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第1篇

[論文摘要]機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。

一、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。

（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量儀等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量儀器或儀表來實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

第2篇

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在機(jī)電一體化技術(shù)中的應(yīng)用，高智能已經(jīng)成為了機(jī)電一體化發(fā)展的主要方向，相關(guān)的技術(shù)和研究人員也在不斷的研究，現(xiàn)如今高智能的機(jī)器人和數(shù)控設(shè)備已經(jīng)可以代替人類完成一些危險(xiǎn)性較高、精密度要求高、工序比較復(fù)雜的工作，節(jié)省了勞動(dòng)力，也更加方便的得到了所需要的產(chǎn)品和服務(wù)，目前很多的研究人員逐步的將運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)等多種智能化的學(xué)科逐漸引進(jìn)到機(jī)電一體化技術(shù)中，這樣能夠有效的促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)判斷推理能力和自主決策能力，這樣能夠方便人們對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行控制。

2區(qū)域模塊化

區(qū)域模塊化也是機(jī)電一體化發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，針對(duì)使機(jī)電一體化產(chǎn)品的各個(gè)單元實(shí)現(xiàn)區(qū)域模塊化管理是一項(xiàng)比較復(fù)雜、涉及面廣的工程，例如，在進(jìn)行智能減速、智能變速等相關(guān)功能研制的過程中，要充分的實(shí)現(xiàn)集圖形、圖像識(shí)別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化，這樣可以更加標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)確的衡量相應(yīng)的控制單元以及動(dòng)力單元，進(jìn)一步的提高各個(gè)單元的性能，也可以使機(jī)電一體化產(chǎn)品相應(yīng)的功能之間的聯(lián)系更加緊密，使一個(gè)區(qū)域模塊更加有效的運(yùn)行，只有這樣才能方便人們對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用，提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的利用程度、可裝配性、可維修性等，經(jīng)過研究和推理，可以得出機(jī)電一體化模塊是未來機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要方向，隨著未來技術(shù)發(fā)展的不斷深入，機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)模塊化的步伐也在不斷的加深。

3環(huán)保綠色化

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)和生活中帶來了巨大的變化，豐富了人們的的物質(zhì)生活，同時(shí)也給人們的生活環(huán)境帶來了負(fù)面影響，資源的過度開發(fā)利用，加重了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，近些年來，越來越多的國家和組織逐漸重視到環(huán)境保護(hù)的重要性，人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，要求機(jī)電一體化產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過程中要減少對(duì)環(huán)境的污染，因此機(jī)電產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來發(fā)展的一大亮點(diǎn)，人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，造成了一些對(duì)環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場(chǎng)價(jià)值，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)綠色環(huán)保的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景，也成為未來競(jìng)爭的關(guān)鍵所在。

4網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近些年來的發(fā)展勢(shì)頭更加迅猛，這也促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的進(jìn)一步的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起及發(fā)展，給人們的生產(chǎn)、生活帶來了巨大的變革，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也受到了計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響，機(jī)電一體化設(shè)備通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和改革開放的不斷深入，使國際上先進(jìn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品不斷涌入我國，這也為我國進(jìn)行深入的研究提供了便利條件，促進(jìn)了國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電技術(shù)發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展相輔相成，因此計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步也有利于存進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品更加快捷的推向市場(chǎng)，和生產(chǎn)商之間的技術(shù)交流，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢(shì)必會(huì)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，也會(huì)繼續(xù)為人們提供更多、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

5微型精密化

機(jī)電一體化技術(shù)向微型精密化的方向發(fā)展的主要是納米技術(shù)的不斷深入發(fā)展，機(jī)電一體化的微型精密化產(chǎn)品體積小、攜帶方便、耗能低等，這些優(yōu)點(diǎn)使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型精密化技術(shù)不斷進(jìn)步，應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，因此，機(jī)電一體化微型精密化技術(shù)具有比較廣闊的發(fā)展前景和強(qiáng)大動(dòng)力，但是想要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進(jìn)的設(shè)備作為強(qiáng)大的后盾，因此需要相關(guān)的研究人員不斷努力，不斷提高我國先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展。

6總結(jié)

第3篇

傳感器是一種檢測(cè)裝置，其測(cè)量對(duì)象是被檢測(cè)系統(tǒng)的信息，然后將其以不同的形式進(jìn)行傳輸、處理和管理等工作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被檢測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)量和控制。簡單來說，傳感器的作用就是類似于人的感覺器官，幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)探索和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中存在的問題。因此，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作對(duì)象以及運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)，能夠精確、快速的獲取機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作信息，有效地提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行水平。目前，傳感器技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于人們的生活和生產(chǎn)當(dāng)中，引起了人們的高度重視。但是與此同時(shí)，由于傳感器技術(shù)在我國的起步較晚，在發(fā)展過程中仍然存在著一些局限性，因此為了提高傳感器技術(shù)的精確度，還需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)與完善。

2傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用價(jià)值

機(jī)電一體化技術(shù)包含機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)等多方面內(nèi)容，在發(fā)展過程中直接導(dǎo)致了自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)生。而從某種程度上說，傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展過程中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，影響著機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.1傳感器技術(shù)在機(jī)械加工過程中的應(yīng)用

眾所周知，在機(jī)械加工的過程中，需要檢測(cè)的地方有很多，下面將從兩個(gè)個(gè)方面進(jìn)行簡要介紹：第一，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械的切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程。現(xiàn)階段，在切削方面，傳感器技術(shù)主要是對(duì)切削過程中的機(jī)械設(shè)備切削力的變化狀態(tài)進(jìn)行控制，通過分析這個(gè)過程當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的了解，保證切削過程的順利進(jìn)行，提高切削過程的生產(chǎn)效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床的運(yùn)行當(dāng)中，主要是為了對(duì)機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫度進(jìn)行檢測(cè)，從而保證機(jī)床運(yùn)行的安全性，通過分析得到的相應(yīng)參數(shù)，從而不斷提高機(jī)床的運(yùn)行效率和精度。第二，將傳感器技術(shù)應(yīng)用到工件的生產(chǎn)過程。與切削和機(jī)床的運(yùn)行過程相比，工件的生產(chǎn)過程監(jiān)視是非常重要，而且研究和應(yīng)用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對(duì)所用的加工設(shè)備和坯件進(jìn)行自動(dòng)檢查，從而保證加工過程的正常進(jìn)行，比如說自動(dòng)判斷和調(diào)整坯件的夾持方位等；其次，在加工過程中，也有嚴(yán)格的要求，對(duì)切削的剫、力度、扭矩等參數(shù)都需要進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，以保證加工條件處于最佳狀態(tài)，除此之外，對(duì)于在這個(gè)過程中加入傳感技術(shù)的其他目的還在于提高切削過程的生產(chǎn)效率；最后，在加工完成之后還需要對(duì)工件的合格與否進(jìn)行測(cè)量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由于檢查的過程比較繁瑣和復(fù)雜，所以這些檢測(cè)需要能夠自動(dòng)的進(jìn)行，并且可以將檢測(cè)結(jié)果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產(chǎn)品。

2.2傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

近年來，隨著傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發(fā)展，進(jìn)入了全新時(shí)期。目前，在汽車的制造過程中，為了實(shí)現(xiàn)汽車的機(jī)電一體化，需要用自動(dòng)控制系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式控制裝置，將先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)擴(kuò)大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務(wù)、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說，在實(shí)現(xiàn)汽車的一體化過程中，凡是和電子控制有關(guān)的系統(tǒng)或是裝置都離不開傳感器的應(yīng)用，尤其是在安全報(bào)警裝置、信息裝置和自動(dòng)變速器等裝置當(dāng)中，所以這也要求傳感器能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境，無論是塵土彌漫還是風(fēng)雨交加的時(shí)候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時(shí)還應(yīng)該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的傳感器，需要能夠承受得住發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)的高溫和高壓環(huán)境。

3我國傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的發(fā)展現(xiàn)狀和未來方向

第4篇

1.1礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)之一。我國監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，20世紀(jì)80年代初，原國家煤炭部組織了對(duì)國外煤礦監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的考察和引進(jìn)工作，此舉大大促進(jìn)了國內(nèi)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤礦中應(yīng)用；在引進(jìn)的同時(shí)，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實(shí)際情況，研制出KJ2，KJ4等系統(tǒng)并通過了鑒定。20世紀(jì)90年代以來，緊跟世界監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，我國自行研制開發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的KJ95系統(tǒng)等，它們的主要特點(diǎn)是:測(cè)控分站的智能化水平進(jìn)一步提高；具有網(wǎng)絡(luò)連接功能；系統(tǒng)軟件采用了Windows操作系統(tǒng)。同時(shí)，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，規(guī)定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。自此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機(jī)會(huì)，且促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。經(jīng)過多年的實(shí)踐表明，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用。

對(duì)我國現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動(dòng)化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4，KJ2000等系統(tǒng)無論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面基本代表了我國煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。

1.2礦井提升機(jī)中的應(yīng)用礦井提升機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化較好的礦山大型設(shè)備，全數(shù)字化，交、直流提升機(jī)。特別是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一個(gè)整體，大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。全數(shù)字提升機(jī)高度可靠，具有可重復(fù)性故障尋址、完整的診斷設(shè)施和自診斷功能，以及簡單而快速的通信功能；它采用總線方式，大大簡化電氣安裝；硬件配置簡單，互相兼容，零備件少；可以方便地實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟件控制和改變瞬間加速度。

在我國“九五”計(jì)劃期間，國產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)已成為各煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化直流提升機(jī)的核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。除此之外，我國還用SIMADYND和S7研制成功了第一臺(tái)交-交變頻器供電的交流提升機(jī)。2000年11月，該系統(tǒng)在焦作古漢山礦投入運(yùn)行，情況良好。提升機(jī)由于采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其安全保護(hù)系統(tǒng)更為完善。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是:采用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置，每臺(tái)都有自己獨(dú)立的測(cè)量、傳感裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同步工作，互相檢測(cè)，互為備用，對(duì)提升行程實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量和間接測(cè)量容器位置相結(jié)合的方式，對(duì)兩者進(jìn)行比較、校正，實(shí)現(xiàn)行程自動(dòng)控制。由于采用了計(jì)算機(jī)對(duì)安全回路、制動(dòng)回路、電源和驅(qū)動(dòng)回路進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)故障記憶，因此極大地提高了提升機(jī)安全性能。

1.3井下帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用在我國“八五”計(jì)劃期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，極大地提高了帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的研發(fā)也取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)的空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，成功的研制了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器，目前我國已經(jīng)自行生產(chǎn)制造了多個(gè)品種和多種類型的帶式輸送機(jī)。

2結(jié)束語

隨著煤礦生產(chǎn)不斷向深部水平發(fā)展，對(duì)控制水平和規(guī)模的要求越來越高，從而又加速了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，目前各種高新技術(shù)的發(fā)展，如網(wǎng)絡(luò)、光纖、人工智能及生物工程等高新技術(shù)已滲入到機(jī)電一體化技術(shù)之中，使機(jī)電一體化產(chǎn)品功能更強(qiáng)大、性能更優(yōu)越，使機(jī)電一體化產(chǎn)品功能越來越強(qiáng)，智能化程度也越來越高，因此采用新的機(jī)電一體化技術(shù)裝備的煤礦，能夠使企業(yè)獲得更加顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這也是一個(gè)煤礦企業(yè)循環(huán)促進(jìn)不斷發(fā)展的過程。

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。它是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),是礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力,為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。本文對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在我國的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電一體化技術(shù)

參考文獻(xiàn)：

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[2]文廣.機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用與展望[J].機(jī)械.2003.30(1):62～64.

第5篇

課程教學(xué)體系基本結(jié)構(gòu)的合理性決定專業(yè)學(xué)生技術(shù)技能學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，即專業(yè)課程開設(shè)的前后順序、課程教學(xué)課時(shí)要安排合理，以科學(xué)的課程組織形式開展教學(xué)活動(dòng)。機(jī)電一體化專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)考慮對(duì)技術(shù)技能型人才的質(zhì)量要求，需要全面覆蓋基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實(shí)訓(xùn)課程和選項(xiàng)課程四大模塊，四模塊分別占比：23%、20%、40%、17%。機(jī)電一體化課程考慮技術(shù)技能視角構(gòu)建課程體系，要尤為注重技術(shù)技能訓(xùn)練。

2構(gòu)建思路

機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建是基于學(xué)生未來職業(yè)要求和技術(shù)技能型質(zhì)量要求的，要充分考慮職業(yè)資格考試和技能大賽對(duì)教學(xué)引領(lǐng)作用，在課程體系中集中體現(xiàn)技術(shù)、技能屬性。考慮現(xiàn)有機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)模式，將機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建為“階段+模塊”、“理論+實(shí)踐”的互補(bǔ)體系。機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)課程階段主要包括職業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)專門技術(shù)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)關(guān)鍵能力培養(yǎng)階段和職業(yè)拓展能力培養(yǎng)階段四個(gè)階段，對(duì)學(xué)生在未來職業(yè)中所需技術(shù)技能進(jìn)行培養(yǎng)，全面提升學(xué)生綜合專業(yè)能力。機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)課程模塊主要包括基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實(shí)訓(xùn)課程和選項(xiàng)課程四大模塊，其中基礎(chǔ)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的職業(yè)素質(zhì)和基礎(chǔ)能力進(jìn)行開發(fā)培養(yǎng)，切實(shí)提高學(xué)生職業(yè)綜合素養(yǎng)；技術(shù)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中的專業(yè)技術(shù)能力進(jìn)行開發(fā)培養(yǎng)，主要設(shè)置職業(yè)技術(shù)性課程；實(shí)訓(xùn)課程模塊就學(xué)生在職業(yè)技術(shù)性課程中所學(xué)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)；選項(xiàng)課程模塊就學(xué)生在未來職業(yè)中具體工作崗位所需設(shè)置的課程，具有較強(qiáng)的專業(yè)性和技術(shù)技能導(dǎo)向性。

3課程體系總體設(shè)計(jì)

高校機(jī)電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計(jì)框架是基于機(jī)械工程行業(yè)需求，強(qiáng)化學(xué)生技術(shù)、技能基礎(chǔ)，拓寬機(jī)電專業(yè)能力，突出未來職業(yè)能力，提高綜合專業(yè)素質(zhì)，全面職業(yè)發(fā)展的課程結(jié)構(gòu)，是面向多方向工作崗位需求，設(shè)計(jì)大類模塊化課程的體系。機(jī)電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計(jì)包括集“自然科學(xué)+人文社會(huì)科學(xué)+專業(yè)思想教育”在內(nèi)的基礎(chǔ)課程教育（一個(gè)基礎(chǔ)），包括集“電工電子基礎(chǔ)平臺(tái)+機(jī)械基礎(chǔ)平臺(tái)+計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)平臺(tái)”在內(nèi)的平臺(tái)課程教育（三個(gè)平臺(tái)），包括集“自動(dòng)生產(chǎn)線方向+機(jī)電一體化設(shè)備+模具設(shè)計(jì)和制造+數(shù)控技術(shù)應(yīng)用+計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)”等多模塊課程教育（多模塊）。

4課程體系設(shè)置分析

第6篇

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(dòng)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。

（一）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。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(dòng)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。

（二）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(shì)。對(duì)外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

（三）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(shí)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。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)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(dòng)單元。

（五）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(hào)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。

（六）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。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、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(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)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(dòng)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(dòng)。

（二）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(shí)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。

（三）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(gè)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(jí)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(dòng)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(jí)的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，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(dòng)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(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)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。

（六）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(shí)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(shí)代的趨勢(shì)，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(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)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(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)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。

綜上所述，機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)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(dòng)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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4、章浩,張西良,周士沖.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究,2006(7).

第7篇

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師一般只借助口述與板書的形式來展示所要傳授的內(nèi)容，而隨著時(shí)代的發(fā)展與科技的進(jìn)步，信息技術(shù)觸發(fā)了教育方法的不斷革新，課堂教學(xué)變得更加方便與豐富，知識(shí)呈現(xiàn)變得容易。如課下教師可以借助網(wǎng)絡(luò)開設(shè)討論組，或者以創(chuàng)設(shè)留言板、網(wǎng)頁的形式，就學(xué)生感興趣的話題展開討論，學(xué)生也可以對(duì)不熟悉的問題進(jìn)行詢問，教師將課上收集的問題統(tǒng)一回答與講解。例如，《機(jī)電一體化檢測(cè)系統(tǒng)》一節(jié)的相關(guān)知識(shí)比較復(fù)雜，為引導(dǎo)學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，教師可采用專題探究的教學(xué)形式，借助信息技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生展開系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與分析。關(guān)于位移、速度、加速度、力、扭矩、流體壓強(qiáng)等方面的檢測(cè)存在多種檢測(cè)方法、檢測(cè)流程與檢測(cè)曲線，教師可運(yùn)用信息技術(shù)結(jié)合實(shí)例展示在學(xué)生面前。同時(shí)，本章節(jié)的重難點(diǎn)內(nèi)容，可借助校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)施遠(yuǎn)程授課，或者教師和學(xué)生實(shí)時(shí)進(jìn)行網(wǎng)上溝通，使學(xué)生的學(xué)習(xí)不受時(shí)間與空間的限制，切實(shí)提升教學(xué)質(zhì)量。

二、拓寬時(shí)空范圍，提升教學(xué)效率

信息技術(shù)能夠打破時(shí)空限制，把豐富的文字、圖片、音頻、視頻等資料集中起來，變微觀、抽象與遠(yuǎn)程的知識(shí)為鮮活、生動(dòng)、可感受的信息技術(shù)環(huán)境下的知識(shí)，從而節(jié)約了教學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間，提升了教學(xué)效率。例如，講授《電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)》一節(jié)的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師可借助信息技術(shù)，將電氣設(shè)計(jì)基本任務(wù)、基本內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、中心環(huán)節(jié)，借助設(shè)計(jì)的實(shí)例展開分析與講解，使學(xué)生形成系統(tǒng)化的印象。還可以打造模擬的電氣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，模擬特定條件下的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生展開設(shè)計(jì)原件的選定、安裝方式與接線方式的實(shí)踐、組件裝配的設(shè)計(jì)等。從而促進(jìn)學(xué)生將理論與實(shí)際結(jié)合，打破時(shí)空限制，強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的形成。

三、總結(jié)

第8篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化技術(shù)；信息技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更新日新月異。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

“機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。

進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。

二、典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

（一）數(shù)控機(jī)床

目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家（近320萬臺(tái)），但數(shù)控機(jī)床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占10％）。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。

1．高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動(dòng)速度由過去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，由過去一般機(jī)床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達(dá)15G；直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。

2．高精度化。數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右；納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。

數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級(jí)插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度，插補(bǔ)前多程序預(yù)讀，大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動(dòng)拐角處理等。

3．復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。同時(shí)派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等，采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。

4．使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼”。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時(shí)大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。

5．?dāng)?shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。

（二）自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動(dòng)生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對(duì)維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個(gè)性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。專家預(yù)測(cè)，機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）光機(jī)電一體化方向

一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（下轉(zhuǎn)第80頁）（上接第81頁）（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

（二）柔性化方向

未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

（三）智能化方向

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。

四、仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，但還有一段很漫長的道路要走。

五、微型化方向

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(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要再區(qū)分機(jī)械部分和控制器部分了。那時(shí)，機(jī)械和電子完全可以“融合”機(jī)體，執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

【參考文獻(xiàn)】

第9篇

關(guān)鍵詞：煤炭機(jī)械機(jī)電一體化

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在這一時(shí)期顯得尤為重要，它使機(jī)械、電子技術(shù)和液壓控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，極大地提高了煤礦機(jī)械的各種性能，如安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護(hù)等。目前以微機(jī)或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用已很普及，電子控制技術(shù)已深入到煤礦機(jī)械的許多領(lǐng)域，如提升機(jī)和采煤機(jī)，提升機(jī)的PLC系統(tǒng)，采煤機(jī)的變頻控制系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)操作等，煤礦機(jī)械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報(bào)警等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)煤礦機(jī)械的性能要求也在不斷提高，電子(微機(jī))控制裝置在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜、維護(hù)也將更加專業(yè)化。特別是，隨著我國進(jìn)口及國產(chǎn)煤礦機(jī)械數(shù)量的逐年增加，如何用好，管好這些價(jià)格昂貴的煤礦機(jī)械，使其發(fā)揮最大的效率，是煤礦機(jī)電部門所面臨的一個(gè)重要的問題。為幫助煤礦機(jī)械使用人員、維修人員、管理人員對(duì)煤礦機(jī)械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握，下面我就這些做一下介紹與淺述。

煤礦生產(chǎn)中，煤礦機(jī)械的性能自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可以說直接影響到生產(chǎn)；也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、提升等的安全運(yùn)行。而煤礦機(jī)械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性，從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機(jī)械不可缺少的組成部分，同時(shí)也是評(píng)價(jià)煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及對(duì)煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能要求不斷提高，電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中所占的比重越來越大，其功能將會(huì)越來越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也將越來越廣，而其復(fù)雜程度也隨之提高，這樣就對(duì)使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求，對(duì)煤礦職工的培訓(xùn)工作和對(duì)煤礦設(shè)備的管理工作也顯得尤為重要。

煤礦生產(chǎn)施工要求煤礦機(jī)械具有以下性能：皮實(shí)耐用且維修簡單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗，自動(dòng)化程度高且操作簡單，施工質(zhì)量好，精度高；性能穩(wěn)定，工作可靠，安全性高，使用壽命長；具有較好的經(jīng)濟(jì)性，即高的技術(shù)價(jià)格比和低的制造與使用成本；工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，操作員的工作條件好；具有在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，故障自診及自動(dòng)故障報(bào)警功能，能及時(shí)準(zhǔn)確地指出故障部位，減少停機(jī)維修時(shí)間。

為適應(yīng)煤礦機(jī)械對(duì)性能的要求，僅僅依靠機(jī)械和液壓技術(shù)的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術(shù)的發(fā)展就成了煤礦機(jī)械的必要選擇。機(jī)電一體化是一項(xiàng)新興的技術(shù)，將其引入到煤礦機(jī)械中，必將會(huì)給煤礦機(jī)械帶來了新的技術(shù)變革，使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué)，是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開始在國外機(jī)械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起，推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機(jī)械上的應(yīng)用，極大促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能，使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛躍的發(fā)展時(shí)期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，在我國也是發(fā)展的方向，已成為機(jī)械高性能的體現(xiàn)。目前機(jī)械的電子(微機(jī))控制系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)如下功能：

一、在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診。

對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診，還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來越智能化。

二、節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率。

例如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動(dòng)、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高。

三、自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度的提高

煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)作業(yè)精度的影響。例如，冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備，由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng)，就是微電腦控制，只要在支架操作控制器上輸入程序，支架使會(huì)自動(dòng)連續(xù)動(dòng)作，也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無人操作。

四、其他應(yīng)用