光機電一體化論文

1、光機電一體化考查論文專業(yè)：安全工程 年級：2010級 班級： 姓名：*引言 光機電一體化技術成為當今機械工業(yè)技術發(fā)展的一個主要趨勢，人們生活在高度現(xiàn)代化的今天， 光機電一體化技術得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領域得到廣泛地應用，光機電技術在現(xiàn)代化水利建設中也得到了充分的應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業(yè)技術發(fā)展的一個主要趨勢。光機電一體化技術是由機械技術與激光微電子等技術揉合融匯在一起的新興技術。光機電一體化是一個總的技術指導思想，它不僅體現(xiàn)在一些機電一體化的單機產(chǎn)品之中，而且貫穿于工程系統(tǒng)設計之中。自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，

2、數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。在我現(xiàn)在所學的專業(yè)，對光機電的應用也是很廣泛的，對于安全這方面，在各個領域都是非常重視的，要有安全保障，才能保證生產(chǎn)的正常進行，才能推動社會的發(fā)展進步。在機械技術中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。安全工程專業(yè)的基本情況 “安全工程與技術”作為礦業(yè)工程一級學科中的二級學科的地位。我國安全工程類專業(yè)教育的形成與發(fā)展是和安全科學技術的

3、建立與發(fā)展緊密相連的。新中國建立以后，安全生產(chǎn)一直得到了黨和國家的關懷和重視，與之相適應，相繼有很多的大學或學院在國內率先開設了“礦山通風安全”和“機電安全”專業(yè)，開創(chuàng)了安全工程類專業(yè)高等教育的先河。隨后，東北大學、南京航空學院、天津勞動保護學校、湘潭礦業(yè)學院也先后開設出安全工程類專業(yè)。這些安全工程類專業(yè)的建立，為我國安全工程技術、勞動保護工作培養(yǎng)了一批人才，有力地促進了我國安全生產(chǎn)的發(fā)展。1984年，原教育部將“安全工程”專業(yè)列入了高等學校本科專業(yè)目錄之后，安全工程類專業(yè)的高等教育得到了迅猛的發(fā)展。安全工程類專業(yè)高等教育的發(fā)展為我國工業(yè)安全界培養(yǎng)了高層次人才，為安全科學技術的發(fā)展、安全生產(chǎn)水

4、平的提高提供了人才保證?；緦傩?安全工程作為一個完整的專業(yè)體系，是專門培養(yǎng)能從事安全技術及工程、安全科學與研究、安全監(jiān)察與管理、安全健康環(huán)境檢測與監(jiān)測、安全設計與生產(chǎn)、安全教育與培訓等方面復合型的高級工程技術人才的專業(yè)，畢業(yè)生主要是在大型企業(yè)作案管管理，或是安全員，主要學習安全事故的分析方法等。本任務是來盤點一下安全工程專業(yè)的課程，方便大家對安全工程作進一步的了解和學習。所涉及到的學科除了基礎的課程外，還有很多專業(yè)的課程，用以對本門專業(yè)的深入了解和學習。地位、研究的對象 工程技術和生產(chǎn)與工程安全工作的密切關系目前，在工程項目上從事安全生產(chǎn)管理監(jiān)督工作的多數(shù)是有較多施工經(jīng)驗的工作多年的技術工人

5、。他們施工經(jīng)驗豐富，見多識廣，善于發(fā)現(xiàn)問題。然而，他們在安全生產(chǎn)工作的策劃、組織、實施、處理等方面存在著一定缺陷和難度。引發(fā)安全事故離不開人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和管理上的缺陷。所以，研究安全問題就是研究人和物的問題，研究組織上管理問題。在工程上來講，研究人即人的行為學；研究物即安全技術學；研究組織管理即工程管理學。據(jù)統(tǒng)計，在建筑工程中，由于人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)是引發(fā)安全事故的主要原因，而解決物的安全狀態(tài)是解決安全問題的本質即首先解決安全技術問題。光機電在安全工程的應用 針對我現(xiàn)在所學的專業(yè)，就要是趨向于煤礦通風方面，在這些方面光機電一體化的應用是相當?shù)膹V泛，而且技術也什么先進

6、，比如現(xiàn)在在煤礦生產(chǎn)上應用比較多的是“光機電一體化多功能煤礦礦工安全帽”，這就是光機電在煤礦通風專業(yè)的應用。光機電一體化是傳統(tǒng)工業(yè)被微電子技術逐步滲透所形成的新概念,是微電子技術、機械技術相互交融的產(chǎn)物,是集多種技術為一體的新興交叉學科。光機電一體化產(chǎn)品是在其包含的各種技術相互滲透、相互結合的基礎上,充分利用各個相關技術的優(yōu)勢,使系統(tǒng)或設備的性能達到精要，光機電一體化技術是由光學、光電子學、電子信息和機械制造及其他相關技術交叉與融合構成的綜合性高新技術，是諸多高新技術產(chǎn)業(yè)和高新技術裝備的基礎。它豐富和拓寬了光機電一體化技術的內涵和外延。結構及工作原理 光機電一體化多功能煤礦礦工安全帽是一種集護

7、首、瓦斯檢測(瓦斯超限燈光報警)、變光照明等多功能的煤礦礦工安全帽。它采用高效能鋰電池為電源,用機械強度高的工程塑料制作帽體,節(jié)能發(fā)光體,高精度的瓦斯傳感器,以單片機為控制核心的光機電一體化的產(chǎn)品。其具有多功能集成、節(jié)能、對瓦斯的靈敏檢測、燈光報警方式(適合噪音大的場合)和工作周期長等特點。它還能用于其它的搶險救災場合。1.設計煤礦礦工安全帽的主導思想1.1著裝標志和護首功能煤礦礦工安全帽是煤礦礦工的著裝標志,要保證美觀性和一致性。應有足夠的機械強度保護戴帽者的頭部,所以帽體用工程塑料ABS由塑料模注射成形。用于不同的場合,以帽體的顏色不同來區(qū)別。1.2電源和照明為了(一次充電后)使工作周期長

8、,需采用體積小、質量輕、高效能的鋰電池和節(jié)能的發(fā)光體,通過發(fā)光體的不同組合可進行變光照明,這也是節(jié)能的措施之一。特別是在礦難發(fā)生時,被困者提供盡可能長時間的亮光支持。為此要考慮在井下利用現(xiàn)場的能源對鋰電池充電。電源還需根據(jù)系統(tǒng)中各元件的要求提供不同的工作電壓,系統(tǒng)應設有效率高的升壓、降壓電路。1.3靈敏穩(wěn)定的瓦斯傳感器選擇靈敏、穩(wěn)定的瓦斯傳感器是該安全帽完成環(huán)境瓦斯檢測的關鍵。它既要靈敏、精確又要穩(wěn)定、可靠地檢測井下的瓦斯?jié)舛?一旦瓦斯?jié)舛瘸瑯思皶r、準確地發(fā)出報警信息。1.4報警方式由于煤礦井下噪音大,不宜用聲音報警;以帽體振動報警消耗的能量大,也不能采用;應選用燈光報警,即照明的燈光按設置的

9、不同規(guī)律閃爍,閃爍規(guī)律的差異表示不同故障的報警。2. 光機電一體化多功能煤礦礦工安全帽2.1控制電路如圖 (a)控制硬件框圖所示,以單片機為控制中心,對全電路進行控制。瓦斯傳感器接觸瓦斯后,其電阻發(fā)生變化,經(jīng)外電路轉換為電壓的變化,瓦斯傳感器的插入點A的電位UA隨瓦斯傳感器是否插入,是否需要脫附,環(huán)境瓦斯?jié)舛瘸瑯说葼顟B(tài)而變化。為了使單片機能識別這3種不同的狀態(tài),選擇3種電壓(2種基準電壓、1種參考電壓)經(jīng)3個電壓比較器與UA比較,可得到3個電壓比較器的不同輸出狀態(tài)(“0”態(tài)或“1”態(tài)),將其分別輸入到單片機的7、8、9、3個腳。即UA基準電壓一比較(輸入7腳)檢測瓦斯傳感器是否接入、是否損壞;

10、UA與基準電壓二比較(輸入8腳)判斷瓦斯傳感器是否需要進行脫附處理(即該瓦斯傳感器第一次使用或長期未使用,重新啟用時,均需要通過較大的電流清除其表面的附著物,以保證其對瓦斯檢測的靈敏度；圖a中的“參考電壓調整”和UA經(jīng)電壓比較器輸入9腳,使瓦斯傳感器能準確、穩(wěn)定地工作。即瓦斯?jié)舛瘸瑯藭r,能準確、及時地發(fā)出報警信息,瓦斯?jié)舛任闯瑯藭r,也不會誤報。12個節(jié)能照明發(fā)光體分為5組,它們被裝在同一燈罩內,在不同的場合由使用者選擇不同組數(shù)的發(fā)光體來達到變光照明、節(jié)能的效果。接收手動按鍵輸入10腳的變光照明選擇信號(上電時發(fā)光體的初始態(tài)為全滅,按鍵按一下就增亮一組,增亮到五組后,按鍵按一下就減亮一組,直到全

11、滅。分別由2、3、4、12、13腳控制發(fā)光體的亮和滅)。單片機中存放著數(shù)種發(fā)光體閃爍的報警信號可供使用者選擇控制2、3、4、12、13腳使發(fā)光體閃爍報警。使用者可用以上類似的方法,光機電一體化多功能煤礦礦工安全帽控制硬件與主程序框圖11腳)選擇發(fā)光體報警的類型。節(jié)能發(fā)光體的工作電壓為3.7 V,由鋰電池直接供給;瓦斯傳感器的工作電壓為6 V,由鋰電池經(jīng)振蕩、升壓、整流、濾波生成;單片機的工作電壓為5 V,由6 V電壓經(jīng)二極管降壓產(chǎn)生。2.2控制軟件單片機PIC16F630為簡單指令型單片機,不需外接晶振,CMOS、節(jié)能、抗干擾能力強,有12個I/O口(213腳)。如圖(b)為控制主程序框圖所示

12、,單片機初始化包括:堆棧、I/O口、定時/計數(shù)器、寄存器等的設置;CPU按主程序框圖所示的順序查詢輸入口(箭頭指向單片機的口,如:7、8、9、10、11腳)的狀態(tài),對瓦斯傳感器是否缺損、是否需脫附進行檢測,使其工作在正確的狀態(tài),對瓦斯?jié)舛瘸瑯诉M行準確的判斷,對發(fā)光體組數(shù)和報警形式選擇實時地準確識別。經(jīng)輸出口和脫附電路等部分的正常工作。光機電技術應用的預測與展望 21世紀的經(jīng)濟特征之一是經(jīng)濟全球化。制造業(yè)全球化是經(jīng)濟全球化的重要部分，也是中國制造業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。機電一體化是一個新興的邊緣學科，正處于發(fā)展階段，代表著機械工業(yè)技術革命的發(fā)展方向。機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等

13、多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。 縱觀國內外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：(1) 綠色化 工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。(2) 智能化 智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能系統(tǒng)是一個知識處理系統(tǒng),它包括知識表示、知識利用和知識獲取三個基本問題,其最終的目標是模擬人的問題求解、推理、學習。(3) 網(wǎng)絡化 當今時代，計算機技術的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等人們日常生

14、活都帶來了巨大的變革，同樣也給機電一體化技術帶來了重大影響，例如通過網(wǎng)絡對機電一體化設備進行遠程控制。(4) 微型化 微型化興起于20世紀80年代末，是光機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。(5) 模塊化 機電一體化產(chǎn)品和技術可分為機械、電子和軟件三大部分。模塊化技術是這三者的共同技術。模塊化技術可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本，提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度，提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。(6)感想與體會 通過對光機電一體化的學習，使我了解到光機電一體化在國民經(jīng)濟中的重要性。它在我們的生活中扮演重要的角色。我的感觸頗深。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，創(chuàng)新意識的提高，光機電一體化扮演的角色越來越重要。我們在努力學習理論知識的同時，也要加強自己的動手能力。只有通過自己的實踐，才能更好的理解理論，發(fā)現(xiàn)自己的問題?？傮w來說，我對這門課程是非常喜歡的。 我覺得我們需要在光機電這個新興的領域里展現(xiàn)自己的才能，同時也要不斷的在這個方面取得突破，因為光機電產(chǎn)品和相應的生產(chǎn)裝備種類與水平是一個國家工業(yè)基礎能力的重要標志之一。光機電一體化技術使