導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，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

一、機電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

20世紀(jì)90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發(fā)展時期。光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機電或微機電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果。機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。

二、機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代以前為第一階段，稱為初級階段。人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。在二戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起了積極的作用。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機械與電子兩技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展。

20世紀(jì)70到80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機電和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的分析和集成方法、機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，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)域取得的巨大進步，更為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用并把機電一體化技術(shù)列為“863計劃”中。

三、機電一體化發(fā)展趨勢

1.智能化趨勢

智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。 “智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(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)。機電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。

2.模塊化趨勢

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元間匹配。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化趨勢

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)等領(lǐng)域都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。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)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂，因此機電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。

4.微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(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.綠色化趨勢

篇2

關(guān)鍵詞：機電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TU85文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，新的材料、設(shè)備、技術(shù)不斷涌進，從某種程度上來看極大的推動了整個機械行業(yè)甚至是經(jīng)濟的發(fā)展。微電子的技術(shù)和計算機的技術(shù)也在飛速的發(fā)展，它們不斷與工業(yè)機械相摩擦，找出契合點然后相結(jié)合，機電一體化就是這樣產(chǎn)生的。機電一體化從系統(tǒng)化的觀點來說局勢綜合的運用了機械、微電子、自動控制和傳感測控等技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)的功能和目標(biāo)，合理的運用各個功能進行布局。實現(xiàn)具有多功能。高質(zhì)量的功能價值極其目標(biāo)。

如今世界各國都在大力發(fā)展推行機電一體化的先進技術(shù)及在生活生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用。它不僅關(guān)系到全球各國各個方面的發(fā)展，也成為了體現(xiàn)一個國家綜合能力的象征。

一、機電一體化技術(shù)發(fā)展的狀況

1、機電一體化技術(shù)的第一階段

在二十世紀(jì)的六十年代以前被稱為第一階段。這一時期。人們開始不自覺的去利用電子技術(shù)初步的成功去補充和完善機械的性能。尤其是二戰(zhàn)的爆發(fā)，刺激了電子和機械的結(jié)合。戰(zhàn)后這些軍用技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)化為民用技術(shù)，使戰(zhàn)后的經(jīng)濟迅速的恢復(fù)。但是當(dāng)時的電子技術(shù)還沒有達(dá)到一定的技術(shù)水平，電子和機械的相結(jié)合還沒有能力深入的研究和開發(fā)，而那些已經(jīng)開發(fā)出來了的產(chǎn)品也沒有辦法進行大量的推廣。

2機電一體化技術(shù)的第二個階段

在二十世紀(jì)的七十到八十年代被稱為第二階段，同時也是最為蓬勃發(fā)展的一個階段。在這一時期，計算機技術(shù)、通信技術(shù)等都在的不斷進步，為機電一體化技術(shù)奠定了強有力的技術(shù)基礎(chǔ)。而大規(guī)模的集成電路也在迅速的的發(fā)展是機電一體化技術(shù)有了結(jié)實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3、機電一體化技術(shù)的第三個階段

到了二十世紀(jì)九十年代的后期，就是機電一體化的第三個階段，同時也開始了機電一體化技術(shù)向智能發(fā)展，進而進入了深入探索的新階段。光學(xué)和通信的技術(shù)也融入了機電一體化的技術(shù)，那些細(xì)微的加工技術(shù)也慢慢從機電一體化技術(shù)中浮現(xiàn)出來，于是就出現(xiàn)了光機電一體化與微機電一體化兩種體系。另外在對機電一體化技術(shù)進入深入研究的同時，也為機電一體化技術(shù)開辟了廣闊的發(fā)展空間。

我國是從二十世紀(jì)的八十年代才開始對機電一體化進行研究并且開始應(yīng)用的，在制定“九五”規(guī)劃的時候考慮到了機電一體化給各個國家?guī)斫?jīng)濟上的效益和影響。許多的大專的院校及研究機構(gòu)開始對機電一體化的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用做了大量的工作，并取得了一定的成果。

二、機電一體化的發(fā)展趨勢

1.智能化趨勢

智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(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)。機電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。

2.模塊化趨勢

模塊化是一項重要而艱巨的工程，利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，擴大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項標(biāo)準(zhǔn)，便于各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化趨勢

計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂，因此機電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。

4.微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。

微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(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.綠色化趨勢

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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，設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。

6、系統(tǒng)化

系統(tǒng)化所表現(xiàn)出來的重要特征之一，就是關(guān)對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步的運用開放和模式化的結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)可以隨意靈活的組成形態(tài)，并進行任意的剪裁組合，以便于實現(xiàn)多子的系統(tǒng)控制和管理。特征之二就是通信的功能加強了，在未來的機電一體化會更加的注重產(chǎn)品和人之間的關(guān)系。機電一體化的人格化有兩個含義，第一個就是最終使用機電一體化產(chǎn)品的對象是人，不管在怎樣的賦予機電產(chǎn)品一體化人的情感和智能。使之人性越來越明顯，尤其是家用的機器人，最高的境界就是實現(xiàn)人機一體化。而另一個含義是指模仿生物的機理，從而研制出各種機電一體化的各種產(chǎn)品。實事也是如此。很多的機電一體化產(chǎn)品都是受到動物的啟蒙而研究出來的。

三、電一體化的發(fā)展階段

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。上世紀(jì)60年代以前為第一階段（亦可稱為初級階段）。在這一時期，人們不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起了積極的作用。

上世紀(jì)70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第三階段，上世紀(jì)90年代后，機電一體化技術(shù)開始向智能化方向邁進，進入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。

四、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機床領(lǐng)域。數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，表現(xiàn)在：①總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)；②開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益；③WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制；④大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能；⑤能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去；⑥系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力；⑦以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）。柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機器人。第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第五代計算機關(guān)系密切。

結(jié)束語：

所以得出的結(jié)論就是機電一體化的出現(xiàn)并不是孤立存在的，它是由許多科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展所得出的結(jié)晶，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度必然的結(jié)果。機電一體化的技術(shù)將會成為二十一世紀(jì)機械工業(yè)的主角。在各個方面都可以帶來明顯的社會效益和經(jīng)濟上的效益。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，各個技術(shù)之間互相融合的的趨勢也隨之越來越明顯。以機械技術(shù)和微電子的技術(shù)有效的結(jié)合起來，成為機電一體化技術(shù)的主體。成為機械工業(yè)的必然發(fā)展趨勢，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將會越來越寬廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田雙月.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].工業(yè)設(shè)計,2011,(6):217-218.

[2] 張葆青,閆石,陳爽等.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機床與液壓,2011,39(24):105-106,121.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2011.24.037.

[3] 王卓.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].文藝生活：中旬刊,2011,(9):280-280.

篇3

關(guān)鍵詞：機電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號：TU85文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、機電一體化技術(shù)簡介

機電一體化又稱機械電子學(xué)，英語名稱為Mechatronics，它是由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。機電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體，是在以微型計算機為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展向機械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透并與機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(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、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結(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)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。典型機電一體化系統(tǒng)功能原理構(gòu)成實例如下圖：

二、機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1、初級發(fā)展階段

二十世紀(jì)六十年代以前的時間是機電一體化技術(shù)發(fā)展的初級階段，在初級發(fā)展階段，人們開始能夠自覺利用電子技術(shù)的成果完善機械產(chǎn)品的性能，在二戰(zhàn)之后，戰(zhàn)爭在使科技發(fā)展滯后的同時，也促進了電子技術(shù)和機械產(chǎn)品的結(jié)合，在戰(zhàn)爭期間這種結(jié)合主要應(yīng)用與軍事，在戰(zhàn)爭結(jié)束夠，電子技術(shù)與機械產(chǎn)品的結(jié)合用于經(jīng)濟發(fā)展中，并為經(jīng)濟的發(fā)展帶來了巨大的作用，由于機電一體化技術(shù)剛剛產(chǎn)生，人們對這種技術(shù)的認(rèn)可程度還不高，機電一體化技術(shù)還未得到廣泛運用，這個階段的機電一體化技術(shù)還算不上是真正的機電一體化技術(shù)。

2、深入發(fā)展階段

從二十世紀(jì)六十年代到九十年代后期，機電一體化技術(shù)到了迅速發(fā)展階段，在這一階段，機電一體化技術(shù)逐漸智能化，并在迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上不斷深入。這一時期，機電一體化技術(shù)中又加入了光學(xué)和通信技術(shù)，微細(xì)加工技術(shù)在初現(xiàn)在機電一體化技術(shù)中，同時，對機電一體化的系統(tǒng)分析和學(xué)科體系也進入了深入發(fā)展的階段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、光線技術(shù)的發(fā)展為機電一體化技術(shù)拓寬了發(fā)展前景，促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展與進步。這個階段的機電一體化技術(shù)為當(dāng)前的機電一體化發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

3、規(guī)劃發(fā)展階段

在二十世紀(jì)八十年代初期，國家就對機電一體化技術(shù)進行了研究，并且國務(wù)院還把機電一體化技術(shù)列入了863計劃中，還成立了專門的機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，由于國際機電一體化技術(shù)在飛速的發(fā)展過程中，我國充分考慮到國外技術(shù)的發(fā)展對我國的影響，還把機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向與影響納入九五規(guī)劃和發(fā)展綱要中，不僅是國家對機電一體化技術(shù)非常重視，很多高等院校、國家企業(yè)也對機電一體化技術(shù)進行了研究與應(yīng)用，并取得了一定的成果。當(dāng)前階段的機電一體化發(fā)展為我國的綜合國力的提升做出了重要的貢獻(xiàn)。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、綠色化趨勢

工業(yè)革命以后，機械領(lǐng)域的技術(shù)革新給人們帶來了巨大的方便，對人們的生活、工作產(chǎn)生的深遠(yuǎn)的影響，但是，在給人們帶來方便的同時，也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源的浪費。于是，人們對環(huán)保型的設(shè)計、制造有著很高的呼聲，符合綠色化的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)在適用時對環(huán)境的污染降到最低、對資源的利用提到最高，同時在報廢后還能都回收利用。機電一體化的綠色產(chǎn)品要充分考慮到環(huán)保的特性，在設(shè)計之初就要將環(huán)保理念考慮進去，使設(shè)計的產(chǎn)品在使用過程中能夠做到對資源的最大利用和對環(huán)境的最小危害。

2、智能化趨勢

智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(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)。機電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。

3、系統(tǒng)化趨勢

系統(tǒng)化發(fā)展的特點是采用開放化和模式化的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，形成設(shè)備的系統(tǒng)發(fā)展，通過多種模式的組合和剪裁建立起機械設(shè)備的整體發(fā)展和設(shè)計系統(tǒng)，并且能夠在系統(tǒng)整體發(fā)展和設(shè)計的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)子系統(tǒng)的系統(tǒng)管理和綜合控制。系統(tǒng)化的機電一體化技術(shù)還能推動更為有效而便捷的通信技術(shù)發(fā)展模式的形成，從而實現(xiàn)更為有效的信息傳播和個性化的設(shè)備管理、使用方式，為在人性化的設(shè)備管理原則之上設(shè)計生產(chǎn)出以使用個體需求為主的機電一體化設(shè)備提供有利條件。

4、網(wǎng)絡(luò)化趨勢

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品價格日益下降，為其的普及工作帶來了便利條件。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各類遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)逐漸發(fā)展起來。其遠(yuǎn)程控制終端便是機電一體化產(chǎn)品，當(dāng)發(fā)展到一定程度時，人們可以利用家庭網(wǎng)絡(luò)對家庭中的各項電氣設(shè)備進行計算機集中管理，進而享受更加現(xiàn)代化的生活。

5、模塊化趨勢

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

6、微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢,國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù),微機電一體化產(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)。

四、結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的進步為機電一體化的產(chǎn)生和發(fā)展創(chuàng)造了條件，社會需求則為之提供了動力。反過來，機電一體化的發(fā)展又不斷促進科學(xué)技術(shù)的進步和社會需求。機電一體化已經(jīng)顯示出了強大的生命力，并正以空前的速度和力度沖擊著傳統(tǒng)的技術(shù)思想、生產(chǎn)方式和方法以及傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域都將因此而發(fā)生深刻變革。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建寶. 淺談煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及展望[J]. 科技信息.2013（18）

篇4

關(guān)鍵詞：機電一體化 煤礦生產(chǎn) 趨勢

1 機電一體化在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

當(dāng)前礦山開采中，機電一體化技術(shù)占據(jù)著相當(dāng)重要的位置。它是液壓控制技術(shù)、電子技術(shù)、機械技術(shù)的有機結(jié)合，能夠極大的提高煤礦機械的操作舒適性、可靠性、經(jīng)濟性、安全性以及維護方便性、安裝拆除速度、使用壽命、作業(yè)效率、作業(yè)精度等性能。目前，以微處理器和微機為核心的控制裝置和電子技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到煤礦機械中，尤其是電子控制技術(shù)，應(yīng)用更為普遍，如煤礦機械的故障報警、故障自診、在線監(jiān)控、提升機的PLC 系統(tǒng)、采煤機的變頻控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，伴隨著對煤礦機械性能要求的進一步提高和科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，在煤礦機械中，電子控制裝置的應(yīng)用會更加普遍，維護會更專業(yè)，結(jié)構(gòu)也會更復(fù)雜。

首先是在礦井綜合采煤方面的應(yīng)用。作為機電一體化技術(shù)典型應(yīng)用的電牽引采煤機，在牽引特性上，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于液壓牽引，可以應(yīng)用在大傾角煤層上，具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)特性好、反映靈敏、使用壽命長、運行可靠的等特點。第二是礦井運輸提升設(shè)備的應(yīng)用。比如帶式輸送機，它是煤礦輸送系統(tǒng)的重要運輸設(shè)備，具有易于實現(xiàn)自動化、效率高、運行可靠、輸送量大、可實現(xiàn)長距離連續(xù)運輸?shù)奶攸c。另外還有礦井提升機，它能夠完成全數(shù)字化交直流提升工作，尤其是對內(nèi)裝式提升機，驅(qū)動和滾筒連接成為一個整體，作為典型的機電一體化設(shè)備，實現(xiàn)了機械結(jié)構(gòu)的簡化。煤礦供電設(shè)備是屬于其他機電一體化設(shè)備的范疇，煤礦供電的特點是必須滿足大功率設(shè)備要求，質(zhì)量高、運行可靠。所以需要采取就地補償和集中補償兩種方式相結(jié)合的方法來減少無功功率損耗，減少供電系統(tǒng)無功電流，提高功率因數(shù)，目前廣泛采用的是“微機保護”開關(guān)，網(wǎng)絡(luò)功能齊備。此外，煤礦機電一體化技術(shù)還包括礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，作為一項高效合理的措施，能夠?qū)γ旱V管理和安全生產(chǎn)，起到積極的支撐和保證作用，它采取的是Windows操作系統(tǒng)軟件，具有連接網(wǎng)絡(luò)的功能，能夠提升測控分站的智能化水平。

2 機電一體化的發(fā)展趨勢

2.1 智能化和模塊化

“智能化”是描述機器行為，是基于控制理論的，對人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想與新方法的全面吸收，通過提高判斷推理、邏輯思維和自主決策等能力，從而實現(xiàn)更高的控制目標(biāo)。研發(fā)制造具有高性能、高速的微處理機電一體化產(chǎn)品，并賦有其低級智能或者人的部分智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O 接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。模塊化也是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。推動電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化能夠產(chǎn)生很多好處，無論是對于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè)，還是對于生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化都將給他們帶來美好的未來。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化和微型化

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)得以迅速發(fā)展和普及，而機電一體化產(chǎn)品就是遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備，應(yīng)用現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)，使家電網(wǎng)絡(luò)化已形成優(yōu)勢，從而以計算機為中心，利用其把各種家用電器連接成的計算機集成家電系統(tǒng)，能夠使待在家里的人們充分感受到各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展。在國外稱為微電子機械系統(tǒng)，可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。一般指不超過1立方厘米的幾何尺寸的機電一體化產(chǎn)品，進而向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化產(chǎn)品具有體積小、耗能低、運動靈活的特點，尤其運用在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面，可以產(chǎn)生無可比擬的優(yōu)勢，對于煤礦生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用也能帶來前所未有的改觀。

2.3 環(huán)?；妥栽椿?/p>

綠色環(huán)保是時展的必然趨勢。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在特定的環(huán)境下，對綠色產(chǎn)品進行設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程，符合保護環(huán)境和人類健康的要求，不僅有效減少了對生態(tài)環(huán)境的危害，而且極大地提高了資源的利用率。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。所以說，順應(yīng)綠色化的發(fā)展趨勢，積極進行綠色機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計和制造，具有廣闊的發(fā)展前景。自源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。

3 結(jié)束語

機電一體化的出現(xiàn)不是偶然的，這些發(fā)展方向是達(dá)到一定階段的必然要求，更是滿足需求的必然結(jié)果。隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展，機電一體化技術(shù)正在不斷地深入到各個領(lǐng)域并迅猛地向前推進。礦山機電中，采用先進的一體化設(shè)備，具有性能可靠、保護安全、維護方便、操作簡單、體積小、信息化、程序化和高智能化的特點，所以能夠廣泛的應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中。機電一體化設(shè)備不僅能夠提供勞動安全保障、減輕操作人員的勞動負(fù)擔(dān)、提高上作效率，還能增加礦工的經(jīng)濟收入，增加礦山企業(yè)的市場競爭力，帶動相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展。在經(jīng)濟全球化的前提下，在礦山機電中，大量投入機電一體化設(shè)備，將會創(chuàng)造巨大的效益和經(jīng)濟價值，同時大量使用各種新型的機電一體化產(chǎn)品，必然會不斷的完善和提高其性能和技術(shù)，提升我國煤礦生產(chǎn)的綜合國力，為煤礦生產(chǎn)夯實基礎(chǔ)。在不久的未來，機電一體化技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，將在國民經(jīng)濟建設(shè)、企業(yè)的技術(shù)改造和電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代方面發(fā)揮舉足輕重的作用，而其自身的發(fā)展與應(yīng)用也將具有跨時代的里程碑意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王峰.機電一體化技術(shù)發(fā)展的探討[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2008（07）.

[2]劉祥斌.機電一體化在煤礦工程機械控制中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2011（06）.

篇5

Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.

關(guān)鍵詞： 機電一體化；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）08-0110-02

0 引言

眾所周知，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)極大地推動機械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術(shù)。近些年來，我國的計算機技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了機械工業(yè)領(lǐng)域，形成了機電一體化，不僅對機械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，而且也給機械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，不僅深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機向前發(fā)展[1，2]。

1 機電一體化概述

機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學(xué)科，機電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現(xiàn)在：它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應(yīng)用有機結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù)，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn)，實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機電一體化產(chǎn)品或機電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊，而是將以上技術(shù)群進行有機融合的綜合技術(shù)。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看，盡管從純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機械。進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現(xiàn)人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區(qū)別開。這個定義強調(diào)它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復(fù)雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng)，這發(fā)送信息，以及各種計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件[4]。

2 國內(nèi)機電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前我國正處于市場經(jīng)濟的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當(dāng)前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟制度也大有裨益。從促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動完整的機電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務(wù)：其一，要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級，實現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行微電子技術(shù)改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5，6]。

首先，在技術(shù)政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機電一體化技術(shù)改造。

其次，我國機電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，發(fā)展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到，所以我們應(yīng)建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整，發(fā)展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車。

再次，通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺，及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認(rèn)知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時，盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口，但對技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進技術(shù)，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機電一體化技術(shù)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑[7，8]。

3 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

Microelectro-mechanical系統(tǒng)（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個快速增長的行業(yè)，它們的大小已經(jīng)超過100億美元，數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到開發(fā)微型光學(xué)開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計學(xué)的改變，ASME報告中，“人口統(tǒng)計學(xué)是第二強大的力量改變世界的經(jīng)濟和社會。在未來40年，世界人口預(yù)計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發(fā)展，如護理機器人的研發(fā)被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協(xié)會（ASME）最近發(fā)表了一份報告，題為《機械工程在21世紀(jì)的發(fā)展趨勢》，其內(nèi)容主要介紹了從20世紀(jì)到21世紀(jì)機電一體化的進展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學(xué)的變革趨勢：技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領(lǐng)域?qū)菣C電一體化發(fā)展的主要途徑：信息技術(shù)、微型化、材料科學(xué)、生物工程和醫(yī)藥、能源、運輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等[9，10]。

4 結(jié)論

在經(jīng)濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當(dāng)今社會，機電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟具有至關(guān)重要的作用。機電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明?？偠灾?，機電一體化技術(shù)作為機械技術(shù)，信息技術(shù)，電子技術(shù)和計算機技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸，在經(jīng)濟社會不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向，妥善處理機電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中面臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]安紅杰.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012，（1）：37.

[2]劉莎，周泉.機電一體化的發(fā)展趨勢分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012，（3）：108-109.

[3]黃恩勇.機電一體化的核心技術(shù)與發(fā)展前景分析[J].河南科技，2012，（1）：79.

[4]劉波.機電一體化的現(xiàn)狀和未來發(fā)展.科技傳播，2012，（10）： 39-40.

[5]張洋.機電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012，（4）：114-115.

[6]賈啟升.簡述機電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012，（1）：195-196.

[7]劉耀海.淺談機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢.信息系統(tǒng)工程，2012，（10）：89-95.

[8]閆金鵬.淺析機電一體化的應(yīng)用及前景.價值工程，2012，（14）：52-53.

篇6

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢；產(chǎn)品功能；協(xié)調(diào)和綜合

現(xiàn)代技術(shù)革命總是伴隨著學(xué)科間的交叉和大綜合，通過這種交叉和綜合總是能夠推動工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)前微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的結(jié)合就推動了機械工業(yè)的技術(shù)變革，這就使得機械的加工、結(jié)構(gòu)、功能等方面都會產(chǎn)生較大的變化，機械加工有電氣化已經(jīng)進入了機電一體化時代，工業(yè)生產(chǎn)到了極大的提高。

從當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的反戰(zhàn)大趨勢來看，機電一體化是個必然趨勢，也是科技革命的必然產(chǎn)物，機電一體化的發(fā)展必將影響傳統(tǒng)機械、電氣工業(yè)化工生產(chǎn)，逐步引領(lǐng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向智能化、自動化、高效能的方向發(fā)展。

1 機電一體化技術(shù)特點

機電一體化的結(jié)構(gòu)功能主要包括：整體功能、動力功能、信息處理、控制功能等方面，尤其是控制功能結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)的設(shè)計，通過相應(yīng)軟件實現(xiàn)自動化的控制，構(gòu)成了一個完整的機電一體化系統(tǒng)。機電一體化從交叉學(xué)科而來，目前已經(jīng)是自成一體，具備了具有自身專業(yè)特色的新的學(xué)科，其總的特征是：綜合運用自控技術(shù)、機械技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感、技術(shù)、接口技術(shù)和電力電子技術(shù)的合理配置，實現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程，在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)高效能、多功能、高可靠性的目標(biāo)，其核心技術(shù)包括軟件和硬件，硬件的要求是比較高的，涵蓋高性能的機械本體，傳感器和驅(qū)動信息單元。軟件部分主要是起到保證準(zhǔn)確性和可靠性的控制程序。

機電一體化技術(shù)和相應(yīng)的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域涵蓋范圍廣泛，目前我們所能接觸到的所有工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都已經(jīng)覆蓋了機電一體化的技術(shù)，其生產(chǎn)產(chǎn)品根據(jù)專業(yè)類別分為“數(shù)控機械類、電子設(shè)備類 、機電結(jié)合類、電液伺服類、信息控制類”。

2 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

在制造業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天，應(yīng)用機電一體化的產(chǎn)品也是層出不窮，在2013年我國新增機器人3.7萬臺，成為全世界2013年機器人數(shù)量增加最多的國家，據(jù)統(tǒng)計在2014年新增機器人數(shù)量已達(dá)到5.6萬臺，從這個方面也可以看出智能化、自動化結(jié)合微電子技術(shù)的行業(yè)發(fā)展是機電一體化的發(fā)展大方向，通過機電一體化技術(shù)的發(fā)展將帶動各個行業(yè)共同的發(fā)展。

2.1 發(fā)展歷程

“機電一體化”很多人簡單的理解為機械與電子的結(jié)合。在早期我們國內(nèi)剛剛接觸到機電一體化時僅是將機械和電子學(xué)的簡單融合，稱作機械電子學(xué)，近些年由于其不可抵擋的發(fā)展勢頭，機電一體化的的稱謂更加適合。機電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開微處理技術(shù)的進步發(fā)展，微型芯片技術(shù)的進步必將帶動相應(yīng)的數(shù)控、機器人、電子控制等機電一體化前沿技術(shù)的革新，當(dāng)然在不同的行業(yè)由于行業(yè)特殊性，也勢必存在相對低級的機電一體化，在當(dāng)前應(yīng)該是高級和低級并存，以效率優(yōu)先為標(biāo)準(zhǔn)。隨著整個國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和改變，我們越來越提倡綠色經(jīng)濟，綠色工業(yè)，機電一體化也應(yīng)向環(huán)保、節(jié)約的方向發(fā)展。另外在硬件方面，以電腦控制為主的機電結(jié)構(gòu)集成化技術(shù)日趨成熟，而與之緊密結(jié)合的控制技術(shù)、驅(qū)動部分、機械結(jié)構(gòu)部分都將提高集成化程度，高度集成化降低了使用和操作的難度，另外整體的機械效率也得到了較大提高。

2.2 技術(shù)應(yīng)用

在現(xiàn)代機械制造業(yè)中充分利用電子計算機技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業(yè)，利用機電一體化實現(xiàn)飲料自動灌裝，使單機的自動化程度有了較大的改善和提高，整個飲料生產(chǎn)及其包裝生產(chǎn)線的自控技術(shù)和生產(chǎn)能力得到了極大的改善，使其競爭能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設(shè)備。在金屬加工企業(yè)中利用CIMS技術(shù)將人與生產(chǎn)經(jīng)營，生產(chǎn)管理和過程控制有機組合，連成一體，實現(xiàn)從原料采集到進廠技工，再到生產(chǎn)、加工、銷售發(fā)貨等等整個生產(chǎn)過程都有機電一體化的技術(shù)體現(xiàn)。

3 機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

今后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢將向智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、自源化、人性化、綠色化的方向發(fā)展。智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。目前我國擁有機床接近320萬臺，是當(dāng)今世界上機床數(shù)量最多的國家，但是處于技術(shù)領(lǐng)先的數(shù)控機床不到一成，而在這些機床中大部分也都是一些普通數(shù)控機床。機床中的電氣傳動部件，近些年也在逐漸向交流傳動轉(zhuǎn)變，電氣傳動技術(shù)被交流傳動所取代是必然趨勢，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展將復(fù)雜的矢量控制技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實，而且交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)大大超過了直流調(diào)速水平。

機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，因此模塊化是一項復(fù)雜的工程。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，利用標(biāo)準(zhǔn)化模塊開發(fā)出新的產(chǎn)品。模塊化是需要生產(chǎn)廠家統(tǒng)一認(rèn)識，應(yīng)該從行業(yè)發(fā)展角度出發(fā)，加速實現(xiàn)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的進程。另外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也會對機電一體化技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，家庭網(wǎng)絡(luò)化可以將家用電器連接成集成家用電器系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化、接近生活化方向發(fā)展。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 機電一體化和各種專業(yè)技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚全.21世紀(jì)機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（29）.

[2]黃鴻輝.對機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢的探究[J].電子制作，2013（07）.

[3]張葆青，閆石，陳爽.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機床與液壓，2011（24）.

篇7

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

引言

伴隨現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，推動了不同學(xué)科之間的相互學(xué)習(xí)，促進了工程方面的技術(shù)改革，機械一體化作為一種嶄新的學(xué)術(shù)，重點強調(diào)機與電之間的相互結(jié)合所帶來的深刻意義；在機械工程方面，由微電子技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展形成的機電一體化，使得機械工業(yè)技術(shù)在技術(shù)、產(chǎn)品和功能等方面發(fā)生巨大變化，促進工業(yè)生產(chǎn)由機械電氣化向機電一起化發(fā)展。

1機電一起化技術(shù)的概念

機電一體化指將機械裝置與電子化設(shè)計方面的功能結(jié)合起來的系統(tǒng)的總稱，采用機電一體化技術(shù)在機械產(chǎn)品基礎(chǔ)上創(chuàng)造出新型的機電產(chǎn)品，在機構(gòu)的執(zhí)行、動力和信息控制功能上引進電子技術(shù)。機電一體化主要包括技術(shù)和產(chǎn)品兩方面，機電一體化是將群體技術(shù)相互融合為一體的綜合技術(shù)，與傳統(tǒng)電氣形成的機械電氣化概念有本質(zhì)性的區(qū)別。隨著科技的不斷發(fā)展，機電一體化作為一種有自身特征的新型技術(shù)學(xué)科主要具有一定的特征：從系統(tǒng)觀念討論，綜合運用各種機械、微電子、自動控制技術(shù)和軟件編程技術(shù)等多種綜合技術(shù)，各個技術(shù)之間配置合理，從根本上實現(xiàn)多功能、高質(zhì)量和低能耗的經(jīng)濟意義，使得系統(tǒng)工程技術(shù)在整個系統(tǒng)中最優(yōu)化。

2機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

機電一體化技術(shù)經(jīng)歷長時間的生產(chǎn)發(fā)展過程，國際上各國從事機械設(shè)計、控制功能設(shè)計和生產(chǎn)加工的工作人員早已開始研發(fā)關(guān)于機電一體化的產(chǎn)品，到上世紀(jì)八九十年代，大型的集成電器和微型電子計算機得到迅速發(fā)展，更加豐富了機電結(jié)合形式的內(nèi)容，目前隨著科技的飛速發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品比如電冰箱、全自動洗衣機、人工機器人等廣泛應(yīng)用于人們的生活工作中。機電一體化技術(shù)是融合機械技術(shù)、控制功能、微電子技術(shù)等多種技術(shù)與一體的產(chǎn)品，打破傳統(tǒng)機械工程、信息工程、控制功能等學(xué)科的分類，機電一體化技術(shù)至今已成為一種具有自身體系的新型學(xué)科，鑒于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)，促使機電一體化技術(shù)逐漸形成完整的學(xué)科體系。

3機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要有以下幾個方向:（1）向智能化發(fā)展。我國目前機電發(fā)展的重要方向是智能化，智能主要是對機器的控制，以控制理論為基礎(chǔ)，綜合人工技能、計算機技術(shù)、心理學(xué)等方面的技術(shù)，模擬人類智能，使得該產(chǎn)品具有自身的邏輯思維、自主決策能力，機器人與數(shù)控機床的智能化是重要應(yīng)用之一，伴隨著計算機、通訊等技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)現(xiàn)場控制技術(shù)無法滿足現(xiàn)場控制設(shè)備的要求和變化，這就要求機械設(shè)備的智能化程度不斷提高，機械設(shè)備操作所具有的安全性、燃料經(jīng)濟性也要有很大的提高。智能化的產(chǎn)品設(shè)備具有很高的評價，被當(dāng)做類似人類的行為，無法代替人類的智能，但隨著科技對機械設(shè)備技能化的要求，促進了機電一體化設(shè)備向更高更智能的方向發(fā)展。（2）向模塊化發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品為企業(yè)所帶來巨大的經(jīng)濟效益，隨之而來的是生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的廠家越來越多，產(chǎn)品需要部件的模塊化成為一項重要的工作，是生產(chǎn)的產(chǎn)品能否正常工作的關(guān)鍵，因此研究開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電器接口、信息接口等的機電一體化產(chǎn)品是一項復(fù)雜的工作，隨著科技的發(fā)展，研究具有集視覺、圖像處理和測繪等功能的控制單元，可以有效的處理各種典型操作，通過該技術(shù)便可以進行各個部件、單元接口的匹配，但存在一定的利益沖突，該標(biāo)準(zhǔn)可以再部分企業(yè)中試行，為機電一體化技術(shù)更好的發(fā)展，模塊化成為機電一體化重要組成。（3）向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。計算機技術(shù)中最為出色的技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是Internet技術(shù)的應(yīng)用，給科技、工業(yè)、政治、教育等人們?nèi)粘Ｉ顜眢@人的變化，帶來的不僅是企業(yè)之間的競爭信息的傳輸，還有企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制，各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟連接為一體。網(wǎng)絡(luò)的普遍使用，各類遠(yuǎn)程控制技術(shù)得到迅速發(fā)展，遠(yuǎn)程控制終端本身就是機電一體化產(chǎn)品，利用家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將家中各類電器連接為集成家電系統(tǒng)，給人們的生活工作帶來新鮮體驗和便利，朝向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展會成為機電一體化技術(shù)更高層次的追求。（4）向微型化發(fā)展。微型化是機電一體化技術(shù)發(fā)展的另一重要方向，國際上研究的納米技術(shù)，機電一體化也朝向產(chǎn)品體積小、能耗少、操作簡單的方向發(fā)展，在生物、軍事信息等方面具有較大的優(yōu)勢，微機電一體化技術(shù)需要對產(chǎn)品進行精細(xì)的加工，因此還有漫長的路要走。光電一體化技術(shù)主要是將微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)相互融合，成多種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)。該技術(shù)具有很強的功能，產(chǎn)品體積較少、適應(yīng)力強、操作簡便且使用壽命長，只要合理采用該技術(shù)，便可以產(chǎn)生很高的經(jīng)濟效益，光電一體化技術(shù)的主要產(chǎn)品主要有激光打孔、刻槽和光動機器人等領(lǐng)域。（5）向綠色化發(fā)展。工業(yè)發(fā)展給人們生活帶來的變化不僅是物質(zhì)方面的享受，還有資源方面的減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，在開發(fā)新型技術(shù)的同時呼吁保護環(huán)境資源，綠色產(chǎn)品應(yīng)運而生，綠色環(huán)?；菚r代的潮流，機電一體化技術(shù)在設(shè)計、制造、使用和銷毀四個生命周期中，要符合環(huán)境保護和人類健康的標(biāo)準(zhǔn)，減少對生態(tài)環(huán)境的危害，提高資源的利用率是每個企業(yè)追求的目標(biāo)，也是提高經(jīng)濟效益的前提，保護環(huán)境，綠色產(chǎn)品已成為國際社會重點關(guān)注的話題，在機電一體化技術(shù)未來發(fā)展的方向重，減少對資源的破壞，生產(chǎn)節(jié)能高效產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)模式是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要求。

4結(jié)束語

機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)是科技發(fā)展和社會生產(chǎn)力發(fā)展的必然產(chǎn)物，科技的進步為機電一體化的發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件，而機電一體化產(chǎn)品不斷推動社會進步和社會需求，對傳統(tǒng)技術(shù)是一種較大沖擊，未來的社會是科技的社會，機電一體化技術(shù)未來發(fā)展的前景將是一片光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳輝,王磊.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].綜述,2008(07).

[2]潘麗霞.論機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].問題探討,2010(04).

[3]張智慧.淺談機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].技術(shù)論壇,2008(24).

篇8

關(guān)鍵詞：機電一體化；概念；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

一、機電一體化的概念與由來

人類進入了一個新的世紀(jì)──21世紀(jì)。回顧過去的20世紀(jì)，人類的經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果超過了過去所有世紀(jì)的總和。傳統(tǒng)的學(xué)科正在脫胎換骨，新的學(xué)科不斷問世，技術(shù)的融合程度比任何一次技術(shù)革命都高。機電一體化技術(shù)產(chǎn)生于這一背景之下，自然符合科技發(fā)展的規(guī)律，也是機械學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果。“機電一體化”這一技術(shù)術(shù)語最初來源于日本學(xué)術(shù)界，他們根據(jù)英文的Mechanics（機械學(xué)）和Electronics（電子學(xué)）兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機電一體化”,Mechantronics一詞從學(xué)科角度可以翻譯為“機械電子學(xué)”，我國科技界也經(jīng)常直接使用“機電一體化”作為漢語的表達(dá)詞匯。

一般認(rèn)為，機電一體化是以機械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科。其次，機電一體化是一個發(fā)展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調(diào)機械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)“滲透”到機械技術(shù)中，豐富了機電一體化的含義，現(xiàn)代的機電一體化不僅僅指機械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學(xué)）機電一體化、機電氣（氣壓）一體化、機電液（液壓）一體化、機電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強調(diào)各種技術(shù)在機電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。

二、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

與其它科學(xué)技術(shù)一樣，機電一體化技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個較長期的過程。有學(xué)者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發(fā)展階段和智能化階段三個階段，這種劃分方法真實客觀地反映了機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程。

“萌芽階段”指20世紀(jì)60年代以前的時期。在這一時期，人們在機械產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中總是自覺或不自覺地應(yīng)用電子技術(shù)的初步成果來改善機械產(chǎn)品的性能，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)良的軍事用途的機電產(chǎn)品。這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)和技術(shù)的進步起到了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機械技術(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)品也無法大量推廣。

20世紀(jì)70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發(fā)展階段”。在這一時期，人們自覺地、主動地利用3C技術(shù)的成果創(chuàng)造新的機電一體化產(chǎn)品，3C技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；②機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。

從20世紀(jì)90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進，其主要標(biāo)志是光學(xué)、通信技術(shù)等領(lǐng)域進入機電一體化，同時，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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

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

三、機電一體化的發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機電一體化技術(shù)（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣。

機電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容：

（1）機械技術(shù)機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來更新概念，實現(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。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應(yīng)借助于計算機輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。

（2）計算機與信息技術(shù)

其中信息交換、存取、運算、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)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

（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)中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

（4）自動控制技術(shù)

其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(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、補償、再現(xiàn)、檢索等。

（5）傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高?，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，它是機電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

（6）伺服傳動技術(shù)包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

四、結(jié)語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)：

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

［2］潘忠堂．淺析傳感器技術(shù)是機電一體化的一項關(guān)鍵技術(shù)．機械電子工程，1998(1)：13-17,39

［3］馮正進．機電一體化技術(shù)進展．工業(yè)工程，2000(1)：1-4

篇9

關(guān)鍵詞：單片機技術(shù)；機電一體化；特點；技術(shù)

集成電路制造技術(shù)推動了單片機技術(shù)的發(fā)展，隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也越來越成熟。機電一體化主要從系統(tǒng)方面，運用信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、軟件編程技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)以及機械技術(shù)等綜合技術(shù)，使機電技術(shù)有機結(jié)合，從而形成機電一體化技術(shù)。

1 單片機技術(shù)的特點及在機電一體化技術(shù)中的作用

單片機是單片微型計算機的簡稱，對計算機的基本部件進行微型化，使基本部件以微機的形式集成在芯片上。芯片內(nèi)包含定時器/計數(shù)器、CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、中斷控制及系統(tǒng)時鐘等。單片機具有體積小、功能強、功耗低等特點，性價比較高，更加易于推廣及應(yīng)用[1]。新型單片機可用于圖象處理、信號處理、承擔(dān)數(shù)據(jù)與數(shù)值分析及機器人智能控制等方面。微電子技術(shù)在機電一體化產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，使產(chǎn)品在節(jié)能、性能、質(zhì)量及效率方面，表現(xiàn)出較高的水平。單片機具有較強的邏輯能力，操作指令豐富，與機電一體控制系統(tǒng)相適應(yīng)。

2 基于單片機的機電一體化技術(shù)

2.1機械技術(shù)特點

機械技術(shù)利用高科技更新概念，在性能、材料以及結(jié)構(gòu)上進行變更，以此達(dá)到改善性能、提高精度、提高剛度、縮小體積及重量的目的?；跈C械技術(shù)的機電一體化，在系統(tǒng)制造時，根據(jù)機械理論及經(jīng)典的機械工藝，結(jié)合計算機輔助技術(shù)，采取人工智能化方式，形成機械制造技術(shù)。

2.2自動控制技術(shù)與計算機

自動控制技術(shù)主要包含人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、判斷、決策、存取、運算及信息交換等計算機信息處理技術(shù)。將控制理論作為指導(dǎo)方向，對系統(tǒng)進行設(shè)計，設(shè)計的系統(tǒng)要經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試及控制技術(shù)，如速度控制、自適應(yīng)控制、高精度定位控制等。

2.3系統(tǒng)技術(shù)與接口技術(shù)

機電一體化的系統(tǒng)技術(shù)，是將整體的概念組織，應(yīng)用到各種技術(shù)中，以全局角度以及系統(tǒng)目標(biāo)為出發(fā)點，將總體經(jīng)過分解，變成若干功能單元，并使之相互關(guān)聯(lián)，以接口技術(shù)作為系統(tǒng)技術(shù)中的重要方向，接口技術(shù)是系統(tǒng)各部分實現(xiàn)有機連接的重要保障。

2.4傳感檢測技術(shù)與伺服技術(shù)

傳感檢測技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)的感受器官，傳感檢測技術(shù)是自動調(diào)節(jié)及自動控制的關(guān)鍵所在。傳感檢測技術(shù)可以提高機電一體化系統(tǒng)的水平，在現(xiàn)代工程的應(yīng)用中，傳感器能精確快速地獲取信息。伺服傳動技術(shù)包括液壓及電動等各種相關(guān)類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)包含電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換部件及裝置，其對系統(tǒng)的功能、動態(tài)性能以及控制質(zhì)量，起著決定性的作用。

3 機電一體化技術(shù)分析

機電一體化是指在機構(gòu)的信息處理功能、動力功能、主動功能及控制功能上結(jié)合電子技術(shù)，將電子化設(shè)計和軟件與機械裝置結(jié)合，所組成的體統(tǒng)總稱。機電一體化系統(tǒng)是以眾多技術(shù)支撐為基礎(chǔ)的，它在諸多結(jié)構(gòu)方面都有涉及。步進電機是基于單片機的機電控制系統(tǒng)，同時，它也是微縮的機電一體化技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。步進電機作為常規(guī)的機電控制執(zhí)行機構(gòu)，它的主要作用是把電脈沖轉(zhuǎn)，化為角位移，例如：步進驅(qū)動器收到脈沖信號后，就會驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動到固定角度。利用脈沖個數(shù)，對角位移量進行控制，以此保證定位的準(zhǔn)確性；在調(diào)速過程中，應(yīng)控制脈通頻率，并以此控制電機轉(zhuǎn)動的速度、以及電機轉(zhuǎn)動的加速度。步進電機的精準(zhǔn)控制，以單片機的運用作為前提，單片機技術(shù)使控制智能化、規(guī)范化，并使步進電機具備良好的特性。單片機可以消除步進電機的低頻振蕩，也可以提高電機的輸出轉(zhuǎn)矩及電機分辨率。機電一體化技術(shù)已發(fā)展成帶有自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，機電一體化將被賦予新的涵義。機電一體化涵蓋產(chǎn)品與技術(shù)方面，是一種經(jīng)過有機融合的綜合技術(shù)。基于單片機的機電一體化技術(shù)，具備許多新功能，如自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護、自動顯示記錄、自動檢測、自動處理信息等，機電一體化產(chǎn)品是人的手與肢體的延伸。

4 結(jié)束語

總之，單片機技術(shù)，有利于提高機電一體化水平及自動化水平。應(yīng)加深對這方面的研究，使基于單片機技術(shù)的機電一體化技術(shù)更加成熟。隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)趨向智能化。智能化作為機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向，極具重要性。智能化吸收了混沌動力學(xué)、心理學(xué)、計算機科學(xué)、人工智能、運籌學(xué)等方面的新方法及新思想，使機電一體化技術(shù)具備邏輯思維能力、自主決策能力以及判斷推理能力。本文對單片機技術(shù)的機電一體化進行了探討與分析，為機電一體化技術(shù)在智能化機器人方面的研究提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭明輝.論機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，12（23）：124-125

[2]郝建軍.淺析機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢[J].科技風(fēng)， 2011，16（06）：514-515

[3]朱曲波.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探究[J].科技風(fēng)， 2011，18（12）：252-253

篇10

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù) 微細(xì)加工技術(shù) 智能化 應(yīng)用領(lǐng)域

知識經(jīng)濟時代最突出的特點在于知識和信息的傳播不同于以往的制造和技術(shù)的傳播，在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

機電一體化又稱機械電子學(xué)，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。

一、我國機電一體化的現(xiàn)狀

全球范圍內(nèi)機電一體化的發(fā)展通?？梢苑譃槿齻€階段。第一階段為20世紀(jì)60年代以前，因為當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展；第二階段為20世紀(jì)70~80年代。第三階段為20世紀(jì)90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化呈現(xiàn)深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列入“863計劃”。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當(dāng)差距。

二、機電一體化的核心技術(shù)

機電一體化包括：軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須掌握機械本體技術(shù)；傳感技術(shù)；信息處理技術(shù)；驅(qū)動技術(shù)；接口技術(shù)；軟件技術(shù)。

三、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機器人

第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關(guān)系密切。

四、我國機電一體化的發(fā)展前景

4.1網(wǎng)絡(luò)一體化

知識經(jīng)濟時代的突出特征是計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展。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砹司薮蟮淖兏?。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。

4.2模塊標(biāo)準(zhǔn)化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。因為機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜又是非常重要的事。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。

4.3人工智能化

21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向就是智能化。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

五、結(jié)語：

機電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的強大之路。

參考文獻(xiàn)：

1、李運華：機電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.

2、芮延年：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京機械工業(yè)出版社，2004.

3、柴天佑：智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化，2006（6）.