机电一体化机械设计篇1

关键词：农业机械现代化机电一体化技术应用措施

中图分类号：S22文献标识码：A文章编号：1003-9082（2017）06-0224-01

引言

在农业机械现代化发展的过程中，机电一体化技术的应用较为重要，相关技术人员必须要制定完善的技术应用方案，创新技术方式，提升农业机械现代化发展程度，保证可以满足农业的发展需求。

一、农业机械现代化中的机电一体化技术使用特点

1.使农业机械智能化水平得到提高

在农业机械现代化发展中应用机电一体化技术，可以有效提升其智能化水平，主要因为机电一体化技术中包含着电控技术与计算机设备等，在实际应用中，可以逐渐提升其智能化程度，拓宽农业机械设备的使用渠道，提升机械设备运行效率与质量，增强其发展效果。

2.农业机械功能得到扩展

在农业机械现代化中应用机电一体化技术，并不是单纯应用一项技术，而是将一系列的技术融合在机械设备中。

3.农机自动化水平得到提升

在农业机械发展的过程中，相关人员利用机电一体化技术对其进行处理，可以发挥现代化网络信息技术与其他先进技术的作用，增强机械设备生产准确性，使其可以更加规范的投入到农业生产中[1]。

4.使农业生产更加人性化

机电一体化技术中包含着电子监控技术与故障自动诊断技术，在农业机械设备实际运行的过程中，系统可以自动检测出其中存在的故障隐患问题，使用者可以通过警报发现故障问题，并采取有效措施解决问题[2]。

二、农业机械现代化中使用的机电一体化技术

1.电子信息技术在农机现代化中的使用

在农机现代化中，相关技术人员需要科学应用电子信息技术，搜集机械设备的数据信息，并对其进行全面的改善，保证可以满足机械设备使用者的需求，提升农业机械设备的现代化水平。

2.CAD技术在农机现代化中的使用

在应用CAD技术的过程中，相关技术人员需要充分发挥计算机辅助设备的作用，提升农业机械设备的自动化程度，利用二维设计方式与三维设计方式提升农业机械设备设计质量，满足现代化农业发展的真实需求。

3.GPS系统在农机现代化中的使用

在应用GPS定位技术的过程中，相关技术人员要制定完善的系统规划方案，发挥卫星定位系统的应用作用，提升农业机械设备的自动化水平，保证可以增强GPS技术的应用效果[3]。

4.电液比控制技术在农机现代化中的使用

农业机械设备技术人员在应用电液比控制技术的过程中，必须要对液压阀进行全面的理，保证可以提升机械设备液压阀机械设备的使用水平，发挥电液比控制技术的应用作用。

5.计算机视觉技术在农机现代化中的使用

在应用计算机视觉技术的过程中，技术人员需要制定完善的技术方案，获取准确的机械设备数据信息，并根据相关数据信息对其进行管理，保证可以提升农业机械设备的应用水平，为农民提供便利的生产设备。

6.监控技术在农机现代化中的使用

相关技术人员必须要发挥监控技术的作用，利用监控技术及时发现农业机械设备中存在的故障问题，并采取有效措施解决问题，以此提升其工作质量。

7.PROE建模在农业机械现代化中的应用

PROE建模方式，就是利用基层数据库对其进行处理，与传统的CAD数据库相比较，具有较为良好的优势，可以提升设计工作质量，将各类独特的数据结构整合在一起，保证产品设计工作的便利性与优化性，在提升产品生产质量的情况下，降低产品的生产成本。首先，在应用此类技术对零部件进行设计的时候，相关设计人员可以对零部件进行规划设计，然后利用PROE建模方式，为其提供造型工具，保证可以满足现代化设计要求，提升三维零部件模型的准确性与可靠性。在建模之后，要对其后续机械设备的运动情况进行分析，保证可以提升装配仿真工作质量。其次，相关工作人员需要开展运动仿真处理与分析工作，就是利用机构运动仿真技术，添加一些驱动器等设备，保证在运动期间，可以实现良好的运动，模型。同时，工作人员需要明确组成部件位置与速度，并对其参数进行全面的分析，根据相关参数对模型的设计方案进行调整，以此提升零件机构的配置质量。同时，工作人员可以利用机构仿真方式，对运动与力学之间的关系进行分析，保证可以明确运动量与运动副之间的关系，并对部件受力情况进行分析，在开展测量工作的情况下，得到真实的数据信息。在对此类模型进行处理的时候，工作人员需要明确其运动轨迹。在仿真设计过程中，相关设计者需要做好总体方案的规划，在计算机中呈现出二维或是三维实体造型，并对其进行全面的优化。利用三维设计软件PROE开展相关设计工作，除了可以对其强度与力学进行分析之外，还能利用模具设计方式完善其功能，提升农业机械设备设计工作质量，优化其发展体系，达到预期的设计目的。因此，农业机械设备设计人员必须要全面推广此类技术，并对其进行优化处理，促进机械设备机电一体化的全面发展。

四、农业机械机电一体现代化的未来发展趋势

第一，向着光电一体化的方向进步。相关管理人员与技术人员在实际工作中，可以应用加工激光技术与计算机等先进技术整合在一起，建设先进的传感系统与动力系统，对农业机械设备的数据信息技术全面的处理，保证可以提升其工作质量与工作效率，减少农业机械设备现代化发展中存在的问题[4]。

第二，向着柔性化与智能化整合方向发展。农业机械设备柔性化，就是分配系统的自律性管理，可以建立独立的管理机制对其进行管理，应对各类农业机械设备突发事件。在未来的发展中，为了可以提升农业机械设备的运行质量。

结语

在农业机械现代化发展的过程中，相关技术人员需要科学应用机电一体化技术，整合各类技术方式，提升其工作质量与效率，建设高素质人才队伍，满足当代农业机械设备的使用要求，逐渐优化其发展体系。

参考文献

[1]李新国.农机离合器常见故障与排除方法[J].农民致富之友，2015（11）：147-147.

[2]刘学峰.机电一体化技术在农业机械中的应用举例[J].农业与技术，2013（5）：8-8.

机电一体化机械设计篇2

关键词：机械；自动化；发展方向

机械设计制造及其自动化增强了机械设备的综合性能，能够把机械带入到一个智能化、人性化的科技时代，对人们的生产和生活具有很重要的作用，从事相关职业的研究人员和学者也在不断的进行改良和创新设计。机械设计制造机械自动化技术所面临的关键技术门类很多，不同技术之间有着密切的联系，有的技术是基于其他技术而存在的，多种技术互相渗透，共同找寻其发展的新方向。

1机械制造的概念和特征

美国机械工程师协会于1984年为现代机械下了如下定义：现代机械是“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统[1]。”这一概念的引入，为当时机械设计和制造提供了一个非常贴切的总括，使机械理论雏形有了明确的意义。

机械设计制造及其自动化的特征也是极为明显的，总结概括如下：机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、高质量、高可靠性和低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术[2]。

机械设计制造自动化可以满足机器对于其功能的精细化要求，针对不同的产品要求设计出不同的机械产品。通过这一设计过程，使得产品可以实现从输入端产生的输出要求，完成其功能的完美呈现。机械设计始终围绕着产品功能要求进行布局，制造过程也是严格按照设计要求进行生成，最终这一系列过程的完成，是要满足机械生产的需要。机械设计制造在朝着机械自动化的发展方向稳步向前推进。

2机械设计制造及其自动化的发展方向

我国从20世纪80年代初才开始机械设计制造及其自动化发展方向这方面的研究和应用工作，研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了一定的成果[3]。但我国目前的情况与先进国家比，还有巨大的差距。学科的专业性质很强，技术要求也是极高的，单纯的就其理论基础来讲，学科的发展和应用仍有很多漏洞亟待处理，但机械设计的未来发展方向是明确的。

2.1机电一体化

机电一体化就是机械自动化的发展和延伸，传统机械产品的更新换代是目前所面临的问题，走机电一体化方向道路，对于机械工业发展来讲是极为可行的。

2.2智能化

智能化的发展对技术的要求比较高，也是新时代机械自动化的重要风向标，职能化讲求的是机械在操作上具有一定的能动性，接受人为指令的同时能够做出一定范围和能力的判断，这里面的学问涵盖很多科目，例如：计算机科学、心理学、生理学和运筹学等等，让机械自动化能够模拟人工智能，解放人力资源，当然不可能完全替代人力，机械能够简单的进行模仿、推断和进行部分决策的能力，这种智能化的发展，是整个人类社会拭目以待的技术，不仅对机械设计的发展有益，而且对未来应用机械的相关行业也有着相当大的实际意义。

2.3模块化

由于生产机械自动化产品的厂家很多，而且机械自动化产品本身的种类也是多样化的，所以在设计和制造机械自动化产品单元时极其要仔细认真，注意繁杂接口的多项设计，例如标准机接口、电气接口、环境接口等，可以利用标准单元开发出新型装置，扩大生产规模。模块化给机械设计制造及其自动化带来良好的发展前景。

2.4微型化

传统的机械往往给人一种过大过笨重的印象，随着技术的更新换代，机械设计制造呈现微型化的特点和趋势，其产品本身个体小、耗能低、运动灵活等特点降低了制造成本，同时也使得机械能够获得广泛应用，不再是笨重的代名词。但在我国的很多高精尖领域仍未能广泛应用，机械设计制造及其自动化在外形设计和内部环节上还存在一定的局限性。

2.5网络化

随着计算机技术的普遍发展，各行各业都充斥着计算机技术。互联网的应用给人们的日常生活和工作带来了乐趣和提高了效率。网络化的普及，使得人们应用了更多的远程监控技术，把它应用到设计领域中有着强大的实际应用性能，例如：利用家庭网络的建设，将家庭中的几种常见的家用电器链接在一个系统中，做到远程操控，能够提高人们的生活品质，享受到高科技氛围。

2.6绿色化

往往工业的发展要伴随着生态的破坏，当下人们早已意识到生态坏境一旦被破坏的严重性，所以对机械设计制造的要求也附带着环保这一条。绿色化是时展的要求，也是人们渴望返璞归真的美好愿景。机械设计制造本就是一项复杂专业化的工程，引入绿色这一概念让机械设计本身充满了灵性和人格魅力。我们在设计过程中，赋予其与自然界和谐相处的能力，绿色化是对生态坏境的尊重，这样的设计理念，无疑是对机械制造的未来发展开了一个好头。

3结束语

由于现代机械自动化在设计和制造上具有多重要求，所以机械的设计、制造都是紧贴机械自动化的要求来设计的。一个优秀的现代化高质量机械设计要能够囊括大量的技术科技才能满足机械制造的生产要求。机械自动化系统就是机电一体化的产物，机电一体化的进步依赖机械自动化的进步。机械工业发展需要好技术、好设计、好制造的不断涌现，对设计人员也是一种挑战，从设计到制造联手通力协作，机电一体化的发展格局定会呈现良好的态势。

参考文献

[1]易德君.机械制造与设计及其自动化发展趋势[J].大科技，2012，10（12）：156-157.

[2]农应斌.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技传播，2013，1（2）：110-111.

[3]杨凤秋.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].经济生活文摘（上半月），2012，9（13）：178-179.

机电一体化机械设计篇3

关键词：机电一体化；本科教学；人才培养；项目教学法

作者简介：王昊（1972-），男，安徽泗县人，上海电力学院能源与机械工程学院，副教授；吴懋亮（1970-），男，山东莱芜人，上海电力学院能源与机械工程学院，副教授。（上海200090）

基金项目：本文系2011年上海市教委重点课程机电一体化原理项目（项目编号：20115301）的研究成果。

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）10-0075-02

为了满足电力行业对机械类专门人才的需求，各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年，该专业毕业生的就业形势喜人，但是，由于制造类相关行业广受金融危机的影响，导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势，作为专业教师，应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。

机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科，在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习，能明显提高学生素质，从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题，以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题，提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路，并辅以项目教学法的教学改革方案，以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。

一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性

学生在学习“机电一体化原理”的时候，由于缺乏实际经验，加上该课程牵涉面很广，学习难度较大，因而学习热情不足。因此，在教学过程中，教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性，从而激发学生的学习热情。

首先，应使学生明确，机电一体化是多学科交叉，相互渗透的综合性课程，广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”（计算机信息处理与控制），极大限度地延伸了机械的概念，使机电一体化产品几乎无处不在。例如，“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一，已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1]

其次，针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点，认真学习“机电一体化原理”这门课程，将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段，学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。

最后，机电一体化的重要性还体现在很多产品，特别是高科技产品，难以将机械和电子部件完全分开。例如，机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识，又要精通电子方面的知识。因此，掌握机电一体化原理，并将其应用到解决实际工程问题当中，已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。

二、增加实验课时、加强实验室建设与整合

“机电一体化原理”理论学习固然重要，实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中，实验教学所占学时明显偏少，而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此，现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。

此外，很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上，广泛开拓思路，整合、组合、创造出新的机电一体化实验，以实现锻炼学生动手能力的目的。而且，实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面，进行广泛市场调研，根据需要进行采购和扩充。

因此，必须在加强实验室建设的基础上，适当增加机电一体化的实验课时，才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握，体会机电一体化应用的目的。

三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路

激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法，是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法，才会产生学好“机电一体化原理”的动力。

目前，机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业，但就业机会终归有限。由于能力的欠缺，择业的时候，面对机电一体化行业广泛的就业机会，学生更多的是无奈。鉴于此，任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。

引导学生领悟，若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养，将会拓宽自己的就业面，从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业，若是在机电一体化方面有比较扎实的基础，也会开拓自己的视野，何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段，完全分开的机械和电子几乎没有。

因此，在教学过程中，应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说，可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例，引导和激发学生的学习热情。另外，在教学过程中，也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路，引导学生如何跨越机械专业的局限，尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式，学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣，从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。

四、开展项目教学法、培养学生综合能力

为了使学生加强对机电一体化领域的认识，启发他们在机电一体化行业内就业的热情，“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多，目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域，教师提出使用项目教学法。

项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式，这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计，履行和管理项目的全过程，在项目实施的过程中完成教学任务，培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心，以教师为中心，以教材为中心”的教学模式，强调使用的技能和知识创新，有效地交流课堂与社会生活的联系，充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2，3]

项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系，加强理论联系实际，有助于培养学生的多方面能力，更重要的是展示学生的创造性，培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段：

1.拟定题目

学生自主分组或教师分组，查阅资料、主动思考，充分发挥主观能动性，拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预，要求学生选定的题目具有创新性或实用性，特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性，又要切实可行、经过学生的努力可以完成。

2.可行性分析及方案设计

通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划，要求该进程安排基本与课堂教学进度并行，即：按照课堂教学的进度安排项目的实施进度，即首先是机械机构、执行机构，然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。

3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结

这一阶段，对于学生在项目研究所用到的内容，有可能在课程学习中没有学到，要求教师指导学生进行再学习，以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中，学生将有大部分工作需要在实验室中完成，因此，在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。

4.项目考评

以小组为单位，认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。

5.项目拓展

建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。

项目教学法可以极大提高学生的兴趣，激发学生的学习热情，挖掘学生的创造性思维，同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验，发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码，将成为机电一体化行业的敲门砖。

五、增设“机电一体化原理”课程设计环节

现有的教学手段，还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充，还可以通过增加机电一体化原理设计环节，从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。

课程设计时，要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点，分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中，进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。

课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题，学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程，加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中，注意培养学生的创新设计能力，充分发挥学生的创新潜能。此外，还要注意课程设计必须与项目教学法互补，对于项目教学法中没有涉及的部分，要适当加强。[4]

课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准，全面掌握机电一体化产品设计规范和过程，并培养学生扎扎实实的工作作风。

六、结论

本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标，针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题，进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性，以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设，增加学生动手实践的机会，以拓宽学生的就业面为目的，激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案，着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力；该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。

参考文献：

[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，2006.

[2]曾励.机电一体化系统设计[M].北京：高等教育出版社，2004.

机电一体化机械设计篇4

关键词：机械设计制造；自动化；发展趋势

1机械制造及其自动化的定义科学技术

机械自动化的定义是在1971年产生并在机械领域得到了广泛的应用。“机械工程师协会1984年对其定义为：“计算机信息网络的协调和控制，完成包括机械力、运动和机械能量流动力和（或）机电组件系统互联”。

机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科，机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。

它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着生产和科学技术的发展，还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为：机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、高质量、高可靠性，低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。

需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术，而不是机械技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑，这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。

2机械设计制造及其自动化的发展方向

我国从20世纪80年代初才开始这方面的工作研究和应用，研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了一定的成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。任何一门科学都是由基础理论、技术和工程系统组成的完善体系。机械自动化在技术和工程系统方面已有很大的发展，但基础理论方面尚在发展中，还很不完备，所以今后的发展方向是：

2.1机电一体化

机电一体化是机械自动化的发展和扩展，传统的只对机电设备的集成产品，是机械工业发展的唯一出路。

2.2自动智能化

智能机械自动化技术的发展在21世纪是一个重要的发展方向。“智能”是对机器行为的描述，它基本在理论控制的基础上，学习人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和多种动力学的新观念，新方法，如混合动力学，效仿人类智能，使其具备判断推理、逻辑思维、自主决策的能力，以确保我们更高的控制目标。

2.3模块化

模块化是一个非常重要而且又非常巨大的工程。由于机械自动化产品和制造商非常多。研究和开发标准的机械接口、电气接口、动力、环境界面接口是的机械自动化产品部门成为一个非常复杂的单元。通过模块化这种方式，就可以开发出具有统一标准的机械产品，于此同时也可以扩大产品的生产规模。

2.4计算机网络的发展

随着科技的快速发展，互联网给全世界带来了翻天覆地的变化，尤其是计算机编程的发明，以及编程技术应用在机械生产设备上的应用更是给机械领域带来了质的飞跃。各互联网的全球经济模式的开启、全球的机械生产组合成一体，全球化的企业之间的利益冲突，让企业明白自身具有竞争性的重要性。互联网的普及，使得网络的功能在逐渐的运用到机械生产中去，如远程监控和网络检测技术等设备终端的发明。以生产方式改变的方式让局域网络技术已经成为了一种趋势。我们可以将互联网广泛运用到各个领域，如家庭网络运用到各种电器上，通过远程控制电器的运行，这样的技术应用使得人类从中获取便捷的同时，更为生活带来了无尽的乐趣。正因为如此，互联网计算机技术在机械领域的发展成为了全世界的共识和产品的发展方向。

2.5产品体积的缩小化

20世纪80年代末，“微电子机械系统在国外被定义。微机械自动化系统，指的是几何尺寸不超过1立方厘米的机械自动化一体的产品”，与此同时也在向微纳米尺度发展。微机械自动化产品体积小，能源消耗少，并且具备足够的灵活性，在生物医学、军事、信息等方面具有不可或缺的优势。

2.6资源节约，绿色环保

我们不得不承认人类生活的变化离不开机械设计制造及其自动化技术的发展。但是我们在工业发展上却具有两面性。一方面，资源众多，生活质量得到提升：而另一方面，随着资源的减少，我们的生活环境、我们的生态系统也受到了严重的破坏，在这样的现状下，人类开始意识到保护环境、保护生态的重要性。我们将这种呼声归结到绿色产品这一概念，具有绿色理念的机械自动化产品，是未来的发展趋势。

3结论

近年来，我国政府加大了对机械自动化建设的投入，也培养了很多符合标准的专业人才，这有利于中国的发展和国民财富的有效积累，无论是在相关企业的管理模式还是在生产技术上都会得到很大的提升，并且起着非常关键的作用。

通过对机械设计制造及其自动化发展趋势的研究，深刻了解了机械制造及其自动化对国家，甚至对全人类的发展起到的至关重要的作用，机械技术的发展非一朝一夕，在今后的发展道路，和学习道路上，在吸取前辈留下来的技术财富，设计思想的同时，更应在注重资源环境的同时大胆创新，坚持机械设计制造是造福人类的技术，努力的解决好生产力与环境的相互协调，使機械设计能够得以快速和健康的延续和发展。

参考文献

[1]刘武发，刘德平.《机电一体化设计基础》.北京化学工业出版社，2017.5

[2]杨世明腾献银赵镇宏段巍《机械设计》.电子工业出版社出版，2017.3

[3]张建民等.机电一体化系统设计.北京：高等教育出版社，2011.

[4]赵松年，张奇鹏.机电一体化机械系统设计.北京：机械工业出版社，2015.

机电一体化机械设计篇5

（1）简单的说，自动化技术的就是将现代机械制造技术和电子计算机技术有机的结合，一次来达到电脑控制机械运行的技术。自动化技术融合了当前多个领先的技术核心，是多个技术产业共同发展的产物，自动化技术的产生给现代工业技术的发展和工业生产都带来了巨大的变革。其中影响最为深远的方面是，自动化技术在生产工业中的广泛应用，改变了现代工业生产的管理模式，促进了新型管理模体系的构建与完善。自动化技术的逐步完善使自动化生产技术在机械制造业中的应用变为现实，它不仅仅能够解放大量的生产力，还能在一定程度上改善产品的质量。

（2）众所周知，自动化技术是综合了机械设计制造技术、自动化技术、电子计算机网络技术等而形成的一项新兴的数控技术，此外，它还是容纳了电子信息转换技术和微控技术，自动化技术在技术工业生产中的应用，在一定程度上促进了新型管理体系的产生，与此同时，还在很大程度上丰富了产品的功能和质量，由此可以看出，自动化技术在技术工业中的应用，将会给技术工业体系带来巨大的变革。

2机械设计制造及其自动化技术的相关优点概述

（1）我们都有所了解，现阶段的自动化产品都能在一定程度上通过电子信息技术的控制，完成对自身信息的处理和控制，产品的整体质量和精度，以及功能的完全性都有较大的改进。此外，微控技术的不断发展也为自动化产品的控制带来了良好的技术支持，使得产品的控制更为简单便捷。尤其要注意的是，在自动化产品的正常操作条件下，现代自动化技术的发展，可以使产品在既定的方式下进行运转而不会受到操作者的影响，即在产品正常运行的情况下，保障了产品运行的安全性，提高生产效率。这样的自动化技术在技术工业中的应用可以大大提升产品的合格率。

（2）对于自动化产品我们都有一个大致的了解，就是自动化产品对于运行中出现的问题能够及时的做出反应，以免损失加剧，甚至一些高端的自动化产品，还能在运行的过程中自动处理一些细微的问题，例如线路荷载过大或者出现短路情况时出现跳闸，避免线路损害，这样既能预先发展故障，或者在故障出现时及时进行处理的自动化产品在一定程度上可以减少安全事故的发展，还能起到保证在线路故障时减小损失的作用，对于保持机械设备正常稳定的运行具有重要的意义。对自动化产品的使用采取合理的管理手段，不仅仅能够较少安全隐患的触发，还能在一定程度上保障产品持续稳定运行的能力。

3机械设计制造及其自动化的发展方向研究

3.1机电一体化和智能化以及模块化

1）机电一体化技术的顺利研发为机械设计制造自动化提供了技术关键，首先对机械的电路改造完成为实现自动化生产奠定了基础，只有在完成机电一体化的前提条件下，才能将智能化网络技术引入机械的设计制造，这样才能维持自动化行业健康稳定的发展，自动化技术大范围的得以应用由此才能变为现实。

2）所谓的智能化运用现代的科学技术手段，将某些特定功能通过程式、敏感性元件等在相关的技术条件下，与机械设备进行组合，使得机械社会针对特定的情况做出相关的反应，就好比人类的应激思维模式一样，以此来赋予设备自主思维与决策能力。凭借这样的技术，我们将在人工智能控制下，完成机械设备的自动化生产进程。

3.2网络化和微型化

电子计算机技术和互联网技术的大力发展，网络化时代的到来近在眼前。计算机技术的不断更完善为远程控制机械设备提供了技术上的支持，也为智能化生产模式打开了大门，为技术工业智能化发展开拓了广阔的前景。此外，纳米技术等微型机械制造业的迅猛发展，为机械制造业打开了另一扇大门，微机技术在机械制造业中的应用，不仅仅是体积上的减小，还能节约大部分的资源消耗，降低生产成本，同时也解决了智能化应用成本增加带来的负担，也是对坚持科学发展观这一基本政策的拥护。

4机械设计制造及其自动化的发展前景

4.1培养人才，汲取经验技术

要保持一个行业的常青发展，专业性的人才培养是关键。就现状来看，全国绝大部分高校都有开设机械设计制造及其自动化之一专业，并且在一些工科院校，机械专业的规模甚至有时会超过一个学院。由此可以看出高等院校在了解市场发展前景之后，对于机械设计自动化的重视，也反映了市场上对于这类专业性人才的需求极大。有关数据显示，在全国工科院校所开设的近200个专业中，由于一些特色专业的影响，机械设计自造及其自动化专业排名约在70名，毕业生多数会选择沿海一些机械制造业发达的城市，例如上海、深圳等，其中尤以上海的就业前景最为良好。现代的机械自动化制造技术需要与电子计算机技术紧密的结合，智能化生产已经渐渐的占据大部分市场，计算机集成技术也随之成为一门综合性极强的学科。这一技术的应用，是机械运行更为精确、稳定，更具有现代人工智能的气息。机械自动化设计包含三个方面的内容，这三个方面相辅相成。

4.2创新思维，改变机械工业的整体格调

机电一体化机械设计篇6

一、关于机电一体化的核心技术

机电一体化包括硬件和软件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面入手：

（一）机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面设计考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还要考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，减轻重量，提高效率。

（二）传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有设计采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

（三）信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性。进而提高处理速度，并设计解决抗干扰及标准化问题。

（四）驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前.正在积极发展内部装有编码器的电机（或发电机）以及控制专用组件――传感器――电机三位一体的伺服驱动单元。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现为：

1.总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2.开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3.WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工制造过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4.大容量存储器的应用和软件的模块化设计。不仅丰富了数控功能。同时也加强了CNC系统的控制功能。

5.能实现多过程、多通道控制.即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6.系统的多级网络功能，加强了系统组合及构造复杂加工制造系统的能力。

7.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。

（二）计算机集成制造系统

计算机集成制造系统（CIMS）的实现，不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”。实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

（三）柔性制造系统

柔性制造系统（FMS），是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机、实时、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

（一）智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件.有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力。从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

（二）系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组合，进行任意的剪裁。同时寻求实现多个子系统协调控制和综合管理。系统化的表现特征之二就是通信功能大大加强。一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物（仿生学）系统化方向发展。

（三）微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术。是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级别方向发展。由于微型机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

（四）模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

（五）网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向迅速发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术业发展很快。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

总之，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶和必然发展趋势，是社会生产力发展到一定阶段的必然需求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法、设计概念以及制造技术发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，也是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业（例如常规低压发电机和高压发电机）的必由之路。

参考文献

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[2]刘志，朱文坚.光机电一体化技术[J].现代制造工程，001年12期.

[3]徐爱亲.“机电一体化技术与系统”资源库设计与建设[J].电气电子教学学报，2013（6）.