控制。機電一體化技術(shù)在綜合機械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。

2.3礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實施多次再設(shè)計改進措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外，由于計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、對我國煤礦機電一體化技術(shù)的思考

在20世紀，我國煤礦機電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個環(huán)節(jié)，但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機電一體化技術(shù)達到世界先進技術(shù)水平，必須掌握信息時代機電一體化技術(shù)的特點和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。:

應(yīng)提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的核心裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計煤礦機電一體化產(chǎn)品時，應(yīng)盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進行連接通信控制；煤礦機電一體化產(chǎn)品需要達到智能化發(fā)展水平，能判斷機電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時能快速地對所采集的參數(shù)進行分析，從而對故障進行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進行預(yù)測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達到煤礦自動化生產(chǎn)。

四、結(jié)束語

煤礦機電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ)，更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù)，煤礦機電一體化技術(shù)在采、掘、運、裝備等方面的應(yīng)用和推廣，大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力，同時，為實現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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2傳感器技術(shù)在機電一體化中的應(yīng)用價值

機電一體化技術(shù)包含機械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)等多方面內(nèi)容，在發(fā)展過程中直接導(dǎo)致了自動化技術(shù)的產(chǎn)生。而從某種程度上說，傳感器技術(shù)是機電一體化發(fā)展過程中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，影響著機電一體化系統(tǒng)的自動化程度，具有非常重要的應(yīng)用價值。

2.1傳感器技術(shù)在機械加工過程中的應(yīng)用

眾所周知，在機械加工的過程中，需要檢測的地方有很多，下面將從兩個個方面進行簡要介紹：第一，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于機械的切削過程和機床運行過程?，F(xiàn)階段，在切削方面，傳感器技術(shù)主要是對切削過程中的機械設(shè)備切削力的變化狀態(tài)進行控制，通過分析這個過程當中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的了解，保證切削過程的順利進行，提高切削過程的生產(chǎn)效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術(shù)應(yīng)用到機床的運行當中，主要是為了對機床的驅(qū)動系統(tǒng)、溫度進行檢測，從而保證機床運行的安全性，通過分析得到的相應(yīng)參數(shù)，從而不斷提高機床的運行效率和精度。第二，將傳感器技術(shù)應(yīng)用到工件的生產(chǎn)過程。與切削和機床的運行過程相比，工件的生產(chǎn)過程監(jiān)視是非常重要，而且研究和應(yīng)用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對所用的加工設(shè)備和坯件進行自動檢查，從而保證加工過程的正常進行，比如說自動判斷和調(diào)整坯件的夾持方位等；其次，在加工過程中，也有嚴格的要求，對切削的剫、力度、扭矩等參數(shù)都需要進行自動檢測，以保證加工條件處于最佳狀態(tài)，除此之外，對于在這個過程中加入傳感技術(shù)的其他目的還在于提高切削過程的生產(chǎn)效率；最后，在加工完成之后還需要對工件的合格與否進行測量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由于檢查的過程比較繁瑣和復(fù)雜，所以這些檢測需要能夠自動的進行，并且可以將檢測結(jié)果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產(chǎn)品。

2.2傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

近年來，隨著傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發(fā)展，進入了全新時期。目前，在汽車的制造過程中，為了實現(xiàn)汽車的機電一體化，需要用自動控制系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式控制裝置，將先進的監(jiān)測和控制技術(shù)擴大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務(wù)、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說，在實現(xiàn)汽車的一體化過程中，凡是和電子控制有關(guān)的系統(tǒng)或是裝置都離不開傳感器的應(yīng)用，尤其是在安全報警裝置、信息裝置和自動變速器等裝置當中，所以這也要求傳感器能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境，無論是塵土彌漫還是風(fēng)雨交加的時候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時還應(yīng)該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發(fā)動機內(nèi)的傳感器，需要能夠承受得住發(fā)動機在工作時的高溫和高壓環(huán)境。

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電子技術(shù)類課程著重介紹電子元器件的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、功能特性以及應(yīng)用方面的知識。側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，能根據(jù)電子學(xué)原理，運用電子器件設(shè)計和制造實現(xiàn)某種特定功能的電路。如果只講理論知識，學(xué)生看不見、摸不著實際的器件，聽起來肯定是抽象難懂，枯燥無味。比如電阻這個元件，讓學(xué)生親手識別測量要比在課堂上講再多的理論效果要更直接和有效。一體化的教學(xué)模式充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，使學(xué)生學(xué)在其中，樂在其中，顯著提高了教學(xué)效果。

2、學(xué)生順利走向工作崗位的需要

一體化教學(xué)的課堂就是學(xué)生的實訓(xùn)室，實訓(xùn)室就是教學(xué)課堂。學(xué)生平時就能接觸到各種電子元器件和儀器設(shè)備，在模擬的生產(chǎn)環(huán)境中進行綜合性的技術(shù)訓(xùn)練，結(jié)合理論知識進行實際操作，由易到難、循序漸進，逐步實現(xiàn)從學(xué)生到具有專業(yè)技能的技術(shù)人才的轉(zhuǎn)變，當學(xué)生走向工作崗位時，已經(jīng)具備了一定的實操能力，幫助他們更好的適應(yīng)和勝任崗位工作，縮短了學(xué)生畢業(yè)與就業(yè)的距離。

二、一體化教學(xué)的實踐改革

1、培養(yǎng)雙師型教師隊伍

一體化教學(xué)對教師的理論知識和實踐技能都有很高的要求，需要一批理論知識扎實、經(jīng)驗豐富、技術(shù)熟練的雙師型教師。學(xué)校一方面聘用企業(yè)的工程人員做兼職教師，帶動本校教師技能的提高。另一方面讓教師到企業(yè)培訓(xùn)或者直接參與項目建設(shè)，熟悉實際操作和現(xiàn)代企業(yè)對畢業(yè)生的要求。

2、教學(xué)內(nèi)容模塊化

電子技術(shù)發(fā)展日新月異，但是高職院校的教材和實驗內(nèi)容往往多年沒有更新。教學(xué)和實際應(yīng)用聯(lián)系不夠緊密，學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)工作崗位的需要。這就要改革課程內(nèi)容和體系，緊跟電子技術(shù)發(fā)展，注意理論和實踐并重。根據(jù)課程的教學(xué)目標，采用任務(wù)驅(qū)動的模塊化教學(xué)，不僅讓學(xué)生做驗證性實驗，還要充分發(fā)揮學(xué)生主體性，做一些設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。教學(xué)內(nèi)容不僅符合學(xué)生的認知規(guī)律，更是將經(jīng)典理論與先進科技相結(jié)合，真正實現(xiàn)教學(xué)做一體化。

3、建設(shè)多功能一體化教室

以往理論課和實訓(xùn)課單獨教學(xué)，造成理論和實踐脫節(jié)，學(xué)生理論課聽得枯燥、抽象，實訓(xùn)課對電路工作原理又知之甚微。而建設(shè)多媒體、實驗器材、實物一體化的教室，真正融理論教學(xué)與實踐教學(xué)于一體，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了操作技能。

（1）教師結(jié)合多媒體和仿真軟件進行教學(xué)，生動直觀。例如在講解二極管的單向?qū)щ娦浴⑷龢O管的電流放大作用等比較難理解的內(nèi)容時，借助FLASH動畫將抽象的內(nèi)容直觀的表現(xiàn)出來。

（2）向?qū)W生展示實物，學(xué)生通過直觀感知和實際操作，學(xué)習(xí)專業(yè)知識不再抽象。例如在講解電動機控制時，通過展示各種低壓電器來介紹其工作原理，學(xué)生較容易接受和理解。

（3）教室配備各種實驗器材，隨時進行電路仿真設(shè)計和設(shè)計性實驗，例如收音機、自熄開關(guān)的組裝、直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計等，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力創(chuàng)設(shè)了良好環(huán)境。

4、改進教學(xué)方法

以往教學(xué)只停留在口頭說教和機械模仿操作的層面，學(xué)生的實際應(yīng)用能力欠缺。一體化教學(xué)模式注重學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新能力的提升。作為教師要改變傳統(tǒng)的以教師為主體、講授為主的教學(xué)模式，實行以學(xué)生為主體、探究實踐為主的啟發(fā)式教學(xué)方法。靈活采用項目教學(xué)、案例教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)等方式，給學(xué)生創(chuàng)造個性化、創(chuàng)新化的學(xué)習(xí)空間。對不同層次的學(xué)生采用分層教學(xué)，分配不同的任務(wù)，使每個學(xué)生都能在自己的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)享受到摘到桃子的喜悅。對綜合性問題以分組討論的形式學(xué)習(xí)，在生生討論、師生討論的活躍課堂氛圍中，拓寬學(xué)生眼界，完成知識的積累，技能的提升。

5、改革評價考核方式

傳統(tǒng)課程考核中，以期末考試成績占70%、平時課堂表現(xiàn)和作業(yè)占30%的方法來計算總評成績，忽略了平時的階段性測試，不利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。一體化教學(xué)模式中，增加階段性測試，以綜合性實驗和設(shè)計性實驗為主，注重考核學(xué)生的實驗技能水平，并計入總評成績的50%（綜合性實驗30%，設(shè)計性實驗20%，期末成績30%，課堂表現(xiàn)和作業(yè)20%）以此讓學(xué)生對實訓(xùn)引起一定的重視，激勵學(xué)生提高實踐操作能力，同時便于教師隨時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)進度。

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2提高教學(xué)質(zhì)量提高教學(xué)效果

理論教師注重理論知識講解，實驗教師注重實際訓(xùn)練，但在操作前還是要講解相關(guān)的理論知識，理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)，不但給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成很大困難，也造成重復(fù)教學(xué)和資源浪費，更影響了教學(xué)質(zhì)量的提高和應(yīng)用性、技能型人才的培養(yǎng)。為了使理論與實踐更好地銜接，將理論教學(xué)和實踐教學(xué)融為一體，開展一體化教學(xué)模式。即從以教師為中心如何“教給”學(xué)生，向以學(xué)生為中心如何“教會”學(xué)生轉(zhuǎn)變，從以教材為中心向教學(xué)大綱的培養(yǎng)目標為中心轉(zhuǎn)變，從以課堂為中心向以實訓(xùn)為中心轉(zhuǎn)變。由此可見，變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)對教師的要求更高了，教師的壓力、工作量大了，同時也鍛煉、培養(yǎng)了教師，促使教師努力鉆研業(yè)務(wù)，苦練操作技能，提高教學(xué)水平，能做到理論與實操互補。在教學(xué)過程中，加深學(xué)生的感性認識和理性認識，做到理論聯(lián)系實際。作為職業(yè)教育自動化專業(yè)新興學(xué)科，變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)也必須與時俱進，不斷充實、不斷完善，才能發(fā)揮其積極作用，培養(yǎng)出適應(yīng)社會需要的高素質(zhì)、高標準人才。

3變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)的實施過程

變頻技術(shù)是以自動化專業(yè)為主的新課程，在機電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)交叉學(xué)科課程。對于學(xué)生而言，由于變頻技術(shù)課程綜合多門學(xué)科，因此，所涉及的概念、專業(yè)名詞較多，并且內(nèi)容抽象，學(xué)生很難在有限課時內(nèi)完全掌握。而對于從事該門課程教學(xué)的教師，由于課程涉及知識面廣、容量大、課前需要做相當充分的準備，一是要準備大量案例，二是要將深奧的道理通俗化，尤其是一些新的概念、思想和技術(shù)。因為過于抽象，學(xué)生理解具有一定難度。針對以上教學(xué)中存在的普遍問題，在變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)中從教材定位、教師要求、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)安排、考核方式等方面嘗試進行改革。

3.1教材的定位

現(xiàn)有的變頻技術(shù)課程教材重視理論知識，缺乏學(xué)生動手實操訓(xùn)練，而對于多數(shù)學(xué)生來說他們只希望動手，不喜歡理論。多數(shù)落后生學(xué)習(xí)差的主要原因在于基礎(chǔ)差，變頻器自動化程度高，理解相對困難。為此教師必須下大力氣，給他們更多的輔導(dǎo)與幫助，在鼓足他們勇氣的同時，為他們的進步創(chuàng)造條件。調(diào)動一切有效手段，針對本校學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和進度，開發(fā)變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)校本教材、工作頁等，變化教學(xué)方法、采用圖文并茂的講解方法，有效地促進學(xué)生整體素質(zhì)的全面提高。

3.2教師要求

通過調(diào)查，一些學(xué)生反映，部分教師課上教授的變頻技術(shù)只講授原理、公式等，學(xué)習(xí)內(nèi)容比較枯燥，學(xué)生不愛聽，所以教學(xué)效果不好。而多數(shù)學(xué)生卻只希望動手實踐操作，不喜歡煩瑣的公式理論，所以建設(shè)一支既能勝任理論教學(xué)又能指導(dǎo)實踐操作的“雙師型”教師隊伍是實施變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)的關(guān)鍵。一體化教學(xué)要求教師不僅有豐富的專業(yè)知識講授先進的專業(yè)理論課，而且有熟練的操作技能指導(dǎo)學(xué)生實踐操作完成任務(wù)，成為能“文”能“武”的“雙師型”教師。作為從事一體化教學(xué)的教師應(yīng)該不斷地進行“充電”，因為“學(xué)然后知不足，教然后知因”。

3.3教學(xué)方法

在變頻技術(shù)一體化課程教學(xué)中，還要根據(jù)學(xué)生的特點，具體情況具體分析。我們在授課中，全面地考慮到各類學(xué)生，設(shè)計的問題隨學(xué)生的層次的不同而有所區(qū)別。對于班級中基礎(chǔ)較好、動手能力較強的優(yōu)秀學(xué)生，我們在實施中設(shè)計的起點高一些，問題難度大一些，使他們的聰明才智得到充分的發(fā)揮，從而享受到挑戰(zhàn)的快樂。對于班里中等學(xué)生，則按照教學(xué)大綱要求，以學(xué)生達到相應(yīng)要求為目的，使學(xué)生掌握一些最基本的知識和技能，這種方法適用于班里大部分學(xué)生學(xué)習(xí)。對于班里較差的學(xué)生，我們在教學(xué)過程中，問題設(shè)計的起點低一些，問題的難度小一點，思維的步驟鋪墊得細一些，使他們感受到成功的快樂，從而提高學(xué)習(xí)興趣。除了在課堂上完成理論教學(xué)外，還要重視教學(xué)過程中實踐環(huán)節(jié)的輔助教學(xué)，采用開放式的實踐形式，引導(dǎo)學(xué)生充分利用課余時間完成一些生活中常見的變頻機電產(chǎn)品的調(diào)研任務(wù)，這樣既可以將課堂內(nèi)容延伸到課堂外，強化學(xué)生觀察能力和獨立分析問題、解決問題的能力，同時又可以彌補課時的限制，保證后續(xù)課堂教學(xué)的正常進行。讓學(xué)生將問題帶進課堂，大家一起討論，分析，帶著問題學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，為了檢驗學(xué)生對變頻技術(shù)的認識程度，要求學(xué)生以常見變頻產(chǎn)品設(shè)備為例，讓學(xué)生參與講課，然后一起進行小組討論，學(xué)生在討論過程中，列舉了生活中常見的變頻機電產(chǎn)品，例如：變頻空調(diào)、變頻洗衣機、變頻冰箱等，通過討論，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對變頻技術(shù)原理、接線、設(shè)計、產(chǎn)品可靠性、安全性都具有了一定認識并提出一些相應(yīng)的改善意見。實踐表明：在一體化課程教學(xué)中，讓學(xué)生參與講課，分組進行討論這種體驗型互動教學(xué)方法，提高了學(xué)生綜合能力，達到了較好的教學(xué)效果。

3.4教學(xué)過程安排

授課時間上的安排分為3個階段，第一階段為知識了解階段，學(xué)生主要學(xué)習(xí)理論知識，教師把變頻技術(shù)理論知識講解給學(xué)生，讓學(xué)生掌握一定的理論基礎(chǔ)。第二階段為技能訓(xùn)練階段，重點是學(xué)生的動手能力訓(xùn)練，學(xué)生把在理論課中學(xué)到的知識與課題任務(wù)進行實際操作，學(xué)生操作時，教師加以指導(dǎo)和深入的講解糾正，并回答學(xué)生隨時提出的問題。第三階段為提高階段，讓學(xué)生將所學(xué)的理論與實踐技能有機結(jié)合，檢查學(xué)生課題任務(wù)的完成情況，并加以評價，以達到鞏固知識的目的。

3.5考核方式

考試是對學(xué)生進行課程考核的手段，通常都采用閉卷或開卷的考試形式。但由于該課程涉及的概念、理論方法及系統(tǒng)設(shè)計需要查閱大量資料，如采用常規(guī)考試方法，一是受時間限制，學(xué)生在很短的時間內(nèi)難以對系統(tǒng)的設(shè)計給出完善的解答。二難以體現(xiàn)出學(xué)生真正掌握知識的程度。針對變頻技術(shù)一體化課程特點，采取閉卷和開卷的形式都不是很適合，因此，本課程的考核依據(jù)平時課后作業(yè)和最后綜合典型課題任務(wù)報告完成情況進行考核。幫助學(xué)生樹立課題概念、設(shè)計思維、流程導(dǎo)向及解決問題的能力，讓學(xué)生明顯感覺到平時學(xué)習(xí)的知識學(xué)有所用，也是為理論學(xué)習(xí)和實踐操作有機結(jié)合進行一個探索。

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2構(gòu)建思路

機電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建是基于學(xué)生未來職業(yè)要求和技術(shù)技能型質(zhì)量要求的，要充分考慮職業(yè)資格考試和技能大賽對教學(xué)引領(lǐng)作用，在課程體系中集中體現(xiàn)技術(shù)、技能屬性?？紤]現(xiàn)有機電一體化專業(yè)教學(xué)模式，將機電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建為“階段+模塊”、“理論+實踐”的互補體系。機電一體化專業(yè)教學(xué)課程階段主要包括職業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)專門技術(shù)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)關(guān)鍵能力培養(yǎng)階段和職業(yè)拓展能力培養(yǎng)階段四個階段，對學(xué)生在未來職業(yè)中所需技術(shù)技能進行培養(yǎng)，全面提升學(xué)生綜合專業(yè)能力。機電一體化專業(yè)教學(xué)課程模塊主要包括基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實訓(xùn)課程和選項課程四大模塊，其中基礎(chǔ)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的職業(yè)素質(zhì)和基礎(chǔ)能力進行開發(fā)培養(yǎng)，切實提高學(xué)生職業(yè)綜合素養(yǎng)；技術(shù)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的專業(yè)技術(shù)能力進行開發(fā)培養(yǎng)，主要設(shè)置職業(yè)技術(shù)性課程；實訓(xùn)課程模塊就學(xué)生在職業(yè)技術(shù)性課程中所學(xué)進行實訓(xùn)教學(xué)；選項課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中具體工作崗位所需設(shè)置的課程，具有較強的專業(yè)性和技術(shù)技能導(dǎo)向性。

3課程體系總體設(shè)計

高校機電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計框架是基于機械工程行業(yè)需求，強化學(xué)生技術(shù)、技能基礎(chǔ)，拓寬機電專業(yè)能力，突出未來職業(yè)能力，提高綜合專業(yè)素質(zhì)，全面職業(yè)發(fā)展的課程結(jié)構(gòu)，是面向多方向工作崗位需求，設(shè)計大類模塊化課程的體系。機電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計包括集“自然科學(xué)+人文社會科學(xué)+專業(yè)思想教育”在內(nèi)的基礎(chǔ)課程教育（一個基礎(chǔ)），包括集“電工電子基礎(chǔ)平臺+機械基礎(chǔ)平臺+計算機控制技術(shù)基礎(chǔ)平臺”在內(nèi)的平臺課程教育（三個平臺），包括集“自動生產(chǎn)線方向+機電一體化設(shè)備+模具設(shè)計和制造+數(shù)控技術(shù)應(yīng)用+計算機輔助機械設(shè)計”等多模塊課程教育（多模塊）。

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2煤礦機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1電牽引采煤機在機電一體化設(shè)備中，電牽引采煤機屬于較為新型的一種。將電牽引采煤機與傳統(tǒng)的液壓式牽引設(shè)備進行對比，其在應(yīng)用過程中所具有的優(yōu)勢主要為：（1）自身具有較強的牽引特性；（2）應(yīng)用范圍包括存在較大傾度角的煤層區(qū)域；（3）應(yīng)用過程中的靈活度及動態(tài)型的特性也較為優(yōu)良，因此能夠在整體系統(tǒng)運行時對其內(nèi)部的各項參數(shù)值進行科學(xué)合理的調(diào)整優(yōu)化，以防出現(xiàn)超載運行的情況；（4）運用過程中的磨損度較小，因此使用壽命也較長；（5）設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡潔明了，工作效率及水平均能得到有效提升。國內(nèi)現(xiàn)有的采煤設(shè)備無法真正達到一個全面自動化的水平，且尚未擁有集中式的監(jiān)控功能。大部分的國內(nèi)采煤設(shè)備通常采用的控制系統(tǒng)為微機式，相應(yīng)的傳感設(shè)備偏少，與國外發(fā)達國家相比，所能獲取到的信息數(shù)據(jù)也相對較少。

因此，我國如果想要在電牽引采煤機領(lǐng)域獲取到較為優(yōu)良的研究發(fā)展成果，則應(yīng)注重以下幾點的加強提升：（1）對裝機自身的功率進行合理的加強增大，并將其相應(yīng)的性能參數(shù)值進行提升；（2）積極采用一種集中化的高壓供電方式；（3）對監(jiān)控系統(tǒng)實行科技智能化的應(yīng)用；（4）將電牽引采煤設(shè)備系統(tǒng)進行科學(xué)的改進，促使其發(fā)展方向為交流調(diào)速式。

2.2液壓支架控制系統(tǒng)液壓支架控制型系統(tǒng)主要是指將現(xiàn)有的計算機核心技術(shù)與液壓控制系統(tǒng)進行完美的融合，從而實現(xiàn)一種自動式的移架，以此減小對頂板等部分造成的沖擊力。對于此項技術(shù)的相關(guān)發(fā)展研究，國外諸多發(fā)達國家已獲取到了較為優(yōu)良的研究成果，并進行了技術(shù)的廣泛應(yīng)用。液壓支架型控制技術(shù)在其應(yīng)用過程中主要采取的是一種微機式的監(jiān)控技術(shù)，在其應(yīng)用過程中能夠?qū)λ霈F(xiàn)的故障進行查詢、保護以及控制等一系列的工作。對液壓支架型控制系統(tǒng)進行科學(xué)合理的應(yīng)用，能夠?qū)⒚旱V生產(chǎn)工作的整體效率進一步提升，并對其相應(yīng)的工作環(huán)境進行改善，真正實現(xiàn)安全型生產(chǎn)。與發(fā)達國家相比，我國對于液壓支架控制系統(tǒng)的研究工作開展較晚，但經(jīng)過科研人員多年不懈的努力，我國對于液壓支架的研究已與國外水準并無太大差距，但相應(yīng)的支架閥技術(shù)在研究過程中的水平卻較為落后。在液壓支架的使用過程中，支架閥是其中較為重要且關(guān)鍵的一部分，由于其水平的落后使得我國的液壓支架電液控制系統(tǒng)未能得到較為廣泛的推廣應(yīng)用。

2.3其余的煤礦機電一體化設(shè)備這里所提到的其余的煤礦機電一體化設(shè)備主要是指煤礦供電型設(shè)備。煤礦供電具有其自身較為獨立性的特色，即安全可靠性需加強，整體質(zhì)量需保持在正常標準之上，并且能夠?qū)Ω鞔蠊β试O(shè)備的運行需求進行充分的滿足。針對此種特點，應(yīng)積極進行節(jié)能降耗型設(shè)備產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。高壓式的開關(guān)柜設(shè)備所采用的開關(guān)維護量偏小，且相應(yīng)的使用年限較長。運用集中及就地式的補償方式能夠?qū)⒃O(shè)備內(nèi)部的功率因數(shù)進行科學(xué)的提升，對其無功型電流量進行有效控制，從而對無功型功率的損耗量進行合理減少。在當前，無論是高還是低開關(guān)柜所采用的均是微機式保護模式，自身具備較強的網(wǎng)絡(luò)型功能，能夠在較長距離內(nèi)進行各項遙控、遙信工作。

3煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1從供電等級及其布局方面進行考量現(xiàn)如今，隨著社會的逐步前進與發(fā)展，供電等級也在逐步提升，地面式的特高供電等級已由原先的35kV調(diào)整為60kV，數(shù)值幾乎翻了一倍。3kV的供電綜采工作面現(xiàn)已開始全面實行，而相應(yīng)的10kV供電設(shè)備也已開始進行應(yīng)用。供電活動自身存在的環(huán)節(jié)較多，而其內(nèi)部的控制型設(shè)備也相對較多，網(wǎng)絡(luò)的分布狀況也在不斷地進行變化。另外，移動式的供電設(shè)備現(xiàn)已得到了較為廣泛的應(yīng)用。

3.2從單體設(shè)備電功率方面進行考量現(xiàn)有的煤礦機電一體化技術(shù)已開始廣泛采用功率及效率水平均偏高的重型機電設(shè)備，相應(yīng)的采煤設(shè)備功率保持在2000kW左右，而相應(yīng)的刮板輸送機功率也已達到了2250kW的水平。在對某煤礦開采工作進行煤礦機電一體化技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用后，整體功率為1000kW、730kW的采煤設(shè)備均得到了實踐應(yīng)用，與原先的采煤設(shè)備功率相比，其工作效率已增加了一倍，而其配套類設(shè)備的功率也得以增強提升。

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2整合教學(xué)目標，促進理論知識與實踐操作融為一體

打破傳統(tǒng)重視理論知識教授的教學(xué)模式，重新對課堂教學(xué)目標進行定位，確立以職業(yè)崗位能力要求作為主要導(dǎo)向，將知識、能力、態(tài)度三個目標進行融合的課堂教學(xué)目標。例如在“訂單”培訓(xùn)中，教學(xué)活動以企業(yè)的人才類型需要、人才知識技能、人才規(guī)格等要求作為實施教學(xué)活動的目標。根據(jù)教學(xué)目標對課程設(shè)置進行調(diào)整，并確定相應(yīng)的教學(xué)效果評估方法。這種教學(xué)模式根據(jù)就業(yè)崗位需要著重對學(xué)生的知識應(yīng)用能力進行培養(yǎng)。在教學(xué)活動中制定明確的教學(xué)目標，可使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中明確學(xué)習(xí)目標，然后進行有針對性加強學(xué)習(xí)。根據(jù)具體的學(xué)習(xí)目標，學(xué)生可明確自己的學(xué)習(xí)方向，然后對學(xué)習(xí)資源進行尋找，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。同時，在這樣的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生更容易發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)起探索知識的求知欲。在教學(xué)過程中，教師需要密切聯(lián)系技能訓(xùn)練與實際生產(chǎn)間存在的聯(lián)系，提高學(xué)生實際生產(chǎn)能力，促進學(xué)生畢業(yè)后能盡快順利進行相應(yīng)的工作。

3整合教師隊伍，促進教學(xué)任務(wù)融為一體

在傳統(tǒng)中職教學(xué)活動中，專業(yè)課程通常分為理論與實踐教學(xué)兩大部分。在任課教師的分配上也存在理論課教師和實踐課教師之分。理論課教師和實踐課教師在進行教學(xué)活動時各種有相應(yīng)教育體系，二者幾乎完全獨立，不存在任何聯(lián)系。這種教學(xué)模式的存在導(dǎo)致理論知識和實際操作的教學(xué)與學(xué)生相互脫節(jié)，嚴重制約教師的教學(xué)效果，進而影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。因此，在機電專業(yè)教學(xué)中，必須對教師隊伍進行整合，將理論知識教學(xué)與實際操作教學(xué)密切結(jié)合起來，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正能夠做到理論與實踐密切結(jié)合。例如將《電工技術(shù)基礎(chǔ)》、《電工技能》、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《電子技能》四門基礎(chǔ)課程整合成《電工技能與實訓(xùn)》、《電子技能與實訓(xùn)》兩門課程。將分離開的電工及電子技術(shù)理論基礎(chǔ)與電工、電子技術(shù)實際操作相融合進行教學(xué)。教學(xué)過程中安排一個任課老師同時教授理論知識與操作實習(xí)。這樣的教學(xué)活動可更好的實現(xiàn)理論與實踐相互結(jié)合進行教學(xué)，更有利與學(xué)生對知識的掌握和運用。摘要：在中職院校的教學(xué)活動中，實踐教學(xué)是核心內(nèi)容。中職教育的主要目的是為社會提供技術(shù)型人才。因此，在教學(xué)活動中必須高度重視理論與實踐相結(jié)合，在提高學(xué)生理論知識的同時促進學(xué)生的實際操作能力。就中職機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)項目一體化教學(xué)模式進行分析，旨在為項目一體化教學(xué)的有效進行提高可靠參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：中職；機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)；項目一體化；教學(xué)模式。

4整合教學(xué)與實習(xí)，促進學(xué)生理論知識與操作技能融為一體

在機電專業(yè)教學(xué)中，應(yīng)高度重視理論與實踐相結(jié)合，只有充分將理論知識與實際操作結(jié)合進行教學(xué)，才能真正提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用水平。經(jīng)過理論教學(xué)后，及時讓學(xué)生到相應(yīng)的工作崗位進行實習(xí)，讓學(xué)生更加深刻的理解理論知識，熟悉應(yīng)用相關(guān)技能。在實習(xí)過程中，學(xué)生可將課堂上學(xué)生的理論知識充分應(yīng)用到工作過程中，進而獲取更高等的操作技能。同時，應(yīng)用課堂上所學(xué)到的理論知識，學(xué)生可在實踐中更加有效的探索實際問題，積極思考解決問題的有效方法，促進自身能力得到全面提高。在一體化教學(xué)中，教師應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，并在課堂上對學(xué)生進行巡回指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生探索問題、解決問題，指導(dǎo)學(xué)生形成獨立思考問題、處理問題的能力。教學(xué)過程中的巡回指導(dǎo)與教學(xué)結(jié)束時的結(jié)束性指導(dǎo)，對教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要意義，這個過程中均涉及到理論知識和實踐。例如在《電力拖動》教學(xué)過程中，可將理論知識與實際操作結(jié)合進行教學(xué)，具體教學(xué)設(shè)計如表1所示。

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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、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

2)計算機與信息技術(shù)。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)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(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)的自動化程度就越高。

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、機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

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，未來機電一體化技術(shù)將朝著智能化、高性能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化、綠色化等多方向發(fā)展。

2.1智能化

人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現(xiàn)的問題進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。例如，在智能化房屋建設(shè)上增加人機對話功能，設(shè)置智能I／O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2高性能化

高性能化一般包含高速、高精度、高效率和高可靠性。它采用多CPU結(jié)構(gòu)，以多總線連接，進行高速數(shù)據(jù)傳遞，采有精簡指令集機，實時多任務(wù)操作系統(tǒng)并進行處理。設(shè)置多重緩沖器，故障診斷，自動檢錯、糾錯，系統(tǒng)自動恢復(fù)等技術(shù)保證該機電一體化產(chǎn)品具有高性能。

2.3模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事情。例如，研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這就需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。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。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏?。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到、質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(eolnputerintegratedappliancesystem，ClAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

2.5微型化

微型機電一體化產(chǎn)品向微米、納米級發(fā)展，體積小、耗能小、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)越性。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.6人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。未來的機電一體化將會加速它們與生命機體的相似性，更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系(人一機的協(xié)調(diào))并與人共生(人一系統(tǒng)一一體化)，更關(guān)注適宜人的使用與操作、人的可靠性及安個性問題。

2.7綠色化