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摘要：機械電子工程與人工智能的結合是機械電子工程的必然發展趨勢，如今人工智能在機械電子工程中的應用越來越廣泛，兩者的結合將使機械電子工程的自動化和智能化水平進一步提高，同時也有利于人工高智能的更好發展。本文將對機械電子工程與人工智能的各自特點以及歷史發展進行簡要分析，著重探討機械電子工程與人工智能之間的相互關系。

關鍵詞：機械電子工程；人工智能；關系

機械工程的每一次發展都帶動了工業生產水平的顯著提升，機械電子工程通過融入電子技術，使其突破了機械工程的局限性，能夠完成傳統機械工程難以完成的復雜工作任務，同時也降低了對人員操作的依賴性。隨著機械電子工程的不斷成熟以及人工智能的快速發展，兩者的結合應用得到了廣泛重視，機械電子工程的智能化方向發展，將使其技術水平得到進一步提升，滿足工業生產對機械設備的多元化需求。

1機械電子工程的發展過程及技術特點

1.1發展歷程

機械電子工程在其發展的最初階段，沒有受到相關產業的高度重視，由于缺乏資源支持，技術水平提升緩慢，許多機械電子產品都需要通過手工制作，使其發展受到較大限制。隨著機械電子工程的工業化水平不斷提升，其技術價值逐漸顯露出來，通過機械技術與電子技術的相互結合，能夠有效提升傳統機械產品的功能和性能。因此機械電子工程逐漸開始受到重視，并實現了流水線生產。但從目前生產規模和生產水平來看，雖然我國引進了國外標準生產線，但生產能力與市場需求相比還較為落后。

1.2技術特點

機械電子工程的主要特點是綜合性強，具有跨學科性，涉及到機械、電子技術等多個領域，雖然在設計環節仍以機械為主，但電子技術和信息技術發揮出了越來越重要的作用。還需要根據系統配置需求和生產目標，綜合利用其它科學技術。因此，在機械電子工程的設計過程中，通常采用從上至下的設計策略，將不同領域的技術模塊相互結合，實現設計中產品的功能和性能要求。相比于傳統機械產品，應用多門先進技術的機械電子產品在外觀結構上更加小巧、精致，內部結構更加復雜，產品功能和性能都得到了極大提升。

2人工智能的三個發展階段及發展前景

2.1三個發展階段

截止到目前為止，人工智能歷經了三個發展階段，在其技術萌芽階段，人工智能發展緩慢，但是在這一階段為人工智能的后續發展積累了大量的寶貴經驗。第一臺超級計算機的誕生加快了人工智能的發展速度，但是在該階段的研究仍未取得實質性進展。從1956年開始，隨著人工智能命題的首次提出，人工智能進入第一個發展階段，其基本原理和博弈原理得到證明，解放了技術思想，為人工智能的后續發展提供了強有力的理論支持。1977年，第五屆人工智能會議的成功召開使人工智能進入第二發展階段，其技術應用得到快速發展，并與實際生產相結合，取得了重要的實際應用價值。近年來，人工智能的發展受到了越來越多的關注，具有良好的發展前景。

2.2發展前景

人工智能以計算機為依托，不斷延伸自身的智能性，深度挖掘計算機功能的各種可能，是21世紀以來最具有發展前景的學科之一。人工智能學科以計算機技術為基礎，立足于心理學、信息論等多個領域知識，吸收了許多其他學科的特點，同時也推動了其他學科的更好發展，是一門極具發展潛力的前沿學科。人工智能技術在機械電子工程領域的應用，將彌補機械電子工程的不足，促進機械電子工程的更好發展。

3機械電子工程與人工智能的關系探究

3.1應用差異性

人工智能的應用需要以計算機網絡系統為依托，因此無法通過其他途徑在機械電子工程中得到應用只有對網絡系統進行人工的指令轉變，才能在機械電子工程中實現智能化控制。而計算機網絡系統的運行是以數據分析和計算為基礎的，一旦在數據處理過程中出現問題，就會導致人工智能控制失誤，進而導致機械電子工程的網絡系統發生崩潰。因此，人工智能在機械電子工程中具有一定的應用差異性。

3.2綜合性補充

機械電子工程采用模塊化設計方式，每個模塊的功能特點較為固定，而現代機械電子工程對其功能的多元化需求不斷提高，一些綜合需要人工智能提供支持。因此，人工智能技術可以對機械電子工程進行綜合性補充，通過其自身的綜合操作功能，為機械電子工程的多元化工程實現提供輔助。比如目前較為成熟的模型推理系統就是兩者相互結合的典型例子，也是人工智能技術在機械電子工程中應用的正確方法。目前人工智能中神經網絡系統通過對人體神經進行模仿，使其技術水平更進一步，在機械電子工程中的應用，可以實現對機械電子工程各個功能模塊的完整控制，使二者更加完美的結合。

3.3不穩定性處理及精度控制

不穩定性是機械電子工程存在的主要缺陷之一，其系統本質以及輸入、輸出關系決定了機械電子工程的不穩定性，對其各項功能的實現及正常使用產生較大的負面影響。在傳統的機械電子工程中，主要采用解析法對系統的不穩定性進行調節控制，但這種控制方法無法做到精確控制，因此對不穩定性的調節能力有限。人工智能技術以計算機技術為基礎，能夠實現對數據的準確、高效處理，可以很好的彌補機械電子工程的這一缺陷。可以采用人工職能的神經模式對機械電子系統進行精確化控制，為系統的穩定運行提供保障。

4結束語

綜上所述，機械電子工程與人工智能都經歷了較為漫長的發展過程，都整合了大量相關學科，具有較強的綜合性。針對于電子機械工程目前存在的功能多元化需求和系統不穩定性缺陷，人工智能技術可以對其進行有效彌補，促進機械電子工程的更好發展。因此，應加大力度促進機械電子工程與人工智能的相互融合，使人工智能技術在機械電子工程領域得到更加廣泛的應用。

參考文獻

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[4]周龍飛,屈梁浩,梅越.淺析機械電子工程與人工智能的關系[J].通訊世界,2016(08):235.

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關鍵詞：控制工程；機械電子工程；運用分析；科學技術

隨著時代的發展，人類各方面的文明都在進步[1]。因此，在能源、資源、人力、物力等方面的消耗都是需要巨額的消費，間接地促進了我國在經濟、能源上的發展水平。與傳統的自動化技術相比，電子技術的發展為自動化機械工程帶來了無限的光輝，不僅促進了機械自動化技術向高科技方向發展，傳統技術與新科技的結合會快速促進控制工程在機械電子工程中的應用分析，進一步促進機械電子工程工業的發展。

一、機械電子工程中控制工程的簡述

控制工程主要是以工程控制為理論，重點結合當代的高科技發展與革新，以解決自動化機械電子工程中的實際問題為首要目標，進行機械電子工程中控制工程的研究與分析。控制工程在科學領域的各個學科中都有廣泛的利用，不僅可以促進機械電子工程的科技發展，還能夠有效的加快機械電子在國際科學市場上的影響力和效益。1、控制工程的產生隨著科學技術的發展，人類生活條件發展壯大，行業領域的發展亦是突飛猛進，各領域的發展都在加快步伐，不僅促進了控制工程在其行業領域的發展，還間接地促進了科技的進步，因此控制工程在機械電子工程中的運用也隨著時代的進步而進步。比起傳統的工藝工程，當代的機械電子工程已經在技術上有了突飛猛進的發展。傳統的控制工程主要依靠手工工藝的技術，發展速度慢，工作效率低，不能達到企業所需的目標與需求。而電子計算機的誕生則恰恰為電子機械控制工程帶來了新的挑戰，并且再一定程度上為傳統控制工程打下了堅實的基礎。信息時代的發展與傳統技藝的結合大大促進了機械電子工程的發展，沒有信息時代技術就不可能存在機械電子工程的產生。2、控制工程在機械電子工程的應用我國科學技術進步速度快，在科技和經濟方面的發展和變化巨大，但我國仍處于發展中階段[2]。無論是在技術還是在經濟上都與發達國家相去甚遠，存在不小的差距[3]。因此，處于發展中國家的中國還是要堅持不懈地進行控制工程的分析和研究。為應對這一難題，國家也需要作出相關努力，對于技術相關工作人員要組織相關專業隊伍，并由國家提供工作環境以及工作創造條件，供研究創新者使用，為我國創造出先進的機械電子工藝工程，提高我國在機械自動化行業的國際地位與國際影響力。

二、機械電子工程的應用

當今的社會已經逐漸形成一個高速運轉的流程，效益是一個公司或者企業、行業的必備的要素，自動化控制系統因此也得到了廣泛的認可和利用，并且能夠在一定程度上為公司、企業、行業甚至國家層面帶來巨大的經濟和科技上的效益。因此，控制工程要一直不斷地更新和發展才能夠在社會市場上立于不敗之地，為社會市場帶來更大的經濟效益。1、自動化的集成自動化技術的集成是控制工程在機械電子工程中的一項重要運用，集成技術主要通過整合分析對原有的通信技術以及科學技術進行規整和修改，對其中精華部分進行保留，糟粕部分進行摒棄，使得其中的機械自動化系統變得更加完善與合理，高效地運用于機械電子工程中的控制工程領域內。除此之外，想要加快機械電子工藝進程就要充分借鑒國外先進技術，加強與國外的信息交流與科技交流，計算機技術在機械自動化電子工程中的控制工程的作用非常重要，是自動化技術的基礎，只有加強計算機網絡技術，完善科技的整體設備與器材，才能有效解決自動化進程中出現的各種問題。2、控制工程發展前景在未來的科學技術發展進程中，控制工程的作用會越來越大，在機械電子工程中所占比例會日趨增大，其對于自動化技術是一項基本技術，是其他學科和設計的基礎。隨著世界各國都在加快科技發展進程，國際之間的科技競爭越來越激烈，只有在技術工藝上加強才能夠使得控制工程發展領域越來越廣闊。當然，在發展的同時也要保持環境的衛生，盡量避免噪聲、輻射、環境等污染的產生，從污染源、傳播途徑、阻斷方式等方面進行考慮，在最大程度生對其進行遏制。只有實現了環境的清潔，將環境保護作為首要任務，才能將可持續發展進行下去，促進控制工程在機械電子工程中的有益發展。相關環境局負責人員要加強企業在環境衛生方面的監督力度，禁止污染環境現象的發生，一經發現，立即對其進行行政處罰和道德批評。

三、結束語

隨著時展，科學技術發展日趨成熟，控制工程在機械電子工程中的應用越來越廣泛[4]。機械工程師關系到我國行業發展和國際綜合實力的重要的一部分，機械工程的發展程度直接影響到了我國科技的發展和國際市場上的地位。因此，只有加快科學技術的步伐與進程才會促進控制工程在機械電子工程中的地位與發展。控制工程的技術固然得到相應的提高，但是也存在著許多不安全的隱患因素的存在，例如，自動化工程的實施為人類生活帶來了惡劣的輻射影響，噪聲污染、環境污染等等，這些都對人類文明生活等都帶來了一定程度上的負面影響。相關工作人員只有加強對技術造成的后果進行清潔處理，才能夠更加有效地加強控制工程的智能化和自動化，使控制工程的穩定性和準確性快速提高。相關工作人員要適當提高警惕，加強管理，針對當下的現實問題進行強有力的解決措施以及改善方案。

參考文獻

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關鍵詞：機械電子系統；發展現狀；發展趨勢

一、機械電子系統的發展現狀

（一）機械電子系統正處在技術快速革新的階段。我國機械電子系統的發展時間較短，隨著我國現代科學技術規劃方案的出臺和落實，機械電子系統才真正作為國家層面的科學技術發展戰略而得到科研地位的確立[1]。在我國機電一體化科研小組組建之后，一些一線工業生產領域才真正得到了機械電子技術的供應。經過二十余年的發展，我國很多工業生產企業都已經具備了獨立的科研團隊，并將機械電子技術作為一項核心的發展技術進行處理和研究。此外，機械電子資源的產品也正處在創新的關鍵時期，很多科學技術的研發領域都已經在研究內容方面與機械電子技術的科研領域形成了業務對接，并且將業務對接的成果更好的應用于其它生產性工作領域[2]。

（二）機械電子系統的衍生系統正在快速發展。在我國機械電子系統快速發展的過程中，社會各領域都在機械電子系統的衍生系統方面看到了較大的經濟效益，隨著我國市場經濟體系作用的增強，很多社會領域都已經自發的開始了機械電子系統的衍生性研究，并且可以很好的憑借信息流資源的合理控制對后續的物流管理工作進行控制，使機械電子系統的技術研發不會過多的受到企業單位內部管理體制的限制[3]。目前，很多科研團隊都已經將機械電子圖的衍生系統用于生產制造工作當中，尤其在激光技術與機械電子系統融合以后，機械電子技術已經可以很好的應對機械加工領域的很多要求，并且憑借其它領域科研成果的發展對現有的衍生系統進行再次開發，因此，機械電子系統的未來的工業領域依然具備良好的發展前景。

二、機械電子系統未來發展趨勢

（一）機械電子系統的智能化發展。隨著我國社會對工業產品需求的提高，很多工業領域已經開始將智能化技術的研發應用作為提升工業生產水平的主要戰略。機械電子技術如果在設計方面完全由人為操作，雖然可以降低實際生產過程中的人力資源消耗，卻使得系統的操作和運維方面必須產生較大的人力資源消耗[4]。因此，在我國工業生產領域出現人力資源供應緊缺問題的情況下，對機械電子系統進行有效的智能化處理，能夠很大程度上增強機械電子技術的應用水平，并使機械電子技術可以更好的應對新時期的工業生產任務。智能化系統的發展不僅可以提升機械電子系統的運行效率，還能使系統在運行過程中更好的降低錯誤率，并使系統能夠憑借準確度的優勢，更多的進行機械電子系統衍生系統的開發，使數控工藝能夠在統一的系統標準之下得到更加完整的運行。

（二）機械電子系統的標準化發展。提升機械電子系統的標準化發展程度，可以使機械電子技術在現有的體系中得到更加有效的發展，并使標準化技術能夠更好的適應系統的運行和發展需要。此外，現代工業生產活動對于機械電子技術提出了更高的精密化生產要求，這就使得機械電子技術迫切需要構建起行之有效的統一標準。在未來的機械電子技術發展趨勢當中，通過固定技術標準提升機械電子技術的發展效率，是機械電子系統增強生產能力的重要途徑，也是保證機械電子系統可以適應技術研發要求的重要手段。機械電子系統的標準化發展還能使技術研發過程中的故障率得到有效的降低，使新型技術的應用能夠更好的適應現代工業生產需要。

（三）機械電子技術的網絡化發展。互聯網技術與機械電子技術的融合是提升機械電子技術應用質量的關鍵，隨著我國各領域互聯網技術的普及，機械電子技術已經開始向著互聯網資源融合的方向快速發展。目前，互聯網技術已經對我國社會產生了深刻的影響，而互聯網技術的基本操作手段也已經被設備各領域的人群熟知，在這種狀態下，將機械電子系統與互聯網資源進行整合，在我國社會的各個領域會獲得良好的人力資源基礎支持。

結論

提升機械電子系統的發展水平對保證我國工業生產能力的可持續發展十分重要，因此，對機械電子系統的發展歷程加以研究，并結合相關經驗，對機械電子系統未來的發展趨勢進行預測和設計，對有效提升我國機械電子系統的發展質量具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]呂英杰.芻議我國機械電子系統的現狀與發展趨勢[J].電子技術與軟件工程,2016,02:121.

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[關鍵詞]傳感器;機械電子;應用

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0124-01

引言

隨著現代科技水平的不斷提高，人們通過科學技術探索新領域的活動越來越多，信息內容與傳遞方式日趨多樣化，對信息處理速度與能力的要求越來越高，使自動控制系統中更多地采用了傳感器技術。作為一種新出現的智能化技術，傳感器技術就像人體感官一樣可以對外界變化進行感知，將獲得的信息傳送給計算機，然后做出相應的反應，將傳感器應用到自動控制系統中能夠大大提升系統的靈敏度、控制精度及自動化程度。

1、傳感器技術研究現狀

傳感器是指工程上可以被直接測量，按相應規律轉換成同種或別種量值進行輸出的工程器件。傳感器所發揮的功能類似于人體感覺器官，也可以說，傳感器就是人體感覺器官的外在延伸。傳感器能夠對作業環境狀態、自動化系統運行以及操作對象等進行系統檢測，從而為控制機電系統提供全面依據。隨著現代科學技術的迅速發展，自動化技術與信息化技術得到了廣泛的應用，其中，以傳感器為核心的機電自動化控制技術應用最為廣泛。在機電自動化控制系統中，傳感器技術的應用能夠對系統進行自動調節控制，而且會對系統自動化水平產生直接影響，若傳感器技術較為先進，系統自動化水平就會得到相應提升，反之，系統自動化水平就會相應下降。當前，在社會各個領域內，傳感器技術應用越來越廣泛，且集成化程度不斷提升。集成化傳感器所具有的技術穩定性更高，傳感器的體積和重量更小，為自動化控制系統的順利運用提供了有力的技術支持。

2、我國傳感器技術在機械電子中應用的不足

傳感器技術是實現測試與自動控制的重要環節。在測試系統中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準確傳遞和檢測出某一形態的信息，并將其轉換成另一形態的信息。具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應）與檢出功能，并使之按照一定規律轉換成與之對應的可輸出信號的元器件或裝置。如果沒有傳感器對被測的原始信息進行準確可靠的捕獲和轉換，一切準確的測試與控制都將無法實現，即使最現代化的電子計算機，沒有準確的信息（或轉換可靠的數據），不失真的輸入，也將無法充分發揮其應有的作用。傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣，應根據測量對象的要求，恰當地選擇精度和范圍度是至關重要的。但無論何種條件、場合使用的傳感器，均要求其性能穩定，數據可靠，經久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時，必須重視可靠性和穩定性的研究。包括床暗器的研究、設計、試制、生產、檢測與應用等諸項內容在內的傳感器技術，已逐漸形成了一門相對獨立的專門學科。我國在研究傳感器技術在機電一體化中應用時起步晚與他國。相對于發達國家，我國仍處于弱勢，雖然我國近幾年在該領域取得了不小的進步與突破，但仍無法與發達國家齊肩，客觀因素就是我們不在一條起跑線上。

3、傳感器技術在機械電子中的應用分析

3.1、傳感器技術在機械加工過程中的應用

傳感器技術在機械加工過程中的作用是非常重要的，被應用于機械加工的各個環節之中，有助于促進機械加工技術的進步，提高機械加工的質量和加工效率，促進機械加工企業的發展。傳感技術在機械加工過程中的應用包括加工前和加工中的檢測。加工前，為了保障機械加工的順利進行，需要對用于加工的設備以及其他工具進行檢測，確保這些設備均符合生產要求，以免給企業造成不必要的損失，只有檢測完成后，企業才可以開始進行加工。加工中，由于傳感器具有強大的數據測量功能，在加工的過程中需要借助傳感器對企業的加工條件進行實時監測，包括加工的溫度、進給速度以及切削力等，以便及時發現加工過程中存在的問題，并及時予以調整，保障產品的質量。

3.2、傳感器技術在數控機床上的應用

數控機床，簡而言之就是使用數控技術來進行控制的機床。數控機床主要是通過將刀具的移動軌跡等以數字的形式對其進行編碼，并將其錄入數控系統，經過運算和編譯等方式后控制刀具與工件的運動，從而達到生產出較高精準度零部件的目的，在這個過程中，傳感器技術發揮著不可取代的作用。在數控機床中，通常用的比較多的傳感器有電流傳感器、紅外傳感器、電壓傳感器以及溫度傳感器等。機床在實際的操作過程中，傳動軸很容易出現傳動過位的情況，從而給機床的正常運作產生影響，所以要解決這個問題，就必須充分發揮傳感器的監測作用，使用傳感器對刀具的運動、溫度、工件的位置以及速率等進行實時監測，及時發現生產過程中存在的問題，并采取相應的措施進行調整，降低故障發生的幾率，提高企業生產效率。

3.3、傳感器技術在農業中的應用

在農業領域，機電自動化控制系統中傳感器技術的應用非常廣泛，如在收割土豆的流水線作業中，在首位的土豆種植中，可以在農田中設置傳感器來對空氣溫度、土壤中化肥配含量、光照強度以及土壤濕度進行實時、智能化測量，這樣可以明顯減少農民工作量，并提升農作物產量。此外，土豆收割機自動識別泥土塊與土豆，智能化區分土豆的大小，對土豆上泥土進行自動清理，并自動完成裝袋等操作都是利用傳感器來完成的。

3.4、傳感器技術在交通行業中的應用

在交通領域內，傳感器技術等各種新興技術得到了越來越多的關注。其中，傳感器技術在汽車行業中的應用最為廣泛，并推動汽車行業獲得了更好的發展，進入了一個全新的發展領域。機電自動化控制系統已經逐步取代了過去的人力機械系統，有效提升了汽車的系統運作能力，使信息傳遞與能量交換更快、更加流暢，將汽車制造的各個部分緊密的結合在一起，使之形成了一個整體。在汽車行業中應用機電自動化控制傳感器技術，壓力傳感器、冷卻水溫傳感器、曲軸位置傳感器、吸氣傳感器以及氣敏傳感器等幾個方面的應用最為廣泛，重要性也最大。

4、傳感器技術發展展望

新材料研發在材料工程取得高速發展的同時，傳感器類型也越來越多，制造傳感器的材料已經擺脫陶瓷材料與半導體的限制，高科技材料如超導材料與光導材料的使用越來越多，新式材料如納米材料的研發與應用也推動了傳感器技術的進一步發展，促使傳感器新功能與外形結構的出現，推動了人工智能材料的發展。

集成化研發目前各行各業中精細化加工技術得到了廣泛的應用，在傳感器技術的未來發展中，集成化技術是非常重要的發展趨勢。集成傳感器具有誤差小、制作成本低、體積小、功能簡單、功耗低、反應快以及配置電路簡單等顯著優勢，非常適合遠距離遙控操作。

智能化研發所謂智能化傳感器實際上就是結合了微型處理器與集成化傳感器各自的優勢，可以實現信息監測與處理的綜合型傳感器。當前，智能化傳感器表現出了非常理想的發展前景，將其與人工智能化技術進行結合，能夠分散處理收集到的大量信息數據，從而有效降低設備成本。

5、結語

如今傳感器技術在機電一體化的應用已經拓展到機器人用傳感器、切削過程和機床運行過程的傳感技術、工件的過程傳感、汽車自動控制系統中的傳感技術等等領域，科技發展的步伐在逐漸加快，我們更應緊迫起來，盡快的解決上述問題，只要堅持不懈的努力，因地制宜，各地區采取相應的科學發展措施、政策，總結我們成功方面的經驗，吸取失敗而原因，我國的感器技術在機電一體化的應用發展會呈現出嶄新的姿態。

參考文獻

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關鍵詞：電氣系統 工程機械 振動測試 可靠性

目前，我國工程制造業的各種測試標準逐步形成了系統化、系列化發展模式，但是我國對于工程機械電氣系統以及各種關聯元件的檢測和管理中未曾形成一套統一、完善、系統的管理規范和標準，這也就使得大多數的工程機械在應用的過程中存在著一定的認識不足和器件的綜合性質存在著一定的差異，由于在工作中各種電氣故障較為頻繁，因此在目前的工作之中都存在著極為明顯的欠缺。尤其是在近年來，各種工程機械種類的不斷出現和作業環境的頻繁導致各種配件系統問題頻繁發生，給整個工程機械的完善和應用帶來了一定的影響。因此在當前對工程機械電氣系統加以完善和優化十分關鍵，同時對其進行處理和總結也十分必要。

一、工程機械電氣系統概述

工程機械電氣系統可以說是由電氣系統和電子系統兩部分組成的，其中工程機械中的電氣系統主要包含了蓄電池、調節器、發電機、充電系統、啟動系統以及各種輔助設備，而工程機械中的電子系統主要包含了電子控制燃油機、電子控制自動變速器以及電子負荷傳感系統等。

1、特點

在目前的社會發展中，工程機械電子系統的應用越來越廣泛，其設備也日益完善和增多，成為整個社會發展中最值得我們關注和研究的重點話題。其中我們常見的電氣系統設備主要是由電源、用電設備以及電氣控制設備等綜合組成的，其中具有著低壓、直流以及單線制的控制要求和控制流程。工程機械電氣設備上的電路屬性通常都是一種模擬電路和回流電路模式，也是一種具有著多樣性、全面化的工作模式。因此在信號的連接過程中存在著一定的連續性差、穩定性地等特點，這就使得其在診斷方面變得十分的復雜和繁瑣，也容易形成其他各種意料之外的變動與變動，進而導致了整個系統工程出現了一定的影響和欠缺。由于在目前的機械電氣系統中還未形成一套完善、科學的管理指標和管理標準，因此我們在管理工作中還是一種被動的管理模式和監測體系。

2.工程機械電子系統的特點

工程機械電子系統也采用低壓、直流、單線制，一般由傳感器、微機控制器和執行裝置等組成。電子控制系統總體上采用的是數字電路，采用高度集成模塊化結構。數字電路僅有兩種狀態，即0和1。列出其輸入、輸出關系真值表，可以很方便地找出原因一結果對應關系。數字電路的故障診斷具有規范性、邏輯性和可監測性的特點，故障診斷理論發展迅速，并日趨成熟。目前已經有相當多的診斷程序和診斷設備投入了實際使用。

二、工程機械電氣系統振動測試概述

工程機械電氣設備故障率較高，同時引起電氣設備發生故障的因素也很多，但歸納起來也不外乎是電器件損壞或調整不當、電路斷路或短路、電源設備損壞等。為了較準確迅速地查找出故障部位，可采用以下檢測與診斷法。

1.電氣系統振動測試的必要性

工程機械作業環境惡劣、作業工況多變，其電氣系統故障比較頻繁。以全液壓振動壓路機故障統計為例，與振動有直接聯系的電氣元器件故障概率10%左右。所以在進行工程機械電氣系統設計和電氣配件選型時，必須通過振動可靠性試驗來優化電氣系統設計，以提高整機的操縱性、可靠性和安全性。

2.電氣系統振動測試平臺的選型

目前振動試驗設備按其激振方式可分為3類：即機械式、電液式和電動式振動臺。

（1）機械式振動臺

機械式振動臺可分為不平衡重塊式和凸輪式兩類。不平衡重塊式是以不平衡重塊旋轉時產生的離心力來激振振動臺臺面，其結構簡單，成本低，但只能在5-100Hz頻率范圍內工作，最大位移為6mm，最大加速度約10g，且不能進行隨機振動。凸輪式振動臺的工作頻率僅限于低頻，上限頻率為20Hz左右，最大加速度為3g左右，加速度波形失真很大。總體來看，機械式振動臺整體復雜，價格較貴，隨機振動困難。

（2）電液式振動臺

電液式振動臺是用小電動振動臺驅動可控制的伺服閥，通過油壓使傳動裝置產生振動。這種振動臺產生的激振力可高達104kN，位移可達25m，工作頻率在0.1-200Hz，而且在很低的頻率下可得到很大的激振力。其局限性在于高頻性能較差，上限工作頻率低，波形失真較大。電液式振動臺結構和組成更加復雜，對場地也有一定的要求，價格十分昂貴，適合于大型結構件以及整機振動測試。

（3）電動式振動臺

電動式振動臺是以激振器為原型開發出來的一種現代振動設備，也是我國目前使用最廣泛的一種振動測試設備。它的頻率范圍寬，小型振動臺頻范圍為0-10kHz，大型振動臺頻率范圍為2kHz動態范圍寬，易于實現自動或手動控制；加速度形良好，適合產生隨機波，可得到很大的加速度價格適中，應用范圍廣。

根據工程機械振動響應特性，選用電動振動作為電氣系統振動測試平臺，下面主要介紹電動振動測試平臺的選型和測試方法。

3.電動式振動臺的結構和工作原理

電動式振動臺主要由控制儀、功率放大裝置振動臺體、冷卻系統、信號反饋系統以及其他輔助設備等組成。0在各種工況下，測試員用數據采集儀采集工程機械上待測部件（例如控柜）的路譜數據，將路譜數據經過傅立葉變換轉化成相應的能量譜數據，再通過等效加速試驗處理方法，將處理過的數據轉化為控制儀可以識別的試驗參考譜，直接導人控制儀；控制儀根據參考譜生成相應的控制電流信號，經過功率放大器放大后直接驅動振動臺動作；反饋系統采集振動臺的運動信號反饋給控制儀，控制儀對控制電流進行修正，使振動臺的運動參數與參考譜基本一致，使待測部件始終按照參考譜的要求進行振動測試。

4、常見診斷方法

4.1.感覺診斷法

電氣設備發生故障多表現為發熱異常，有時還冒煙、產生火花、工程機械工況突變等。這些現象通過人的眼看、耳聽、手摸或鼻嗅，就可直觀地發現故障所在部位。

4.2.試燈檢查法或刮火檢查法

試燈檢查法或刮火檢查法，用來檢查電路的斷路故障。試燈檢查法是指用一試燈檢查某電路的斷路情況。用試燈的一根導線搭接電源接點，若試燈亮，表示由此至電源線路良好，否則表明由此至電源斷路。

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關鍵詞：機電一體化 發展過程 前景展望

現代科學技術的發展，使得單純的單一學科應用已遠遠無法滿足人類社會的生產生活需要。各學科相互滲透，相互促進，為新的技術改革，知識創新提供契機。機電一體化技術就是在這樣的背景下發展而成的。

一、機電一體化技術簡介

機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設計》一書的副刊。時至今日，機電一體化這一概念已經廣泛的被接受和應用。

機電一體化技術并不是單純的機械學與電氣或電子學的結合，而是在上述兩種技術的基礎上融合了信息技術，傳感器技術，自動控制技術，計算機技術，接口技術，信號變換技術以及軟件工程技術等多種科學技術，并不斷發展，廣泛應用的一門新興科學技術。

二、機電一體化技術的發展狀況

（一）、世界范圍內的發展

20世紀60年代以前為初級階段。這一時期，人們在生產生活中并沒有刻意的將機械學與電子學技術結合起來，而是不知不覺的利用電子技術的成果來完善機械產品的性能，這便出現了最早期的機電一體化技術。期間發生的第二次世界大戰，促使了機械技術與其他技術的融合。戰后，這些技術由軍用逐漸應用至民用范圍，但并沒有提出機電一體化這一概念，沒有將多技術的結合推廣。

20世紀70到80年代是這一技術蓬勃發展的時期。由于計算機技術的出現和迅速發展，大規模的集成電路和微型計算機開始出現，這位機電一體化技術的發展奠定了堅實的基礎。正是在這一階段，Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可，機電產品大量涌現，世界各國逐漸對這項技術給予大力支持。

20世紀90年代開始，機電一體化技術進入新的階段。這一時期，通信技術、光學技術以及微細加工技術與機電一體化技術逐漸結合，出現了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時，機電一體化技術本身的研究日益成熟，對機電一體化技術的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學體系的研究，使機電一體化技術的基礎更加完整，理論體系更加完善。

（二）我國機電一體化技術的發展

[1]我國是從20世紀80年代初才開始這方面技術的研究。國務院成立了由杰出科學家帶領的機電一體化領導小組，并將這項技術列入“863”計劃中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，雖然都取得了一定成果，但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當大的差距。

三、機電一體化技術的發展趨勢

在半個世紀左右的發展中，人類生產生活對機電一體化技術不斷提出更高的要求，推動機電一體化技術產品的智能化、模塊化、網絡化、系統化、綠色化和微型化程度快速發展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術的重中之重。

智能化是目前形勢下大部分技術所共有的發展方向，也是機電一體化技術與傳統機械技術的重要區別之一。隨著智能控制技術的進一步發展和人工智能技術在生產設計活動中被越來越重視，機電一體化技術的智能化發展迅速。在更高速的微處理器出現以及運籌學、仿生學等技術的輔助下，機電一體化產品更好的擁有人類的部分智能。

機電一體化技術的發展必須標準化、系列化。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、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標準，將各個單元、接口統一化，以便擴大規模生產。但由于這項技術剛剛興起，做到標準化系列化還很難。

網絡技術迅速發展，為機電一體化技術帶來了新的影響。網絡的普及使得基于網絡的各種機電產品遠程控制得到很大發展。而總線技術和局域網技術的發展，帶動了家用機電產品系統化，集成化的發展。

[2]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，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另一個表現是通信功能的增強。機電產品的發展趨勢是更加注重人格化，機電一體化的人格化有兩層定義，首先，就是模仿生物生理機能，設計各種機電產品。另外，機電一體化產品歸根到底是人在使用，賦予機電產品人的智能、情感、個性愈發重要，其總重目的便是人機一體。

在生態環境問題愈發重要的今天，機電一體化技術的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產品是指產品在設計、試驗、生產以及回收銷毀等方面對生態環境無害或危害極少，資源利用率高。設計、使用綠色機電產品，是機電一體化技術發展的必然趨勢。

機電一體化技術的微型化指的是機電產品向微型機械及微觀領域發展。這一概念興起于20世紀80年代末，國外稱其為微電子技術。微電子產品體積小、耗能低、靈活性高，可廣泛應用于生物、醫療、軍事等方面。而機電一體化技術微型化的一個挑戰就是必須采用超精加工技術進行生產制造，如果在這一方面有了較大的發展，那么機電一體化技術的微型化將有質的飛躍。

綜上所述，機電一體化技術是社會勞動力發展的產物，也是現代科學技術發展的重要組成部分。機電一體化技術融合多學科種類，使傳統的機械預設方法和預設概念發生著革命性的變化。伴隨著現代科學技術的不斷創新，機電一體化技術的發展前景也將愈發光明。大力發展這一先進技術，不僅是人類文明發展的要求，也是創新理念，振興工業的必經之路。

參考文獻：

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關鍵詞：機械設計制造及其自動化 現狀 趨勢

一、引言

機械行業是一個國家的基礎性和支柱性產業，在國民經濟中占有極其重要的地位，它與上游產業（如鋼鐵、煤炭、有色等）和下游產業（如住房、日用消費品等）關系密切，具有很強的拉動能力。而機械制造自動化技術始終是機械制造中最活躍的一個研究領域。也是制造企業提高生產率和贏得市場競爭的主要手段。沒有強大的機械制造業，就不可能實現國民經濟的工業化、現代化和信息化。

二、我國機械制造業現狀

近年來，我國的制造工業獲得持續高速的發展，中國已是一個制造大國：世界各國都在大量進口中國產品，并且中國的出口中，機電產品已占多數。在當前的經濟寒 潮和危機中，機械工業雖受到較大影響，但總規模和總產量僅次于美國，超過日本，居世界第二，出口已超過德國，達到世界第一位，2009年中國汽車產量已超 過美國而居世界第一。中國已成為名符其實的世界制造大國。2010年《全球制造業白皮書》公布的《全球10大制造強國》排行榜中，中國名列第三。今年《世 界機械500強》中，美國以126家企業入選而居榜首，日本以124家居第二，我國入選企業77家居第三。改革開放三十年以來，中國制造業有了顯著的發展，無論制造業總量還是制造業技術水平都有很大的提高。機械制造業從產品研發、技術裝備和加工能力等方面都取得了很大的進步，但具有獨立自主知識產權的品牌產品卻不多。例如：海爾、海信、TCL等企業的品牌雖然已經“國產化”，但去商場買空調時，導購會告訴你壓縮機來自日本，去買冰箱時，導購還是會告訴你壓縮機也是來自日本。通過對我國機械制造業現狀的分析和研究，業內人士普遍認為，中國的機械制造比歐美發達國家落后了將近30年。

今年世界機械500強前10名中，中國無一入 選；世界機械100強中，中國僅入選9名。應該認識到，我國制造業大而不強，雖然是制造大國，但不能稱為制造強國。例如鋼鐵，我 們大量出口低價鋼材而進口高附加值的合金鋼。機床也是出口廉價的中低檔機床，而進口昂貴的數控和精密機床。中國制造業的勞動生產率，僅是美國、日本的 1/3～1/5。中國很多機械產品價雖廉，但質量也低。近期，由于人民幣升值和國內勞動成本迅速升高，再加上經濟寒潮和危機，嚴重影響了中低檔產品的出 口，更迫使我們要盡快提高機械工業技術水平，變危機為機遇，向制造強國奮進。

近年來，我國工具工業雖有不小發展，但遠 落后于機床業的發展。生產中使用的高效先進刀具，大部分是從國外進口的（含外國資企業在中國生產的刀具）。我們現在也出口不少刀具，但主要是廉價低檔的標 準刀具。2004年我國生產刀具約25億件，其中20億件是廉價低檔刀具（大部分出口），這以后幾年出口的仍基本是中低檔刀具。在美國市場上，中等規格的 麻花鉆每支價格約10美元，而市場上中國生產的低檔麻花鉆價格僅1美元，被用作手工工具。我國現在有世界規模第一的汽車工業，但汽車工業從國外引進的高效 生產線，所用的刀具80%～90%至今仍是進口刀具（含國內的外資企業產品）。現在我國刀具生產供銷情況是，高端先進刀具產品主要依靠從國外進口，而低檔 刀具產品惡性膨脹（大部出口），這種情況必須盡快改變。

三、我國機械制造業趨勢與前景

機械制造自動化技術始終是機械制造中最活躍的一個研究領域，也是制造企業提高生產率和贏得市場競爭力的主要手段。機械制造自動化技術自20世紀20年代出現以來，經歷了三個階段，即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造，計算機集成制造等概念相聯系，它是制造技術、控制技術、現代管理技術和信息技術的綜合，旨在全面提高制造企業的勞動生產率和對市場的響應速度。機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年，積累了不少理論和實踐經驗，但隨著社會的發展，人們的生活水平日益提高，各個方面的個性化需求越加強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。

先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前公認的認識是：先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現優質，高效，低耗、清潔、靈活的生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有以下幾個特點：從以技術為中心向以人為中心轉變，使技術的發展更加符合人類社會的需要；從強調專業化分工向模糊分工，一專多能轉變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮；從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變，減少層次和中間環節；從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變，縮短工作周期，提高工作質量；從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態的自主管理的小組工作方式轉變。機械制造技術的發展趨勢可以概括為：機械制造自動化；精密工程；傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。

四、結語

隨著我國加入WTO，新技術、新工藝的不斷開發和引進，今后外語、計算機應用將成為每個技術工人的必備素質，市場需要“一專多能”的復合型人才，同時也希望這些人才有繼續提高發展的能力（文化基礎扎實），我國要成為制造大國，就必須有成千上萬的有知識和技術的勞動者。本專業的學習特點要求我們要有有較強的理工科基礎，不能偏科，所以我要努力提高自身素質，學好專業技術，并用自己一流的技術、高尚的道德情操去回報祖國，成就人生的輝煌！

參考文獻

[1]《我國機械制造業現狀與發展前景》 蘇生榮 中國科技信息 2010.

[2]《機械制造業的發展趨勢與先進制造模式》 鄧武 科協論壇（下半月） 2009.

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[關鍵詞]工程機械 機電一體化技術 應用 發展

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）07-0389-01

引言

隨著科學技術以及新興科技突飛猛進的發展，極大地促進了學科之間的相互滲透、融合，同時也促進了工程建設領域的革新與創新。目前，機電一體化已經漸漸成為一種獨立的技術，在各行各業都有不同程度的應用。尤其是科學技術的發展，在很大程度上促進了機電一體化的進步與創新，并且在工程機械中得到了很好的應用。積極地采用機電一體化，將機械、電子技術和液壓技術進行了有效的結合，大大地提高了機械的多種功能，比如說，動力性能提升，燃油的經濟效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精準度和舒適度都大幅度提高，機械的使用壽命也隨之延長。所以，研究工程機械機電一體化的應用與發展有著重大意義。

一、機電一體化技術的概述

機電一體化就是綜合地運用機械、計算機、微電子、電力電子、光學、接口等技術，對各個功能進行合理的配置，從而實現了高質量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化也稱之為機械電子學，屬于一門新興的邊緣綜合科學， 機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、控制技術和精密機械技術有機結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。主要是通過微電子技術的應用，把微電子技術引進到相關的動力功能、機械主功能、控制功能等方面，在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進行有機結合而形成有效的系統。而隨著科學技術的發展，機電一體化技術也得到了快速發展，并且處于不斷創新與進步之中。機電一體化技術逐漸走向了高智能化、微型化、網絡化、個性化和綠色化的趨勢。而機電一體化技術在工程機械中的應用，能夠使得各種性能方面都得以明顯改善，比如操作舒適性能夠得以有效提高；機械能耗能有效大幅度降低，明顯提高機械功效。可靠性不斷提高；不斷提高相應的作業精度和作業效率。

二、工程機械機電一體化技術的應用

機電一體化技術具有廣闊的發展前景和極高的應用價值，尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術在工程機械中的應用主要表現在以下幾個方面：

1、機電一體化技術的在工程機械提高生產效率、節能降耗方面的應用

在傳統的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說，液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪費了。在能源Y源高度緊張的今天，迫使機械工程的發展必須向著“節能降耗”的方向發展。比如說，小松公司生產的挖掘機能夠很好地達到節能降耗的目的，大約可以節省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節能器的采用。日立公司生產的挖掘機，采用了“卡特電子效率”節能控制體系，通過對泵以及發動機的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達到98%左右，生產率也相應地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率，一定程度上發揮到了節能的作用。電子節能控制器操作比較簡單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。

2、在自動化以及半自動化的作業全過程中的應用

工程機械全面地實現作業自動化以及半自動化水平，可以有效地降低操作人員的勞動強度，有效地提高生產效率，大大減少了因為操作人員的經驗不足或技術不到位對于操作精度的影響。比如說，三菱公司設計生產的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統的功能，相關的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設定好之后，相應的微機操作系統就會根據不同角度的傳感器發出的信號，對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制，從而實現多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準挖掘，有效地實現了挖掘操作的自動化水平。

3、在控制柴油機上的應用

要想進一步深入發展柴油機技術， 應該要解決發動機排放質量與最低油耗間的矛盾。在電子技術發展十分迅速的今天，采用電子節能液壓泵系統能夠有效減小能耗， 還能自動控制冷風扇的轉速隨溫度的變化， 這樣的條件下， 電子控制自動變速，還包括根據負荷條件自動調節柴油機油門等內容都能得以實現， 能夠使得在各種變工況下的柴油機， 在滿足經濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時， 能夠實現凈化排氣、節約能源、提高效率。

4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度

在工程機械施工操作中引入機電一體化實現操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經驗不足而造成的作業精度的影響。

5、在工程作業精確度方面的應用

在工程機械設備中使用電子控制系統可以將稱量的過程自動化，對稱量系統實現微機控制，使得稱量更加精確。自動找平裝置的應用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質量。自動供料系統（超聲波技術）的應用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調節，全面提升了攤鋪的效果和質量。與此同時，鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時還節約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現代工程施工的要求。

6、電子監控、故障自診以及自動報警

電子監控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機械的工作裝置，傳動系統、發動機、液壓系統以及制動系統進行全面的監控，一旦在運行的過程中發生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。機電一體化的發展和應用，大大地改善了操作人員的現實工作條件，全面提高了機械設備的工作效率。與此同時，簡化了機械設備檢查和維護的工作，相應地減少了維修費用，大大降低了維修停機的時間，對于提高機械設備的使用壽命有很大的作用和意義。

三、工程機械機電一體化技術的發展

1、傳感技術的融合

目前，傳感器技術在現代工程機械上應用較為廣泛，比如，發動機可以通過機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發動機的運轉狀態的檢測和控制；瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實現攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變的特點，還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術的迅猛發展的今天，精度要求越來越高，可靠性和穩定性也能不斷提高，越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發展，所以，未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。

2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術的應用

計算機是實現信息處理的主體， 信息處理技術包括范圍應用比較廣， 主要包括信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術范圍涉及到網絡與通信技術、硬件和軟件技術、數據庫技術等等方面。要想工程機械機電一體化技術發展不斷進步， 應該大力發展計算機應用及信息處理技術。

3、電子控制理論的指導性增強

工程機械現代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術， 通過其應用和推廣，在相關控制理論指導下，能夠滿足系統智能化設計的要求，完成相關的設計后的系統仿真等等。

結束語

綜上所述，機電一體化在工程機械中的應用發展是當前機械工業發展必然的趨勢，也是振興和發展機械工業的必經之路。隨著科學技術的不斷發展，工程機械機電一體化還會有著更多的創新與發展，未來工程機械機電一體化技術的應用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進工程機械的發展。

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【關鍵詞】機電一體化；核心技術；優勢；發展趨勢

機電一體化又稱機械電子工程，是機械工程與自動化的一種，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。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。現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。

一、機電一體化的優勢

隨著機電一體化相關技術的快速發展，機電產品的外觀更加人性化、功能更加強大、體積和重量更加輕巧、可靠性更高等。與傳統的機電產品相比機電一體化產品具有以下優勢。

1、功能增強并且應用廣泛

機電一體化產品最顯著的特點就是突破了原來傳統機電產品的單技術和單功能的局限性，將多種技術與功能集成于一體，使其功能更加強大。而且能適應于不同的場合和不同的領域，滿足用戶需求的應變能力較強。

2、精度大大提高

機電一體化技術簡化了機構，減少了傳動部件，從而使機械磨損、配合及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用計算機檢測與控制技術補償和校正因各種干擾造成的動態誤差，從而達到單純用機械技術所無法實現的工作精度。

3、安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般具有自動監控、報警、自動診斷、自動保護、安全聯鎖控制等功能。這些功能能夠避免人身傷害和設備事故的發生，提高了設備的安全性和可靠性。

4、改善操作

機電一體化產品采用計算機程序控制和數字顯示，具有良好的人機界面，減少了操作按鈕及手柄，改善了設備的操作性能，減少了操作人員的培訓時間，從而大大簡化操作。

5、提高柔性

所謂柔性，即可以利用軟件來改變機器的工作程序，以滿足不同的需要。例如，工業機器人具有較多的運動自由度，手爪部分可以換用不同的工具，通過改變控制程序改變運動軌跡和運動姿態，以適應不同的作業要求。

6、生產能力和工作質量提高

基于虛擬原型的機電一體化設計建模與仿真技術研究 。

二、機電一體化的核心技術？

機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的設備。

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。現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、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。？

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。？

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。？

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。？

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。

三、機電一體化技術的發展前景

縱觀國內機電一體化的發展現狀和科學技術的提升，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：

一是智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一。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，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。其產品可以模擬人類智能，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

二是系統化。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。表現特征之二是通信功能大大加強，遠程及多系統通信聯網的局部網絡正逐漸被采用。另外，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。

三是微型化。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。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，其具有廣闊的應用前景。

四是模塊化。模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，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。

五是綠色化。綠色化是時代的趨勢，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。

六是網絡化。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。？

四、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] 倪勇. 機電一體化技術在工程機械中的應用研究[A]. 2014年4月建筑科技與管理學術交流會論文集[C]. 2014

[2] 田軍鋒. 國產主要綜采機電設備存在的問題及發展方向[A]. 安全高效礦井機電裝備及信息化技術――陜西省煤炭學會學術年會論文集（2011）[C]. 2011

[3] 徐曉娜，朱柏龍. 機電一體化技術的發展與思考[J]. 科技致富向導. 2014（17）

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關鍵詞：康復機器人；現狀；發展趨勢

1 康復機器人研究的意義及現狀

1.1 社會發展的必然需求

截止2014年底，我國國60歲以上老年人口已經達到2.12億，占總人口的15.5%。據預測，本世紀中葉老年人口數量將達到峰值，超過4億，屆時每3人中就會有一個老年人。

民政部部長、全國老齡辦主任李立國表示，我國空巢和獨居老年人近1億人，60歲以上失能半失能老年人約3500萬人，幫扶困難老人已成為我國老齡事業的重中之重。

伴隨老齡化過程中明顯的生理衰退就是老年人四肢的靈活性不斷下降，進而對日常的生活產生了種種不利的影響，已嚴重影響老年人生存質量。此外，由于疾病、自然災害、交通事故等突發事件造成的殘疾人數量也與日俱曾。截止2015年9月，我國有各類殘疾人8500萬，通過人工及現有的助殘設備已不能滿足患者的要求。老齡化、殘疾人這些特殊群體理應得到更多的關注，保證其生存質量的康復和服務產品質量也應有相應提高，因此，康復機器人及設備的研究和應用有著極為廣闊的發展前景。

1.2 技術發展的內在需求

近年來，隨著計算機技術、人工智能、圖像處理、以視覺、聽覺為代表的傳感技術等電子信息技術的反戰，給生物醫藥工程領域的醫用康復機器人發展帶來的極大的契機。用于科學診斷、手術輔助、腦中風、帕金森綜合征后遺癥輔助康復機器人得到了廣泛應用。而將人工智能、視覺、聽覺、圖像處理等技術融入康復機器人技術成為未來康復機器人發展的內在需求。

1.3 產業升級的必然趨勢

隨著我國泉州2025計劃的提出，機器人技術已成為我國未來工業產業升級的需要突破的核心技術。當前，我國機器人，尤其是以助殘、手術輔助為代表的康復機器人核心技術還未能突破，核心部件、主控系統還需進口，成本較高。國產康復機器人在整個市場占有率偏低。康復機器人的技術突破成為我國工業產業升級的關鍵節點。

2 康復機器人研究現狀及進展

2.1 醫療手術機器人研究現狀及進展

經過半個多世紀的發展，工業機器人技術日趨成熟，并成為機器人應用市場的主流。隨著老齡化、殘疾人口的不斷的增多，康復機器人的收到各國的極大關注。微創外科手術機器人、介入治療機器人，上肢、下肢康復機器人、智能價值、智能輪椅、外骨骼輔助機器人、航天員運動能力恢復機器人已經開始用于臨床，并取得了一定成果。

目前，用于輔助醫生進行手術的外科手術機器人是在外科一生的操控下，協助醫生共同完成手術過程，一般情況下，外科醫生利用一個遠程手術場景，操縱一個主輸入裝置，根據手術的要求，向放置于手術室內的手術機器人下達手術指令。手術機器人根據該指令執行相應的操作。與傳統的微創手術相比，手術機器人具有比醫生更高的操作靈巧性、超越人類手術動作距離的局限，易于實現更微笑的手術動作，手術精準性也更高。

由美國直覺外科公司制造的達芬奇手術機器人是目前手術機器人領域應用做最廣的手術機器人之一。該手術機器人融合了三維高清晰度視覺系統，在視覺輔助系統的幫助下，控制能完成精細運動的機械手，該機械手的彎曲及旋轉運動自由度均不是人類手腕可比擬。該手術機器人可提供靈巧操作、精準定位、術前規劃，手術創面大幅減小，患者恢復迅速。

目前，達芬奇手術機器人已經累計銷售3000多臺，為超過250萬患者成功實施微創手術。由于昂貴，我國擁有數量還不足三十臺。研究適應我國國情的手術機器人以迫在眉睫。近年來，我國科研工作者和醫療衛生部門緊密合作，積極開展手術機器人的研發工作，取得了一定成果。例如，針對腹部手術的手術機器人、利用視覺、互聯網技術，結合人工智能的神經微創外科手術機器人，介入治療機器人、脊柱外科手術機器人均已實現國產化，進入動物試驗階段。

2.2 功能恢復性機器人研究現狀及進展

目前，功能性恢復機器人的研究重點集中于上肢、下肢的功能恢復、運動輔助、可穿戴設備的研究上。國內以哈爾濱工業大學、清華大學、中科研、上海交通大學為代表的研究單位掌握功能恢復性機器人研究的技術核心。其中上海交通大學和復旦大學合作展開了“神經的運動控制與控制信息源的研究”。其研究目的是提取神經信息，利用神經信息來控制電子假手.具備7個自由度的運動模擬假手以研制完成，具備很高的應用前景。

功能性恢復機器人的研究主要集中于肌肉電信號的拾取、肌肉電信號特征分析、腦電波的信號的拾取、腦電波信號的特征分析上。

3 康復機器人的發展趨勢

3.1 機械本體技術：康復器械的機械本體技術應向著智能化、集成化、輕型化、微型化、舒適化及美觀化的方向發展。以碳纖維、石墨烯、記憶合金為代表的新型材料相繼問世，且價格逐步降低，將對康復機器人的機械本體制造、研究產生極大的促進。此外，傳統的針對上、下肢的康復機器人已不能滿足當前的需要，以單關節為控制和新的額關節康復機器人、用于脊柱矯正的脊柱矯正機器人逐步出現，極大的拓展了康復機器人的應用領域。

3.2 人工智能技術：人工智能技術的引入，將極大的促進康復機器人的智能化水平。融入以視覺跟蹤技術、聽覺傳感器、壓力傳感器為核心的感知系統，融入VR虛擬技術、融入智能穿戴設備，以嵌入式控制系統為核心，將極大的促進人工智能技術在康復機器人領域的應用，實現康復機器人的高度智能化，集成化。

康復機理的研究：充分利用現有的醫學臨床經驗，與醫療衛生領域的專家緊密合作，積極開展康復機器人相關肌肉、病理研究，對康復機器人的研究提供理論支撐。

結束語

經過多年的發展，康復機器人取得了一定的成果。但隨著社會經濟的發展，康復機器人的研究與發展還未能有效滿足社會需求，智能化、集成度水平還有待提高。因此，開展康復機器人的研究具有廣闊的應用價值及技術價值。

參考文獻

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