机电一体化研究篇（1）

1引言

随着我国社会主义现代化的飞速发展，国内各行各业均得到了极大的进步。政治、经济、文化、社会、法律等诸多环境的完善，给当代国内科技的创新提供了良好的氛围与环境。电子计算机与互联网技术作为当代最具革命性的生产力，其带来了现代生产关系的极大的改善，并开始逐渐影响着企业的生产运营模式、战略发展以及国内居民的生活消费趋向。互联网技术借助自身独特的便捷性、快速性、大容量的信息传输模式，丰富了区域间企业的交流、促进了整个经济体内部的资源共享，并将这一特性不断的复制和应用于各个行业，为当代国内经济的发展增注了充沛的活力。高职院校作为社会素质教育体系的重要人才培养基地，其每年均会为社会输送大量的优秀现代化人才。矿山机电专业的设置是为了培养综合的应用技术人才，能够在煤矿机电设备的设计、安装、维护、管理等技术环节保障运行，是能够满足当前矿山企业人才需求，是能够满足矿山设备制造、研发、维修需求。进入2010年之后，矿山机械行业的市场呈现井喷式的发展，各项投资向矿山机械涌入，在年近100亿美元的工程机械市场中占据了重要的份额，再加上煤炭产业转型升级发展的需要，需要在高职院校中进行矿山机电专业课程上进行创新，积极融入“互联网+”，构建起矿山机电一体化专业课程体系，来让高职院校的矿山机电专业设置贴近和适应当代互联网庞大经济市场的需要。以便于为此，在本文中作者将以“互联网+”为背景，探讨互联网时代下的高职矿山机电一体化课程体系构建途径，以达到借助“互联网+”手段培育更专业、符合发展需要的矿山机电专业人才的目的[1]。

2“互联网+”下高职矿山机电专业人才培养的重难点

创新2.0下，互联网发展诞生了新的业态——“互联网+”，这是推动社会经济发展的新形态，是能够利用网络平台为行业转型升级、改革创新提供新发展思路的。在“互联网+”带动下，传统行业积极探索新的发展路径和模式，尤其是受资源环境约束大、产能过剩的能源行业。因此“互联网+”背景下，高职院校要适应社会发展需求变动，培养更符合需要的综合性人才。从“互联网+”下高职矿山机电专业人才培养的重难点来看，具有几大表现：一是需要改变传统的人才培养理念和模式，从“学科本位”向“市场本位”转变，要通过与企业的紧密联系，将理论与实践高度融合，把脉企业专业人才需求；二是需要根据“互联网+矿山机电”的新目标，进行高职人才培养目标再定位，培养出矿山机电岗位高技能专业人才；三是要充分对高职院校矿山机电专业毕业生就业情况进行分析[2]。

3“互联网+”下高职矿山机电一体化专业课程体系

的构建路径构建基于“互联网+”的高职矿山机电一体化专业课程，是矿山机电人才培养的迫切需要，是积极带动煤炭等能源产业转型升级的重大举措，需要依托以下几大构建路径。

3.1创新人才培养模式经济新常态、“互联网+”等多重影响，需要高职院校

在构建矿山机电一体化专业课程体系时，创新人才培养模式，建立起校企联动的办学模式，实现工学交替。一是在高职院校领导层面，搭建指导矿山机电一体化专业课程体系设置的工作小组，让来自矿山机电专业领域的专家、技术骨干、企业领导成为小组成员，从分析“互联网+”给专业领域带来的机遇和挑战出发，做好专业课程体系构建的顶层设计，在人力和财力上进行资源保障；二是邀请“互联网+”领域、矿山机电领域的校外专家来进行专业课程体系的论证，从社会实际需求到把控专业未来发展，科学、系统的设置出最符合矿山机电一体化专业建设的新课程体系；三是在设置矿山机电一体化专业课程体系时，需要明确矿山机电专业的核心课程，并加入计算机技术、互联网应用等课程，让学生在掌握专业课程的同时，形成互联网思维；四是建立起“教—学—做”一体的矿山几点专业课程体系，在学校进行理论教学，在实验室学习矿山机电的相关操作，在实习企业做专业学徒[3]。

3.2构建理论与实践高度融合的矿山机电课程体系

矿山机电专业是应用性很强的专业，尤其是“互联网+矿山机电”的专业应用性将更强，因此构建高职矿山机电一体化专业课程体系时，需要将专业教学的理论与实践实现高度融合。一是进行实践课程体系的构建，在学习的6个学期，分别设置特定的专业技能训练，重点是在第5-6学期，需要提供学生在矿井通风、压气、排水、维护维修等专业岗位的实习，在通压排操作、提升机操作、设备安装等岗位进行轮岗，提升矿山机电学生的专业技能。二是进行理论课程体系的构建，在第1-3学期，需要传授学生计算机理论、互联网基本应用、机械制图、测绘、计算机绘图、机械零件设计、矿山机械检测技术、电动机械维修等理论教学；在第4学期，理论上要重点进行矿山机械的理论传授，对煤矿供电、矿山机械设备电气控制等进行重点讲学；在第5-6学期，理论上重点是帮助学生完成毕业设计[4]。

4结论

电子信息技术的不断创新、互联网运用的不断普及，给予了社会发展新的动力，各行业走“互联网+”产业道路是符合行业发展规律和需要的。在高职院校中，培养矿山机电专业人才是保证煤炭产业可持续发展的重要支撑，需要借助“互联网+”的力量，重新构建起矿山机电一体化专业课程新体系，就需要正视课程体系构建中面临的新难题和重点问题，改变办学理念，调整课程设置。

作者:王维 单位:永州职业技术学院

参考文献

[1]陈玉莲.新经济形势下高职矿山机电专业课程体系构建与实践研究[J].新经济，2016（09）.

机电一体化研究篇（2）

机电一体化的最初形态是机械装置技术，随后引进电子技术，形成了生产机构上的功能化丰富。它的主功能、动力功能与控制功能被强化，并最新增添了信息处理功能。从系统化的视角来看，机电一体化就是一种将群体技术、微电子技术、电力电子技术与机械技术合理配置布局的新技术。它根据系统功能优化来组织全新的生产操作目标，其目的就是为了达到最理想的生产状态。

一、机电一体化的主要应用领域

当代机电一体化技术应用最为广泛的技术领域就是自动生产线与数控机床。正是有了机电一体化技术，数控技术的功能操作性、结构精密性与控制精度才开始拥有质的飞跃。由于采用了开放式设计，所以机电一体化的硬件体系结构可以让机械装置与电子功能模块接口相互兼容衔接，使得设备的性能最大化。另外，机电一体化也能实现多通道、多过程的同步控制，比如说一台机床可以同时控制加工多个机床才能完成的生产任务。它主要以单板和单片机作为系统控制机，并利用芯片和模组来操控主控装置，帮助系统达成多级网络功能，强化系统组合的可能性与实现复杂系统生产加工能力。正是这些技术的出现才让我国的工业生产与科学技术在进入21世纪以后拥有了突飞猛进的进步[1]。

二、机电一体化技术应用中所存在的电机控制与保护问题

（一）电机控制保护装置问题

机电一体化的电机控制与保护存在诸多问题，这也是其技术功能日益复杂多元化以后所带来的技术故障困扰。就比如说在井下电机控制保护设备中，常常会用到的鼠笼式异步电机其故障率发生所占比率就非常之高（约总故障比率的68%）。当进行井下电机控制时，其目的就是为了保证井下施工的安全。而从技术角度讲，鼠笼式异步电机的故障发生就存在于电机的电磁电热技术上，例如没有充分合理利用熔断器实现短路保护、热继电器的过载保护不足等等，这些都是可能影响井下电机控制出现问题的主要因素。考虑到现如今的设备自动化操作越来越多，所以当机电设备的启动时间、电压、电流发生变化时，设备的损坏率就会受到一定影响，导致它的寿命也随之被影响。

（二）机电设备用电问题

由于自动化用电所造成的机电设备短路、电机超负荷运行问题到目前为止相当常见。许多工业生产企业在选择电机时仅仅只注重电机本身的运行性能及损坏状况，而往往忽略了电机在电能方面的损耗，这主要是由于目前依然有许多工业生产企业对生产时电能的损耗不重视，严重忽略电能节约才造成用电问题的普遍出现[2]。

三、机电一体化中电机应用的控制与保护对策

电机应该是机电一体化设备中最为重要的组成部分，因为它主要涉及两方面的执行操控功能。第一是驱动操控部分，第二是控制部分。执行操控也叫执行驱动，它主要由位置传感器、三相伺服电机等设备组成。而控制部分则主要包括了传统机械设备中所固有的单片机、输入通道和变频器。它们在电机设备中共同协调发挥功能作用。

（一）电机阀位与速度控制研究

上文提到，电机设备的控制部分包括了IPM逆变器、单片机、整流模块、PWM波发生器、A/D和D/A转换模块、输入输出通道、故障检测与报警电路等等。在电机设备处于正常运行状态下，要将三相输出电流通过电压与阀门位置经A/D转换后才能正常输出至单片机中。此时再经过PWM波发生器控制，使PWM波处于光电耦合作用下并传输至逆变模块IPM中。如上述过程就能够实现电机设备的阀位控制与一些变频调速控制功能。

另外，对电机设备的阀位与速度控制还可以采用双环控制方案。所谓双环即内环与外环，它们还被称为速度环与位置环。其中速度环的主要作用是将电机设备运行速度与给定发生器的预设速度进行横向比较，并通过速度调节器的运行来改变PWM波发生器的载波频率，进而实现对电机实际转速的控制与调节作用。而外环则主要通过对电机设备的位置速度设定，并利用速度为PWM波发生器提供所需的速度预设值。考虑到电机设备中大流量阀的执行机构在运行状态下会处于减速、匀速和加速三种阶段，所以在各个阶段的加速度、速度调节时间与速度实际给定位置都具备不确定性。如果想精确控制电机保护装置中的阀位与速度，必须将实际阀位与给定阀位进行横向对比，才有可能实现电机设备的恒定加速和减速，如果有需要，还应该对阀位实际值、阀位给定值与阀位速度进行计算。

（二）电机保护装置控制

对电机保护装置的控制是出于安全角度考虑的，因为电机设备经常会出现逆变模块故障，在此时，变频器的输出电流与电压频率是不稳定的（在0～50Hz之间）。如果采用常规电压电流互感器很难达到电机控制与保护要求。因此应该启动电机控制保护功能，运用它来快速反应电机设备中电流的大小，例如霍尔型电流互感器就能对IPM输出三相电流检测，与此同时，IPM输出电压则会通过分压电路对电机保护装置进行检测，从而达到对电机设备的电压电流频率控制目的[3]。

进入21世纪以后，国内外的机电一体化技术都在不断创造技术突破，已经形成了许多先进的技术成果。但如文中所述的各种电机设备控制保护问题也不可回避。目前包括我国在内的许多国家已经实现了对电机控制的在线监控保护，它可以根据装置的输出数据与信号来在线分析对比，明确电机设备所存在的故障类型与故障程度。这一技术也说明了在未来，机电一体化技术的研究与提升依然有较大的发展空间。

参考文献

[1]伦春红.机电一体化中的电机控制和保护[J].科技创新与应用，2012（8）：67-67.

[2]蔡士军.探究如何做好电机控制及保护工作[J].中国科技纵横，2013（9）：161-161.

机电一体化研究篇（3）

有效提高劳动安全保障传统煤矿工人的工作环境都比较差，如潮湿、灰尘大，这严重影响工人的身体健康，有时还会危及到他们的生命安全。机电一体化技术应用在煤矿领域能够保障工人劳动安全，防止灰尘和潮湿等恶劣环境危害他们的身体健康。

明显增加劳动收入机电一体化运用在煤矿机械中不仅能提高劳动生产率，同时也提高了煤炭产量。这直接受益的是煤矿企业，而煤矿企业效益的提高，煤矿工人的劳动收入也明显上升，改善其生活水平。此外，煤矿产业的发展还能带动当地相关产业的发展，为当地带来一定的经济效益。

对机电一体化在煤矿生产中的应用研究

工业化的快速发展也带动了煤矿业的发展，在煤矿产业引进机电一体化技术，并广泛应用在煤矿产业的各个领域。以下从三个方面进行阐述，它们分别是机电一体化在矿井综合采煤方面的应用、矿井运输提升设备的应用和煤矿安全生产方面的应用。①应用于矿井综合采煤方面。机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用就是电牵引采煤矿机，它具有牵引特性好、反映快捷、结构简单易用、工作效率高和寿命长等良好特点。因此，它被广泛应用于大倾角煤层。②应用于矿井运输提升设备。机电一体化技术在煤矿生产的另一主要应用是带式输送机和矿井提升机。其中带式输送机因能长距离运送、运行期间安全性能高，并能实现自动化而成为我国煤矿井下原煤矿输送系统的主要运输设备。而矿井提升机其机械结构简单，能实现全数字化交流提升。③应用于煤矿安全生产方面。最能强有力的体现出煤矿业机电一体化技术的就是应用于矿井安全生产监控系统，这不仅能保证煤矿进行安全生产，还能促进煤矿安全管理的发展。这也符合了我国规定的矿井必须配备矿井监测控制系统的规定，使工人在安全的条件下进行生产。

对煤矿机电一体化技术应用的发展趋势的研究

国产煤矿机电一体化设备的特点是：智能化、程序化、信息化，并具有很多无可比拟的优点，如便于操作维护、设备体积小、安全可靠度高等。这一技术广泛应用与煤矿业能有效减轻工人的劳动强度，提高煤矿企业生产效益，拉动社会经济的发展。但目前为止，我国的机电一体化技术还落后于其他煤矿产业发达的国家，本文特分析了其未来发展的三个主要趋势。第一，研究发展拥有自主知识产权的煤矿开采技术，特别是在关键装置方面；第二，在产品功能方面增家通信功能，以配合综合自动化的发展需求。第三，机电一体化技术的日后研究重点之一是研究发展煤矿机器人。

机电一体化研究篇（4）

一、前言

近年来，我国的石油工业依然保持着旺盛的发展势头，不断为国家经济的发展注入活力，伴随着科技的发展和进步，石油机械在技术水平和制造工艺上却没有将最新创新和发展成果应用于生产实践中以适应石油工业的发展要求。目前看来，机电一体化是我国石油机械制造的重要发展方向，电子技术的引入使得机械的性能得以在软件和硬件两方面获得极大地提升，从而将传统的机械转变为智能机械。使石油作业可以更为高效、可靠、灵活，并且具备较高的精度及较为简化的结构。

二、机电一体化的概念及特征

机电一体化技术是目前机械制造行业的新技术类型，它是将微电子、电工电子、机械、信息、接口、信号变换及传感器技术进行有机结合的一门综合技术，可以说，目前的现代自动化生产设备大部分属于机电一体化设备[1]。进一步来讲，它是把电子器件的控制及信息处理功能融合或附加于机械装置之上，使得机械不再完全依靠人工进行操作，转而拥有了一定的“智能”。

机电一体化技术大致包括如下几种技术类型：

首先是机械技术。基于机电一体化的机械技术往往通过一些科技手段来满足结构、性能及材料上的进一步需求，以便机械向着重量更轻、体积更小、精度更高、刚度更强以及性能更优良的方向转变。一般来说，机械技术往往借助电脑技术的辅助，因为常常需要采用专家系统或人工智能技术的配合。

其次是电脑技术。机电一体化技术离不开电脑技术的重要作用。电脑技术也可以叫做计算机的信息处理技术。主要包括信息的存取、交换、判断、运算及决策，也包括人工智能、专家系统以及神经网络等技术类型。

第三是系统技术。系统技术涉及到整体概念，是将整体概念应用在相应技术上的过程，因为它从系统目标和全局角度出发，把总体进行分解，使其变成互相联系的一些功能单元。一般来说，接口技术是其中比较重要的方面，能够帮助总体系统的各部之间形成有机连接。

第四是自动技术。自动技术包括范围是比较广泛的，控制理论是自动技术的基础，在此之上可以设计出相应的系统，并通过现场的调试等进行不断的完善，最终满足机械制造的目标和要求。控制技术主要包括一些高精度的定位、自适应及速度控制，也包括自诊断校正、再现、补偿及检索等方面的技术。

第五是传感技术。传感技术与系统息息相关，对于系统来说，它相当于人的眼睛、鼻子、耳朵等感受器官，是能够帮助系统完成自动调节及自动控制的关键技术。通常意义上，传感技术的功能越强也就意味着系统自动化程度越高。目前，包括石油工业在内的很多工业都受到传感器功能强度的制约。传感器需要经受得住环境的严酷考验并能够精确、快速地获得信息，从而保障机电一体化维持在较高的水平。

第六是伺服技术。伺服技术主要是为了完成电信号向机械动作的转变，它包括液压、气动、电动等不同类型的部件和传动装置，会影响到系统的控制质量、动态性能与功能。这几种技术都是机电一体化技术中必不可少的重要组成部分，对于机械的机电一体化水平具有十分重要的影响。对于石油工业来说，应用智能化的机电一体化技术对于提升石油工业的发展水平具有十分重要的意义。

三、机电一体化技术在石油机械制造中的应用

石油行业具有较高危险性、较大工作量以及较低劳动效率，并且还要消耗掉大量能源，十分有必要采用机电一体化技术进行作业，以便改善以上的弱点。因为石油采集等涉及到的机械类型比较多，无论是陆地采集还是海上采集，地面设备还是地下设备都需要极高的精度和良好的设备性能。此外，石油采集等过程中还涉及到精密的仪器和大型的设备，有的设备是固定的，有的设备是车装或是船载的，这些设备都是单纯凭借人力难以使其高效、协调运转的。故而，机电一体化技术的出现对于石油机械设备制造业来说是一个良好的发展契机，应积极对原有的机械设备进行改造，从而提升整个行业的工业水平，在这个过程中应注意以下几点原则：

强化认识原则。机电一体化技术属于近年来兴起的一种高科技智能技术，它的优势虽然很明显，但是有很多从事了多年石油采集工作的员工对此并不一定有较为清晰的认识。而且有一部分员工可能也不乐于接受新鲜事物，所以要加强对机电一体化技术的宣传和学习，需要员工能够适应新的技术手段所带来的新的工作方式。

进行实地调研。实地调研是为了对整个行业的薄弱点与优势进行充分的了解。这样才能够有针对性地对产品进行设计、引入和推广。经过野外的实地调研以后，获得一份较为准确的调研报告，确定对机电一体化技术最需要的作业环节和内容，从而有针对性地进行引进。

做好规划。设备的更新需要相对长期的变更过程，比如仪表、电子及机械等多个部门之间需要协调发展才能最终实现全面性的机械设备升级，但这必然不是短期内能够实现的目标[2]。所以需要制定一个科学的规划，针对野外调查报告中的结论以及公司发展的实际情况等进行综合性考虑，可以先从一些普及率比较高、成本比较低、并且相对简单的产品入手，采用分阶段和分步骤的方式逐渐更换及改造目前的设备。

实用性原则。机电一体化技术虽然具有极大的优势，但也不能盲目地推广，在对机电一体化石油机械设备的引进中务必要注意实用性原则。可以采取试点的方式进行试验，如果效果良好的话再进行进一步的推广。比如说先从石油化工设备入手，或是从随钻测试、计算机操作、泵站台、转油站以及对成套的车装设备进行控制等都是比较不错的切入方式。一旦切入以后要进行充分的观察和研究，分析该设备在实际运转中的不足及优势，在此基础上再进行相关的推广工作。

四、结语

近年来，我国的石油机械设备的发展一直比较缓慢，这是由多种复杂原因共同造成的。但是毋庸置疑，能够提升生产力和劳动效率的新技术必然是任何行业发展的未来方向，亦即机电一体化技术及设备在石油机械行业中必将得到越来越广泛的应用。对此，我国的石油机械制造业应积极抓住这一发展契机走上飞速发展的轨道。

参考文献

机电一体化研究篇（5）

0 引言

为了提高煤矿机械的工作性能，减少煤矿机械工作过程中的能源损耗，机电一体化技术被广泛地运用到煤矿机械中去。机电一体化是近年来新兴的一门自动化技术，它集合了信息、自控、液压、计算机等多个领域的核心技术，是一门综合技术性高的学科。机电一体化技术运用到煤矿机械中去，促进了煤矿机械的发展，提高了煤矿机械的工作性能，有效地减少了能源资源损耗，为煤矿事业的发展提供了一个质的飞跃的平台，促进了我国煤矿产业的发展。

1 机电一体化技术的作用

为了适应市场经济发展的需要，煤矿业也需要提高其产量和质量，来适应市场发展的需求。煤矿工作中的施工人员技术、机械设备、煤矿工作中的各项管理都直接影响了煤矿的产量和质量。因此，煤矿企业为了提高市场竞争力，就必须要加强对煤矿工作的管理，加强对施工人员的技术培养，还要对煤矿机械的技术进行改革。机电一体化运用到煤矿机械中去，是煤矿机械技术革新的一大表现，能够促进煤矿企业的长久发展。电气一体化技术运用到煤矿机械中，能够保证煤矿工作的顺利进行，提高工作效率，能够有效地减低煤矿工作中的难度，将一些比较难的工作运用自动化技术代替人工来进行，减少了施工人员工作的强度，增加了煤矿工作的安全系数，有效地保证工作人员的工作安全和生命安全，有利于提高工作人员的生活质量水平，促进煤矿企业的发展，为煤矿企业带来最大化的经济利益。

2 机电一体化技术的发展趋势

随着煤矿资源开采难度的加深，机电一体化技术也被广泛地运用到煤矿机械中去。但是，机电一体化技术作为煤矿机械设备的核心技术也并不是一成不变的。当前，许多拥有丰富煤矿资源的国家都在加强对机电一体化技术进行研究，以此来确保煤矿机械能够朝着智能化、信息化、自动化的方向发展，减少煤矿工作中安全事故的发生，提高工作安全，提高工作人员的生命安全，并在此基础上，有效地提高工作效率，使得煤矿的开采能够提升到一个新的层次中去，实现经济效益与安全生产双赢的局面。因此，在今后的机电一体化技术改革创新中，机电一体化技术要提高其通信能力，要加强对危机预警软件的开发研究，研究出新的安全监控系统，提高煤矿机器人工作的智能多样化。

3 煤矿机械与机电一体化技术

3.1 安全监控技术

煤矿工作是在井下进行，由于井下环境恶劣，存在着许多的不安全因素，对工作人员的安全工作和生命安全带来威胁[1]。机电一体化技术能够及时地对煤矿工作环境中的有毒气体进行监控，并及时地预警给煤矿施工人员，有利于工作人员及时作出防范措施，从源头上来避免有毒气体的泄露给工作人员的生命安全带来隐患。在煤矿机械中运用安全监督技术，能够有效地提高安全监督系统的工作性能，及时地对设备故障进行排查，对设备故障的部位精准到位地运用数据显示出来，并能够自动化地对设备异常进行纠正，对设备故障发出警报，以此来避免因为设备故障耽误了工作的顺利进行，给工作人员的生命安全带来威胁，造成企业巨大的经济损失。

3.2 节能损耗技术

煤矿工作进行中，因为煤矿机械设备的性能不高，操作难度比较大，常有资源能源浪费的现象出现。为了提高煤矿工作的工作效率，减少工作运行中能源损耗，就要加强对煤矿工作的管理，还应该要对其相应的设备进行技术革新。采煤机是传统的煤矿工作运行中对资源能源耗费现象比较严重的机器设备之一，传统的采煤机以液压技术来对其工作的开展进行牵引，液压技术具有不稳定性，导致牵引力不足，为了提供充足的牵引力，需要提供大量的能源消耗能量来进行补充，且对设备的损害大，导致能源损耗过大[2]。现在采煤机运用电气一体化技术进行牵引，因为电流具有稳定性，所以能够提供平稳的牵引力，有效地降低设备在工作过程中的磨损程度，减少设备维修的次数，有效地实现了节能损耗，提高了煤矿工作的安全可靠性，提高了煤矿工作的工作效率，促进了企业经济的快速发展。

3.3 机械自动化技术

传统的煤矿工作一般都是由人工来进行施工，机械只是起到辅助作用，导致人工的工作强度大，给工作安全和生命安全带来了威胁，不利于提高煤矿工作的工作效率，给煤炭的产量和质量都带来了一定的影响。机电一体化中的机械自动化技术运用到煤矿机械中去，能够有效地实现施工管理以及施工机械化[3]。机械自动化技术的运用，能够使用机器代替人工进行施工，通过对机器人的控制，及时迅速地检测出施工环境的有毒气体，进而确定工作的安全方式。能够有效地减少施工人员工作的强度，提高施工人员工作的安全可靠性，还能够及时地将发现异常现象以图文的方式反馈给管理系统，然后提交到施工管理部门处，通过对异常现象进行分析，技术做好防范措施，有利于提高工作质量，保证工作人员的生命安全。

4 结语

随着科学技术水平的提高，煤矿机械也在不断地改革发展，机电一体化技术将会更加广泛地被运用到煤矿工作中，进而有效地提高工作环境的安全可靠性，提高工作人员的生命安全，有效地减少能源损耗，减少设备的维修次数，提高煤矿工作的工作效率，为煤矿企业创造更多的经济财富。

参考文献：

[1]方媛，卞奕明，李艳平.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术，2012，45（07）：34-35.

机电一体化研究篇（6）

1引言

2015年5月8日，国务院正式印发《中国制造2025》，迈出了我国由制造业大国向制造业强国的第一步。2015年11月3日，教育部关于印发《高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）》的通知[1]，明确提出用3年时间建设，使“高等职业教育整体实力显著争强”，“服务‘中国制造2025’的能力和服务经济社会发展水平显著提升”。

2模块化教学研究的目的和意义

机电一体化技术是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物，当前科技的发展，离不开机电一体化这个领域的深入发展。机电一体化技术专业作为高职开设较早的专业之一，是与制造业发展息息相关的学科。然而，长期以来，尽管高职机电一体化技术专业毕业生就业面宽，行业入门较容易，就业率较高，但据麦可思研究数据显示，该专业近年来毕业生失业较多[2]。除了行业发展遭遇瓶颈、毕业生供过于求等因素外，还凸显了该专业建设存在一些影响其可持续发展的深层次问题，主要体现为人才培养方案开发、课程体系构建与市场需求还有较大差距。因此，对高职机电一体化技术专业的教学研究就显得尤为关键。

3“双平台、阶梯化、模块化”的专业人才培养模式

2015年2月4日，根据《省教育厅关于组织开展高等职业教育省级品牌专业与特色专业建设的通知》（鄂教职成[2015]4号）文件，我院机电一体化技术专业获批湖北省级特色专业的建设任务。为了提升办学内涵，特制订了省级特色机电一体化技术专业建设方案。经过广泛深入调研和反复论证，依据学生认知规律和成长规律，满足职业岗位对素质和能力的双重要求，基于机电一体化专业的特定要求，提出了“双平台、阶梯化、模块化”的人才培养模式，培养有就业竞争力和发展潜力的技术技能人才。通过改革教育教学方式，重新构建崭新的课程体系，编写校企合作的教材、优化实践教学体系，加强高职院校“双师型”教师队伍建设，以省级特色专业建设项目为契机，推动机电一体化技术专业建设，进而带动相关专业群的发展。所谓“双平台、阶梯化、模块化”，就是按照国家技术性职业等级标准要求，以工学结合为基础，以项目教学为依托，把握“在注重理论知识和专业实践的同时，更加注重实践”的总体原则，推动“行业企业专家、专兼职教师和毕业生共同参与讨论”的人才培养模式改革，依赖学校和企业这两个平台，通过实施“双平台、阶梯化、模块化”人才培养模式，提升学生的职业素质和职业能力。“双平台”即学校环境和企业环境两个学习平台。“阶梯化”即按照学生的职业素质和职业能力发展规律，将学生培养过程划分为四个学习阶段即：初级技能、中级技能、高级技能、技师或工程师。四个学习阶段逐级递进，按照机电一体化技术专业学生职业等级证的要求，以维修电工、维修钳工、PLC开发工程师、单片机工程师、工业机器人操作员等岗位职业标准为依据，通过邀请行业企业专家召开专业指导委员会，重新构建课程体系，避免课程中出现知识重复现象，很好的注重了知识的衔接。同时，按照机电职业岗位能力要求，提炼出项目中的典型工作任务，制订理实一体的课程标准，按照“更贴近企业需求”的要求来培养学生的职业素质和职业能力，实现学校和企业人才的“零对接”。“模块化”即把握“在注重理论知识和专业实践的同时，更加注重实践”的原则，在深入调研分析毕业生顶岗实习和就业中对应的工种和技能要求基础上，严格按照职业工作标准，提炼出典型工作任务，推行“项目导向”教学模式，将专业理论知识和技能操作要求，按照循序渐进的学习规律，在注重知识衔接的基础上，将专业课程划分为六大模块，即：电气控制基础模块、可编程控制模块、机械应用基础模块、计算机控制模块、机电一体化应用模块、企业顶岗实习模块。六大模块逐级递进、有机融合，从而实现课程体系的全新优化，以满足行业企业发展对机电专业人才发展的新要求。

4模块化教学方案实施

4.1积极推进人才培养模式改革。通过企业调研和毕业生的跟踪，对职业岗位能力进行分析，形成国内行业和企业调研报告，已经完成制订2015级“双平台、阶梯化、模块化”的特色专业人才方案，修订2016级特色专业人才方案。按照职业能力发展和素质发展要求，重构形成“模块化”的专业课程体系，完成制订专业核心课程标准，校企合作共同编写教材及讲义5本，教学资源完成创建并实施使用。依托鄂东职教集团，与黄石及武汉周边机电类企业合作开办订单班。4.2改革教育教学模式利用现代化信息技术创新教学手段，推进教学模式和学习模式的改革。深入开展以行为导向为主体的教学模式，实行项目教学、案例教学、场景教学、模拟教学和岗位教学。开展数字仿真、虚拟现实信息化教学方式。在机电课程的教育教学方法改革中重视学生在教学活动中的主体地位，推行任务驱动式教学做一体化的教学模式，建立一套完整的课堂教学质量分析、评比与反馈制度。改革教学评价考核办法，考教分离建设。完成建设4门核心专业课程的共享型专业教学资源库。4.3改革教师评价制度打造一支双师素质突出，课程改革能力较强、具有良好职业道德水平的行业、企业、学校“三结合”的专业师资团队。建立遵循教育教学规律，结合学院教学工作特点的专兼职教师考评体系。4.4加强实践教育体系建设围绕能力培养目标，改革实践教学体系、完善实践教学管理体系。通过创新实践教学的内容、教学手段和教学方法，适当加大实践教学在整个教学体系中的比重。同时，整合已有实践教学资源，提高实习实训水平。完成工业机器人实训室的新建工作、低压电器控制实训室的改建工作，液压与气动实训室、检测技术实训室、虚拟工厂、伺服驱动实验室的新建、改建工作。优选顶岗实习企业，加强顶岗实习管理。其中，实训室布置方案、实训设备等已经通过由学院组织的、有行业企业技术专家参加的实验设备论证会的技术论证。自动灌装生产线及多功能仿真实训室已经开标。另有工业机器人及伺服控制实训室已经开标，全部实训设备到货，已通过了质量验收，即可投入使用。

参考文献：

机电一体化研究篇（7）

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）08-0109-02

随着人类文明社会的进步，科学技术也越来越急速前进，而机电一体化也由最初简单的电子和机械相结合的产品变为现在的高科技、高性能产品。在机电一体化产品的进化过程中，先是与时俱进，由最初的简单机电一体化产品采用微处理器使得其得以在更多途径上运用，后来又因为有人研究出了光电元件，机电一体化便及时广泛运用到产品开发过程中，之后又随着计算机网络的发展而采用更加高科技的远程控制，使得产品性能得到改善。而后又随着现代化科技的发展，使得机电一体化产品的发展步伐不断的加快。近年来，机电一体化产品中的微电子机械系统的研究更是受到了广泛的重视。

机电一体化是机电一体化技术和产品的总称。其中，机电一体化技术是指机电一体化的相关研究、制作、发展并推出使用的工作；而产品则是包括了所有的机电一体化相关产品。

1 国外的机电一体化现状

1.1 制造技术

国外的机电一体化产品的制造技术一直很先进，具体的便是指在发展传统的机电一体化过程对机械电子、信息、能源还有各种材料以及管理技术等不断的吸收与采用，综合用于机电一体产品的研究与制造过程，使得机电一体化产品生产过程更加的优质、低耗、高效、灵活、清洁，以此来使得制造技术更加先进。

在20世纪70年代，机电一体化的产品制造过程中，采用了JIT（即“准时生产制”）来提高企业生产的整体工作效率，从而实现TQM（即“全面质量管理”）。这就是国外的先进制造技术的初始时期的状态，那时候国外已经出现了计算机的集成制造系统之类的观念，后来到了20世纪80年代的时候，大多数用户对机电一体化产品的价格、生产时间，特别是产品的质量的要求越来越苛刻，而企业管理人为了在这种市场竞争中稳固自己企业的地位，争先恐后的开始改造自己的生产设备，并且提高产品的设计、制造的技术，还加强了企业的组织与管理能力，使得自己的企业能在社会发展中有快速的应变能力。由于这种竞争的激烈，掀起了一股制造技术的新浪潮，从而相距的出现了多种先进的机电一体化产品制造技术。例如：柔性制造技术、计算机集成制造技术、计算机辅助技术、资源规划技术、制造加工设备等。后来到了20世纪90年代，信息流被利用到了机电一体化产品的生产过程中，这一种制造技术得到了许多企业管理人与学者的重视，使得这一技术的发展达到了空前的高度。并产生了一些：例如：VM、AM、RPM、CE之类的一些新技术。

而我国自20世纪70年代开始进行了CAD、CAM技术的主要研究工作，这些研究工作主要集中于我国的例如清华、浙大、华中理工等大学的相关研究。而我国目前业已经推出了国产的CAD、CAM的软件、硬件操作平台与操作系统。另外我国对于CIMS（即“计算机制造系统”）的相关的研究工作非常的重视，许多的高等院校过时专业的研究所都成立的有计算机制造系统的科研中心。

1.2 传感技术与自动化仪表技术

随着机电一体化的快速发展，使得仪器、仪表的发展步伐更加迅速。我们将微处理器也应用到了一起仪表中，使仪表的重量和体积都缩减了很多的同时，也使得结构设计的难度大大降低，更为突出的是在优化了仪器、仪表的同时还降低了这些产品的制作成本。因此，市面上又开始销售多种类型的以微处理器为核心的仪器仪表、传感器，例如生物传感器、集成光学传感器以及智能传感器等，其中生物传感器甚至具备了信息的采集、转换与传输等的一体化功能；智能传感器不仅仅具有存储、记忆、学习与控制的功能，更是随着科技步伐的发展而向着更加智能、微型以及多功能、无线、集成的方向迈进。

1.3 机器人的智能技术

对智能机器人的研究技术一直在进步，这项技术向着智能化、多机化、家庭化、模块化、微型化、极限化等的方向发展着。

2 机电一体化的创新

在这个用户至上的市场经济中，为了满足用户日益增长的需求而立于不败之地，企业要不断地研究开发新产品。因此，我们的机电一体化产品的相关研究工作与开发工作是需要我们去根据市场的需求来对产品的各种功能、性能、材质、解构以及外观等来进行开发与推出更加顺应市场需求的创新产品的。

用户接触到一个产品的时候，对产品的第一印象便是产品的外观，对于产品来说，外观如同面孔一样是非常重要的。一个产品有了令人赏心悦目的外观，便会在第一印象中另用户对其产生好奇心。因此，我们在对机电一体化产品的外观进行设计的时候，非常需要重点进行研究创新设计的。不仅要考虑产品的美观，更是要考虑产品的外观与功能相互融合使用，同时还要考虑兼顾操作时需要用到的接口，以及与本产品的操作方式的适应。

除了对机电一体化产品外观的创新，对于机电一体化产品的功能创新，也是机电一体化能在众多竞争者中脱颖而出的硬件配备。机电一体化的功能是由两种含义组成的。第一种含义是指在对于现有的机电一体化产品的功能进行更加完善的改进与创新，从而使得产品更为符合消费者的要求与使用需求，而第二种含义则是指企业根据社会的需求来创新研发出新的具有更多功能的机电一体化产品。其中第一种含义的创新仅仅是根据原有的机电一体化产品的功能进行更新或者是升级，并不需要耗费太大的人力、物力，几乎是没有任何风险的创新工作。而第二种含义的创新由于是研发新产品，不仅需要投入大量的资金、技术、人力以及时间，更是具有极大风险的创新工作。但是，一个企业想要保持具有活力并且稳定持续的发展，就一定需要不断的研发出具有最新功能的新产品来满足用户的需求，这样才能在众多竞争者中脱颖而出，稳固的生存发展下去。

机电一体化产品的结构也是需要不断创新的，无论是产品设计的改进还是创新，都需要注重结构的创新性设计的。机电一体化的机构包括机械的结构、机械动力的相关配置、以及产品与周边设备的接口形式等。

另外，对于机电一体化产品的材料，我们也是需要对其进行创新的。机电一体化产品的材料的创新是包括了两个方面的。一是指用来研制或是开发机电一体化新产品的新型材料，例如：金属基复合材料、新的金属化合物、智能材料以及纳米材料等的新材料的应用。二是指对于机电一体化新产品的研制工作中，选用重量更轻、体积更小以及能令产品的刚度、强度都更高，或是耐腐蚀、耐高温以及耐磨、抗震等的新材料。

机电一体化产品的人格化不仅包括了赋予产品以人的智慧与情感，使其更符合人们的使用需求，如家庭用的机器人等机电一体化产品。还包括了机电一体化产品的研制过程中，使其模仿自然界生物的机体性能，从而研发出有多种用途的产品，其实据统计，现有的大多数机电一体化产品都是受到动物的特殊功能来研发出来的。

不仅如此，对于机电一体化产品的传感、控制等技术的研制都是需要更加创新。

3 提高我国机电一体化的发展水平

近年来我国的研发部门一直在想方设法的提高我国机电一体化产品的发展水平，使其跟得上世界的潮流。而提高我国的机电一体化产品的质量水平的研究工作，就需要我国的相关研发部门共同来探讨了。

3.1 对机电一体化基础学科的研究工作

机电一体化不仅仅是对机械与电子相关学科进行研究，由于机电一体化产品随着科技的发展越来越与多门学科综合与交叉，因此需要有大量的基础理论和相关的专业基础发展对机电一体化影响非常重大，因为机电一体化的发展是依赖于许多学科的进步而进步的。所以，若是我们想要赶上甚至是超越世界发达国家的机电一体化发展水平，就一定要加强对机电一体化设计有关领域进行研究、开发工作，这样才能用最新的最专业的原理和理论知识来带动我国机电一体化技术研发工作的突破。

3.2 对专业人才的培养工作

在这个人才涌动的21世纪中，许多专业人才都为了有更加发达的研发设备和更加优秀的生活环境而涌向发达国家，使得发展中国家的人才流失相当严重，机电一体化的研发工作更是越来越落后。若想要实现提高机电一体化的发展水平，我国最需要注重的问题便是如何培养并留住人才。因此，我国在对未来人才的教育过程中，要对于学生的机械设计的专业理论、电子控制的基础理论着重的进行培养，并且要培养学生有关机电一体化研究工作中必须必备的专业能力。对于不同层次的人才也要培养其在不同层次的工作岗位的工作能力，并且需要以更好的报酬、生活保障来留住人才来为我国工作。

4 结 语

我们在机电一体化创新发展工作中，一定要掌握现在拥有的产品与技术，并且着眼于未来，用心考虑未来人们的需求以及未来市场的发展方向，从而用心钻研机电一体化产品的创新工作，创造出更多满足于未来世界的机电一体化新产品，从而在竞争激烈的经济全球化市场中脱颖而出，占有牢固的一席之地。

参考文献：

[1] 江凌云.机电一体化技术的发展趋势[J].商情（科学教育家），2008，（4）.

机电一体化研究篇（8）

关键词: 机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口

Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection

中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0044-01

0引言

机电一体化系统是机械、电子和信息等各种技术融合为一体的综合系统,其构成要素与子系统之间的接口部分就显得极为重要。在机械系统和电子系统各种技术的复合过程中,接口技术很重要,机电接口技术是解决如何把机电及相关领域技术有机地融为一体,从而设计出最优的机电一体化产品的研究领域,其性能的好坏对整个系统的综合性能起着决定性作用。

1机电一体化系统的设计

在早期的机电一体化系统中,机械部分的设计是系统设计的中心。电能仅用于驱动,为系统提供动力。利用直流电动机的变速功能虽然可以简化机械系统的传动结构,但因为无法控制运动部件的行程,因而程序自动化仍然是系统控制设计的主要目标。驱动电动机不再是机械运动链的起点,而成为联结机械运动和动力以及控制的接口。机电一体化系统设计已从“纯”机械的设计延伸到控制领域。计算机、数字电路、传感器以及自动控制理论已成为系统设计师不可或缺的知识基础。信息技术和软件设计已经成为表达系统设计思想和协调自动化工作的重要工具。机电一体化技术是一个不断发展和完善的过程。产品精度和生产效率对机电一体化系统提出了不断改进伺服驱动性能和发展控制算法的要求,而性能优良的伺服驱动既拓展了机械系统的功能、简化了传统的机构,又要求机械系统具有合理的惯量和更好的系统动态性能。传感器的在线监测确保了系统安全可靠的运行,反馈的信息通过闭环确保了先进控制理论的实现和产品的质量要求。机、电、信息的密切交叉已经使机电一体化系统中各部分的互相联结和影响成为设计必须综合考虑的重要内容。机电接口技术作为机电一体化设计的核心已经受到专家和学者越来越多的关注。

2机电接口技术的内涵

机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统,其子系统之间的接口极为重要,从某种意义上说,机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少,通过对机电一体化系统进行总结和归纳,我们提出了机电接口技术的概念,形成了如下几点认识。

2.1 机电接口技术的内涵机电接口技术是一门新兴的技术,它研究机电一体化系统中各组成部分(子系统)和各组成技术之间的接口问题。研究这门技术是为了更有效地进行系统中信息能量的交互,融合各种技术,实现机电一体化系统最优化设计。

2.2 机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能机电接口传递和转换信息和能量,并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件,硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接,为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程,协调和综合机电一体化组成技术,使各子系统集成并融合为一个整体,实现新的功能。

2.3 机电接口的分类①人―机接口。人与机电一体化系统之间的接口,通过此接口,可以监视系统的运行状态,控制其运行过程,即通过人―机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人-机接口是双向的,硬件包括输入/输出设备,主要有显示屏、键盘、按钮等。②动力接口。动力源连接到驱动系统的接口,为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等,动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点,能够通过较大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三处,控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂,但可以得出它的一些共性:智能接口传递和转换各种信息,按照不同技术的要求改变信息形式,使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起,形成完整的系统。通常,智能接口是软件表现出的功能连接。④机―电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号,或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。

3机电接口技术对机电一体化发展的影响

社会需求推动机电一体化技术的发展。当传统的机械技术无法满足日益增加的社会需求时,机械技术与电子技术、信息技术等结合形成的机电一体化技术就成了机械技术发展的必然。相应的系统内部的接口也就变得越来越复杂。机电一体化技术的各组成技术的研究已经进行得非常深入且日趋成熟,同时,人们也意识到单纯发展和研究各组成技术并不能保证机电一体化系统的最优化。而机电接口技术正为它们提供了一种有效的方法来进行系统研究,并将系统设计、集成和融合理论应用到实际的设计当中。目前,机电一体化正在向着智能化、模块化、网络化等方向发展,智能化必然要求系统各部分的结合要更加紧密,信息传递和反馈更加迅速准确。从机电一体化发展方向对机电接口技术的要求来看,机电接口技术的研究与发展已经成为必然,同时,机电接口技术的研究与发展也必然对机电一体化技术的发展起促进作用。

4结论

机电一体化系统是机械系统不断融合各种新技术、新知识发展起来的。因此,从机械技术发展起来的机电一体化技术的复杂性和多学科性就决定了此技术的研究重点是各种技术在机械技术上的融合与创新。机电接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机的结合在一起,形成完整的系统。机电接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。同时机电接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展,促进机电一体化系统理论的发展。

参考文献:

机电一体化研究篇（9）

1机电一体化的发展

机电一体化在20世纪70年代是初始研究探索的时期，此阶段研究者通过尝试各种科学试验来提高机电器械的运作效率和质量。尤其在第二次世界大战时期，战争促进了电子技术与机械的相互渗透融合，当时目的是为了战争服务，而战争结束后技术优势和特点逐渐转为为民众服务。加快了使用地区人民生产生活回归正常轨道。但由于尚处于技术发展的初级阶段，性能和质量并不是特别完善，而适合产业发展的外在环境条件尚不充分，因此其进一步发展受到局限。后来网络通信技术和控制、传播技术的推广带来微型计算机和集成电路等技术的使用等成为了电子技术和机械技术相融合的前提性条件甚至决定性条件，对促进机电一体化事业功不可没。90年代以后，机电一体化的发展出现新的进程，有一下两点：第一，学术界同仁始进一步关注机电一体化进程的研究，由此扩展出新的相关学科和研究重点，如出现了光机电一体化以及微机电一体化等等；第二神经网络技术、光纤技术等新的研究对象兴起后为机电一体化技术的推广传播提供了技术等方面的支持。

2 机电一体化技术的主要应用领域

目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。数控机床及相应的数控技术经过 40 年的发展，在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高，具体表现有：机电一体化采用开放性设计，即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准，应具有兼容性、层次性，能最大限度地提高用户的收益；机电一体化能实现多过程、多通道控制，即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力；机电一体化的应用最终可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去；以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。当前机电一体化技术应用的又一具体体现主要为在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动化设备、自动机械及自动生产线等。如：邮政信函自动分捡处理生产线；各种印刷包装、高速香烟、易拉罐生产线等；这些自动机或生产线中广泛应用了传感技术与现代电子技术。近十年来，我国技术水平迅猛增长，已超过了发达国家的水平。

3 机电一体化中的电机控制与保护

电机控制与保护针对的是机电相关设施的维护和保养。它是机电事业强大的后盾和不能忽略的组成部分，它的开发使用是时展的需要也是各国政府大力提倡和推进的一项措施。它的节省能耗的优点使其在各个领域都能发挥作用，并成为经济发展必须考虑必须重视的重要环节，对它的倡导和规划符合国情和民生需要，也是我国事业国际化的一项推进因素。

3.1 电机控制保护装置存在的缺陷

其实现阶段在电机控制保护装置中，各种非期待的状况都有待处理。比如井下电机控制保护设备中，鼠笼式异步电机的故障率就比较高，占整个电机设备总故障率的一半以上，所以对于井下电机控制而言，可靠的控制保护装置是保证矿井安全生产的重要因素之一。通常电机保护装置的原理不外电磁原理或者电热原理，比如通过熔断器进行短路保护，或者用热继电器进行过载保护等，都是这应用这些原理的典型技术。随着机械自动化程度渐渐显现出来，电机设备的运动使用率高，人工的负担转嫁于机械设备，而由于启动时间，电压，设备开机状态等影响下机器的损坏率，寿命变短等问题逐渐凸显出来。电机设备研究人员希望通过长期的调查和试验找到保护电机保护技术前景何在，得到以下结论：第一，设计之初便要考虑日后的维护保护工作，提前做好计划安排，从头到尾进行统筹规划。第二，拓展设备养护问题胡思路，创新保护装置，使其发展规模发展思路更加多样。第三，转变管理观察方式方法，在设备运行过程中根据实际情况一切以更好更快为目标，及时将出现的问题处理完，在此，数字化的监管模式因为其高速和全面是目前发展的主要方向。

3.2电机保护控制装置发展趋势及前景

电机控制保护现状是缺乏思路创新和科技创新，近几年针对这些问题提出一些新的理论方法，期望推进该事业的进一步发展。通过仿真计算和故障建模，并引入突破量、相位量、谐波份量、阻抗量、序份量等多种对电机故障敏感的检测量进行数据分析，并作相应判断和分析，把这些工作量提前做好的话，不但可以大大提高保护控制装置的精度和灵感度，还可以为以后的理论研究提供依据，为今后的突破进展提供依据。新技术的应用与开发（例如在线监测保护控制装置的应用等）也是电机控制保护装置的一个重要方面。利用新的技术产品（例如高频电磁波、位移、振动、红线、机械、电、热、光、声等）和理论对电机的运行进行实时监测，然后根据各种装置输出的信息通过计算机进行判断，把反射的数据进行分类，通过科学的分析和比对确定故障类型和严重程度，最后再采取相应的补救措施等，这样不仅能实现以上各种电机保护控制功能，更重要的是能在故障之前发出预警，达到提前防止故障发生，防患于未然。

电机控制与保护装置还有一项很重要的发展前景就是积极配套出厂电机保护控制装置，根据国际质量标准水平发现自己的不足和缺陷，并根据我国现实状况具体设计规划，力求适应中国国情。国外一些国家在电机产出后营销阶段会相应赠送或追加配套辅助设施，这种做法对于短期可能会产生效益低下等印象，但长远说来使购买者得到真正实惠，保证机械运转效率和质量，提高机械使用寿命，降低资源浪费，我国在这方面明显做得不够，致使整个行业发展过慢。所以说我国在这一方面应该像国外积极学习，发展配套运行机制，使得购买效率和使用效率都提高，避免了使用者配置不当引起机器损毁，耐用率低下而花费高昂，一方面使出产者的口碑提高和产品进一步推广全国乃至世界打下基础。所以说电机与其保护设备的配套不但能够促进彼此的使用效果，拓宽了电机事业长远发展的道路，对整个机电事业的科学化、人文化、世界化都是一个不小的促进。

参考文献

[1]王涛.论机电一体化与我国的经济发展[J].中国经贸导刊，2010（15）.

机电一体化研究篇（10）

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.