机电一体化的运用范文

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中图分类号：TM77 文献标识码：A

1简述接口、接口类型与接口连接方式

机电一体化系统，即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起，从而发挥机械电子的优势，提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分，它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件，具有调节、匹配、缓冲等性质，可以有效地转换电平、增加功率，使机电一体化产品的性能得到提高；一些技术人员将接口加设抗干扰材料，可以将电子系统与控制系统之间相互隔离，防止两个系统之间的信号受到干扰，影响电子系统与控制系统运行的可靠性；接口的运用，还可以进行电路转换，保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配，进而提高机电一体化产品的运行效率。

不同的机电一体化产品，其性能、工作原理等都存在差异，自然接口也不完全相同。也就是说，在运用接口技术连接子系统的各个模块时，需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类，即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口，它可以模拟信息的输入与输出，并为机电一体化系统提供平稳的电流，以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态；人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口，这种接口可以将工作人员的指令，利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据，并通过接口在各个子系统之间相互传递信息，以满足实际需要。

2接口技术在机电一体化中的运用

2.1概述接口技术

在机电一体化技术发展的过程中，接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义，它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接，使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用，可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来，促进其数据、信息的传递与转换，使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展，机电一体化技术也将得到更快的发展，并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展，机电一体化产品的性能也将越来越高，为人们生产、生活提供更多的便利。

2.2接口技术在机电一体化中的运用

众所周知，接口技术在机电一体化中的应用，大大提高了机电一体化系统的性能，同时也促进了机电一体化技术的发展。那么，接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢？

（1）连接机电一体化系统中的各个子系统模块，充当“开关通道”。在机电一体化系统中，各个子系统模块相互连接，再通过电子系统进行智能化控制，将信息系统中的数据、信息进行传递与转换，使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能，就必须有连续的电流，而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”，工作人员只需正确操作开关执行器，为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流，就可以有效实现以上功能。

（2）工作人员可以根据需要手动接口，满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时，通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作，这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口，工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统，系统就会按照需要将指令编码成信息数据，并通过接口传递给各个系统模块，输出相应的状态、运行参数等，以实现工作人员监控机电一体化系统的目的，满足工作需要。

（3）运用接口技术，可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中，接口的运用还不是很成熟，导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展，越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后，有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数，对这些数据、信息等进行有效的调整，就可以实现监控生产过程的目的。

2.3运用接口技术需要注意的问题

接口技术是在机电一体化技术上发展起来的，所以在运用接口技术的时候，需要注意以下问题。技术人员在运用接口技术将接口连接于各个子系统模块之间，需要注意接口技术是否与机电一体化技术相匹配，是否能够符合机电一体化产品在性能上的要求，这些都是技术人员需要思考的问题。只有合理选择、运用接口技术，才能为机电一体化产品的性能正常发挥起到基础的作用；任何技术在运用过程中，都需要进行调试，以确保技术运用的科学性、合理性与可靠性。同样，接口技术的运用也需要进行智能调试。一般来说，技术人员在运用接口技术连接各个子系统模块之后，就要及时地进行系统测试与接口的智能调试，这样才能在第一时间发现问题、解决问题，保证机电一体化产品的可靠运行，也可以为以后接口技术的发展提供参考；接口在使用过程中，人机接口是比较常见的，它是根据实际生产需要而进行的人工调整的接口，也就是f，这种接口是可调的。因此，技术人员运用接口技术必须积极思考机电一体化产品的实际生产效能，并注重接口技术的各项指标能够按照要求合理调控，结合实际情况运用接口技术。这样的接口技术才能保证机电一体化系统可以按照需要随时进行调控，实现智能化、网络化，提高接口技术的运用效果。

3结语

总而言之，随着我国工业化进程的不断深入，各种相关技术也在不断发展。机电一体化技术作为促进工业化与机械化发展的重要技术之一，对我国社会建设与人们生活水平的提高有着重要的意义。而接口作为机电一体化产品的重要组成部分，接口技术的发展也影响着机电一体化技术的发展。所以，相关技术人员应该积极创新接口技术，从各个方面提高机电一体化产品的质量，进而促进机电一体化产品在社会建设中重要作用的发挥。

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中图分类号：TH-39；TD63 文献标识码：A

1机电一体化概要

机电一体化是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

2航空工业领域机电一体化的发展状况

航空工业机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：

20世纪60年代以前为探索阶段。在这一时期，各国都在积极探索航空航天技术，并将最新电子技术积极的运用于完善航空机械产品的性能方面，特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了航空工业的发展，对于先进战斗机的需求，推动了航空领域机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，进一步推动机电一体化技术的普及。但是，由于工业技术基础的限制，这一阶段总体上还处于探索阶段，对于机电一体化技术运用程度还不深，也无法进行广泛的推广；20世纪70到80年代为初步发展阶段。这一时期，由于计算机技术、控制技术、通信技术等更先进技术的出现，航空技术领域得到了蓬勃发展，规模集成电路和微型计算机等充分运用到了航空工业领域，为机电一体化与航空工业的深度融合奠定了坚实的基础；20世纪90年代为快速发展时期。这一时期，机电一体化技术世界航空工业领域得到比较广泛的承认，以机电一体化技术为基础的航空工业得到了极大发展，基本成为航空工业的支柱性技术，90年代后期，航空工业开始向智能化方向迈进，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；21世纪以来，人类进入了宇宙时代，航空工业领域对于机电一体化的运用更为精纯，大规模系统的建模设计、分析和集成方法、人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为航空领域的机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

3航空工业领域机电一体化的发展趋势

3.1航空制造业的智能化

在现代信息技术的支持下，智能化已经成为目前航空工业领域机电一体化技术的一个重要发展方向，也是最主要的方向。人工智能的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。特别是在飞行系统的建设，自动导航、自动驾驶等以机电一体化技术为基础的航空智能化已经取代传统的飞行操控方式，成为航空领域主要的飞行控制技术。

3.2航空管理技术的网络化

航空管理技术的网络化也是机电一体化技术背景下，航空工业技术发展的必然趋势。20世纪90年代，计算机技术得到突破性发展，世界进入计算机时代。计算机技术的兴起和飞速发展给航空工业带来了巨大的变革，计算机网络将整个航空技术领域和各种设备连成一体，实现了生产和操作、空中和地面的一体化发展。而基于计算机技术的各种航空远程控制和监视技术本身就是机电一体化产品。因此，航空工业机电一体化朝着网络化方向发展成为必然趋势。

3.3航空设施设备的微型化

得益于机电一体化技术，航空设施设备还呈现出了微型化的发展趋势。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。而航空航天工业中所需要的各种特殊材料的生产、重要零部件的制造、关键技术的革新都都离不开设施设备的微型化。机电一体化技术无疑为实现航空设施设备的微型化提供了条件。

3.4航空工业生产的绿色化

节能环保、绿色生产也是航空工业领域探索的重要方向、航空技术的发展为人类的航天事业提供了极大的便利，但是由于航空工业是一个大动力、高耗能、高投入的产业。在自然资源不断减少，生态环境受到严重污染的背景下，探索绿色航空工业技术成为航空领域的重点攻坚任务。在机电一体化技术的帮助下，绿色航空产品概念应运而生。机电一体化使航空工业在设计、制造、使用过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。因此，促进航空产业的绿色发展，也是航空工业机电一体化发展的重要趋势之一。

参考文献

[1] 徐晓娜，朱柏龙.机电一体化技术的发展与思考[J].科技致富向导，2014（17）.

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0前言

机电一体化在工程机械中的广泛应用，大大革新工程机械行业的生产格局，打破了传统的工程机械生产方式和设计理念，机电一体化应用计算机技术、控制技术、机械技术、信息技术等多方面技术对工程机械进行生产创新，使工程机械的工作性能、工作精准度等都得到了极大的提升。机电一体化现代化技术，是工程机械行业的全新时代，加强机电一体化在工程机械中的研究具有重要意义。

1机电一体化在工程机械中的应用

1.1机电一体化技术在工程机械节能施工中的应用

我国传统的机械工程在机械设备的使用效率上偏低，因而需要消耗较多的能源，对部分不可再生资源造成较大的负担，随着机电一体化的应用，工程机械能够更好的控制机械设备的工作，保证其设备在额定功率之内，从而大大增加设备的有用功，减少无用功，降低对资源的消耗。同时，在实际的应用过程中可以通过实际工作情况调整机械功率，尽可能的保证机械使用过程中资源合理化消耗，提高机械的节能性。

1.2机电一体化技术在工程机械监控方面的应用

工程机械在使用过程中需要了解机械的使用情况和工作状态，保证机械设备能够正常的运行，因而需要加强机械监控工作。随着机电一体在工程机械中的应用，利用故障自诊技术、电子监控技术以及自动报警技术能够有效的对工程机械使用情况进行监控。将这些技术组合利用可以有效的对工程机械的传动系统、液压系统等工作系统进行监控，并及时的返回系统的运行状态，若系统故障则会通过自动报警系统发出报警，同时机电一体化还提供故障定位系统，在第一时间内会返回故障点，从而实现高效的对故障维修，降低对工程使用效率的影响。传统的工程机械对故障定位并不清楚，需要一步一步的排查才能最终确定故障所在，严重影响到施工的效率，因此机电一体化的应用会大大提高工程机械运行的可靠性，提高工程施工进度，大幅度改善施工人员的工作环境。

1.3机电一体化技术在工程机械施工精度控制中的应用

除了上述两种由机电一体化带来的应用之外，对工程机械在精度控制中也具有重要的应用。机电一体化依靠电子控制系统对工程中需要测量的工作精确化，传统的工程机械在测量、称量工作方面大部分采取人工工作的方式，人工操作会带来较大误差，影响到工程质量。利用电子控制系统和自动化系统可以将测量、称量等工作自动化，同时提高其精度，有效减少因误差带来的施工影响。在产品加工方面也能有效提高产品的精准度，保证产品质量，提高合格率。

1.4机电一体化技术在工程机械施工降低工作强度中的应用

在我国传统的工程机械施工过程中，由于施工中会利用到大量的机械设备，部分机械设备较为笨重，人工在操作过程中也会较为吃力，人工施工的难度大大增加，工作强度和工作量都较大，施工效率偏低，在工作人员的要求上也较高。如今随着机电一体化技术的应用，很多机械设备都能半自动化或者是自动化操作，人工只需要简单的操作机械便能达到相应的机械操作，大大减少人工工作强度和工作量，施工效率大大提升，在现代中对人工施工的要求更加注重于能够熟练掌握机械操作。而且，在传统的工作中难免会出现施工人员疲乏的时候，施工操作的失误性也会大大提高，最终影响到施工质量。机电一体化的应用能够有效的减少人工操作，大大降低人工失误操作的概率，从而有效的提高工作准确度。

2关于机电一体化的未来发展

2.1机电一体化向智能化方向发展

近些年随着科技的快速发展，尤其是在人工智能领域发展异常迅速，如今人工智能应用面也越来越广。在机电一体化的发展过程中更多的朝着智能化方向发展，在工程机械中智能化部分越来越多，应用范围也逐渐扩大，机电一体化的优势充分在工程机械中得到了充分体现。机电一体化更加智能之后，在应用过程中可以独自的对部分施工决策进行模拟，从而有效的提高机电设备的高效处理能力，功能更加强大。

2.2机电一体化产品向网络化方向发展

网络技术如今已经渗透到各行各业，机电一体化的发展过程中也充分利用了网络的优势，利用各种先进的网络技术将全球生产与经济连成一体，从而有效提高企业的竞争能力。企业与国际市场接轨之后，若企业创新、生产出可靠的新产品之后，便能有效的出口，进击国际市场。随着网络的普及，各种网络技术也逐渐兴起，远程网络控制技术与监视在工程机械中也到了广泛的应用，利于机械设备的生产与工作。

2.3机电一体化向微型化方向发展

机电一体化朝着微型化发展是未来的主要趋势，微型化是指机械零件尺寸不超过1cm，我国很多电子元件以及主板都在逐渐朝着微米、纳米级别在发展，从而能够在有限空间内安装更多的电子元件，实现更多的功能。当前实验成果在实现亚微米级别，当亚微米级别的机械元件生产成功时，就没有必要区分控制器部分和机械部分，电子和机械从而可以实现有机融合。

2.4机电一体化向模块化发展

随着机电一体化产品种类的不断增加，客户需求的不断增长，越来越多的机电一体化产品朝着模块化的方向发展，促使机械产品在生产过程中实现标准化生产。当前，利用模块化发展可以有效的将产品进行匹配，从而促进产品的研发与扩展，最终达到批量生产，提高生产质量的目的。

2.5机电一体化向环保化发展

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机电一体化技术一词最早是由日本企业所提出的，在现代化工业技术高度发展的今天，机电一体化技术也得到了飞速的发展，可以说机电一体化技术的发展对于水利工程项目的建设具有重要的现实意义，如何在水利工程中更好地应用机电一体化技术，已经成为了限制水利工程建设项目发展水平的关键因素。

一、机电一体化技术的概念分析

机电一体化技术是一门集合了电子计算机技术以及工厂机械电子操作生产为一体的综合性学科，目前在计算机智能领域、自动化控制技术领域、电子传感系统检测领域以及传动领域都有所涉及，在现代化生产当中的应用十分广泛，尤其是在大型的水利工程项目建设中，应用了机电一体化技术以后，大大提高了工程建设的效率，在信息统筹及处理方面和过去相比都发生了较大的改进。就机电一体化技术未来发展的方向而言，会朝着更加智能化、微型化以及生物学化发展，在此技术的基础上添加光电传感技术，进而增加工程项目机电系统自身的柔和性，在每个工程项目中都有一个总操作系统，下面每个操作项目板块中又分别有不同的子系统模块，各个模块之间的工作互不干扰，在人工智能化发展的过程中，大大提高了水利工程项目的经济效益，在未来的机电一体化技术建设与发展中，它的应用途径将会变得更加广泛。

二、机电一体化技术在水利工程项目建设中的应用

（一）设备安装

在水利工程项目的具体实施建设中，操作工人应当在按照科学的机电一体化技术要求在水利工程建筑项目当中对机电一体化设备进行正确的安装，在安装设备以前，操作工人必须到水利工程项目的施工现场进行实地考察，从而了解到施工现场的实际情况，包括工程所处环境的地质条件，气候的变化情况等，然后再对所要安装的机电一体化设备进行检查，确认可以正常运行以后，对机电一体化设备进行整体的工程布局规划，在涉及到施工场地以及施工通道时，操作工人要能够及时清理干净机电一体化设备所经过的地方，再对水利工程项目施工部位的混凝土基座采取正确的施工策略，按照水利工程项目的设计流程进行施工，在工程基座中添加机电一体化设备，需要注意的是，即使在安装之前已经检查过一遍机电一体化设备的安全使用性，在进行正式安装时，还应当再重新检查一遍，一定要确认机电一体化设备正确安装了以后，才可以进行下一步的操作，有关机电一体化设备的安装必须要由专业人士来进行，在涉及到高空作业的时候，一定要做好安全防范措施，避免操作工人在高空作业时候的人身安全受到威胁。

（二）设备调试

当机电一体化设备在水利工程建设项目中安装完成以后，还要有相关的技术操作人员对所安装的设备进行技术调试，再一次确认机电一体化设备的安装是否正确的，能否正常地发挥出机电一体化技术的作用，同时也要保证机电一体化设备不会出现任何的安全问题，在设备调试的过程中，主要检测设备的正常工作性能参数，工作的效率参数以及机电一体化设备所产生的工作效益，需要将每次设备调试的结果进行记录，并输入到计算机系统数据库中，方便技术人员进行统一的操作和处理。

（三）水利工程建设中的机电一体化技术应用

在研究机电一体化技术在我国大型水利工程建设中的应用过程中，可以举位于河南省境内著名的小浪底水利枢纽工程建设项目为例，小浪底水利工程项目在三门峡水利工程的下游，它每年能够控制的流域面积大约在70万平方公里左右，是黄河中游地区一段峡谷的出口部位，是黄河流域中非常重要的水利控制工程。在小浪底水库的具体建设过程中，应用了大量的机电一体化技术设备，大大增加了黄河地区流域的抗洪防捞性能，同时机电一体化技术应用过程中，对于黄河流域的水资源也得到了有效的利用和开发，起到了科学的水资源保护作用，促进了小浪底水利工程地区的经济发展。在计算机人工智能技术，自动化控制技术，以及开放式控制系统应用当中，将水利工程建设项目打造成为了一个综合性的智能操作系统，由机电一体化技术专家来进行系统性的操作控制以及模糊性的操作控制，采用中央处理器的来进行核心操作，而在应用分布式的控制技术时，利用电子计算机设备对水利工程建设中的施工情况进行实时性的监控，及时发现水利工程施工中出现的问题并且及时加以控制，进而实现小浪底水利工程建设项目的检测、控制及管理的一体化发展，分布式控制系统有着操作简单，上手容易的优点，可以大大提高工程建设的安全性能。在施工现场操作总线技术和机电一体化技术融合发展中，通过开放式技术控制系统的密切配合，实现了水利工程建设项目之间的实时沟通，采用现代化的电子通讯设备能够将施工现场当中的所有机电设备，生产设备以及电子设备进行连接，将这些设备在施工生产过程中所产生的数据通过现代化的电子通讯技术传输到水利工程建设项目中的核心总控制室，由计算机操作系统对各生产设备、机电设备进行统一的控制与管理，从而实现水利工程建设项目的控制操作一体化发展。

三、水利工程项目建设中机电一体化技术的未来发展研究

通过对水利工程建设项目中机电一体化技术的分析与应用研究中可以了解到，在未来的水利工程建设项目中，一定会朝向更加智能化的方向进行发展，生产效率会越来越高，机电一体化技术的发展可以说是我们国家生产力提高的一种表现，它融合了以电子计算机技术为核心的多方面生产技术，而且国家对于机电一体化技术的开发与创新项目高度重视，希望在未来的水利工程建设中，能够继续开发技术人员的自主创新能力，加强对机电一体化核心技术的人才培养力度，相信通过技术人员的不断努力，未来的机电一体化技术发展一定会更安全，更绿色，更环保，既能够提高水利工程的模块化生产效率，同时也能够对水资源进行合理保护和开发，在高效利用现有资源的基础上，提高水利工程建设项目的生产产能，响应国家“节能减排”战略的号召，促进工程建设中各环节的信息交流。

综上所述，促进机电一体化技术在水利工程建设项目中的应用与发展可以说是现代化水利工程项目发展的大势所趋，科学地应用机电一体化技术，能够大幅度提高水利工程建设的工作效率和安全性，对水资源进行合理的开发和利用，在计算机智能化的机电一体化技术发展与应用过程中，未来的水利工程项目将呈现出一片大好趋势。

作者:林品渊 单位:江西省海龙建设工程有限公司

参考文献：