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2024 / 07 / 23
摘要:目前,高校机械工程类专业教学还存在一定的问题,因此,要融入创新教育,从课外渗透至课内,形成全方位的人才培养。在开展创新教育的过程中,机械工程专业的实践教学要与其同步进行,从而有效提高学生的实践能力与创新能力。创新意识的培养并不是在朝夕之间,需要为学生创造恰当的环境,并给予学生充分的学习氛围,激发其学习动机。本文主要针对高校机械工程类专业创新教育现状进行了分析,然后提出了相应的改进对策。
关键词:高校;机械工程;创新;教育
创新是一种能力,也是适应社会、激发创造力的前提。在教育中融入创新意识,实现创新教育,才能提高学生的综合素质。目前,我国高校的机械工程类专业学生更需要融入创新教育,才可以实现对高素质人才的培养,对于提高综合国力具有很重要的作用。
1.高校机械工程类专业创新教育现状
没有明确创新教育目的
创新教育是素质教育的重要组成部分,需要明确教育目的,基于更多关注,方可实现对人才的培养。不过,在许多高校中并没有充分重视对创新教育的实施,只是将其作为一种课外活动,旨在提高学生的兴趣。还有一部分教师并没有重视创新教育,认为其价值有限,不能作为工作中的主要内容,对创新教育的目的并不了解,这就使得创新教育的开展存在一定的问题。
创新活动时间有限
在高校机械工程专业中,学生的创新活动时间较少,大部分时间学习专业的课程,只有少部分学生能够根据自己的兴趣爱好,参与一些创新活动。还有一些社团会为广大学生提供相应的创新活动,但是参与的人数较少,难以获得良好的创造成果,学生的创新意识有待提升。
实施创新教育的师资力量有限
开展创新教育需要对教师提出更加严格的要求,教师要有创造力和创新意识,这样才能指导学生参与到各项创新活动之中,激发学生的潜力。不过,在现有的教学过程中,能够真正实施创新教育的师资力量十分有限,大部分教师工作任务繁重,缺乏创造力,无法对学生进行有针对性的辅导。即使是有一部分创新教育,也仅限于小范围内开展,难以普及。
学生的知识水平与创新目标要求不符合
对于高校大学生而言,需要学习专业的理论课和实践课才能够掌握机械工程相关知识,学生需要抽出足够的时间进行学习,现有的知识水平与经验并不能支撑其在创新活动中做出一定的成绩。许多学生缺乏创新意识,实践经验有限,在创新活动中,往往处于比较被动的位置,与创新目标相差一定的距离,长此以往,会降低学生对创新活动的参与意识和积极性。
2.高校机械工程类专业创新教育的实施对策
安排创造性实验教学,活跃课堂气氛
在机械工程专业教学中,教师不仅要重视对学生进行理论知识的灌输,还要积极培养学生的实践能力,使学习更加有目的性,通过积极参加各项实践活动,掌握理论知识和相应的技能。在创新教育中,学生实践能力的培养,主要通过改善教学条件,融入与生产实际有关的教学内容,使理论教学、实验教学与实践教学紧密结合。除了必要的理论教学之外,要改革实验内容,安排具有创造性的实验,激发学生的创新思维,加强学生的动手能力,在不断实践中掌握知识和技能。为了实现对学生实践能力的培养,需要教师活跃课堂气氛,引进新的教学内容。教师是教学的灵魂,尤其在机械工程专业中,教师要想方设法培养学生的创造力,为学生营造有效的学习环境,真正做到以学生为主。在教学中,教师要主动教学方式的改进,尽量避免一言堂的被动教学方式。对于学生成绩的评价不宜过于单一,考核内容不仅要包括书本内容,还要以学生的能力为主。教师为学生缔造良好的教学环境,就可以提高学生参与的积极性,拓展学生思维,使学生的创新意识不断提高。学生一旦对课程产生兴趣,就能够产生强烈的求知欲。教师要善于结合生活中的案例,时刻融入教学内容,激发学生的兴趣。还要将学科中的前沿知识传递给学生,使学生的知识结构得到更新,真正做到与时俱进。对于机械工程专业的学生而言,计算机知识和技能的掌握很有必要。目前,许多学生对计算机十分感兴趣,这样就更容易掌握扎实的计算机技能。教师要充分利用学生对计算机的学习兴趣,引进有效的教学方法。要做到将理论与实践相结合,引入该专业中的新知识与新动态,对于与计算机技术相结合的教学内容要尽量做到与时代同步,介绍典型案例。比如,基于Ansys,Adam及Flucnt等的一些新的计算机辅助分析方法,将其与工程实践相结合,就能够激发学生的创新意识与自主学习习惯。
建立有效的激励机制,创新实践教学方式
在创新教育和学生实践能力培养的过程中,还需要建立完善的激励机制,使学生可以有更多的`积极性参加到创新活动之中。比如,设置创新奖学金、创新学分,使学生能够主动参与到各种创新活动之中,实现创新思维的培养与能力的展现。激励机制的完善,可以实现学生与教师的有效沟通,避免产生歧义。在实施创新教育的过程中,学生的综合素质会得以提升,教学质量也可以得到提升,这也符合高校机械工程专业人才培养的目标。为了实现创新教育,需要进一步加强实践教学,从教学计划到教学内容,再到教学方法,都需要重视创新的运用。高校要善于利用校内外资源,将学校、企业和社会的优秀资源进行整合,使实践教学得到创新。要进行实践课程的设置,将其划分成几个特殊的教学模块,明确实践教学目的。比如,鼓励学生参与到科技活动之中,培养学生创新意识和解决问题的能力;将学生基础能力与实践能力培养相结合,设置相应的基础课程和实践课程,使学生的能力得到双向提高;学校要加强与企业的合作,使学生可以有实习的机会,提高学生的实践技能。
加强机械工程教学基地和教学平台建设,发展课外创新活动
为了进一步提高实践教学的有效性,高校要进一步加强机械工程教学基地和教学平台的建设。根据机械工程专业的特殊性和专业性,学校需要设置机械工程训练中心,为学生打造分门别类的实践教学平台。首先,创建工程教育平台,加强对实验室的建设。学校可以应用有效的设备和恰当的教学方法,培养学生的创新能力和动手操作能力。其次,建设工程技术的车间实验室,使学生可以了解机械加工的操作方法和步骤,以及电子电工的操作。再者,建立模拟训练基地,使该基地具备类似企业的功能。按照职能部门进行划分,使学生可以充分参与其中,这样在进行操作的时候,方可提高学生的实践技能。对于机械工程专业教学而言,不仅要学习在课内知识与技能培养,还要重视课外环境的打造,从而使学生能够有充分的时间参与到创新教育之中。在学校的活动之中,要更多融入机械工程创新内容。比如,组织学生参与科技创新活动,举办技术竞赛,激发学生的参与热情,提高学生的成就感。学生可以根据自己的兴趣爱好成立兴趣小组,比如,有的学生喜欢机械设计,有的学生喜欢机械制造,因此,就可以成立这些团队,定期举办交流活动,不断展现创新成果,不断提高学生的实践技能。综上所述,高校机械工程专业若要培养出优秀的人才,就需要加强创新教育,重视理论教学,完善实践教学,培养学生的创新意识。
参考文献
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摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。
关键词 机电一体化 技术 应用
1 机电一体化技术发展
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
网络化
由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
微型化
微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。
集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。
带源化
是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。
2 机电一体化技术在钢铁企业中应用
在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面:
智能化控制技术(IC)
由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢---连铸---轧钢综合调度系统、冷连轧等。
分布式控制系统(DCS)
分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的.功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。
开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。
(CIMS)
钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。
现场总线技术(FBT)
现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。
交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。
参考文献
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摘要:为了增强学生对于模拟电子技术课程的兴趣和提高学生创新实践能力,探究了一种基于虚拟仿真模式下模拟电子技术教学改革。利用Multisim10和HSPICE仿真软件分别从电路板级和晶体管级对模拟电子技术课程实验进行改革探究,帮助学生提高对于半导体器件和模拟电子技术的理解深度,为学习中大规模集成电路设计做好知识储备。
关键词:虚拟仿真;模拟电子技术;教学改革;创新实践能力
模拟电子技术是高等院校所有强电和弱电类专业必修的一门专业基础课[1]。通过该课程学习,可以使学生掌握半导体器件、模拟电子线路及系统的概念和知识,为后续专业课程学习以及更高级的中大规模集成电路设计做好知识储备。然而,由于模拟电子技术课程具有物理概念抽象、分析方法复杂、工程特点突出等特点,因此学生普遍反映该课程学习起来理解难,掌握难,入门难[2]。加之传统的模拟电子技术课程讲授模式通常以教师课堂灌输理论知识为主,缺乏实践动手调试电路过程,因此学生学起来感觉难上加难。虚拟仿真技术是国家教育部在20xx年提出并引入到高等教育改革中。虚拟仿真技术可以实现各高校优质资源开放共享,把各高校自身学科优势与专业特色更好地结合,建立优势互补的开放共享学术环境[3]。虚拟仿真技术是把虚拟现实、人机交互、大数据和网络通信等技术结合起来,用于实现实践教学过程中的虚拟实验平台、虚拟实验设备、实验电子线路、实验电子元器件的搭建和仿真[4]。本文采用Multisim10和HSPICE仿真软件对传统模拟电子技术课程实验进行改革探究,分别从电路板级和晶体管级进行模拟仿真,把抽象的物理概念和电子线路系统通过虚拟仿真技术客观地展现出来,增加了学生的理解深度,激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生的创新思维。因此探究虚拟仿真模式下的模拟电子技术改革具有较好的应用意义。
1课堂教学内容改革
虚拟仿真模式下的理论教学内容
随着电子技术新工艺、新技术、新方法的不断发展,传统的模拟电子技术教学内容已经不能较好地满足人才培养和社会发展需要[5]。传统的模拟电子技术教学内容主要体现为:①课程概念多、符号多、器件类型多、分析方法多。②课程知识点比较分散,理论衔接少,综合运用几乎无。③课程知识较为陈旧,教材只注重理论分析,缺少工程实践运用[6]。以上三方面的缺点制约了学生学习的积极性,限制了学生的创新思维,不利于学生对于课程知识的掌握和运用。本文提出的基于虚拟仿真模式下的理论教学内容作了以下三方面探究:第一,在课程知识点讲授上采用工程项目向导法,按照“提出问题,分析问题,解决问题”三步走策略。以设计一个固定直流稳压电源为例。第一步,给学生提出设计一个固定直流稳压电源的命题,使他们知道模拟电子技术可以解决该类实际工程问题。第二步,跟学生一起分析设计固定直流稳压电源所需电路结构。欲使220V工频交流电变成5V固定直流稳压电源,电路系统应包含四部分子电路:①变压器子电路。通过该电路首先把220V的工频电压变成5V左右的目标电压。②整流子电路。通过该电路给学生讲解整流原理,利用二极管中PN结的单向导电性可以实现电压波形整流。具体整流方法包括半波整流法、全波整流法、桥式整流法。③滤波子电路。通过给学生讲解电容、电感的物理模型和基本原理以及电路频率响应方面的知识,利用电容、电感实现电压波形滤波。④稳压子电路。通过该电路讲解稳压管原理以及集成稳压芯片的功能和使用。第三步,确定固定直流稳压电源各子电路后,给学生发放电子元器件进行焊制电路板。首先通过AltiumDesigner软件绘制电路板图并且进行制板,制板完成后进行焊接元器件,最终进行实物调试测试。这样一个固定直流稳压电源就按照工程向导法设计完成了。通过该项目,学生在解决实际工程问题中学习了模拟电子技术课程中的知识链,激发了学生学习兴趣和创新思维。除了直流稳压电源以外,课程的其他内容也可以按照工程向导法来讲,如信号运算处理电路、功率放大电路、波形产生和处理电路等。第二,在模拟电子技术理论教学中引入虚拟仿真软件的学习。随着电子技术的日益更新,各类计算机辅助设计软件层出不穷。其中美国国家仪器(NI)推出的电子设计仿真软件Multisim10和目前中大规模集成电路设计中广泛采用的仿真软件HSPICE就是很好的代表。通过学习Multisim10仿真软件,学生可以把所学的模拟电子技术知识通过仿真直观展现开来。通过HSPICE仿真软件可以从更底层的半导体器件及对电路进行模拟仿真,通过搭建模拟电子线路和设置各类晶体管的参数,最终可以从仿真结果中得到电路性能的各项指标参数。第三,在模拟电子技术理论教学中加入大学生电子设计竞赛的知识。随着大学生电子设计竞赛越来越有影响力,近年来许多世界知名企业也都积极加入进来,使其命题越来越具有工程实用价值。回顾历年电子设计竞赛的题目,通常包含以下几个类型:电源类、信号源类、自动控制类、无线电技术类、仪器仪表类。所涵盖的知识点包括:模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、可编程逻辑器件等[7]。因此在模拟电子技术理论教学中加入一些电子设计竞赛中关于模拟电子技术的命题,启发了学生的发散思维,增强了学生的创新能力。
虚拟仿真模式下的实践教学内容
传统模拟电子技术实践教学主要采用模拟实验箱方式,即学生通过使用实验箱上现成的集成模块,用插线来构造各类模拟电路[8]。但是这种传统实践教学方式存在诸多弊端:①由于模拟实验箱采用插线孔方式,学生在实验过程中容易造成插针折断、接触不良等问题。另外,随着机箱设备老化、插线虚断等问题,影响实验过程和结论。②模拟实验箱采用模块化集成方式,只包含了一些课本上涉及的知识模块,如:电子元器件、运算处理电路、功率放大电路等。如学生想要做一些创新性实验,学校必须从厂家购买新的模块,增加了实验成本,另外一些创新性实验并没有现成模块。③采用实验箱集成模块化实践教学方式,时间久了学生就会形成固定模块化思维,认为模拟电子技术只能做些课本实验和应用,制约了他们的发散思维和创新能力。基于虚拟仿真模式下的实践教学改革作了以下两方面探究:第一,采用美国国家仪器公司(NI)的仿真软件Multisim10代替传统的模拟实验箱做一些综合类实验。由于综合类实验所需的子电路模块较多,电路较为复杂,因此可以尝试让学生用Multisim10仿真软件设计该类实验。图1为基于Multisim10设计的固定直流稳压电源,其中包括了整流电路、滤波电路和稳压电路。电路的各项指标参数可以通过仿真进行调试。图2为通过Multisim10设计完成电路后动手制作的固定直流稳压电源实物。第二,采用HSPICE仿真软件从晶体管级对模拟电子线路进行仿真。随着电子技术的不断发展,集成电路工艺在电子产品研发中越来越重要,因此模拟电子技术实践教学中应相应地增加集成电路设计的内容。例如:教材中关于集成运算放大器只介绍差分输入级、中间放大电路、功率输出级、电流偏置,具体各部分电路结构以及各元器件参数指标都没有提及,学生学习完之后仍然无法更深层次理解相关知识。HSPICE仿真软件可以从晶体管级对电路进行仿真调试。图3为基于HSPICE设计的集成运算放大器仿真原理图。
2课堂教学方式改革
传统的模拟电子技术课堂教学方式是采用教师灌输法,即通过学生课前预习,教师上课讲授,学生下课作业的方式。基于虚拟仿真模式下的模拟电子技术课程教学采用“理论讲授+虚拟仿真+课后实践”模式,即教师在课堂上采用工程项目向导法,把一个工程项目类的所有知识链按照正常的教学计划向学生讲授,学生在掌握该项目所需知识后先通过Multisim10或HSPICE软件进行虚拟仿真,电路功能确认实现后再进行动手实物焊接和调试。
3课堂教学考核方式改革
为了能够准确而全面地考核学生在一学期内对于模拟电子技术的掌握程度,期末考试采用“试卷考核+项目实验考核+日常表现考核”形式。试卷考核方式采用百分制,试卷内容将涵盖课本理论和虚拟仿真知识。主要考查学生对于理论知识和虚拟仿真知识的掌握情况,其成绩占综合成绩的50%。项目实验考核也采用百分制,主要考查学生的创新思维和实际动手能力。具体形式为教师给出若干道项目实验类命题,其主要内容涵盖模拟电子技术知识,然后由学生随机抽题进行作答,两周后学生以(工程项目文件+实物演示)的形式进行考核试卷提交。其中工程项目文件包括:仿真原理图、电子元器件参数表、PCB原理绘制图。实物演示部分由学生当面向教师演示实物功能。项目实验考核成绩占综合成绩的30%,日常课堂表现与课后作业完成情况占20%,最终综合成绩合格的学生拿到相应的学绩绩点。实践证明:该课程教学考核方式符合应用型本科院校培养目标。
4结束语
本文提出的基于虚拟仿真模式下的模拟电子技术教学改革分别从理论教学内容改革、实践教学内容改革、课堂教学方式改革、课堂教学考核方式改革进行探究。实践证明基于虚拟仿真模式下的模拟电子技术教学改革增强了学生的创新思维和动手能力,同时提高了学生学习该课程的兴趣,为学生今后从事相关工作做好知识储备,能够较好地满足应用型本科院校的人才培养目标。
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1 机电一体化的基本涵义
机电一体化技术是现今比较先进的科学技术, 应用范围也很广泛,通过对机械设备的运用实现自动处理技术,它将机械技术和计算机网络技术有机的结合,整合了机械设备,并使其呈现智能化的状态。机电一体化技术即包括技术也产品,其发展要统筹考虑这两个方面的因素,二者缺一不可,没有脱离技术的产品,也没有脱离产品的技术,这就要求进行机电一体化技术的研究中,要将先进的技术应用到生产的产品中去,保障产品质量的同时提高生产力,减少人力。
2 机电一体化的发展概况
自20 世纪60 年代以来,人们在不断的提高对机电一体化的技术的完善和创新,随着世界经济和科技的进步,计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 也在一定程度上促进了机电一体化的完善和应用,机电一体化技术发展的巅峰便是在20 世纪80 年代末,各国纷纷对机电一体化技术了和产品给予了很大的支持,取得了一定的成果,到了20 世纪90 年代,随着光学、通信技术以及人工智能技术的发展,机电技术额将其融入其中,机电技术也越来越智能化和精密化,成为了有着自身体系的完整的科学。但是我国的机电一体化技术起步晚,郁郁多发达国家相比还存在很大的差距,但是随着国家重视程度的不断增加,很多高校已经开设了相关的学科,同时由于很多相关研究所的设立,机电一体化技术在我国的发展已经取得了一定的成就。
3 机电一体化的发展趋势
高智能化
随着人工智能技术的发展和在机电一体化技术中的应用,高智能已经成为了机电一体化发展的主要方向,相关的技术和研究人员也在不断的研究,现如今高智能的机器人和数控设备已经可以代替人类完成一些危险性较高、精密度要求高、工序比较复杂的工作,节省了劳动力,也更加方便的得到了所需要的产品和服务,目前很多的研究人员逐步的将运筹学、模糊数学、心理学等多种智能化的学科逐渐引进到机电一体化技术中,这样能够有效的促进机电一体化系统判断推理能力和自主决策能力,这样能够方便人们对机电一体化设备进行控制。
区域模块化
区域模块化也是机电一体化发展的重要趋势之一,针对使机电一体化产品的各个单元实现区域模块化管理是一项比较复杂、涉及面广的`工程,例如,在进行智能减速、智能变速等相关功能研制的过程中,要充分的实现集图形、图像识别、视觉效果等其他附属的功能的控制单元等模块化,这样可以更加标准、准确的衡量相应的控制单元以及动力单元,进一步的提高各个单元的性能,也可以使机电一体化产品相应的功能之间的联系更加紧密, 使一个区域模块更加有效的运行,只有这样才能方便人们对机电一体化产品的应用,提高机电一体化产品的利用程度、可装配性、可维修性等,经过研究和推理,可以得出机电一体化模块是未来机电一体化产品的主要方向,随着未来技术发展的不断深入,机电一体化产品实现模块化的步伐也在不断的加深。
环保绿色化
机电一体化技术的发展给人们的生产和生活中带来了巨大的变化,丰富了人们的的物质生活,同时也给人们的生活环境带来了负面影响,资源的过度开发利用,加重了生态环境的负担,近些年来,越来越多的国家和组织逐渐重视到环境保护的重要性,人们环保意识的增强,要求机电一体化产品在设计、制造、使用和销毁的过程中要减少对环境的污染, 因此机电产品的环保绿色化是未来发展的一大亮点,人们环境保护意识的提高,造成了一些对环境有危害且危害较大的产品失去市场价值,设计和生产绿色环保的机电一体化产品具有很广阔的发展前景,也成为未来竞争的关键所在。
网络化
计算机网络技术近些年来的发展势头更加迅猛,这也促进了机电一体化系统的进一步的发展,计算机网络技术的兴起及发展,给人们的生产、生活带来了巨大的变革,机电一体化技术的发展也受到了计算机技术的影响,机电一体化设备通过对计算机网络技术的应用可以有效的实现远程自动化控制。计算机网络技术的应用和改革开放的不断深入,使国际上先进的机电一体化产品不断涌入我国,这也为我国进行深入的研究提供了便利条件, 促进了国内机电一体化技术的发展,机电技术发展和计算机技术的发展相辅相成,因此计算机技术的不断进步也有利于存进计算机网络技术的发展,目前,利用计算机网络技术可以实促进了机电一体化技术产品更加快捷的推向市场,和生产商之间的技术交流,计算机网络技术势必会推动机电一体化技术的发展,也会继续为人们提供更多、更优质的服务。
微型精密化
机电一体化技术向微型精密化的方向发展的主要是纳米技术的不断深入发展,机电一体化的微型精密化产品体积小、携带方便、耗能低等, 这些优点使得机电一体化产品的微型精密化技术不断进步,应用范围也逐渐扩大,因此,机电一体化微型精密化技术具有比较广阔的发展前景和强大动力,但是想要实现机电一体化微型精密化需要精密的加工工艺以及先进的设备作为强大的后盾,因此需要相关的研究人员不断努力,不断提高我国先进的技术发展。
4 总结
机电一体化技术的是多种学科相互影响,相互作用的结果,机电一体化技术有其自身无法替代的优势, 机电一体化产品与其他产品相比也与其他产品有很大的区别, 机电一体化技术的发展和进步可以促进生产力的进步,促进经济的发展,机电一体化技术的发展状况是衡量社会进步发展的准绳,可以有效的提高人们的生活和生存环境。
电梯的门系统
电梯的门系统组成比较固定,正常情况下,轿厢的门如果能够得到有效的管理,则可以保证电梯装置的运行质量。另外,门系统还需要保证厅门和电梯门的有效结合,并使门系统可以和电梯的轿厢保持一致运行,要结合当前的电梯组成情况,对电梯的安全事故防控机制进行构建,以便门在电梯系统当中的作用可以得到充分的实现。另外,要结合现阶段的电梯等候要求,对电梯能否适应坠落防空系统进行设计,避免电梯在使用的过程中受到外部因素的过多影响[5]。要结合当前的电梯等候机制要求,对门系统和相关锁系统实施配套研究,使全部的门系统组件都可以在锁系统的控制之下处于关闭状态,以便厅门的质量可以得到明确的控制。要将门系统同钥匙进行有效的连通,使电梯的门系统能够在人为因素的控制之下实现良好的连接和断开,以便电梯装置的运行能够更好的在钥匙是操作之下实现运行质量的提高。
曳引系统
曳引系统在电梯装置当中主要起到动力传输功能,因此,在电梯装置进行运行的过程中,需要使用曳引系统对当中的组成机制进行深层次的应用,使曳引装置可以在使用的过程中实现多种动力系统的有效结合。另外,曳引系统当中的动力机械和曳引系统需要使用的动力传输绳,在使用的过程中必须保证能够实现有效结合,使电力装置可以同系统的底座实现有效的结合融通。另外,曳引系统是保证电梯轿厢有效运行的重要系统,其组成结构需要受到技术团队的关注。因此,曳引系统不仅要保证拖动性机械的有效运行,也要使能量装置可以实现同拖动性设备的有效融合,以便曳引系统的各类装置能够将制动装置和速度控制装置实现共同连通,保证电梯轿厢的能量传递效率,使电梯不会产生较大的噪音。
轿厢系统
轿厢系统是为电梯成员提供服务的重要系统,也是提升电梯使用质量的重要系统。在乘客乘坐电梯的过程中,轿厢是乘客必须解除的位置,而轿厢的使用质量,也是轿厢乘客高度关注的内容。轿厢在使用的过程中,必须保证轿厢的上梁和下梁能够同时进行操作,使轿厢可以更好地通过固定系统实现悬空状态的处置。另外,要根据现阶段的轿厢承重需要,对轿厢的承载性系统实施控制,以便轿厢能够在良好的刚性系统维持下进行轿厢承重压力的有效控制,使轿厢能够实现运行效率的良好控制。
一、教学内容突出“两个重点、三个基础”
1、两个重点
任何一种逻辑功能都可以设计出一种相应的逻辑电路,从这个意义上讲,数字电路是不可胜数的。教学的重点是教会学生学习方法,而不是死记硬背书本内容。就本课程而言,只要能够根据需要设计出符合要求的逻辑电路,也能分析出任何一种给定逻辑电路所具有的逻辑功能即可。因此,组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析方法和设计方法是本课程的核心内容。
2、三个基础
为更好地学习后续专业课程和从事工程技术工作,数字电子技术在教学实践中必须强化理解和掌握数制和码制、逻辑代数基础、半导体数字集成电路的工作原理和特性、组合逻辑电路和时序逻辑电路分析方法和设计方法等基本原理、基本理论和基础知识。
二、教学方法实现“三个基于”
基于问题的教学
美国教育家苏娜丹戴克曾说过:“告诉我,我会忘记,做给我看,我会记住,让我参加,我就会完全理解。”在教学实践中,就要打破“以知识为本位,以灌输为特征”的传统教学模式,采取以学生为中心的问题导向型教学方法。教师通过实例、设疑、示错等方法导入需要讲解的问题,而分析问题和解决问题两个关键环节则由教师引导学生来完成。学生通过思考、查阅资料、讨论等方式寻求解决问题的方案,教师最后结合问题系统讲授知识点,使学生对相关知识点有更加深入地理解。同时,学生的成就感、自信心倍增,学习主动性更强,从而达到良性循环的效果。通过引导、启发,学生自己搭建出具有记忆功能的电路—触发器。
基于项目的教学
基于项目的教学强调的是以学生为中心,强调小组合作学习,教师引导发现。实施步骤分为选定项目、制定计划、活动探究、作品制作、成果交流和活动评价等六个基本步骤。结合本课程,就是在课程开始阶段,以任务书的形式给学生下发一些与课程内容结合紧密的、适合学生研究的课题,如电子抢答器、数字电子钟、交通灯控制器、出组车计价器等,学生自由选题、自主组合,通过课程的学习、查阅相关资料以及与教师的交流讨论,利用软件仿真或硬件焊接制作出课题作品,期末提交研究成果和设计报告,并进行专题汇报,研究成果作为评定平时成绩的重要依据。
基于资源的教学
基于资源的教学是以学习者的学习活动为中心的教育教学模式,其主要特征是灵活性和自主性。此模式的教学目标是以教会学生学习为主,而不是以传授知识为主。也就是说,通过基于资源的教学,学生应该学会确定学习目标,学会查找的资源的手段和方法,学会如何做读书笔记,学会评价信息,学会与他人合作交流,学会评价自己的学习进展,学会反映学习过程和成果。目前,校园网、互联网上数字电子技术课程资源较多。通过基于资源的教学,学会查找资源、利用资源,不仅可以克服课堂教学的时空限制,更为开展研究性学习提供了广阔的平台。
三、结束语
为进一步提高数字电子技术课程的教学质量,本文介绍了数字电子技术课程的“一条主线、两个重点、三个基础”,探讨了基于问题的教学、基于项目的教学、基于资源的教学等教学方法。教学实践表明,理清教学思路,采取“三个基于”的教学方法,有助于提高数字电子技术课程的教学质量。
机械设计理论教学研究
一、引言
机械类专业的教学不像其他专业教学一般,多以理论为主,机械类专业较为偏重的是实际操作,多上手才能得到更多的锻炼,才能对本专业有更好的认识。由于扩招政策的推行,导致了现今大学生的可以动手操作的机会显著减少,这对于学生以后的发展也有一些小小的影响。在以往的教学过程中,总是先进行机械设计的理论课教学,待理论课教学进行两到三周之后,再加入实践设计课程。这种教学课程安排虽有其可取之处,但也有其不足之处,例如会造成知识的断层,为解决这一问题,提出了理论教学与课程设计并行的教学模式。
二、对传统教学模式的分析
传统的机械设计教学模式是将理论教学与实操教学分开进行的,这是一种分离式的教学模式。在这种情况下,即使带教老师有着长达数年的教学经验,在课堂上可以让学生学到扎实的基础知识,但实际操作的欠缺仍旧是一大硬伤。这是现今人才培养过程中普遍存在的重学轻用现象。正因为这种分离式的教学模式,使得理论课程与实践课程看起来好像完全不同的,没有联系的样子。开展这两门课程的初衷是为了使他们相辅相成,使得学生通过实践课程可以更好的理论知识,所学到的理论知识也能很好的指导实践操作。但这一目的似乎并未达到,反而有所背离,致使学用脱节。学用脱节是导致学生尽管很好的学习了理论知识,但仍不能很好的应用理论知识指导实践操作的根本原因。当学生开始课程设计时,因为前面所提到的这些原因,他们并不能很好的将自己所学到的知识应用到课程设计中去,也不知道该从那个点着手,不能深究问题,最后只能仓促了事,着实令人惋惜。这便是这种分离式教学所带来的不好之处,虽然就这种教学模式也有其存在的必要性,也有其可取之处,但笔者认为,瑕不掩瑜,只有进行完善与整改,才能使的教学模式变得更加的科学合理。
三、对并行教学模式的探索
任意选取一班学生,进行机械设计理论教学与课程设计并行模式的试点班级,以下为主要做法:
(一)同时进行理论教学与课程设计
以往传统教学模式理论教学与课程设计的开展是有时间差的,在本次探索实践中,打破了传统的桎梏,两项教学工作同时进行,即开课就开始布置课程设计,使得课程设计与理论教学结合的更为紧密。这将以往的课程设计进行了拆分重组,目的是为了更符合这种两者同时进行的新模式。
(二)以具体项目为主线进行教学工作
设计项目的选取要选取涉及面较广,最好可以综合机械设计的基础知识及其进阶。减速器设计极为符合这一要求,这一项目包括了教材中的诸多内容,比如教材中所提到的零件的传动,连接部分以及零件承受外界压力的程度等[1]。选取这一项目作为主线,能够使得学生对于基础知识的掌握更加深入,对一些通用常用的设计方法也可以有所了解,有所掌握。将减速器设计作为主线来进行教学是很可行的。除此之外,对于教学设计,笔者认为,应该整合课程与项目,确保项目设计中所涉及到的一些设计知识尽可能都的包括在教学内容当中,在进行教学安排时也应考虑项目的工作进展,争取“知”与“行”可以达到高度统一。此外,在教学的过程中也应该根据实际需要,进行讲解。
(三)以学习任务的形式促使学生产生兴趣
将全班进行分组,并将减速器设计的项目进行拆分,拆分所得的几个小项分别分配给各个小组,并保证小组内成员人人都可以参与到此项目的设计当中来,并在设计当中均能起到一定的作用。这种任务分配的方式,更能激发学生学习的动力,使得每个学生都参与到这项活动中来,这对于学习兴趣的培养也是极有益处的。此外,还可以增加答辩之类的项目,让每一位同学都能站到讲台上阐述自己的想法与设计,这对激发学生创新思维有很大的帮助。
四、模式变革的效果
通过模式变革的实验,所得结果多积极向上,改善较大多体现在以下几个方向:
(一)学生主导学习,学习兴趣明显提高
传统学习模式多由老师主导学习进度,进行模式变革,采用理论教学与课程设计并行教学的模式后,学习进度变为由学生主导,增强了灵活性,也大大提升了学生的学习兴趣,使得学生学习更为主动,之前所出现的一些不好的现象例如开小差,打瞌睡等小动作[2]也有所减少。
(二)师生之间交流增多,效果显著
理论教学与课程设计并行教学模式,极大程度的激发了学生深入探究的积极性,越深入,发现的问题便也越多,此时便会主动向老师请教,和老师进行交流,师生之间的思想碰撞也能给对方带来灵感的火花,无论是对于教师还是学生,都极有帮助。
(三)拥有足够设计时间,质量得到明显提升
传统教学模式留给学生进行课程设计的时间并不充裕,经过变革之后,课程设计的时间被大大拉长,也给了学生能够深入探究的机会,这对设计质量的提升起到了不可忽视的作用。
五、结论
虽然本次实验只是初步尝试且还有一些不足之处,但机械设计理论教学与课程设计并行教学模式所带来可以的好处是显而易见的,笔者认为可以将这一模式同样也应用到机械类专业的其他课程中去,唯有使知行合一,才能更好的应用所学到的知识,最不应该空怀宝藏却不知其应用之法。知理论,懂实践,才是上佳之道。
参考文献:
[1]迎春,王利华.机械设计理论教学与课程设计并行教学模式的探索[J].时代教育,2015,12(21):14-16.
[2]庞兴华,解芳.CDIO教学模式在机械设计教学中的研究和实践[J].教书育人:高教论坛,2015,22(33):134-138.
1我国机电一体化在工程机械中的功能
在机械工程中,有效利用智能化和机电一体化不仅可以提高机械工程中的生产效率、减小能量的损失、节约能源,而且可以有效地保证施工质量,提高自动化水平,使其具有较高的精度。广泛使用机电一体化不仅可以使机械工程有较好的经济性和较高的技术价格比,而且可以使操作更加简单、轻便,在当前,我国的机电一体化在工程机械中具有以下功能:
自动报警、电子监控以及故障自检功能
在工程机械中,电子监控就是对其传动系统、工作配件、制动系统、发动机以及液压系统等的工作状态进行监控,一旦在监控过程中发现了异常现象,自动报警系统就会对出现故障的部位进行准确地定位,然后便能有效改善工作人员的工作条件,迅速提高机械设备的效率,还可以使设备的维护检修工作变得更加简单,使停机维修的时间减少,降低维修使用的费用,尽量延长机械设备的使用寿命。
有效控制柴油机的功能
在工程机械中,有效利用电子油门的控制装置、自动停机装置、自动升温控制装置以及电子调速器等机械设备可以真正实现控制柴油机的功能。
使作业精度提高的功能
在沥青以及水泥混凝土搅拌的现代设备中,为了能够提高成品料的作业精度,都广泛采用了微机控制的电子称量系统,而且实现了称量过程的自动化。因为应用了自动化的找平系统,所以大大提高了沥青混凝土摊铺机的施工质量。另外,沥青混凝土摊铺机因为使用了有超声波技术的自动供料系统而完全实现了调节的自动化,进而在一定程度上提升了摊铺的质量。对铲运机铲斗刀刃、平地机刮刀以及土机铲刀进行机电一体化的控制,不仅可以有效减轻机械工作人员的劳动强度,而且真正提高了工程机械作业的精度和效率。
使生产率提高、降耗节能的功能
在传统的工程机械中,一般能量利用率比较低,比如液压挖掘机的燃料能量的利用率在30%左右,这样低的能量利用率使得工程机械必须注重节能发展。在发达国家,他们的挖掘机都已经采用新型的节能控制器,这种控制器不但有良好的节能效果,而且采用卡特电子效率的控制系统,通过综合控制泵和发动机,大大提高了工程机械的生产效率。
工程机械作业过程的半自动化或自动化功能
摘要:随着现代社会经济及科学技术不断发展,工程机械也得到很快发展,在社会生产过程中有着十分重要的作用及意义。在现代工程机械中,很多新技术及新工艺均得到十分广泛的应用,其中一种就是机电一体化技术。因此,为能够使现代工程机械得到更好应用,相关工作人员应当熟练掌握及运用机电一体化技术。
关键词:工程机械;机电一体化技术;运用
机电一体化技术是现代社会上一种新型技术,在社会上很多领域内均有着十分广泛的应用,其中一个方面就是在现代工程机械中的运用。在现代工程机械中应用机电一体化技术,可使工程机械功能得以进一步增强,使其能够发挥更好作用,对现代工业生产可起到很大促进作用。所以,在现代机械工程中应用机电一体化技术具有十分重要的作用及意义。本文就机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用进行分析。
1现代工程机械中机电一体化技术应用分析
在工程机械的监控功能中机电一体化技术的运用
在现代工程机械中通过引进机电一体化技术,可实时监控工程机械运行过程中,其内容主要包括执行装置、传动系统以及制动系统,此外还包括液压系统,当有异常情况出现时便能够实现自动报警,可将工程机械中所发生故障的位置准确找出。因此,在现代工程机械中通过应用机电一体化技术,可有效提升机械使用效率,可使机械设备维护工作在很大程度上降低其强度,使故障维修时间可得以大大缩短,从而使生产效率能够得到有效提高。
在工程机械的节能降耗中机电一体化技术的运用
对于传统工程机械而言,其能量充分利用率及使用率均比较低,比如,对于液压挖掘机而言,其燃料充分利用率仅仅能够达到30%,其余能量均被浪费。由于当前能源利用越来越紧张,导致机械工程发展应当向“节能降耗”方向发展。比如,由小松公司所生产挖掘机,其在节能降耗方面便能达到较好效果,所节约燃料能够达到大约23%,分析其原因主要就是在机械中使用新型控制节能器。再比如,由日立公司所生产挖掘机,在机械中选择的`节能控制体系为“卡特电子效率”体系,其能够全面、综合控制泵及发动机,可使燃料利用率得以大大提高,并且在能够在很大程度上提高生产效率。
在工程机械半自动化及自动化中机电一体化技术应用
在工程机械实际应用过程中,通过实现半自动化及自动化作业,可使操作人员在实际工作过程中大大降低其劳动强度,可在很大程度上提高工程生产效率。另外,通过在工程机械中引进自动化技术,还能够有效避免一些缺乏经验的工作人员在操作过程中有失误情况出现,可使作业精度得到有效保证。比如,由三菱公司所生产挖掘机,其中便应用挖掘轨迹控制系统,其能够预先设定耗铲斗运行轨迹,并且利用微机控制系统,可自动化控制铲刀及动臂杆运行,进而可更好实现自动化控制,并且能够使作业精度得以有效提高[1-2]。
2在现代工程机械中机电一体化技术应用展望
机电一体化技术应用向微型化方向发展
在当前机电一体化技术发展过程中,微型机电一体化系统属于新的方向,并且也是在纳米程度上电子技术和机械技术两者相融合而得到的产物。对于微型机电一体化产品而言,其所指的主要就是在几何尺寸方面向微米及纳米级别发展,通常情况下及体积均小于1立方厘米,这中系统在社会上各个领域运用中均表现出明显有数,具有体积小、能耗低及运动灵活特点,属于当前社会上十分关键的一项技术。
机电一体化技术应用向高性能化方向发展
对于机电一体化技术高性能化而言,其所包括内容主要有高精度应用、高速度应用以及高可靠性应用与高效率应用。对于新型CNC系统而言,其中多个CPU结构利用多总线进行连接,其主要目的就是为能够使上述四个方面要求得到满足。对于该类系统而言,其选择精简指令集机,能够使多个操作系统同时运行,从而对相关操作进行处理,进而使机电一体化产品能够具备较高性能。
机电一体化技术应用向智能化方向发展
通常情况下,对于现代机电一体化进步及发展而言,其主要就是在控制理论基础方面得以体现,即相比于传统机械自动化控制技术而言,现代化机电一体化技术与其所存在区别主要就是在智能化技术方面,而这种区别的实际表现就是在产品智能性方面。对于现代化机电一体化技术而言,其综合人工智能、计算机科学以及生理学等相关一系列智能方法及思想,可对人类智能进行模拟,该技术当前正处于不断探索及应用阶段,在今后必然会有十分广阔的发展前景[2-3]。
3结语
在现代工程机械发展过程中,机电一体化技术有着十分广泛的应用,并且对现代工程机械科学性及功能性的提高具有很大帮助作用。因此,在现代工程机械实际使用过程中,应当充分掌握机电一体化技术应用情况,并且应当准确把握其发展趋势,从而使机电一体化技术能够在到更好应用及发展,进而使工程机械能够得到更好发展。
参考文献:
[1]鲁鑫康.工程机械中机电一体化技术的应用[J].电子制作,20xx(9).
[2]郑媛.工程机械中机电一体化技术的应用研究[J].中国高新技术企业,20xx(19).
[3]邱富永.浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用[J].科技致富向导,20xx(36).
摘要:机电一体化是一项复杂的,多学科综合的呈交叉形式的新型的学科,它是由微电子、光、机、电等方面的技术所组成的,它的发展不仅与农业的发展息息相关,也是实现机械智能化的关键。本文就农业机械机电一体化技术的运用进行一系列的分析探讨。
关键词:机电一体化技术;农业机械发展;运用
随着社会的快速发展,农业生产领域与高科技发展技术密切相连、更好的融合在一起,由于农机设备的智能化不仅提高了农业生产水平效率,减轻了农民的劳动负担,不再像以前是“耕、种、收三腰弯”的现状而是农业机械与机电一体化技术完美融合的新的现状。
1农业机械的优势
1.1操作人员的人身安全得到了保障
农业机械设备是否采用机电一体化技术,所呈现的效果是大不相同的,采用之后可以实现一系列高科技功能,例如电子监控、报警、自动诊断等等。如此便可进行实时监控,在发生故障的时候可以根据实际情况及时采取合理措施,这不仅便利了工作人员也保证了他们以及机械的安全。在生产工艺中,减少设备中的易磨损部件是非常重要的,因为现今工艺运用最多的便是电子元件,它的灵敏度高才能延长使用时间,从而降低出现故障的机率,实现农业机械与机电一体化技术的'有效完美的结合[1]。
1.2能够提高工作效率和产能
对于电子信息来说,农业机械设备与机电一体化技术相结合是非常必要的,它可以直接对信息自动采集,这样一来不仅实现了信息自动化,还很大程度的提升了机械作业的灵活性和精准性;同时机械的作业范围也可以合理有效的进行规划。在操作期间,如果合理运用所具有的自控系统,机械作业就能准确无误的进行,而且能很大程度的降低失误率。因此工作效率的提高也就带动了生产效率的提高。
1.3操作性能得以改善
农业机械机电一体化技术拥有两项特别的操作,既简易操作,能减化操作部件又可以满足人体学设计要求,这两项技术就是数字和程控。对于机械作业操作来说,越是简易越是方便。一般都是提前设定好程序,然后让其自控系统完成机械作业动作[2]。但是后期仍需要不断完善,完善之后便可以对准备好的对象数学模型进行处理,自动控制程序会达到最佳效果,最后就可以呈现出理想的作业效果。
1.4设备功能多样且适应性强
机电技术在不断地更新和完善,过去与如今的机电技术更是天差地别,技术从简单到高能,功能从单一到丰富。比起过去还拥有了一系列高科技新功能,如系统自动控制、电子信息自动校验等等。同样它的适应性也很强,它可以适用于大多数的工业行当中,并且不同客户的要求它也可以对此做出相应的调整。
2农业机械机电一体化的发展趋势
2.1农业机械的激光机电一体化
在融合传统的机电一体化技术的基础上,激光技术与计算机技术将会充分整合与优化农业机械的组成,这就是最佳的工作机制,从传感系统、动力系统与信息处理系统等多个方面全面提升农业机械的技术水平。
2.2农业机械的柔性化与智能化整合
既能独立工作又能为总体服务的系性,我们称之为自律分配系统化,也叫柔性化,它可以游刃有余的应对各种突发事件。一般这种情况子系统就算出现故障,也不会对整体工作造成大的影响,反而还能提高农业机械的利用率[3]。所以机电一体化技术的发展不仅推动了农业机械的发展,且两者的结合提高了信息技术与智能化的发展。
2.3农业机械的微型机电化与信息化
科技的发展也带动了纳米技术和蚀刻技术的发展,因此微型机电化技术的发展也得到了质的提高,机械元件的小型化不再困难而是越来越简单。然而传感器、处理器和执行元件等整合起来就会形成自律元件,提供了技术保障;不断利用新技术信息获得最佳生产方式。
2.4农业机械的人工智能化
因为农业机械实现了自动化,电脑智能技术也在不断提升,农业机械的人工智能化也发展的越来越好。在后期的发展中,农业机械控制技术逐渐活跃在各大人工智能系统中或者农业机器人,来更好的规划农业生产工作。人工智能化成为了不可取代的一项技术,因此相关技术人员时刻关注现代科技技术的发展情况,对于农业机械生产要结合实际情况合理的处理好期间所生产的矛盾,比如质量和成本、长期发展与短期效益之间的矛盾[4]。农业机械的人工化给人们带来了便利也提高了工作效率,同时也保证了产品质量。
3结束语
农业机械化不仅是能够提高农业生产水平的效率和质量,而且它是不断发展的一项应用机电一体化技术,既稳定又安全;既可以保证员工的人身安全,又可以改善操作使其工作的效率和产能都能达到一个新的高度。该设备不仅是全面的、多样的、丰富的,而且操作足够简易,设备安装调试都比较容易以及后期的维护也相对方便。这就要求相关工作人员对此工作要给予更高的重视,为了提高我国农业机械化生产水平而去不断地改进和发展。
参考文献:
[1]张风琴.机电一体化技术对农业机械化发展的影响[J].农机使用与维修,20xx(8):21.
[2]周修金.机电一体化技术在农业机械上的应用研究[J].中国农业信息,20xx(23):176.
[3]李琦.机电一体化技术助力农业机械现代化[J].农业与技术,20xx,33(5):11.
[4]赵志强,卢昕,林甦君.机电一体化技术对农业机械化发展的影响[J].农民致富之友,20xx(20):132-133.