机电一体化研究精选(九篇)

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第1篇：机电一体化研究范文

【关键词】机电一体化技术，应用，研究

第一章 绪论

1.1概述

进入80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而，“什么是机电一体化？”，‘呼机电一体化技术都包括那些特征？”，“机电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何？”等问题却很难令人回答，这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展，所采用的技术手段越来越先进，无法通过定义来界定其发展潜力；另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展，也无法通过定义来界定其应用范围。

第二章机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

2.1数字化。微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2.2智能化。即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.3模块化。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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

2.4网络化。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成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.5？人性化。机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

第三章 机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

3.1智能化控制技术（IC）。由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢―――连铸―――轧钢综合调度系统、冷连轧等。

3.2分布式控制系统（DCS）。分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

3.3开放式控制系统（OCS）。开放控制系统（Open Control System）是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

第2篇：机电一体化研究范文

关键字：机电一体化；技术；发展

1 机电一体化的基本概念

机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科；其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和 Control Technology）“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。

2 机电一体化的核心内容

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，要了解机电一体化，必须从以下几方面着手：

（一） 机械技术

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，利用其它高、新技术来，来提高其各项性能，满足更广的需求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

（二） 计算机与信息技术

凡是能扩展人的信息功能的技术，都是信息技术。可以说，这就是信息技术的基本定义。它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。

（三） 系统技术

系统技术即以整体的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，它是实现系统各部分有机连接的保证。

（四） 自动控制技术

自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。

（五） 传感检测技术

传感技术是把各种量转变成可物理识别的信号进行输出，检测就是指人员对可是别的信号进行处理的过程。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。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

3 机电一体化的发展趋势

（一）绿色化

在人们越来越追求生活质量和生活品质的今天，绿色环保成为了人们生活关注的焦点，随着社会进步和近年来人们对生态保护意识的重视和加强，绿色产品概念也将成为时展的必然！绿色理念倡导消费者在与自然协调发展的基础上,从事科学合理的生活消费,提倡健康适度的消费心理,弘扬高尚的消费道德及行为规范,并通过改变消费方式来引导生产模式发生重大变革,进而调整产业经济结构,促进生态产业发展的消费理念。机电一体化技术也顺应了绿色理念，机电一体化产品在人们的生活使用时不会对环境造成污染或者污染远远小于传统的产品，而且在产品报废后，其零件还能被再利用和再加工，资源利用率得到了大幅度的提高，达到节约资源的目的。

（二）智能化

智能化是21世纪机电一体化发展的一个显著特点，它由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用的智能集合,随着信息技术的不断发展，其技术含量及复杂程度也越来越高，智能化的感念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面，同样，机电一体化的智能化研究也在各个国家普遍开展。这里所提到的 “智能化”是指机器本身所具有的特性，它是在运用控制理论的基础上，结合计算机技术、精细化制造、运筹学等新学科、新技术和新方法，通过使机器模仿人类所具有的一些能力，如思维、推理、决策等，可以在一个比较复杂的工作和困难的环境中代替人类去工作。

（三）网络化

网络技术的发展是计算机技术发展的里程碑，网络技术的发展不仅推动了人类的科学技术的发展,同时给人们的学习,工作和生活带来重大的改变，同时，也深刻的影响着机电一体化技术的发展。其中最重要的影响就是对机电一体化设备的网络控制，控制的终端设备就是机电一体化产品。

（四）微型化

微型化也是机电一体化未来发展的趋势之一，尤其是近10年来，由于包括纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果，以及高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新技术成果的竞相问世，使得机电一体化领域朝着微型化有了质的发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。

第3篇：机电一体化研究范文

【关键词】机电一体化；技术；应用

1.机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

1.1 数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

1.2 智能化

即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

1.3 模块化

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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

1.4 网络化

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成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

1.5 人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6 微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统（Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。

1.7 集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

1.8 带源化

是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

1.9 绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

2.机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

2.1 智能化控制技术（IC）

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢——连铸——轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2 分布式控制系统（DCS）

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3 开放式控制系统（OCS）

开放控制系统（Open Control System）是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

2.4 计算机集成制造系统（CIMS）

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

2.5 现场总线技术（FBT）

现场总线技术（FieD Bus Technology）是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术（如4～20mA，DC直流传输）就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC（Programmable Logic Controller）和现场就地控制站等的发展。

2.6 交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

参考文献

[1]杨自厚.人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J].冶金自动化，1994（5）

[2]唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J].冶金自动化，1996（4）

[3]唐怀斌.工业控制的进展与趋势[J].自动化与仪器仪表，1996（4）

[4]王俊普.智能控制[M].合肥：中国科学技术大学出版社，1996

[5]林行辛.钢铁工业自动化的进展与展望[J].河北冶金，1998（1）

[6]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社，2003

第4篇：机电一体化研究范文

关键词:机电一体化;工程机械;应用;研究

机电一体化也被称之为机械电子学，它是机械制造技术、微电子技术、计算机技术和信息技术相互影响、渗透结合而形成的一门新产生的复合性学科。现当今使用的机电一体化技术，是在众多机械功能的基础之上发展融合而形成的，主要是在机械的动力功能、信息功能和控制功能之上加入先进的微电子技术，这样的机电一体化技术有了全新的进化，在应用上也有了新的突破。机电一体化技术的应用最先是开始是在汽车行业中，开始是用于生产制造简单的零件，随着专业技术的不断更新进步，机电一体化的应用越来越广泛了，从简单的使用逐步推广到工程机械行业中，这样的举措从根本上改变了工程机械的制造模式，实现了工业上的自动化、智能化、并且在很大程度上节省了能源。

1机电一体化概述

“机电一体化”这一个词起源于上个世纪70年代的日本。随着微电子技术的发展，并且应用于机电一体化极大地促进了机电一体化技术的完善，也使它的应用更加广泛。应用机电一体化技术最大的影响就是对产品的影响和生产工艺过程的影响。但是机电一体化不是简单地微电子技术和机械的相加结果，它是为了推动机械构件的动力功能、控制功能和信息处理功能而引进的电子技术，是在以前有的控制、系统化、信息等理论基础上建立起来的全新的应用技术，是电子化设计，机械装置和软件等所有部件的总称。微电子技术用于机电一体化应用于产品的生产，可以提高产品的性能和增添一些新功能。微电子技术用于生产工艺过程，可实现自动控制和现代化管理。机电一体化设备和其他自动化设备的广泛应用，不仅大大提高生产率，而且是实现生产过程自动化和无人化的重要途径。

1．1机电一体化的发展

先进的科学技术推动着机械工业的发展，使机械工业技术不断的改造完善，更好地服务于人们，随着计算机技术和微电子技术的诞生和发展，进一步的推动了机电一体化发展的进程。现在的机电一体化已经发展成为一门理论体系完整的新兴学科，主要包括机电一体化产品和机电一体化技术这两个方面。机电一体化的发展经过了三个阶段的路程，第一个阶段是萌芽阶段，在上个世纪70年代之前“机电一体化”这一个词还没有出现，但是当时的人们都已经开始将电机技术运用于生产工作中，并且有相当一部分人是支持这一做法的，这样的做法很大程度上提高了机械产品的功能和质量，但是由于当时的科学技术的落后，就没有深入研究电子技术和机械生产的结合;第二个阶段是发展阶段，随着科学技术的发展，电子技术得到了很大的发展，并且“机电一体化”这一词首先在日本得到提出，机电一体化的技术得到了技术支持，得到了很大的发展进步，在机械行业也得了更广泛的应用;第三个阶段是在快接近21世纪，各种计算机技术的大力发展，逐步进入智能化时代，这一项技术的进步使得机电一体化进入智能化阶段。随着光学技术和微电子技术的出现，机电一体化迈入了新的阶梯，在人工智能、自动化等方面有非常广泛的应用。

1．2几天一体化的特点

机电一体化在机械工程方面有着非常重要的应用，这与它多样化的特点是分不开的。在机电一体化的发展过程中主要集聚了数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化和绿色化等特点［1］。数字化的特点给予了机电一体化有非常高的可靠性、容易操作的、维护性强等特点，由于数字化的普及，将机电的远程操作、自我诊断和修复变得现实，也变得更加方便;智能化是使机电一体化产品具有一定智能性，拥有复杂的逻辑思考、推理判断、自行决策的能力，这样会给机械产品的使用操作和维修带来很大的方便;计算机技术的不断发展，让机电一体化的网络化变得成为现实，机电一体化的网络化，使得远程控制的设备得以完善，使这项技术变得更加好用;随着现代企业的发展，现有许多生产机电一体化相关产品的厂家，生产工艺繁多，技术不等，在模块化规范的作用下，使得现在生产的机电一体化产品的质量更加容易把控，得到保证等等。

2工程机械概述

工程机械技术理论的完善和进步，为现代机械的发展提供了发展的方向，为机械发展的问题，提供了解决的方向，增加了机械的信息处理能力。

2．1工程机械的概念

工程机械是在工程建设中使用到的施工机械的总称。现阶段在中国存在的品种非常用，广泛地应用于多个行业，比如向建筑、水利、电力等工程领域。现在来说凡是在土石方施工工程、路面建设与养护、流动式的装卸工作和多种的建筑工程中必须要用到的机械产品都可以被称之为工程机械。

2．2工程机械的分类

传统的工程机械可以分为7个大类和18个小类，可以让人们更加详细的区分各种工程机械的用处。大的7类工程机械可以分为:建筑机械、矿山机械、水电工程机械、道路(包括铁路和公路)工程机械、林业机械、港口机械和起重运输机械。另外更小的分类可以参考《工程机械理论》［2］。

3机电一体化在工程机械中的应用

随着现代工程技术的发展，对工程施工工艺的好坏作用，受到工程机械更方面的性能、其自动化程度的影响。在此同时，工程机械的功能与机电一体化有着非常直接的关联作用。

3．1机电一体化与工程机械的关系

在工程机械中加入机电一体化技术，可以在很到程度上增加和改善工程机械的性能和质量，这样可以让工程机械的经济价值、安全可靠性和操作性能有了非常发的改善。微电子技术的发展使机电一体化技术有了很大的进步在使用上有了新的突破，并且现在电子控制技术的应用越来越广泛，深入到工程机械的很多领域中。未来随着机电一体化技术不断的完善，将会是工程机械更加趋向于网络化和智能化［3］。

3．2机电一体化技术在工程机械中的应用

现在工程质量与机械的质量有着非常直接相关的作用，，好的工程机械尅明显提高工程施工的质量。而机电一体化的在工程机械的利用，可以大大的提高工程机械的性能，使工程施工的过程变得更加简单方便。下面就对机电一体化对工程机械的几个改进方面作出说明。机电一体化的应用可以大大提高在作业完成时的精确度，微电子技术的进步大大的促进了机电一体化技术的发展，随着电子控制技术广泛应用，电子控制也逐渐应用到工程机械中，这样就保证了设备的精确性;机电一体化技术的应用，使得工程机械在使用过程中的耗能得以降低，并且生产效率有所提高，主要是因为随着技术的发展机械中的节能控制器可以大大提高攻城机械对燃料的利用率;加入机电一体化技术的工程机械具有了电子监控、自动报警和自己诊断故障的功能，这是因为在机械中添加了更多的电子监控和故障诊断系统之类的传感器，可以实时的监测到机械的运行状态;在安全保障问题上，是每个工程机械都在不断完善的问题，可以利用机电一体化技术对机械安装各类限制器，和实现无人驾驶。

4结语

总而言之，随着现在计算机网络信息的发展，微电子控制技术将被作为核心技术来使用在机电一体化技术中，可以提高改善该项技术的性能。机电一体化技术在工程机械中的应用已经进入到了大范围的使用阶段了，并且今后还可以有非常大的发展空间。

作者:白丹 单位:许昌学院

参考文献:

［1］郭宝生．机电一体化技术概况［J］．电子制作，2008(5):6～7．

第5篇：机电一体化研究范文

【关键词】机电一体化；技术；应用

1.引言

目前，我国工程机械正处于机电一体化的特殊发展时期，工程机械领域随着机电一体化技术的引入，电子技术，自动控制，液压技术等与机械技术结合起来，因为与高新技术的融合，这样子提高了生产效率和机械性能。例如，机电一体化提高了机械的操作舒适性、燃油经济性、作业效率、作业精度以及使用寿命等[1]。机电一体化是科技发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它是机械工业发生变革的动力，使传统的机械设计方法和概念发生了革命性的变化。

特别是电子技术和自动控制技术，在工程机械中得到了广泛的采用。由于经济水平的提高和科技的进步，对于工程机械的性能要求也越来越高，这促使以微处理器为核心的电子、控制装置在工程机械中得到了越来越普遍的应用，电子控制装置的结构也越来越复杂。

2.机电一体化技术的研究

2.1 机电一体化的概念

机电一体化就是指在结构的主要功能、信息处理功能、控制功能和动力功能上引入电子科学技术，将机械装置与电子化设计、软件相结合的系统的总称。它是工程领域中不同种类的技术的综合，是建立在微电子技术、信息处理技术、自动控制技术等一系列技术基础上发展起来的一种高新技术。它能代替和放大体力，并且机电一体化中的微电子装置不仅仅可以取代某些机械部件，还能拥有很多自己的功能。

2.2 机电一体化的关键技术

机电一体化包含软件技术和硬件技术。硬件部分包含机械本体、信息处理单元、驱动单元以及传感器，因此，加快机电一体化发展进度，可以从下面各方面着手：

（1）机械本体：为了减少机械产品的重量，不仅仅可以再结构上加以改进，还可以考虑使用非金属复合材料来代替钢铁材料，这样子减轻了机械本体的重量，增加了实现驱动系统的小型化的可能性，进而可以改善快速响应等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息处理技术：提高信息处理设备的可靠性可以进一步发展机电一体化。提高信息处理的可靠性包括提高A/D转换设备的可靠性和分时处理中输入/输出的可靠性，提高处理速度。

（3）驱动：很多设备使用电机作为驱动装置，但是它在快速响应和效率方面还有很多弱点，因此，需要开发新的电机，如开发内部装有编码器的电机或是开发控制专用组件-电机和传感器三位一体的伺服驱动单元。

（4）传感器：传感器是获取自然界中非电量元素的工具，它的可靠性、灵敏度和精确度都时刻影响着机械工程的效率，目前正在开发非接触型检测技术。

（5）软件技术：硬件的发展促使需要配套的软件一起发展，软件的标准化可以减少软件的研发成本，提高维修效率。软件的标准化包括程序标准、软件程序的固话以及程序的模块化等。

2.3 机电一体化的优势和发展趋势

机电一体化产品于传统产品相比，有很多优势：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因为自动控制技术的引入，使得机电一体化产品在生产过程中具有自动监视、自动诊断和报警功能。在生产过程中，遇到过压、过载等电力故障时，会自动启用保护措施，减少生产安全事故的发生，设备的使用安全性得到了显著的提高。（2）生产效率和质量得到了显著提高。由于自动信息处理和自动控制技术的参与，机电一体化产品的灵敏度和精度都有了大幅度的提高，自动控制使得机械操作的执行完全按照预计步骤进行，而不受工作人员主观因素的影响，保证了产品的质量，同时提高了产品的合格率和生产效率。（3）机电一体化产品实现了复合功能，可以在更多场合得到应用。由于生产技术的提高，机电一体化产品的功能水平大大提高，它们具备自动控制、自动补偿以及智能化等多种功能，因此可以被应用于各种不同的场合，甚至是不同的领域，满足需求应变力更强。（4）更易于维修。机电一体化产品可以通过软件来实现工作方式的变换，以满足不同用户的需求，这些控制软件的程序在不改变产品硬件的条件下，可以由多种方式植入机电一体化产品的控制系统。

为实现更高的生产效率，开发新一代的机电一体化产品，研究新一代的机电一体化系统，研究和设计各种稳定高效，性能优良的机器人和机电一体化设备是发展趋势。随着人们对制造模式的认识的转变，由质量第一向响应市场需求的转变，使得机电一体化在制造模式领域又开辟了一块新天地。

3.机电一体化在工程器械上的应用

3.1 机电一体化和机械工程的关系

在机械工程中引进机电一体化技术，大大提高了机械的性能，而反过来，由于机械工程性能的改善，使得机电一体化产品的应用领域更加广泛，两者相辅相成，相互促进，共同发展，形成了一个良性发展的循环系统。

3.2 机电一体化对机械工程的积极作用

由于技术水平的发展，现代施工中对机械工程的性能要求也逐渐提高，为达到施工质量要求，在施工过程中使用的器械要求功效高但是同时要求能耗小，要求具有很好的自动化程度以及精度，这些器械使用方法要求简单，操作安全，并且具有很长的使用寿命。在使用过程中，要求能自动监视，自动诊断，这样有利于降低维修成本，减少施工事故的发生，保障生命和财产的安全。这时，机电一体化技术的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它对工程机械发挥了积极的作用。

（1）降低了劳动强度。机电一体化产品和技术在工程机械领域的使用，大大降低了工作人员的劳动强度，而且还减少了由于操作人员缺乏经验而造成对工程精度的影响。日本小松公司所生产的挖掘机配备运行轨迹控制系统能够根据工作人员操作的铲斗的运行轨迹，而自动感应角度信号，然后控制斗杆的运动轨迹，自动进行坡面的精确挖掘等动作，大大提高了生产效率。

（2）提高设备使用寿命。由于机电一体化产品集合了自动报警，监视以及故障自我诊断能力，可以针对工程机械的相应系统如传动系统、制动系统以及发动机的当前工作状态，进行监视，若发现异常情况，马上进行自动警报并实现故障定位，降低工作人员的维修难度，缩短维修时间，达到延长设备使用寿命的目的。同时降低了生产事故的发生频率，降低了生产成本。

（3）环保化。机电一体化工程机械的使用，大大提高了能源的利用率，符合国家的节能减排倡议。因此对传统机械设备进行节能改造具有很重要的意义。日本日立公司的挖掘机由于安装了自动控制系统，实现了对发动机的控制，因此使得对能源的利用率达到了八分之九十八，大大降低了能耗，传统的挖掘机的能源利用率大约为30%。

4.结束语

我国要想全面实现机电一体化技术还任重而道远，用微电子技术改造传统技术的工作量很大，很有难度，而用机电一体化技术来加速产品更新换代速度的呼声很高，但是它的实现仍很有压力。虽然我国的工业结构等已经经过几番调整，但那时由于诸多阻扰因素，效果并不明显。但是由于机电一体化技术的有优势很明显，它的出现并不是巧合，它是科技进步的产物，它促使机械工业发生战略性改革，使传统的机械设计方法和理念受到了挑战，并影响着传统机械发生革命性的变化，它是推动产业革新的必经之路。因此，加快培养机电一体化人才有非常重要的意义。企业只有注重优秀人才的培养，才能在竞争中占据优势。

参考文献：

[1]孙永利. 机电一体化在工程机械中的应用[J].农机使用与维修，2009（1）.

第6篇：机电一体化研究范文

关键词:中国制造2025；机电一体化；现状；展望；863计划

1当前机电一体化产品概念设计国内外研究现状

1.1国内研究现状

我国机电一体化的研究主要伴随着“863项目计划”而开展，我国的智能机器人等项目也在该计划的支持下取得突飞猛进的发展，目前我国的工业化整体处于“工业3.0”左右的阶段。（1）数控技术方面：截止2016年，我国数控技术经历58年，目前国产数控机床可供品种达2000左右多种，船舶制造、航空航天等行业的发展拉动高端数控机床的发展，进而推动机电一体化进程。（2）工业机器人方面:目前，国内机器人销量以百分之四十五以上速度增长，并且我国计划有系统地攻关，在原有的良好基础上更上一层，后期能立于世界先进行列之中。（3）激光术方面：近年来，激光技术发展很快，我国自1985年以来，更以每年25%以上速度增长，最近又扩大了紧凑型的高功率激光器的应用的范围，例如，用于激光制造、汽车发动机的发展或用于空间探索的推进器系统改造。（4）互联网应用方面：推行互联网思维下的智能制造，苏州纽威阀门有限公司和三一集团有限公司分别运用CAX系统和SPC工具进行智能制造，提高了效率，建立了一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。通过这几方面可以看出机电一体化产品概念设计有着很大发展，但是离德国、美国等欧美国家还有一定的差距。

1.2国外研究现状

机电一体化的相关研究在国外最早在上个世纪60年代开始，在九十年代后期机电一体化进入深入发展阶段，并出现了“机电液”和“机电光”等一些新的分支，现阶段以德国和美国为代表的发达国家工业化发展已经达到了“工业4.0”，并在国际上处于领先地位。

2未来建立机电一体化的产品概念设计理论与方法的意义

未来建立机电一体化产品概念设计理论与方法意义深远，在新的技术不断冲击下，机电一体化会不断提高，能提高我国的机械工业化水平，也是社会生产力的必然要求，能在追求特定价值功能的基础上，实现系统的最优化，能很好地代表当今机械工业主要趋势。

3未来机电一体化的发展展望

未来，随着微电子技术和机械电子技术的迅猛发展，机电一体化必将注入更多新的内容，各个学科将继续相互交叉、相互支持和互相发展，并且机电一体将朝着更加智能化、微型化、系统化和环保化方向发展，总理在政府工作报告中指出，实施“中国制造2025”计划，坚持创新驱动，智能转型，强化基础，绿色发展，加快从制造大国转向制造强国，并且我国今年推出了“工业互联网”和“互联网+”概念，并且在一些高等院校举办“互联网+”创新比赛，并取得不错的效果，让机电一体概念设计理论与方法化不断升级，加强了工业化与信息化的紧密结合，下一阶段我们将运用信息—物理融合系统（CPS）,实现大型大型工程系统实时感知、动态控制和信息服务，更好利用机电一体化解决实际问题，不断促进中国工业化发展。

4结语

在“中国制造2025”计划的推动下，机电一体化的研究和相关领域必将出现突飞猛进的发展，当然，与机电一体化相结合的技术（机电液和机电光）很多，相信未来在机电一体化的促使下中国工业将迈向“工业4.0”。

作者:于志业 单位:太原科技大学

参考文献：

[1]孙彦广。工业智能控制技术与应用[M].北京:科学出版社，2007.

[2]李建勇。机电一体化技术[M].北京:科学出版社，2004.

第7篇：机电一体化研究范文

【摘要】近年来，随着我国经济社会的飞速发展，城镇化进程稳步加快，越来越多的人口涌入城市，给城市交通带来了巨大的压力，为了缓解严峻的城市交通压力，地铁等轨道交通方式开始得到人们的关注与认可，在城市公共交通中发挥了重要的作用。地铁作为一个庞大的机电一体化系统工程，涉及机械、电气、电子、控制等诸多领域，机电一体化技术在其中得到了广泛的应用。本文主要针对机电一体化技术在地铁中的应用进行了简要的阐述，并重点对其在地铁AFC系统中的应用进行了详细的分析与研究。

【关键词】机电一体化 地铁 AFC系统

二十一世纪以来，随着我国城镇化进程的不断推进，城市基础设施建设发展十分迅速，公共交通设施作为城市基础设施的关键组成部分，更是得到了先行发展。随着城市规模的不断扩大以及城市人口的不断增长，城市交通压力不断增长，交通拥堵以及环境污染等现象十分严峻，已经成为制约城市进一步发展的关键瓶颈。为了解决城市交通问题，以地铁为代表的城市轨道交通发展迅速，其便捷、快速、安全、不占用城市空间等特点使其在许多城市得到了推广与应用，在一些大城市中已经成为城市公共交通的主动脉。

地铁作为一个复杂的系统性工程，涉及机械、电气、电子、控制等诸多领域，是机电一体化技术应用的典型代表，其中机电设备系统、列车监控系统、自动售检票系统、屏蔽门系统以及通信系统等，都需要机电一体化技术的应用。本文主要针对机电一体化技术在地铁中的应用进行了简要的阐述，并主要针对其在地铁AFC系统中的应用进行了简要的分析。

一、机电一体化技术在地铁中的应用

随着信息化时代的到来，以计算机技术与互联网技术为首的信息技术发展迅速，并不断向传统的机械工业渗透，促进了机电一体化技术的形成与发展。机电一体化技术以系统功能为导向，综合运用机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术以及互联网技术等，实现了复杂灵活的系统功能，在实际生产生活中发挥着巨大的作用。

在地铁这一复杂的系统性工程中，机电一体化技术的应用十分普遍，根据实现功能的不同，其应用主要可以体现在以下三个方面：

一是智能控制系统。地铁列车与车站的控制智能化离不开机电一体化技术的广泛应用：车站的自动扶梯可以自动检测有无乘客，并根据乘客数量控制运行速度；地铁的屏蔽门在进站出站时自动按顺序开启和关闭；列车内的空调设备等能够根据列车内的环境情况自动进行调节。

二是分布式调度系统。为了保证地铁的便捷性与时效性，地铁需要在规定的时间准点到达，且相邻两班地铁间的时间间隔不能过长，这就对地铁的调度管理提出了较高的要求。为了满足庞大数量地铁列车的调度与控制需求，基于机电一体化技术，利用分布式调度系统，实现了集监控、管理、调度于一体的地铁运行控制系统。

三是网络通信系统。地铁作为一个庞大复杂的机电系统，不同功能的子系统数量较多，且相互之间存在复杂的信息交互。为了满足不同子系统对数据信息的需求，基于机电一体化技术建立了总线拓扑结构网络，实现了车站自动扶梯、地铁屏蔽门以及列车系统间的信息交互与共享。

二、机电一体化技术在地铁AFC系统中的应用

随着地铁在城市中的应用越来越广泛，其方便、快捷、安全、可靠、经济等优势逐渐得到人们的认可，越来越多的市民选择乘坐地铁出行，传统的人工售票已经无法满足地铁庞大的人流量，为了提高车站的服务效率，避免拥堵现象， 自动售检票系统（AFC）开始在地铁站中得到广泛的应用。

AFC系统是基于机电一体化技术实现的地铁售检票过程一体化管理系统，其综合利用了电子技术、计算机技术以及自动控制技术等，通过非接触式IC卡等载体，实现了安全、可靠、高效的自动售检票过程，大大提高了地铁车站的服务能力与服务效率。根据AFC系统数据处理的不同流程，可以进一步将其分为以下几个层次：

（一）车票层

车票层作为整个地铁AFC系统的最底层，是直接面向用户的部分，主要负责对用户使用的车票、一卡通、手机钱包以及各类车票形式进行识别，判别车票的合法性及有效性。为了实现非接触式快速便捷的车票识别，射频识别技术以及车票加密技g等机电一体化技术在车票曾得到了广泛的应用。

1.射频识别技术

当前广泛应用的城市交通一卡通主要以非接触式IC为主，其主要由IC芯片与感应天线构成，当外部射频发生器向IC卡发出固定频率的电磁波时，卡片内部的感应天线将产生谐振，从而在内部电容中积累电荷形成电压，驱动IC芯片将存储数据通过感应天线反馈至外部的读写器或接受外部读写器的指令对内部存储数据进行修改。

2.车票加密技术

城市交通IC卡以及其他各类电子车票中，都存储着用户的相关个人信息以及乘车信息，为了避免IC卡中的隐私信息被他人读取，需要利用车票加密技术对其进行加密。应用车票加密技术后，利用射频读写器读出的IC卡数据并不能直接使用，而是首先需要进行解密和鉴权，判断车票是否合法，之后利用特定的解密算法对独处的数据进行解密，进而得到IC卡的相关信息。利用车票加密技术，大大降低了用户个人信息泄露的风险，提高了车票管理的可靠性与安全性。

（二）车站设备终端层

车站设备终端层主要包括车站内自动售票机、自动充值机、自动检票机等自动化设备，主要负责完成售票、充值、检票等单项功能，接收上层的控制指令同时将处理结果及时向上层进行反馈，其可靠稳定运行离不开机电一体化技术的应用，是上层系统能够稳定运行的重要基础。

当用户利用自动售票机进行购票时，自动售票机要根据用户输入的出发站与终点站，自动计算票价，并根据用户的投币情况自动进行找零，同时将相应的行程信息注入车票的IC芯片之中；当用户利用购买的车票进行检票时，自动检票机中的射频读写器自动读取车票IC芯片中的行程信息，并联网判别车票的有效性，判别有效则打开闸门令乘客通过，判别无效则自动进行报警。

（三）车站计算机系统层

车站计算机系统层位于车站终端设备层之上，主要负责对车站内不同功能的终端设备进行管理与控制，同时对各终端设备反馈的信息进行处理，获取当前地铁车站运行的相关信息。车站计算机系统层主要由主控系统、功能子系统以及通信链路等组成，数据的交互与处理技术是车站计算机系统可靠运行的关键。

主控系统实时从车站内的各自动售票机处读取售票信息，并将信息存储于数据库中，当车站自动检票机读取用户的车票信息并反馈至主控系统时，主控系统在数据库中进行匹配，并将匹配结果反馈至自动检票机，匹配成功则认为车票有效，否则认为车票无效。车票信息数据库必须实时进行更新，当用户购买成功车票后，及时在数据库中新建相应的车票信息，同时当用户行程结束时，及时在数据库中删除相应的一次性车票信息，或在一卡通信息中减掉相应的车票金额。

除了控制自动售检票机的协调运行外，车站计算机系统还具备车站客流统计、票务统计等更加丰富的其他功能，通过对车站售票信息的统计分析，能够及时了解车站的客流情况，及地铁列车的载客情况，同时及时发现车站内各设备的运行情况，有助于及时发现设备的故障。

（四）路中央计算机系统层

线路中央计算机系统层是连接清分系统层与车站计算机系统层的重要传输层，一方面负责接收上层下传的列车运行时刻表、票价表、黑名单表等数据，并及时传输至各车站计算机系统，另一方面接收车站计算机系统上传的地铁实时客流数据及设备运行数据，并将数据传输至上层的清分系统。

（五）清分系统层

清分系统位于整个轨道AFC系统的最顶层，是整个系统的运控大脑，主要负责综合处理整个地铁系统的运行数据，管理与发行不同类型的地铁车票，结算不同线路的地铁票款，同时通过网络与一卡通系统、银行系统等进行票款的清算。

清分系统主要由服务器、交换机、车票编码机等设备组成，能够对整个地铁AFC系统进行管理与控制，同时负责对整个地铁AFC系统产生的数据信息进行处理，具有丰富的数据处理功能：一是对地铁AFC系统运行产生的原始交易数据自动进行存储与备份；二是对AFC系统内各层的数据参数进行更新与维护；三是对地铁AFC系统内各层的时钟进行同步维护，同时对系统内的密钥进行管理；四是向城市公共交通清分系统上传地铁系统的原始交易数据；五是向下层列车运行时刻表、票价表、黑名单等数据信息等。

三、结束语

地铁作为方便快捷的城市公共交通方式，在城市中得到了广泛的应用，其安全稳定运行离不开机电一体化技术的广泛应用。本文主要针对机电一体化技术在地铁中的应用进行了阐述，并重点针对其在地铁AFC系统中的应用进行了深入的分析与研究。

参考文献：

[1]石慧麟.城市轨道交通自动售检票系统设计[J].城市轨道交通研究， 2001， 4（2）：61-63.

[2]刘建刚.现代城市轨道交通（地铁）机电一体化的应用与节能技术的探讨[J].城市建设理论研究：电子版， 2015（3）.

[3]王策.浅析传感器技术在地铁机电一体化系统中的应用[J].城市建设理论研究：电子版， 2015（3）.

第8篇：机电一体化研究范文

【关键词】机电一体化 安全 自动化 安全测试

【中图分类号】TH-39 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2011）24－0036－01

一 机电一体化系统产生事故的原因

随着自动化程度的提高，由于操作的简单化而淡化安全观念是产生事故的主要原因之一。

在机电一体化系统中，机器人是自动线的一个重要组成部分，是实现自动化的重要手段，但人们往往不太注意机器人本身的安全措施，忽视人―机的配合，主要表现在：（1）对机器人的安全可靠性存在认识不足：（2）虽是自动机械，但实际上与人有密切联系，尽管人的不安全动作直接与事故有联系，但在设计和使用上还未充分认识到这一点；（3）机器人的手臂是在三维空间运动的，没有在整体上充分考虑到安全保护的措施。

因此，在维修或调整时，自动化机械突然启动造成的情况，以及在机器人或自动机械的危险作业区，几台自动机械的接口处，甚至由于切屑等小事而造成事故的情况较多。

发生机器人事故的情况多数是因某种误动作发生的。误动作则主要是机器人的可靠性低引起的，如控制电路不正常、伺服阀故障、内外检测传感器不正常、与其他机械的联锁机构和接口故障，以及人的操作失误等。

在机电一体化系统中，使用机器人或自动机械时，人不可避免地要进入危险作业区。例如，进行示教操作或调整时，人要接近机器人或自动机械去对准位置，这时当然不能预先切断电源，如果由于噪音干扰或伺服阀门的灰尘引起误动作，就会被机器人手臂碰伤。有时在检查示教动作能否正常再现时，也需要操作人员进入危险区。此外，在自动加工机械运转过程中，为了清除切屑、更换刀具等，也必须接近机器人。失控和示教操作上的错误也不少。

从表1中可看出，机器人平均无故障时间（MTBF），不到100h竟高达28.7%，1000h以下的占75%。因为机器人的可靠性较低，容易发生故障，所以必须充分考虑安全措施。

二 机电一体化系统安全措施的保护

制定安全措施的目的之一是故障自动保护化，即一是必须具有通过伺服系统对机器人的误动作进行监视的功能，一旦发现异常动作应自动切断电源；二是必须具有当人误入危险区时，能立即测知并自动停机的故障自动检测系统。具体而言，其安全措施大致有：第一，设置安全栅。具备联锁功能，即拔出门上的安全插销时，机器人就自动停止作业。第二，安装警示灯。在自动运转中开启指示灯，提醒操作人员不要进入正在作业的机器人的工作区。第三，安装监视器。采用光电式、静电电容式传感器或安全网等，设置监视人的不安全动作的系统。第四，安装防越程装置。即使机器人可以回转270°，一般也应限制其使用范围。为防止超越使用范围，必须安装限位开关和机械式制动器。第五，安装紧急停止装置。由微机控制的机电一体化设备，一般采用软件方式进行减速停止定位，但从控制装置容易发生故障的现状来看，在安全上仍存在很多问题。因此，紧急停止功能是很重要的。通常对紧急停止装置的要求是：一是应能尽快地停止；二是电路应是独立的，以确保高可靠性；三是除控制台以外，在作业位置上也要安装紧急停止按钮；四是紧急停止后不能自动恢复作业。第六，低速示教。为了确保安全，应设置较低的示教速度，即使示教中产生误动作，也可避免造成重大事故。

综上所述，在工业机器人等机电一体化设备中，虽然安装了各种安全装置，但为了提高工作效率，这些设备有高速化、大型化的趋势。此外，由于有与操作者混在一起使用的情况，一旦发生事故，就是重大事故。因此，有必要进一步进行技术研究，采取可靠性更高的安全措施。

最后，从最近的发展趋势来看，机电一体化机械设备的自动化还存在如下问题：一是由于机械设备的高度自动化和大型化以及控制的软件化，不可能从外观上了解自动化机械的动作，操作者处理异常情况比较困难；二是由于许多自动化机械与非自动化机械混合使用，因而事故较多，难以制定对策，以确保安全；三是异常情况的处理是由人来完成，而自动化设备并未充分考虑到人的存在，在排除故障的过程中易发生安全事故。

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（07）

［2］王艳萍、牛永君.矿山机电安全管理GIS系统的研究与开发［J］.防灾科技学院学报，2007（03）

［3］黄传星.煤矿机电安全管理存在的问题及对策［J］.中国新技术新产品，2009（19）

［4］姜奎平、张贵.机电管理的有效途径［J］.内蒙古煤炭经济，2004（01）

［5］陈洪岭、纪召永、许增胜.深部矿井机电管理存在的问题及对策［J］.中国煤炭，2002（03）

第9篇：机电一体化研究范文

基于当前控制系统在机电一体化应用中存在的问题，阐述了智能控制技术的基本概念，并研究了智能控制技术在机电一体化系统中的应用方法。研究结果表明，要想使机电一体化系统具有高效性，就必须先实现系统的智能控制。

关键词：

智能控制；机电一体化；交流伺服系统；机器人

本文主要是对于智能控制技术在我国机电一体化系统里的实际使用过程进行分析，其最终就是希望能够给有关的单位缔造理论上的相关参照。当前，智能控制的技术已经在很多的工业的生产领域中被得到使用。因此，将智能控制的相关技术去积极的积极运用在机电一体化上面是有着一定可行性和一些实用价值的。

1智能控制技术的有关的理念

我们所提到的智能控制的技术其指的就是在不需要人工参与的情况下，去对机械设备本身存在性能进行驱动的一种技术，其可以说他还是一种机械式去完成自动控制的方式。智能的控制就是选址自动控制以及人工智能等几个方式去对其自动控制的要求加以完成的。其中，自动控制自身的形式总的来说是属于一种动力学形式的一种动态的发射系统；人工智能总的来说就是属于一种本事刚刚开始进行信息处理和能够完成学习以及记忆并且还能够实现语言表达功能的一种认知系统的建设；运筹学主要是对于机械去给予了定量的处理的一种不同的形式，其中主要是关系到了线形的规划与设计，还有就是相关的网络规划管理以及有关的科学上的调度等。使用智能控制技术需要去建立在原本机电控制系统的数学模型的状况下，使用这样的方式对时间以及线性控制系统和加工等有关方面的问题进行处理和解决。

2智能控制在机电一体化里的有关的使用

2.1交流的伺服系统

交流伺服系统属于一个机电系统组成的，其属于智能控制技术中非常主要的一点，同时也是最合理的方式，同时其还是对工业生产力予以提升的非常重要的部分。交流伺服系统还是一种选转换成电信号，用机械开关的形式去进行装置，适宜在控制的系统中。过程运行交流伺服系统是相对复杂的，因此，使得它出现扰动有关的问题，以及工作参数的转化率和强耦合负载。在这样的一种状况下，无法对数学模型自身的准确程度加以保障，只可以建设和其有关的运行情况可以保持一致的相关数学模型，但是这样却无法去对工业生产对交流伺服系统提出的比较高的要求给予充分的满足。而适宜智能化技术控制之后进行启动，交流的伺服系统，能够建设数学模型的精度比较好并且缺少系统控制器状态的精确参数，去相关性能指标进行适当的调整，以它使实际工业生产的具实际的需要给予充分的满足。

2.2设备的相关装置系统

设备系统之后机械设备开始使用智能的控制方式，使得设备自身能够变成过渡元素的一种智能的设备的元素。它往往是在石油化工行业以及制造行业，以及在环保和节能机械设备行业使用经济手段，智能控制技术具有一定的使用的所有优点。在一般情况下，当智能控制技术，有关工作人员为自己的特定的操作条件的要求是当企业数据信息管理将被用来察觉，并根据有关需要自动化组件和智能的元素，并再有就是系统的硬件，他们需要一个商业智能系统相关的软件设施。在这种情况下，管理者可以使用数据仓库的技术，还有就是一些数据挖掘以及联机的分析处理技术去进行适宜的管理，企业进行信息化的管理形式可以对工作效率加以提升。当前，智能的控制技术也被普遍的使用在了很多不同的行业，已经开始在很多有着自动化功能家装设备仪器进行发展。总的来说自动化的设备整体来说能够被分成几类，也就是有着总线的连接器电器，家电的智能控制器。这些设备自身的自动化以及智能控制技术的构建的装置，它有着非常好的联系。实际地使用智能家居的相关设备，蓝牙传输接口数据信号接收器之类的装置中的装置上的自动控制来实现。

2.3设备机床系统

总体来说，使用智能控制的技术应该在为了提高其运营效率从数控机床有以下几个方面：①机器自身振动主动控制。采用智能控制技术可以成为机床作业，时产生一个很大的遗憾清晰的振动的感觉，使其可以在数控机床进行切削的的时候并不会对其所生产的产品本文的精度产生非常严重的振动方面的影响。②安全的保障。主要是使用一些智能的控制技术去让机器具有智能安全屏障，从而防止在特定的运行时间机器科学仪器相关部件的触碰。③语音的信息系统。使用智能的控制技术以后，智能的控制系统可以运行自己的实际情况语音提醒，并提示数控机床操作员提供信息，并规范自己的行为，避免操作失误的出现，根据数据控制机床。

3结语

结合上文所述，智能控制主要是对机电一体化系统中很多构件能够保持合理的运行的一种合理的保障和一种非常科学的生产的方式。本文主要是针对智能控制技术在实际进行使用的过程去进行分析，希望能够很好的对数控机床自身的运行效率和产品自身的精准度加以提升，使其设备自身的使用寿命能够延长。事实显示，如果想要对工业生产的脚步予以提升，就要可以令智能控制技术的应用范围得到提升。只有做到这样，我们国家的经济发展才能够不断的提升并且保持稳步的发展下去。

参考文献：

[1]陈雪梅.机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J].河南科技，2010（14）.

[2]赵祥坤，李帅三，苏奎.基于智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J].中国新通信，2014（03）.