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中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0029-01
機電一體化機械系統是利用計算機來完成機械設計和研究的過程。是對傳統機電工業的改革和創新，擁有很大的發展前景。因為機械系統是一個系統，是由各個機電部件組成，所以每一個部分都要做到精細，互相協調配合而達到系統的高效科學。
1 機電一體化機械系統的相關概念
機電一體化系統是由多個信息處理系統共同協調配合所組成的，所以對信息的處理和反應非常之快，因為系統存在多個分支。機電一體化的機械系統與傳統的機械系統相比有很大差別，傳統的機械系統沒有計算機的控制部分，而機電一體化機械系統就是以計算機為中心樞紐，組織機械進行生產開發和運轉?，F代的機電一體化系統就是利用仿生技術、微電子技術實現系統的智能化和快速應變能力，是現代高科技手段在機械制造行業的推廣和應用，具有非常大的市場價值。
2 機電一體化機械系統的設計原則
2.1 高精度
機電一體化產品最重要的特點以及設計的基本原則就是高精度。只有機電產品的精度符合設計要求，才能把自身的優勢更好的應用在生產中。如果機電一體化的機械系統不夠精確，會造成機電產品不合格的情況發生。機電一體化產品的零部件尺寸是否達到標準尺寸是判斷機電一體化產品精度是否合格的重要評判標準。
2.2 智能化
機電產品的智能化又稱快速反應性是機電一體化機械系統的主要特征，它可以自由的應對突發狀況并減少反應時間，哪怕是臨時修改設計內容，因為機電一體化的機械系統的各個部分是獨立工作的，所以不會因為一個子系統發生故障而導致整個系統無法運行。從系統接收信息指令的那一刻開始，智能化系統就以非?？斓乃俣认驒C械的各個部分傳達并工作。
2.3 穩定性好
機械系統的穩定性可以有效增加其使用壽命和效率，穩定性好的產品性能參數就高，穩定性差的產品性能參數就低，所以保證穩定性非常重要。因為一個機械系統的子系統非常之多，所以要保證系統的穩定性，就要降低機械振動的頻率和摩擦系數，再三確認零部件的尺寸選擇，整體上向著小型化和輕量化的方向發展。
3 機電一體化機械系統的設計步驟
3.1 動力元件的設計
動力元件傳統機械系統的重要組成成分，機電一體化的機械系統動力元件是由計算機信息網絡協調與控制的，為各種機械傳導部位提供動力和支持。動力元件主要包括發電機等可以提供動力的機電設備，隨著科技的發展，機電一體化機械系統的動力元件將更加智能化和自動化，不需要浪費人力資源。
3.2 傳動元件的設計
傳動元件在機電一體化機械系統中起著傳導的作用，它將計算機的命令信號翻譯成機器可以讀懂的語言，指導其進一步工作。傳動元件包括兩個方面：傳動機和轉矩與轉速的變換器。傳動機的精度較高，體積小、重量輕、噪音低，還可以滿足機械系統的伺服性能，是穩定性非常好的傳動元件。
3.3 機械系統的性能分析
機械系統的性能分析是動態特征與靜態特征的總和，通過建立數學模型、數學表達式來真實反映機械系統的性能。設計系統各個部件運動參數、關系和結構，確定零件的精確度、材料和結構。選擇其他部件、原件，配置系統阻尼等等都隸屬于機械系統的性能。這些機械系統的性能決定著機械產品的功能質量參數，機械性能好的產品使用壽命長，產品質量好，靈敏度高、機械的耐磨損狀況良好，可長期使用。
4 機電一體化機械系統的改進措施
4.1 改良設計思想
要積極改良機電一體化的設計思想，隨著時代的進步而不斷進步，努力學習國外先進的機械生產技術，在實現“機械化”和“電子化”的有機結合之后，進一步實現自動化，減少人力資源的浪費，實現經濟效益的最大化。設計方案主要是由全部設計人員進行策劃和實施的，所以設計人員的才能和設計理念會很大程度上影響機電一體化的設計和應用。
4.2 加大經費投入
真正實現經濟效益的最大化，最基本要做的就是加大經費投入，不論是科研經費還是后期的維修經費都要持續不斷的供給。可能從表面上來看，實現機電一體化的過程需要龐大的資金和各種各樣先進的技術，但是一旦實現了機電一體化機械系統，所節省的人力，創造的財富都是無法衡量的。
5 結語
無論是現在還是將來，機械自動化都將成為行業發展的大趨勢，機械的智能化將會成為行業的最終選擇，本研究分析了機電一體化機械系統的基本含義、設計和應用的基本原則、系統設計的基本步驟等基礎的設計和應用，并且提出了加大經費投入和改良設計思想等措施來提高機電一體化機械系統的設計和應用，希望可以為機械行業的發展建言獻策，為祖國的未來添磚加瓦。
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼： A
機電一體化是社會生產力發展的產物，也是多門學科交織發展的成果。隨著科學技術的快速發展，機電一體化在發展過程中，將會融入越來越多的高科技，從而推動技術的進一步發展。在對機電一體化的應用進行分析，對其發展狀態要進行細致的分析，發現其發展過程中存在的問題。在今后的工作中，對機電一體化存在的問題進行進一步的研究和采取措施進行解決。使機電一體化更好更快的發展，從而提高其技術含量，在各個領域中作出更大的貢獻。
1、機電一體化的概述
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術融合而成，是一種實用性很強的綜合技術[1]。機電一體化是一種全新的綜合技術，不是將若干種新技術隨意組合與拼湊出來的技術。機電一體化主要有兩個方面：技術和產品。機電一體化的產品的特征之一是具有非常強的智能化。當前很多的自動化生產設備都離不開機電一體化，傳統的機械生產的競爭優勢主要來依靠企業的發展規模、生產量以及調整產業結構實現的，它加強資源的利用率，通過降低成本提高產量和效率以提高經濟效益。以機器代替人力，從而轉變生產方式，提高經濟效益。
現代先進的機械制造業主要以信息為導向，采用先進的生產模式、制造系統、制造技術以及先進的現代管理模式。其主要特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化等[2]?，F代制造業的發展，將現代先進的科學技術融入其中，充分利用當前發展迅猛的信息技術，從而進一步提高制造業的發展水平。
2、機電一體化的應用
2.1數控機床
我國的數控機床數量位于世界之首，其生產量飛速增長，位居世界第三。一個國家機床技術的水平主要在于其數控機床技術水平的高低。當前，我國生產的數控機床在國內市場占有31%的份額，其余部分主要被國外產品所占據，我國的高端數控機床主要依賴于進口。通過多年的不懈努力，當前我國的數控機床一體化技術已趨于成熟，但整體實力及水平與國外相比，仍處于劣勢。我國的數控機床在未來的發展中，加強檢測道具破損、物料搬運以及機械手動控制，從而提高數控機床的利用效率[3]。
2.2自動生產線
自動生產線也是機電一體化技術的重要發展方面。當前我國的國民經濟發展過程中，各種自動化生產線和設備運用于生產中。各類飲料食品的生產均運用自動化生產線和設備，生產量得到極大的提高。電子技術和傳感技術也應用自動生產線，例如可編程序的控制裝置、人機界面系統等，均應用機電一體化技術。
2.3機器人
機電一體化技術應用的一個重要成果是機器人。機器人的發明是二十世紀科技發展的結果。一個國家的綜合技術水平，可以根據這個國家機器人的建設以及發展的水平得出答案。在當前的生產發展中，機器人在許多工業領域得到運用，對我國的軍事、醫療等各類服務事業發展起到重要作用。隨著科學技術的快速發展，機器人及其相關技術影響著人們的生活和工作。機器人的技術融合許多方面的技術，其中包括自動控制、電子計算機、微電子、人工技能、通訊等方面的技術，這些技術融合。機器人可以運用于很多領域之中，完成很多繁雜的工作，提高工作效率和效益，為社會的發展作出重要的貢獻。
3、機電一體化發展的趨勢
3.1引入光學技術
普通的機電一體化系統主要由傳感、能源、信息處理系統以及機械結構等相關不見構成。隨著科技的發展，光學技術逐漸引入于機電一體化系統之中。引入光學技術的機電一體化系統的傳感、動力、信息處理等系統得到進一步的改進，未來機電產品朝著光機電一體化而發展。
3.2自律分配系統
未來的機電一體化產品，控制系統和執行系統更加的靈活和方便，更夠快速的處理突發事件，被稱為“自律分配系統”。在此系統之中的各個系統，均能互相獨立進行工作，分支系統服務與總系統，并擁有其“自律性”?？梢愿鶕唧w的情況，作出相應的反應。其特點在于，系統可以根據環境的變化生成屬于自己的有關信息，在總的控制之下，改變自己的“行為”。這樣的處理方式，使系統更加的靈活，能夠快速的適用環境，從而提高工作效率。
3.3智能化
隨著機電產品的“全息”功能越來越強，其只智能化水平逐漸提高。模糊、信息技術以及軟件、芯片技術的快速發展，推動了機電產品的發展。其內部系統從最初的上下結構已經變成一個復雜的結構，從而使其愈加智能化。
3.4環?；?/p>
人類的發展必須以保護環境為前提，環?；?，是高科技發展的的根本也是最終追求。隨著社會的快速發展，所消耗的資源越來越多，在這樣的發展情況之下，如何進行資源回收再利用，提高資源的利用率，減輕環境污染，是今后生產發展需要重視的課題。因此，要求在運用機械設備進行生產的各個環節，都要將環保因素納入其中。機電一體化技術朝著環保化發展，有利于社會可持續發展。
3.5網絡化
隨著信息技術的快速發展，機電一體化技術與網絡進行良好的融合，從而進一步提高其技術含量。隨著網絡時代的帶來，人們的生產和生活發生了很大的變化，生產、教育、科技、軍事等均因為運用網絡而進一步發展。遠程監控技術的終端設備是以機電一體化技術為基礎的設備，而當前遠程監控技術的發展積極引入網絡技術。因此，機電一體化技術想要與時俱進，進一步提高其競爭、創新力，需要引入網絡，促進資源共享，提高其科技含量。
結束語
機電一體化技術的快速發展是社會發展到一定階段得出的產物，進一步運用于社會各行業的發展之中，創造更多的經濟效益，不斷的推進社會的發展。在發展機電一體化技術的過程中，要注意將更過的先進技術融入其中，提高其技術含量。在發展的同時，要注意其環保性，將環保元素融入其中，從而和諧可持續發展。
參考文獻
中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A
引言
在現代化的科學技術的發展過程中，最大程度的推進各個學科之間的交叉和滲透，致使工程領域中技術革命和改造。在機械工程這個領域中，微電子技術與計算機技術不斷的向前發展，以及其機械工業中逐漸滲透出來的“機電一體化”，將機械工業的產品機構、技術結構、構成和功能、生產加工方式，以及這一列流程的答理體系都在發生著巨大的變化，是機械工業從傳統的機械電氣化邁向機電一體化為主要特征的新臺階。
一、機電技術概述
(一)機電技術發展歷程
自從經濟數控機床走進我們的視線開始，就證明了機電技術的歷史開始書寫；電子技術注入機電技術新的發展活力和空間；PLC等機械技術的快速發展，其為機電技術的成熱提供了堅實的基礎；模糊技術、激光技術和智能化的而技術等高新技術促使機電技術跨上新的臺階。
(二)機電技術發展的主要特征
機電技術其實是一門新興的發展中的邊緣學科，其代表機械工業的技術革命的發展方向。自從進入1960年以來，大量剛剛形成的高新技術群體逐漸的走向經濟、軍事與社會生活中的各個領域，并且深入的滲透，以大規模的的形式向現實的生產化變革。對于高新技術產業轉移，其有效的推動了機械生產革命的發展，同時也促進了人類的進步。在機械工程方面，微電子技術與計算機技術應用發展，以及二者向機械工業中滲透而逐漸形成的機電技術，促使機械工業技術結構、功能與構成、產品機構、生產方式和答理發生變化，使工業化的生產從機械電器跨入到機電技術為主要特征的階段。機電發展到現在，仍然是自身體系所形成的新型學科，但是伴隨現代化的科學技術的發展，被注入了新的內容。其最基木的特征我們可以概括為：綜合運用微電子技術、機械技術、計算機技術、自動控制技術、信息技術、電力電子技術、傳感測控技術、信息變換技術接口技術和軟件的編程技術等群體性的技術。依據機電系統的功能目標與優化的組合型的目標，對各個功能單元的合理配置和布局，會在功能上體現數量多、質量高、可靠性高以及低消耗的價值意義，并且導致整個工程技術的系統的優化。
二、機電技術未來發展
(一)光機電技術的發展應用
光學技術的引用，對于光學技術先人的優勢的發展實現來說，可以有效的改進機電技術中傳感系統、動力系統(能源系統)與信息的處理系統，光電技術的推廣對于機電產品是一個重要的發展趨勢。
(二)柔性化的自律的分配系統化
在機電技術產品的未來前景里，執行和有效的控制系統是有充足的冗余度，并且有很強的柔性，對于處理突發事件，其能進行較好的解決設計，所以，被設計成為自律分配系統。在自律分配系統的運作環節中，各個相關子系統是完全可以獨立工作的，子系統之間又是為同一個總系統進行服務的，并且有自身獨立的自律性，可以依據周圍環境的改變而作出相應的對策反應。
(三)智能化的全息系統化
在機電技術產品的發展全息性的特點表現的越來越明顯，智能化水平也在逐漸的提高。這種趨勢的發生主要歸功于模糊技術和信息技術的快速發展，其別重要的是信息技術中的軟件和芯片技術。不但如此，機電技術系統中的層次化結構也有原有的簡單模式轉變為復雜的、比較多的冗余度雙向聯系。智能化的發展對于二十一世紀機電技術發展來說是一個方向性的改變。
(四)仿生物系統化的生物軟件化
在日后機電技術的裝置對于信息依賴性會逐漸增強，并且在結構上也是處于靜態時的，但是又有其不穩定性，相反的是其動態工作環境中卻屬于相對穩定的。這種現象類似于活生物，機電技術的相關產品走向涵蓋生物系統化，但是想走好這條道路還需要一段漫長的時間。
(五)微型化的微型機電化
在半導體的器件制造的利用過程當中的蝕刻技術的應用，已經成功的在實驗室中制造出來了亞微米級機械元件。在實際產品中體現這一技術，就可以將機械部分與控制器進行區分了。這時候機械與電子就可以相互融合，傳感器、機體、CPU、執行機構等集成為一個整體，體積也會有所減小，并且組成了一種自律元件，這種微型的機械學也是機電技術的發展新方向。
(六)系統化
機電技術的系統化主要體現在系統體系的結構采用開放式與模式化為主的總線結構，機電技術系統的組態可以靈活的掌握。
(七)機電一體化技術的可能性分析
計算機的出現首先為進行人機對話提供廠可能性，人工智能的進展又使機器能對人的各種要求和干頂做出反應并加以適應。機電一體化系統的誕生則使機器與人友好從理想逐漸成為現實。眾所周知，機電一體化系統追求機器與電子技術、計算機技術等的有機融合。由于有計算機，它能與人進行各種層次的對話。它具有不同程度的智能，有必要的傳感器和靈活的執行機構，因此機電一體化系統有可能適應人的要求，做到與人友好。
三、機電技術發展性策略
可以根據實際的需要進行剪裁與任意組合，與此同時實現多個子系統之間的協調控制與綜合性的答理。第二個表現就是通信功能增強，不但使用了R S737，還包括其他通信功能，例如：R S485和DCS人格化。在未來幾點技術的發展道路上，將更加注重對機電產品和人之間的人性化的關系，機電技術人格化具有兩方面的含義：第一，機電技術產品的推廣銷售方向面向的對象就是人，在機電技術產品人性化中的職能、人性和情感方面也得到高度的重視，特別是家用的機器人，其智能化的、高層境界就是機電技術的人機一體化；第二，模仿生物的機理而進行的各種類型的機電一體化的研究和制造。但是事實卻是大多數的機電技術產品是根據生物的生理活動的啟發，根據思路的延伸而研發制造出來的。
所以，機電技術中的技術與產品這兩個方面。僅僅是機電技術在上文所提及的群體性的技術有機的融合在一起的一種綜合性的技術，而不單單是機械技術，微電子技術和其他的相關技術之間的簡單組合或者是拼湊，這就是機電技術和機械加上電氣所形成的組合機械電氣化之間的在概念上的根木區別。
四、機電產品發展性策略
第一，加強機電技術統籌的安排，進行協調性的發展計劃；第二，強化機電行業的行政答理，發揮協調的作用力；第三，對發展環境和支持力度的增大等進行的優化措施；第四，重點發展對象的突出培養，兼顧兩個層次：第一個層次，表面上的工作，也就是電子信息技術針對傳統的產業所進行的改造工作，這是在傳統機電設備基礎上植入或者是嫁接微電子(即計算機)裝置，促使電子技術與機械在淺層次上相結合。第二個層次，工作方面的提高，也就是在機電技術產品的初始設計階段，就將電子技術和機械二者相結合考慮，所生產出來的新產品就是
真正意義上的機電技術。
結語
對機電技術了解到機電一體化不是孤立存在和發展的，而是伴隨著很多學科技術的研究結晶，這是社會生產力在一定的歷史階段下的必然要求的體現。機電一體化不但包含著科學技術，還融合著技術交叉和滲透，是機電技術得到光明的發展前景。
參考文獻：
[1]曹強. 論機電技術發展[J]. 科技與企業,2013,17:304.
中圖分類號：TH-39文獻標識碼：A文章編號：
引言：
機電一體化是當今自動化技術發展的最高階段。也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發展的必然產物，是以計算機為主要特征的自動化技術。如果說機械系統處理的對象是運動、力、物質和能量，電子系統處理的對象是信息和知識，則機電一體化系統不僅有處理能量和物質的功能，而且還有處理信息和知識的能力。
1.機電技術應用的內容含義
1.1機器的構造及工作原料
生產機器的構造一般都是由主體部位的發動機、曲柄連桿、配氣、起動、傳動、行駛、轉向、制動等構成，要提高機器的工作效率，必須從其主體部位改善性能、減輕質重和提高運轉精度等方面考慮。而傳統機器產品一般以鋼鐵材料為主，已經不具備很強的市場競爭能力。要想改進機器的效率不但要從結構上加以改進，還應該多考慮利用非傳統鋼鐵材料為主的生產概念，如用非金屬復合材料，或者更高層次的金屬材料。當機器主體重量減輕了，方能實現驅動系統的功率的最大化，減少不必要的能量消耗，提高機器的工作效率。
1.2提高弱電控制線路
提高弱電控制線路關鍵在于提高部件間的綜合性能，可從電機、傳感器、信息處理設備、軟件等方面進行提高。
驅動機最為廣泛使用的是電機，但其工作效率及響應速度還存在著諸多間題。我們面對此類問題要更為全面的發展新型的驅動單位，如驅動單元中裝了編碼器的電機以及控制專用組件、傳感器等多位一機的伺服驅動單元。
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系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。目前，對外部信息傳感器來說主要發展非接觸型檢測技術。
微型計算機作為信息處理設備的主要設備，大大推進了機電技術應用與微電子學的進步。為進一步發展機電技術應用，必須提高信息處理設備的可靠性、準確性、快速性等特點，最大程度的提高處理速度，并解決好抗干擾及其它可能出現的問題。除此之外，在與信息處理設備進去通信時，必須規范數據傳遞的格式，采用同一標準，這樣不僅有利于信息傳遞和后續維修，而且可以簡化設計流程。培養專業技術人才，除低開發成本、開發高速傳遞方式，以便解決日后更為大容量化的機器運作能力。
2.機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：
2.1機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
2.2傳感技術
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，目前主要發展非接觸型檢測技術。
2.3信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設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。
2.4驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內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動單元。
2.5接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
2.6軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，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。
3.機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
3.1智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產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。
3.2系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現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，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
3.3微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、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，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
3.4模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
3.5網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
3.6綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
4.結束語
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
參考文獻：
[1]李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社,2003.
[關鍵詞] 機電一體化；電子技術；機電技術；定位控制
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 072
[中圖分類號] TP311 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）07- 0152- 03
0 前 言
幾十年以來，高新技術推動了遠程操控無人值守系統技術的發展并取得了巨大進步，其發展趨勢和主要特征如下：①具有比較明顯的機電化屬性。而更為重要的是其改變了以往的純C械屬性。②高新技術帶來嶄新的生命力。遠程操控無人值守系統在高新技術推動下成為多種技術的綜合體。③我國遠程操控無人值守系統技術以機電融合技術為基礎。自動化、自主化和智能化是我國遠程操控無人值守系統發展的方向。 在機械技術、信息技術與電子技術進行有機結合的條件下，機電一體化技術成為一種最新的技術實現了生產過程和工業產品的整體優化。遠程操控系統是機電一體化系統進一步發展的結晶，它結合了機械、微電子與計算機、精密機械、自動控制與驅動裝置、傳感器及信息處理技術、人工智能等多個學科領域的最新科研成果。
1 國內外機電一體化發展狀況
1.1 發展概述
機電一體化起源于日本，伴隨著電子信息技術向傳統機械產品滲透的過程中產生了機電一體化，其發展大致分為三個階段。
初級階段即20世紀前期是第一階段。在第一階段期間，由于初步發展的電子技術對機械產品的性能的優化。特別是在第二次世界大戰期間，為適應戰爭的迫切需要，電子技術進一步優化了純機械產品的性能，在戰爭結束后，與軍用技術相結合的機電技術轉為民用，此新興技術加速了戰后經濟的恢復。那個時期研制及開發整體上處于自發階段。因為當時的電子技術發展水平還不是很高，電子技術和機械技術還不能很好的結合與滲透，導致已開發的產品不能得到大量快速地推廣。
20世紀中后期為第二階段，機電技術得到迅猛發展。這一階段，控制技術、計算機技術和通信技術的發展又為機電一體化的快速發展埋下深基。除此之外，機電一體化的發展以大規模型和超大規模的微型 PC 和集成電路為中心。該時期的特點：①機電一體化技術及其產品快速發展；② mechatronics 一詞起源于日本，該詞直到20世紀80年代末才在世界范圍內被廣泛承認；③機電一體化技術和產品均受到各國的關注和支持。
20世紀末期，機電一體化技術邁向智能化方向舞臺。發展出微機電一體化和光機電一體化等新分支領域；與此同時，開創了以光纖技術、神經網絡技術、人工智能技術等領域推動的發展新紀元。諸多研究促進機電一體化進一步發展并更加完善。
1.2 機電一體化裝置主要完成功能及組成
凡是系統，其內部都有動力、檢測、控制等功能。機電一體化系統的主要功能是實現動力和運動的轉換和傳遞，動力功能是向系統提供動力，能量應與動力和運動的傳遞和轉換相匹配。使系統得以正常運轉。對整個系統的內部信息、外部信息加工處理，控制系統實現正常運轉，并實現其工作目的。機電一體化裝置及系統由以機械部分、信息檢測控制部分和驅動單元等為主體部分組成，如圖1所示。
此系統在電動驅動方式下，利用部分信息處理指令，規定的運動即可在驅動執行部分作用下完成。檢測部分將檢測到的信息送回信息處理與控制部分，作為發送信息的依據。傳動部分由光桿、滾珠絲杠副組成，驅動部分由電機組成，信息處理和控制部分作為信息處理和控制的核心，它將傳感器檢測的信號，根據一定的算法，對數據和信息進行存儲、變換等處理，并通過接口向執行機構發出執行命令，完成規定的動作，同時，電源部分為系統提供所需的動力和能量。
2 國內外機電一體化發展的趨勢
2.1 智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一， 也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產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。目前， 專家系統、模糊系統、神經網絡以及遺傳算法，是機電一體化產品（系統） 實現智能化的4種主要技術，它們各自獨立發展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動， 并會對制造中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策。例如，在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數學、神經網絡、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
2.2 集成模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的任務，研制具有標準化的機械接口，動力接口，信號接口很有必要。模塊化也給機電一體化企業帶來美好的發展未來。
2.3 微型化
微型化是指機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。它是一個新興的、多學科交叉的高科技領域，面臨許多課題，涉及許多關鍵技術。由于微機電一體化系統具有體積小、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，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。微型機械加工技術作為微型機械的最關鍵技術，也必將有一個大的發展。硅加工、LIGA加工和準LIGA加工正向著更復雜、更高深度適合各種要求的材料特性和表面特性的微結構以及制作不同材料特別是功能材料微結構，更易于與電路集成的方向發展，多種加工技術結合也是其重要方向。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
2.4 系統化
系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。 它的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除R S232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要以及模仿生物機理等方面的產品。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
2.5 自源化
自源化是指機電一體化產品自身帶有能源，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品，自帶動力源具有獨特的好處。
2.6 環?；?/p>
工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。
引言
在工程機械領域，隨著電工電子技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多項技術的發展，工程機械的模式從傳統單一的機械電氣化逐步進化為現代的機電一體化。
1機電一體化技術
機電一體化技術（機械電子工程技術）屬于機械工程與自動化。機電一體化技術包含多種類別技術，包含微電子技術、傳感器技術、信號變換技術等。機電一體化技術是一種將上述多種技術進行有機融合并加以實際應用的綜合性技術，現工程機械領域中，現代化的自動生產設備幾乎都應用了機電一體化技術[1-5]。機電一體化技術有以下三大主要特征：（1）與其他學科互相交叉，應用范圍廣泛；機電一體化技術本身包含了多種其他技術，是一門交叉性特別廣泛的學科，融合了其他各個領域的知識，因此機電一體化技術在現實生活中的應用范圍廣泛、使用頻率高。（2）整體最優化；由于應用機電一體化技術進行機械生產效率高超，節能環保，能量消耗率更低，因此將機電一體化技術應用于工程機械領域，可以滿足整體最優化的雙贏局面。（3）具有豐富的理論及數據支撐；經過長時間的發展與探索，機電一體化技術已經逐步形成了一套豐富的、適用于現代社會的理論體系，為機電一體化技術的科研帶來了真實可靠的理論、數據支持。機電一體化技術最早是日本企業界在1970年代左右提出的概念，隨著第三次信息技術革命的到來，機電一體化技術也得到了超前發展，應用到的領域及范圍也越來越廣泛。中國投入機電一體化技術的研究起步略晚，我國在這一領域內面臨著更嚴峻的挑戰。為彌補時間上起步晚的劣勢，我國不斷持續擴大在機電一體化技術方面的科研經費投入。
2技術特點
隨著機電一體化技術的大力發展，機電一體化技術的優勢也越來越顯著，具體體現在以下幾方面：（1）安全性更高?，F代的機電一體化設備本身裝有檢測系統，確?？梢匀套粉櫾O備的工作狀態，遇到故障便會啟動機器設備保護機制，因此現代的機電一體化設備具有很強的安全性、可靠性。解放勞動力的同時，極大提高了生產效率。（2）提高生產效率。生產工作中，機電一體化技術能實現智能化、自動化處理，極大提高了生產效能，節約人力成本，實現產品量化生產，提高企業的市場競爭力。數字化顯示的應用，降低了操作的難度，避免了工作人員的重復性操作，節約了人力成本，使得工作更加精準定位。（3）環保和節約能源。由于機電一體化技術的智能化，機電一體化技術做出大量的貢獻，減少了不必要的能源浪費現象，提高產量的同時也最大化實現了能源環保。
3在工程機械領域的應用
機電一體化技術對工程機械領域來說，擁有著舉足輕重的地位。工程機械領域對于準確度、靈敏度都有著極高的要求，這些機電一體化技術恰恰都可以滿足。機電一體化設備本身具有的自我檢測系統，相較于普通的監測系統來說，監督效果更強。機電一體化技術和現代智能化技術相結合，應用于工程機械領域，極大提高了機械的生產量，使量化生產成為可能，產品的品質也得到了保證，同時還節約了人力成本，降低了勞動量和勞動強度。機電一體化技術降低了施工難度，增強了施工的安全性，促進了工程機械領域的發展。從功能應用、性能應用從可靠性、操控性來說，機電一體化技術在工程機械領域都發揮著不可取代的作用。
3.1在改造機床方面的應用
在工程機械領域，數控機床是最為重要的機械設備之一，使用頻率高，數控機床在加工產品上對準確度、精確度有著高標準，模具若產生偏差，會直接影響產品的質量。機電一體化技術本身對精確度有著高要求且擁有自我檢測系統，若把機電一體化技術應用于工程機械領域，則可以有效解決這一問題，提高精準度，使機床朝智能化邁進。
3.2在包裝機械方面的應用
在工程機械領域，包裝機械設備結構復雜，尤其是在控制連桿方面。一旦這些部分出現損毀或問題，都會給工作人員帶來巨大的工作量及維修的難度。將機電一體化技術應用在包裝機械方面，則可以化繁為簡，使整個工作流程自動化。不但提升了工作效率，也降低了設備的維修費用。
3.3在工程監督方面的應用
機電一體化技術自帶檢測系統，應用于工程機械上，可以實時監督管理機械的運作狀態。與液壓系統、制動系統、執行裝置聯合使用，可以及時發現各種問題并自動報警，方便工作人員精準定位，解決問題，提高生產力，改善機械的使用效率。
3.4對機械作業精確度控制的應用
工程機械領域的工程機械運行有著極高的精確度要求，需符合有關的標準。傳統技術很難達到符合相關標準的質量及精確度，將機電一體化技術應用到這一方面，可以取得良好的控制效果，生產出保質保量的產品，實現精確化的機械作業。
3.5在節能環保方面的應用
傳統工程機械領域中，設備自身存在影響設備機械功能應用的問題，設備效率低、浪費能源的現象頻頻出現。將機電一體化技術與電子節能控制器等聯合起來，極大提高了能源的利用率，使節能成為可能。
4發展趨勢
中圖分類號:TH-39文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2015)08(a)-0118-02
隨著社會的不斷發展和科學技術的不斷進步,可以說機械行業在整個過程中起到了舉足輕重的作用,由機械技術、液壓技術、氣動技術、傳感器技術、PLC技術、計算機技術等學科的相互融合、滲透而形成的機電一體化技術[1],已經成為當今工業技術的重要組成部分,機電一體化技術的應用與發展對我國經濟建設所起到的促進作用尤為明顯。當前,機電一體化系統和產品發展逐漸成熟,高速度、高精度的智能化系統逐漸占據機械制造業的主流,隨著我國經濟的不斷發展,企業產品、設備也在經歷一個更新換代的頻繁時期,因此對高技能的機電一體化人才和高技術含量的機電產品需求越來越大[2]。為了滿足這一需求,我們要不斷對機電一體化的教學方法和內容進行改革,努力培養機電一體化技術方面的高精尖人才,以滿足市場需求的快速響應,進一步適應市場經濟的發展。
1教學目標與方法改革
機電一體化技術這門課程由多門學科構成,涉及的概念、信息量很多,而且有些內容抽象,每個章節銜接不連貫,從學生的角度來講,學生很難將各個章節的內容真正的聯系起來,不能從系統的角度去把握這門課程,甚至不知道開展這門課程的真正目的,給學生的感覺似乎每個章節都是在復習學過的知識。因此在短短的幾十個課時內要想學生完全掌握有很大困難。從教師的角度來講,由于此門課程涉及的信息量特別大,要想在短時間內將所有的信息保質保量的傳授給學生,則對教師的掌握的知識量及自身素質、教學水平都有著很高的要求。所以為了適應現代化高新技術的高速發展,對這門課程的教學改革已經勢在必行。
1.1教學目標的改革
目前現有課程的教學目標過于注重知識傳授的傾向性,忽視了學生的學習方法、過程和目標態度等方面的培養,不利于學生全面的發展[3],同時也不利于知識的傳授和掌握。為了響應高校強省的政策,致力于服務地方經濟,更加有效地讓畢業學生為地方發展作出貢獻,我們制定了新的教學目標。通過機電一體化技術課程的學習,使學生在了解機電一體化系統設計基本知識基礎上,全面、綜合理解機電一體化系統設計的內涵、發展方向。注重培養學生綜合運用機電一體化系統設計基礎知識進行設計的能力,樹立“多學科知識交叉與滲透”的觀念。爭取培養出一批有能力、有技術、有素質的優秀大學生,為我省的地方經濟貢獻一份力量。
1.2教學方法的改革
目前機電一體化技術課程教學方法的主要特征還是以教師講授為中心,學生被動接受的方式進行的,學生學完后無法對課程形成較全面、系統的認識。此外學生缺乏自主探究和合作學習的機會,往往是課堂上講理論,學生課后做作業,理論課時占據了絕大部分時間,留給學生動手學習的時間很少,這樣嚴重影響到學生的實際動手能力。此外,目前機電一體化技術的教學任務是由一名教師擔任,由于此門課程的信息量較大,再加上目前機和電兩門課程脫鉤嚴重,相關內容銜接起來很有困難,所以使整體的教學水平的提高受到很大的限性。鑒于以上問題的存在,特提出以下兩點改革措施。
(1)針對新的課程教學目標,進一步進行教學手段,教學方法的改革,以保證教學質量,提高教學效果[4]。如采用課堂討論的方法來取代原有的滿堂灌的教學方式,從而使學生由被動的接受變為主動地學習,使學生的主體學習作用得到了很好的體現,進一步鍛煉了基礎較好的學生,而且對基礎比較差的學生也起到了一定的帶動作用。此外要發揮教師啟迪學生思維的主導作用,能夠做到善于引導、合理設疑,營造良好的課堂環境,讓學生在好奇,新異的興奮狀態中無意識地把這些知識接受并掌握。充分調動學生的學習興趣從而使本身枯燥,抽象而又繁雜知識轉變為易于學生理解、接受的東西灌輸到學生的頭腦中,比如可以充分利用多媒體教學、使用直觀的教具等手段,使枯燥的理論教學更具直觀性和趣味性。此外課堂上多注重理論聯系實際,多運用生活中的實例[5],這樣既有助于學生掌握理論知識,又有益于提高學生的興趣和對實際問題的思考能力。
(2)教師知識儲備量和教學水平直接影響教學效果。這就要求教師要具備良好的素質,應該與時俱進,了解課程最新的最前沿的技術動態,除了要不斷地補充、完善自己,擴大自身的知識面以外,還可以考慮多名教師同時講授一門課程,根據不同教師具有的不同優勢,合理進行課程的分配,形成優勢互補,同時要加強理論和實踐之間的聯系作用,無論在教學內容還是教學方式上都要圍繞著培養應用型人才這一目標。
2教學內容改革
課程教學內容的改革是課程建設的靈魂,現在的機電一體化技術已經不再是過去的機械技術和電氣技術等技術的簡單組合,而是集機械技術、微電子技術、計算機技術、電氣技術、信息技術等技術為一體的有機融合[6]。此門課程信息量大,內容多,這就要求教師要根據本專業培養目標對教學內容進行合理的取舍,使教師在有限的課時內充分發揮個人所長,在教學內容上選取最能貼近生活實際、學生最感興趣、最關心的內容進行講解,此外也可在原有知識點的基礎上從深度和廣度上拓展外延,對課程內容進行適當的增減,使整體教學突出實用性。
(1)制定新的教學內容。以綜合素質培養為基礎,以能力培養為主線。圍繞培養目標,對知識、能力、素質等方面進行合理的綜合安排,力求整體優化,培養實用型技術型人才。對于學生綜合素質的提高,教師要善于將機和電兩部分有機的結合起來,綜合比較并引導學生積極思考、全面掌握相關知識。
(2)運用多媒體教學。隨著科學技術的不斷發展更新,教學資源也越來越豐富,傳統的“黑板加粉筆”教學方式已經逐步被多媒體教學方式所取代。對于課程中的程序和各種圖表,均可制作成多媒體課件,采用多媒體教學可以起到很有效的輔助作用,教師可以把在課堂上用語言難以描述或無法講清楚的問題采用多媒體的方式形象、生動、直觀、簡單的展現出來,從而使學生很直觀的獲得較多的信息,有利于解決重點和難點問題。同時還可以大大增加學生的學習興趣,使課堂的教學效果和教學效率得到了提高,同時也增大了課堂教學的信息量。此外精彩的多媒體課件也能激發學生的興趣,提高學生學習的主動性、積極性和創造力。
(3)改革優化實踐環節。實踐教學是技術應用能力形成的重要環節[7],為了培養學生專業技術能力,對傳統的實踐教學模式進行了一定的改革,主要將實踐教學分為三個階段:(1)實踐能力訓練。實踐能力訓練主要包括實驗課和課程設計。在這部分中主要鍛煉學生如何使用基本實驗儀器,測量和采集基本數據以及了解機電一體化系統化設計的方法和步驟。(2)單項能力訓練。單項能力訓練主要包括金工實習、數控實訓等,學生通過對這些基本技能的學習和訓練可以鞏固學過的知識點。(3)綜合能力訓練[8]。綜合能力訓練主要包括認識實習和生產實習等,通過這一系列的實習可使學生對機電一體化系統和產品有著更深刻的認識和了解。
3結語
隨著社會的不斷進步,現代的機電一體化技術隨之迅猛發展,傳統的機電一體化教學出現難以滿足現實需要的情況[9],本文從實際教學角度出發,進一步明確課程教學目標,把社會發展過程中所需求的專業人才作為主要的動力來進行培養,改革機電一體化專業課程的教學目標、教學方法和教學內容,進一步提高機電一體化教學水平,進而全面提升學生的理論研究水平[10]、實際應用能力和創新素質,使我們的機電一體化專業教學為社會提供更多的優秀人才。
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機電一體化是當今自動化技術發展的最高階段也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發展的必然產物，是以計算機為主要特征的自動化技術。如果說機械系統處理的對象是運動、力、物質和能量，電子系統處理的對象是信息和知識，則機電一體化系統不僅有處理能量和物質的功能，而且還有處理信息和知識的能力。
1機電技術應用的內容含義
1.1機器的構造及工作原料
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗.提高效率。
1.2傳感技術
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系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電生產機器的構造一般都是由主體部位的發動機、曲柄連桿、配氣、纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢起動、傳動、行駛、轉向、制動等構成，要提高機器的工作效率，必須從測技術。其主體部位改善性能、減輕質重和提高運轉精度等方面考慮。
1.3信息處理技術
機器產品一般以鋼鐵材料為主，已經不具備很強的市場競爭能力要機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型想改進機器的效率不但要從結構上加以改進，還應該多考慮利用非傳計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高非傳統鋼鐵材料為主的生產概念，如用非金屬復合材料或者更高層次的信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸金屬材料。當機器主體重量減輕了，方能實現驅動系統的功率的最大入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。減少不必要的能量消耗，提高機器的工作效率。
2驅動技術
2.1提高弱電控制線路
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還提高弱電控制線路關鍵在于提高部件間的綜合性能。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制傳感器、信息處理設備、軟件等方面進行提高。專用組件一傳感器一電機三位一體的伺服驅動單元驅動機最為廣泛使用的是電機，但其工作效率及響應速度還存在著諸多問題，我們面對此類問題要更為全面的發展新型的驅動單位，如驅動單元中裝了編碼器的電機以及控制專用組件、傳感器等多位一機的伺服驅動單元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主要發展非接觸型檢測技術。微型計算機作為信息處理設備的主要設備，大大推進了機電技術應用與微電子學的進步。為進一步發展機電技術應用，必須提高信息處理設備的可靠性、準確性、快速性等特點。最大程度的提高處理速度，并解決好抗干擾及其它可能出現的問題。除此之外，在與信息處理設備進去通信時，必須規范數據傳遞的格式，采用同一標準.這樣不僅有利于信息傳遞和后續維修。而且可以簡化設計流程，培養專業技術人才，除低開發成本、開發高速傳遞方式。以便解決日后更為大容量化的機器運作能力。
2.2機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。
2.3接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
2.4軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，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。
3結束語
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求，它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化，大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
TAFE（technical and further education）即技術與繼續教育的簡稱，是澳大利亞建立在終身教育理念基礎之上特色鮮明的職業教育與培訓組織。澳大利亞TAFE課程一般定義為“在澳大利亞資格框架下，以行業組織制定的行業標準和國家統一的證書制度為依據，為滿足行業需要而設計的理論知識學習和技能培訓并重，且多數是以技能培訓為主的一組結構嚴謹有序的科目組合”。首先，從其定義可以看出，TAFE課程注重職業能力的培養，把職業能力作為其課程設計的核心內容，當然這里的職業能力主要是指從事職業崗位所需要的關鍵能力；其次，國家認可的培訓包是TAFE課程開發的主要依據，培訓包不會過時，根據社會的發展、行業企業的需求每3年就會更新或者修訂，能力標準和資格證書都包含在培訓包的國家認證部分中。
政府的高度重視、行業企業的引領制定職業標準、全國統一與工作崗位相對應的教育和培訓證書體系、實踐經驗豐富的教師隊伍等是澳大利亞TAFE課程的特色。我國的職業教育起步較晚，高職教育作為我國高等教育的一個類型，近年來也越來越被重視。大力開展職業教育課程改革，結合我國國情，建設職業能力培養為重點，構建了基于工作過程的課程體系。
一、借鑒TAFE課程，做好機電一體技術專業課程改革
機電一體技術專業是武漢市品牌建設專業，結合機電一體化技術專業建設的實際情況，借鑒了澳大利亞職業教育課程體系培訓理念，解構和重構專業課程體系，打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式，轉變為以工作任務為中心組織課程內容，讓學生在完成具體項目、任務的過程中來構建相關理論知識，并發展專業能力。課程內容突出對學生職業能力的訓練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行。同時，又充分考慮高等職業教育對理論知識學習的需要，并融合相關職業資格證書對知識、技能和態度的要求。
1.企業調研及崗位職業能力分析
我國目前還沒有澳大利亞職業教育中的類似TAFE培訓包。對于人才培養模式，各高職院校根據我國職業教育相關文件要求進行“校企合作、工學結合”的探索。
機電一體化技術涵蓋面較寬，是多種技術交叉融合的產物。針對高職主要為地區經濟發展服務的特點，以“武漢?中國光谷”為核心，以東湖新技術開發區、武漢經濟技術開發區等國家級開發區為重點，對武漢及周邊地區的機電類典型企業及畢業生就業的主要企業進行調研，通過問卷、訪談、研討等方法，了解企業對機電一體化專業提供的崗位。機電一體化技術目前主要應用在兩類企業：機電一體化產品制造企業和利用機電一體化設備生產企業。第一類企業需要做好機電一體化產品的裝配、安裝、調試及售后服務等工作；第二類企業要求完成機電一體化設備操作和設備的保養維護等。從調查中可以看出，企業對機電一體化技術職業崗位、工作任務及職業能力要求情況各有不同，綜合如表1所示。
通過對機電一體化技術專業崗位群中每個崗位的工作任務進行細化，對完成崗位工作任務必須具備的職業能力進行分析并歸納，基于職業能力來構建學習領域課程。
2.課程體系構建
以工作過程為導向，是將典型的工作任務進行教學處理，使其符合高職學生的認識水平和知識技能系統，來建構學習領域課程，實現“教學做”一體化。機電一體技術專業學習領域課程構建如表2所示。
3.做好課程建設，提高教學質量
針對機電―體化技術專業從事崗位，進行任務和職業能力分析，并以項目為引領確定本課程的結構，以崗位職業能力為基礎確定本課程的內容，對相應的課程按項目化思路進行建設?，F以“可編程控制器技術”課程為例闡述課程如何建設?！翱删幊炭刂破骷夹g”是機電一體化技術專業的核心課程，通過改革該課程的教學內容、教學模式、課程考核與評價等，提高了課程的教學質量。
（1）課程教學內容
“可編程控制器技術”課程內容涵蓋社會保障部制定的“可編程序控制系統設計師”培訓及國家職業標準考核大綱內容。由三個項目引領，項目中設有典型學習任務，以“任務目標”“任務描述”“任務實施”“任務檢查與評價”“知識鏈接”“鞏固與拓展”六段式貫穿于每一個學習任務，讓學生帶著任務學習，在完成任務的過程中實現理論與實踐知識的融合，突出職業核心能力的培養。項目教學內容如表3所示：
（2）教學模式的設計與創新
教學模式的改革，使教師要從傳統的“教”變為“導”，成為教學活動的引導者、組織者、促進者，堅持行動導向教學，采用“教學做”一體化教學模式。
教師布置項目任務，學生在任務的驅動下進行咨詢和決策，并借助精品資源共享課程網站、教材等查閱學習資料，制定完成項目任務的計劃、步驟，教師對學生決策過程中遇到的問題隨時答疑，即“做”中“教”。教師是教學活動的引導者、組織者，學生是教學活動的主體，全程參與了教學活動，通過各個項目任務的實施，學生不僅獲得了知識，同時學會了合作、溝通的能力。
（3）課程教學考核與評價
改變“知識型”期末理論考試定成績的考核模式，轉變為對學生技能、綜合應用能力、職業素質的考核與評價。在“可編程控制器技術”課程中推行了過程評價與結果評價相結合、理論考核與實踐考核相結合、能力評價與素質評價相結合、小組評價與個人評價相結合的考核與評價體系，重點突出了考核與評價的過程化和多元化，取得了較好的效果。
機電一體化技術專業課程，如“單片機原理及應用”“電工電子應用技術”“生產線控制系統維護”等，也做了類似的課程改革。
二、課程改革的成效
學習了國外職業教育的先進理念，將這些先進理念融入到了具體專業建設改革中。經過幾年的探索和實踐，我院機電一體化技術專業建設也算是小有成效（如下為近兩年）：
專業核心課程如“可編程控制器技術”及“單片機原理及應用”等改革教材被教育部立項為“十二五”職業教育國家規劃教材；專業學生多次獲得了全國職業技能大賽一等獎、二等獎的好成績；專業教學團隊25余篇，申請省市級課題12項，企業技術服務8項，專利7項；專業實訓基地被立項為武漢市屬高校實訓建設基地等。
借鑒澳大利亞TAFE課程，注重職業能力的培養，基于工作過程課程改革是一個長期的過程，不易操之過急，需要我們在實踐中不斷探索、不斷總結，這樣才能讓高職課程建設與改革持續健康地發展。
參考文獻：
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高職學校的傳統的教學方式已經不能適應現代社會對于人才的需求了，只有轉變教學方式才能使高職學校培養出更多實用型的技術人才，這與高職學校的教學基本目標也是一致的，一般高職學校各專業培養出的學生往往是直接走向社會投入生產活動的技術人員，因此學生的實踐能力是優勢，只有保持這個優勢才能使高職畢業生獲取更多競爭價值，本文對機電一體化的專業課程中的行動導向法的應用進行了探討，探索出一條教學的改革之路。
1機電一體化專業課程的現狀
將機電兩個生產元素結合的技術是由美國的電氣與電子的工程師協會首先提出的，經過一段時期的研究與發展，逐漸給出了關于這項復合型的技術的定義：將電子學相關的技術、計算機控制系統與機械工程三項技術結合在一起進行生產活動，隨著這項復合技術逐漸被應用到生產活動中，并且有效地改變了生產的速度與質量，學者與技術人員逐漸將這項技術擴展延伸成一門高職學習的專業課。這主要是因為當今世界對于計算機自動化操作的需求范圍越來越大，同時也是生產力發展的需求，我國的機械產業發展也要依靠這項技術，因此我國的生產單位非常需要這類型的人才，同時也帶給了這門專業課的各個課程以及教師很大的壓力，導致課程出現了以下問題：因為生產的需要，因此我國機電一體化體系中的各項技術發展速度極快，因為高職學校與生產單位的割裂，導致高職技術教師的授課知識并沒有根據情況的變化而及時進行更新，課程不僅脫離的學科發展情況，還與實際情況相分離，使得機電一體化專業發展緩慢。
2課程改革的思路
為了適應機電一體化的學科發展，高職學校只有選擇課程改革這條道路才能更好地對這一專業的學生進行培養，改革的主要思路就是將應用型人才的培養工作確定為教學的根本性任務，將適應社會的生產單位的需要為基本目標，制定的教學方案要能確保提高這專業的學生能力與知識，使機電一體化專業的學生既有知識基礎，又有技術手段，將來投入到工作環境時也能做好學校與單位的銜接工作。行動導向法是一個很好的嘗試，能夠滿足高職學校的應用能力與技術能力的培養需求。
3行動導向教學方法的概況
在將行動導向法應用到機電一體化課程之前，我們要先對這種教學方式進行了解，這個教學方法是由英國的教學領域的專家首次提出的，教育與培養學生的能力，而在職業教育的范圍內，對于這個教學方法有新的定義，將培養對象投放到模擬生產與工作的環境之中，使學生運用所學的理論知識進行實際操作，學生在模擬的環境中遇到的一般問題，都需要運用自己的能力進行解決，在模擬工作結束后，學生要對實際操作進行反思與總結，通過這種方式來獲得知識與技能，這種教學方式弱化了技術教師在教學活動中的作用，將高職學校的學生看作實踐的主體，是一種比較先進的教學方法。
4改革的具體教學措施
對于我國的高職學校的機電一體化的課程開展的現狀以及行動導向教學法有一定的了解后，我們可以提出以下具體的對于教學課程的改革措施。
4.1學習領域課程方案。根據文教部長聯席會議對學習領域的定義，所謂學習領域是指一個由學習目標描述的主題學習單元。每個學習領域由能力描述的學習目標、任務陳述的學習內容和總量給定的學習時間（基準學時）三部分構成。以構建理論為學習領域課程方案的教育理論基礎，以行動導向為學習領域課程方案的教學實施原則是學習領域課程方案的主要特征。學習領域是指向學習的職業行動領域，它包括實現職業培養目標的全部學習任務，并通過行動導向的學習情境使其具體化。學習領域課程方案以工作過程為導向，按工作過程中的職業能力培養來選擇和序化課程內容，強調學習的內容是工作，通過工作實現學習，從而達到學會工作的目的。
4.2機電一體化專業課程開發方案。借鑒學習領域課程方案的工作過程系統化的思想，課程開發具有以下特點：行動導向課程體系目標是培養學生具有某一職業崗位或崗位群所必需的知識與技能、過程與方法、情感與態度以及價值觀，具有職業“定向性”的特點。行動導向課程體系的目標是“以具體的、特定的、外顯的可操作性的行為方式陳述?！毙袆訉蛘n程體系的結構以建構主義思想為理論指導，以設計導向論為依據。行動體系課程的目的在于獲取自我建構的主觀知識———過程性知識，一般指經驗，并可進一步發展為策略，即以盡可能小的代價獲取盡可能大的效益。行動導向課程體系中技術理論知識和技術實踐知識被有機地統一到工作過程之中，課程內容是圍繞完成典型工作任務的職業活動即行動這個核心形成一個整體。在此過程中，職業能力由不連續地分散在職業工作體系中，到連續地收斂在職業能力體系中，再系統地分散到課程體系的分項課程中，形成了職業能力的“分散———收斂———再分散”過程，實現職業能力序化。在進行機械的零部件加工的課程講解時，可以與實際的零部件生產廠家聯系，讓高職學生前往廠家進行參觀與學習，主要學習加工軸類零件、套類零件、蓋類零件、箱體零件以及齒輪零件，學生在觀看真實的加工過程后，能夠收獲比教師在課堂上使用圖片進行講解更好的教學效果。機電一體化專業課程改革也要體現“以人為本”的教育理念，關注人的可持續性發展，重視學習與職業、崗位能力相適應，使高職機電教育致力于培養“立地”人才，即技能型或技術應用型人才。行動導向課程體系具有的能力本位的職業性、工作過程的實踐性和職業遷移的開放性特征，對當前高職教育的課程改革與建設具有十分重要的現實指導意義。
5結論
現代社會既需要學術性的研究人員，也需要技術型的應用人員，我國的高校要對這兩種人才的培養工作同樣給予足夠的重視，行動導向教學法為高職學校的教育活動提供了新的思路，高職教師應當在教學中不斷對行動導向教學法進行改進，使其更加適應機電一體化專業，通過這個專業和教學方法培養出更多優秀的技術人員。
作者:馬 麗 趙孝民 單位:佳木斯職業學院
參考文獻
引言：機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術方向發展，應用范圍愈來愈廣。隨著科技的迅速發展，高職院校培養既懂理論又會實際操作的高素質技能型人才勢在必行。傳統的教學方法采用由淺入深，循序漸進式的授課方式，教師是主角，學生被動地接受，往往容易造成學生學習目的不明確，學習主動性不高，動手解決實際問題的能力不強。畢業以后不能很快地融入社會。為了提高教學效果，調動學生的學習積極性。我在機電一體化專業的實際教學中運用了任務驅動教學法獲得了非常好的教學效果。
1 任務驅動教學法概念的闡述
任務教學法最初作為交際式語言教學的方法之一，產生于20世紀80年代末，是外語教學界提出的“過程教學大綱”（process syllabuses）的產物，旨在把語言教學真實化，把課堂社會化。任務教學的基本思想就是“干中學”，通過學生參與活動，而不是靠教師或書本使學生體驗語言在日常生活中解決問題、處理矛盾時的適用方式，側重培養語言的運用能力而不僅僅是語言的習得。后來這一教學方法作為一種模式為其他學科的教學所借鑒。 在職業教育領域，任務驅動法教學模式是指以完成某一實際任務為中心展開一系列教學活動。學生在教師指導下，面對真實世界的挑戰，在完成任務過程中進行學習。偏重于包括智力在內的多種技能的訓練，特別適合培養職業能力、職業態度的教學。
2 任務驅動教學法概念的具體應用
任務驅動教學法實施的前提是教師首先要對學生的知識結構要有一定的了解。具體可以分一下幾步實施：
2.1 創設情境：使學生的學習能在與現實情況基本一致或相類似的情境中發生。
需要創設與當前學習主題相關的、盡可能真實的學習情境，引導學習者帶著真實的任務進入學習情境，使學習更加直觀和形象化。生動直觀的形象能有效地激發學生聯想，喚起學生原有認知結構中有關的知識、經驗及表象，從而使學生利用有關知識與經驗去同化或順應所學的新知識，發展能力。
2.2 確定問題（任務）：在創設的情境下。選擇與當前學習主題密切相關的真實性事件或問題（任務）作為學習的中心內容，讓學生面臨一個需要立即去解決的現實問題。
問題（任務）的解決有可能使學生更主動、更廣泛地激活原有知識和經驗，來理解、分析并解決當前問題，問題的解決為新舊知識的銜接、拓展提供了理想的平臺，通過問題的解決來建構知識，正是探索性學習的主要特征。
2.3 自主學習、協作學習：例如以廣東三向教學儀器設備有限公司的SX-815Q機電一體化設備為載體，以加蓋擰蓋單元為例。
2.3.1 初始位置： 主皮帶：處于停止狀態；加蓋推料氣缸，加蓋擰蓋定位氣缸，加蓋擰蓋氣缸：處于收回狀態；擰蓋電機：處于停止狀態。
2.3.2 “單機”工作狀態下按“啟動”按鈕，或者“聯機”狀態下，主站給出“啟動”信號后，系統進入運行狀態，“啟動”指示燈亮，主皮帶開始運行；加蓋位檢測到物料瓶時，延時0.5S，當物料瓶到達加蓋位置，皮帶停止，同時加蓋定位氣缸伸出，準確將物料瓶頂緊；瓶蓋料筒檢測到有蓋信號，加蓋伸縮氣缸推出瓶蓋，加蓋升降氣缸下降，同時加蓋伸縮氣缸縮回，將瓶蓋加到物料瓶上后加蓋升降氣缸上升，加蓋完成，加蓋定位氣缸退回，皮帶運轉；擰蓋位檢測到物料瓶時，延時0.5S，當物料瓶到達擰蓋位位置，皮帶停止，同時擰蓋定位氣缸推出，擰蓋電機運轉，擰蓋升降氣缸慢慢下降，擰蓋電機對加蓋后的物料瓶擰緊，完成后擰蓋升降氣缸上升，擰蓋電機停止，擰蓋定位氣缸退回，皮帶運轉，送入下一單元，并如此循環下去。
2.3.3 在“單機”工作狀態下按“停止”按鈕，或者“聯機”狀態下主站給出“停止”信號，“停止”指示燈亮，皮帶停止運行，定位氣缸保持在當前位置，其他氣缸回到初始狀態。
2.3.4 在“單機”工作狀態下按“復位”按鈕，或者“聯機”狀態下主站給出“復位”信號、“復位”指示燈，定位氣缸復位到初始狀態。再按下“啟動”按鈕，設備又能正常運行下去。每次按下一個按鈕，只有相應的指示燈亮。根據上述任務，不是由教師直接告訴學生應當如何去解決面臨的問題，而是由教師向學生提供解決該問題的有關線索，如需要搜集哪一類資料。從何處獲取有關的信息資料等，強調發展學生的自主學習能力。
2.3.5 效果評價：對在規定的時間內完成任務的每一位同學進行評價。有完成任務的同學進行操作講解，其他同學觀摩，使每一位同學都認識到別人的優點和不足。對學習效果的評價主要包括兩部分內容，一方面是對學生是否完成當前問題的解決方案的過程和結果的評價，即所學知識的意義建構的評價，而更重要的一方面是對學生自主學習及協作學習能力的評價。評價既要有老師的評價更要有同學之間的評價。
3 任務驅動教學法小結
任務驅動教學法體現了“學生為主體”的教學思想，改變了傳統教學法的教師講、學生聽的教學模式，學生在學習中起主體作用，是學習的主人，教師由在教學中起組織、引導、促進、評價、咨詢的作用。同時任務驅動教學法更容易激發和保持學生的學習積極性，在教學中隨著一個個任務的完成，學生一個跟一個成就感的產生，學生學習信息技術的興趣、自信油然而生，改變了傳統教學中學生無所適從的局面，使學生在學習中充滿自信。任務驅動教學法不但可以鍛煉學生的合作精神和溝通能力，而且可以促進學生在學習過程中表達自己的見解、聆聽他人的意見、理解他人的想法，促進了學生思維能力的培養，提升了學生的信息素養。任務驅動教學法在培養學生實踐和創新能力、提高學習效果、促進學生的個性化發展、增強學生探索精神、鍛煉學生頑強意志等方面有很好的促進作用。
