机电一体化的具体内容范文

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任务驱动教学法是基于构建主义学习理论的一种教学方法。它强调学生要在真实情景中的任务驱动下，在探索任务和完成任务的过程中，在自主学习和协作的环境下，在讨论和会话的氛围中进行学习活动。任务驱动法以完成典型“任务”为主线，注重学生解决问题能力的培养。

一、确定任务

机电一体化竞赛项目的特点与其他竞赛项目不同,机电一体化竞赛是以工作任务书的形式命题的。这种以任务书的形式出题是由“任务驱动”和“项目导向”的职业教育理念转向教学实践的一次具体探索。教学评价所关注的不仅仅是理论知识,而是将专业理论知识、技能操作标准与工作能力要求有机地融合在一起,是对学生实际能力的综合性考查。笔者围绕竞赛任务，遵循序渐进的原则，制定具体的实施任务：

（一）制定“组装机电一体化设备”任务书，具体内容包括：

1、设备结构的功能与组成，包括转盘电机、机械手、物料分拣机构；

2、元器件的工作原理、检测方法及安装，包括传感器、电磁阀；

3、操作面板的功能，包括电源模块、按钮模块、主机模块、变频器模块。

（二）制定“绘制电气原理图及电路连接”任务书，具体内容包括：

1、绘制电气原理图，包括I/O端口的分配图，传感器、电磁阀、指示灯、按钮开关的电气符号；

2、输入信号元件（传感器、按钮开关、急停开关）与PLC输入端子的电路连接；

3、输出执行元件（电磁阀、指示灯、蜂鸣器、转盘电机、变频器）与PLC输出端子的电路连接。

（三）制定“PLC控制程序和设置变频器参数”任务书，具体内容包括：

1、编写指示灯控制程序。如允许、禁止下料的指示灯提示，时间间隔的指示灯提示，设备保护的指示灯提示，各种工作状态的指示灯提示；

2、编写按钮控制系统的正常启动、正常停止、急停、送电后再启动、自动运行、手动控制程序；

3、编写工作方式控制、运行方式控制、保护方式控制程序。

（四）制定“气路连接”任务书，具体内容包括：

1、气动元件的工作原理，气动元件的符号；

2、识别气路系统图并正确连接气路。

（五）制定“机电一体化竞赛”综合任务书，具体包括：

1、按设备组装图组装机电一体化设备;

2、按机电一体化设备的工作要求画出电气原理图并连接电路;

3、按气动系统图连接机电一体化设备的气路;

4、根据机电一体化设备的工作要求编写PLC控制程序和设置变频器参数;

5、调试机电一体化设备和控制程序,达到试题拟定的工作要求和技术要求。

二、创设情境

采用虚拟情境（FX-TRN-BEG-C）与实际情境（PLC实训室）相结合的方式创设情境，创设的情境要使学习者在学习过程中时时保持有意注意和无意注意,调动学习者兴趣,激发学习者动机,使学习者以高度兴奋的状态积极主动地进行课程的学习,为任务的接受和完成打下良好的心理基础。

（一）利用三菱教学软件FX-TRN-BEG-C特有的情境模拟调动学习者学习PLC编程的兴趣；

（二）利用YL-235A机体一体化竞赛设备设置真实情境，让学习者通过程序的编写、电路的连接、气路的连接、设备的组装，让设备按照要求动起来，巩固学习者已有的知识经验，进一步激发学习者的学习兴趣。

三、组织教学

（一）抓住关键，训练基本技能学生的成功编程和临场解决问题能力是竞赛的关键。

编程时，要使学生明白PLC的编程特点：由开始点逐步进行编程，直到最后动作。如：设备的最后动作是将工件送到运输皮带上，由推出气缸将工件打出到下料槽。

（二）适度改变，冲刺深度技能。

1、设置不同命题，训练学生的分析理解能力

技能竞赛是以“工作任务书”的形式发下来，选手首先要读懂任务书中的要求，才能确定任务。否则，将会被淘汰出局。因此，训练学生对任务书所描述的要求进行理解，并能发掘其中隐藏的细节，是技能竞赛能否取得胜利的必备条件之一。

2、科学设置设备安装步骤

设备安装是竞赛的重要内容。首先要看懂设备安装图纸的具体尺寸，然后再选择最佳设备安装方案并实施。

3、训练学生的编程能力和解决问题的能力

设备安装完成后，下一步就是让生产线能够按规定程序正确动作，即要训练学生进行编程调试。

4、换位学习，提升学生的竞技状态在竞技场上能否发挥高水平技能，与学生的配合是否默契有相当大的关系。

四、交流评价

采用教师点评、学生自评与互评的方式进行交流评价。在评价过程中，笔者借助评价表引导学生进行评价，取得了较好的效果。

五、结论

（一）在竞赛训练中采用任务驱动教学法，给学生创建了情境，学生通过对工作任务的认识与了解并亲身经历工作任务的完成，有利于学习掌握相关理论知识，提高学生的实践能力，通过这样的教学，学生职业能力和其他关键能力得到了有效提高。

（二）采用任务驱动教学法，理论与实际相结合，学习与工作一体化，有效培养了学生综合职业能力，传统的教学大多脱离实际，学生学习的积极性和主动性不高，教学效果差。而将工作任务引入到教学中，理论与实际紧密结合，学习过程就是一个完整的工作任务，通过这样“真刀真枪”训练培养出来的学生，学生的综合职业能力得到有效提升，使我们的学生“走出校门就能进入厂门”。

（三）采用任务驱动教学法,把实际工作任务引入到教学中，提高了学生学习的主动性、积极性和学习兴趣。在教学过程中，学生不再处于被动的服从地位，自我管理意识、自信心、责任感明显增强；学生之间的协作能力增强，学习气氛良好，学习效果显著提高。引入实际工程实施任务教学法的同时，教师的角色也发生的改变，对教师的教学技能和自身素质提出了更高的要求。

参考文献

［1］姜大源.《关于职业教育的课程观》〔J〕.《中国职业技术教育》，2003年11月

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1 引言

机电一体化技术有效地结合了机械技术和自动化控制技术，促进了现代军事装备的发展[1]。随着现代科技进步，军事装备设计及生产中要充分发挥机电一体化技术优势，推进相关领域的发展，使我国军事装备行业取得较好的发展态势[2]。由于军事装备有着特殊要求，在军事装备设计及制造中都对机电一体化技术有着诸多要求，这就需要加强机电一体化技术的研究，不断地的在军事装备行业推广该技术的应用[3]。本文主要结合现代军事装备的发展，结合机电一体化的基本原理，分析了军事装备一体化技术及其应用，为军事装备应用机电一体化技术提供指导。

2 现代军事装备机电一体化技术应用特点

现代军事装备在新世纪呈现出新的特点，对装备的各项指标有了新的要求。机电一体化技术能够提升军事装备的先进性，在军事装备领域有着广泛的应用。军事装备机电一体化技术应用特点：

（1）自动化

由于军事装备运行涉及复杂的操作过程，并且对于操作人员的操作技术有着严格要求。采用机电一体化技术避免了人为操作技术的影响，使军事装备在运行中采用预定设计的程序，达到自动化运转的效果。

（2）高可靠性

由于军事装备对可靠性有着严格要求，可靠性直接决定了军事装备的实战性能。应用机电一体化技术能够保证装备的正常运行，由于在操作中应用各种电子控制设备，改变了传统采用线路控制的局面，就可以在很大程度上简化军事装备的控制结构，提高其自身可靠性。

（3）高准确性

由于采用诸多辅助工作系统，例如弹道修正系统，自动瞄准系统和自动跟踪系统，大大提升了军事装备的准确性，保证其在工作中保持良好的准准确性。机电一体化技术为现代军事装备提供了模块化的功能辅助，增加其工作准确性。

3 现代军事装备机电一体化技术应用分析

机电一体化技术是在现代军事装备中应用主要包括装备生产控制和武器装备性能，具体内容如下：

3.1 军事装备生产机电一体化分析

装备生产水平决定了军事装备实际性能，加工生产也是现代装备的核心环节。为了提高生产设备的技术，机电一体化技术逐渐取代了传统的人为操控，具体包括：

（1）生产工艺控制分析

在进行生产先进装备零部件时，利用自动生产规划，建立自动化的生长线，实现物料的自动传输，在特定的位置进行监控物料传输，并相应的按照生产工序启动和停止相关操作。在生产系统组态、PLC配置、元器件选型等方面要准确合理，充分发挥PLC、计算机的功能，大力应用先进的计算机网络等先进技术。

（2）加工控制参数分析

机电一体化技术能够对系统参数进行监控，并执行相应的操作。具体包括：第一，温度控制。温度传感器能够收集温度信息，利用PLC的模拟量模块，通过PID调节输出信号给调功器；第二，液位控制。PLC通过液位变送器采集现场水位信号，将其传送给相应控制电磁阀。第三，真空控制。在线检测和LCD组态画面显示真空度，采用现场及远控操作方式实现真空泵的启/停控制。

3.2 军事装备功能机电一体化分析

现代军事装备呈现高度的自动化，这与应用机电一体化有着密切关系。在军事装备设计中应用机电一体化技术主要包括：

（1）弹药自动填充系统

现代军事装备强调弹药的自动填充，实现不同型号和不同数量弹药的快速传递，达到在战场把握战机的目的。在武器装备设计中就需要根据功能设计相应的执行机构，利用机电一体化技术进行弹药分类、传输和填充。

（2）自动导向系统

针对远程性打击武器，往往需要精确制导，这就要求导弹发射机构必须能够建立自动导向系统，依靠卫星发射信号执行相应的动作。武器自动导向系统应用机电一体化技术进行精密调节，控制各个机构的运转，达到精确打击的要求。

（3） 自动化装备

随着现代武器的发展，自动化装备成为部队发展的关键技术，例如，无人机侦探，自动化机器人，自动化运输装置等。这些装备均是依靠机电一体化技术，按照设计的功能完善部队作用，提高部队的战斗能力。

4 结束语

机电一体化技术促进了现代装备技术发展，使武器装备呈现高程度的自动化。同时，在生产现代装备中，机电一体化技术能够保证生产效率和质量。军事装备必须紧密结合机电一体化技术，将最新的研究成果应用到武器装备。

参考文献

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中图分类号TM 92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）93-0063-02

机电一体化从出现之始就极大地推动了社会的进一步发展，并且有了很快的发展速度和良好的发展趋势。在机电一体化有其自身的发展历史，并且在发展过程中不断的进行创新，为自身创造了一个良好的发展趋势，有广阔的发展空间。在其发展过程中，不断对新技术和新知识进行利用，使其符合现代实际应用的需要，促进其发展。

1 机电一体化技术创新发展的趋势

首先，在未来的发展趋势中，机电一体化的应用将会有更加广泛。无论是在一些小的方面还是比较大的方面，在自动化产业上都要通过机电一体化技术来进行开发。机电一体化的重要性也是因为其为自动化工业和航太工业以及国防工业的基础技术。机电一体化技术作为一门新兴技术在一些工业比较发达的国家有着快速的发展，同时，它对PC工业控制的发展也有一定的带动作用。在其发展过程中，程序控制器技术也就是机电一体化的核心也在不断的发生变化。程序控制器在工业自动控制领域被广泛的应用，在工厂自动化控制中，PLC也成为了核心技术。但是由于PLC程序的撰写一般的情况下是先进行阶梯图的绘制再将其转化成PLC的指令，所以说PLC质量在不同的品牌中也会不同，这样所造成的结果就是每一个程序之间的转换很不容易。另外，PLC指令比较接近低阶语音，开发程序很不容易，并且比较耗费时间。为了使PLC机电一体化的缺点得到改善，目前情况下利用PC电脑或者是IPC将PLC取代，把它当作是机电一体化中的控制器，对于控制程序的撰写使用的是Visual Basic，将PLC形式的机电一体化取代。

其次，发展了机电光一体化。在社会进入21世纪之后，半导体微电子技术和微机电技术以及镭射技术发展速度非常快，另外影响显示产业以及新兴的生物科技也在快速的发展，使得一些传统技术有了新的生机与活力，使机电一体化开始向机电光方向发展。一个比较典型的机电光技术应该包含的范围有：机构设计、精密制动器、人机界面、微处理器，程序或反馈控制、诊断信号的处理与错误、辨别图形、制程工程以及仿生人工智能。另外，根据光学或者是光学元件和机电元件有不同的互动程度和组合特性，可以将机电光系统分为三种类型，即光机整合的类型；内嵌光电或者光学装置的类型；在光学系统中嵌入机电装置。

2 机电一体化技术发展的保障

在机电一体化技术的发展中，虽然有比较快的发展速度以及比较强的竞争力，但是仍有问题存在，要保证机电一体化技术能够有一个较好的发展，必须要采取一定的措施，可以从以下的几个方面来进行：要让政府的决策高层认识到机电一体化技术的重要性；加强对机电一体化技术人才的培养；发展电力电子关键技术，加强对机电一体化技术的研究；注重理论与实际并行；积极推动“产学研合作”；机电产业要走进校园内部去寻找人才与合作；建立未来的研究对象。

此外，机电一体化中的机电光技术还属于一种新兴技术，从目前的情况来看，这一方面的人才比较稀缺。因此，在一些国内高校中，有必要开设相关的课程，培养有关这一方面的人才，推动机电光机电一体化的发展。

3 机电一体化创新的具体内容

3.1技术设计向单元化发展

在机电一体化的实验平台中实行单元化技术来进行设计。将系统分为几个单元模块，主要包括工控机、运动控制卡、伺服电机及步进电机、CAN总线、电动机驱动器，还有直线、工作台以及回转单元。只要是能使接口保持一致，就可以将每一个单元分开设计，这样就使得系统具有高度的可扩展性以及互换性。它的总体结构可以用下图来进行表示：

3.2控制系统向网络化发展

在系统中将电子计算机作为节点，将运动控制卡以及CAN卡作为子节点，然后利用这两种控制卡进行向下分支而形成树状网络。利用计算机对电机运行情况以及传感器信息进行统一处理，把整个系统都整合到一起。利用网络将每一个控制节点联系起来，这样一来，在实际操作中就能够将步进电机作为控制对象，使控制更加简易，控制对象的选择也可以是伺服电机来满足高精度要求，也可以将两者组合在一起构成一个系统。利用计算机对不同节点信息进行处理，再将其反馈到每一个控制对象上，利用这种方法来完成协同控制。

3.3系统应用向长久化发展

在实际操作过程中。操作人员可以利用控制卡数目的增加来将控制对象数目扩展，并且它的实现只需要在电气上略微改动。

与此同时，也可以利用其他设备的增加来进行系统功能的扩充，比如增加工业摄像头就能够使图像定位以及图像智能控制等任务完成。

4结论

机电一体化是现在社会中的一项重要技术，在机电产业中的应用十分广泛，所以对其有一个科学全面的认识是十分必要的。机电一体化在以后的发展中，其功能必然会不断完善，控制系统也将会更加强大。相信在未来它将会有更加广阔的发展前景，在各个领域的领域在将会更加广泛，作为机电行业有关人员，对其现在实际中的应用以及其今后的发展趋势有一个科学合理的认识，跟得上机电一体化今后的发展步伐，从而适应其发展，对社会发展也起到一定促进作用。

参考文献

[1]王海静.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].教育教学论坛，2013（13）.

[2]崔乐芙.PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].机电信息，2013（3）.

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引言

随着电子技术的发展，具有高科技含量的半导体集成电路的出现，为机电一体化技术在农业机械上的应用提供了便利。这种高科技产物提高机械的运作效率，降低了操作危险系数。目前，国内外对机电一体化研究力度也明显的加强了，大量的科技产物涌向市场，赢得了人们的注意力。近几十年来，机电一体化在农业机械生产中得到了广泛运用，使得农业的生产效率大大提高，为国民经济的进步提高了帮助。

一、机电一体化的基本特征

1.机电一体化的基本定义

机电一体化又名为机械电子学，是机械与电子科技结合为一体的技术。这项技术的技术基础是机械制造和电子配合电脑软件进行工作。因此机电一体化是整合了机械、电子、电动机和电脑等多领域的一门技术。机电一体化主要由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源五大部分组成。

2.机电一体化的具体内容

机电一体化是将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。其主要内容包括以下4个方面：

（1）机械技术

经典的机械理论借助于技术在人工智能和专家系统的帮助下形成新一代的机械制造技术。

（2）系统技术

系统技术就是以整体出发，组织利用各种相关的技术，将总体分解问相互关联的若干功能单元。

（3）自动控制技术

在控制理论的控制下，设计仿真系统，再进行现场调试。

（4）伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置。

3.机电一体化的原则

机电一体化技术有四大原则：

（1）接口耦合

为保证对信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。

（2）能量转换

在传输和交换的环节进行能量交换与交流。

（3）信息控制

在软、硬件的保证下，系统控制单元对信息进行控制

（4）运动传递

是不同类型的运动进行变换与传输来达到控制的目的。

二、机电一体化在农业机械应用的实际情况

1.传统农业生产技术

传统的农业生产方式是指主要通过生产工具、动力、水利设施等方法进行耕种收获的农业方式。其是自给自足的小农经济，主要生产满足自家的生活需要和缴纳税收等开支，商品率低。农民有固定的农耕田地，以人力和畜力为主要动力，以有机肥为主要肥料，实现丰衣足食的目标。是一种相对稳定却又低效率的农业生产体系。

2.现代化农业生产技术

现代农业是集科学化、商品化、集约化和产业化于一身，它突破了传统农业的局限性。现代农业机械是将自动化、智能化、多功能方向发展。随着机电一体化的不断革新，越来越多的自动化机械出现在劳动场地，机械耕种机代替了人畜犁耙;拖拉机代替了人工扛输。大力发展农业的机电一体化，提高农业的生产水平，增加农民收入的渠道，是实现农业现代化的重要基石。

3.机电一体化技术在农业机械的应用

机电一体化与传统的机械产品相比，有明显的优势。机电一体化产品的使用改变以前比较落后的生产方式，一般都是使用自动化的机械进行操作，解放生产力。在农业生产中，机电一体化使农业机械的工作效率和产能都得到了提高。工作人员在操作过程中的人身安全安全得到保障，机械故障率也随之降低。随着技术的多样性，机械设备的制造使得机电一体化设备功能多种多样满足市场需求，适应能力也很强。简单的安装原理，使得机械便于调试和维护，大大降低了维修成本。

三、机电一体化在农业机械上的发展前景

当今的世界可谓是高速信息的电子时代，电脑和电子信息各项技术的飞速发展使得农业机械生产逐渐向机电一体化方向前进。随着时代潮流的推进，农业机械控制技术势必将成为发展主流。一些著名农机厂商大量使用现代高端技术，例如GPS全球定位系统、激光扫信息遥感等，并将其装备应用于现代农业机械上。农用激光平地机是用激光调平传感微机处理技术进行地面平整作业，一次便可成形，效果非常显著。广大技术人员应及时更新知识结构，找准时代信息科学技术的发展方向，在满足市场需要的前提下，生产具有足够的竞争力的农业机械，以保证从市场获得最大的技术经济效益和社会效益。

四、总结

综上所述，机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。 对机电一体化的研究目的在于将机械技术与信息技术结合为一体，实现工作系统的最优化。因此，在农业机械化的生产上必然离不开机电一体化。随着科学技术的发展，各种高科技技术也相互融合，这种发展趋势也证明了机电一体化技术在农业生产中将越来越主导地位。

参考文献