導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇機(jī)電一體化發(fā)展，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；基本概念；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展方向

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段?！皺C(jī)電一體化”意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。這一名稱已得到包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)的承認(rèn)，我國(guó)的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。

一、機(jī)電一體化技術(shù)基本概念

機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

1、機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3、系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4、自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5、傳感檢測(cè)技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程

1、數(shù)控機(jī)床問(wèn)世：自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已50個(gè)年頭。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。

2、微電子技術(shù)的發(fā)展：我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3、激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展方向

20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：

1、智能化：是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。

2、網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3、自動(dòng)化：所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來(lái)代替人去完成各種測(cè)試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。

4、綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

篇2

關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化； 特點(diǎn)； 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1009-8631（2011）06-0113-02

一、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展概況

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。

三、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

1．機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

2．動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

3．傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

4．信息處理及控制系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策，以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。

5．執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過(guò)各種接口及其相應(yīng)的軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

1.智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟?lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4.微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

6.系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004．

篇3

[關(guān)鍵字]機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

1、1機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展

智能化功能是機(jī)電一體化技術(shù)賦予產(chǎn)品的終極開發(fā)目標(biāo)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能技術(shù)已廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域并取得了顯著成果，豐富了智能化機(jī)電一體化產(chǎn)品，其多樣性技術(shù)主體包括邏輯模糊控制技術(shù)、專家系統(tǒng)、智能工程與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)等。其中邏輯模糊控制技術(shù)屬于人工智能范疇，基于對(duì)人們思維方式的模仿進(jìn)行不精確信息的展示。目前，該系統(tǒng)在各個(gè)應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例如列車啟停系統(tǒng)中應(yīng)用該技術(shù)便會(huì)有效消除慣性作用，令人們?cè)诔塑囃局惺冀K保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)而不至于產(chǎn)生前仰后合不穩(wěn)現(xiàn)象。專家系統(tǒng)則是針對(duì)不解問(wèn)題的軟件智能系統(tǒng)，其豐富知識(shí)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)形成了可被處理或接受的符號(hào)形式，基于專家推理與控制方式策略，在該領(lǐng)域聚集后便可突破僅能由專家解決的系列問(wèn)題，進(jìn)而上升至專家水平。誠(chéng)然，該專家系統(tǒng)具有基于智能化的一定局限性，現(xiàn)行局部領(lǐng)域中去取得了成功應(yīng)用效果，例如融入專家加工系統(tǒng)于數(shù)控機(jī)床中便可顯著提升其系統(tǒng)智能化水平。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)具有較高非線性復(fù)雜性、自適應(yīng)力、高容錯(cuò)能力、自我組織與計(jì)算能力，可實(shí)現(xiàn)基于模擬或數(shù)字形式的并行處理，并較為接近神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作。該技術(shù)系統(tǒng)廣泛適用于需同時(shí)對(duì)多方條件因素進(jìn)行模糊不精確的信息處理。當(dāng)前該技術(shù)在聚類、分類語(yǔ)音及音素識(shí)別中獲得了可喜成績(jī)。例如基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的漢語(yǔ)聲調(diào)識(shí)別、識(shí)別手寫字符、車牌照識(shí)別、指紋認(rèn)證等。隨著科技迅猛發(fā)展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)還會(huì)在視覺(jué)與聲覺(jué)方面實(shí)現(xiàn)突破，制造出機(jī)電一體化多功能產(chǎn)品。

1、2機(jī)電一體化技術(shù)的人格化、集成化與綠色化發(fā)展

機(jī)電一體化對(duì)生命機(jī)體的模仿、注重與人們活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品令其體現(xiàn)出人格化發(fā)展特征，基于產(chǎn)品使用的最終對(duì)象為人，因此機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)主體考慮如何賦予產(chǎn)品人特有的情感性、智能性與人性化，因此其需要在造型、色彩等層面上下功夫，力求產(chǎn)品藝術(shù)性，例如家用機(jī)器人的誕生便是人機(jī)一體化的體現(xiàn)。機(jī)電一體化的集成化包含兩層含義，不僅代表電子與機(jī)械的融合，而是盡最大可能令他類先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域包含于其中，同時(shí)引入工程系統(tǒng)技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)的指導(dǎo)?，F(xiàn)代化機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)集成電學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、聲學(xué)等生物化學(xué)多學(xué)科技術(shù)，深挖其征參量進(jìn)而正確進(jìn)行耦合關(guān)系處理，由此可見(jiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)具有豐富的集成性。綠色化理念是對(duì)資源效率及環(huán)境影響的綜合考慮，其制造目標(biāo)主體面向產(chǎn)品的制造、設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、包裝、使用及報(bào)廢處理整體生命發(fā)展周期，現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展需全面激發(fā)資源利用率，切實(shí)降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的不良影響，進(jìn)而打造優(yōu)勢(shì)綠色制造業(yè)全面發(fā)展模式。

2、機(jī)電一體化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用

為有效提升機(jī)電產(chǎn)品綜合優(yōu)質(zhì)性能，充分滿足制造零件高精度與高效率、形狀復(fù)雜性、生產(chǎn)低噪聲、少阻力、高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命等現(xiàn)實(shí)需求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)形狀、空間構(gòu)造、刑面等體現(xiàn)了較為復(fù)雜特性，因此進(jìn)一步令機(jī)電一體化技術(shù)必須向著高性能、系統(tǒng)化、智能化、微型化與輕量化方向發(fā)展。其主體應(yīng)用領(lǐng)域則包含數(shù)控機(jī)床、集成計(jì)算機(jī)制造、工業(yè)機(jī)器人與柔性制造等。

2、1機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)電一體化在數(shù)控技術(shù)及機(jī)床中的應(yīng)用發(fā)展令其功能、結(jié)構(gòu)、控制精度與操作實(shí)現(xiàn)了迅速提升，具體體現(xiàn)為采用多處理器、多總線構(gòu)建模塊化、總線式與緊湊型結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)層面則凸顯了開放性，即令硬件功能模塊與體系結(jié)構(gòu)包含了兼容性、層次性、適應(yīng)性結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，較大限度提升了用戶綜合使用效益。該領(lǐng)域還引入了WOP技術(shù)令其凸顯智能化發(fā)展，系統(tǒng)面向車間多維度加工與編程技術(shù)過(guò)程提供了動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境，科學(xué)引入了模糊控制與在線診斷等高效智能機(jī)制。同時(shí)基于模塊化思想我們可應(yīng)用大容量存儲(chǔ)器及軟件進(jìn)一步豐富數(shù)控功能，強(qiáng)化系統(tǒng)控制效能。為實(shí)現(xiàn)多通道、多過(guò)程控制，我們可令一臺(tái)機(jī)床在同一時(shí)間控制多種機(jī)床、多臺(tái)設(shè)備并獨(dú)立完成多個(gè)加工任務(wù)，集成檢測(cè)道具破損、搬運(yùn)物料與機(jī)械手控制于系統(tǒng)服務(wù)運(yùn)行中。基于信息化網(wǎng)絡(luò)時(shí)代我們可充分激發(fā)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)多級(jí)功能，強(qiáng)化系統(tǒng)組合及復(fù)雜化創(chuàng)建加工系統(tǒng)綜合能力。另外我們還可利用單片機(jī)與單板構(gòu)成控制機(jī)，引入專業(yè)模板或芯片構(gòu)建緊湊結(jié)構(gòu)數(shù)控裝置。

2、2柔性制造與集成計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)的科學(xué)應(yīng)用

柔性制造是系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化，我們可主體應(yīng)用數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)、料盤、機(jī)器人、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與搬運(yùn)小車構(gòu)建系統(tǒng)，令其可實(shí)時(shí)、隨機(jī)、按量依據(jù)裝配部門要求基于生產(chǎn)能力范疇進(jìn)行工件加工制造，較為適用于小型、中型批量、多品種、更改設(shè)計(jì)頻繁變化的零散型批量零件生產(chǎn)。集成計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)并非就個(gè)分散現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行的簡(jiǎn)單組合，而應(yīng)基于全局角度進(jìn)行最優(yōu)化的動(dòng)態(tài)性組合，令原有部門界限合理打破，并基于制造進(jìn)行信息流與物流的控制，實(shí)現(xiàn)由產(chǎn)品開發(fā)、決策、準(zhǔn)備生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品到經(jīng)營(yíng)管理的統(tǒng)籌化結(jié)合。就企業(yè)層面來(lái)講其集成度提升可令各類生產(chǎn)要素優(yōu)化配置，并最大化激發(fā)各自潛力。

2、3基于機(jī)電一體化技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人開發(fā)應(yīng)用

基于機(jī)電一體化技術(shù)的一代機(jī)器人具有示教再現(xiàn)特征，即只能依據(jù)示教重復(fù)開展運(yùn)動(dòng)，缺乏對(duì)作業(yè)對(duì)象及周圍工作環(huán)境的靈活適應(yīng)性。該領(lǐng)域機(jī)器人第二代引入了先進(jìn)性傳感元件，可對(duì)其操作對(duì)象及作業(yè)服務(wù)環(huán)境進(jìn)行簡(jiǎn)單信息的獲取，并基于處理計(jì)算、分析能力展開一定水平的判斷，進(jìn)行針對(duì)相關(guān)動(dòng)作的控制反饋，并凸顯了低級(jí)水平的智能化。第三代該領(lǐng)域機(jī)器人則全面現(xiàn)實(shí)了智能化特征，通過(guò)引入機(jī)電一體化技術(shù)我們可令其富含多重感知功能，可自主開展復(fù)雜思維邏輯運(yùn)算、決策與判斷，進(jìn)而獨(dú)立運(yùn)行服務(wù)與作業(yè)環(huán)境中，體現(xiàn)了現(xiàn)代化、科技化應(yīng)用服務(wù)價(jià)值。

3、結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)在歷經(jīng)多年的探究完善中逐步構(gòu)建了較為完整的概念體系，并基于集成電路與計(jì)算機(jī)技術(shù)的大規(guī)模迅猛發(fā)展令其機(jī)電結(jié)合形式更為靈活、內(nèi)容豐富多樣并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，取得了可喜成績(jī)?；谄鋬?yōu)勢(shì)功能我們只有深入探尋、創(chuàng)新發(fā)展、綜合利用，才能全面激發(fā)其價(jià)值化能效，拓寬高新技術(shù)領(lǐng)域，研發(fā)出真正高端、適應(yīng)人們豐富需求的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

[參考文獻(xiàn)]

篇4

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；概念；發(fā)展歷史；發(fā)展趨勢(shì)

一、機(jī)電一體化的概念

機(jī)電一體化技術(shù)，顧名思義，就是將機(jī)械設(shè)備與電子技術(shù)相互整合，使機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力、信息處理與控制等部分的功能呈現(xiàn)自動(dòng)化、智能化狀態(tài)，它是建立在機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化處理技術(shù)等一系列現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上的機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)其實(shí)是包括了技術(shù)與產(chǎn)品兩個(gè)方面，所以，在研究人員研究機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)該充分考慮到這兩個(gè)方面之間的關(guān)系，不能脫離產(chǎn)品的生產(chǎn)而單獨(dú)研究技術(shù)，也不能一味地追求技術(shù)的創(chuàng)新而忽視產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)該以先進(jìn)的技術(shù)生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，這才是深化機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的最終目的。

二、機(jī)電一體化的歷史發(fā)展

20世紀(jì)60年代以來(lái)，電子技術(shù)與機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)合，使機(jī)械產(chǎn)品的性能得以大幅度提高，刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的進(jìn)一步融合。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持，20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

（1）智能化。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。智能化是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。（2）模塊化。模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的標(biāo)準(zhǔn)繁多，研制和開發(fā)具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口的的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。利用標(biāo)準(zhǔn)單元可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，降低研制和開發(fā)費(fèi)用，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。（3）網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突飛猛進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟?lái)了巨大的變化與實(shí)惠。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。（4）微型化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。（5）綠色化。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。（6）系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉慶民.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].科技致富向?qū)?2011（12）

[2]胡家華.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2011（21）

篇5

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化技術(shù) 相關(guān)技術(shù) 組成要素 原則 發(fā)展方向

一、機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)技術(shù)

1.機(jī)械技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

2. 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)密切相關(guān)，其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)與信息處理部分指揮整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，信息處理是否正確、及時(shí)，直接影響到系統(tǒng)工作的質(zhì)量和效率。

3. 系統(tǒng)技術(shù)

系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4. 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5. 傳感檢測(cè)技術(shù)

傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

6. 伺服傳動(dòng)技術(shù)

伺服傳動(dòng)技術(shù)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、 機(jī)電一體化系統(tǒng)五大組成要素一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。

機(jī)械本體是系統(tǒng)的所有功能要素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu);動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

測(cè)試傳感部分對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。

控制及信息處理部分將來(lái)之測(cè)試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動(dòng)作和功能。

三、機(jī)電一體化四大原則：構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。

兩個(gè)需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同無(wú)法直接傳遞和交換，必須通過(guò)接口耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

運(yùn)動(dòng)傳遞使構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運(yùn)動(dòng)的變換與傳輸以及以運(yùn)動(dòng)控制為目的的優(yōu)化。

在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲(chǔ)存、分析、運(yùn)算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對(duì)于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識(shí)獲得、推理機(jī)制以及自學(xué)習(xí)功能等知識(shí)驅(qū)動(dòng)功能。

兩個(gè)需要進(jìn)行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無(wú)法直接進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和交流，必須進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展方向

1.智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。

2.系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。

3.模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程，也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

4.微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，都有廣闊的應(yīng)用前景。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

6.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。

參考文獻(xiàn)

[1]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.

篇6

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；進(jìn)展；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

前言

我們所處的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代是一種全新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，它最突出的特點(diǎn)在于知識(shí)和信息的傳播網(wǎng)絡(luò)化和無(wú)形化交易的迅猛發(fā)展，內(nèi)外環(huán)境的動(dòng)態(tài)性越來(lái)越強(qiáng)，這也不斷催生信息技術(shù)和工程技術(shù)的變革。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)電技術(shù)的發(fā)展必然走向電子化，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合的新的技術(shù)，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

二、機(jī)電一體化技術(shù)概要

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的一個(gè)重要的標(biāo)志。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，目前，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為具有自身特色的新興學(xué)科?；咎卣骺筛爬椋簷C(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及程序編寫技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)各個(gè)板塊的功能和優(yōu)化組織的目標(biāo)，將各單元的功能盡量設(shè)計(jì)合理化，在功能多、質(zhì)量高、可靠性好、能耗低的基礎(chǔ)上展現(xiàn)特定功能價(jià)值，并最大限度優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的工作任務(wù)。因此，我們所說(shuō)的“機(jī)電一體化”包括了“產(chǎn)品”和“技術(shù)”兩個(gè)部分。將上述的各項(xiàng)群體技術(shù)進(jìn)行綜合的融合也就是機(jī)電一體化的主要任務(wù)。

三、國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

1、國(guó)外發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

國(guó)外的機(jī)電一體化技術(shù)于20世紀(jì)40年代代開始發(fā)展，經(jīng)過(guò)萌芽階段之后，于20世紀(jì)60年代向通信、控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，正式進(jìn)入發(fā)展階段，這個(gè)階段是機(jī)電一體化技術(shù)的飛躍與轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，這個(gè)時(shí)期內(nèi)的機(jī)電一體化技術(shù)呈現(xiàn)多元化的迅猛發(fā)展態(tài)勢(shì)，機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。20世紀(jì)80年代之后，以美國(guó)為主的西方國(guó)家為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展制定了一系列的發(fā)展策略，并大力推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進(jìn)，智能化的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，今后，機(jī)電一體化技術(shù)仍會(huì)以智能化作為發(fā)展和改革的核心，智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品會(huì)為機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，全球機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展除以智能化為核心和主要標(biāo)志之外，還與激光技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)得到了很好的融合，其中，激光技術(shù)的加人，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的先進(jìn)技術(shù)類型，大大拓寬了機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域范圍；微細(xì)加工技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的融合為電子技術(shù)的發(fā)展和革新提供了有力的支持。

2、我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

我國(guó)20世紀(jì)8O年代開始發(fā)展和革新機(jī)電一體化技術(shù)，并在技術(shù)與環(huán)境上給予了很大的支持。機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的這3O年來(lái)，國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及人民生活水平得到了很大的提升，人們對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)及種類的需求量越來(lái)越大、要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了很大的變革，機(jī)械制造業(yè)積極引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)和理念，將機(jī)電一體化列為國(guó)家高技術(shù)重點(diǎn)研究領(lǐng)域，研發(fā)了一系列擁有我國(guó)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)，使機(jī)電一體化領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展。目前，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在數(shù)控應(yīng)用技術(shù)、流水線工業(yè)機(jī)器人及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等方面。

盡管我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)相比國(guó)外一些國(guó)家起步晚、技術(shù)發(fā)展程度低，但從近年來(lái)的發(fā)展態(tài)勢(shì)和發(fā)展速度上看來(lái)，國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域前景廣闊。目前，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展中存在的主要問(wèn)題有：技術(shù)研發(fā)與發(fā)展基礎(chǔ)薄弱，支持力度不足；技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)品研發(fā)不成正比，未能在產(chǎn)品上得到充分體現(xiàn)；技術(shù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)不夠。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化的發(fā)展是向智能化方向邁進(jìn)。二十世紀(jì)9O年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有以下幾個(gè)方面：

1、智能化。智能化就是要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。人工智能技術(shù)在糊數(shù)學(xué)、灰色理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生理學(xué)、心理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域得到不斷與進(jìn)步和發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)在智能化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)和開辟了新的出路。

2、數(shù)字化。接口技術(shù)和微控制器的發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有可靠性高、容易操作，普遍性，自診斷能力，可維護(hù)性及優(yōu)質(zhì)的人機(jī)界面。

3、模塊化。模塊在整個(gè)系統(tǒng)中是一個(gè)相對(duì)重要的工作。目前，生產(chǎn)機(jī)電一體化的廠家繁多，種類不能統(tǒng)一。在環(huán)境接口、動(dòng)力接口、機(jī)械接口的研制開發(fā)過(guò)程中要逐步統(tǒng)一到標(biāo)準(zhǔn)化的接口道路上來(lái)。例如研制具有變頻調(diào)速、集減速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有圖像處理、視覺(jué)、測(cè)距和識(shí)別等功能的電機(jī)一體控制單元等。此時(shí)，在研發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，可利用標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元相對(duì)比較快速研發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免各種相互沖突的關(guān)系，并能使之系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。

4、網(wǎng)絡(luò)化。信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的快速興起和發(fā)展給各個(gè)領(lǐng)域都帶來(lái)了變革?；谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普及的基礎(chǔ)，各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)也不斷發(fā)展。遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，人們足不出戶可充分享受各種個(gè)科技帶來(lái)的便利和好處，因此 機(jī)電一體化產(chǎn)品朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是必然的趨勢(shì)。

5、自源化。機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源是自源化最好的詮釋，比如燃料電池、大容量電池和太陽(yáng)能電池。因?yàn)楹芏鄨?chǎng)合由于電源的缺少使得很多產(chǎn)品不能使用，所以，自帶動(dòng)力源是非常有必要的。

6、人性化。任何產(chǎn)品必然會(huì)向人性化的方向發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品也不例外，不但要完善產(chǎn)品性能，還要在造型、色彩等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使產(chǎn)品更加自然，更加接近人們生活習(xí)慣。

7、微型化。微型化是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微機(jī)電系統(tǒng)指的是可以批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、和信號(hào)處理，直至接口，通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品具有體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活的顯著特點(diǎn)，在生物醫(yī)療、信息等方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。

8、綠色化。綠色產(chǎn)品指的是低能耗、低材耗、低污染、可再生利用的產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在產(chǎn)品使用過(guò)程中不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束的時(shí)候，還可分解和再生利用。

五、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)是振興機(jī)械制造行業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不可或缺的部分，是機(jī)械工業(yè)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息科學(xué)技術(shù)的融合與交叉的產(chǎn)物。機(jī)電一體化發(fā)展至今，還處于發(fā)展階段，并朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向不斷發(fā)展，必將具有更加廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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【2】高德成．機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展問(wèn)題分析與技術(shù)探索[j]．自動(dòng)化與儀器儀表，2011

篇7

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用分析；

1 機(jī)電一體化概述

日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機(jī)電一體化技術(shù)”這一概念，它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個(gè)新詞，取名為“Mechatronics”，意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣泛。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個(gè)階段。上世紀(jì)60年代以前是機(jī)電一體化發(fā)展第一階段（初級(jí)階段）。這個(gè)時(shí)期，人們主要利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。第二個(gè)階段是上世紀(jì)70-80年代（快速發(fā)展階段）。這一時(shí)期計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)都得到了快速發(fā)展，為后來(lái)的機(jī)電一體化發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。而大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路與微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，則為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。第三階段則是上世紀(jì)90年代后期至今，這一階段機(jī)電一體化技術(shù)開始向智能化方向邁進(jìn)，進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。此時(shí)光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。我國(guó)則是從上世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

（一）機(jī)床數(shù)控領(lǐng)域

機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)有40年的歷史，在技術(shù)領(lǐng)域有了進(jìn)一步的提高，無(wú)論是在結(jié)構(gòu)上功能上還是在操作上都發(fā)展的比較完善。類型具有總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，在開放性設(shè)計(jì)中，這種設(shè)計(jì)硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性的，可以大大提高用戶的使用效益和智能化的。在機(jī)電一體化的系統(tǒng)研究中分出多級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，這樣能使復(fù)雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力的運(yùn)行。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的領(lǐng)域及工業(yè)機(jī)器人

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組合不是分散的子系統(tǒng)的組合，它是由全局的實(shí)踐總結(jié)出最優(yōu)的系統(tǒng)的組合，它需要各個(gè)部門加強(qiáng)溝通，圍繞制造展開工作。當(dāng)產(chǎn)品的集成度越高，就能夠使各個(gè)生產(chǎn)要素間的配置更加合理和完善。工業(yè)機(jī)器人首先出現(xiàn)的是不夠靈活的半機(jī)器人，它根據(jù)示范的動(dòng)作進(jìn)行重復(fù)的運(yùn)動(dòng)，在工作中，不會(huì)考慮工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化。而現(xiàn)代的機(jī)器人，里面裝有不同的傳感元件，機(jī)器人可以作業(yè)環(huán)境和對(duì)象做出簡(jiǎn)單的信息判斷，并能做出簡(jiǎn)單的分析。這是機(jī)電一體化發(fā)展的新成果，也是其發(fā)展的前景所在。

4 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向分析

機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步的表現(xiàn)，近年來(lái)，機(jī)電一體化在國(guó)內(nèi)外都有了全新的發(fā)展，并且廣泛的被人們用于各個(gè)行業(yè)，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。進(jìn)入21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。

（一）機(jī)電一體化發(fā)展的智能化、數(shù)字化趨勢(shì)

首先機(jī)電一體化發(fā)展的智能化趨勢(shì)。機(jī)電一體化的發(fā)展打破了傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化或者半自動(dòng)化的局面，實(shí)現(xiàn)了智能化，這也是今后機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。嵌入式智能控制的算法運(yùn)用，使機(jī)電一體化的產(chǎn)品發(fā)展為智能化，是模擬人腦的人工智能的產(chǎn)品，它可以根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置來(lái)做出判斷以及決策，可以取代人們的部分腦力勞動(dòng)。其次機(jī)電一體化發(fā)展的數(shù)字化趨勢(shì)。奠定機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)是微控制器及其發(fā)展（如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人）；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起則為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路（如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等）；數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

（二）機(jī)電一體化發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀(jì)90年代異軍突起，其興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們的日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片、企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)（CIAS），使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（三）機(jī)電一體化發(fā)展的微型化、模塊化趨勢(shì)

首先機(jī)電一體化將向微型化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的廠家很多，但是如果統(tǒng)一開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械、電氣、動(dòng)力等方面的機(jī)電一體化產(chǎn)品并不是一件容易的事情，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，才能使各部件、單元匹配成功。機(jī)電一體化的生產(chǎn)商也可以根據(jù)自己產(chǎn)品的需要或者國(guó)外最新的產(chǎn)品的模型來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新，更新?lián)Q代自己的產(chǎn)品，并不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，使機(jī)電一體化的發(fā)展走向正規(guī)化和統(tǒng)一化。其次機(jī)電一體化將向微型化方向發(fā)展。在20世紀(jì)80年代末機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物t療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

（四）機(jī)電一體化發(fā)展的綠色化、系統(tǒng)化趨勢(shì)

首先機(jī)電一體化發(fā)展的綠色化趨勢(shì)。所謂機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。在人民物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)資源卻在減少，生態(tài)環(huán)境在不斷惡化。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。其次機(jī)電一體化發(fā)展的系統(tǒng)化趨勢(shì)。系統(tǒng)具有隨時(shí)分解組合的功能，這種功能實(shí)現(xiàn)了多子系統(tǒng)互相調(diào)和以及整合的需要，機(jī)電一體化的系統(tǒng)功能，不但運(yùn)用在通信系統(tǒng)以外，還運(yùn)用在遠(yuǎn)程通訊以及互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，局域網(wǎng)也慢慢的采用。機(jī)電一體化在系統(tǒng)方面未來(lái)的發(fā)展，是會(huì)越來(lái)越考慮人的因素，模擬人的智能的，甚至可以模擬生物的結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)展。

篇8

[關(guān)鍵詞]智能 機(jī)電一體化 綠色

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）24-0325-01

本論文主要從機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展等進(jìn)行講述。主要包括了全息系統(tǒng)化、微型機(jī)電化、光機(jī)電一體化、產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化、產(chǎn)品綠色化、“生物――軟件”化、全息系統(tǒng)化也即智能化、光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)、未來(lái)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系等。具體材料請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)：

1 概述

機(jī)電一體化指的是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、控制功能和信息功能的基礎(chǔ)上引進(jìn)微電子技術(shù)，并且將機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備用軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，因此，“機(jī)電一體化技術(shù)”是機(jī)械、微電子和信息三項(xiàng)技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、微型機(jī)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，正因電子技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，科技的進(jìn)步更是依賴于其發(fā)展，因此其未來(lái)的發(fā)展對(duì)科技的進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。

2 機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

2.1 全息系統(tǒng)化

全息系統(tǒng)化也即智能化，是對(duì)機(jī)器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計(jì)思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識(shí)等能力，以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品智能特征也越來(lái)越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機(jī)電一體化的研究中也日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠(yuǎn)是不可能的，也沒(méi)有這個(gè)必要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2 微型機(jī)電化

在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過(guò)半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，如果這一成果應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那么就沒(méi)有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部分了，這時(shí)就完全的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合”，這樣CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)外，人們稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā)展，正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。

2.3 光機(jī)電一體化

光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2.4 產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時(shí)給日常生活都帶來(lái)了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦研制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會(huì)暢銷全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。

2.5 產(chǎn)品綠色化

隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化：①物質(zhì)需求豐富，生活舒適；②可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因?yàn)檫@些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然，那么此時(shí)，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運(yùn)而生，這是一個(gè)時(shí)代的綠色化趨勢(shì)，在這里，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時(shí)不破壞生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后還能回收利用。因此，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過(guò)程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境盡可能的無(wú)害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高，但其具有遠(yuǎn)大的發(fā)展空間。 2.6“生物――軟件”化未來(lái)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，即機(jī)電一體化的人格化，其有兩層含義：①機(jī)電一體化產(chǎn)品的使用對(duì)象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品顯得越來(lái)越重要，尤其是家用機(jī)器人，其最高境界就是人機(jī)一體化；②模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性越來(lái)越大，很多時(shí)候類似于活的生物：當(dāng)大腦停止工作時(shí)，生物便死亡，而大腦工作時(shí)，生物就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)，可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型的機(jī)體，但是如何使這些新型機(jī)體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領(lǐng)域被稱之為“生物――軟件”或者說(shuō)“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)正是“肌體（硬件）――大腦（軟件）”一體，不可分割。機(jī)電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術(shù)與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。

篇9

1　機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。

20世紀(jì)70~80年代為第二階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。

2　機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

2.1　光機(jī)電一體化——一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。

2.2　自律分配系統(tǒng)化——柔性化。未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。

2.3　全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。

2.4　“生物——軟件”化仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于靜態(tài)時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。

2.5　微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。

3　發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)的對(duì)策

3.1　加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃。目前，我國(guó)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)劃。同時(shí)，各地政府各相關(guān)單位也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，政府各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題，缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，各地政府應(yīng)責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車。

3.2　強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用。目前，機(jī)電一體化技術(shù)較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難免的。因此，各地有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，應(yīng)該盡快加強(qiáng)機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

篇10

一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生及概述

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用，取得了一定成果。

機(jī)電一體化是一個(gè)綜合的概念，包含了技術(shù)和產(chǎn)品兩方面內(nèi)容，它首先是指機(jī)電一體化技術(shù)，其次是指機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)是指包含技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)原理在內(nèi)的，使機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)，機(jī)電一體化產(chǎn)品是指采用機(jī)電一體化技術(shù)，在機(jī)械產(chǎn)品基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來(lái)的新一代機(jī)電產(chǎn)品。

二、機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：第一階段（又稱初級(jí)階段）是20世紀(jì)60年代以前，這一時(shí)期人們不自覺(jué)地利用電子技術(shù)并使之得到比較廣泛的承認(rèn)；第二階段，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；第三階段，各國(guó)均開始極大關(guān)注和支持機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。

我國(guó)從20世紀(jì)80年代初開始進(jìn)行機(jī)電一體化的研究和應(yīng)用，國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將其列為“863 計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010 年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響，許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作。雖然目前國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距，但隨著新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展，我國(guó)加大了對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究力度，并將其確定為國(guó)家高技術(shù)重點(diǎn)研究領(lǐng)域，給予優(yōu)先支持，并取得了一定的成績(jī)。

三、機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

1.智能化

這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能。

2.光機(jī)電一體化

光機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互交叉與融合，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：光機(jī)電一體化產(chǎn)品是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；產(chǎn)品具有體積小、重量輕、適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、操作更方便的特點(diǎn)。

3.網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)，因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。

4.微型化

微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

6、柔性化

柔性化有兩層含義，首先是產(chǎn)品具有自適應(yīng)性如紡織業(yè)中，紡紗設(shè)備能方便的適應(yīng)不同種類的纖維，織機(jī)能滿足多種織物對(duì)織造工藝的要求，在變換品種時(shí)能做到方便快捷；其次，機(jī)械設(shè)備制造商要具備根據(jù)用戶的要求而為用戶定制的能力。實(shí)現(xiàn)柔性化的必要條件是產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須貫徹模塊化的設(shè)計(jì)理念。