机械电气一体化毕业论文

现如今随着科学技术向生产力逐步转化，机电一体化产品的设计已经涉及到机械、电气和控制等众多领域。下面是我为大家整理的机电一体化 毕业 论文，供大家参考。

摘要：机电一体化是一门综合学科，它包括机械、电气、信息、计算机等多种先进技术，在当前的各大煤矿企业中应用十分广泛。由于电子技术的迅速发展，传统的煤矿作业模式已不能满足企业发展的要求，而机电一体化这种运作模式可以很大程度上降低企业的生产成本，降低工人的劳动强度，提高生产效率，保障了施工作业的安全性。本文主要介绍机电一体化的技术原理、发展历程和特色优势以及它实践应用意义。

关键词：机电一体化;煤矿机械;应用研究

近年来煤矿工业的产业升级越来越明显，它对于高产、优质和高效的生产技术需求也有了一种新的需求。在生产力水平迫切需要提高的大背景下，机电一体化的出现给煤矿企业带来了希望，成为了当前各大煤矿企业普遍应用的生产运作模式。煤矿工业在传统工业中是一种比较传统和主打的产业，在新产业迅速崛起的今天，若要稳定巩固自身的地位，就要不断改进生产运作模式，不断引入最先进的生产技术和设备，降低工人的劳动强度，提高工作效率和生产质量，进而提高企业的经济效益。

1机电一体化的相关概述

技术原理

机电一体化即通过对电力电子、信息通信、计算机控制等先进技术的整合，同时借鉴微电子技术、智能软件技术的技术精华，实现不同技术形式之间的相互渗透与结合的一种广泛运用于煤矿生产活动中的科技匹配系统。机电一体化代表着煤工业技术中先进生产要素的结晶，以其系统化、智能化、微型化和人性化的诸多优势，广泛应用于煤矿企业的生产领域，并为各大企业带来较为丰厚的效益。实现传统工业优化升级的同时，将先进的机电一体化技术应用于煤矿机械中，还能节能降耗，实现可持续发展的生产目标。

发展历程

我国机电一体化起步较晚，其发展历程大致可以分为3个阶段：第一阶段，上个世纪60年代初，为满足国防建设的需求，在军工企业中科研人员开展了大量的实践研究，进而制造出一系列电子技术与机械系统相结合的技术载体，为机电一体化的研制开发奠定了稳定的基础。第二阶段，上世纪70年代开始，计算机、通信以及控制技术得到了快速发展，逐渐走向成熟，这些外部技术基础推动了机电一体化的进一步发展。第三阶段，起始于20世纪90年代，民用工业在国民经济体系中的地位逐渐增强，在众多科研院校、研究单位和企业的共同研究下，机电一体化技术得到了突飞猛进的发展，尽管与发达国家存在较大差距

特色优势

随着新兴科技产业的蓬勃崛起，科学与技术之间的融合逐渐增强，传统的能源经济的生产模式越发不能满足当前国家崛起的战略需要，因而实现技术体制的改革创新，促成机电一体化体制的构建，既是一种必要性的驱使，也具有得天独厚的特色优势。

2煤矿机械中机电一体化技术的应用分析

机电一体化技术在煤矿安监系统中的应用

煤矿 安全生产 监控系统是机电一体化技术的集中体现，但在我国起步很晚，1980年以后才逐渐开始在煤矿中得到应用，其原因主要有两个方面，一方面是因为上世纪80年代实现机电一体化的安监系统逐步成熟，开始得到应用，另一方面也是因为国外更为先进的煤矿监控技术很大程度上促进、帮助了我国安全监控技术的发展。安全监控系统的应用在很大程度上降低了煤矿事故的发生，对于煤矿企业的安全生产无疑起到了重要的作用。

机电一体化技术在煤矿运输系统中的应用

随着机电一体化技术的逐步成熟，煤矿企业尝试了在井下运输系统中应用这一技术，如带式运输机。由于带式运输机运输距离长、功率大，机电一体化的应用可以在很大程度上排除安全隐患，其核心技术也在实践中得到了广泛的发展，并能够实现大倾角、长距离的安全运输，相配套的技术和关键元件也得到了产品研发与理论研究。

机电一体化技术在采煤机中的应用

煤矿机械自动化不仅能够提高工作效率，也能大大降低安全隐患，为此，机电一体化的采煤机被逐步研发应用。此类型采煤机采用电牵引，相比传统的液压牵引采煤机动力更强，煤层倾角较大、顶板突然来压导致采煤机下滑时，自身也可以实现制动。同时，机电一体化的采煤机结构上更为简单，整机效率高，可靠性强，在煤矿生产中的应用也越来越广泛。

提升机中的机电一体化技术应用

交直流全数字化提升机代表着煤矿机械中机电一体化技术的最高水平。在内装式提升机上，将驱动与滚筒的机械结构合二为一，总体整合了电力电子、机械、自动控制、通信等相关先进技术。采用总线方式的全数字化提升机不仅大大简化了电器安装，也使其达到了高度可靠的效果。

3机电一体化技术的应用意义

实现了煤矿开采的高效生产

煤矿机械机电一体化技术的应用，在很大程度上提高了矿山开采效率，改变了以往落后的生产方式和作业模式，提升其中的技术操作便捷性和安全性，极大降低了工作人员的劳动强度，同时提升了生产效率和劳动质量，实现了产业升级。

提高了矿山开采的经济效益

煤矿机械中机电一体化技术的成功应用大幅提高了煤炭产量，降低了矿山开采的生产费用，增加了煤炭企业的经济效益，并带动了相关经济产业的快速发展，推动了地方经济的蓬勃发展。

提高了安全的煤矿开采工作环境

良好的开采环境是安全生产的有力保证，随着机电一体化技术的大量推广应用，煤矿机械的效率大大提高的同时，在很大程度上也减少了安全隐患的发生。传统的破、装、运、支、处等生产环节的机械被现代化的设备逐步取代，将采矿工作人员从危险的开采工作中脱出来，降低了发生危险事故的几率，使矿工的人身安全得到了保证，防止了职业病与工伤的发生。

4结语

随着经济的发展和社会的不断进步，煤矿企业在发展中对机电一体化也提出了新的要求，这在一定程度上促进了机电一体化技术的发展和完善。当前的机电一体化技术中已经融入了网络、光纤以及人工智能等新技术，在很大程度上可以提高工作效率以及作业的安全性，确保煤矿企业健康稳定的发展。

参考文献：

[1]李道敏.机电一体化技术在煤矿机械中的应用研究[J].科技创新与应用,2015(29):116-117.

[2]王国利.机电一体化在煤矿机械中的应用探讨[J].能源与节能,2014(01):26-28.

[3]丁建峰.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].科技风,2014(17):109.

【摘要】本文简单介绍了什么是机电一体化，然后结合实际情况分析了机电一体化在煤矿机械中的应用意义以及机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向。

【关键词】机电一体化;煤矿机械;应用

随着科学技术的进步和现代煤矿对于采矿效率、生产的安全性要求不断提高，我国许多煤矿企业都进行了旧设备更新换代和技术革新，将机电一体化技术运用到煤矿生产过程中去，煤矿生产已经呈现出自动化、智能化趋势。

1什么是机电一体化

从结构层面分析，多功能性、智能化、自动化起机电一体化的显著特征，它是机械设备、信息设备和软件的有机融合，主要依靠科学技术和计算机软件来实现机械设备的信息化、数字化，从而提高机械设备的生产性能和效率。机电一体化在煤矿机械中的广泛应用能够提高我国煤矿企业的科技化水平和生产效率，进而增强企业综合实力。

2机电一体化在煤矿机械中的应用意义

促进煤矿企业生产效率、效益的提高

机电一体化在煤矿机械中的应用顺应了我国经济飞速发展、煤炭企业深化改革的时代要求。就我国煤矿企业的生产现状而言，虽然大部分企业都基本实现了机械生产，但是整体机械化水平不高，这严重制约着企业生产效率的提高。然而，由于机电一体化技术的深入推广，煤矿企业的劳动效率有了显著提高。特别是自动化技术和微处理设备的运用，工人的个人劳动效率得到提高，进而提高企业的总体生产效率。不断提高的产量使得企业的经济利润得到提高，同时，工人收入也随之增加。机电一体化的运用，大大提高了我国经济发展水平。

提高煤矿生产安全性

近年来，煤矿生产安全性已经成为社会 热点 话题。众所周知，我国传统的煤矿工人大多在多粉尘、阴冷、潮湿的环境下工作，工人的身体健康和生命安全受到严重威胁，而机电一体化的运用大大降低了工人的劳动强度，改善了工作环境，将生产安全事故发生的可能性降到最低，加大了劳动保障，有效的保证了煤矿工人们的生命安全。

3机电一体化在煤矿机械中的应用实例分析

机电一体化技术在采煤机中的运用

作为生产过程中最重要的机械设备之一，采煤机的工作效率直接关系着煤矿的产量、企业的效益。电牵引采煤机作为机电一体化技术在采煤机中运用的一大典型，有效的解决了采煤机移动过程中的阻力问题，当采煤机出现滑动现象时，电牵采煤机可以利用发电制动，在其轴端配备了性能良好的停电功能，这样就能避免生产过程中的滑动现象。

机电一体化技术在安全生产监控监测系统中的运用

从20世纪90年代起，我国就开始了对于安全生产监控监测系统的研究，经过科学家们的不懈努力，我国终于有了自己的一套技术水平较高的监控监测系统，其中包括：我国常州自动化研究所研制的kj95系统、煤科院重庆分院研制的kj90系统等等。在这些监控监测系统的研发过程中都有效的利用了机电一体化技术。

机电一体化技术在带式输送机中的运用

由于自身半自动化水平高、机械效率高、连续输送距离长、输送量大等优点，带式输送机在中国煤矿企业中广泛使用，是原煤输送的主要设备。随着机电一体化的深入运用与不断发展，现在我们已经可以使用设计简单、操作方便、不需要复杂的接口装置与输入输出设备的可编程型PLC控制器，这种控制器具有很强的抗外界干扰能力，即使在比较恶劣的环境中，也能进行长时间的作业。

4机电一体化在煤炭机械中应用的发展趋势

应用更加智能化

人工智能技术不不断发展，神经网络、模糊数学、心理学、混沌力学等领域的研究都取得了丰硕的成果，这为机电一体化水平的提高奠定了基础。并且，我国煤炭生产需求不断在扩大，对于机电产品的智能化要求也不断增加，要求这些产品具有超强的逻辑判断能力、推理能力，甚至可以自主决策，机电产品智能化已经成为时代的需求。

应用更加人性化

机电产品在煤炭设备中的应用也是为了更好的服务于人类的生产活动。更好的服务于人们的生产和生活是机电产品发展永远不变的宗旨。当然，这对机电产品也提出了更高的要求。中国的研发机构需要进一步完善机电产品的性能和结构，同时还要照顾到人们的审美需求，在设备外形、色彩等方面着手，使设备更贴近煤炭生产工人的需求，符合工人的工作习惯，更好的为我们的生产生活服务。

应用更加环保化

改革开放以来，我国经济取得了突飞猛进的发展，与此同时，我们赖以生存的生态环境遭到了极大破坏，环境问题也已经成为社会的一个热点问题。我们社会的发展需要更加环保的技术和产品，这已经成为社会发展的一大趋势。在煤炭行业应用机电一体化技术，使得煤炭生产过程更加符合可持续发展的需求，节约能源，保护环境。产品绿色化、环保化，产品使用寿命结束后，重新进行分解，进而再利用。机电产品环保化，并且将其应用到煤炭机械设备中，是社会发展的大趋势。总之，为了适应经济迅猛发展以及社会的不断进步，对于机电产品的要求也不断提高，当然，这也能促进机电一体化在煤炭机械中的应用不断完善和发展。这样，我国煤炭产业才能不断发展，生产效率、综合实力得到提高，进而实现这一产业的可持续发展。

参考文献

[1]张明明.浅析机电一体化在煤炭机械中的应用[J].黑龙江科技信息，2015(10)：55.

[2]解鹏飞.机电一体化在煤炭生产中的应用[J].科技信息，2013(20)：364.

[3]牛建华，李燕.机电一体化在煤炭机械中的应用研究[J].中国机械，2014(7)：39.

现代社会的工业生产中，不断出现新技术、新工艺以及新设备，这种技术上的发展会对社会职业结构及需求产生很大的影响。机电一体化专业是由多学科相互渗透而成的，也是当前工业科技发展的主要构成内容，属于高职教学中的重点专业，在其机电专业的发展中需要使用工学结合的教学方式，重视开展实践教学，实行校企合作，积极提升高职学生的实际工作技能。

一、高职机电一体化的实践教学现状与成因分析

在高职机电一体化专业的教学中通常都会设置有一定比例的实践教学内容，但是因为受到多方面因素的影响使得相应的实验、实训教学的实效性较差，造成学生在顶岗实习阶段的动手能力不足，情况严重的学生会在毕业工作很长时间之后仍然不能独立的开展工作，在实践操作能力上存在严重的不足，自身技能也不符合市场的要求，也在很大程度上阻碍了高职 教育 的进步。当前的高职机电一体化实践教学现状的成因是多方面的，从专业课角度来看，机电一体化专业知识教学具有技术融合、学科交叉的特点，实际教学过程较为枯燥，学生理解起来也比较困难，这使得学生容易出现畏惧心理，不能调动起充分的学习兴趣，也阻碍了其 创新思维 的养成，尤其是那些学习能力差及基础知识掌握不牢固的学生，专业课更是非常有难度。

从教学层面分析，理论教学与实践教学存在相互脱节的情况，师资力量以及硬件设施的构成等也都是造成实践教学发展不完善的因素，学校不能为每个学生提供足够的独立实践锻炼的机会，教学就很难达到预期的目标。从高职实践教学的发展现状来看，因为多种因素使其比理论教学的发展要滞后，不适应新时期人才培养的要求。

二、高职机电一体化的实践教学改进策略

(一)结合产业发展要求进行专业实践能力的分析。

传统的机械工业已获得了新的发展内涵，产品的加工制造方式也逐渐地被新技术代替，机、电技术的融合交叉越来越普遍。通过调研及综合分析，可以发现现代企业在机电一体化人才需求方面，主要需要其掌握机电产品的设计与绘图，机电设备装配与维修，自动生产线运行与调试等知识技能。现阶段相关机电行业的发展中有三类人才是比较缺乏的，其一是复合型的管理人才，要求这些人才具备技术与管理两方面的能力，可以根据市场经济发展规律去进行产品生产工作，还能够对企业的发展方向进行把握;其二是具备创新精神的技术型人才，兼备技术与管理才能，可以按照市场动态趋势去提出相应的生产改进方案;其三是智能型技工人才，理论知识与实践 经验 都比较丰富，可以熟练的操作生产设备，并且积极地开展技术创新及设备、技术的维护工作。对于高职院校来说，其培养目标主要是让毕业生在经过学校与企业中学习与实训之后，可以在实际的工作岗位中发挥作用。

(二)工学结合，形成能力本位的实践教学体系。

从传统的以课堂理论教学到现在的实验室、实训基地教学，在实际教学中以典型工作任务为主，教师引导为辅，各高职院校在近几年教学改革中不断改进教学内容与 方法 。在高职实训基地建设以及实践教学体系的构建上学校都进行了不断的探索，但实践教学和社会需求仍然存在脱节的问题，对机电一体化的实践教学定位不准确，在教学中只是单纯的以增加实践教学时间的方式去改善教学模式。理论与实践的不相符，也使得学生掌握的只是技能不能在实际的行业发展中进行有效的利用。在高职机电一体化的实践教学体系的建设中需要结合企业与行业的实际发展需求，并且应该充分的符合专业岗位的特定要求，在遵循这些方面的原则基础上形成层次分明、分工具体的实践教学体系。根据其中的教学规律去进行由浅入深的知识与技能的教学。在高职机电一体化的实践教学中，应该重视专业技能训练与核心技能训练、扩展能力训练的相互融合。

(三)校企联动，建设产学研有机结合的实践教学基地。

校企合作的教学模式符合高职院校教育改革的具体需求，可以充分的发挥校企双方的优势，达到工学交替的人才培养模式，为学生实习、实践、就业，教师的再教育、科研提供优质服务。通过校企合作的教学模式，可以让学生真正的体会到职业人的角色特性，将自身的专业知识应用到实际的生产环境之中，也是对生产一线需要的高技能人才重要培养方式。积极地去建设教学与培训、生产与科研融合的教学实训基地，可以推动人才培养与经济效益两方面的进步。校外实践教学基地的设立可以采用国家专项、省部共建等方面的资金投入方式，做到建设的互惠互利，实现校外训练基地的稳定发展。

采取技术改造、设备更新、资源整合等方法去进行校内实训基地的建造，其建设需要遵循适度够用的原则，在充分的调研基础上再开展实际的建设活动。校内实践基地在建设与管理上需要确立以学生为本的理念，提升自身的综合性与开放性特点，以提高学生的创新力为主要任务，增强学生的机电一体化实践能力，还让校内实训基地发挥了应有的功效。在此基础上还应该去积极的吸收社会资源，通过参股等形式参与校外实践基地的建设，并且对实训基地进行科学化管理，体现出高职院校具备的社会服务作用。

三、结束语

高职院校开展的实践教学对于学生熟知专业知识、提升实践能力有着重要的意义，机电一体化专业教学也应该重视对实践教学的发展，教师应该积极地进行教学方式的探究，通过有效的实践教学培养更多的高素质的技能型人才，在机电一体化教学中学生的实践能力的提升需要借助实践训练的力量，形成高职机电一体化的实践教学体系，与高职教育的相关人才培养目标相符合。

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机电一体化技术发展趋势摘要]机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。[关键词]机电一体化技术现状产品制造技术发展趋势1.绪论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。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。2.机电一体化概要机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。3.机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛而深入的发展,已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:①mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;②机电一体化技术和产品得到了极大发展;③各国均开始对机电一体化技术及产品给以很大的关注和支持。20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面有研究和应用的。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。4.机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:智能化智能化是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。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品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。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。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。网络化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、教育等人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。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。微型化微型化兴起于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1cm3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。绿色化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。系统化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,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。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。一层是,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以人的智能、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。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。5.结速语综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且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,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。参考文献[1]李建勇.机电一体化技术.北京:科学出版社,2004.[2]李运华.机电控制.北京:北京航空航天大学出版社,2003.[3]高钟毓.机电控制工程.北京:清华大学出版社,2002.[4]刘助柏.知识创新思维方法论.北京:机械工业出版社,1999.

随着科学技术向生产力逐步转化，机电一体化产品的设计已经涉及到机械、电气和控制等众多领域。单领域、分散建模的设计方法已经很难满足产品综合设计的要求。通过对机电一体化技术与虚拟原型技术的深入研究并且将虚拟原型技术引入到机电一体化产品设计，得到基于虚拟原型的机电一体化设计技术，以满足机电产品多领域交互设计的需求。本文基于SolidWorks和LabVIEW软件研究了虚拟原型机电一体化设计技术，以LabVIEW集成的相关模块为纽带将SolidWorks和LabVIEW紧密联系，构建基于SolidWorks-LabVIEW的机电一体化产品的综合设计环境。其次，以直线一级倒立摆为例研究了机电一体化虚拟原型的数学建模、机械建模、电气建模、控制建模以及基于LabVIEW的控制算法的设计与仿真。最后，研究了基于虚拟原型机电一体化的仿真设计方法，包括机械、电气和控制等领域的仿真设计以及在基础上的综合仿真设计。将原来以LabVIEW集成的NISoftMotionforSolidWorks模块为桥梁的SolidWorks-LabVIEW联合设计方法进一步改进，使虚拟原型能够完成复杂系统的控制设计并且显著提高实时性和可视性。实例仿真实验表明，基于虚拟原型机电一体化产品设计方法能够有效解决传统设计方法遇到复杂控制算法、实时性以及可视性等瓶颈问题，缩短研制周期，节约开发成本，为机电一体化产品设计提供了全新的技术。[1]刘凯.一级倒立摆系统设计与LQR最优控制仿真[J].工业仪表与自动化装置.2012(03)[2]韩亚军.基于线性二次最优LQR的直线倒立摆控制系统研究分析[J].电气传动自动化.2012(03)[3]陈海霞,刘霞.虚拟样机技术在数控机床设计中的应用[J].机械制造与自动化.2011(03)[4]叶立永,卢方.机电一体化技术的应用[J].中国新技术新产品.2010(16)[5]易杰,俞斌.倒立摆系统的状态空间极点配置控制设计[J].电子测试.2008(08)[6]张浩,冯长建.基于Solidworks软件的虚拟样机技术及其应用[J].煤矿机械.2004(09)[7]姜士湖,闫相桢.虚拟样机技术及其在国内的应用前景[J].机械.2003(02)[8]李瑞涛,方湄,张文明.虚拟样机技术的概念及应用[J].机电一体化.2000(05)

毕 业 论 文 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶. (二)机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 二、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势 1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度 2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。 3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。 另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。 总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。 四、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排，协调发展计划 目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车! (二)强化行业管理，发挥“协会”作用 目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点，兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 结束语：本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料，才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。 希望我的答案可以帮得上楼主！