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机电一体化技术论文赏析八篇

时间:2022-08-11 10:16:30

机电一体化技术论文

机电一体化技术论文第1篇

[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有下述优越性。

(一)使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。

(二)生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高。例如,数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。

(三)使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作。

(四)具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。例如,电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能,使其应用范围大为扩大。

(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛,涉及到工业生产过程的所有领域,因此,机电一体化产品的种类很多,而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成下述几类。

①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。

②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。

③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置,如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。

⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外,机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。

二、机电一体化产品的构成及特点

机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。

(一)机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。

(二)动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。

(三)传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。

机电一体化技术论文第2篇

论文摘要:近年来,我国各行各业竞相发展,依靠机电一体化技术,大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性,提高制造水平,增加产品的应变能力,提高劳动生产率,节约大量能源和材料消耗。煤炭系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作,取得一定的成效。它已使人们清楚地认识到,机电一体化技术和产品的发展,是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。本文对机电一体化技术在煤矿中的应用进行阐述,并对其发展趋势进行分析。 论文关键词:机电一体化技术 煤矿 应用 发展趋势 1 概述 机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术,是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律,显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面,因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标,而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体,使物流、能流、信息流融为一体。 2 机电一体化技术在煤矿中的主要应用 2.1 机电一体化技术在提升机中的应用 矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,机械结构大大简化,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,大大简化了电器安装,此外,硬件配置简单,互相兼容。“九五”期间,国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。此外,我国还应用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前,最大装机容量已达到5000kW,主、副井提升机可做到全自动化,不需要专门的绞车司机。 2.2 机电一体化技术在采煤机中的应用 电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比,它具有一下特点:①良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力,使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6~2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。③运行可靠,使用寿命长,电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。④反应灵敏,动态特性好:电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。 1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作,研制成功我国第一台采用交流变频调速MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来,我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机,而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发,我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟,为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。 2.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用 带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多,一般为3点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且,输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低,和发达国家相比存在显著的差距。 2.4 其他煤矿机电一体化装置 液压支架

机电一体化技术论文第3篇

关键词:机电一体化技术煤矿应用发展趋势

一、概述

机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术,是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律,显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面,因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标,而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体,使物流、能流、信息流融为一体。

二、机电一体化技术在煤矿中的主要应用

2.1机电一体化技术在提升机中的应用矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,机械结构大大简化,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,大大简化了电器安装,此外,硬件配置简单,互相兼容。“九五”期间,国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。此外,我国还应用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前,最大装机容量已达到5000kW,主、副井提升机可做到全自动化,不需要专门的绞车司机。

2.2机电一体化技术在采煤机中的应用电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比,它具有一下特点:①良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力,使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6~2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。③运行可靠,使用寿命长,电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。④反应灵敏,动态特性好:电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。

1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作,研制成功我国第一台采用交流变频调速MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来,我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机,而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发,我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟,为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。

2.3机电一体化技术在带式输送机中的应用带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多,一般为3点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且,输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低,和发达国家相比存在显着的差距。

2.4其他煤矿机电一体化装置液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架,移架速度为6~8s/架,最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。

煤矿供电的特点是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备的要求。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数,减少供电系统无功电流,减少无功功率损耗。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。

三、煤矿机电一体化技术应用的发展趋势

我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益。但是,我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;②增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。

四、结束语

近年来,随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展,信息流成为机电一体化的主要特色。其产品实现自动化、数字化、智能化,在性能和功能方面均实现了质的飞跃。因此,机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。

参考文献:

机电一体化实用手册[M].北京:科学出版社.2007.

谭得健,徐希康.自动化技术、信息技术在我国煤矿企业的应用[J].工况自动化.2003.

机电一体化技术论文第4篇

本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍,接下来详细介绍。

1.1机电一体化的基本概念

机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域,其定义版本较多,其中一种较为权威的定义表述如下:机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中,应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等,把机械系统的控制中心进行集成化,并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信,一般来说,机电一体化技术也是一门交叉学科技术,涉及到的主要技术有通信技术,机械技术,微电子技术,电力电子技术等,机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来,形成一个整体并内嵌入机械系统中。

1.2机电一体化技术的基本特征

机电一体化技术作为一门应用广泛的技术,有其自身的特点,通过实际调查总结和查阅相关资料,本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点,接下来详细说明如下。(1)应用的广泛性:机电一体化技术由于涉及的技术较多,是一门涉及多学科的交叉技术,正是由于这一特点,使得机电一体化技术应用十分广泛,已经远远超出了机械工程的应用范畴,当然,本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。(2)具有很强的逻辑性:由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合,应用到机械领域中,把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体,也就是形成一个统一的整体,从这个层面来说,机电一体化技术具有很强的逻辑性,或者说拥有很强的系统性。(3)机电一体化具有很强的最优化建模理论:机电一体化技术经过多年的发展,已经形成完整的最优化理论体系,相关算法可以参阅相关文献,限于论文篇幅,在这里不再累述。

1.3机电一体化技术的最新发展趋势

经过多年的发展,机电一体化技术已经形成了自己的理论体系,随着我国高新技术不断发展,越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上,机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术,机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。

2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析

本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势,结合实际,本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势,下面详细讨论。

2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析

在国外,机电一体化技术应用到机械工程领域较早,通过查阅资料得知,美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域,我国相对起步晚,但是起点较高,20世纪60年代,我国通过引进苏联控制设备,逐渐把机电一体化技术应用到机械领域,并在20世纪80年代,实现机电控制设备国产化,随着科技不断进步,以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术,这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机,应用领域进一步扩大。

2.2机电一体化在现代机床控制上的应用

机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上,现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高,这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性,机电一体化技术由于采用计算机处理技术,处理速度快,精度高、内置多块DSP芯片,抗干扰能力强。

2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用

机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域,还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域,通过实际调查得知,我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术,由于包装机械不但设计机械工程知识,还涉及机电控制技术,微机处理技术等,所以一般的控制系统很难胜任,机电一体化技术由于是一门交叉学科,所以具有很强的灵活性,所以机电一体化技术较好的解决了这个问题,机电一体化把软件控制和机械控制结合起来,融为一体,通过上位机软件来控制包装机的运行状态。

3机电一体化技术在机械领域的发展前景

通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究,本文认为,机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点:(1)专用化趋势不断加强:随着机电一体化应用到机械领域的不断深化,机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。(2)智能化不断加强:近年来,随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域,机电一体化技术也呈现了智能化趋势。(3)能耗低:节约资源,保护环境成为全社会的共识,在这种背景下,机电一体化技术积极加强自身改革,不断研发新技术,把能耗进一步降低。

4结论

机电一体化技术论文第5篇

关键词:机电一体化;现状;数控机床;发展趋势

随着科学技术的蓬勃发展,工业科技成了当今重要的组成部分,机电一体化科技是必不可少的。机电一体化综合运用多个系统技术,主要包括机械、微电子、自动控制、计算机、信息、电力电子、软件编程等技术。机电一体化根据系统技术的优化组合合理配置,使整个工程技术能够达到多功能、高质量、高效率、低能耗。

1机电一体化概述

随着我国科学技术的发展,机电一体化作为一门自身体系的新学科,已经进入了各个高校专业设置。机电一体化由多个系统化技术组成,根据各系统的功能目标合理组织配置与分布,在多功能高效益、低耗能的情况下来显示出它的特点及利用价值,通过优化组织结构系统,使整个功能系统成为机电一体化系统而转变为机电一体化的产品。我们要先分清楚机电一体化的真正含义,绝对不能与机械电气化相混淆,机电一体化主要包括机电一体化技术和机电一体化产品:机电一体化技术是上述综合技术的融合,并不是简单的一些技术组合;而机械电气化则是属于机械技术发展到机械电气的一种转变趋势,机械电气的主要功能是它可以代替传统的机械来进行作业。但是如果说想要发展到机电一体化这一地步,其功能属性就不相同了,装入电子装置,或电子软件,就取代了这些机械零部件,还能产生一些新的功能,解决不少人工操作程序和机械自身的维护和诊断。机电一体化产品的诞生,它既解决了人体感官问题也解放了人手脚劳累的问题,它是智能化的表现,也是机械电气化本质上的区别。

2机电一体化的发展状况

机电一体化早在上个世纪60年代就已问世,在那个时期被称为初级阶段。在那个年代,战争促进了电子产品和机械产品的结合。战争结束后,经过了进一步的研发,慢慢地往民用方面转产,给战争后经济恢复带来了巨大的作用。在那个年代虽然研发了,但技术水平不高,机械技术和电子技术结合未达到一定的技术水平,从而没有大量的应用到各行各业。到上个世纪80年代初期,这个时期可称为机电一体化的中期,那是将产业兴旺发展时期,国家上马了大规模的集成电路和计算机技术以及温控电控技术,为发展机电一体化奠定了充分的物质基础。机电一体化到了20世纪末,经过广泛应用后,这种技术又向智能方向迈进。科学家们通过深入研究,逐步研制出微型计算机,光学也融入机电一体化,对现在的研制维系加工技术、光机电一体化和微电机一体化、人工智能技术以光纤技术迈进了一大步。网络的知识、科学的发展对研究机电一体化以其应用开辟了广阔的天地,促使我国工业的发展,机电一体化的逐步完善将形成一个完整科学运营体系。

3机电一体化的应用

当前社会,随着科学技术的快速发展,机电逐步走向整体化、数字化和微电子技术。信息技术应用越发的广泛,机电一体化已应用到现代轻工、重工、军工等行业。下面以数控机床为例,简要说明数控技术在数控机床上机电一体化的应用。由原始的普通机床研制出现代的数控机床,经过了40多年的发展,在机床的结构、功能以及自动化操作和控制精度上都有了新的提高,主要表现在多主线式结构、开放性设计、紧凑型的结构、数控编程技术智能化、系统的多功能控制等。上述这些程序在数控机床上得到了推广和应用。

4机电一体化的发展趋势

从国内外机电一体化的发展和高新技术发展的方向来看,机电一体化的产品将朝着以下几个方向发展。

4.1智能化

智能化是当今社会发展的一个重要方向。机电智能化是科研工作者日益研究的目标,像高科技产品智能机器人的运用以及数控机床的应用,都很受欢迎。但智能化与自动化二者之间存在很大区别。智能化主要是运用多种科学技术手段,在控制理论的基础上,模拟人类的智能去思维判断,逻辑推理,具有主动的决策能力来取代人的脑力劳动,而取得更高的目标。

4.2数字化

微控制器产品的出现,给我们的机电产品进行数字化奠定了长期有效的基础,而计算机网络技术的飞速发展为机电数字化设计与开发开辟了道路,有利于将来数字化机电产品的远程操作和维护。

4.3网络化

近年来网络的兴起,给国家各行各业都带来了巨大的变革,给人们的生活带来了翻天覆地的变化。网络的全球化把世界各国的经济联系到一起,有利于人们了解全球的经济动态。而机电产品的成功,与其自身的质量是分不开的,随着网络的普及,远程控制和监视技术逐渐出现在了人们的视野当中。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化的产品,它使人们在家享受高科技带来的好处。因此,机电一体无一不是朝着网络方向发展。

4.4微型化

微型化是把机电一体化产品向微型方向发展,如微机电产品,它具有体积小、重量轻、低耗能等特点,在军事、医疗等方面具有无可比拟的优势。微型机电一体化系统,它融合微机技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的新发展方向。

4.5绿色化

工业化发达了,随之而来人们的生活也得到了提高,经济上也得到了很多实惠,在物质上也得到了享受,同时,也给我们的资源和生态环境造成破坏。所以我们应该呼吁起来,保护环境,建设绿色家园。所谓绿色就是我们所用的产品必须是低能耗、低耗材、低污染,有利于回归自然的产品。在整体的设计、制造、使用过程中,对人的身体健康、对生态环境都是没有危害的,而且很多的资源都是可以分解再利用的,这样不仅使产品的可用率得到了提升,最主要的是随着人们对生态环境的重视程度不断加深,机电一体化绿色产品的发展前景非常可观。

5结语

机电产品一体化是现代许多科学家要研究的课题,随着新产品的研发,机电一体化技术产品占领了各行各业的市场,使我国各行各业制造发生了战略性的变革。传统的机械设计和制造退出了历史的舞台,朝着高性能、智能化、微型化方向发展,也给国家带来了更大的经济效益和社会效益。

作者:徐创业 单位:特变电工沈阳变压器集团有限公司

参考文献:

[1]钟燕锋,王锦红,简志雄,黎川林.经济全球化背景下,机电一体化人才校企合作培养机制的探索与实践———以广东岭南职业技术学院为例[C]//中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会论文集.2010.

[2]张艳萍.浅谈机电一体化的发展及趋势[N].山西科技报.2009.

[3]于清洋,周维佳,李斌,李志强.一种适用于多指灵巧手的机电一体化驱动器概念[C]//中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集.2009.

机电一体化技术论文第6篇

[关键词]机电一体化;故障诊断;诊断技术

中图分类号:TH165.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0349-01

机电一体化设备的故障诊断技术也越来越多的得到了社会的广泛关注和研究,机电一体化设备的诊断技术与机电一体化设备的发展是分不开的,先进的故障诊断技术能够保证机电一体化设备的正常运行。

1、机电一体化设备的故障分析

机电一体化设备中包括动力控制部分、机械本体和执行单元等,系统中涉及到电、气、磁和光等。其中计算机起到控制设备动作的作用,而机械本体负责执行动作,只有两者协调合作,才能保障设备正常工作。机电一体化设备的故障特性有:(1)机械零件多并且易被磨损;(2)缺乏自动诊断能力;(3)没有明显的报警提示,部分故障有提示,而一些故障没有提示;(4)缺乏有经验的技术人员。

机电一体化设备在企业机械加工中发挥着十分重要的作用,这种设备价格较高,机床的寿命是十分关键的因素。如果机电一体化设备出现故障,将给企业带来重大的损失。但是很多企业的管理者只看到该设备的效能,对于如何合理操作设备并不关注,部分设备甚至经常处于超负荷运作状态,因此经常发生由于设备故障而停工的情况。因此,要想充分发挥机电一体化设备的效能,合理操作设备并定期进行故障诊断是十分必要的。

2、常见的机电一体化设备故障诊断技术

目前我国机电一体化设备中比较常用的故障诊断技术有以下几种。

2.1 振动故障诊断技术

通过设置相关检测设备的振动参数,并根据检测设备的信息特点对机电设备进行故障诊断的技术就是振动故障诊断技术。这种技术主要应用于机械设备的故障检测,由于机械设备在运行过程中会有剧烈的震动,使用振动检测设备可以检测到振动数据,这些数据包括加速度和速度等。在检测过程中要想获取充足的检测数据,并对机械设备的运作状况进行准确判断,就需要对测量点的位置进行正确选择。这种故障诊断技术操作较为简单,检测得出的设备运行状况报告清晰明了,也增加了检测和诊断故障的准确率。

2.2 油液磨屑分析故障诊断技术

机械零件的磨损失效约占设备失效的80%,是设备最主要最常见的失效形式,而对其起决定性作用的两大因素为:摩擦副的性质和所用剂(油脂)。

2.2.1 油液磨屑分析技术原理

运动副的表面磨损会产生磨屑颗粒,以悬浮状态和灰尘等杂物一起进入并存在设备的系统和液压系统中,而这些磨损颗粒为设备故障和失效提供很重要的信息。磨损颗粒的不同特性(形状、尺寸、表面样貌、数量以及颗粒的分布)反映了设备不同的磨损失效形式(粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、磨料磨损等)。

2.2.2 油液磨屑分析故障诊断技术实用性

油液磨屑分析故障诊断技术一般用于机械系统和液压系统中,是对设备运行过程中的油液磨屑进行识别分析,通过了解油液的成分以及油液磨屑颗粒的形态来对设备的运行状况进行判断。该故障诊断技术可以根据油液颗粒的尺寸对机械设备的磨损情况进行判断,而磨损的类型可以根据油液颗粒的形状进行判断,也可以根据微粒的成分来判断机械磨损发生的具置。

2.2.3 油液磨屑理化性能的分析

根据油液磨屑颗粒的特性可以判断设备运行的情况,如表1:

2.3 射线扫描故障诊断技术

Y射线扫描诊断技术属于一种新兴的设备故障诊断技术,它一般用于检测工艺设备。该检测技术对设备运行状况进行判断的方法主要是对扫描图谱的特点进行分析。

3、影响机电一体化设备故障诊断可靠性的因素

3.1 元器件失效

机电一体化设备中的基本构成单元之一就是元器件,而单个元器件的可靠性为整个设备的可靠性打下了基础。根据概率运算的准则,机械设备各组成部分的失效率之和构成了整个机械设备的失效率。因此,应该选择失效率较低的元器件产品,以降低机电一体化设备故障诊断的失效率。

3.2 元器件的组装和连接

机电一体化设备中有十分复杂的控制系统,并且元器件纵横交错连接在一起,要想提高整个设备的可靠性,就需要正确进行元器件的组装和连接。设备如果某个插件出现接触不良,可能导致信号传输失灵,这也是设备产生故障的主要原因之一。同时,机电设备中的温度或者湿度有很大的变化,设备运行过程中粉尘的污染或者机械振动等都可能影响到故障检测的可靠性。

3.3 电磁影响

机电一体化设备在运行过程中主要依靠电能工作,设备中必然会出现电磁能量的相互转换,这种电磁不仅影响到周围的环境,也影响到设备的制动、电源负载等多个方面。

4、机电一体化设备的故障诊断遇到的问题以及措施

4.1 缺少设备故障检测的精确度

机电一体化设备的诊断技术在我国的发展已经有很长的时间了,我们已经掌握了机电一w化设备的诊断的相关技术和诊断方法。但是仍然缺少一套完整的机电一体化设备的故障诊断技术的理论体系和方法,我国国内的诊断技术大多是针对设备的某一部分或者是某一具体类型的设备来说的,没有形成科学完整的诊断技术的方法和理论;我们现在的当务之急就是做好诊断的精确度问题,处理好设备故障和检测信息之间的关系,提高诊断技术的精确度和准确性,使机电一体化设备能够正常的运行。

4.2 缺少检测的实际经验和方法

我国的机电一体化设备的故障诊断技术在一些领域里仍然处于理论阶段,缺少相关的实践经验。在设备诊断的模糊理论、小波分析、神经网络、智能方法这些领域,没有丰富的实践经验和丰富的操作经验,只有一些相关的理论作为设备故障检验的支撑和研究。我们应该加大设备故障诊断技术的理论研究,在实际的工作生产过程中,积累故障诊断和修复的实际经验,能够使理论和经验完整的结合,形成机电一体化设备的完整理论和方法。

4.3 缺少设备故障的专业技术人才

目前我国有很多操作机电一体化设备的专业技术型人才,但是缺乏相应的设备故障检测人员。我们针对这个问题,可以建立专家智力支持系统,形成专业的机电一体化设备故障诊断队伍,专业地维护设备的运行,实时进行设备故障的监督。还要培养设备故障诊断的专业技术人才,可以定期对人员进行培训和教育,提高技术人员的专业技术和水平。

5、结束语

机电一体化设备的故障诊断技术是近些年来发展起来的一门新的学科,这与社会主义市场经济的发展是离不开的。我们要做好设备故障的诊断工作,提高设备故障的诊断技术,积极探索新的更为有效的诊断方法,来提高国内机电一体化设备的诊断技术的精确度,形成一套完整故障诊断理论,丰富实践经验。以此来保证机电一体化设备的维护和正常运行。

机电一体化技术论文第7篇

[关键词]职业教育;“3+4”培养模式;对比

随着改革开放和市场经济的进一步发展,职业教育对专科层次以上人才的需求度越来越高。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》提出构建“体现终身教育理念、中等和高等职业教育协调发展的现代职业教育体系”。2012年,江苏省着手试点“3+4”七年一贯制项目,即3年中职与4年本科分段培养人才。“3+4”培养模式致力于培养本科层次的高技术技能人才,对于江苏省加快构建现代职业教育体系具有重要意义。“3+4”是一个新生事物,通过其与传统人才培养模式的比较,可以更好地明确“3+4”人才培养模式的独特性,并从传统模式中获得经验与启示。

一、培养目标的比较

(一)三年制中职培养目标:技能人才和高素质劳动者

三年制中职注重学生操作技能的形成,以培养技能型人才与高素质劳动者为主,要求学生能够在生产、服务一线工作,具有较强的职业能力;具备良好的职业道德,热爱自己所从事的岗位;有健康的体魄与较高的心理素质,有一定的创新意识与能力。例如,三年制中职机电技术应用专业的人才培养目标可以描述为:“培养服务社会主义现代化建设,能够从事机电设备、生产线安装、调试、运行、检测、维修及营销等工作,有良好职业道德与职业能力,德智体美劳全面发展的技能型人才与高素质劳动者。”

(二)五年制高职培养目标:技术技能人才

五年制高职在三年制中职的基础上,对学生的专业理论知识有一定要求,培养出来的人才不仅要会操作,还要具备一定的理论知识并能运用于实践。因此,五年制高职的目标是培养掌握本专业基本理论知识与专业技能,有较高综合能力,能服务于生产、建设、管理、服务等第一线工作的高技术技能人才。例如,五年制高职机电一体化技术专业的人才培养目标可以描述为“:掌握机电一体化专业基本的理论知识,具备较高的专业能力与操作技能,有良好的职业道德,能够从事机电一体化设备操作、安装、调试、维护、检修与技术改造等技术技能型专门人才。”

(三)“3+4”人才培养目标:高技能应用型人才

随着国家对应用型人才培养越来越重视,国内高等院校对应用型技术人才培养模式进行了不断的尝试及探索,“3+4”就是其中之一。“3+4”的总体人才培养目标是高技能应用型人才,中职与本科阶段有更为具体的培养目标。例如,“3+4”电气工程及其自动化专业人才培养的总目标是“培养符合电气工程领域和城市轨道交通行业乃至区域经济建设需求的,具有理论基础、实践技能和工程能力的,具有责任意识和创新能力的电气自动化应用型技术人才,毕业后5年左右在相关领域企业的生产、研发、质检、管理等部门担任管理及技术骨干”。其中,中职阶段培养目标为“主要面向智能装备制造业,培养具有基本的文化知识、会学习、会创新,有健康的身体与心理、良好的职业道德,掌握必需够用的文化知识、专业知识与中级职业技能的高素质技能型应用人才”,本科阶段培养目标为“培养符合电气工程领域和城市轨道交通行业乃至区域经济建设需求,既有本科层次专业理论、又经工程实践能力强化,具有责任意识和创新能力的电气自动化工程应用型人才”。

二、职业岗位面向的比较

(一)三年制中职职业岗位:注重基础操作

三年制中职的职业岗位主要是基础操作性的,对理论知识要求不高。例如,机电技术应用专业对应的职业岗位有机电设备操作、机电设备安装与调试、机电设备与产品维修、自动生产线制造、自动生产线安装与调试、设备管理员以及营销员等。

(二)五年制高职职业岗位:注重技能形成

五年制高职的职业岗位对专业知识与技能要求略高。例如,机电一体化技术专业的学生可以从事机电产品或机电一体化设备的操作、安装调试、维修、质量检验等工作,还可以从事机电产品的营销、机电设备的改装、生产现场的技术服务等工作。①

(三)“3+4”职业岗位:注重技术应用

“3+4”的职业岗位对学生扎实的理论知识、宽专业口径、深化专业生产管理开发、设计及研发创造能力有一定要求。中职阶段学生的职业面向是电气控制设备的制造及电气自动化设备的操作、安装、调试,电气自动化设备管理维修、质量检验,电气自动化设备及产品的营销、生产现场技术服务、电气自动化设备自动化改装以及相应的电气设备的维护、生产等企业、供配电等相关行业。本科阶段培养学生的电气生产及技术管理、设计、研发、建设维保、质检及销售的工程应用能力,毕业时学生具备的专业理论和专业技能水平优势将会更明显。

三、课程体系的比较

(一)三年制中职课程体系

三年制中职的课程体系主要由公共基础课与专业技能课组成,根据中等职业学校教学大纲确定主要教学内容和要求。其中,公共基础课有文化课、体育课、德育课等,专业技能课有专业基础课、专业实践课与专业任选课,如机电技术应用专业开设机电设备安装与调试、机电产品维修、自动化生产线运行以及机电产品营销等专业技能课程。除了专业课程学习外,学生还需要参加学校组织的校内外实训,最后进行顶岗实习,通过顶岗实习,更好地将理论与实践相结合,掌握操作技能,为未来的就业奠定基础。

(二)五年制高职课程体系

五年制高职的课程体系也主要由公共基础课与专业技能课组成,与三年制中职课程体系有所不同的是在课程开设数量、课程内容难度与深度上都有所增加。例如,机电一体化技术专业的专业技能课有机械识图及CAD技术、机械制造技术、电工电子技术、机电设备电气控制技术、机电一体化技术、机电设备装调技术、机电设备管理技术等。

(三)“3+4”课程体系

“3+4”强调前3年夯实学生的基础知识并突出其实践操作技能的培养,后4年强调更为宽泛的理论知识能力的培养,突出学生实践能力和综合能力的培养,通过有效衔接,形成七年一贯制课程体系。3年中职阶段的基础理论知识强调“必需、够用”,突出技能的形成与实际应用,课程体系由“通识课程+专业课程+实践环节”组成。为了提高学生的学习能力与素养,达到本科学校的入学要求,将通识课程中的几门课程称为接口课程,定为核心基础课。与本科学校共同协商,加大课时,加深内容,考核由本科学校主导。专业课程由专业基础课程、专业课程构成,主要培养学生需要的专业理论知识与基本专业技能。4年本科阶段的课程体系,将深厚的理论基础知识、专业设计与应用能力、创新素质融为一体,重点培养学生的专业基础知识、实践能力与学习能力。通过七年一贯制的课程体系培养,前3年突出实际操作技能培养并夯实学生基础,后4年将理论与实践深入融合并进一步深化实践,提高学生的实践创新意识和能力,使其成为具有较强理论基础、实践技能、责任意识和创新能力的应用型技术人才。

四、传统职业教育模式对“3+4”人才培养的启示

(一)完善“3+4”培养方案,明确培养目标

培养方案的制订对“3+4”人才培养有重要的引领作用,必须明确培养目标的规格,完善培养方案的各方面内容。“3+4”模式人才培养方案的制订可由本科学校牵头,本科学校、中职学校、相关行业企业、教育专家共同参与。例如,电气工程及其自动化专业“3+4”中职阶段培养的目标是培养具有良好的文化素养,健康的体魄与心理,具有高尚的职业道德,掌握升入本科学校继续学习的必要文化基础知识、专业知识,同时取得中级维修电工职业技能证书,具有一定创业能力的高素质技能型应用人才;本科阶段培养目标是培养具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与控制仪表、过程控制、电机拖动技术、计算机控制技术和计算机网络应用技术等较宽广领域的专业知识和工程技术,能在工业过程控制、检测与自动化仪表、电机控制、电子与计算机技术等领域从事工程设计开发和教学研究等方面工作的高级应用技术人才。“3+4”人才培养方案对于明确中职与本科学校各自的培养目标、教学过程的安排有重要作用,为“3+4”人才培养目标的实现明确了方向。②

(二)制定“3+4”课程标准,保证教学质量

课程衔接是中高职衔接的重中之重,是中高职衔接的落脚点。为了保证课程的顺利衔接,中职与本科学校必须共同制定“3+4”课程标准,为教学质量的提升提供重要保障。“3+4”课程标准的制定要因专业而异,根据每个专业的特点来制定,中职与本科学校按照同一个课程标准分段实施。在制定课程标准时还应取得行业企业、教育专家等主体的帮助,不断完善课程标准。多个主体共同参与课程标准制定,对于中职与本科学校合理的教学分工有重要意义,能够有效提高教学效果。此外,课程标准的落实与教学质量的提高,还需要学校对“3+4”试点班进行定期与不定期的检查,通过检查发现问题,进而不断完善课程标准。

(三)确定“3+4”考核机制,科学评价方式

“3+4”中职阶段学生平时成绩的考核主要由中职学校组织评定,期末考试的文化课可采用全市统一命题的方式进行,专业课可由中职与本科学校共同组织命题。3年中职的学业完成后,必须满足三个条件才能顺利转入本科学校继续学习。一是学生所学课程必须全部合格,按时完成规定的最低学分;二是学生必须具备一定的专业技能,在规定的时间内取得相应的中级工职业资格证书;三是学生必须参加本科学校组织的转段考试,考试通过后才能转段。考核机制的制定在一定程度上能够激发学生的学习动力,帮助教师了解教学实施情况,对提升“3+4”的教学质量有重要作用。(四)建立“3+4”教师培训制度,优化师资队伍“3+4”班级与普通的中职或本科班级有一定差异,为了保证“3+4”班级的教学质量,要建立“3+4”教师培训制度,优化师资队伍。首先,应成立“3+4”专门的教师课程组,按照专业分类,把所有参与“3+4”教学的教师集合在一起,共同讨论教育教学问题。其次,中职与本科教师应互到对方学校交流学习,了解合作学校的实际情况、教师所遇到的困惑、学生的知识掌握程度等。最后,教师必须不断提升自身水平,学校应出台相关政策鼓励教师下企业锻炼,提升学历,提升专业素养。

作者:黄小璜 杨燕 柳铭 单位:常州刘国钧高等职业技术学校

[注释]

机电一体化技术论文第8篇

[关键词]农业机械化专业 授课方法 机电一体化 教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)21-0132-02

我国正处于传统农业向现代农业的快速转变阶段,其标志就是以技术及装备为表现形式,通过现代工业技术装备及农业机械化、电气化和信息化等先进技术的应用,最大限度地提高生产效率,节约生产成本,增加农产品产出,降低能源消耗和环境污染。我国现代农业装备技术还处于起步阶段,迫切需要培养掌握现代农业装备技术的新型农机人才,我国高度重视现代农业的技术与农艺的更新,推动农机装备人才的培养与创新,缩短与国外同行业之间的技术差距,从而实现我国现代农业的快速发展与超越。

机电一体化技术是一门新型的交叉学科,是目前许多高等院校工科学生必修的专业基础课,但在我国开设此课程还不足十年的时间,特别是在农业机械化专业的开设更是一个新生事物。《机电一体化》是山东农业大学机械与电子工程学院机电一体化类和农业机械化及其自动化类学生的主干课程之一,是今后设计与研究工作的重要技术基础。由于机电一体化设计课程涉及的知识面和内容覆盖广,机械层面、数据层面和控制参数层面的内容交错、关系复杂,需将理论知识与实践知识紧密结合。对大多数学生而言课程内容繁多,系统性差,难以融会贯通,同时也存在教师难教、内容难整合的情况。笔者在讲授机电一体化课程时,通过对课堂教学内容进行改革、教学相长地引导和加强实践环节训练等方面进行探索和总结,取得了较为显著的效果。

一、机电一体化课程特色与农机专业教学相关问题

(一)理论教学内容筛选非常重要

机电一体化(英文名称为Mechatronics)是在机械技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、传感与测试技术、接口与总线技术、伺服驱动技术、系统总体技术等学科群体的基础上集成创新的综合叉学科。机电一体化技术的突出特点在于通过各种技术的有机融合,实现产品内部各组成部分的有机匹配和外部整体效能最佳的一种新型集成创新技术。由于机电一体化课程内容非常丰富、涉及面大,在一个学期中学习其全部内容是不现实的。另外,机电一体化和相关技术发展迅速,特别是新型MEMS传感器、新型总线技术、新型电液气的伺服驱动等技术的出现,这就使得在课程内容的组织和取舍上必须加以科学地优选,以特别处理好基本原理、基本模块与学科前沿最新技术的相互促进、共同发展的关系,确定学生应在学习期间掌握哪些基本原理、基本技术就既能使学生掌握基本思想方法和具体技术,又能了解学科发展动态,便于学生课下无障碍自学,这对学生创造力的培养是非常关键的。因此理论教学内容的筛选是非常重要和必要的。

(二)理论教学与实践内容的侧重点融合

机电一体化课程的实践性和应用性强,两者紧密结合缺一不可。仅仅掌握机电一体化设计的基础理论知识远远不够。对于刚刚接触到机电一体化技术的农机和机电专业的学生来讲,理论知识同步实践或者用一些具体实例来讲解才会显而易懂,更易理解。作为本科阶段的机电一体化课程,像是有关的控制理论的数学推导问题并不需要彻底理解,但他们应学会把所学的内容迅速地应用到某些实际问题的解决中。这样,学生既有感性认识,又能上升到理性认知,最后灵活地学以致用。而实践方面的教学必须与课程实验和课程设计配套,因此机电一体化课程的实践环节也非常重要。

(三)教学实践与农机专业培养目标紧密结合

目前一般工科专业的《机电一体化》的课程教学中,主要讲解的是设计、通讯、测量和控制原理、方法以及一些以数控机床、机器人等一些简单应用,目前现代农业机械发展与应用,特别是涉及与自动控制、计算机控制等技术融合的新型农机的机电一体化技术尚未融入农业机械化专业的课程学习中。尽管教师反复强调课程的重要性,学生也对其重要性有认同,但因教学内容、案例与农机专业培养目标联系不够紧密,再加上本课程知识点繁琐、层次多、涉及面广,学生容易产生应付考试的态度,忽视对实践环节,特别是从机电一体化产品开发的角度对课程内容的理解,从而无法对课程产生热情,难以对教学内容产生学习的兴趣,严重影响了教学效果。

二、课程授课与实践环节的探讨

针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,以及上述在机电一体化课程教学与实践过程中应注意的问题,笔者在讲课过程中对课程内容组织、授课方式方法进行了积极探索,实现了学习兴奋点、专业培养目标和实训课程任务“三结合”,全面培养机电一体化人才素质。

(一)结合学生兴奋点,注重培养学习兴趣

尽管机电一体化课程部分理论抽象、内容分散、缺乏系统性、难于理解,但兴趣是最好的老师,一旦学生产生了学习兴趣和实践欲望,才会主动去自学、求知和实践,并由此在心理上产生愉悦体验。日常生活中学生会对一些新鲜的事物非常感兴趣,例如两轮自平衡小车、Iphone手机遥控的四轴飞行器、转魔方机器人等等,如借助于这些学生感兴趣的例子,通过剖析他们的结构和控制原理,破除神秘感,可以激发他们对机电一体化课程学习的兴趣,并将机电一体化课程繁琐的知识点、抽象的内容具体体现出来,因此,激发和培养学生的学习兴趣是学好本课程的前提和捷径。另外,教师向学生展示一些科研成果,既让学生对机电一体化技术有最直观的了解和认识,又让学生了解了现代农业装备技术领域的科研前沿,结合专业方向,使学生带着浓厚的兴趣开始本课程的学习。实践证明,通过大量案例式的授课,学生的学习兴趣、科研兴趣以及学习效果得到了极大提高。

(二)结合专业培养目标,激发学生科研兴趣

随着农机装备技术的快速发展,将GPS技术、传感器技术、通讯技术、机电液一体化技术、计算机控制等技术集成到传统的农业机械中,可实现农机装备的精确定位和行走速度检测、作物产量监测、物料的变量精确投入、精准灌溉测控等,从而实现农业生产全程机械化、自动化、信息化和智能化。传统农机化专业已经实现了从农业机械化向农业机械化及其自动化专业的转换,也是充分体现了专业培养目标的迁移和调整。而机电一体化课程在这种调整中,也自然树立了重中之重的地位。因此各高校也从对该课程师资配备和教学设备投入方面非常重视。

因此,针对现代农机的发展趋势,激发学生的专业兴趣,培养学生研究能力,也就成了机电一体化等课程的任务之一。笔者结合自己在精准农业装备、现代农机装备研制中的科研案例,给学生剖析了精准变量施肥机、高精度谷物测产系统、精准变量喷药机等装备设计、样机加工和测试试验的关键点,极大地开阔了学生在本专业领域的视野,引起了学生对现代农机装备的科研兴趣。

(三)结合课程实训和课外制作,树立系统研发观念

在机电一体化教学中,机器人作为一种典型的机电软综合技术平台,非常适合作为高等工程创新实践教育的载体和对象。而农业机械化专业的学生同样对农业机器人技术非常感兴趣。近年来,机器人技术的模块化、网络化成为机器人研究和开发领域的热点。通过模块化,机器人技术的应用难度大大降低;凭借网络化,机器人技术的应用范围将大大扩充。随着机器人技术的逐渐普及和所用器件、模块的成本逐渐降低,学生已经可以自己制作属于自己的农业机器人。因此抓好机电一体化课程的实训环节,变抽象为直观,将理论和实践紧密结合起来,做到学以致用,可以实现对学生成就感的激励。为此,机电一体化教学组结合学院和学校开展了创新科技比赛,让学生进行机电装备方面的创新设计与制作;通过为学生提供一定的实训平台,准备常见的机电装备设计制作所需的传感器、执行器和控制器,由学生按照自己创作意图实现新型设备的开发。这些实践活动取得了一系列校级、省级和部级的机电创新大赛奖项的好成绩。从学生的实践和理论课程的成绩看,理论教学和实践紧密结合取得了良好效果,加深了对基础理论知识的掌握,既提高了学生的动手能力,又激发了他们的创造性。

三、结束语

《机电一体化》是培养现代农业机械及装备技术人才的专业基础课,随着现代科技技术的发展,其地位在课程体系中愈来愈突出。笔者针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,从理论教学内容及实践教学内容筛选、学习兴趣引导及知识系统应用等方面展开探讨,并结合教学实际应用,取得了良好的效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 杨帮华等.机电一体化设计基础实用教程[M].北京:清华大学出版社,2009.

[2] 孔令荣.高频电子线路教学改革研究[J].中国电力教育,2012(30).