电影艺术的发展范文

时间:2023-10-16 17:09:14

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电影艺术的发展

篇1

[关键词]中国电视电影艺术创作艺术市场

电视电影是人们日常生活中极为普遍的娱乐方式,电视电影的创作方式,源于电影艺术中的人物塑造、拍摄规律以及叙事风格等,但其放映方式,却需要满足电视的播放要求,即电视电影是电影艺术与电视艺术的有机融合体。在现阶段新旧媒体交融的发展形势之下,电视电影作为一种特殊的、个性化的娱乐艺术形式,能够获得更为广阔的发展空间。

一、中国电视电影艺术创作的个性化发展

电视电影的观众群体有一定的局限性,面向家庭的电视电影,在创作过程中,应着重考虑其题材的个性化。电视电影的选材,首先要明确电视电影的教育与启发价值,据CCTC6的电视电影节目审查结果,80%以上的电视电影都是现实主义题材。着重反应群众真实生活的题材,更贴近观众的内心,也更适用于家庭共享节目的范畴,电视电影的创作具有投资小、周期短、小制作等优势;电视电影在电视频道上播放,所以其传播面积广,能够更好的满足现实主义题材的时效性要求。例如,《虎皮枫木》这一作品,以真实人物事迹为启发,对陈祖华寻找虎皮枫木的8年历程进行艺术刻画,呈现给观众的不仅是视觉方面的艺术欣赏,对观众精神方面,同样能够带来一定的启发。

在人物塑造方面,电视电影应重视人物艺术价值的提升,只有影片中的人物足够鲜活,才能让整个情节更加的引人入胜,也只有观众沉浸于故事当中,才能真正的体会到主人公的情感波动,通过他们的人生感怀联想于自身,进而达到通过电视电影艺术引导观众思想与意识的效果。高利强导演是一个十分优秀的电视电影导演,其作品尤其以人物塑造见长,无论是《扎西的》中的老班长和扎西,还是《会牌工人》中的徐振国,又或是《督察队长》中的沈泉与朱豪,都切实反映了各类人的生活特点与职业责任。高利强导演镜头中的普通人、小人物,多取材于现实,但成功的人物塑造手法,让人物的感染力并不比英雄式的主人公差,以由浅入深的主题呈现方式,能够更好的启迪现代学子的生活、职业以及梦想追求,对社会的和谐发展具有一定的促进意义。

二、中国电视电影艺术人才的个性化发展

在艺术的发展进程中,时尚、创新是其持续发展的根本,对于电视电影艺术来说同样如此,为保证这一根本,就需要相关人才储备的充足性,电视电影艺术人才的个性化发展,是其整体发展的支持与保障。现阶段无论是电视导演还是电影导演,在艺术创作过程中缺乏创新与冒险精神,小说作品翻拍、动漫作品翻拍、经典作品翻拍、续集、前传等创作形式较为普遍,这种现象的行程与电影工业的惰性有一定关系,在电影类型化发展大道一定程度的时候,制约了导演思想与才能的个性化发展。这种发展状况若要改变,就需要不断注入大批优秀的青年电影与电视导演,而电视电影的个性化发展,刚好为其提供了良好的契机。

在电视电影的发展过程中,没有票房压力也没有市场竞争,这种艺术创作环境对青年导演来说是一个十分有利的平台,如《王勃之死》、《天天天蓝》等作品中,表现了艺术探索过程的从容与轻松,其中张扬的、个性的导演风格,能够满足青年导演对艺术创作的最初期望。优秀的青年导演需要培养,要重视多元化的意识探索,培养他们对电影语言的熟悉程度,同时还要保证其人文素养水平,而电视电影的个性化发展,能够相应的为其提供发展平台。在现阶段的电影市场上,青年导演难以获得大量的资金与良好的平台,电视电影则能够让其有机会展示才华,将电视电影作为优秀电影导演的培养平台,以中国电影的整体发展为目标,为其不断提供鲜活力量,是中国电视电影个性化发展的阶段性目标,同时也是中国电影产业化发展的必要基础。

三、中国电视电影艺术市场的个性化发展

电影频道的开通,相应的符合其播放要求的作品需求量也就不断提升,由此,为电视电影的发展提供了广阔的发展空间。但现阶段的市场发展当中,存在市场目标模糊、审查标准不清晰等问题,作品评价缺乏一定的客观性,导致现阶段电视电影艺术创作的创新劲力不足,观众的欣赏热情不够。因此,电视电影的市场化运作还有待完善,形成完整的生产系统,有助于电视电影的整体发展与前行。电视电影的个性化发展,作品质量与资金投入的矛盾是重要的影响因素,受到广告利益最大化的影响,国内很少出品短篇电视剧,而大众化的影院电影也很难满足电视电影的播放需求与引进标准,各电影频道在自行制作电视电影的过程中,人力、财力、物力都极其有限,最终导致作品数量也难以满足相应的播放需求。基于此种发展状态,在未来的电视电影发展进程中,需要以类型化发展为导向,促进电视电影行业制作更多类型鲜明的电影作品,优化电视电影的题材样式格局,进而缩短与市场化运作之间的差距;另外,电影频道作为电视电影的播送平台,也需要通过品牌树立等手段,优化文化产业布局,促进电视电影在影视行业中获得更大的发展。

四、结束语

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关键词 电影 商业属性 文化创意产业

“创意”是文化创意产业的灵魂,文化产业能否发展与壮大,关键看其是否具有创意,是否具备好的创意。在当代文化与经济交融密切的背景下,好的创意是必须与市场经济相联系的,尤其投入与产出并存的文化创意产业,更应该关注文化创意是否具有市场效益。而电影,正以其独特的方式引领着文化创意产业的发展方向与新的思路。

一、新思路:电影市场营销新策略的启迪

对电影商业属性的开发越来越被电影人所看重,一部商业大片所带来的直接经济效益已经非常可观,但它的间接经济效益更是以其几倍的增长速度呈现于世人的面前。电影,这种文化创意产业之所以有如此大的经济效益是与人们对其有效开发分不开的。电影从其营销初期开始就和市场捆绑在了一起,一部没有观众市场的电影是注定没有生命力的,反之,这部影片则会带动一大批相关经济项目的产生,直接创造文化经济效益。

电影是艺术和商业结合的产物,其发展和市场推广离不开营销。但传统的电影营销是以银幕营销为主,往往仅注重电影产品本身的开发与制作,而对电影后产品的开发则相对薄弱。高科技的发明与被应用到电影产业中,电影的经济效益除票房收入外又衍生出了其他方式,如版权转让收入、DVD光盘销售收入、后产品开发收入等,正是这些看似非主流的非银幕营销收入却慢慢地创造出了远比“票房”巨大的经济效益。电影,从其开始时把所有精力都放在“票房”上,到如今极其关注后产品的开发,这种营销方式的转变和带来的巨大经济效益让我们意识到了文化创意产业的发展离不开相关产品的开发与多方式的市场拓展途径。

二、新启迪:电影与广告的结合

电影的商业属性使人们不放过任何一个利用电影创造经济效益的机会,电影与广告的结合便很好地证实了这一点。电影与广告,这两种不同的文化创意方式,虽各自的表现形态与情感诉求不同,但归根结底二者在创造经济效益的目的上却有异曲同工之妙。毕竟,投资商们的目的不仅仅是创作某种艺术作品,更希望的是凭借艺术作品的影响力开辟相关的商业机会,获得相应的投资效益。更何况,没有经济基础支持的艺术作品,其发展的速度与影响力都是很有限的。

电影与广告在“营销”上达成了有利合作。电影营销是为了提高票房与后产品开发的品牌影响力:广告营销其目的或是直接促进企业产品的销售或是提升企业知名度。在电影产品销售的过程中有广告的参与,在广告宣传的过程中带有电影元素,采用这种联合营销模式,可以达到单兵作战无法达到的双赢效果。如《十面埋伏》与方正集团的合作。凡购票就有机会赢得方正的系列产品,以此促进票房;而方正也利用这种添加娱乐成份的方式宣传自己的品牌形象,这样文化创意产业在占据了市场席位的同时还获得部分非银幕的利润,例如贴片广告等等。另外,合作企业往往通过赞助产品的方式介入到电影剧情中,已达到广告宣传的目的。企业的产品以不同的形式出现在剧情中,直接或间接暗示消费者,例如宝马赞助《手机》主角驾驶用车,摩托罗拉赞助《无间道》剧情中手机的使用等等。

三、发展依据:以消费者为中心,打造产业品牌

文化创意产业的特殊性是这类产业卖的是设计,是理念,是精神,是心理享受和增值服务。这些东西只有被消费者认可了,文化创意产业才能有开发后产品的机会,投入也才有产出的回报,人们才能享受到增值的乐趣。所以,文化创意产业是否以消费者为中心。是否以“消费者需要什么”,而不是以“消费者在哪里”来定位产品和卖点,便成了这类产业生存与发展的关键生命线与依据。

消费者是一切企业的生命线,文化创意产业也是如此。随着当今物质文化生活水平的日益提高,人们对艺术的需求也是越来越强烈了,尤其近几年,高雅艺术也慢慢被寻常百姓接受,如:众多具有较高品位的音乐剧、电影、钢琴演奏会等越来越受到更多人的喜爱与关注。同时,消费的时尚化趋势也日渐突出,个人的艺术修养成了人们之间攀比的权重之一。《十面埋伏》、《英雄》、《夜宴》、《黄金甲》。似乎这些大片也渐渐成了人们见面的谈资,成了一种生活的时尚与人们共同关注的焦点。除了时尚之外,文化消费的根源在于人们对“美”的需求,而人们对美的形式与体现“美”的产品的追求是无止境的。所以,文化创意产业针对某一种具体产业,如电影产业,不但要有好的创意与理念,更重要的是在此基础上打造并形成本产业的品牌,这样才能吸引一批消费者,具备一定市场基础。电影类型虽多,但中华民族的武侠电影却是唯一的。可以说,武侠电影是中国的一个品牌,一定意义上。也正是基于中国武侠电影品牌的唯一性,《十面埋伏》《英雄》、《卧虎藏龙》才有如此之好的票房与知名度。因此,文化创意产业要想持续、规模发展――以消费者为中心,打造产业品牌这条基本规律是必须得遵循的。

四、整体思路:立足民族,走向世界

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关键词:机电一体化;发展;应用

中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-12-0345-1

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,当时他们取名为“Mechatronics”,即结合应用机械技术和电子技术于一体。尤其是出现了以微电子为代表的大规模集成电路以后,随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,成为一门综合的系统技术,应用范围愈来愈广。

1 机电一体化技术的发展

机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展,向机械工业领域迅猛渗透,机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,成为机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。以智力因素、动力因素、结构特点、运动规律和感知效应要素为基础,对各种要素及其信息处理,接口匹配,运动规律,物质效应,能量转换进行细致的研究,使其整个系统有机结合,并在系统程序控制下,形成物质和能量有规律运动,使整个系统体现出高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等方面多种技术相融合的技术功能的最佳功能系统。

机电一体化技术发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,主要表现为绿色化、数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化和集成化。

1.1 绿色化

随着人们生活水平的提高,越来越重视保护环境,机电一体化产品的使用时不污染生态环境,产品可分解和再生利用,绿色机电一体化随之产生。

1.2 数字化

随着计算机的迅速崛起,为机电一体化的设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化对机电一体化提出了很高要。

1.3 智能化

机电一体化技术在数控机床上增加语音录入功能,为机器添加了智能功能,给使用、操作带来极大的方便。为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

1.4 模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,按照国家标准研制统一标准的机电一体单元,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。

1.5 网络化

随着网络的普及,利用把各种电器连接成以计算机为中心的计算机集成电器系统,使维修操作更为方便。因此,机电一体化应朝网络化方向发展。

1.6 人性化

给机电一体化产品赋予人的智能、情感,机电一体化产品更好完善的性能外,还要调整它的色彩、造型等方面与环境相协调。

1.7 微型化

随着科技的发展微精细加工技术显得尤为重要,也是提高效率的需要。

1.8集成化

把各种系统功能完全集结起来,实现生产的自动化与高效率,使其性能最优、功能最强。

2 机电一体化技术的应用

2.1 机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面

(1)智能化控制技术(IC);(2)分布式控制系统(DCS);(3)开放式控制系统(OCS);(4)计算机集成制造系;(5)现场总线技术(FBT)统(CIMS);(6)交流传动技术。

2.2 机电一体化技术应用在工业炉窑改造应上

国内外现在已有成功的技术改造比工业炉窑单纯用计算机技术好的多。所以,我们建议今后在改造工业炉窑时要大力推广应用机电一体化技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的工业炉窑要用机电技术等先进电子信息技术改造,其中采用机电技术改造的已达到了80%。

2.3 积极采用机电数控技术,对机床高备改造应用

对机床设备的改造我们应放在经济、实用型机电数控系统的上推广应用。根据相关方面的了解和调查,从国家要求开始到1995年,已经改造的机床设备的改造率要达80%以上,到现在已经按要求改造完毕。

2.4 机电一体化广泛应用在变频调速技术

提高了风机、电泵工作效率,采用此技术后,变频调速后风机、电泵一般可节电20%以上,效果十分显著。因此,在今后,广泛应用、推广应用该技术。据悉到1995年,采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完成60%;到现在,风机、电泵和其他调速电机以普遍、采用先进的变频调速技术。

2.5 CAD/CAM技术优先与机电一体化结合,工业设计水平提高要有新目标

消除工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化现状。据悉目前,北京工业系统CAD的应用率为85%,CAD的覆盖率为80%。

总之,机电一体化技术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,是振兴相互融合趋势越来越明显,机电一体化的发展前景越来越光明。

参考文献

[1] 杨自厚.人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J].冶金自动化,1994,(5).

[2] 殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[3] 芮延年.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社.

[4] 戴勇.高职机电一体化技术专业课程开发[M].北京:机械工业出版社,2004.

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一、机电一体化的核心技术

1.机械技术:是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2.计算机与信息技术:其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术:即以整体概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。

4.自动控制技术:其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5.传感检测技术:是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。

6.伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

二、机电一体化的发展进程

1.数控机床问世:自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。

2.微电子技术的发展:我国的集成电路产业起步于1965年,经过30多年发展,已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

3.可编程序控制器(PLC)的应用于工业:上世纪60年代后期,美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController(MODICON)取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟,全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向现场总线网络的体系结构,采用开放的通信接口,如以太网、高速串口;采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统,正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展,趋向于建立同一硬件平台,运用同一个操作系统、同一个编程系统,执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现:以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术,它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就,成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科,对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

三、机电一体化向智能化迈进

20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,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角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有:

1.智能化:是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向,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。

2.网络化:20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.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1立方厘米的机电一体化产品,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。

4.绿色化:机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,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。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。

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知识经济时代的到来,使得科学技术日新月异,新材料、新工艺、新技术以及新设备不断推出,为促进现代工业机械化生产与发展创造了良好的条件。当前,计算机技术和电子信息技术不断发展,机械工业领域的应用水平越来越高,并且呈现出良好的发展前景,在这种情况下,机电一体化技术应运而生。机电一体化技术涉及多种技术领域,其具有多功能、高效率、高质量、高可靠性以及节能降耗的优点,是一项综合性、标准性以及优化效果最佳的系统工程技术。正因为机电一体化技术的优点突出,所以这项技术在世界各国都得到应用与发展,并且在各行业领域中发挥着不可替代的作用。

一、机电一体化技术的应用

(一)现代机械制造业的应用

传统机械制造业与现代机械制造业相比,存在很大的差异。传统机械制造业是以经营规模为依据,主要依靠扩大生产规模,提高产量以及优化产业结构为主体,以此提高企业市场竞争力,这种经营方式注重资源的合理利用,用最低成本获取最大经济效益。而现代机械制造业主要以信息为载体,采用先进的生产模式、管理系统以及制造技术来提高企业市场竞争力,其具有网络化、虚拟化、智能化以及节能环保的特殊价值和功能。现代制造业涉及了多种高新技术手段,充分利用电子计算机技术,使制造行业的生产技术取得了巨大的成绩。现今,制造工程领域相继诞生诸多高新技术,如数字控制技术、系统集成技术、虚拟制造技术等。

(二)饮料行业的应用

以往的饮料生产、包装等一系列流程都是人工操作,机电一体化技术在饮料行业的应用,使得饮料生产的机械化水平提高,而且饮料包装的整条生产线都实现自动化控制,使得饮料行业的生产效率和质量大大提升,对促进饮料行业发展,提高国内外的市场竞争力具有极其重要的作用。

(三)钢铁行业的应用

随着钢铁行业的发展速度加快,机电一体化技术在钢铁行业的应用水平不断提高,不仅提升了钢铁行业的生产效率和质量,而且为实现钢铁行业现代化发展提供了强有力的技术保障,其在钢铁行业的应用主要表现在以下几个方面。

第一,计算机集成系统的应用,该项技术的应用使钢铁生产作业实现了将人、生产经营、组织管理的作业流程连接在一起,实现钢铁生产全过程的一体化控制。第二,现场总线技术的应用,它是通过连接设置,将设备控制室内的设备仪器进行数字式、双向以及多种通信的一体化链路。这种技术能够使大量的数据信息在智能化仪器装置与高级控制系统间实现通信链路的双向传送。第三,交流传动技术的应用,在计算机技术和电子信息技术不断发展的今天,交流传动技术的发展速度加快,由于这种技术具有一定的优越性,所以交流传动技术将逐步取代传统的电子传动技术。当前,各行业领域数字化水平提高,这也使得以往复杂的矢量控制技术简单化,交流传动技术在钢铁生产中的应用效果越来越成熟。

二、机电一体化技术的发展趋势

从最初的微电子技术、信息技术、计算机技术以及通信技术逐步延伸至数字化、网络化、综合化以及个性化的信息技术革命,不仅为人类社会进步与发展翻开崭新的一页,而且使当今世界经济、科技以及其他行业领域发生翻天覆地的变化,从一方面能够充分了解机电一体化在信息时代背景下的作用和意义。以下就对机电一体化技术的未来发展趋势展开分析。

第一,机电一体化系统集合了多种技术系统,主要由传感系统、动力系统、信息处理系统以及先进的机械部件等结构组成,将这项技术引入光学技术中,结合光学技术的特点,可以进一步完善和提高机电一体化系统中各类系统性能,从而促进机电一体化技术的发展。第二,未来,机电一体化产品的控制效果和执行效果会不断提高,这样就能够提高系统的柔性,为建立系统的应急模式创造条件。可以根据系统本身的性能,设计出自律分配系统,这样就能够使各个子系统在相对独立的工作状态下为整个系统提供服务。另外,自律分配系统可以对外部环境条件做出不同反应,从而改变子系统中产生的信息,这样能够提高系统的柔性能力,也不会因某一子系统发生故障而影响整体系统的运行。第三,智能化是未来机电一体化技术发展的重要方向和目标,在信息技术和计算机技术不断更新和发展的重要阶段,智能化在机电一体化技术中的应用将越来越成熟,机电一体化产品的智能化水平也将不断提升。因此,未来智能化机电一体化技术必将在各行业领域得到广泛应用,这也成为未来机电一体化技术发展的必然趋势。

三、结语

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关键词:机电一体化技术;发展趋势;产品功能;协调和综合

现代技术革命总是伴随着学科间的交叉和大综合,通过这种交叉和综合总是能够推动工业技术的飞速发展,当前微电子技术和计算机技术的结合就推动了机械工业的技术变革,这就使得机械的加工、结构、功能等方面都会产生较大的变化,机械加工有电气化已经进入了机电一体化时代,工业生产到了极大的提高。

从当前科学技术的反战大趋势来看,机电一体化是个必然趋势,也是科技革命的必然产物,机电一体化的发展必将影响传统机械、电气工业化工生产,逐步引领工业产业结构向智能化、自动化、高效能的方向发展。

1 机电一体化技术特点

机电一体化的结构功能主要包括:整体功能、动力功能、信息处理、控制功能等方面,尤其是控制功能结合现代电子技术的设计,通过相应软件实现自动化的控制,构成了一个完整的机电一体化系统。机电一体化从交叉学科而来,目前已经是自成一体,具备了具有自身专业特色的新的学科,其总的特征是:综合运用自控技术、机械技术、计算机技术、传感、技术、接口技术和电力电子技术的合理配置,实现最优化的系统工程,在功能上能够实现高效能、多功能、高可靠性的目标,其核心技术包括软件和硬件,硬件的要求是比较高的,涵盖高性能的机械本体,传感器和驱动信息单元。软件部分主要是起到保证准确性和可靠性的控制程序。

机电一体化技术和相应的产品已经渗透到各个领域涵盖范围广泛,目前我们所能接触到的所有工业生产领域都已经覆盖了机电一体化的技术,其生产产品根据专业类别分为“数控机械类、电子设备类 、机电结合类、电液伺服类、信息控制类”。

2 机电一体化技术的应用发展

在制造业技术高速发展的今天,应用机电一体化的产品也是层出不穷,在2013年我国新增机器人3.7万台,成为全世界2013年机器人数量增加最多的国家,据统计在2014年新增机器人数量已达到5.6万台,从这个方面也可以看出智能化、自动化结合微电子技术的行业发展是机电一体化的发展大方向,通过机电一体化技术的发展将带动各个行业共同的发展。

2.1 发展历程

“机电一体化”很多人简单的理解为机械与电子的结合。在早期我们国内刚刚接触到机电一体化时仅是将机械和电子学的简单融合,称作机械电子学,近些年由于其不可抵挡的发展势头,机电一体化的的称谓更加适合。机电一体化技术的发展离不开微处理技术的进步发展,微型芯片技术的进步必将带动相应的数控、机器人、电子控制等机电一体化前沿技术的革新,当然在不同的行业由于行业特殊性,也势必存在相对低级的机电一体化,在当前应该是高级和低级并存,以效率优先为标准。随着整个国家产业结构的升级和改变,我们越来越提倡绿色经济,绿色工业,机电一体化也应向环保、节约的方向发展。另外在硬件方面,以电脑控制为主的机电结构集成化技术日趋成熟,而与之紧密结合的控制技术、驱动部分、机械结构部分都将提高集成化程度,高度集成化降低了使用和操作的难度,另外整体的机械效率也得到了较大提高。

2.2 技术应用

在现代机械制造业中充分利用电子计算机技术和现代制造技术,制造工程领域的新技术相继诞生,如数控技术、柔性制造技术、现代集成制造系统、虚拟制造、敏捷制造等。在饮料加工行业,利用机电一体化实现饮料自动灌装,使单机的自动化程度有了较大的改善和提高,整个饮料生产及其包装生产线的自控技术和生产能力得到了极大的改善,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。在金属加工企业中利用CIMS技术将人与生产经营,生产管理和过程控制有机组合,连成一体,实现从原料采集到进厂技工,再到生产、加工、销售发货等等整个生产过程都有机电一体化的技术体现。

3 机电一体化产品的发展趋势

今后随着网络技术和计算机技术的发展,机电一体化产品的发展趋势将向智能化、微型化、网络化、自源化、人性化、绿色化的方向发展。智能化即要求机电产品有一定的逻辑思考、判断推理、自主决策等智能,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、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控制操作、诊断和修复。目前我国拥有机床接近320万台,是当今世界上机床数量最多的国家,但是处于技术领先的数控机床不到一成,而在这些机床中大部分也都是一些普通数控机床。机床中的电气传动部件,近些年也在逐渐向交流传动转变,电气传动技术被交流传动所取代是必然趋势,数字技术的发展将复杂的矢量控制技术变为现实,而且交流调速系统的性能已经大大超过了直流调速水平。

机电一体化产品种类和生产厂家繁多,因此模块化是一项复杂的工程。在产品开发设计时,利用标准化模块开发出新的产品。模块化是需要生产厂家统一认识,应该从行业发展角度出发,加速实现模块化和标准化的进程。另外网络技术的发展也会对机电一体化技术产生深远影响,家庭网络化可以将家用电器连接成集成家用电器系统,机电一体化产品无疑应朝网络化、接近生活化方向发展。

4 结束语

随着科学技术的发展, 机电一体化和各种专业技术相互融合的趋势将越来越明显,以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献:

[1]姚全.21世纪机电一体化技术的发展趋势[J].科技创新与应用,2012(29).

[2]黄鸿辉.对机电一体化技术发展趋势的探究[J].电子制作,2013(07).

[3]张葆青,闫石,陈爽.机电一体化技术的现状与发展趋势[J].机床与液压,2011(24).

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关键词:机电一体化技术;医疗仪器;医疗科学技术;医学工程;机械工程

机电一体化技术为一种由多种学科交织发展所形成的产物,为一类维持社会生产力不断发展与提升的必然产物,在提高工程技术手段以及工作效率方面扮演着重要的角色。机电一体化技术通过将微电子、机械工程、信息技术等方面相互渗透于融合,促进提高了对信息的处理与控制。目前国内外机电一体化技术得到了广泛的发展,同时也在一定程度上改变了其原本的功能及生产方式,而这一改变在医疗器械方面得到了明显的体现。现我院对此展开分析,结果总结报告如下:

1机电一体化的概念

机电一体化为一个综合的概念,主要是指通过利用软件系统将电子装置与机械装置相结合,将微电子技术应用于机械各项功能中的一个系统。有研究报道指出,机电一体化技术通过将自动保护、自动诊断及自动控制等功能与机械系统相互结合起来,明显提高了信息的处理及控制能力。另外,机电一体化技术反映出了现代机电发展的最前沿最高新的技术,在现代医疗仪器使用中可发挥重要的作用。

2机电一体化在我国的发展现状

机电一体化的应用对我国发展承担着重要的意义,标志着一个国际的工业发展水平。早在20世纪80年代,我国就开始了与机电一体化技术的相关研究,并经过30多年的研发与努力,我国的机电一体化技术取得了较大的进展,明显提高了工作效率。近年来,机电一体化技术虽然已经在医疗仪器中得到了应用,但有专家指出,由于此项技术仍较为新颖,部分医疗工作人员缺乏正确认知以及相关操作方法,在使用期间导致了医疗仪器应用不当。因此,医疗工作人员需不断完善自身的知识结构,提高专业素养,掌握有关于医疗仪器的正确使用方法。例如,应用了机电一体化技术的多功能监护仪器相比于以往临床工作中使用的监护仪器,将相应的开关与案件显示到了内部菜单中,通过手动按键在菜单中选择设置的参数与功能,且通常发展为了一键多用,甚至有部分操作采用的英文、字符等情况。

3机电一体化在医疗仪器中的应用

3.1机电一体化技术在诊断仪器中的应用

医疗诊断仪器作为医学诊断工作中不可缺少的工具,较为常用的包括心电图仪器、核磁共振诊断仪、超声诊断仪、脑电图仪、血管造影设备仪器等。其中血管造影设备在诊断心脑血管疾病中得到了广泛的应用,通过为患者注射血管造影剂,利用计算机记录造影剂达到病灶前后的图像,在采用软件系统对两组图像的变化情况给予分析,即可得到血管的模拟分布信息,以帮助医生完成对患者病情的诊断。

3.2机电一体化技术在检验仪器中的应用

随着医疗技术的不断革新,基因与分子生物学得到了广泛的发展,为了科学地对患者进行临床检验,现医疗人员开始将信息技术、机械技术、生物技术及微电子技术等紧密地结合到一起,并相继研究出了电解质分析仪器、血细胞分析仪器、血气分析仪等。大量临床经验证实,上述较为常用的医疗机器通过帮助临床医生从血液学以及免疫学等方向对混着的疾病进行的检验与诊断,极大程度地降低了传统检验效率低、准确率较低等问题,提高了诊断的敏感性及准确性。

3.3机电一体化技术在治疗仪器中的应用

近年来,机电一体化技术在治疗仪器中也得到了准确与高效的应用,并引起了相关临床工作者的足够重视。通过采用机电一体化技术,我国相继研究出了手术机器人、伽马刀等仪器,并在微创手术中发挥了重要的作用。结合以往操作经验,我们发现这些治疗仪器可通过准确捕捉医生的操作动作,利用软件系统将指令向机械臂进行传递,以帮助完成相应的各类手术操作,获得更好的效果。另外,这些应用了机电一体化技术的仪器不仅改善了传统手术操作方法,缩短了手术时间,减少了术中出血量,还在一定程度上降低了医疗人员的压力,极大程度地提高了手术的工作效率及成功率。

3.4机电一体化技术在监护仪器中的应用

除了上述医疗仪器外,包括脑电图仪以及心电图仪器在内的监护仪器也在医疗工作中占有重要的地位,上述两类常用的仪器通过准确收集与处理与患者相关的生命体征信息,能够准确地对患者心率、血压等指标进行监测,有利于对疾病的观察。另外,随着计算机网络系统的不断发展与应用,机电一体化技术在综合监护系统中得到了广泛的应用,保证医生对患者的生命体征进行了更好的监控与分析,不仅可应用于医疗场所,同时也可在患者日常生活中得到更加广泛的应用,有利于对疾病的监护,一旦发展异常立即给予治疗。

4结语

近年来,随着科学技术的不断快速发展为机电一体化技术提供了更加可靠的技术支持,且该项技术也不断成熟,发展机电一体化技术不仅在改变人们生产方式、产业机构以及生活理念方面具有重要的意义,还可应用于医疗仪器中更好地对疾病进行诊断与治疗,并得到了广泛的应用。综上所述,将机电一体化技术应用于医疗仪器中可有效促进医疗仪器的发展,期间需根据院内实际需求并结合现有的科学技术,对机电一体化技术进行合理的应用。

参考文献

[1]黎洪洲.智能控制及其在机电一体化系统中的应用研究[J].信息系统工程,2014,(3).

[2]谢邦军.机电一体化技术的应用与发展前景[J].企业技术开发,2013,(8).

[3]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013,(4).

[4]李圳,耿镇中,冀龙飞,等.关于机电一体化技术创新发展的探讨[J].科技传播,2013,(6).

[5]杨勇.国内企业机电一体化的现状和发展研究[J].电子技术与软件工程,2013,(10).

[6]董默,韩婷.我国医疗仪器管理存在问题及对策分析[J].中国市场,2014,(8).

篇8

关键词:机械工业 机电一体化 数控 模块化

中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)05-0199-02

现代科学工程技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的工程技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子工程技术和计算机工程技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的工程技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心工程技术

机电一体化包括软件和硬件两方面工程技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手:

(一) 机械本体工程技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

(二) 传感工程技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测工程技术。

(三) 信息处理工程技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。

(四) 驱动工程技术

电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

(五) 接口工程技术

为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,工程技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

(六) 软件工程技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化工程技术的主要应用领域

(一) 数控机床

数控机床及相应的数控工程技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:

1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。

3、 WOP工程技术和智能化。系统能提供面向车间的编程工程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

(二) 计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

(三) 柔性制造系统(FMS)

柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。

三、机电一体化工程技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新工程技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展:

(一) 智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。

(二) 系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。

(三) 微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械工程技术、微电子工程技术和软件工程技术,是机电一体化的一个新的发展方向。

(四) 模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。

(五) 网络化

网络工程技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。

(六) 绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。

综上所述,机电一体化工程技术是众多科学工程技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献:

[1]李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

[3]王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6).

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关键词:机械工业机电一体化数控 模块化

随着电子技术的迅速发展,微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用,对各个领域的发展起了很大的推动作用,正因电子技术的快速发展,进而带动了机电一体化技术的发展,科技的进步更是依赖于其发展,因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。

一、机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、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已经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:机电一体化是从系统的观点出发,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、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,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。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

二、机电一体化技术的主要应用

1.数控机床。数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高。

2.计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

3.柔性制造系统(FMS)

柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

4.工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展趋势

1.智能化。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

2.系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。

3.微型化。微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

4.模块化。模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。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、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。

5.网络化。网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。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。

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[关键词] 农业机械化

一、机电一体化技术对农业及农业机械化发展的作用及影响

民以食为天。我国是农业大国,农业是国民经济的基础,而农业机械化是现代农业的重要组成部分。农业机械的广泛应用,极大地解决了农业生产中重点作物和关键环节的农业工程技术,解决了困扰农民几千年来的生产效率低、劳动强度大等问题,如机械耕作取代人畜犁耙;机械插秧解决人工插秧问题;联合收割机解决人工收割水稻、拖拉机代替肩挑人扛运输等问题。由此可见,大力发展农业机械化,提高农业生产力水平,拓宽农民增收渠道,是实现农业现代化的重要依托和牢固支撑。

时代在发展,社会在进步,现代高新科学技术开始辐射社会化生产的方方面面,并逐步应用于农业生产,农业机械化、农机设备自动化,最终达到农机设备控制人工智能化,这一发展趋势不可逆转是广大科技工作者的共识。而机电一体化技术在其中的地位和作用尤其重要!应用了机电一体化技术的农业机械设备不仅能够提高农业生产劳动效率,还使困扰农业生产中的农民“耕、种、收三弯腰”情况得到了极大的改善,减轻了农民的劳动强度。世界已经进入了“地球村”时代,我国加入WTO之后,贸易与关税壁垒逐渐失去作用,大量国外质优价廉的农产品蜂涌而至,给我国农产品出口带来极大压力,我国农业想要生存和发展,只能修炼“内功”,即节省农业生产成本,提高农产品产量、质量,对产品进行精、深加工,提高农产品附加值!想要得到上述目的,农业向机械化、自动化、智能化方向发展是必然的选择!

二、机电一体化技术产品的优势

机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。它最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着相关技术的蓬勃发展,机电一体化的概念逐渐被国人所接受,并得到了普遍应用。机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术科学。是在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术,并将机械装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总称。

随着机电一体化技术的快速发展,其产品有逐步取代传统机械电子产品的趋势,而这一切将对我国的农业机械化发展产生深远影响。机电一体化技术与传统的机械电子产品相比,优势明显:

1.操作人员的人身安全得到保障,机械故障率降低

应用了机电一体化技术的农业机械设备通常具有电子监控、电子报警、机械故障自动诊断、出现意外时自动防护功等功能。在操作过程中,突发各种电力故障时,能根据具体情况自动采取防护机制,规避人身和机械安全风险,使操作人员人身安全得到有力保障。因为在生产工艺中广泛采用电子元件,使其产品设备中传统的传动机构和易磨损部件大大减少,实现了机身各部位模块化,从而使设备的灵敏度和可靠性得到极大提升,机械使用寿命得以延长,机械故障率得以降低。

2.工作效率和产能得以提高

应用了机电一体化技术的农业机械设备基本上都具有电子信息自动采集处理、系统自动控制等功能。这就使其控制机械作业、检测电子信息的灵敏度、明确作业精度、规划作业范围等能力有了较大提高。通过机械本身的自控系统,可精准指挥机械的工作部完成预定的作业动作,这也使操作人员的主观因素影响降到最低,实现最佳作业操作,继而获得最高工作效率。由于农机设备实现了作业的自动化,其产能也得以大幅提高。

3.操作性能得以改善

应用了机电一体化技术的农业机械设备由于采用了数字技术和程控技术,其操作部件得以减化,更符合人体学设计要求,作业操作变得更加便捷。其作业过程依据使用前预定的程序逐步由机械自身的自控系统指挥实现,可重复所有预设作业动作。更高级的设备还能通过预先存储的作业对象数学模型和作业环境参数变化随机处理,通过自控系统获得最适合的工作程序,从而实现自动最佳作业。

4.设备功能多样且适应性强

与传统机电产品技术、功能单一不同,应用了机电一体化技术的农业机械设备功能强大,技术多样,基本都具有系统自动控制、作业自动补偿、电子信息自动校检、设备自动调节、系统和操作员自动防护和控制终端人工智能化等多重功能,适应各种作业场合和工作领域,可按用户需求随时随地进行调整。

5.设备便于安装调试和维护

应用了机电一体化技术的农业机械设备在安装调试时可通过改变系统控制程序来实现作业方式的转变,以应对不同用户的需求及作业现场参数的变化。这些程序由于可以用多种方式手动输入到设备控制系统中,从而不必改变原设备的任何作业零部件;而具备信息存储功能的设备,由于预先存储了多种可供参考的预定作业程序,只需根据作业对象的不同而输入不同的信息代码,便可使设备按预设作业程序操作执行,完成作业。设备的电子信息自动校检和电子监控功能可对作业过程中出现的故障采取自动纠错措施,从而使作业正常进行。

三、国内外农机自动化领域应用机电一体化技术的实际情况

时至今日, 国外农业机械化技术已相当普及, 农业机械设计开始向提高作业速度、加大作业宽幅、加大农机功率、让农机驾驶员操作时更加舒适的方向发展。机电一体化技术在农业机械上的应用也翻开了新的篇章: 一些著名农机厂商将信息数据自动采集控制、数据信息批量处理、GPS全球定位系统和激光扫描、信息遥感等现代尖端技术、装备应用于农业机械上。如农用激光平地机就是利用激光调平传感微机处理技术, 经一次地面平整作业, 即可成形, 且能达到寸水不露泥的精度。美国的约翰·迪尔公司所生产的水稻联合收割机就安装了专用的精密作业系统。该系统能提量或收获量信息、湿度、待收获作物总质量等读数,能精确测量粮食升运器顶部的谷物流量及实时的产量数据, 能分别对分离装置、滚筒转速、割台升降、割台倾斜和停车制动安全等装置进行快捷实时监测与控制。该机还装备全球卫星定位系统和示差定位信号,可快速确定出机器所处位置。

由于众所周知的原因,我国农机化发展状况与国外相比有较大差距,远不能适应现代农业的发展趋势,国内农业机械自动化研究起步较晚,但随着社会发展,机电一体化技术在农业机械生产领域的作用大放异彩。通过将微型计算机技术、电子微处理技术、电子传感与检测技术、电子信息处理技术有机整合,在传统农业机械生产中进行广泛应用,极大地提高了我国农机设备的性能。农业主管部门通过总结经济发达地区的农机自动化经验,吸取国外先进技术,因地制宜地发展出一系列适应我国农业生产特点的机电一体化控制技术,在拖拉机、施肥播种机、谷物干燥机等农业机械应用上均获得了成功,此外还在提高已有农业机械及装置的作业性能和操作性能上取得可喜进展:辽宁省本溪市农机推广站将机电一体化技术应用在农业整地作业机械上,成功研制出1DY-1型多功能遥控整地机,它使用密码编程式多路遥控组件,机电一体,人车分离,远程控制机组的动作,在整地作业过程中实现离合、油门大小、变速、前进或后退、转向及机具升降。是机电一体化技术在农业整地作业机械领域的成功应用。

四、当代农业工程技术发展趋势及应对措施

当今世界已经进入了电子信息时代,电子信息技术和微型计算机技术的迅猛发展使得农业机械生产逐步向机械自动化方向前进。由于计算机智能化技术的逐步完善, 农业机械人工智能化将成为未来农业工程技术发展的重中之重。在不久的将来,农业机械化控制技术发展的过程中将陆续涌现出各种农业机器人和相应的智能化控制系统, 如何促进和实现农业机械控制自动化并进一步向农业机械人工智能化技术方向衍进?是所有中国农业工程技术人员所面临的长远课题和挑战。广大工程技术人员应该及时更新知识结构,紧跟现代信息科学技术发展趋势,在农业机械设计生产过程中,正确处理好质量与成本、市场需求和技术可能性、长期发展和短期利益之间的矛盾关系,在满足市场需要的前提下,使产品既具有足够的竞争力,又符合当前实际情况和技术可实现性,以保证产品获得最大的技术经济效益和社会效益。

参考文献

[1]《美国约翰.迪尔CTII型水稻联合收割机》 农业机械 .

[2]《计算机在农机化管理中的应用》 清华大学出版社.

[3]《现代化农业自动化》 中国农机化 2001.

[4]《农业机械自动化的现状与推进模式》中国农业大学学报 2000.

[5]《机电一体化技术》 中国农业大学出版社2001年11月第一版.

作者简介:赵志强(1981年-),男,工程师,从事农机研究和农机推广工作。