发布时间：2022-06-26 23:04:36
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机电一体化论文参考文献：
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【关键词】机电一体化；技术；应用
1.引言
目前，我国工程机械正处于机电一体化的特殊发展时期，工程机械领域随着机电一体化技术的引入，电子技术，自动控制，液压技术等与机械技术结合起来，因为与高新技术的融合，这样子提高了生产效率和机械性能。例如，机电一体化提高了机械的操作舒适性、燃油经济性、作业效率、作业精度以及使用寿命等[1]。机电一体化是科技发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它是机械工业发生变革的动力，使传统的机械设计方法和概念发生了革命性的变化。
特别是电子技术和自动控制技术，在工程机械中得到了广泛的采用。由于经济水平的提高和科技的进步，对于工程机械的性能要求也越来越高，这促使以微处理器为核心的电子、控制装置在工程机械中得到了越来越普遍的应用，电子控制装置的结构也越来越复杂。
2.机电一体化技术的研究
2.1 机电一体化的概念
机电一体化就是指在结构的主要功能、信息处理功能、控制功能和动力功能上引入电子科学技术，将机械装置与电子化设计、软件相结合的系统的总称。它是工程领域中不同种类的技术的综合，是建立在微电子技术、信息处理技术、自动控制技术等一系列技术基础上发展起来的一种高新技术。它能代替和放大体力，并且机电一体化中的微电子装置不仅仅可以取代某些机械部件，还能拥有很多自己的功能。
2.2 机电一体化的关键技术
机电一体化包含软件技术和硬件技术。硬件部分包含机械本体、信息处理单元、驱动单元以及传感器，因此，加快机电一体化发展进度，可以从下面各方面着手：
（1）机械本体：为了减少机械产品的重量，不仅仅可以再结构上加以改进，还可以考虑使用非金属复合材料来代替钢铁材料，这样子减轻了机械本体的重量，增加了实现驱动系统的小型化的可能性，进而可以改善快速响应等特性，做到提高效率，降低功耗。
（2）信息处理技术：提高信息处理设备的可靠性可以进一步发展机电一体化。提高信息处理的可靠性包括提高A/D转换设备的可靠性和分时处理中输入/输出的可靠性，提高处理速度。
（3）驱动：很多设备使用电机作为驱动装置，但是它在快速响应和效率方面还有很多弱点，因此，需要开发新的电机，如开发内部装有编码器的电机或是开发控制专用组件-电机和传感器三位一体的伺服驱动单元。
（4）传感器：传感器是获取自然界中非电量元素的工具，它的可靠性、灵敏度和精确度都时刻影响着机械工程的效率，目前正在开发非接触型检测技术。
（5）软件技术：硬件的发展促使需要配套的软件一起发展，软件的标准化可以减少软件的研发成本，提高维修效率。软件的标准化包括程序标准、软件程序的固话以及程序的模块化等。
2.3 机电一体化的优势和发展趋势
机电一体化产品于传统产品相比，有很多优势：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因为自动控制技术的引入，使得机电一体化产品在生产过程中具有自动监视、自动诊断和报警功能。在生产过程中，遇到过压、过载等电力故障时，会自动启用保护措施，减少生产安全事故的发生，设备的使用安全性得到了显著的提高。（2）生产效率和质量得到了显著提高。由于自动信息处理和自动控制技术的参与，机电一体化产品的灵敏度和精度都有了大幅度的提高，自动控制使得机械操作的执行完全按照预计步骤进行，而不受工作人员主观因素的影响，保证了产品的质量，同时提高了产品的合格率和生产效率。（3）机电一体化产品实现了复合功能，可以在更多场合得到应用。由于生产技术的提高，机电一体化产品的功能水平大大提高，它们具备自动控制、自动补偿以及智能化等多种功能，因此可以被应用于各种不同的场合，甚至是不同的领域，满足需求应变力更强。（4）更易于维修。机电一体化产品可以通过软件来实现工作方式的变换，以满足不同用户的需求，这些控制软件的程序在不改变产品硬件的条件下，可以由多种方式植入机电一体化产品的控制系统。
为实现更高的生产效率，开发新一代的机电一体化产品，研究新一代的机电一体化系统，研究和设计各种稳定高效，性能优良的机器人和机电一体化设备是发展趋势。随着人们对制造模式的认识的转变，由质量第一向响应市场需求的转变，使得机电一体化在制造模式领域又开辟了一块新天地。
3.机电一体化在工程器械上的应用
3.1 机电一体化和机械工程的关系
在机械工程中引进机电一体化技术，大大提高了机械的性能，而反过来，由于机械工程性能的改善，使得机电一体化产品的应用领域更加广泛，两者相辅相成，相互促进，共同发展，形成了一个良性发展的循环系统。
3.2 机电一体化对机械工程的积极作用
由于技术水平的发展，现代施工中对机械工程的性能要求也逐渐提高，为达到施工质量要求，在施工过程中使用的器械要求功效高但是同时要求能耗小，要求具有很好的自动化程度以及精度，这些器械使用方法要求简单，操作安全，并且具有很长的使用寿命。在使用过程中，要求能自动监视，自动诊断，这样有利于降低维修成本，减少施工事故的发生，保障生命和财产的安全。这时，机电一体化技术的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它对工程机械发挥了积极的作用。
（1）降低了劳动强度。机电一体化产品和技术在工程机械领域的使用，大大降低了工作人员的劳动强度，而且还减少了由于操作人员缺乏经验而造成对工程精度的影响。日本小松公司所生产的挖掘机配备运行轨迹控制系统能够根据工作人员操作的铲斗的运行轨迹，而自动感应角度信号，然后控制斗杆的运动轨迹，自动进行坡面的精确挖掘等动作，大大提高了生产效率。
（2）提高设备使用寿命。由于机电一体化产品集合了自动报警，监视以及故障自我诊断能力，可以针对工程机械的相应系统如传动系统、制动系统以及发动机的当前工作状态，进行监视，若发现异常情况，马上进行自动警报并实现故障定位，降低工作人员的维修难度，缩短维修时间，达到延长设备使用寿命的目的。同时降低了生产事故的发生频率，降低了生产成本。
（3）环保化。机电一体化工程机械的使用，大大提高了能源的利用率，符合国家的节能减排倡议。因此对传统机械设备进行节能改造具有很重要的意义。日本日立公司的挖掘机由于安装了自动控制系统，实现了对发动机的控制，因此使得对能源的利用率达到了八分之九十八，大大降低了能耗，传统的挖掘机的能源利用率大约为30%。
4.结束语
我国要想全面实现机电一体化技术还任重而道远，用微电子技术改造传统技术的工作量很大，很有难度，而用机电一体化技术来加速产品更新换代速度的呼声很高，但是它的实现仍很有压力。虽然我国的工业结构等已经经过几番调整，但那时由于诸多阻扰因素，效果并不明显。但是由于机电一体化技术的有优势很明显，它的出现并不是巧合，它是科技进步的产物，它促使机械工业发生战略性改革，使传统的机械设计方法和理念受到了挑战，并影响着传统机械发生革命性的变化，它是推动产业革新的必经之路。因此，加快培养机电一体化人才有非常重要的意义。企业只有注重优秀人才的培养，才能在竞争中占据优势。
参考文献：
[1]孙永利. 机电一体化在工程机械中的应用[J].农机使用与维修，2009（1）.
【论文摘要摘要:先容了光机电一体化技术特征,探究了国内外技术目前状况和发展趋向,指出了未来发展远景和一些重要技术热门。
近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用产业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械产业技术发展的一个主要趋向。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。和传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1 体积小,重量轻,适应性强,操纵更方便
光机电一体化技术使得操纵职员摆脱了以往必须按规定操纵程序或节后频繁紧张地进行单调重复操纵的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操纵程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操纵全自动化和智能化。
1.2 功能增加,精度大幅进步
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平进步,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3 部分硬件实现软件化,智能化程度进步
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋向向"软件化"和"智能化"。
1.4 产品可靠性得到进步,使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命进步,故障率降低,从而进步了产品的可靠性和稳定性。
1.5 融合了多种学科新技术,衍生出很多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的探究开发涉及到很多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术和机械技术各自的上风结合起来,衍生出很多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6 产品系统性增强,各部分系统间协调性要求进步
光机电一体化是一门学科的边沿科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,进步系统协调性。
2.探究目前状况和发展趋向
2.1探究目前状况
自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的进步,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻产业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 【
2.2 发展趋向
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热门主要包括摘要:
(1)激光技术
1)高单色性,利用激光高单色性作精密丈量时,可极大地进步丈量精度和量程。
2)高方向性,因具有很远间隔传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远间隔激光通讯、激光测距、激光雷达、激光导航以及远控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点四周可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通讯、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)传感检测技术
1)激光准直,能够丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准丈量。
2)激光测距,其探测间隔远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受自然影响大。
3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
(3)激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地进步了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(4)光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在外形记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于低级阶段,假如能发现具有优异光功能特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和和之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引进电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
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关键词：机电一体化；电机控制与保护
在机电一体化的电机控制与保护教学过程中，教师不仅要传授专业理论知识，还要了解本行业的发展情况，认识到当前机电一体化技术在发展过程中存在的问题，并有效地对电机进行控制和保护。近几年，随着我国机电一体化设备的发展，电机的控制与保护问题越来越多地被人们所重视。在此背景下，我们主要针对其中存在的一些较为明显的问题进行了探究，希望对业内人士具有一定的参考价值。
一、机电一体化发展趋势
随着科技的发展，各行各业都在向数字化转变。微控制器的产生为机电的发展奠定了基础。机电在进一步发展过程中逐渐出现了数控机床、机器人等等。数字化设备已经成为人们生活中不可缺少的一部分。为了能够实现机电数字化设备这一目标，促进机电一体化产品的发展，我们需要对当前的设备进行诊断，不断发现问题和改进技术。机电一体化商品较多。因此，机电一体化产品在未来阶段需要进行模块化。这样，相关人员可以有针对性地对各个模块产品进行了解，在现有模块的基础上，对新产品进行开发。在互联网时代，网络的远程监控技术也会对机电一体化产品产生影响，当前出现的智能插头就可以直接受网络控制。这也是机电一体化与网络之间进行结合的产物，对相关行业的发展都有着较强的促进作用。机电一体化在发展中也必然会遇到各种各样的问题。这些问题会严重影响电机的正常运行。因此，我们在分析机电一体化的发展趋势过程中，也要注重其中存在的一些问题，尽可能地减少问题的产生，促进行业的发展。
二、机电一体化中电机控制与保护中存在的问题
(一)控制与保护装置方面存在的问题
1.控制与保护装置存在运行薄弱问题。控制与保护装置在运行过程中会受到外界的影响，从而导致在之后的运行中会出现一些问题。不仅如此，控制与保护装置在具体运行时内部还会出现一定的问题。这些问题会对实际控制以及保护装置的正常操作造成较大的影响，从而导致整个电机装置出现故障。
2.控制与保护装置的相关零部件灵敏性低。任何零件都有属于自己的使用寿命，长期使用会降低其原有的作用。大部分装置出现问题的根本原因都与零部件的优劣有关。通过实践操作证明，引发机电一体化在实践性应用中发生故障的根本原因在于检测工作不到位，使电机装置存在安全隐患。这不仅会影响电机的控制与保护，严重时还会影响到企业的生产与发展。[1]
(二)具体机电设备应用的相关实存问题
1.机电设备难以得到合理、规范的使用。机电设备的合理、规范使用，能够保证机电一体化装置的正常运行。这对企业的发展有着积极的促进作用。但是，从当前的使用情况来看，很多企业的机电设备难以得到合理、规范的使用，从而难以实现电机的控制与保护。
2.作业人员的安全保护意识缺乏。想要对机电一体化的电机控制与保护，企业就要在生产运行中提升对机电设备的持续运用，还要提高相关工作人员的安全保护意识，注重对相关设备进行检查，尽可能地避免突发状况出现。但是，很多企业并没有认识到提高作业人员安保意识的重要性，导致机器不能够得到充分保护，从而影响生产。
三、机电一体化的电机控制与保护策略
(一)注重对电流的调节
实体电机在运行过程中所需的电流不同，不同规格的电机对应的一些数据也有较大的差距。大部分情况下，电机自身所带的规格数据都会对实体电机的电流、电压造成一定的影响。因此，企业需要做好安全规范工作，保证电机能够得到保护。在此基础上，机电一体化设备在进行运行时，为了能够更好地实现对机电的控制与保护，减少电流、电压对其造成影响，相关工作人员就要把控一体化装置中的额定电压以及电流。这样可以避免因为此类问题造成不必要的故障，保证机电一体化装置的正常运行。[2]
(二)注重对零部件的调整
实际的机电一体化装置中控制与保护装置的相关零部件具有较低的灵敏性。因此，我们需要在实践中注重对一些重要零件的灵敏性进行提升，以保证零部件能够发挥其原有的效果，减少故障，实现对电机的控制与保护。企业要加强作业人员对相关零部件的保护，使设备能够正常运转，还要减少故障发生的频率，让机电装置能够在节约成本的同时，创造更多的价值。
(三)强化对相关装置的周期性检查
我们对装置进行控制与保护最有效的方式就是定期检测。定期检查能够让我们了解当前设备的运行状态，及时发现其中隐藏的一些问题。很多设备无法在第一时间发现其中存在的问题，但当问题显现时会对其本身造成更大的损坏。因此，作业人员应当注重定期检测，以此提高设备的使用寿命。比如，操作人员可以有针对性地进行相关检测，以保证装备能够有效地运转。在对设备进行检测之前，作业人员要对机电一体化装备进行整体把控，结合设备的实际状况开展检测工作。设备的构建涉及多种多样的零部件，种类繁多。因此，企业应当请相关的工程师或者维修人员对设备的零部件仔细地进行检测，以减少故障的产生，实现对电机的控制与保护。
四、结束语
综上所述，通过本研究，我们对机电一体化在实际运用中的相关问题有了一定的了解，并对相关问题进行了分析，从中获取了一些有价值的知识。其目的是为了让作业人员在今后的操作中减少设备的故障。我们希望通过本论文能够为更多的职业院校提供参考，促进我国机电一体化专业的发展。
参考文献
【关键词】光机电一体化；特征；发展趋势
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1. 光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便，光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅度提高，光机电一体化系统包括激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高，传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长，传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩檫、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，是装置的可动部件减少，磨损也大大减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品，光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高，光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2. 研究现状和发展趋势
2.1研究现状，自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济适用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下良好的基础。
2.2发展趋势光电机一体化技术已经渗透到各个学科、领域、成为一种新兴的的学科、并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
机电一体化专业论文从世界科学技术的发展情况来看，光电一体化技术的未来技术热
主要包括：
2.2.1激光技术。
（1）高单色性，利用激光高单色性精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
（2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
（3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千大几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
（4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照亮、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
2.2.2传感检测技术。
（1）激光准值。
（2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
（3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险环境中，最常用的是光纤探测器。其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
2.2.3激光快速成型技术，激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，有点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。
（1）激光快速成型技术可是新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（2）激光驱动技术，利用光致变性材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验证明，该制动器可能在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3. 结语
论文摘要：以就业为导向的高职教育“双师型”师资队伍建设，要求教师除了要有教育教学能力外，还必须具有实践经验和应用能力。高职院校要依据“双师型”教师的内涵、素质以及特征，采取多种方法加强“双师型”教师队伍建设。
高等职业教育对师资的要求不同于普通高等教育，高职院校的教师除了有一定的教育教学能力外，更必须具有实践经验和应用能力。对于以就业为导向的高等职业教育来说，为了提高办学质量，提升学生的职业技能，增强学生的就业竞争力，必须重视“双师型”师资队伍的建设。
一、“双师型”教师的内涵
应从两个方面来理解高职教育的“双师型”教师:一是高职院校的“双师型”教师首先应该是一个合格的高校教师，应取得《高等教育法》规定的教师资格，具有进行专业理论或文化知识传授的教育教学能力。其次，高职院校“双师型”教师还应该具有本专业在基层生产、建设、服务、管理第一线的实际工作经历，具有指导本专业实验、实训、实习等实践教学能力。
具体地说，高职院校“双师型”教师应具有这样几方面的素质川:(1)应了解并掌握所授专业相对应行业的应用技术动态，能够通过专业授课、实验、实训、实习，使学生掌握就业岗位所需的应用技术和职业技能。(2)应具备“三动手”—肯动手、勤动手、会动手的操作习惯和实践修养，引领学生走“从书本到实践，再从实践到书本”的技能提升之路。(3)能够教育学生形成相关行业的职业素养，如操作人员的“认真、一丝不苟”的作风，维修人员的“不怕苦、不怕脏”的品质等。(4)能够通过应用项目的研究和应用技术的创新等活动，培养学生的技术创新、技术革新意识和能力。
二、“双师型”教师的特征
高职教育“双师型”教师的特征主要体现在“知识结构、素质结构和能力结构”三个方面(1)知识结构。高职教育的教师除了要熟练掌握本专业职业岗位的知识、技术、技能外，还要熟悉相关专业、行业的知识、技术、技能，并能相互渗透、融合和转化。(2)素质结构。作为从事高等职业教育的教师，必须具有良好的道德素质和职业素质，必须具有较强的组织纪律性，必须具有与他人合作的精神，必须具有敬业精神。(3)能力结构。高等职业教育的教师应具备教学能力、操作能力、科技创新能力。
只有具备了“知识结构、素质结构和能力结构”，才能胜任高等职业教育“双师型”教师的重任。
三、江苏城市职业学院机电一体化专业“双师型”师资队伍建设
1“双师型”师资队伍现状
目前，江苏城市职业学院“机电一体化专业”的教师，原来主要从事开放本、专科和普通专科“机电一体化专业”的教学，都是毕业于普通高校的本科生或研究生，研究生占83%，都具备讲师以上职称，还有教授和副教授，具有较强的理论学术水平和科研能力。学院成立之初，已意识到教师必须具备“双师型”的要求，及时选派教师赴国外进修学习，或到国内示范性高职院校学习提高。经过几年的努力，部分教师基本具备了“双师型”教师的素质，但还有不少教师未达到要求，他们所缺乏的主要是实践经验与动手操作能力，这成为制约高职教育教学水平进一步提高的瓶颈，也将影响“机电一体化专业”教育教学质量的提高和高等职业教育特色的形成，对学生就业产生不利的影响。
2.“机电一体化专业”的“双师型”师资队伍建设
如何建立“机电一体化专业”的“双师型”师资队伍，尽快地帮助教师丰富实践经验，提高相关的动手操作能力，成为一个迫切需要解决的重要问题。
“机电一体化专业”的教师，尤其是专业课的教师，除了要具有电子技术与计算机应用基础、机械设计与制造、信息技术与控制等三个方面的理论学术水平外，还应具有较为丰富的机电设备、机电产品、机电一体化系统等动手操作能力。
针对目前“双师型”师资队伍的现状，笔者提出建设江苏城市职业学院“机电一体化专业”的“双师型”师资队伍建议。
(1)鼓励更多在职教师提升学历层次
虽然“双师型”教师要注重实践和动手操作能力，但教师的理论水平还需进一步提高，这对“机电一体化专业”的教师尤为重要。学院应在政策上更加宽松，鼓励并支持更多的在职教师提高学历层次，在职攻读硕士、博士学位，促进教师学历水平和学术水平全面提高，使教师学历结构更加合理，提升“双师型”的含金量。
(2)选派骨干教师到国内外同类学校进修学习
针对“机电一体化专业”的培养方向，选派骨干教师去发达国家或国内示范性同类学校对口专业进修学习，学习先进的办学理念，学习如何进行实践环节的教学，进而形成我们自己的特色。
(3)加强岗前培训，积极推行上岗职业资格证书制
作为高等职业院校的“双师型”教师，理论素质是必备的条件之一，非师范院校毕业的青年教师必须参加《高等教育学》《心理学》等作为高校教师必修的四门课程的岗前培训，以便具有一套较完整的教育理论与教学方法，更好地适应教书育人的工作要求。同时，“机电一体化专业”的“双师型”教师还应具备与所从事的教学工作相适应的实践工作经历或相应的专业技术等级证书。建议新招聘来的应届毕业生，必须到有一定规模的机床厂、自动化生产企业等对口基层实习锻炼一年以上，以积累实践经验和专业技能，并在两年内取得相应的上岗证或专业技术等级证，把获证与实际技能锻炼有机结合起来。 (4)直接到企业锻炼，提高实践能力
对未经过基层实践锻炼的在职青年教师，也要制定出切实可行的计划与方案，安排他们到有一定规模的机床厂、自动化生产企业等对口基层单位进行锻炼。要求他们和企业的技术人员一道，直接参与企业的新产品开发研制和老产品的技术改造，在生产一线进行锻炼与培训，提高实践能力。同时，也必须取得相应的上岗证或专业技术等级证。
(5)利用实习、实训机会，进行传、帮、带
对于“机电一体化专业”而言，实践性环节较多，教研室可以安排已达“双师型”要求的教师帮助未达“双师型”要求的教师，利用实习、实训等操作机会进行传、帮、带。
(6)加强校企合作，聘请工程技术、管理等一线兼职教师
随着世界经济、科技与教育的发展，高等职业教育与社会的合作已成为共识。通过校企合作，使教师在合作中获取企业先进的新知识、新技术、新工艺和新方法，为实现教学目标打下良好的基础。可以直接聘请企业中的工程技术、管理等一线人员作为兼职教师指导学生，为用人单位培养所需要的高素质应用型人才。江苏城市职业学院“机电一体化专业”目前正在与德国西门子公司商谈合作共建实验实训室事宜，这为提高办学质量，培养“双师型”教师作了积极的准备。
(7)在分配制度上给予政策倾斜
对于具备“双师型”要求的教师，在分配制度上给予政策倾斜，如增加校内津贴等。
(8)尽快制定“双师型”教师的职称评审标准
目前，学院还没有较为完善的高等职业教育“双师型”系列的教师职称评审标准，职称仍用“普通本科标准”。其实，这仅仅适合于对教师学术水平的评价，对高职教师怎样才算具有较高的应用能力和实践能力，却没有一个令大家满意的标准。如不能妥善解决这个问题，势必影响“双师型”师资队伍的建设。学院可以根据教育部高教司做出的许多相关指示和规定，从经济发展趋势对高级应用型人才的要求，组织制定适合自身情况的、可操作的“双师型”教师职称评审标准。
(9)树立终身学习、终身培训的理念
科学技术的飞速发展，对生产、建设、管理、服务第一线的高级应用型人才的要求也不断变化。高等职业院校要培养出能适应社会、经济、技术不断发展要求的合格学生，教师必须及时更新专业知识，提升能力，掌握最新实践技能，不断拓宽知识面，保证知识的先进性、前瞻性。而要实现和达到这一目标，教师必须树立终身学习、终身培训的理念，当专业课程发生变化时，才能胜任新任务的要求。
2016年6月2日，中国正式成为《华盛顿协议》成员国，这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用，促进中国按照国际标准培养工程师，提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四部分组成，目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式，工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次，并通过12条标准来衡量学生的培养质量，这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。
我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案，培养了结构合理的师资队伍，形成了较好的理论和实践教学模式，但是与CDIO工程教育标准的要求相比，在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面，仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点，因此要依据CDIO工程教育理念，借助校企合作平台，全面地进行机电专业人才培养模式的探讨，建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。
1.我校机械电子工程专业课程体系情况
目前的专业培养方案里包括的核心课程为：机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等;主要实践环节为：社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。
2.CDIO模式下的机电专业教学体系
根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色，为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求，结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议，深入探讨和修订机电专业课程体系，强化实践环节，构建国际化的课程体系和教学模式，从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念，选择典型的工程实践项目，采取“做中学”的方式，通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力，这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握，还可以提高学生解决工程实践问题的能力，从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求，增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来，主要通过以下措施进行教学体系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。
“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主，覆盖了多学科交叉领域，主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术;“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统，选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程;“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导，学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训，才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始，每学期均安排工程实践环节，按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目，在课程设计与毕业设计过程中企业参与。
(2)依托产学研合作背景，通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。
我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台，与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作，从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力，往往借助典型机电案例(如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等)，让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时，让学生积极深入到到校企合作的实习基地中，在相关机电系统中顶岗锻炼，进一步提高学生的理论联系实践的能力，缩短学生个人能力与企业要求的差距。
(3)通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。
为进一步拓展学生科技创新能力，借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台，在日常的教学管理中，融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式，鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事，鼓励学生撰写学术论文和申请专利。
3.结语
CDIO工程教育模式与中国工程教育专业认证的标准是高度统一的，只有坚持以CDIO工程教育模式为指导，依据校企合作背景，不断创新改革机电专业的课程教学模式，才能进一步提高学生的工程实践应用能力，为国家和企业培养出能在机电行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、研究开发、工程应用和运行管理工作的复合型工程技术人才，达到国际标准的要求。
【论文摘 要】机械电子工程是机械、电子、计算机和自动控制等技术有机结合的一门复合技术,常被称为机电一体化技术,它代表着机械工程技术革命的前沿方向。其发展基础是要有
1.创新人才培养模式的内涵和要求
所谓创新人才培养模式,是指在新的教育思想和新的教育理论指导下,以培养具有创新能力的全面发展复合型人才为基本取向的教育教学内容和方法体系的总称。按照人才培养模式的内涵,创新人才培养模式在培养目标、专业设置、课程体系、教学方法等方面有其特有的要求。
1.1培养目标要求
培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的高级专门人才,重点突出培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。
1.2专业设置要求
按照“厚基础、宽专业”的要求,厚实公共基础、专业基础、人文社会科学基础,设置大学科、宽口径的专业,从根本上改变传统的专业面过窄的局面。
1.3课程体系要求
按照“拓宽基础、淡化专业、增强实践”的要求,辩证地处理好基础课、专业课、实践教学的关系,重视学生实践能力和研究能力的提高。与此同时,要增开跨学科、跨专业的课程,拓宽学生知识面,开阔学生视野,培养学生的创新思维,提高创新能力。
1.4教学方法要求
着力体现教学方法的创新,确立学生在教学活动中的主体地位,充分调动学生的学习积极性和创造性,发展学生的个性。
2.机械电子工程创新教育的现状分析
首先,从学生的角度看,参加创新活动常常出现这样的现象,刚开始参与时一哄而上,人数众多,且热情高涨,但往往善始者繁,克终者寡,五分钟热血的情况屡见不鲜。也有很多机电类学生从事课外科技活动粗枝大叶的多,小打小闹的多,起点较低。大多数学生参加课外科技活动仅是靠短时间的突击来完成,追求短、平、快,缺少明确的学习目的和端正态度,达不到知识的积累和实践 经验总结的目的。这显示了我国创新教育的差距。创新理念远未能得到有效的贯彻,学生缺乏学习的目标和动力,说明高校在创新理念的贯彻与培养上还是欠缺力度,做得还是不够。
其次,从参与创新活动的学生所具备的基础知识与实践能力上看,当前机械电子工程专业的学生的专业素养有下降的趋势,主要体现在以下方面:一是设计与绘图能力不足。学生基础理论学习盲目,导致基本功底不扎实,同时对传统机械方面的知识有排斥心理,一味地崇尚电子、控制、软件等所谓的流行专业;二是新技术、新手段、新方法应用不够。学生往往只知道那些教科书或老师讲授过经典的设计方法与案例,相关领域新的思想与理念很淡薄;三是学生动手能力较弱,实验能力较差。
还有,教师和学生是创新教育的两个主体,而教育体制是创新教育的基础。近些年老师压力陡增,大都面临着科研、教学双重任务,面对教学评估、项目经费任务等已经焦头烂额,而指导学生的工作量评价较低,这导致指导学生在一定程度上成为了老师的负担;对学生而言,旧有的教学模式,重书本重理论,轻实践轻动手,导致学生在专业学习上浮躁,基本功和实践能力差;面临越来越大的竞争和就业的压力,也显得无所适从。一个良好的体制环境是创新教育朝着健康方向发展的土壤。
3.机械电子工程人才培养模式的改革与创新
近年来,通过广泛调研就业岗位群工作范围和技术领域,分析人才知识、能力和素质结构,以社会人才市场现实与未来发展对人才的有效需求为导向、以职业岗位(群)能力需求为依据,从而确定毕业生综合技术应用能力结构和应有的知识、能力、素质结构,形成了“四层两段一贯穿”的课程结构体系,构建了“相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系”,创建了“核心技术一体化”的教学模式。
(1)“四层两段一贯穿”的课程结构机械电子学科是基于机械、电子、计算机技术发展起来的新学科,所以加强理论体系和教学体系的研究具有重大的现实意义。课程结构体系分为基础教学、专业教学、专长教学、毕业设计与专业实习四个层面;基础学习和主体学习两个阶段。在整个三年教学时问内,专业技能实践培训模块贯穿始终。以机电一体化专业为例,“四层两段一贯穿”的课程结构的基础学习阶段为第一、二两个学期,学生除进行公共课学习之外,主要学习专业基础理论课程。专长学习是专业能力培养的深化,学生将学习到该专业中最新、最具特色的专业知识和技能。专业学习和专长学习中,学生将利用相关的实训设备进行专门化技能实训模块的培训,这些模块包含了机电一体化领域内的最新应用技术,大量采用“实例”和“真实环境”方式培训。学生动手、动脑相结合,专业能力培养和素质培养相结合,独立思考、独立探索能力培养同集体协作、共同交流能力培养相结合。
(2)相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系开展课外制作活动是培养大学生创新精神和实践能力的最佳实践活动之一,特别是对机电专业学生来说,是开展专业知识综合应用能力训练的最佳平台。"。将课程进行有机整合,形成了上下贯通的理论和实践教学体系,两个教学体系相互平行,融合交叉,把技术的综合应用能力、实践能力和创新能力培养作为交叉点和教学重点。相互平行,是指两套体系的教学计划相互平行,课程流程相互平行;相互融合,是指课程知识内容与技术、技能培养相互融合,理论和实践教学场所相互融合;相互交叉,是指两套体系的功能相互交叉,知识、技术和技能培养的落脚点相互交叉。
(3)“核心技术一体化”教学模式“是以技术应用能力培养为中心,以核心技术综合应用能力培养为重点,将理论与实验、实训相结合,以课堂与实验(实训)室、实习车间、工厂车间四点为交叉网络的一体化教学模式。在本专业的课程体系中,尝试构建“可编程控制技术”、“驱动技术”、“传感技术”等核心技术。为了突出对学生在这些反映工业自动化技术最具代表性和先进性的技术综合应用能力培养,我们构建了针对这些核心技术的一体化教学模式。理论教学与学生上机编程、调试相结合,动脑与动手相结合,使学生能够较完整地掌握PLC的基本原理、程序编制、程序操作和故障诊断技术。该课程设置使学生既掌握了PLC基本知识和程序操作,同时在相关专业课中又涉及到PLC在不同场合的应用,而在相关实训模块课中学生将PLC技术综合应用到各种不同的生产环境中去。在每个实训室都有一种主要技术单元,同时,还有其它技术单元出现,宾主相拥,多次重复,但角度不同,强调的应用领域和水平不同。
4.结语
机电一体化技术是国民经济发展所急需的优势学科方向。要紧紧抓住人才需求变化的大趋势,准确定位,严谨制定人才培养计划,使教学紧跟机电一体化技术发展变化的趋势,为培养出符合机电一体化技术岗位实际需要的、高素质、强能力的合格人才而不懈努力。
【参考文献】
[1]周刚毅,李国平.加强校企合作探索机电模具人才的创新培养模式[J].理工高教研究,2007,26(3):105.
[2]邱自学,姚兴田,王君泽.机械电子工程专业人才培养模式及其课程群建设[J].机电工程,2005,22(12):60.
