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一、機電一體化系統設計技術要求
機電一體化系統設計要達到各項技術指標，力求做到系統功能相對齊全，性能指標比較合理，實用性強，安全可靠性高，經濟效益好。同時，在開發新產品時，還應該與世界同類產品比較，注意他們的技術特點、先進性（費效比、節能節材、工作柔性等）以及社會效益等。
二、機電一體化系統設計原則
（一）首先確定一系列的設計指標，在進行機電一體化系統的設計，也就是說，對所設計的系統提出必須滿足的技術要求，然后才能著手具體系統的設計。機械系統與微電子系統協同組合的原則。在采用機電一體化技術新概念進行工程設計時，為了提高系統的性能和柔性，要求廣泛的物質和信息的集成。在整個機電一體化系統的設計過程中，都必須考慮機械技術與電子控制技術的集成，創造出機械、電子以及軟件等有機結合的新產品。機電一體化系統設計往往伴隨著機械系統的再設計，而且機械系統的再設計還不是全部。許多現代的機電一體化工程設計不是被動的依靠機遇來革新機電產品，而是預先精心計劃應用，并充分集成電子技術和機械技術，有目的地創造出最優的新產品，以達到新的系統比它們的原有產品更便宜、更簡單、更可靠以及更具有工作柔性。機電一體化技術方法將給產品設計帶來各種發展機會。在進行機電一體化系統設計時，通常應遵循如下原則來處理“機”與“電”的關系：1.在極端情況下，機械的功能可以完全由微處理機和執行器取代，從而使電子產品替代機械產品。2.機械系統可采用機電一體化技術方法加以簡化。依靠微處理機和執行器可以提供諸如輪廓、速度以及定位控制任務的功能。3.將正常設計的機械與閉環控制回路相結合，可以實現增強機械系統的運動速度、精度以及柔性。在閉環回路中，固有的比例控制在部件上的應力，與終點急剎車的執行器相比較，要小得多，因此，有關的部件可以做得更輕、慣量更小。4.機電一體化技術設汁方法應在一開始就注意充分發揮機械和電子的綜合優勢，通過機電互補和集成，以求達到設計出最優的新產品，適應競爭日益激烈的世界市場。
三、機電一體化系統構成
機電一體化系統主要由傳感器、調理電路、測量系統、系統動態響應、系統頻率響應、控制器等等。
（一）傳感器
傳感器在機電一體化系統中起著重要作用。如果沒有傳感器對各種參數進行精確而可靠的自動檢測，那么信號轉換、信息處理、控制器的最佳控制等，都是無法進行和實現的。在機電一體化系統中常用的位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力、扭矩和壓力傳感器以及溫度傳感器。
（二）調理電路
傳感元件將被測物理變化過程的信號轉化成為各種電路性參數（如電阻、電容、電感等）或電源性參數（如電壓、電荷等）形式的信號、但這些信號在種類和強度上一般不能直接地為后面的數據處理和顯示等所利用，需要經調理電路進行中間處理。例如將電路性參數轉換為電壓、電流信號；弱小信號放大；減小噪聲或選出有用信號等。主要討論調理電路中常用的電橋電路、調制與解調、放大電路、濾波器電路。
（三）測量系統的組成
測量系統或測量儀器是一種具有標定特性并用于測量的裝置，它的輸出量能夠反映測量信息并直接通過顯示裝置力操作者所接受，它由若干個測量裝置與輔助裝置所組成。測量系統是由若干個測量變換單元所組成的，各個單元是以其在測量系統中所起的作用來劃分的，所以這些單元可統稱為功能單元。在對具體的測量系統進行分析時，常常可以將系統分解為按一定順序連接起來的功能單元，各種不同用途的系統有白己所特有的功能單元和排列順序。
（四）系統動態響應
機電控制系統的運行在時域中最為直觀。當系統輸入某些典型信號時，利用拉氏變換中的終值定理，我們可以了解當t時系統的輸出情況，即穩態狀況；但對動態系統來說，更重要的是要了解系統加上輸入信號后其輸出隨時間變化的情況，我們希望系統響應滿足穩、準、快。
（五）系統頻率響應
時域瞬態響應法是分析控制系統的直接方法，比較直觀，但是不借助計算機時，分析高階系統非常繁瑣。因此，發展了其他一些分析控制系統的方法。其中頻域法是一種工程上廣為采用的分析和綜合系統的間接方法。另外，存機械工程中機械振動均頻率特性有著密切的關系。
（六）控制器
所謂自動控制，就是指應用控制裝置自動地、有目的地控制或操縱機器設備和過程，使之具備一定的狀態和性能。自動控制的任務是控制某此物理量按照預先確定的規律進行變化。控制系統由控制器和控制對象組成，其中控制對象足指被控制的機器設備或物體，而所采用的控制裝置就稱力擰制器。
1 機電一體化技術概述
1.1 機電一體化淵源
機電一體化作為一門新興的學科領域，其起步發展較晚。20世紀60年代以來，隨著電子技術和計算機技術的快速發展，其逐漸與傳統的機械技術交匯融合，形成了早期的機電一體化技術。此后，以微型計算機為代表的微電子技術和信息技術越來越多的向機械工業領域滲透，機械和電子已不再彼此分離。新形勢下，機電一體化技術已經廣泛應用于工業生產的各個領域。而且隨著計算機技術的迅猛發展，機電一體化技術展現了蓬勃的生命力，它代表著機械工業技術革命的前沿方向。新環境下，機電一體化技術已經綜合了機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，正朝著以實現高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面技術要求的最佳功能價值系統工程技術方向發展。
1.2 機電一體化技術現狀
機電一體化技術在一定程度上代表著一個國家在高端裝備制造業領域的技術水平。特別是隨著機電一體化越來越成為制造產業發展的主導，其在國家經濟和社會發展的基礎工業中扮演著越來越重要的角色。因此，必須對其發展給予足夠重視。目前，引領機電一體化技術發展前沿的主要是美日及西歐國家。日本在智能傳感器、智能工業機器人及柔性制造技術方面處于領先地位。而西歐則在研發集計算機輔助設計、制造、生產及管理于一體的柔性系統，以實現制造業的機電一體化。美國也在更新自己的裝備制造產業鏈，發展實現設計—生產—質量控制一體化的新型加工技術。我國作為發展中大國，與西方先進國家相比，在機電一體化技術方面存在底子薄、基礎差和發展不均衡等問題。但是經過改革開放30多年的自主創新發展，目前我國在先進數控技術、工業自動化控制儀表等多個領域實現了跨越式發展，已經達到世界先進水平。
2 新時期機電一體化技術展望
機電一體化作為一門綜合性較強、多學科領域交叉融合的學科專業，其處于制造技術的發展前沿。近些年來，在微電子技術及信息化技術的發展推動下，新時期的機電一體化技術呈現出智能化、系統化、微型化等新的發展趨勢。
2.1 機電一體化技術智能化趨勢
隨著機電一體化技術與信息技術及人工智能的深度融合，其也越來越表現出智能化的發展趨勢。特別是在工業生產加工領域，需要機器完成更加復雜困難的任務。這就要求機電產品具有一定的智能，能夠獨立的進行推理判斷、自主決策。智能化的發展主要與機器人技術聯系緊密，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，智能化的機械設備將更好的取代人，使社會的生產生活變得更加簡單便捷。
2.2 機電一體化系統化趨勢
機電一體化技術作為一種新興的技術，其發展不是孤立的。它是隨著社會技術進步和生產力的提高而不斷發展完善的。特別是依靠計算機技術和通信網絡技術的飛速發展，機電一體化技術能夠不斷吸收融合其他加工制造領域的先進技術，實現自身的體系化發展。未來機電一體化技術的發展將更加開放、更加靈活。通過開放式的總線結構及豐富的擴展接口，機電一體化可以將機械、動力、環境及人等各因素組合起來，形成一個系統。這將極大釋放機電一體化技術的潛力，增加其應用的對象范圍。
2.3 機電一體化微型化趨勢
微型化是機電一體化技術的另一重要發展趨勢。隨著工業生產加工質量的要求不斷提高，人們需要在微小的尺寸上進行更加精細的加工。這就要求相應的加工設備能夠微型化。同時，微型化的設備不僅占用空間小，而且能夠集成實現功能的復合擴展?？紤]到各種微型機器人在社會生產生活中的應用將更加普遍，傳統笨重的機械電子設備將朝著小型化、輕量化、多功能、高可靠性等方向發展。機電一體化中具有智能、動力、運動和感知特征的部件也將逐漸朝著微型化的方向發展。
3 結論
隨著計算機技術的飛速發展，機電一體化技術也得到了長足進步。在新時期新環境下，機電一體化技術創新發展表現出智能化、系統化和微型化的發展趨勢。相比過去，機電一體化技術未來的發展潛力巨大。
參考文獻
關鍵詞 工程教育；專業認證；機電一體化系統設計；教學改革
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2017）03-0080-02
1 前言
為了促進機械專業的跨越式發展和國際化進程，進一步提升機械設計制造及其自動化專業的教學質量、社會聲譽和國際視野，促進本科畢業生的國際交流，為工程師執業資格認證奠定基礎[1]，從2013年下半年開始，貴州大學機械工程學院機械制造及其自動化專業開始著手準備進行工程教育認證，于2014年順利通過該認證。在以“認證”為目標，不斷促進教學改革的過程中，全院教師始終堅持以能力為導向，重在加強學生的培養質量和利用學科知識分析解決工程實際問題的能力[2]；同時以學生為中心，以不斷優化和改進的培養目標和畢業要求，建立、建設優質的課程體系和師資隊伍，配備必要的教研設備。
在“迎接認證”、不斷改進的過程中發現一些專業課程存在的問題，以培養目標和畢業要求的工程性不強為代表，主要體現有教學內容缺乏實際工程拓展，課程教學方法有待拓寬，特別是工程實踐能力的培養還需要進一步加強。機電一體化系統設計作為機械電子工程方向一門重要的專業課，亟待相關教學改革，以適應工程教育認證的要求。
2 現狀與問題
基本現狀 機電一體化系統設計是機械制造及其自動化專業機械電子工程方向的一門重要的R悼緯蹋目的是培養學生對機電一體化系統的應用和設計能力，掌握機械系統元部件設計和微機控制系統及其接口設計方法，培養機電結合的專門人才。本課程的基本任務是使學生掌握對機電一體化系統的分析應用和設計基本方法。該課程涉及的機械傳動部件、電機、微機接口技術和機電一體化設計思路等，可以說是對本專業前期所學專業課程進行融合、需要實踐深入消化和提高認識的一個重要環節。并且貴州大學機械工程學院不僅是機械電子工程方向開設本課程，機械制造和農業機械化專業方向也開設了本課程，學生普遍反映教學枯燥，工程實踐性不強，部分知識無法理解。
為了使機電一體化系統設計課程與“工程教育認證”要求相適應，更好地幫助學生掌握本門課程知識內容和加強工程實踐能力培養，達到學以致用的目的，需要對機電一體化系統設計課程的教學內容和方法進行改革研究。
主要存在的問題 貴州大學機械工程學院于21世紀初開始在機械電子工程專業方向的本科班開設機電一體化系統設計，隨著十多年教學經驗的積累，已形成一套較為完善的教學方案和體系。但是隨著技術的不斷革新，社會和工作崗位對學生要求的不斷提升，越發覺得本課程的傳統教學中存在一些問題，主要表現在以下幾個方面。
1）教學內容陳舊，過于側重機械結構的講解。通過工程教育認證評估，充分和企業溝通后，發現一些課程所教授的內容和技術已經在當下機電產品中被新技術所取代。另外，由于在教授本課程前有單片機原理、接口技術和機械控制工程等課程，在機電一體化系統設計的教學中都會以典型機電系統的傳動結構為主，使“機”和“電”在教學過程中不能充分結合。
2）實驗教學設施不足，實驗內容受到限制。本專業擁有的機電一體化教學設備較少，有的僅僅停留在十字工作臺、單片機和傳感器方面，對于機電系統的穩定性和優化部分的實驗暫時空缺，這不利于學生提高感官認識。
3）教學方法單一，缺乏與工程實際的聯系?，F有教學基本上是以課堂教學為主，輔以少量實驗，大多采用講授法通過多媒體教學平臺進行授課，而且大多是紙上談兵，課程教學與實驗教學同工程實踐聯系甚少，與“工程教育認證”的要求存在差距。
4）學生反映學習難度大，應用能力不強。在教學過程中，一些學生反映部分知識點難以理解，不清楚這些知識能“干什么”，能解決什么問題。另外，從考試反饋來看，學生對綜合應用機電技術的能力還有待提高，特別是不能將一些來自工程實際的問題和書本知識結合起來分析。
3 教學改革
教學內容的改革
1）樹立“機電結合”的系統教學思路。機電一體化的目的是提高產品或系統的附加價值，實現多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源，并使產品結構向輕、薄、短、小化方向發展。因此，機電一體化的研究方法不能只是簡單拼湊，應該從系統設計方案開始到各元部件選擇到系統最終成形的全過程，都要貫徹系統設計的思想 [3]。機電一體化系統設計課程的教學也是如此。在課程講述過程中，如果只是根據教材的章節順序進行講解，會在學生腦海中形成一個個的知識孤島。因此需要將整個課程用幾個典型案例把所有章節貫穿起來，做到前后呼應。如在教學“機械結構”中的“機架和支撐穩定性”時，可以和“元部件特性分析”中的“靜、動態特性分析”結合起來，在講機械結構時就引入控制工程中的一些知識點。
另外，教材的最后一章有很多案例，可以根據這些案例的特點，將其穿前面的章節講解，在講授每一部分內容時都結合案例，并將系統設計方法融于其中，不僅利于學生對知識的掌握，還可以舉一反三、加深理解。
關鍵詞：一體化教學；特點；要求
一、一體化教學的定義
所謂“一體化教學”是指教師將某門課程的理論教學、實踐教學融為一體，通過理論學習和實踐學習結合的方式，來完成某個教學目標的教學方法。根據職業教育培養目標的要求來重新整合教學資源，體現高技能人才培訓的特點，從而逐步實現了以實訓室、實習車間為中心，以掌握技能操作為中心等轉變。這種教學模式能較好地解決理論教學與實踐教學的不相關問題，減少課程之間知識的重復，增強教學的直觀性，充分體現了學生的主體參與作用。
二、一體化教學的特點
1. 打破了原有的教材知識體系
圍繞實際工程項目來組織教學，打破現行教材和教學模式的條條框框。以完成實際工程項目來展開有針對性的進行教學，注重了知識的應用性，也體現了高職教學理論夠用為度，突出實踐技能培養的內涵。
2. 課堂延伸
可以講課堂延伸到校外，通過各種實踐活動，利用真實的職業環境和親身經歷來綜合培養學生能力與素質。
3. 在校培養與企業需求零距離對接
“教、學、做”一體化教學按照企業的實際生產任務為教學案例，以企業的實際工作流程為教學內容，以企業的工藝標準為考核標準，實現了在校培養與企業需求零距離對接。
三、一體化教學的要求
1.課程開發主體的多元性
一體化教學要實現理論與實踐教學內容的緊密結合，其課程開發的主體應以教師開發為主轉變為以行業企業一線技術骨干、課程專家、課程管理者、授課教師等組成的專家組來共同進行。
2.學習內容的統整性
每一個學習者都是基于其知識和經驗的背景而整體地建構其認知結構的。學生心理發展的整體性必然要求課程的教學內容具有統整性。一體化教學就是基于整體論的視域，依據學生的認知心理和現實職業世界的工作崗位，以養成學生職業素質為本，以培養學生能力為主線，構建的既包含學術也包含非學術領域的知識、技能在內的課程。
3.學生學習的主體性
理論與實踐緊密結合的一體化教學，尊重學生的主動精神并以此作為教學的出發點與目標。在教學過程中，學生是知識與技能的主動構建者，而不是被動接受的容器；教師不再是知識的傳授者、灌輸者，而是教學過程中的組織者、引導者、服務者；教師所提供的學習任務不再是教師的傳授內容，而是學生主動構建的對象?？傊?，一體化教學的整個教學過程是以學生為主體，以學生主動探究與實踐為主線的師生互動過程。
4.教學組織的開放性
一體化教學需在課堂教學中同時實現理論教學與實踐教學的統一，更要求教師在教學過程中注重教學機智，淡化教學程序意識，簡化教學組織規則，實現教學組織的開放性，確保課內與課外、校內與校外相結合，課堂講授與現場演練相結合等，最大程度完成一體化教學的教學目標。
5.教學模式的實踐性
實施一體化教學的目的，就是要讓學生在實踐中學習與鞏固專業知識、培養與提高技能、養成綜合職業素養。落實教學模式的實踐性，關鍵要選好學習性、實踐性的學習任務或項目等作為實踐性教學模式的載體。因此，一體化教學實施中所選擇的任何一種教學模式，如任務驅動、項目導向、頂崗實習等，都要以相應的工作任務或項目為載體來組織教學，實現邊學邊做，邊做邊學，做學結合。
6.教學評價的多樣性
一體化教學由于具有綜合性的特征，其評價的內容除了要考核學生專業理論知識的理解、掌握外，還應包含職業技能、職業素養的考核；評價的主體除了學校，還應包含企業行業方面的代表；考核形式除了筆試外，還可探索諸如課程設計等在內的其他形式，形成過程性與終結性考核相結合的考核體系。
7.教師隊伍的一體化
一體化教師的特點即教師是專業理論與實踐技能的結合體，即既能講授專業理論，又能動手實踐操作；教師既是教師，又是指導學生實踐操作的師傅，一體化教學的建設與實踐離不開一體化教師。一體化教師在高職院校高技能應用型人才培養中的作用越來越突出，其水平的高低將直接影響到高職院校學生培養質量的好壞。因此，對現有教師進行校本培訓就顯得尤為必要。
8.教學場所的一致性
一體化教學的實施需要一體化教學場所，即既能滿足理論教學、又能滿足實習實訓教學的“一體化”場所。這種場所，必須把傳統教室和實訓教室合為一體，教學區與設備區同處一室，教室就是實訓室，實訓室就是教室。目前，我院興建了一批一體化教學場所，為一體化教學的實施提供了基礎。另外，一體化教學的實施工程中要逐步打破單純的課堂化教學環境，營造盡可能與工作實境接近的教學環境，實現學校環境與工作環境、學校文化與企業文化的融合，使學生在具有真實企業情境的校內實訓室提前感受企業的文化氛圍與工作要求。
9.教學資源的整合性
一體化教學的教學資源具有高度整合性，具體表現在教學大綱是合一的，是融理論與實踐教學為一體的教學大綱；教案是一體的，既有理論教學方面的設計，又有實踐教學的具體安排；教材是合一的，即理論與實訓教材是融為一體的；學生自主學習的學習資源是整合的，是同一門課程下的學習資源，而不是分屬于不同的課程 （即理論課程與實踐課程） 之下。
10.管理制度的協調性
一體化教學的實施或建設，是一項系統工程，需要多個與之相適應的管理制度來支撐。在制定一體化教學改革的實施方案的同時，務必從分析影響一體化教學的主客觀因素出發，系統規劃與改革其他管理制度，一體化教學才會有發展的張力與生命力，才能取得實際性的建設成效。
四、結束語
21世紀，科學技術是第一生產力。以培養面向一線應用型技能人才為己任的職業教育必須深化改革、加快發展，才能適應科技進步、社會發展。一體化教學也必須與時俱進、不斷完善，才能發揮其積極作用，培養出適應社會需要的高技能人才。
參考文獻
[1]楊敏，張甲杰.職業教育一體化教學的研究與思考[J].課外閱讀，2012.5.
[2]陳學玲，靳玉喜.高職“教、學、做”一體化課程建設研究與設計[J].華章，2012年第15期
【關鍵詞】機電一體化 現狀 發展方向
所謂的機電一體化就是機械、電子、控制、光學、信息、計算機等多種學科融合的新技術。機電一體化技術在現在的工業上應用的也越來越廣泛，機電一體化最早出現于1971年一家日本的雜志上，隨著機電一體化的迅猛發展，如今人們對機電一體化已經有了普遍的認知，機電一體化技術給機器賦予了人性化與智能化，使得機器不在那么的死板。本文綜合現今我國的技術對機電一體化的現狀與發展方向進行分析。
一、關于機電一體化的特點
（一）效率得到提高。機電一體化的產品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。新產品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機電一體化的產品通過自動控制的系統對機械進行控制，使機械規范的進行工作，可以精確的完成來自控系統設定的動作，從而得到最佳的操作，使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產的效率，也大大的提高了產品的質量。
（二）使用性能得到提高。機電一體化的設備基本上都是采用了程序控制和數字顯示的方式，操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經在逐漸的減少，這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。機電一體化的產品是以程序為根本，電子控制系統根據已設定好的程序進行指揮實現操作，系統支持重復操作。
（三）功能得到提高。機電一體化的設備具有復合功能并且得到了廣泛的應用，適用面也比較廣泛。原有的機械只具有單一的功能、單一的技術，機電一體化的設備技術不再是單純的只是單一技術，單一功能了，具有了復合的技術與功能，使得產品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。
（四）維護得到提高。機電一體化產品維護和調整都變的方便了很多，產品在進行安裝和調試的時候，是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。因此，更加的適應不同對象的需要以及現場的參數發生變化時的需求。機電一體化的的產品具有自動監視的功能和自動化檢驗的功能，可以在工作的過程中針對所出現的問題自動采取措施，使其恢復正常的工作狀態。
二、機電一體化產品的結構
（一）機電一體化產品的機械系統。機械系統主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。機械系統部分是實現產品功能最基礎的部分，因此對于機械的結構要求也就更高了，需要在材料、結構、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現產品的多功能、高效率、節能、可靠以及小型輕量等要求。
（二）機電一體化產品的動力系統。機電一體化產品的動力功能和能量都是由動力系統來完成的。動力的系統主要包括電、氣、液等一類的動力源，一般的都是以電力為主的，比如電源、驅動電路、電動機等。
（三）機電一體化產品的傳感與檢測的系統。機電一體化產品在運行中所需要的自身和外在環境的各種各樣的參數進行轉換，使其成為能夠測定的物理量，這個過程都是由傳感器完成的。而檢測的系統就是對這些物理量進行精確的測定，從而為機電一體化產品提供運行控制所需要的各個種類的信息。
（四）機電一體化產品的控制系統以及信息處理。為了滿足機電一體化產品的功能和要求，信息處理以及控制系統接收到了檢測和傳感系統發送的信息，然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策，對正在運行按照要求進行控制，達到控制的功能。在產品中，信息處理以及控制系統只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。
（五）機電一體化產品的執行機構。機電一體化產品的執行機構想要完成要求的動作，控制信息占據這重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成產品的主功能。 機電一體化產品的執行機構基本都是運動部件，經常性的采用電液、機械、氣動等機構。
三、機電一體化未來的發展方向
（一）機電一體化的智能化。機電一體化技術中一個重要的發展方向就是智能化。智能系統廣泛應用得到了機電一體化的研究建設的重視，最重要的應用體現在數控機床與機器人的智能化，以控制理論為基礎，融合了人工智能、計算機科學、運籌學、心理學、模糊學、混沌動力學等新的思想與方法，對人類智能進行模擬，致使新一代的產品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力，得已達到更高的控制目標，更好的為工業加強效率。
（二）機電一體化的模塊化。由于現在生產機電一體化產品的廠家與種類比較多，所以十分有必要研制和開發有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環境接口模塊。同時還需要制定各項標準，這樣可以方便各個部件，單元的匹配和接口。模塊化將會為機電一體化企業鋪墊一條暢通的大道。
（三）機電一體化的網絡化。網絡技術在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。機電一體化的新產品一旦問世，只要是擁有獨特的功能，并且可靠性比較高，質量能夠保證，相信很快就會風靡全球?，F在的網絡以及得到了普及，以網絡為基礎的各種遠程操控和監控技術正在興盛的時期，而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產品，因此機電一體化肯定也會向著網絡的方向發展。
（四）機電一體化的微型化。微型化興起于20世紀80年代末，是指機電一體化向微型化的方面發展，國外稱之為微電子，它的特點是體積小，耗能少，運動靈活。
四、小結
經過本文的分析，可以看出，機電一體化并不是一個孤立的個體，是一個由很多科學與領域交叉融合后的產物，隨著時代的發展以及生產力的需求，機電一體化的發展是必然的，因此機電一體化的技術將會有著廣闊的發展前景。
【關鍵詞】社會需求;機電一體化專業;教學改革
隨著機電一體化技術及其行業的發展，社會對機電一體化人才綜合素養提出了更高的要求，因此，學校所開展機電一體化專業教學在面臨著人才缺口矛盾的同時，也需要對傳統的人才培養方向、培養模式等作出改革，從而更好地應對社會需求給機電一體化專業教學帶來的沖擊。在此背景下，對社會需求導向下的機電一體化專業教學改革作出研究與探討，對于提升機電一體化專業人才培養質量、推動機電一體化技術與行業的發展都具有著重要的現實意義。
一、機電一體化專業人才培養需求
隨著機電一體化技術及其產業的發展，許多先進的現代技術都被應用到機電一體化領域中，這對于提升機電一體化技術的應用范圍與應用價值都具有著重要意義，同時也推動著機電一體化技術逐漸成為推動社會發展過程中不可或缺的重要力量。在這樣的背景下，機電一體化技術在社會生產中得到了越來越廣泛的應用，與此同時，社會對機電一體化人才的“質”、“量”要求也在不斷提升。從“量”方面來看，當前機電一體化已經成為了世界機械工業技術發展的重要方向，同時也是我國機械工業實現自身發展的必由之路，因此，人才緊缺成為了機電一體化專業人才培養必須面臨的問題。如智聯招聘在2015年6月了北京市對機電一體化專業人才需求的統計結果，即北京市對機電一體化人才的每月需求量為200多個，而這也僅僅是智聯招聘一個平臺對北京這一個城市所作出的人才需求統計，由此可見，當前社會對機電一體化人才具有著旺盛的需求;從“質”方面來看，機電一體化技術的發展必然要求機電一體化人才所具有的專業素養得到持續的更新，并且，由于機電一體化專業具有著極強的實踐性與技術性，因此，應用型、復合型人才成為了社會在機電一體化技術領域的主要需求，這也決定了學校所開展的機電一體化專業教育應當重視學生理論知識、實踐技能等共同構成的綜合素養的提升，只有如此，機電一體化專業教學才能夠與社會需求實現良好的對接。
二、社會需求導向下機電一體化專業教學改革方向
(一)以市場為導向開展專業設置。以社會需求為導向的機電一體化專業教學改革，要求專業設置工作能夠將應用型人才的培養作出核心要求，與此同時，專業需要體現出與市場的對接，特別是體現出與機電一體化產業基層一線人才職業素養需求的對接。為此，在專業設置中，學校需要對企業所提出的人才標準和人才需求作出充分的了解，并以此為依據對機電一體化專業作出戰略性的定位。當然，在專業設置中，學校也需要依托于自身的優勢資源體現出專業特色，也同樣是提升機電一體化人才就業競爭力的關鍵。
(二)理論與實踐結合理念下的課程體系構建。在機電一體化專業教學改革中，課程體系的構建也是對教學內容作出選擇與安排的過程，這對于學生到底掌握了哪些知識和能力產生著決定性的影響，為此，社會需求導向下的機電一體化專業課程體系構建，需要體現出與社會人才需求和崗位能力要求的要求。具體而言，機電一體化專業教學需要根據學生的專業素養層次將課程氛圍基礎課程、專業核心課程與素質拓展課程三個部分，并以理論課程的內容和進度來設置實踐性課程。其中，實踐性課程的目標應當定位于推動學生深化自身的理論知識體系并掌握一定的知識運用能力，當然，實踐性課程也需要重視社會需求的導向性。
(三)理論與實際并重的教學過程。由于機電一體化專業教學涉及到了廣泛的知識并體現出了極強的理論性與實踐性，因此僅僅通過開展理論教學，很難確保學生對機電一體化專業知識和能力作出系統性的、深度的掌握，并且在教學實踐中，如果僅僅重視理論學習，也會弱化機電一體化專業教學的吸引力，從而制約學生學習積極性和學習熱情的提升。當然，實踐教學的開展雖然能夠更好地調動學生學習興趣，并可以在提升學生職業素養方面發揮出重要的作用，但是實踐教學的開展也需要以理論教學的開展為基礎。由此可見，機電一體化專業教學過程中的理論教學與實踐教學缺一不可，為此，在機電一體化專業教學改革中，應當體現出教學場景的多元化、教學方法的多元化、教學手段與教學工具的多元化等，從而在踐行理論與實際并重這一原則的基礎上，推動學生專業素養適應社會對機電一體化專業人才提出的要求。
(四)以提升學生職業能力為出發點的教學計劃。在機電一體化專業教學改革中，教學計劃的制定對人才培養方向發揮著導向性的作用，因此，為了適應社會需求，機電一體化專業教學改革中教學計劃的重新制定必須體現出與社會需求的適應性。具體而言，在機電一體化專業教學計劃的制定中，學校需要重視對社會人才需求、崗位能力要求等作出調研，并圍繞這些內容做好教學大綱的設計、教學重點的安排、教學內容的確定以及考核體系的構建，確保教學的開展體現出系統性與連貫性，從而實現機電一體化教學計劃與社會對機電一體化人才需求的對接。
(五)產學結合的人才培養模式。推動學生進入企業參與生產實踐，是社會需求導向下的機電一體化轉教學改革的有效路徑，因此在機電一體化專業人才培養過程中，有必要實現教學模式的多元化發展，將課堂教學與產學結合結合起來，使學生能夠具有更多體驗真實工作環境、參與真實工作流程，并提升自身職業能力。對于社會企業而言，產學結合不僅能夠為自身提供更多的人才選擇，而且能夠使自身享受到學校所具有的科研優勢、師資優勢等，而對于學校而言，產學結合不僅能夠為機電一體化專業學生提供更多的實習機會，而且也能夠幫助自身解決實訓資源不足的問題，由此可見，產學結合主體具有著強烈的合作動機，并且能夠推動機電一體化專業教學改革適應社會需求。為此，學校有必要通過與社會企業進行優勢資源互換來積極尋求與社會企業開展深度合作的機會，從而實現學校教育與崗位教育的協同發展，并推動機電一體化專業人才職業能力的提升。
(六)雙師型的師資隊伍。師資隊伍綜合素養是提升機電一體化專業教學質量的重要保障，而機電一體化專業所具有的實用性、實踐性等，對教師隊伍所具有的理論知識和實踐能力都提出了較高的要求。為了適應社會對機電一體化專業應用人才的需求，在教師隊伍建設中，必須重視教師技能水平的提升，只有如此，機電一體化教師隊伍所具有的綜合素養才能夠適應機電一體化專業人才的培養需求，構建一支優質的雙師型隊伍是社會需求導向下機電一體化專業教學改革的關鍵。作為機電一體化專業教師，需要做到理論教學與技能教學的結合，并在教學內容、教學方法等多個方面體現出對社會需求的針對性，而雙師型師資隊伍的構建，也要求學校能夠為教師提供更多到社會崗位進行鍛煉和學習的機會，推動教師實現自身專業技能與自身理論水平的協同提升。當然，教師本身也應當樹立學習意識，重視在教學過程中與學生實現共同成長。
【參考文獻】
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Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.
關鍵詞: 機電一體化;接口技術;人機接口;機電接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
機電一體化系統是機械、電子和信息等各種技術融合為一體的綜合系統,其構成要素與子系統之間的接口部分就顯得極為重要。在機械系統和電子系統各種技術的復合過程中,接口技術很重要,機電接口技術是解決如何把機電及相關領域技術有機地融為一體,從而設計出最優的機電一體化產品的研究領域,其性能的好壞對整個系統的綜合性能起著決定性作用。
1機電一體化系統的設計
在早期的機電一體化系統中,機械部分的設計是系統設計的中心。電能僅用于驅動,為系統提供動力。利用直流電動機的變速功能雖然可以簡化機械系統的傳動結構,但因為無法控制運動部件的行程,因而程序自動化仍然是系統控制設計的主要目標。驅動電動機不再是機械運動鏈的起點,而成為聯結機械運動和動力以及控制的接口。機電一體化系統設計已從“純”機械的設計延伸到控制領域。計算機、數字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統設計師不可或缺的知識基礎。信息技術和軟件設計已經成為表達系統設計思想和協調自動化工作的重要工具。機電一體化技術是一個不斷發展和完善的過程。產品精度和生產效率對機電一體化系統提出了不斷改進伺服驅動性能和發展控制算法的要求,而性能優良的伺服驅動既拓展了機械系統的功能、簡化了傳統的機構,又要求機械系統具有合理的慣量和更好的系統動態性能。傳感器的在線監測確保了系統安全可靠的運行,反饋的信息通過閉環確保了先進控制理論的實現和產品的質量要求。機、電、信息的密切交叉已經使機電一體化系統中各部分的互相聯結和影響成為設計必須綜合考慮的重要內容。機電接口技術作為機電一體化設計的核心已經受到專家和學者越來越多的關注。
2機電接口技術的內涵
機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統,其子系統之間的接口極為重要,從某種意義上說,機電一體化系統設計就是接口的設計。但現在對于機電接口技術的研究較少,通過對機電一體化系統進行總結和歸納,我們提出了機電接口技術的概念,形成了如下幾點認識。
2.1 機電接口技術的內涵機電接口技術是一門新興的技術,它研究機電一體化系統中各組成部分(子系統)和各組成技術之間的接口問題。研究這門技術是為了更有效地進行系統中信息能量的交互,融合各種技術,實現機電一體化系統最優化設計。
2.2 機電一體化系統接口(簡稱機電接口)的功能機電接口傳遞和轉換信息和能量,并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統之間或人與機電一體化系統之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統信息交互、轉換、調整的方法和過程,協調和綜合機電一體化組成技術,使各子系統集成并融合為一個整體,實現新的功能。
2.3 機電接口的分類①人―機接口。人與機電一體化系統之間的接口,通過此接口,可以監視系統的運行狀態,控制其運行過程,即通過人―機接口能夠使系統按照人的意志進行工作。人-機接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動力接口。動力源連接到驅動系統的接口,為驅動系統提供相應的動力。根據系統所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等,動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點,能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統到驅動系統、驅動系統到傳感器、傳感器到控制系統。智能接口的應用情況相對比較復雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉換各種信息,按照不同技術的要求改變信息形式,使不同的子系統、不同的技術能夠集成在一起,形成完整的系統。通常,智能接口是軟件表現出的功能連接。④機―電接口。執行機構與驅動系統和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執行機構所需的信號,或將執行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。
3機電接口技術對機電一體化發展的影響
社會需求推動機電一體化技術的發展。當傳統的機械技術無法滿足日益增加的社會需求時,機械技術與電子技術、信息技術等結合形成的機電一體化技術就成了機械技術發展的必然。相應的系統內部的接口也就變得越來越復雜。機電一體化技術的各組成技術的研究已經進行得非常深入且日趨成熟,同時,人們也意識到單純發展和研究各組成技術并不能保證機電一體化系統的最優化。而機電接口技術正為它們提供了一種有效的方法來進行系統研究,并將系統設計、集成和融合理論應用到實際的設計當中。目前,機電一體化正在向著智能化、模塊化、網絡化等方向發展,智能化必然要求系統各部分的結合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準確。從機電一體化發展方向對機電接口技術的要求來看,機電接口技術的研究與發展已經成為必然,同時,機電接口技術的研究與發展也必然對機電一體化技術的發展起促進作用。
4結論
機電一體化系統是機械系統不斷融合各種新技術、新知識發展起來的。因此,從機械技術發展起來的機電一體化技術的復雜性和多學科性就決定了此技術的研究重點是各種技術在機械技術上的融合與創新。機電接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題,使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,使系統各部分有機的結合在一起,形成完整的系統。機電接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要。同時機電接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展,促進機電一體化系統理論的發展。
參考文獻:
[1]李運華等.機電控制.北京:北京航空航天大學出版社,2008.
