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時間：2023-08-17 15:54:14
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中圖分類號：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0029-01
機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)來完成機(jī)械設(shè)計(jì)和研究的過程。是對傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的改革和創(chuàng)新，擁有很大的發(fā)展前景。因?yàn)闄C(jī)械系統(tǒng)是一個系統(tǒng)，是由各個機(jī)電部件組成，所以每一個部分都要做到精細(xì)，互相協(xié)調(diào)配合而達(dá)到系統(tǒng)的高效科學(xué)。
1 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的相關(guān)概念
機(jī)電一體化系統(tǒng)是由多個信息處理系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)配合所組成的，所以對信息的處理和反應(yīng)非常之快，因?yàn)橄到y(tǒng)存在多個分支。機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)相比有很大差別，傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)沒有計(jì)算機(jī)的控制部分，而機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)就是以計(jì)算機(jī)為中心樞紐，組織機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)開發(fā)和運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)代的機(jī)電一體化系統(tǒng)就是利用仿生技術(shù)、微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化和快速應(yīng)變能力，是現(xiàn)代高科技手段在機(jī)械制造行業(yè)的推廣和應(yīng)用，具有非常大的市場價值。
2 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
2.1 高精度
機(jī)電一體化產(chǎn)品最重要的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)的基本原則就是高精度。只有機(jī)電產(chǎn)品的精度符合設(shè)計(jì)要求，才能把自身的優(yōu)勢更好的應(yīng)用在生產(chǎn)中。如果機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)不夠精確，會造成機(jī)電產(chǎn)品不合格的情況發(fā)生。機(jī)電一體化產(chǎn)品的零部件尺寸是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸是判斷機(jī)電一體化產(chǎn)品精度是否合格的重要評判標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 智能化
機(jī)電產(chǎn)品的智能化又稱快速反應(yīng)性是機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的主要特征，它可以自由的應(yīng)對突發(fā)狀況并減少反應(yīng)時間，哪怕是臨時修改設(shè)計(jì)內(nèi)容，因?yàn)闄C(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)的各個部分是獨(dú)立工作的，所以不會因?yàn)橐粋€子系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法運(yùn)行。從系統(tǒng)接收信息指令的那一刻開始，智能化系統(tǒng)就以非?？斓乃俣认驒C(jī)械的各個部分傳達(dá)并工作。
2.3 穩(wěn)定性好
機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性可以有效增加其使用壽命和效率，穩(wěn)定性好的產(chǎn)品性能參數(shù)就高，穩(wěn)定性差的產(chǎn)品性能參數(shù)就低，所以保證穩(wěn)定性非常重要。因?yàn)橐粋€機(jī)械系統(tǒng)的子系統(tǒng)非常之多，所以要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就要降低機(jī)械振動的頻率和摩擦系數(shù)，再三確認(rèn)零部件的尺寸選擇，整體上向著小型化和輕量化的方向發(fā)展。
3 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟
3.1 動力元件的設(shè)計(jì)
動力元件傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的重要組成成分，機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)動力元件是由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，為各種機(jī)械傳導(dǎo)部位提供動力和支持。動力元件主要包括發(fā)電機(jī)等可以提供動力的機(jī)電設(shè)備，隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的動力元件將更加智能化和自動化，不需要浪費(fèi)人力資源。
3.2 傳動元件的設(shè)計(jì)
傳動元件在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中起著傳導(dǎo)的作用，它將計(jì)算機(jī)的命令信號翻譯成機(jī)器可以讀懂的語言，指導(dǎo)其進(jìn)一步工作。傳動元件包括兩個方面：傳動機(jī)和轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的變換器。傳動機(jī)的精度較高，體積小、重量輕、噪音低，還可以滿足機(jī)械系統(tǒng)的伺服性能，是穩(wěn)定性非常好的傳動元件。
3.3 機(jī)械系統(tǒng)的性能分析
機(jī)械系統(tǒng)的性能分析是動態(tài)特征與靜態(tài)特征的總和，通過建立數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)表達(dá)式來真實(shí)反映機(jī)械系統(tǒng)的性能。設(shè)計(jì)系統(tǒng)各個部件運(yùn)動參數(shù)、關(guān)系和結(jié)構(gòu)，確定零件的精確度、材料和結(jié)構(gòu)。選擇其他部件、原件，配置系統(tǒng)阻尼等等都隸屬于機(jī)械系統(tǒng)的性能。這些機(jī)械系統(tǒng)的性能決定著機(jī)械產(chǎn)品的功能質(zhì)量參數(shù)，機(jī)械性能好的產(chǎn)品使用壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量好，靈敏度高、機(jī)械的耐磨損狀況良好，可長期使用。
4 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的改進(jìn)措施
4.1 改良設(shè)計(jì)思想
要積極改良機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想，隨著時代的進(jìn)步而不斷進(jìn)步，努力學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化”和“電子化”的有機(jī)結(jié)合之后，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動化，減少人力資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。設(shè)計(jì)方案主要是由全部設(shè)計(jì)人員進(jìn)行策劃和實(shí)施的，所以設(shè)計(jì)人員的才能和設(shè)計(jì)理念會很大程度上影響機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。
4.2 加大經(jīng)費(fèi)投入
真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，最基本要做的就是加大經(jīng)費(fèi)投入，不論是科研經(jīng)費(fèi)還是后期的維修經(jīng)費(fèi)都要持續(xù)不斷的供給?？赡軓谋砻嫔蟻砜?，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的過程需要龐大的資金和各種各樣先進(jìn)的技術(shù)，但是一旦實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)，所節(jié)省的人力，創(chuàng)造的財(cái)富都是無法衡量的。
5 結(jié)語
無論是現(xiàn)在還是將來，機(jī)械自動化都將成為行業(yè)發(fā)展的大趨勢，機(jī)械的智能化將會成為行業(yè)的最終選擇，本研究分析了機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的基本含義、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的基本原則、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟等基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并且提出了加大經(jīng)費(fèi)投入和改良設(shè)計(jì)思想等措施來提高機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，希望可以為機(jī)械行業(yè)的發(fā)展建言獻(xiàn)策，為祖國的未來添磚加瓦。
中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
機(jī)電一體化是社會生產(chǎn)力發(fā)展的產(chǎn)物，也是多門學(xué)科交織發(fā)展的成果。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化在發(fā)展過程中，將會融入越來越多的高科技，從而推動技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。在對機(jī)電一體化的應(yīng)用進(jìn)行分析，對其發(fā)展?fàn)顟B(tài)要進(jìn)行細(xì)致的分析，發(fā)現(xiàn)其發(fā)展過程中存在的問題。在今后的工作中，對機(jī)電一體化存在的問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究和采取措施進(jìn)行解決。使機(jī)電一體化更好更快的發(fā)展，從而提高其技術(shù)含量，在各個領(lǐng)域中作出更大的貢獻(xiàn)。
1、機(jī)電一體化的概述
機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)融合而成，是一種實(shí)用性很強(qiáng)的綜合技術(shù)[1]。機(jī)電一體化是一種全新的綜合技術(shù)，不是將若干種新技術(shù)隨意組合與拼湊出來的技術(shù)。機(jī)電一體化主要有兩個方面：技術(shù)和產(chǎn)品。機(jī)電一體化的產(chǎn)品的特征之一是具有非常強(qiáng)的智能化。當(dāng)前很多的自動化生產(chǎn)設(shè)備都離不開機(jī)電一體化，傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)的競爭優(yōu)勢主要來依靠企業(yè)的發(fā)展規(guī)模、生產(chǎn)量以及調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，它加強(qiáng)資源的利用率，通過降低成本提高產(chǎn)量和效率以提高經(jīng)濟(jì)效益。以機(jī)器代替人力，從而轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。
現(xiàn)代先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)主要以信息為導(dǎo)向，采用先進(jìn)的生產(chǎn)模式、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)以及先進(jìn)的現(xiàn)代管理模式。其主要特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化等[2]?，F(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，將現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)融入其中，充分利用當(dāng)前發(fā)展迅猛的信息技術(shù)，從而進(jìn)一步提高制造業(yè)的發(fā)展水平。
2、機(jī)電一體化的應(yīng)用
2.1數(shù)控機(jī)床
我國的數(shù)控機(jī)床數(shù)量位于世界之首，其生產(chǎn)量飛速增長，位居世界第三。一個國家機(jī)床技術(shù)的水平主要在于其數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的高低。當(dāng)前，我國生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)市場占有31%的份額，其余部分主要被國外產(chǎn)品所占據(jù)，我國的高端數(shù)控機(jī)床主要依賴于進(jìn)口。通過多年的不懈努力，當(dāng)前我國的數(shù)控機(jī)床一體化技術(shù)已趨于成熟，但整體實(shí)力及水平與國外相比，仍處于劣勢。我國的數(shù)控機(jī)床在未來的發(fā)展中，加強(qiáng)檢測道具破損、物料搬運(yùn)以及機(jī)械手動控制，從而提高數(shù)控機(jī)床的利用效率[3]。
2.2自動生產(chǎn)線
自動生產(chǎn)線也是機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展方面。當(dāng)前我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，各種自動化生產(chǎn)線和設(shè)備運(yùn)用于生產(chǎn)中。各類飲料食品的生產(chǎn)均運(yùn)用自動化生產(chǎn)線和設(shè)備，生產(chǎn)量得到極大的提高。電子技術(shù)和傳感技術(shù)也應(yīng)用自動生產(chǎn)線，例如可編程序的控制裝置、人機(jī)界面系統(tǒng)等，均應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)。
2.3機(jī)器人
機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的一個重要成果是機(jī)器人。機(jī)器人的發(fā)明是二十世紀(jì)科技發(fā)展的結(jié)果。一個國家的綜合技術(shù)水平，可以根據(jù)這個國家機(jī)器人的建設(shè)以及發(fā)展的水平得出答案。在當(dāng)前的生產(chǎn)發(fā)展中，機(jī)器人在許多工業(yè)領(lǐng)域得到運(yùn)用，對我國的軍事、醫(yī)療等各類服務(wù)事業(yè)發(fā)展起到重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)影響著人們的生活和工作。機(jī)器人的技術(shù)融合許多方面的技術(shù)，其中包括自動控制、電子計(jì)算機(jī)、微電子、人工技能、通訊等方面的技術(shù)，這些技術(shù)融合。機(jī)器人可以運(yùn)用于很多領(lǐng)域之中，完成很多繁雜的工作，提高工作效率和效益，為社會的發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。
3、機(jī)電一體化發(fā)展的趨勢
3.1引入光學(xué)技術(shù)
普通的機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由傳感、能源、信息處理系統(tǒng)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)等相關(guān)不見構(gòu)成。隨著科技的發(fā)展，光學(xué)技術(shù)逐漸引入于機(jī)電一體化系統(tǒng)之中。引入光學(xué)技術(shù)的機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感、動力、信息處理等系統(tǒng)得到進(jìn)一步的改進(jìn)，未來機(jī)電產(chǎn)品朝著光機(jī)電一體化而發(fā)展。
3.2自律分配系統(tǒng)
未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)更加的靈活和方便，更夠快速的處理突發(fā)事件，被稱為“自律分配系統(tǒng)”。在此系統(tǒng)之中的各個系統(tǒng)，均能互相獨(dú)立進(jìn)行工作，分支系統(tǒng)服務(wù)與總系統(tǒng)，并擁有其“自律性”?？梢愿鶕?jù)具體的情況，作出相應(yīng)的反應(yīng)。其特點(diǎn)在于，系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境的變化生成屬于自己的有關(guān)信息，在總的控制之下，改變自己的“行為”。這樣的處理方式，使系統(tǒng)更加的靈活，能夠快速的適用環(huán)境，從而提高工作效率。
3.3智能化
隨著機(jī)電產(chǎn)品的“全息”功能越來越強(qiáng)，其只智能化水平逐漸提高。模糊、信息技術(shù)以及軟件、芯片技術(shù)的快速發(fā)展，推動了機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展。其內(nèi)部系統(tǒng)從最初的上下結(jié)構(gòu)已經(jīng)變成一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從而使其愈加智能化。
3.4環(huán)?；?/p>
人類的發(fā)展必須以保護(hù)環(huán)境為前提，環(huán)保化，是高科技發(fā)展的的根本也是最終追求。隨著社會的快速發(fā)展，所消耗的資源越來越多，在這樣的發(fā)展情況之下，如何進(jìn)行資源回收再利用，提高資源的利用率，減輕環(huán)境污染，是今后生產(chǎn)發(fā)展需要重視的課題。因此，要求在運(yùn)用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，都要將環(huán)保因素納入其中。機(jī)電一體化技術(shù)朝著環(huán)?；l(fā)展，有利于社會可持續(xù)發(fā)展。
3.5網(wǎng)絡(luò)化
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行良好的融合，從而進(jìn)一步提高其技術(shù)含量。隨著網(wǎng)絡(luò)時代的帶來，人們的生產(chǎn)和生活發(fā)生了很大的變化，生產(chǎn)、教育、科技、軍事等均因?yàn)檫\(yùn)用網(wǎng)絡(luò)而進(jìn)一步發(fā)展。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的終端設(shè)備是以機(jī)電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備，而當(dāng)前遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展積極引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因此，機(jī)電一體化技術(shù)想要與時俱進(jìn)，進(jìn)一步提高其競爭、創(chuàng)新力，需要引入網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)資源共享，提高其科技含量。
結(jié)束語
機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展是社會發(fā)展到一定階段得出的產(chǎn)物，進(jìn)一步運(yùn)用于社會各行業(yè)的發(fā)展之中，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，不斷的推進(jìn)社會的發(fā)展。在發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)的過程中，要注意將更過的先進(jìn)技術(shù)融入其中，提高其技術(shù)含量。在發(fā)展的同時，要注意其環(huán)保性，將環(huán)保元素融入其中，從而和諧可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
引言
在現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中，最大程度的推進(jìn)各個學(xué)科之間的交叉和滲透，致使工程領(lǐng)域中技術(shù)革命和改造。在機(jī)械工程這個領(lǐng)域中，微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的向前發(fā)展，以及其機(jī)械工業(yè)中逐漸滲透出來的“機(jī)電一體化”，將機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成和功能、生產(chǎn)加工方式，以及這一列流程的答理體系都在發(fā)生著巨大的變化，是機(jī)械工業(yè)從傳統(tǒng)的機(jī)械電氣化邁向機(jī)電一體化為主要特征的新臺階。
一、機(jī)電技術(shù)概述
(一)機(jī)電技術(shù)發(fā)展歷程
自從經(jīng)濟(jì)數(shù)控機(jī)床走進(jìn)我們的視線開始，就證明了機(jī)電技術(shù)的歷史開始書寫；電子技術(shù)注入機(jī)電技術(shù)新的發(fā)展活力和空間；PLC等機(jī)械技術(shù)的快速發(fā)展，其為機(jī)電技術(shù)的成熱提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；模糊技術(shù)、激光技術(shù)和智能化的而技術(shù)等高新技術(shù)促使機(jī)電技術(shù)跨上新的臺階。
(二)機(jī)電技術(shù)發(fā)展的主要特征
機(jī)電技術(shù)其實(shí)是一門新興的發(fā)展中的邊緣學(xué)科，其代表機(jī)械工業(yè)的技術(shù)革命的發(fā)展方向。自從進(jìn)入1960年以來，大量剛剛形成的高新技術(shù)群體逐漸的走向經(jīng)濟(jì)、軍事與社會生活中的各個領(lǐng)域，并且深入的滲透，以大規(guī)模的的形式向現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)化變革。對于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，其有效的推動了機(jī)械生產(chǎn)革命的發(fā)展，同時也促進(jìn)了人類的進(jìn)步。在機(jī)械工程方面，微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，以及二者向機(jī)械工業(yè)中滲透而逐漸形成的機(jī)電技術(shù)，促使機(jī)械工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)方式和答理發(fā)生變化，使工業(yè)化的生產(chǎn)從機(jī)械電器跨入到機(jī)電技術(shù)為主要特征的階段。機(jī)電發(fā)展到現(xiàn)在，仍然是自身體系所形成的新型學(xué)科，但是伴隨現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，被注入了新的內(nèi)容。其最基木的特征我們可以概括為：綜合運(yùn)用微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感測控技術(shù)、信息變換技術(shù)接口技術(shù)和軟件的編程技術(shù)等群體性的技術(shù)。依據(jù)機(jī)電系統(tǒng)的功能目標(biāo)與優(yōu)化的組合型的目標(biāo)，對各個功能單元的合理配置和布局，會在功能上體現(xiàn)數(shù)量多、質(zhì)量高、可靠性高以及低消耗的價值意義，并且導(dǎo)致整個工程技術(shù)的系統(tǒng)的優(yōu)化。
二、機(jī)電技術(shù)未來發(fā)展
(一)光機(jī)電技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用
光學(xué)技術(shù)的引用，對于光學(xué)技術(shù)先人的優(yōu)勢的發(fā)展實(shí)現(xiàn)來說，可以有效的改進(jìn)機(jī)電技術(shù)中傳感系統(tǒng)、動力系統(tǒng)(能源系統(tǒng))與信息的處理系統(tǒng)，光電技術(shù)的推廣對于機(jī)電產(chǎn)品是一個重要的發(fā)展趨勢。
(二)柔性化的自律的分配系統(tǒng)化
在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的未來前景里，執(zhí)行和有效的控制系統(tǒng)是有充足的冗余度，并且有很強(qiáng)的柔性，對于處理突發(fā)事件，其能進(jìn)行較好的解決設(shè)計(jì)，所以，被設(shè)計(jì)成為自律分配系統(tǒng)。在自律分配系統(tǒng)的運(yùn)作環(huán)節(jié)中，各個相關(guān)子系統(tǒng)是完全可以獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)之間又是為同一個總系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)的，并且有自身獨(dú)立的自律性，可以依據(jù)周圍環(huán)境的改變而作出相應(yīng)的對策反應(yīng)。
(三)智能化的全息系統(tǒng)化
在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展全息性的特點(diǎn)表現(xiàn)的越來越明顯，智能化水平也在逐漸的提高。這種趨勢的發(fā)生主要?dú)w功于模糊技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，其別重要的是信息技術(shù)中的軟件和芯片技術(shù)。不但如此，機(jī)電技術(shù)系統(tǒng)中的層次化結(jié)構(gòu)也有原有的簡單模式轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的、比較多的冗余度雙向聯(lián)系。智能化的發(fā)展對于二十一世紀(jì)機(jī)電技術(shù)發(fā)展來說是一個方向性的改變。
(四)仿生物系統(tǒng)化的生物軟件化
在日后機(jī)電技術(shù)的裝置對于信息依賴性會逐漸增強(qiáng)，并且在結(jié)構(gòu)上也是處于靜態(tài)時的，但是又有其不穩(wěn)定性，相反的是其動態(tài)工作環(huán)境中卻屬于相對穩(wěn)定的。這種現(xiàn)象類似于活生物，機(jī)電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品走向涵蓋生物系統(tǒng)化，但是想走好這條道路還需要一段漫長的時間。
(五)微型化的微型機(jī)電化
在半導(dǎo)體的器件制造的利用過程當(dāng)中的蝕刻技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)成功的在實(shí)驗(yàn)室中制造出來了亞微米級機(jī)械元件。在實(shí)際產(chǎn)品中體現(xiàn)這一技術(shù)，就可以將機(jī)械部分與控制器進(jìn)行區(qū)分了。這時候機(jī)械與電子就可以相互融合，傳感器、機(jī)體、CPU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等集成為一個整體，體積也會有所減小，并且組成了一種自律元件，這種微型的機(jī)械學(xué)也是機(jī)電技術(shù)的發(fā)展新方向。
(六)系統(tǒng)化
機(jī)電技術(shù)的系統(tǒng)化主要體現(xiàn)在系統(tǒng)體系的結(jié)構(gòu)采用開放式與模式化為主的總線結(jié)構(gòu)，機(jī)電技術(shù)系統(tǒng)的組態(tài)可以靈活的掌握。
(七)機(jī)電一體化技術(shù)的可能性分析
計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)首先為進(jìn)行人機(jī)對話提供廠可能性，人工智能的進(jìn)展又使機(jī)器能對人的各種要求和干頂做出反應(yīng)并加以適應(yīng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的誕生則使機(jī)器與人友好從理想逐漸成為現(xiàn)實(shí)。眾所周知，機(jī)電一體化系統(tǒng)追求機(jī)器與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的有機(jī)融合。由于有計(jì)算機(jī)，它能與人進(jìn)行各種層次的對話。它具有不同程度的智能，有必要的傳感器和靈活的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此機(jī)電一體化系統(tǒng)有可能適應(yīng)人的要求，做到與人友好。
三、機(jī)電技術(shù)發(fā)展性策略
可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行剪裁與任意組合，與此同時實(shí)現(xiàn)多個子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制與綜合性的答理。第二個表現(xiàn)就是通信功能增強(qiáng)，不但使用了R S737，還包括其他通信功能，例如：R S485和DCS人格化。在未來幾點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展道路上，將更加注重對機(jī)電產(chǎn)品和人之間的人性化的關(guān)系，機(jī)電技術(shù)人格化具有兩方面的含義：第一，機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的推廣銷售方向面向的對象就是人，在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品人性化中的職能、人性和情感方面也得到高度的重視，特別是家用的機(jī)器人，其智能化的、高層境界就是機(jī)電技術(shù)的人機(jī)一體化；第二，模仿生物的機(jī)理而進(jìn)行的各種類型的機(jī)電一體化的研究和制造。但是事實(shí)卻是大多數(shù)的機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品是根據(jù)生物的生理活動的啟發(fā)，根據(jù)思路的延伸而研發(fā)制造出來的。
所以，機(jī)電技術(shù)中的技術(shù)與產(chǎn)品這兩個方面。僅僅是機(jī)電技術(shù)在上文所提及的群體性的技術(shù)有機(jī)的融合在一起的一種綜合性的技術(shù)，而不單單是機(jī)械技術(shù)，微電子技術(shù)和其他的相關(guān)技術(shù)之間的簡單組合或者是拼湊，這就是機(jī)電技術(shù)和機(jī)械加上電氣所形成的組合機(jī)械電氣化之間的在概念上的根木區(qū)別。
四、機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展性策略
第一，加強(qiáng)機(jī)電技術(shù)統(tǒng)籌的安排，進(jìn)行協(xié)調(diào)性的發(fā)展計(jì)劃；第二，強(qiáng)化機(jī)電行業(yè)的行政答理，發(fā)揮協(xié)調(diào)的作用力；第三，對發(fā)展環(huán)境和支持力度的增大等進(jìn)行的優(yōu)化措施；第四，重點(diǎn)發(fā)展對象的突出培養(yǎng)，兼顧兩個層次：第一個層次，表面上的工作，也就是電子信息技術(shù)針對傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)所進(jìn)行的改造工作，這是在傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備基礎(chǔ)上植入或者是嫁接微電子(即計(jì)算機(jī))裝置，促使電子技術(shù)與機(jī)械在淺層次上相結(jié)合。第二個層次，工作方面的提高，也就是在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的初始設(shè)計(jì)階段，就將電子技術(shù)和機(jī)械二者相結(jié)合考慮，所生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品就是
真正意義上的機(jī)電技術(shù)。
結(jié)語
對機(jī)電技術(shù)了解到機(jī)電一體化不是孤立存在和發(fā)展的，而是伴隨著很多學(xué)科技術(shù)的研究結(jié)晶，這是社會生產(chǎn)力在一定的歷史階段下的必然要求的體現(xiàn)。機(jī)電一體化不但包含著科學(xué)技術(shù)，還融合著技術(shù)交叉和滲透，是機(jī)電技術(shù)得到光明的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)：
[1]曹強(qiáng). 論機(jī)電技術(shù)發(fā)展[J]. 科技與企業(yè),2013,17:304.
中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
引言：
機(jī)電一體化是當(dāng)今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階段。也是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物，是以計(jì)算機(jī)為主要特征的自動化技術(shù)。如果說機(jī)械系統(tǒng)處理的對象是運(yùn)動、力、物質(zhì)和能量，電子系統(tǒng)處理的對象是信息和知識，則機(jī)電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能，而且還有處理信息和知識的能力。
1.機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容含義
1.1機(jī)器的構(gòu)造及工作原料
生產(chǎn)機(jī)器的構(gòu)造一般都是由主體部位的發(fā)動機(jī)、曲柄連桿、配氣、起動、傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等構(gòu)成，要提高機(jī)器的工作效率，必須從其主體部位改善性能、減輕質(zhì)重和提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度等方面考慮。而傳統(tǒng)機(jī)器產(chǎn)品一般以鋼鐵材料為主，已經(jīng)不具備很強(qiáng)的市場競爭能力。要想改進(jìn)機(jī)器的效率不但要從結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)該多考慮利用非傳統(tǒng)鋼鐵材料為主的生產(chǎn)概念，如用非金屬復(fù)合材料，或者更高層次的金屬材料。當(dāng)機(jī)器主體重量減輕了，方能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的功率的最大化，減少不必要的能量消耗，提高機(jī)器的工作效率。
1.2提高弱電控制線路
提高弱電控制線路關(guān)鍵在于提高部件間的綜合性能，可從電機(jī)、傳感器、信息處理設(shè)備、軟件等方面進(jìn)行提高。
驅(qū)動機(jī)最為廣泛使用的是電機(jī)，但其工作效率及響應(yīng)速度還存在著諸多間題。我們面對此類問題要更為全面的發(fā)展新型的驅(qū)動單位，如驅(qū)動單元中裝了編碼器的電機(jī)以及控制專用組件、傳感器等多位一機(jī)的伺服驅(qū)動單元。
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(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。目前，對外部信息傳感器來說主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
微型計(jì)算機(jī)作為信息處理設(shè)備的主要設(shè)備，大大推進(jìn)了機(jī)電技術(shù)應(yīng)用與微電子學(xué)的進(jìn)步。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電技術(shù)應(yīng)用，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性、準(zhǔn)確性、快速性等特點(diǎn)，最大程度的提高處理速度，并解決好抗干擾及其它可能出現(xiàn)的問題。除此之外，在與信息處理設(shè)備進(jìn)去通信時，必須規(guī)范數(shù)據(jù)傳遞的格式，采用同一標(biāo)準(zhǔn)，這樣不僅有利于信息傳遞和后續(xù)維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)流程。培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才，除低開發(fā)成本、開發(fā)高速傳遞方式，以便解決日后更為大容量化的機(jī)器運(yùn)作能力。
2.機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
2.1機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
2.2傳感技術(shù)
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(guān)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(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
2.3信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
2.4驅(qū)動技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動單元。
2.5接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
2.6軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
3.1智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
3.2系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
3.3微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。
3.4模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
3.5網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
3.6綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
4.結(jié)束語
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞] 機(jī)電一體化；電子技術(shù)；機(jī)電技術(shù)；定位控制
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 072
[中圖分類號] TP311 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）07- 0152- 03
0 前 言
幾十年以來，高新技術(shù)推動了遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展并取得了巨大進(jìn)步，其發(fā)展趨勢和主要特征如下：①具有比較明顯的機(jī)電化屬性。而更為重要的是其改變了以往的純C械屬性。②高新技術(shù)帶來嶄新的生命力。遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)在高新技術(shù)推動下成為多種技術(shù)的綜合體。③我國遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)技術(shù)以機(jī)電融合技術(shù)為基礎(chǔ)。自動化、自主化和智能化是我國遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)發(fā)展的方向。 在機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)與電子技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的條件下，機(jī)電一體化技術(shù)成為一種最新的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程和工業(yè)產(chǎn)品的整體優(yōu)化。遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)晶，它結(jié)合了機(jī)械、微電子與計(jì)算機(jī)、精密機(jī)械、自動控制與驅(qū)動裝置、傳感器及信息處理技術(shù)、人工智能等多個學(xué)科領(lǐng)域的最新科研成果。
1 國內(nèi)外機(jī)電一體化發(fā)展?fàn)顩r
1.1 發(fā)展概述
機(jī)電一體化起源于日本，伴隨著電子信息技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品滲透的過程中產(chǎn)生了機(jī)電一體化，其發(fā)展大致分為三個階段。
初級階段即20世紀(jì)前期是第一階段。在第一階段期間，由于初步發(fā)展的電子技術(shù)對機(jī)械產(chǎn)品的性能的優(yōu)化。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，為適應(yīng)戰(zhàn)爭的迫切需要，電子技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了純機(jī)械產(chǎn)品的性能，在戰(zhàn)爭結(jié)束后，與軍用技術(shù)相結(jié)合的機(jī)電技術(shù)轉(zhuǎn)為民用，此新興技術(shù)加速了戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)。那個時期研制及開發(fā)整體上處于自發(fā)階段。因?yàn)楫?dāng)時的電子技術(shù)發(fā)展水平還不是很高，電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)還不能很好的結(jié)合與滲透，導(dǎo)致已開發(fā)的產(chǎn)品不能得到大量快速地推廣。
20世紀(jì)中后期為第二階段，機(jī)電技術(shù)得到迅猛發(fā)展。這一階段，控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展又為機(jī)電一體化的快速發(fā)展埋下深基。除此之外，機(jī)電一體化的發(fā)展以大規(guī)模型和超大規(guī)模的微型 PC 和集成電路為中心。該時期的特點(diǎn)：①機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品快速發(fā)展；② mechatronics 一詞起源于日本，該詞直到20世紀(jì)80年代末才在世界范圍內(nèi)被廣泛承認(rèn)；③機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品均受到各國的關(guān)注和支持。
20世紀(jì)末期，機(jī)電一體化技術(shù)邁向智能化方向舞臺。發(fā)展出微機(jī)電一體化和光機(jī)電一體化等新分支領(lǐng)域；與此同時，開創(chuàng)了以光纖技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域推動的發(fā)展新紀(jì)元。諸多研究促進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)一步發(fā)展并更加完善。
1.2 機(jī)電一體化裝置主要完成功能及組成
凡是系統(tǒng)，其內(nèi)部都有動力、檢測、控制等功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)動力和運(yùn)動的轉(zhuǎn)換和傳遞，動力功能是向系統(tǒng)提供動力，能量應(yīng)與動力和運(yùn)動的傳遞和轉(zhuǎn)換相匹配。使系統(tǒng)得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對整個系統(tǒng)的內(nèi)部信息、外部信息加工處理，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)其工作目的。機(jī)電一體化裝置及系統(tǒng)由以機(jī)械部分、信息檢測控制部分和驅(qū)動單元等為主體部分組成，如圖1所示。
此系統(tǒng)在電動驅(qū)動方式下，利用部分信息處理指令，規(guī)定的運(yùn)動即可在驅(qū)動執(zhí)行部分作用下完成。檢測部分將檢測到的信息送回信息處理與控制部分，作為發(fā)送信息的依據(jù)。傳動部分由光桿、滾珠絲杠副組成，驅(qū)動部分由電機(jī)組成，信息處理和控制部分作為信息處理和控制的核心，它將傳感器檢測的信號，根據(jù)一定的算法，對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行存儲、變換等處理，并通過接口向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令，完成規(guī)定的動作，同時，電源部分為系統(tǒng)提供所需的動力和能量。
2 國內(nèi)外機(jī)電一體化發(fā)展的趨勢
2.1 智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一， 也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。目前， 專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法，是機(jī)電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)） 實(shí)現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù)，它們各自獨(dú)立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動， 并會對制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。例如，在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
2.2 集成模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)，研制具有標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械接口，動力接口，信號接口很有必要。模塊化也給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的發(fā)展未來。
2.3 微型化
微型化是指機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。它是一個新興的、多學(xué)科交叉的高科技領(lǐng)域，面臨許多課題，涉及許多關(guān)鍵技術(shù)。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。微型機(jī)械加工技術(shù)作為微型機(jī)械的最關(guān)鍵技術(shù)，也必將有一個大的發(fā)展。硅加工、LIGA加工和準(zhǔn)LIGA加工正向著更復(fù)雜、更高深度適合各種要求的材料特性和表面特性的微結(jié)構(gòu)以及制作不同材料特別是功能材料微結(jié)構(gòu)，更易于與電路集成的方向發(fā)展，多種加工技術(shù)結(jié)合也是其重要方向。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。
2.4 系統(tǒng)化
系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。 它的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除R S232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要以及模仿生物機(jī)理等方面的產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
2.5 自源化
自源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨(dú)特的好處。
2.6 環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。
引言
在工程機(jī)械領(lǐng)域，隨著電工電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，工程機(jī)械的模式從傳統(tǒng)單一的機(jī)械電氣化逐步進(jìn)化為現(xiàn)代的機(jī)電一體化。
1機(jī)電一體化技術(shù)
機(jī)電一體化技術(shù)（機(jī)械電子工程技術(shù)）屬于機(jī)械工程與自動化。機(jī)電一體化技術(shù)包含多種類別技術(shù)，包含微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號變換技術(shù)等。機(jī)電一體化技術(shù)是一種將上述多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合并加以實(shí)際應(yīng)用的綜合性技術(shù)，現(xiàn)工程機(jī)械領(lǐng)域中，現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎都應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)[1-5]。機(jī)電一體化技術(shù)有以下三大主要特征：（1）與其他學(xué)科互相交叉，應(yīng)用范圍廣泛；機(jī)電一體化技術(shù)本身包含了多種其他技術(shù)，是一門交叉性特別廣泛的學(xué)科，融合了其他各個領(lǐng)域的知識，因此機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用范圍廣泛、使用頻率高。（2）整體最優(yōu)化；由于應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)效率高超，節(jié)能環(huán)保，能量消耗率更低，因此將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，可以滿足整體最優(yōu)化的雙贏局面。（3）具有豐富的理論及數(shù)據(jù)支撐；經(jīng)過長時間的發(fā)展與探索，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐步形成了一套豐富的、適用于現(xiàn)代社會的理論體系，為機(jī)電一體化技術(shù)的科研帶來了真實(shí)可靠的理論、數(shù)據(jù)支持。機(jī)電一體化技術(shù)最早是日本企業(yè)界在1970年代左右提出的概念，隨著第三次信息技術(shù)革命的到來，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了超前發(fā)展，應(yīng)用到的領(lǐng)域及范圍也越來越廣泛。中國投入機(jī)電一體化技術(shù)的研究起步略晚，我國在這一領(lǐng)域內(nèi)面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為彌補(bǔ)時間上起步晚的劣勢，我國不斷持續(xù)擴(kuò)大在機(jī)電一體化技術(shù)方面的科研經(jīng)費(fèi)投入。
2技術(shù)特點(diǎn)
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的大力發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢也越來越顯著，具體體現(xiàn)在以下幾方面：（1）安全性更高。現(xiàn)代的機(jī)電一體化設(shè)備本身裝有檢測系統(tǒng)，確保可以全程追蹤設(shè)備的工作狀態(tài)，遇到故障便會啟動機(jī)器設(shè)備保護(hù)機(jī)制，因此現(xiàn)代的機(jī)電一體化設(shè)備具有很強(qiáng)的安全性、可靠性。解放勞動力的同時，極大提高了生產(chǎn)效率。（2）提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)工作中，機(jī)電一體化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)智能化、自動化處理，極大提高了生產(chǎn)效能，節(jié)約人力成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品量化生產(chǎn)，提高企業(yè)的市場競爭力。數(shù)字化顯示的應(yīng)用，降低了操作的難度，避免了工作人員的重復(fù)性操作，節(jié)約了人力成本，使得工作更加精準(zhǔn)定位。（3）環(huán)保和節(jié)約能源。由于機(jī)電一體化技術(shù)的智能化，機(jī)電一體化技術(shù)做出大量的貢獻(xiàn)，減少了不必要的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，提高產(chǎn)量的同時也最大化實(shí)現(xiàn)了能源環(huán)保。
3在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)對工程機(jī)械領(lǐng)域來說，擁有著舉足輕重的地位。工程機(jī)械領(lǐng)域?qū)τ跍?zhǔn)確度、靈敏度都有著極高的要求，這些機(jī)電一體化技術(shù)恰恰都可以滿足。機(jī)電一體化設(shè)備本身具有的自我檢測系統(tǒng)，相較于普通的監(jiān)測系統(tǒng)來說，監(jiān)督效果更強(qiáng)。機(jī)電一體化技術(shù)和現(xiàn)代智能化技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，極大提高了機(jī)械的生產(chǎn)量，使量化生產(chǎn)成為可能，產(chǎn)品的品質(zhì)也得到了保證，同時還節(jié)約了人力成本，降低了勞動量和勞動強(qiáng)度。機(jī)電一體化技術(shù)降低了施工難度，增強(qiáng)了施工的安全性，促進(jìn)了工程機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展。從功能應(yīng)用、性能應(yīng)用從可靠性、操控性來說，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域都發(fā)揮著不可取代的作用。
3.1在改造機(jī)床方面的應(yīng)用
在工程機(jī)械領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床是最為重要的機(jī)械設(shè)備之一，使用頻率高，數(shù)控機(jī)床在加工產(chǎn)品上對準(zhǔn)確度、精確度有著高標(biāo)準(zhǔn)，模具若產(chǎn)生偏差，會直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)電一體化技術(shù)本身對精確度有著高要求且擁有自我檢測系統(tǒng)，若把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，則可以有效解決這一問題，提高精準(zhǔn)度，使機(jī)床朝智能化邁進(jìn)。
3.2在包裝機(jī)械方面的應(yīng)用
在工程機(jī)械領(lǐng)域，包裝機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是在控制連桿方面。一旦這些部分出現(xiàn)損毀或問題，都會給工作人員帶來巨大的工作量及維修的難度。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在包裝機(jī)械方面，則可以化繁為簡，使整個工作流程自動化。不但提升了工作效率，也降低了設(shè)備的維修費(fèi)用。
3.3在工程監(jiān)督方面的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)自帶檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于工程機(jī)械上，可以實(shí)時監(jiān)督管理機(jī)械的運(yùn)作狀態(tài)。與液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、執(zhí)行裝置聯(lián)合使用，可以及時發(fā)現(xiàn)各種問題并自動報警，方便工作人員精準(zhǔn)定位，解決問題，提高生產(chǎn)力，改善機(jī)械的使用效率。
3.4對機(jī)械作業(yè)精確度控制的應(yīng)用
工程機(jī)械領(lǐng)域的工程機(jī)械運(yùn)行有著極高的精確度要求，需符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)技術(shù)很難達(dá)到符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量及精確度，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到這一方面，可以取得良好的控制效果，生產(chǎn)出保質(zhì)保量的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)精確化的機(jī)械作業(yè)。
3.5在節(jié)能環(huán)保方面的應(yīng)用
傳統(tǒng)工程機(jī)械領(lǐng)域中，設(shè)備自身存在影響設(shè)備機(jī)械功能應(yīng)用的問題，設(shè)備效率低、浪費(fèi)能源的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)。將機(jī)電一體化技術(shù)與電子節(jié)能控制器等聯(lián)合起來，極大提高了能源的利用率，使節(jié)能成為可能。
4發(fā)展趨勢
中圖分類號:TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2015)08(a)-0118-02
隨著社會的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,可以說機(jī)械行業(yè)在整個過程中起到了舉足輕重的作用,由機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)、氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的相互融合、滲透而形成的機(jī)電一體化技術(shù)[1],已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)技術(shù)的重要組成部分,機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)所起到的促進(jìn)作用尤為明顯。當(dāng)前,機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品發(fā)展逐漸成熟,高速度、高精度的智能化系統(tǒng)逐漸占據(jù)機(jī)械制造業(yè)的主流,隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備也在經(jīng)歷一個更新?lián)Q代的頻繁時期,因此對高技能的機(jī)電一體化人才和高技術(shù)含量的機(jī)電產(chǎn)品需求越來越大[2]。為了滿足這一需求,我們要不斷對機(jī)電一體化的教學(xué)方法和內(nèi)容進(jìn)行改革,努力培養(yǎng)機(jī)電一體化技術(shù)方面的高精尖人才,以滿足市場需求的快速響應(yīng),進(jìn)一步適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1教學(xué)目標(biāo)與方法改革
機(jī)電一體化技術(shù)這門課程由多門學(xué)科構(gòu)成,涉及的概念、信息量很多,而且有些內(nèi)容抽象,每個章節(jié)銜接不連貫,從學(xué)生的角度來講,學(xué)生很難將各個章節(jié)的內(nèi)容真正的聯(lián)系起來,不能從系統(tǒng)的角度去把握這門課程,甚至不知道開展這門課程的真正目的,給學(xué)生的感覺似乎每個章節(jié)都是在復(fù)習(xí)學(xué)過的知識。因此在短短的幾十個課時內(nèi)要想學(xué)生完全掌握有很大困難。從教師的角度來講,由于此門課程涉及的信息量特別大,要想在短時間內(nèi)將所有的信息保質(zhì)保量的傳授給學(xué)生,則對教師的掌握的知識量及自身素質(zhì)、教學(xué)水平都有著很高的要求。所以為了適應(yīng)現(xiàn)代化高新技術(shù)的高速發(fā)展,對這門課程的教學(xué)改革已經(jīng)勢在必行。
1.1教學(xué)目標(biāo)的改革
目前現(xiàn)有課程的教學(xué)目標(biāo)過于注重知識傳授的傾向性,忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、過程和目標(biāo)態(tài)度等方面的培養(yǎng),不利于學(xué)生全面的發(fā)展[3],同時也不利于知識的傳授和掌握。為了響應(yīng)高校強(qiáng)省的政策,致力于服務(wù)地方經(jīng)濟(jì),更加有效地讓畢業(yè)學(xué)生為地方發(fā)展作出貢獻(xiàn),我們制定了新的教學(xué)目標(biāo)。通過機(jī)電一體化技術(shù)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生在了解機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本知識基礎(chǔ)上,全面、綜合理解機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵、發(fā)展方向。注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力,樹立“多學(xué)科知識交叉與滲透”的觀念。爭取培養(yǎng)出一批有能力、有技術(shù)、有素質(zhì)的優(yōu)秀大學(xué)生,為我省的地方經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)一份力量。
1.2教學(xué)方法的改革
目前機(jī)電一體化技術(shù)課程教學(xué)方法的主要特征還是以教師講授為中心,學(xué)生被動接受的方式進(jìn)行的,學(xué)生學(xué)完后無法對課程形成較全面、系統(tǒng)的認(rèn)識。此外學(xué)生缺乏自主探究和合作學(xué)習(xí)的機(jī)會,往往是課堂上講理論,學(xué)生課后做作業(yè),理論課時占據(jù)了絕大部分時間,留給學(xué)生動手學(xué)習(xí)的時間很少,這樣嚴(yán)重影響到學(xué)生的實(shí)際動手能力。此外,目前機(jī)電一體化技術(shù)的教學(xué)任務(wù)是由一名教師擔(dān)任,由于此門課程的信息量較大,再加上目前機(jī)和電兩門課程脫鉤嚴(yán)重,相關(guān)內(nèi)容銜接起來很有困難,所以使整體的教學(xué)水平的提高受到很大的限性。鑒于以上問題的存在,特提出以下兩點(diǎn)改革措施。
(1)針對新的課程教學(xué)目標(biāo),進(jìn)一步進(jìn)行教學(xué)手段,教學(xué)方法的改革,以保證教學(xué)質(zhì)量,提高教學(xué)效果[4]。如采用課堂討論的方法來取代原有的滿堂灌的教學(xué)方式,從而使學(xué)生由被動的接受變?yōu)橹鲃拥貙W(xué)習(xí),使學(xué)生的主體學(xué)習(xí)作用得到了很好的體現(xiàn),進(jìn)一步鍛煉了基礎(chǔ)較好的學(xué)生,而且對基礎(chǔ)比較差的學(xué)生也起到了一定的帶動作用。此外要發(fā)揮教師啟迪學(xué)生思維的主導(dǎo)作用,能夠做到善于引導(dǎo)、合理設(shè)疑,營造良好的課堂環(huán)境,讓學(xué)生在好奇,新異的興奮狀態(tài)中無意識地把這些知識接受并掌握。充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣從而使本身枯燥,抽象而又繁雜知識轉(zhuǎn)變?yōu)橐子趯W(xué)生理解、接受的東西灌輸?shù)綄W(xué)生的頭腦中,比如可以充分利用多媒體教學(xué)、使用直觀的教具等手段,使枯燥的理論教學(xué)更具直觀性和趣味性。此外課堂上多注重理論聯(lián)系實(shí)際,多運(yùn)用生活中的實(shí)例[5],這樣既有助于學(xué)生掌握理論知識,又有益于提高學(xué)生的興趣和對實(shí)際問題的思考能力。
(2)教師知識儲備量和教學(xué)水平直接影響教學(xué)效果。這就要求教師要具備良好的素質(zhì),應(yīng)該與時俱進(jìn),了解課程最新的最前沿的技術(shù)動態(tài),除了要不斷地補(bǔ)充、完善自己,擴(kuò)大自身的知識面以外,還可以考慮多名教師同時講授一門課程,根據(jù)不同教師具有的不同優(yōu)勢,合理進(jìn)行課程的分配,形成優(yōu)勢互補(bǔ),同時要加強(qiáng)理論和實(shí)踐之間的聯(lián)系作用,無論在教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方式上都要圍繞著培養(yǎng)應(yīng)用型人才這一目標(biāo)。
2教學(xué)內(nèi)容改革
課程教學(xué)內(nèi)容的改革是課程建設(shè)的靈魂,現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)不再是過去的機(jī)械技術(shù)和電氣技術(shù)等技術(shù)的簡單組合,而是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣技術(shù)、信息技術(shù)等技術(shù)為一體的有機(jī)融合[6]。此門課程信息量大,內(nèi)容多,這就要求教師要根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍,使教師在有限的課時內(nèi)充分發(fā)揮個人所長,在教學(xué)內(nèi)容上選取最能貼近生活實(shí)際、學(xué)生最感興趣、最關(guān)心的內(nèi)容進(jìn)行講解,此外也可在原有知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上從深度和廣度上拓展外延,對課程內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p,使整體教學(xué)突出實(shí)用性。
(1)制定新的教學(xué)內(nèi)容。以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ),以能力培養(yǎng)為主線。圍繞培養(yǎng)目標(biāo),對知識、能力、素質(zhì)等方面進(jìn)行合理的綜合安排,力求整體優(yōu)化,培養(yǎng)實(shí)用型技術(shù)型人才。對于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,教師要善于將機(jī)和電兩部分有機(jī)的結(jié)合起來,綜合比較并引導(dǎo)學(xué)生積極思考、全面掌握相關(guān)知識。
(2)運(yùn)用多媒體教學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展更新,教學(xué)資源也越來越豐富,傳統(tǒng)的“黑板加粉筆”教學(xué)方式已經(jīng)逐步被多媒體教學(xué)方式所取代。對于課程中的程序和各種圖表,均可制作成多媒體課件,采用多媒體教學(xué)可以起到很有效的輔助作用,教師可以把在課堂上用語言難以描述或無法講清楚的問題采用多媒體的方式形象、生動、直觀、簡單的展現(xiàn)出來,從而使學(xué)生很直觀的獲得較多的信息,有利于解決重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。同時還可以大大增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使課堂的教學(xué)效果和教學(xué)效率得到了提高,同時也增大了課堂教學(xué)的信息量。此外精彩的多媒體課件也能激發(fā)學(xué)生的興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造力。
(3)改革優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)是技術(shù)應(yīng)用能力形成的重要環(huán)節(jié)[7],為了培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力,對傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行了一定的改革,主要將實(shí)踐教學(xué)分為三個階段:(1)實(shí)踐能力訓(xùn)練。實(shí)踐能力訓(xùn)練主要包括實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)。在這部分中主要鍛煉學(xué)生如何使用基本實(shí)驗(yàn)儀器,測量和采集基本數(shù)據(jù)以及了解機(jī)電一體化系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的方法和步驟。(2)單項(xiàng)能力訓(xùn)練。單項(xiàng)能力訓(xùn)練主要包括金工實(shí)習(xí)、數(shù)控實(shí)訓(xùn)等,學(xué)生通過對這些基本技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練可以鞏固學(xué)過的知識點(diǎn)。(3)綜合能力訓(xùn)練[8]。綜合能力訓(xùn)練主要包括認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等,通過這一系列的實(shí)習(xí)可使學(xué)生對機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品有著更深刻的認(rèn)識和了解。
3結(jié)語
隨著社會的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代的機(jī)電一體化技術(shù)隨之迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的機(jī)電一體化教學(xué)出現(xiàn)難以滿足現(xiàn)實(shí)需要的情況[9],本文從實(shí)際教學(xué)角度出發(fā),進(jìn)一步明確課程教學(xué)目標(biāo),把社會發(fā)展過程中所需求的專業(yè)人才作為主要的動力來進(jìn)行培養(yǎng),改革機(jī)電一體化專業(yè)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)一步提高機(jī)電一體化教學(xué)水平,進(jìn)而全面提升學(xué)生的理論研究水平[10]、實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新素質(zhì),使我們的機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)為社會提供更多的優(yōu)秀人才。
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機(jī)電一體化是當(dāng)今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階段也是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物，是以計(jì)算機(jī)為主要特征的自動化技術(shù)。如果說機(jī)械系統(tǒng)處理的對象是運(yùn)動、力、物質(zhì)和能量，電子系統(tǒng)處理的對象是信息和知識，則機(jī)電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能，而且還有處理信息和知識的能力。
1機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容含義
1.1機(jī)器的構(gòu)造及工作原料
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗.提高效率。
1.2傳感技術(shù)
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(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電生產(chǎn)機(jī)器的構(gòu)造一般都是由主體部位的發(fā)動機(jī)、曲柄連桿、配氣、纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢起動、傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等構(gòu)成，要提高機(jī)器的工作效率，必須從測技術(shù)。其主體部位改善性能、減輕質(zhì)重和提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度等方面考慮。
1.3信息處理技術(shù)
機(jī)器產(chǎn)品一般以鋼鐵材料為主，已經(jīng)不具備很強(qiáng)的市場競爭能力要機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型想改進(jìn)機(jī)器的效率不但要從結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)該多考慮利用非傳計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高非傳統(tǒng)鋼鐵材料為主的生產(chǎn)概念，如用非金屬復(fù)合材料或者更高層次的信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸金屬材料。當(dāng)機(jī)器主體重量減輕了，方能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的功率的最大入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。減少不必要的能量消耗，提高機(jī)器的工作效率。
2驅(qū)動技術(shù)
2.1提高弱電控制線路
電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還提高弱電控制線路關(guān)鍵在于提高部件間的綜合性能。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制傳感器、信息處理設(shè)備、軟件等方面進(jìn)行提高。專用組件一傳感器一電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動單元驅(qū)動機(jī)最為廣泛使用的是電機(jī)，但其工作效率及響應(yīng)速度還存在著諸多問題，我們面對此類問題要更為全面的發(fā)展新型的驅(qū)動單位，如驅(qū)動單元中裝了編碼器的電機(jī)以及控制專用組件、傳感器等多位一機(jī)的伺服驅(qū)動單元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(guān)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主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。微型計(jì)算機(jī)作為信息處理設(shè)備的主要設(shè)備，大大推進(jìn)了機(jī)電技術(shù)應(yīng)用與微電子學(xué)的進(jìn)步。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電技術(shù)應(yīng)用，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性、準(zhǔn)確性、快速性等特點(diǎn)。最大程度的提高處理速度，并解決好抗干擾及其它可能出現(xiàn)的問題。除此之外，在與信息處理設(shè)備進(jìn)去通信時，必須規(guī)范數(shù)據(jù)傳遞的格式，采用同一標(biāo)準(zhǔn).這樣不僅有利于信息傳遞和后續(xù)維修。而且可以簡化設(shè)計(jì)流程，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才，除低開發(fā)成本、開發(fā)高速傳遞方式。以便解決日后更為大容量化的機(jī)器運(yùn)作能力。
2.2機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。
2.3接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
2.4軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
3結(jié)束語
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求，它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化，大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
TAFE（technical and further education）即技術(shù)與繼續(xù)教育的簡稱，是澳大利亞建立在終身教育理念基礎(chǔ)之上特色鮮明的職業(yè)教育與培訓(xùn)組織。澳大利亞TAFE課程一般定義為“在澳大利亞資格框架下，以行業(yè)組織制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家統(tǒng)一的證書制度為依據(jù)，為滿足行業(yè)需要而設(shè)計(jì)的理論知識學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)并重，且多數(shù)是以技能培訓(xùn)為主的一組結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)有序的科目組合”。首先，從其定義可以看出，TAFE課程注重職業(yè)能力的培養(yǎng)，把職業(yè)能力作為其課程設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，當(dāng)然這里的職業(yè)能力主要是指從事職業(yè)崗位所需要的關(guān)鍵能力；其次，國家認(rèn)可的培訓(xùn)包是TAFE課程開發(fā)的主要依據(jù)，培訓(xùn)包不會過時，根據(jù)社會的發(fā)展、行業(yè)企業(yè)的需求每3年就會更新或者修訂，能力標(biāo)準(zhǔn)和資格證書都包含在培訓(xùn)包的國家認(rèn)證部分中。
政府的高度重視、行業(yè)企業(yè)的引領(lǐng)制定職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、全國統(tǒng)一與工作崗位相對應(yīng)的教育和培訓(xùn)證書體系、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師隊(duì)伍等是澳大利亞TAFE課程的特色。我國的職業(yè)教育起步較晚，高職教育作為我國高等教育的一個類型，近年來也越來越被重視。大力開展職業(yè)教育課程改革，結(jié)合我國國情，建設(shè)職業(yè)能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，構(gòu)建了基于工作過程的課程體系。
一、借鑒TAFE課程，做好機(jī)電一體技術(shù)專業(yè)課程改革
機(jī)電一體技術(shù)專業(yè)是武漢市品牌建設(shè)專業(yè)，結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)的實(shí)際情況，借鑒了澳大利亞職業(yè)教育課程體系培訓(xùn)理念，解構(gòu)和重構(gòu)專業(yè)課程體系，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨ぷ魅蝿?wù)為中心組織課程內(nèi)容，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目、任務(wù)的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識，并發(fā)展專業(yè)能力。課程內(nèi)容突出對學(xué)生職業(yè)能力的訓(xùn)練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務(wù)完成的需要來進(jìn)行。同時，又充分考慮高等職業(yè)教育對理論知識學(xué)習(xí)的需要，并融合相關(guān)職業(yè)資格證書對知識、技能和態(tài)度的要求。
1.企業(yè)調(diào)研及崗位職業(yè)能力分析
我國目前還沒有澳大利亞職業(yè)教育中的類似TAFE培訓(xùn)包。對于人才培養(yǎng)模式，各高職院校根據(jù)我國職業(yè)教育相關(guān)文件要求進(jìn)行“校企合作、工學(xué)結(jié)合”的探索。
機(jī)電一體化技術(shù)涵蓋面較寬，是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物。針對高職主要為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的特點(diǎn)，以“武漢?中國光谷”為核心，以東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)、武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等國家級開發(fā)區(qū)為重點(diǎn)，對武漢及周邊地區(qū)的機(jī)電類典型企業(yè)及畢業(yè)生就業(yè)的主要企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，通過問卷、訪談、研討等方法，了解企業(yè)對機(jī)電一體化專業(yè)提供的崗位。機(jī)電一體化技術(shù)目前主要應(yīng)用在兩類企業(yè)：機(jī)電一體化產(chǎn)品制造企業(yè)和利用機(jī)電一體化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。第一類企業(yè)需要做好機(jī)電一體化產(chǎn)品的裝配、安裝、調(diào)試及售后服務(wù)等工作；第二類企業(yè)要求完成機(jī)電一體化設(shè)備操作和設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)等。從調(diào)查中可以看出，企業(yè)對機(jī)電一體化技術(shù)職業(yè)崗位、工作任務(wù)及職業(yè)能力要求情況各有不同，綜合如表1所示。
通過對機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)崗位群中每個崗位的工作任務(wù)進(jìn)行細(xì)化，對完成崗位工作任務(wù)必須具備的職業(yè)能力進(jìn)行分析并歸納，基于職業(yè)能力來構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程。
2.課程體系構(gòu)建
以工作過程為導(dǎo)向，是將典型的工作任務(wù)進(jìn)行教學(xué)處理，使其符合高職學(xué)生的認(rèn)識水平和知識技能系統(tǒng)，來建構(gòu)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)做”一體化。機(jī)電一體技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程構(gòu)建如表2所示。
3.做好課程建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量
針對機(jī)電―體化技術(shù)專業(yè)從事崗位，進(jìn)行任務(wù)和職業(yè)能力分析，并以項(xiàng)目為引領(lǐng)確定本課程的結(jié)構(gòu)，以崗位職業(yè)能力為基礎(chǔ)確定本課程的內(nèi)容，對相應(yīng)的課程按項(xiàng)目化思路進(jìn)行建設(shè)。現(xiàn)以“可編程控制器技術(shù)”課程為例闡述課程如何建設(shè)。“可編程控制器技術(shù)”是機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的核心課程，通過改革該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、課程考核與評價等，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。
（1）課程教學(xué)內(nèi)容
“可編程控制器技術(shù)”課程內(nèi)容涵蓋社會保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師”培訓(xùn)及國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容。由三個項(xiàng)目引領(lǐng)，項(xiàng)目中設(shè)有典型學(xué)習(xí)任務(wù)，以“任務(wù)目標(biāo)”“任務(wù)描述”“任務(wù)實(shí)施”“任務(wù)檢查與評價”“知識鏈接”“鞏固與拓展”六段式貫穿于每一個學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)，在完成任務(wù)的過程中實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐知識的融合，突出職業(yè)核心能力的培養(yǎng)。項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容如表3所示：
（2）教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新
教學(xué)模式的改革，使教師要從傳統(tǒng)的“教”變?yōu)椤皩?dǎo)”，成為教學(xué)活動的引導(dǎo)者、組織者、促進(jìn)者，堅(jiān)持行動導(dǎo)向教學(xué)，采用“教學(xué)做”一體化教學(xué)模式。
教師布置項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動下進(jìn)行咨詢和決策，并借助精品資源共享課程網(wǎng)站、教材等查閱學(xué)習(xí)資料，制定完成項(xiàng)目任務(wù)的計(jì)劃、步驟，教師對學(xué)生決策過程中遇到的問題隨時答疑，即“做”中“教”。教師是教學(xué)活動的引導(dǎo)者、組織者，學(xué)生是教學(xué)活動的主體，全程參與了教學(xué)活動，通過各個項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施，學(xué)生不僅獲得了知識，同時學(xué)會了合作、溝通的能力。
（3）課程教學(xué)考核與評價
改變“知識型”期末理論考試定成績的考核模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生技能、綜合應(yīng)用能力、職業(yè)素質(zhì)的考核與評價。在“可編程控制器技術(shù)”課程中推行了過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合、理論考核與實(shí)踐考核相結(jié)合、能力評價與素質(zhì)評價相結(jié)合、小組評價與個人評價相結(jié)合的考核與評價體系，重點(diǎn)突出了考核與評價的過程化和多元化，取得了較好的效果。
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程，如“單片機(jī)原理及應(yīng)用”“電工電子應(yīng)用技術(shù)”“生產(chǎn)線控制系統(tǒng)維護(hù)”等，也做了類似的課程改革。
二、課程改革的成效
學(xué)習(xí)了國外職業(yè)教育的先進(jìn)理念，將這些先進(jìn)理念融入到了具體專業(yè)建設(shè)改革中。經(jīng)過幾年的探索和實(shí)踐，我院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)也算是小有成效（如下為近兩年）：
專業(yè)核心課程如“可編程控制器技術(shù)”及“單片機(jī)原理及應(yīng)用”等改革教材被教育部立項(xiàng)為“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材；專業(yè)學(xué)生多次獲得了全國職業(yè)技能大賽一等獎、二等獎的好成績；專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)25余篇，申請省市級課題12項(xiàng)，企業(yè)技術(shù)服務(wù)8項(xiàng)，專利7項(xiàng)；專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地被立項(xiàng)為武漢市屬高校實(shí)訓(xùn)建設(shè)基地等。
借鑒澳大利亞TAFE課程，注重職業(yè)能力的培養(yǎng)，基于工作過程課程改革是一個長期的過程，不易操之過急，需要我們在實(shí)踐中不斷探索、不斷總結(jié)，這樣才能讓高職課程建設(shè)與改革持續(xù)健康地發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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高職學(xué)校的傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會對于人才的需求了，只有轉(zhuǎn)變教學(xué)方式才能使高職學(xué)校培養(yǎng)出更多實(shí)用型的技術(shù)人才，這與高職學(xué)校的教學(xué)基本目標(biāo)也是一致的，一般高職學(xué)校各專業(yè)培養(yǎng)出的學(xué)生往往是直接走向社會投入生產(chǎn)活動的技術(shù)人員，因此學(xué)生的實(shí)踐能力是優(yōu)勢，只有保持這個優(yōu)勢才能使高職畢業(yè)生獲取更多競爭價值，本文對機(jī)電一體化的專業(yè)課程中的行動導(dǎo)向法的應(yīng)用進(jìn)行了探討，探索出一條教學(xué)的改革之路。
1機(jī)電一體化專業(yè)課程的現(xiàn)狀
將機(jī)電兩個生產(chǎn)元素結(jié)合的技術(shù)是由美國的電氣與電子的工程師協(xié)會首先提出的，經(jīng)過一段時期的研究與發(fā)展，逐漸給出了關(guān)于這項(xiàng)復(fù)合型的技術(shù)的定義：將電子學(xué)相關(guān)的技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與機(jī)械工程三項(xiàng)技術(shù)結(jié)合在一起進(jìn)行生產(chǎn)活動，隨著這項(xiàng)復(fù)合技術(shù)逐漸被應(yīng)用到生產(chǎn)活動中，并且有效地改變了生產(chǎn)的速度與質(zhì)量，學(xué)者與技術(shù)人員逐漸將這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)展延伸成一門高職學(xué)習(xí)的專業(yè)課。這主要是因?yàn)楫?dāng)今世界對于計(jì)算機(jī)自動化操作的需求范圍越來越大，同時也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求，我國的機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展也要依靠這項(xiàng)技術(shù)，因此我國的生產(chǎn)單位非常需要這類型的人才，同時也帶給了這門專業(yè)課的各個課程以及教師很大的壓力，導(dǎo)致課程出現(xiàn)了以下問題：因?yàn)樯a(chǎn)的需要，因此我國機(jī)電一體化體系中的各項(xiàng)技術(shù)發(fā)展速度極快，因?yàn)楦呗殞W(xué)校與生產(chǎn)單位的割裂，導(dǎo)致高職技術(shù)教師的授課知識并沒有根據(jù)情況的變化而及時進(jìn)行更新，課程不僅脫離的學(xué)科發(fā)展情況，還與實(shí)際情況相分離，使得機(jī)電一體化專業(yè)發(fā)展緩慢。
2課程改革的思路
為了適應(yīng)機(jī)電一體化的學(xué)科發(fā)展，高職學(xué)校只有選擇課程改革這條道路才能更好地對這一專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，改革的主要思路就是將應(yīng)用型人才的培養(yǎng)工作確定為教學(xué)的根本性任務(wù)，將適應(yīng)社會的生產(chǎn)單位的需要為基本目標(biāo)，制定的教學(xué)方案要能確保提高這專業(yè)的學(xué)生能力與知識，使機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生既有知識基礎(chǔ)，又有技術(shù)手段，將來投入到工作環(huán)境時也能做好學(xué)校與單位的銜接工作。行動導(dǎo)向法是一個很好的嘗試，能夠滿足高職學(xué)校的應(yīng)用能力與技術(shù)能力的培養(yǎng)需求。
3行動導(dǎo)向教學(xué)方法的概況
在將行動導(dǎo)向法應(yīng)用到機(jī)電一體化課程之前，我們要先對這種教學(xué)方式進(jìn)行了解，這個教學(xué)方法是由英國的教學(xué)領(lǐng)域的專家首次提出的，教育與培養(yǎng)學(xué)生的能力，而在職業(yè)教育的范圍內(nèi)，對于這個教學(xué)方法有新的定義，將培養(yǎng)對象投放到模擬生產(chǎn)與工作的環(huán)境之中，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識進(jìn)行實(shí)際操作，學(xué)生在模擬的環(huán)境中遇到的一般問題，都需要運(yùn)用自己的能力進(jìn)行解決，在模擬工作結(jié)束后，學(xué)生要對實(shí)際操作進(jìn)行反思與總結(jié)，通過這種方式來獲得知識與技能，這種教學(xué)方式弱化了技術(shù)教師在教學(xué)活動中的作用，將高職學(xué)校的學(xué)生看作實(shí)踐的主體，是一種比較先進(jìn)的教學(xué)方法。
4改革的具體教學(xué)措施
對于我國的高職學(xué)校的機(jī)電一體化的課程開展的現(xiàn)狀以及行動導(dǎo)向教學(xué)法有一定的了解后，我們可以提出以下具體的對于教學(xué)課程的改革措施。
4.1學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案。根據(jù)文教部長聯(lián)席會議對學(xué)習(xí)領(lǐng)域的定義，所謂學(xué)習(xí)領(lǐng)域是指一個由學(xué)習(xí)目標(biāo)描述的主題學(xué)習(xí)單元。每個學(xué)習(xí)領(lǐng)域由能力描述的學(xué)習(xí)目標(biāo)、任務(wù)陳述的學(xué)習(xí)內(nèi)容和總量給定的學(xué)習(xí)時間（基準(zhǔn)學(xué)時）三部分構(gòu)成。以構(gòu)建理論為學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案的教育理論基礎(chǔ)，以行動導(dǎo)向?yàn)閷W(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案的教學(xué)實(shí)施原則是學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案的主要特征。學(xué)習(xí)領(lǐng)域是指向?qū)W習(xí)的職業(yè)行動領(lǐng)域，它包括實(shí)現(xiàn)職業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的全部學(xué)習(xí)任務(wù)，并通過行動導(dǎo)向的學(xué)習(xí)情境使其具體化。學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案以工作過程為導(dǎo)向，按工作過程中的職業(yè)能力培養(yǎng)來選擇和序化課程內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是工作，通過工作實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)，從而達(dá)到學(xué)會工作的目的。
4.2機(jī)電一體化專業(yè)課程開發(fā)方案。借鑒學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案的工作過程系統(tǒng)化的思想，課程開發(fā)具有以下特點(diǎn)：行動導(dǎo)向課程體系目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具有某一職業(yè)崗位或崗位群所必需的知識與技能、過程與方法、情感與態(tài)度以及價值觀，具有職業(yè)“定向性”的特點(diǎn)。行動導(dǎo)向課程體系的目標(biāo)是“以具體的、特定的、外顯的可操作性的行為方式陳述?！毙袆訉?dǎo)向課程體系的結(jié)構(gòu)以建構(gòu)主義思想為理論指導(dǎo)，以設(shè)計(jì)導(dǎo)向論為依據(jù)。行動體系課程的目的在于獲取自我建構(gòu)的主觀知識———過程性知識，一般指經(jīng)驗(yàn)，并可進(jìn)一步發(fā)展為策略，即以盡可能小的代價獲取盡可能大的效益。行動導(dǎo)向課程體系中技術(shù)理論知識和技術(shù)實(shí)踐知識被有機(jī)地統(tǒng)一到工作過程之中，課程內(nèi)容是圍繞完成典型工作任務(wù)的職業(yè)活動即行動這個核心形成一個整體。在此過程中，職業(yè)能力由不連續(xù)地分散在職業(yè)工作體系中，到連續(xù)地收斂在職業(yè)能力體系中，再系統(tǒng)地分散到課程體系的分項(xiàng)課程中，形成了職業(yè)能力的“分散———收斂———再分散”過程，實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力序化。在進(jìn)行機(jī)械的零部件加工的課程講解時，可以與實(shí)際的零部件生產(chǎn)廠家聯(lián)系，讓高職學(xué)生前往廠家進(jìn)行參觀與學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)加工軸類零件、套類零件、蓋類零件、箱體零件以及齒輪零件，學(xué)生在觀看真實(shí)的加工過程后，能夠收獲比教師在課堂上使用圖片進(jìn)行講解更好的教學(xué)效果。機(jī)電一體化專業(yè)課程改革也要體現(xiàn)“以人為本”的教育理念，關(guān)注人的可持續(xù)性發(fā)展，重視學(xué)習(xí)與職業(yè)、崗位能力相適應(yīng)，使高職機(jī)電教育致力于培養(yǎng)“立地”人才，即技能型或技術(shù)應(yīng)用型人才。行動導(dǎo)向課程體系具有的能力本位的職業(yè)性、工作過程的實(shí)踐性和職業(yè)遷移的開放性特征，對當(dāng)前高職教育的課程改革與建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
5結(jié)論
現(xiàn)代社會既需要學(xué)術(shù)性的研究人員，也需要技術(shù)型的應(yīng)用人員，我國的高校要對這兩種人才的培養(yǎng)工作同樣給予足夠的重視，行動導(dǎo)向教學(xué)法為高職學(xué)校的教育活動提供了新的思路，高職教師應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中不斷對行動導(dǎo)向教學(xué)法進(jìn)行改進(jìn)，使其更加適應(yīng)機(jī)電一體化專業(yè)，通過這個專業(yè)和教學(xué)方法培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的技術(shù)人員。
作者:馬 麗 趙孝民 單位:佳木斯職業(yè)學(xué)院
參考文獻(xiàn)
引言：機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣。隨著科技的迅速發(fā)展，高職院校培養(yǎng)既懂理論又會實(shí)際操作的高素質(zhì)技能型人才勢在必行。傳統(tǒng)的教學(xué)方法采用由淺入深，循序漸進(jìn)式的授課方式，教師是主角，學(xué)生被動地接受，往往容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確，學(xué)習(xí)主動性不高，動手解決實(shí)際問題的能力不強(qiáng)。畢業(yè)以后不能很快地融入社會。為了提高教學(xué)效果，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。我在機(jī)電一體化專業(yè)的實(shí)際教學(xué)中運(yùn)用了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法獲得了非常好的教學(xué)效果。
1 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法概念的闡述
任務(wù)教學(xué)法最初作為交際式語言教學(xué)的方法之一，產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代末，是外語教學(xué)界提出的“過程教學(xué)大綱”（process syllabuses）的產(chǎn)物，旨在把語言教學(xué)真實(shí)化，把課堂社會化。任務(wù)教學(xué)的基本思想就是“干中學(xué)”，通過學(xué)生參與活動，而不是靠教師或書本使學(xué)生體驗(yàn)語言在日常生活中解決問題、處理矛盾時的適用方式，側(cè)重培養(yǎng)語言的運(yùn)用能力而不僅僅是語言的習(xí)得。后來這一教學(xué)方法作為一種模式為其他學(xué)科的教學(xué)所借鑒。 在職業(yè)教育領(lǐng)域，任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)模式是指以完成某一實(shí)際任務(wù)為中心展開一系列教學(xué)活動。學(xué)生在教師指導(dǎo)下，面對真實(shí)世界的挑戰(zhàn)，在完成任務(wù)過程中進(jìn)行學(xué)習(xí)。偏重于包括智力在內(nèi)的多種技能的訓(xùn)練，特別適合培養(yǎng)職業(yè)能力、職業(yè)態(tài)度的教學(xué)。
2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法概念的具體應(yīng)用
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法實(shí)施的前提是教師首先要對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)要有一定的了解。具體可以分一下幾步實(shí)施：
2.1 創(chuàng)設(shè)情境：使學(xué)生的學(xué)習(xí)能在與現(xiàn)實(shí)情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生。
需要創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題相關(guān)的、盡可能真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者帶著真實(shí)的任務(wù)進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，使學(xué)習(xí)更加直觀和形象化。生動直觀的形象能有效地激發(fā)學(xué)生聯(lián)想，喚起學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有關(guān)的知識、經(jīng)驗(yàn)及表象，從而使學(xué)生利用有關(guān)知識與經(jīng)驗(yàn)去同化或順應(yīng)所學(xué)的新知識，發(fā)展能力。
2.2 確定問題（任務(wù)）：在創(chuàng)設(shè)的情境下。選擇與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的真實(shí)性事件或問題（任務(wù)）作為學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容，讓學(xué)生面臨一個需要立即去解決的現(xiàn)實(shí)問題。
問題（任務(wù)）的解決有可能使學(xué)生更主動、更廣泛地激活原有知識和經(jīng)驗(yàn)，來理解、分析并解決當(dāng)前問題，問題的解決為新舊知識的銜接、拓展提供了理想的平臺，通過問題的解決來建構(gòu)知識，正是探索性學(xué)習(xí)的主要特征。
2.3 自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)：例如以廣東三向教學(xué)儀器設(shè)備有限公司的SX-815Q機(jī)電一體化設(shè)備為載體，以加蓋擰蓋單元為例。
2.3.1 初始位置： 主皮帶：處于停止?fàn)顟B(tài)；加蓋推料氣缸，加蓋擰蓋定位氣缸，加蓋擰蓋氣缸：處于收回狀態(tài)；擰蓋電機(jī)：處于停止?fàn)顟B(tài)。
2.3.2 “單機(jī)”工作狀態(tài)下按“啟動”按鈕，或者“聯(lián)機(jī)”狀態(tài)下，主站給出“啟動”信號后，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，“啟動”指示燈亮，主皮帶開始運(yùn)行；加蓋位檢測到物料瓶時，延時0.5S，當(dāng)物料瓶到達(dá)加蓋位置，皮帶停止，同時加蓋定位氣缸伸出，準(zhǔn)確將物料瓶頂緊；瓶蓋料筒檢測到有蓋信號，加蓋伸縮氣缸推出瓶蓋，加蓋升降氣缸下降，同時加蓋伸縮氣缸縮回，將瓶蓋加到物料瓶上后加蓋升降氣缸上升，加蓋完成，加蓋定位氣缸退回，皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)；擰蓋位檢測到物料瓶時，延時0.5S，當(dāng)物料瓶到達(dá)擰蓋位位置，皮帶停止，同時擰蓋定位氣缸推出，擰蓋電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，擰蓋升降氣缸慢慢下降，擰蓋電機(jī)對加蓋后的物料瓶擰緊，完成后擰蓋升降氣缸上升，擰蓋電機(jī)停止，擰蓋定位氣缸退回，皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，送入下一單元，并如此循環(huán)下去。
2.3.3 在“單機(jī)”工作狀態(tài)下按“停止”按鈕，或者“聯(lián)機(jī)”狀態(tài)下主站給出“停止”信號，“停止”指示燈亮，皮帶停止運(yùn)行，定位氣缸保持在當(dāng)前位置，其他氣缸回到初始狀態(tài)。
2.3.4 在“單機(jī)”工作狀態(tài)下按“復(fù)位”按鈕，或者“聯(lián)機(jī)”狀態(tài)下主站給出“復(fù)位”信號、“復(fù)位”指示燈，定位氣缸復(fù)位到初始狀態(tài)。再按下“啟動”按鈕，設(shè)備又能正常運(yùn)行下去。每次按下一個按鈕，只有相應(yīng)的指示燈亮。根據(jù)上述任務(wù)，不是由教師直接告訴學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何去解決面臨的問題，而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索，如需要搜集哪一類資料。從何處獲取有關(guān)的信息資料等，強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
2.3.5 效果評價：對在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)的每一位同學(xué)進(jìn)行評價。有完成任務(wù)的同學(xué)進(jìn)行操作講解，其他同學(xué)觀摩，使每一位同學(xué)都認(rèn)識到別人的優(yōu)點(diǎn)和不足。對學(xué)習(xí)效果的評價主要包括兩部分內(nèi)容，一方面是對學(xué)生是否完成當(dāng)前問題的解決方案的過程和結(jié)果的評價，即所學(xué)知識的意義建構(gòu)的評價，而更重要的一方面是對學(xué)生自主學(xué)習(xí)及協(xié)作學(xué)習(xí)能力的評價。評價既要有老師的評價更要有同學(xué)之間的評價。
3 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法小結(jié)
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法體現(xiàn)了“學(xué)生為主體”的教學(xué)思想，改變了傳統(tǒng)教學(xué)法的教師講、學(xué)生聽的教學(xué)模式，學(xué)生在學(xué)習(xí)中起主體作用，是學(xué)習(xí)的主人，教師由在教學(xué)中起組織、引導(dǎo)、促進(jìn)、評價、咨詢的作用。同時任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法更容易激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在教學(xué)中隨著一個個任務(wù)的完成，學(xué)生一個跟一個成就感的產(chǎn)生，學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣、自信油然而生，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生無所適從的局面，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中充滿自信。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法不但可以鍛煉學(xué)生的合作精神和溝通能力，而且可以促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表達(dá)自己的見解、聆聽他人的意見、理解他人的想法，促進(jìn)了學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，提升了學(xué)生的信息素養(yǎng)。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力、提高學(xué)習(xí)效果、促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展、增強(qiáng)學(xué)生探索精神、鍛煉學(xué)生頑強(qiáng)意志等方面有很好的促進(jìn)作用。
