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Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.
關鍵詞: 機電一體化;接口技術;人機接口;機電接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
機電一體化系統是機械、電子和信息等各種技術融合為一體的綜合系統,其構成要素與子系統之間的接口部分就顯得極為重要。在機械系統和電子系統各種技術的復合過程中,接口技術很重要,機電接口技術是解決如何把機電及相關領域技術有機地融為一體,從而設計出最優的機電一體化產品的研究領域,其性能的好壞對整個系統的綜合性能起著決定性作用。
1機電一體化系統的設計
在早期的機電一體化系統中,機械部分的設計是系統設計的中心。電能僅用于驅動,為系統提供動力。利用直流電動機的變速功能雖然可以簡化機械系統的傳動結構,但因為無法控制運動部件的行程,因而程序自動化仍然是系統控制設計的主要目標。驅動電動機不再是機械運動鏈的起點,而成為聯結機械運動和動力以及控制的接口。機電一體化系統設計已從“純”機械的設計延伸到控制領域。計算機、數字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統設計師不可或缺的知識基礎。信息技術和軟件設計已經成為表達系統設計思想和協調自動化工作的重要工具。機電一體化技術是一個不斷發展和完善的過程。產品精度和生產效率對機電一體化系統提出了不斷改進伺服驅動性能和發展控制算法的要求,而性能優良的伺服驅動既拓展了機械系統的功能、簡化了傳統的機構,又要求機械系統具有合理的慣量和更好的系統動態性能。傳感器的在線監測確保了系統安全可靠的運行,反饋的信息通過閉環確保了先進控制理論的實現和產品的質量要求。機、電、信息的密切交叉已經使機電一體化系統中各部分的互相聯結和影響成為設計必須綜合考慮的重要內容。機電接口技術作為機電一體化設計的核心已經受到專家和學者越來越多的關注。
2機電接口技術的內涵
機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統,其子系統之間的接口極為重要,從某種意義上說,機電一體化系統設計就是接口的設計。但現在對于機電接口技術的研究較少,通過對機電一體化系統進行總結和歸納,我們提出了機電接口技術的概念,形成了如下幾點認識。
2.1 機電接口技術的內涵機電接口技術是一門新興的技術,它研究機電一體化系統中各組成部分(子系統)和各組成技術之間的接口問題。研究這門技術是為了更有效地進行系統中信息能量的交互,融合各種技術,實現機電一體化系統最優化設計。
2.2 機電一體化系統接口(簡稱機電接口)的功能機電接口傳遞和轉換信息和能量,并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統之間或人與機電一體化系統之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統信息交互、轉換、調整的方法和過程,協調和綜合機電一體化組成技術,使各子系統集成并融合為一個整體,實現新的功能。
2.3 機電接口的分類①人―機接口。人與機電一體化系統之間的接口,通過此接口,可以監視系統的運行狀態,控制其運行過程,即通過人―機接口能夠使系統按照人的意志進行工作。人-機接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動力接口。動力源連接到驅動系統的接口,為驅動系統提供相應的動力。根據系統所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等,動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點,能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統到驅動系統、驅動系統到傳感器、傳感器到控制系統。智能接口的應用情況相對比較復雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉換各種信息,按照不同技術的要求改變信息形式,使不同的子系統、不同的技術能夠集成在一起,形成完整的系統。通常,智能接口是軟件表現出的功能連接。④機―電接口。執行機構與驅動系統和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執行機構所需的信號,或將執行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。
3機電接口技術對機電一體化發展的影響
社會需求推動機電一體化技術的發展。當傳統的機械技術無法滿足日益增加的社會需求時,機械技術與電子技術、信息技術等結合形成的機電一體化技術就成了機械技術發展的必然。相應的系統內部的接口也就變得越來越復雜。機電一體化技術的各組成技術的研究已經進行得非常深入且日趨成熟,同時,人們也意識到單純發展和研究各組成技術并不能保證機電一體化系統的最優化。而機電接口技術正為它們提供了一種有效的方法來進行系統研究,并將系統設計、集成和融合理論應用到實際的設計當中。目前,機電一體化正在向著智能化、模塊化、網絡化等方向發展,智能化必然要求系統各部分的結合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準確。從機電一體化發展方向對機電接口技術的要求來看,機電接口技術的研究與發展已經成為必然,同時,機電接口技術的研究與發展也必然對機電一體化技術的發展起促進作用。
4結論
機電一體化系統是機械系統不斷融合各種新技術、新知識發展起來的。因此,從機械技術發展起來的機電一體化技術的復雜性和多學科性就決定了此技術的研究重點是各種技術在機械技術上的融合與創新。機電接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題,使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,使系統各部分有機的結合在一起,形成完整的系統。機電接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要。同時機電接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展,促進機電一體化系統理論的發展。
參考文獻:
[1]李運華等.機電控制.北京:北京航空航天大學出版社,2008.
關鍵詞：機電一體化；智能化數字；化工企業
中圖分類號：TP271 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0038-02
機電一體化是一種新興學科，是有學科交叉的特征，興起于20世紀60年代。當時，電子科技正處于第四代向第五代過渡時期，超大規模集成電路應用范圍和實踐的擴大，極大促進了機電一體化的進程，但當時的機電一體化主要是機械與電子的結合。近些年來，特別是電子信息系統的發展和超過規模集成電路的使用，豐富了機電一體化的內涵，現代的機電一體化已經不再簡單是機械與電子的統一體，而是涉及多個行業、多種機械領域的專業的精密儀器，并產生了獨立的學科分支。
1 機電一體化發展方向
1.1 機電一體化數字發展方向
機電一體化數字發展方向得益于計算機網絡的發展。隨著計算機網絡技術的發展，機電一體化實現了微控制，擴展了機電一體化發展的內涵，特別是計算機網絡虛擬技術和制造集成技術。數字化在機電一體化中的應用，使得機電一體化操作簡單化、智能化，比如，數控車床的大規模推廣和應用，并且可以實現系統的自我維護、自我故障報警，極大方便了用戶需要，降低了設備和軟件的操作損壞的可能性。
1.2 機電一體化智能化發展方向
機電一體化智能化發展方向是目前機電一體化發展的重點方向和主要研究領域。隨著社會發展和科技進步，特別是計算機網絡的發展，使通過程序操作實現機器和軟件的智能化運作成為了可能。實現機電一體化發展有利于降低勞動工程強度和勞動時間。智能化發展是利用大規模數據庫存儲包括心理學、計算機學、數學等多種學科知識，利用模型統籌在一起，實現機器的高度智能化，雖然目前的技術條件下，機器完全人工智能化是不能實現的，但是利用具有一定人工智能設備進行機電一體化作業和處理是非常必要的。
1.3 機電一體化的模塊化發展
機電一體化的模塊化發展方向是歷史發展的必然。機電一體化的發展前景廣闊，在市場優勢資源配置調控下，大量資源被投入到了機電一體化設備開發和生產當中，市場上供應一體化機電設備的廠家眾多，為了各自利益需要，各個廠家往往會在關鍵技術、關鍵部位進行人為限制，甚至是機械零件的標準也不同，這種機電一體化機器供應格局與市場經濟要求的生產社會化非常不符合，因此不利于生產的發展。此時，機電一體化的模塊化發展顯得尤為必要。
1.4 機電一體化的網絡化發展
機電一體化的網絡化發展是目前網絡發展形勢的要求。新世紀以來，個人計算機普及率大大提高，網絡已經成為了人們日常生活的一部分。網絡的發展、計算機的普及促使生產和消費逐步同步性和相關性。因此，機電一體化無論是從生產角度還是銷售角度，都要考慮網絡實踐
應用。
1.5 機電一體化的綠色發展方向
機電一體化的綠色發展方向是社會發展的要求。隨著社會的發展、人們生活水平的提高，人們對生存環境的關注也越來越高。經濟發展、工業發展的背后是嚴重的環境問題代價，因此必須要實現發展的綠色化。機電一體化的綠色發展方向有兩層意思：一是生產的綠色化。機電一體化設備在生產過程中必須要堅持綠色發展理論，通過綠色工藝，使用綠色材料，實現生產的節能降耗和環境影響的最小化。二是制造的綠色化。機電一體化設備具有應用范圍廣、需求量大等特點，不過無論是應用與化工企業還是日用家居都應該有限考慮設備綠色運行，降低環境
污染。
2 機電一體化在化工中的應用和具體實踐
2.1 機電一體化在化工推廣的意義
近些年來，我國化工行業取得了巨大的進步，化工企業總體科技水平和技術含量逐步提高，日益向現代化工企業轉變。但是，我國化工企業的總體發展水平還不高，生產粗放型比較明顯，生產效率不高，設備老舊率較高。機電一體化在化工中的應用和實踐為化工企業的發展提供了新的發展方向和動力。一是在化工企業中推廣機電一體化，有利于淘汰落后產能和設備，實現化工生產全過程的有效控制。通過機電一體化可以幫助企業實現化工原料從進場到成品最后出場全過程的有效監控，提高化工企業的工作效率。二是機電一體化技術有利于企業化工信息的傳輸。機電一體化中的交流傳送技術和現場總線技術可以幫助提高化工信息的傳送時效性，實現信息交流的雙向性。三是通過機電一體化系統實現企業控制。化工企業規模一般較大，人事安排、生產安排任務較重，使用傳統的生產處理安排方式，很容易造成人事規模過大，機構冗繁，降低企業生產成本。通過機電一體化系統，可以實現企業整體化規劃與安排，實現了最少人工環境下效率的最大化。
2.2 機電一體化在化工中的應用
機電一體化在化工企業中常見的應用有三類：一是機電一體化在生產過程中的應用。機電一體化在生產過程中的應用主要是實現生產的自動化或者半自動化。比如數控車床，采煤業中用于運煤采煤的煤礦數字提升機，數字煤礦提升機通過數字化與提升機結合，特別是內裝式提升機，極大方便了操作的流程。通過實現生產的自動化，提高生產的精確度，進而提高生產的效率，而且還可以有效降低人工生產成本，降低工人勞動時間和強度，對于一些污染比較大的化工企業，實現生產自動化也有利于保護工人健康和降低污染，比如，污水回收處理系統。二是機電一體化有利于實現生產的精確化。現代化學工業企業大部分正處于生產由粗放型向集約型轉變，因此必然要求生產的進一步精確化，以便提高資源利用率。比如氮肥廠生產過程中，通過使用機電一體化設備實現自動加煤、填煤作業，可以實現生產連續性發展要求，通過利用現代機電技術，實現加煤、填煤作業的精確控制，保證投入和生產速度，有利于提高煤的轉化率和利用率。三是機電一體化在化工企業中的監控作用。化工企業生產具有非常復雜的操作流程，一般在爐內進行，雖然利用傳統的檢測設備可以實現溫度、氣壓方面的控制，但是因素變化具有不可預測性，一旦發生問題，儀器只能做到事后預警而不能起到事前預警的作用。利用機電一體化，比如液壓系統、制動系統等，可以有效起到事前預警的作用，提高檢測能力。
3 結語
機電一體化在化工企業中的應用，是機電一體化發展的必然要求，也是化工生產特點所決定的。隨著社會和科技的發展，新技術、新研究特別是生物技術的不斷發展，進一步豐富了機電一體化內涵，未來的機電一體化技術在化工企業應用過程會進一步深入。
參考文獻
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[7] 范巖，袁馳.實訓系統在機電一體化技術教學中的應用[J].硅谷，2008，（16）.
關鍵詞：機電一體化 接口技術 動力接口 智能接口
1前言
機電一體化產品的性能在很大程度上取決于接口的性能，即各要素和各子系統之間的接口性能是綜合系統性能優劣的決定性因素。因此，機電接口技術是解決如何把機電及相關領域技術有機地融為一體，從而設計出最優的機電一體化產品的研究領域。
2機電一體化系統的設計
機電一體化是建立在機械、電子、計算機、自動控制、傳感與測試等現代高新群體基礎上的一種先進技術。機電一體化產品由機械分系統和微電子分系統兩大部分組成，二者又分別由若干要素構成。要構成一個完整的系統，就必須在系統各要素、各子系統之間順利地進行物質、能量和信息的傳遞與交換。即各要素和子系統的相接處必須具備一定的聯系條件，這個聯系條件即機電一體化系統接口。
在早期的機電一體化系統中，機械部分的設計是系統設計的中心。電能僅用于驅動，為系統提供動力。利用直流電動機的變速功能，雖然可以簡化機械系統的傳動結構，但因為無法控制運動部件的行程，因而程序自動化仍然是系統控制設計的主要目標。伺服電動機的運動、速度和方向可控，運動部件位置和軌跡的單獨/聯動控制使得柔性自動化成為可能。驅動電動機不再是機械運動鏈的起點，而成為聯結機械運動和動力以及控制的接口。機電一體化系統設計已從“純”機械的設計延伸到控制領域。計算機、數字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統設計師不可或缺的知識基礎。信息技術和軟件設計已經成為表達系統設計思想和協調自動化工作的重要工具。
機電一體化技術是一個不斷發展和完善的過程。產品精度和生產效率對機電一體化系統提出了不斷改進伺服驅動性能和發展控制算法的要求，而性能優良的伺服驅動既拓展了機械系統的功能、簡化了傳統的機構，又要求機械系統具有合理的慣量和更好的系統動態性能。傳感器的在線監測確保了系統安全可靠的運行，反饋的信息通過閉環確保了先進控制理論的實現和產品的質量要求。機、電、信息的密切交叉已經使機電一體化系統中各部分的互相聯結和影響成為設計必須綜合考慮的重要內容。早期的機電一體化設計主要集中于系統的組成和結構，隨著設計實踐的豐富和設計理論的成熟，機電接口技術作為機電一體化設計的核心已經受到專家和學者越來越多的關注。
3機電接口技術的內涵
機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統，其子系統之間的接口極為重要，從某種意義上說，機電一體化系統設計就是接口的設計。但現在對于機電接口技術的研究較少，通過對機電一體化系統進行總結和歸納，我們提出了機電接口技術的概念，形成了如下幾點認識。
3.1機電接口技術的內涵
機電接口技術是一門新興的技術，它研究機電一體化系統中各組成部分（子系統）和各組成技術之間的接口問題。研究這門技術是為了更有效地進行系統中信息能量的交互，融合各種技術，實現機電一體化系統最優化設計。
3.2機電一體化系統接口（簡稱機電接口）的功能
機電接口傳遞和轉換信息和能量，并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件，硬件主要在子系統之間或人與機電一體化系統之間建立連接，為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統信息交互、轉換、調整的方法和過程，協調和綜合機電一體化組成技術，使各子系統集成并融合為一個整體，實現新的功能。
3.3機電接口的分類
機電接口包括人―機接口、動力接口、智能接口和機―電接口4類。
3.3.1人―機接口
人與機電一體化系統之間的接口，通過此接口，可以監視系統的運行狀態，控制其運行過程，即通過人―機接口能夠使系統按照人的意志進行工作。人―機接口是雙向的，硬件包括輸入/輸出設備，主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。
3.3.2動力接口
動力源連接到驅動系統的接口，為驅動系統提供相應的動力。根據系統所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等，動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點，能夠通過較大的功率。
3.3.3智能接口
智能接口主要存在于三處，控制系統到驅動系統、驅動系統到傳感器、傳感器到控制系統。智能接口的應用情況相對比較復雜，但可以得出它的一些共性：智能接口傳遞和轉換各種信息，按照不同技術的要求改變信息形式，使不同的子系統、不同的技術能夠集成在一起，形成完整的系統。通常，智能接口是軟件表現出的功能連接。
3.3.4機―電接口
執行機構與驅動系統和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執行機構所需的信號，或將執行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。
4機電接口技術對機電一體化發展的影響
社會需求推動機電一體化技術的發展。當傳統的機械技術無法滿足日益增加的社會需求時，機械技術與電子技術、信息技術等結合形成的機電一體化技術就成了機械技術發展的必然。機電一體化技術產生之初，僅是機械技術與電子技術的簡單結合，它們結合的方式―接口也比較簡單，而隨著機電一體化技術的發展，機電一體化產品已經發展成為集多種技術于一體的復雜系統，相應的系統內部的接口也就變得越來越復雜。
機電一體化技術的各組成技術的研究已經進行得非常深入且日趨成熟，同時，人們也意識到單純發展和研究各組成技術并不能保證機電一體化系統的最優化。我們認為無論是系統設計理論還是系統集成和融合理論的研究都是必要的，但是，由于機電一體化系統的復雜性，這兩種理論都很難對機電一體化系統進行具體的研究，只能停留在理論的層面上。而機電接口技術正為它們提供了一種有效的方法來進行系統研究，并將系統設計、集成和融合理論應用到實際的設計當中。
現在，機電一體化正在向著智能化、模塊化、網絡化等方向發展，智能化必然要求系統各部分的結合要更加緊密，信息傳遞和反饋更加迅速準確。模塊化必然要對接口提出更高的要求，接口在保持一致性的情況下還要能保證系統信息和能量的傳遞、技術融合。網絡化要求系統的接口具有網絡功能，包括現場網絡、局域網和互聯網功能。從機電一體化發展方向對機電接口技術的要求來看，機電接口技術的研究與發展已經成為必然，同時，機電接口技術的研究與發展也必然對機電一體化技術的發展起促進作用。
5結論
機電一體化系統是機械系統不斷融合各種新技術、新知識發展起來的。因此，從機械技術發展起來的機電一體化技術的復雜性和多學科性就決定了此技術的研究重點是各種技術在機械技術上的融合與創新。機電接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題，使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢，使系統各部分有機的結合在一起，形成完整的系統。機電接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的，隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要。同時機電接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展，促進機電一體化系統理論的發展。
參考文獻
[1] 張鵬萬,孫劍峰,李占平.機電一體化中的接口技術[J].礦業工程，2010，（6）.
關鍵詞：物聯網；機電一體化；核心技術；發展趨勢
Abstract: along with the development of technology, the world is entering from the Internet era the era of the Internet of things. In the era of Internet of things, electromechanical integration itself is changing. This paper from the network perspective, the core technology of mechanical and electrical integration of the overview, forecasts the development trend of electromechanical integration technology.
Keywords: Internet of things; electromechanical integration; key technology; development trend
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
一、引言
物聯網又稱傳感網，是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮[1]，是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術。世界各國均將物聯網作為國家發展戰略，以此提升經濟發展。
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，使得機械設備的動力、信息處理與控制等部分的功能呈現自動化、智能化狀態[2]。
機電一體化技術是物聯網時代的支撐，伴隨著物聯網的不斷發展和推進，機電一體化的核心技術和發展趨勢也會發生相應的變化。
二、機電一體化的核心技術
1、機械技術[3]，是機電一體化的基礎。機械技術不僅要考慮如何與機電一體化技術相適應，而且要利用新材料、新技術、新工藝從改善性能、減輕質量、縮小體積和提高精度等幾方面考慮，為機電一體化提供性能優良的機械平臺。
2、信息處理技術，為進一步發展機電一體化，必須信息處理技術和機械技術相結合，使設備具備數據采集、數據存儲、數據處理、智能決策等功能。提高設備的數據處理速度、可靠性、抗干擾性及兼容性等問題就必須依賴信息處理技術。
3、傳感器技術，傳感技術也是物聯網的核心技術之一。傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。
4、系統集成技術，即在系統工程科學方法的指導下，從系統和客戶的角度出發，將若干功能模塊集成到相互關聯的、統一和協調的系統之中，連接成為一個完整可靠經濟和有效的整體，使之能資源共享、協同工作，達到整體性能最優。
三、機電一體化發展趨勢
進入21世紀以來，隨著電子技術、網絡技術、微電子技術發展，社會發展日新月異，現在社會正從互聯網時代進入物聯網時代。物聯網給我們構建了一個十分美好的藍圖，正如“智慧的地球”中所描述，在未來，通過物物相聯的龐大網絡實現智能交通、智能安防、智能監控、智能物流以及家庭電器的智能化控制[4]。在物聯網時代，機電一體化也必將呈現特殊的發展趨勢。
第一，智能化。智能化就是將計算機技術有效應用到機械設備中，使機械設備可以按照程序命令進行運作。除了生產機械設備向著智能化發展，機電一體化技術應用的另一個方面---機器人，也在向著更加智能化方向發展。隨著機電一體化技術智能化的發展，機器人將會被賦予人的行為，其行動也將更為靈活，還可以有思維能力，比如邏輯判斷，自我決策能力等[5]。
第二，M2M（Machine to Machine）。伴隨著智能化，M2M是機電一體化的重要發展趨勢，它是機器和機器之間的一種智能化、交互式的通信。也就是說，設備被賦予了更多的“思想”和“智慧”，且不是獨立的個體，而是相互聯系的有機體，機器會根據既定程序主動進行通信，并根據所得到的數據智能化地做出選擇，對相關設備發出正確的指令。
第三，綠色環保。環保化的機電一體化技術主要體現在產品在設計、生產、包裝、使用，甚至銷毀過程中，都要盡量提高對資源的利用率，減少對環境的污染，保證產品的使用效率。其特點是,資源利用率最高、污染最小（或無污染）、可循環使用。綠色環保不僅是技術發展的需要，也是人類可持續發展的需要[6]。
四、結束語
本文介紹了物聯網時代下機電一體化的核心技術及發展趨勢。機電一體化是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。在信息技術快速發展的今天，機電一體化也有了新的內涵和發展趨勢。在當今世界上，機器設備的數量至少是人的數量的4倍，故機電一體化的發展會有更廣闊發展前景，而且機電一體化的發展也必然促進經濟發展和社會變革。
參考文獻：
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（一）內涵
機電接口主要就是機電一體化產品中機械裝置與控制微機之間的接口，其是基于機電一體化而產生的。機電接口根據信息傳輸方向的不同，可以分為信息采集接口、輸出接口[1]。在機電一體化產品中，傳感器是一種較為常用的設備，在輸出信號的時候，一般采用模擬量方式進行檢測，時刻掌握發電機轉速，并且檢測差動變壓器位置。然而，在輸出控制量的時候，存在一個比較特殊的形式，就是數字系統。機電接口技術主要就是研究機電系統各項組成技術與子系統連接問題的綜合技術，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，共同構成了一個綜合系統，在實際應用中，實現了信息的交互與融合，在機電系統設計中發揮了至關重要的作用。機電接口主要是由硬件與軟件共同構成，在機電系統運行中，與環境及操作者之間成立一種有效連接，在物理通道中展開信息與能量的輸入、轉換及傳輸。在信息轉換的過程中，需要進行有效的交互與調整，實現機電一體化技術的協調與綜合，保證各系統的有效運行，充分發揮系統功能，實現預期的工作目標。
（二）分類
目前，機電接口主要包括以下幾種：智能接口、動力接口、機電接口、人機接口[2]。智能接口應用較為復雜，不同技術形式產生的信息形式也不同，并且在使用過程中，可以根據不同要求展開相應的改變。在各種信息轉換與傳輸的過程中，智能接口可以確保不同技術與子系統的有機結合，構成一個完整系統。動力接口可以有效連接動力源與機電系統，之后給予機電系統相應的驅動動力。在機電系統中，動力類型有很多種，主要包括直流電、交流電、液壓等，在系統中運用不同動力類型的時候，需要選用不同的接口形式，確保系統可以正常運行。機電接口的作用就是實現各種驅動系統的有效連接，并且將驅動信號轉變成執行信號，在轉變的過程中滿足傳感器運行要求。人機接口是機電系統與操作者之間存在的接口，通過這一接口，可以在操作者眼前呈現系統運行狀態，并且有效監控系統運行，實現人性化操作目標。
二、機電一體化發展及其發展趨勢
（一）機電接口技術對機電一體化發展的影響
近些年來，隨著社會經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提高，對一些事物的要求也在明顯提高。經濟的快速發展離不開科學技術水平的提高，傳統機械技術已經無法滿足現代人們日益增長的技術需求，需要對其進行改進與完善。從而在此形勢下，機電一體化技術應運而生，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，充分滿足了現代社會發展的技術要求。在機電一體化技術初始發展中，只是將電子技術與機械技術進行融合，接口十分簡單、便捷[3]。然而，隨著科學技術的不斷發展與進步，機電一體化技術水平也在不斷提升。目前，機電一體化技術不再是簡單的機電一體化產品，逐漸形成了一個復雜的系統，其系統內部接口也日益復雜。現階段，機電一體化技術研究越來越深入、成熟，然而，簡單的技術研究已經無法滿足系統的運行需求，需要充分重視其復雜性研究。針對機電一體化技術而言，其復雜性較強，如果只是單純研究系統設計及其集成理論，根本無法充分實現系統的作用，為此，需要加深對機電接口技術的研究，在設計方面，加強對有關理論的融合，確保機電一體化系統的全面實施。在機電一體化技術發展過程中，越來越向智能化、系統化、微型化、網絡化方向發展，其系統內部接口要求越來越高，不僅要確保接口技術與系統技術的有效融合，還要確保信息傳輸的順暢。
（二）機電一體化發展歷程及趨勢
機電一體化發展主要經歷3個階段。一是，在20世紀50年代，電子技術發展越來越成熟，人們嘗試在機械工業中應用電子技術，進而刺激了機械產品與電子技術的融合，初步產生機電一體化概念。二是，在20世紀80年代，機電一體化已經發展了30來年，不管是技術還是產品性能都得到了很大的提升，技術更加成熟，產品性能更加健全。三是，在20世紀90年代末，微細加工技術、電子通信技術、光學技術等得到了快速發展，并且逐漸融入發到了機電一體化當中，使得機電一體化技術越來越成熟。我國機電一體化起步比較晚，現今已經取得了一定的成績，在機械工業中得到了廣泛應用。隨著信息技術的快速發展，人工智能機電一體化建設取得了很大的進步，在數控機床和機器人制造中得到了廣泛運用，促進了機械工業的進一步發展。系統化發展使機械系統更加開放，為多子系統的協調發展與綜合管理提供了可靠依據。同時，在綠色生產概念下，機械綠色化也是工業發展的必然趨勢，是人類保護生態環境資源的重要手段[4]。
關鍵詞：機電一體化；問題；改革措施
長期以來機電一體化教學一直承襲著重理論輕實踐的教學模式，這給該課程教學實效性的發揮帶來了很大的影響，因此，要改變這一現狀就要在明確該學科存在問題的基礎上加大相關教學措施的研究。
一、機電一體化教學存在的問題
社會主義市場經濟的發展，對于技能型人才的需求越來越多，尤其是對機電一體化人才的需求更是與日俱增，社會對這類人才需求的數量不斷增加的同時，對機電一體化人才的質量要求也在逐年提升。傳統的機電一體化教學的局限性是比較大的，傳統的機電一體化的教學模式更多的是重視知識的傳授，課程的設置與教學內容都與實際應用相脫節，難以滿足機電一體化實踐操作教學的需要。而現代的科技發展突飛猛進，現有的機電一體化教學模式難以適應新時期的需要，這樣的教學模式急需要改變。在原有教學模式的實施過程中，機電一體化的教學模式存在著許多問題，具體來看，主要有以下幾方面的內容:
1.教學模式單一的問題
現行的機電一體化教學模式，依然承襲著傳統學科的教學模式，雖然機電一體化教學與數學、物理學科存在著千絲萬縷的聯系，在教學中也需要大量的知識和文字，還需要許多的原理圖，但是，在機電一體化教學中，過分重視知識傳授卻忽略了該學科的實踐特征，這樣的教學很難發揮實效，久而久之，也不利于學生學習興趣的培養，教學模式單一，教學實效性不強。
2.理論與實踐對接性不強
從現階段機電一體化教學的實施情況來看，理論教學雖然落實的較為充分，但是理論教學與實踐教學缺乏必要的對接，教學依然以理論教學的實施作為教學的主體，理論教學與實踐教學相脫節，學生的理論知識雖然掌握了很多，但是真正運用到實踐中的內容卻少之又少，這對學生的實踐能力造成了很大的影響，不利于實用型人才的培養。
3.課程設置的時間不足
隨著教學改革的不斷深入，機電一體化課程教學的時間也相應減少了，由于課程實施的時間較少，原本一些預定課程教學內容也相應較少，要掌握課程教學的內容，教師只能夠通過大量的理論學習來解決，留給學生實踐操作的時間越來越少，難以滿足教學的實際需要，同時，由于近些年來的院校擴招，新生的質量也出現了一定程度的下降，課程實施的時間不足也在一定程度上影響到了學生對相關知識的學習。
二、機電一體化教學改革的措施
1.要學會創新教學的思路
要創新機電一體化的教學思路，就要充分認識到機電一體化的本質，客觀地來說，機電一體化的本質內涵就是指機械與微電子技術同信息與計算機技術的有機結合，將其統一集中起來成為一個有機的整體，它是一項充滿自動化元素的工作過程，創新機電一體化的教學思路，就是要以此為出發點，開展教學思路的創新活動，以具體的教學措施推進機電一體化的教學改革。
2.要重視教學手段的更新
好的教學手段對促進機電一體化教學的有效開展具有重要的作用，相反，教學手段的陳舊、刻板，對教學實施的影響是非常大的。在現實的機電一體化教學實踐中，對教學手段的更新缺乏應有的重視。
3.要重視教學環節的優化
現有的機電一體化教學環節，相對來說比較繁瑣，難以適應現階段機電一體化教學的實際需要，因此，優化繁瑣的教學環節是提升機電一體化教學效率的一項重要措施。要改進現有的教學環節讓教學環節更加優化，促進實踐化教學的有效開展，同時也要進行有針對性的單向技能訓練，優化單項技能的訓練環節，以此促進教學的有效實施。開展機電一體化教學的相關研究對促進該學科課程教學的有效實施具有重要的作用，因此，以機電一體化教學存在的問題與改革措施為視角，對相關的問題展開研究希望能夠更好地促進該課程教學效率的提升。
參考文獻：
關鍵詞：機電一體化;采礦工作;煤礦企業
煤炭開采技術直接影響煤礦礦井的產能釋放，隨著煤礦開采地域的不斷擴大和延伸，以及采煤機械的更新換代，傳統采煤工藝已經不能滿足國家發展對能源的需求，現代綜合采煤工藝的發展進步必須通過不斷創新才能跟上時代步伐，因此機電一體化技術在煤礦行業的應用越來越重要。
1.機電一體化的基本概念及其構成要素
1.1 機電一體化的內涵
機電一體化是最近幾年新出現的自動化技術，并且很快得到了高速發展，成為許多行業技術改造的重點方向。所謂機電一體化，是指融合了電子信息、機械設備、電腦軟件等多門學科技術為一體的綜合技術，它綜合了不同學科知識和技術特點，將它們有機的整合在一起，形成了一門獨具特色而又具備廣闊發展潛力的技術應用方案，能夠有效提升工業生產效益和效率。
1.2 機電一體化技術的特點
（1）安全性高。機電一體化技術具備十分強大的應用功能，能夠實現自動監控、實時數據傳輸、緊急預警以及自我更新和恢復等智能化操作，對于在生產過程中出現的任何意外情況，例如電路短路、工作負荷過大、電機失靈等問題，都能夠及時檢測并報警，可以有效防范事故風險的發生，不斷提高生產安全性和穩定性，保證良好的安全生產環境，提供企業的綜合生產效益;
（2）實操性強。機電一體化技術所采用的各種設備具有高智能化特點，大大降低了人工操作的工作量，使得操作過程更加簡單和規范，避免了由于人工操作帶來的各種失誤，顯著提高了生產過程中的安全性和穩定性。
（3）實用性大。與機電一體化技術相配套的各種設備和儀器，都具有較高的自動化水平和智能化程度，能夠有效提高日常保養和故障檢修工作性能，可以通過提高相關配套儀器和設備的自動化程度來加強整個一體化生產系統的自動化水平，降低人為因素對生產設備操作的不利影響，從而不斷提高生產操作的規范化水準，保證更高水平的工作質量和效率，提高企業的總投入產出比。
2.機電一體化的核心技術構成
2.1 機械本體技術
要改善和提高機械設備的總體工作效率，必須從三方面來努力：自身重量、加工精度和產出量。當前，機械加工對象都是各種金屬材料，降低加工自身的設備重量，可以有效提升機械加工效率，一般考慮利用非金屬材料配件來置換不重要的金屬部件。通過降低加工機械設備自重，可以提高加工設備小型化水平，不斷提高加工設備的工作反應速度，降低能耗，提高加工效益。
2.2 信息處理技術
機電一體化與信息技術的融合程度正在不斷深入和加深。為了提高機電一體化的應用水平和生產力，可以通過信息化改造來實現。利用信息科技提高工業生產綜合效益，是未來工業技術發展的主要方向之一。
2.3 信息傳感技術
機電一體化的傳感技術主要是因為它可以通過光纖和電纜傳感器能夠提高其傳感器的安全性以及可靠性，在采礦應用過程中具有很高的安全性能，對防止電磁干擾具有很大的抵抗功能。
3.機電一體化技術在煤礦中的應用
3.1機電一體化技術在采煤機的應用
機電一體化技術在煤礦行業最典型的應用在于電牽引采煤機設備的開發和推廣，這種機電一體化采煤機相比大多數電牽引采煤機具有多種特點和優勢：第一，電牽引采煤機最主要的特征就是它具有良好的牽引特性，電牽引采煤機在前進過程中可以不斷地提供牽引力;第二，電牽引采煤機能夠保證在采煤系統下滑作業時進行發電制動，其軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因此非常適用于大傾角煤層的開采，尤其適用于50°±10°傾角范圍的煤層，并且不需要其它防滑裝置;第三，電牽引采煤機易損原件少，除了電動機的電刷和整流子容易磨損意外，再無其它易損元件，因此具有維修量小、運行可靠、壽命長、效率高等優點。
3.2機電一體化技術在提升機的應用
礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，典型產品為全數字化交直流提升機，其中以內裝式提升機最具代表性，該設備在結構上采用合二為一的驅動和滾筒裝置，大大簡化了機械結構，充分體現了機械、電子、計算機以及自動化技術的有機結合。
3.3機電一體化技術在皮帶機的應用
我國煤礦井下輸送系統的主要運輸設備是皮帶機，它能夠滿足長距離連續輸送，并且皮帶機具有輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等優點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置，我國煤礦皮帶機一般采用3點驅動技術，并且需要相應地限制輸送機的單機長度和運量，該項技術與世界發達國家相比存在著一定的差距。
4.煤礦機電一體化技術的發展趨勢
煤礦機電一體化是隨著機電一體化的發展而發展的，它與機電一體化的發展是統一的，同步進行的。煤礦機電一體化未來發展趨勢如下：第一，煤礦機電設備更加智能化，智能化系統是21世紀才開始流行起來的新興技術，其使用范圍和完善水平都存在著明顯缺陷，因此煤礦機電設備的智能化成為一個重要的研究方向;第二，煤礦機電設備更加微型化，微型化在煤礦機電一體化中的應用并不成熟，它伴隨著微電子技術的興起而發展;第三，煤礦機電設備更加系統化，煤礦企業機電一體化所包容的范圍越來越廣，所使用的技術范圍也逐漸擴增，隨著這些種類的繁多，就產生了一個關鍵的問題：如何能夠使這些差異很大的技術有機的組合起來，以發揮更大作用。迄今為止，尚未有一個國家或企業能夠很好地充分利用這些技術的優勢，無法避免其缺陷，因此該項內容也成為今后發展的一個重要方向。
5.結論
總之，通過本文論述，我們在對機電一體化這項技術逐步了解的前提下，我們深知：對于如何使其在煤礦企業中得到落實和運用還需要很多工作要做，但無論如何，我們必須重視機電一體化在采礦中的作用，最大發揮其在行業中存在的潛在價值，在煤礦企業開采過程中嘗試落實這些技術的應用，為提高煤礦企業生產效率創造良好條件。
參考文獻：
關鍵詞：機電一體化技術；礦井；應用
中圖分類號：TD60 文獻標識碼：A
煤礦機電一體化技術的應用，提高了煤礦生產的效率與質量，但是由于煤礦開采量增多，開采面環境不斷惡化，使得煤礦安全生產對機電一體化技術的要求也越來越高。在未來一段時間內，機電一體化技術會隨著科技的發展而被不斷的完善，并向著無人操作化發展，不斷提升機電一體化性能，縮短我國在這一方面與國際先進水平的差距。
1 煤礦機電一體化技術概述
一般來說提到機電一體化，人們馬上就會聯想到機械制造，往往將機電一體化技術歸類到機械制造行業中。事實上，機電一體化的概念最早出現在機械制造業中，但隨著其發展，逐漸應用于各個行業，并具有各自的內涵。機電一體化技術就是在機械技術基礎上，利用先進的計算機技術、網絡技術、自控技術、光學技術等等，增強生產模式以及手段的科學合理性。在煤礦行業中，煤礦機電一體化，主要指的是在原有的機械設備中，加入先進的計算機技術等，提升機械作業的操作水平，并控制煤礦生產的強度，提升煤礦安全生產的系數。在煤礦生產過程中，利用機電一體化技術，能夠控制整個開采過程，并利用先進的技術，對煤礦開采工作實施實時監控，控制開采的進度。利用自動化控制技術，對開采全過程實施遠程控制與操作，大大提升煤礦生產的效率。在煤礦生產過程中，利用計算機系統對礦井中的情況進行監控，發現問題能夠第一時間進行匯報，能有效的避免安全事故的發展。
2 機電一體化技術在現代礦井中的應用
2.1 機電一體化技術在礦井監控系統中的應用
煤礦的安全生產離不開監控系統的支持，良好的監控系統能夠有效的避免煤礦安全事故的發展。在煤礦礦井中，對監控系統的要求極為嚴格，必須保證監控時刻連通，保證井下工作人員的人生安全，保證隨時能與其進行聯絡。機電一體化技術在礦井監控系統中的應用，可以將系統主機內的數據庫進行連接，利用局域網使其練成同步模式，由專用的通信接口負責主備機的監控工作，并利用專業的軟件，對產生的數據進行整理與分析，同時實現了上傳、檢索、圖形顯示、打印等多項功能，為礦井監控系統的發展提供有力的技術支持，對煤礦的安全生產具有十分重要的意義。
2.2 機電一體化技術在提升以及運輸系統中的應用
機電一體化技術在提升與運輸系統中的應用，主要體現在內裝式提升機上，目前這項技術比較先進，采用電機與滾筒一體化的形式設計，在操作上十分簡單，并能夠準確的實施具體提升與運輸工作，實現了全自動控制。我國大部分煤礦企業都實現了皮帶式運輸生產模式，在計算機系統監控體系下，還能夠進行自我診斷以及保護。
2.3 機電一體化技術在礦井輸送機中的應用
我國煤礦礦井下原煤的輸送系統中，主要利用的是皮帶式輸送機，其具有輸送距離長、運行可靠、輸送量大、自動化、效率高等優點，這幾年機電一體化技術也逐漸的應用到煤礦輸送機中。一些煤礦采用機電液一體化的可控軟啟動裝置，但在一些領域還有待完善，如啟動延遲以及在線監控等方面。需要加大研究力度，逐漸縮小與國際先進水平的差距。
2.4 機電一體化技術在礦井支護設備中的應用
煤礦安全生產離不開井下支架設備，隨著機電一體化技術的發展，在支架設備中也得到了有效的應用。利用計算機系統，與液壓支架系統充分的結合，實現成組自動移架以及定壓雙向臨架，有效的避免了支架與模板以及頂板發生碰撞。我國的支架電液控制技術發展較晚，在一些領域還與發達國家存在一定的差距，目前大多數煤礦使用的液壓支架設備主要是通過進口。
2.5 機電一體化技術在礦井掘進設備中的應用
目前，掘進機電氣部分普遍采用了由礦用隔爆兼本質安全型開關箱 、礦用本質安全型操作箱、礦用隔爆型電鈴、礦用隔爆型壓扣控制按鈕、隔爆照明燈、掘進機用隔爆型三相異步電動機、GJC4低濃度甲烷傳感器等組成的掘進機電氣系統。這一電氣系統能夠與液壓系統進行有效的配合，實現對煤礦各項掘進工作的整機操作。
3 促進煤礦機電一體化發展的建議
為了更快的實現我國煤礦機電一體化技術體系，需要不斷的增加其科技含量，加強技術管理，培養該素質的機電一體化人才，并加大設備的投入，快速實現煤礦生產信息網絡化建設。
在機電一體化發展過程中，一定要堅持可持續發展的原則，對機械燃油功率實施自動化控制，保證機械具有高效的節能效果。在節能的同時，還應該考慮提升機械的運行效率，充分的利用新技術、新工藝、新材料，保證運行效率穩步提升前提下，發揮節能效果。
結語
近年來，我國科技水平得到了巨大的提升，煤礦機電一體化技術也得到了長足的發展，一些煤礦企業中，對機械的關鍵參數也實施了有效監控，并通過創新，降低了機電一體化系統安裝的難度，提升了系統的抗干擾能力。但是我國的機電一體化技術仍然處在發展階段，與國際先進水平還存在一定的差距，一些地方還有待提高。如一體化系統中的線束繁多，影響機械各單元的復合控制、機械信息量大，自動控制功能很難擴充等。我國機電液一體化在通用機械中的應用還處在發展階段，需要不斷的加大科研力度，利用先進的科技手段，縮短并逐漸趕上國際先進水平。
參考文獻
