科學技術一體化特征精選(九篇)

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第1篇：科學技術一體化特征范文

機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,本文簡述了機電一體化技術的基本概要和發展背景。綜述了國內外機電一體化技術的現狀，分析了機電一體化技術的發展趨勢。

關鍵詞

機電一體化技術現狀產品制造技術發展趨勢

0．緒論

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1．機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2．機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。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80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現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的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

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

3．機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產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電一體化產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。

3.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、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，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(homenet)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(computerintegratedappliancesystem,CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5綠色化

工業的發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，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

3.6系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

4．結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

5．參考文獻

1.李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．

2.李運華．機電控制．北京：北京航空航天大學出版社，2003．

3.高鐘毓．機電控制工程．北京：清華大學出版社，2002．

第2篇：科學技術一體化特征范文

關鍵詞：機電一體化技術 應用 發展趨勢

機電一體化技術在經濟發展的過程中，使自動化的發展提升具有良好的技術支持，并在機電一體化技術的應用過程中，有效減少人力物力在生產加工中的多余消耗，并降低了安全問題發生的幾率，因此在煤炭行業、建筑行業中創造了巨大社會效益與經濟效益。機電一體化技術包含信息傳感器技術、電工電子技術、接口技術、機械技術等多項技術的有機結合，并能夠綜合應用在實際操作中。

1.機電一體化的應用范圍

1.1建筑材料

在當前建筑施工的工作中，對建筑材料的要求也越來越高，且建筑材料作為建筑施工中比例較多的內容，對其的質量要求標準也更高。要想保證建筑材料能夠有更高的質量發展特征，就要確保機電一體化的技術能夠在建筑材料中得到科學應用[1]。此外，建筑材料的選擇調配對建筑質量有直接影響，若是材料調配沒有滿足規定要求，將會減少建筑工程中的使用壽命，甚至引發嚴重的安全隱患，從而產生經濟損失。正因如此，應用機電一體化技術到建筑材料中，就能實現建筑材料的正確配比，以免誤差產生，進而推動建筑行業的發展。

1.2自動生產線與數控機床

作為一個生產大國，我國在產品生產的過程中，對機床的使用量非常大，這也造成國家生產總值的提升。通常情況下，機床建設同數控技術的發展具有密切聯系。在國家機電一體化技術逐步發展完善的過程中，機電技術也更加成熟，但是綜合水平的發展依然處于世界的中級水平，因此對其要逐步改進與完善，進而更好推動數控機床技術的發展。此外，機電一體化在自動化生產線中也有普遍應用，且在國民經濟增長的進程中，更多的生產設備與自動化生產線被用于工業化建設的工作時，使工業化進程進一步加快。就當前階段的發展來說，工業化的發展還具有一定不足，需要在今后的使用過程中完善人機界面系統設計、邊坡調速等任務，從各方面完善機電一體化技術的發展。

1.3鋼鐵行業

機電一體化技術在鋼鐵行業中的應用，能夠使生產效率、生產質量得到提升，促進鋼鐵行業能夠超現代化的發展方向進步，就當前的發展情況來說，鋼鐵行業中的機電一體化技術應用可分成以下幾點：第一，計算機集成系統的應用，使得鋼鐵生產過程中每個工作流程能夠緊密連接。第二，現場的總線技術應用，能夠使設備鏈路實現通信數字化[2]。第三，使用交流傳動技術，能夠替代傳統的電子傳動，使生產效率大幅度提升。

1.4工業機器人

機電一體化在工業機器人中的應用主要為三個階段，第一階段中，機器人對環境的適應力較差，智能依照規定要求進行動作的機械重復。第二階段中機器人已經具備初級的傳感系統，并能夠及時進行信息處理。第三階段的工業機器人發展，已經逐漸進入智能化的發展領域，引出感知能力^強，能夠在較為復雜的邏輯思維中進行合理準確的科學分析，使工業機器人能夠在使用中發揮更好的社會效益，并具備較好的環境適應力。

2.機電一體化的發展趨勢

2.1綠色化

在人們生活水平逐步提高的同時，對環境發展的關注度也越來越多，因此機電一體化技術在今后的改進工作中，更應注意綠色化的應用發展，最終達到環境保護的最終目標。機電一體化中的綠色發展方向就是實現各類產品的低能耗、低污染發展，并減少人們在使用制造中出現的健康危害，避免造成環境污染。綠色化的發展方向能夠是產品應用效率全面提升，并在推動生態環境的良好發展、人體身心健康等方面都具有良好作用，總之，機電一體化的產品發展趨勢具有十分廣闊的市場前景。

2.2光機電一體化

機電一體化技術具備強大的功能作用，并在實際生活、生產過程中發揮出了自身優勢，人們對機電一體化技術的研究力度、關注力度也在逐步提升。目前機電一體化的應用主要包含了信息處理系統、能源系統、傳感系統等，其中機械機構屬于其最主要的結構組成[3]。為更好掌握金銀光學技術，促使光機電一體化的技術發展，推動機電一體化走向新的發展時期。

2.3智能化

在當前信息化技術飛速發展的進程中，智能化的信息技術水平也有了突飛猛進的發展。因此機電一體化技術中，人工智能的科學應用，也是未來發展的趨勢之一。在充足的理論知識基礎之上，從多方面思維引進，從而達到機電一體化技術的全信息化。智能化作為機電一體化技術的信息重要表現，能夠運用計算機科學、人工智能、模糊定量、運籌學等進行機電一體化技術的整體發展，并且在模擬人類智能技術、混沌動力學等領域有了新的研究進程，隨著今后機電一體化研究的逐步深入，也呈現出了“全息”化發展特征，并在智能化的應用領域增強使用效果。

3.結語

綜上所述，機電一體化技術是在經濟發展進程中十分重要的科學技術，也屬于全球科學技術發展的結果。所以，在以后的發展應用過程中，相關部門應當更加重視機電一體化技術的深入與研究，利用先進的技術設備創新機電一體化發展。促使國家的生產效力能夠提升也能增大企業的發展規模，提升其社會經濟效益，全面推動國家經濟的持續發展。機電一體化技術綜合多種科學技術的應用優勢，在技術發展的提升過程中其應用水平也能夠不斷進步，最終在機電行業中發揮更大作用。

參考文獻

[1].機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢[J].科技創新與應用，2016（8）： 148-148.

第3篇：科學技術一體化特征范文

關鍵詞 機電一體化 特點 發展趨勢

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A

機電一體化又稱機械電子學，是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術學科在展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科，發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值。

1機電一體化技術特點

1.1綜合性

機電一體化技術是由機械技術、電子技術、微電子技術和計算機技術等有機結合形成的一門跨學科的邊緣科學。各種相關技術被綜合成一個完整的系統，在這一系統中，它們相互苛刻要求，彼此又取長補短，從而不斷地向著理想化的技術發展。因此機電一體化技術是具有綜合性的高水平技術。

1.2應用性

機電一體化技術是以機械為母體，以實踐機電產品開發和幾點過程控制為基礎的技術，是可以滲透到機械系統和產品的普遍應用性技術，幾乎不受行業限制。機電一體化技術應用計算機技術，以信息化為內涵智能化為核心，開發和生產了性能更好的功能更強的機電一體化系統和產品。

1.3系統性

機電一體化是將工業產品和過程利用各種技術綜合成一個完整的系統，強調各種技術的協同和集成，強調層次化和系統化。無論從單參數、單擊控制到多參數、多級控制，還是從單件單品生產工藝到柔性及自動化生產線，直到整個系統工程設計，機電一體化技術都體現在系統各個層次的開發和應用中。

1.4可靠性

機電一體化系統幾乎沒有機械磨損，因此系統的壽命提高，故障率降低，可靠性和穩定性增強。有些機電一體化系統甚至可以做到不需要維修，具有自動診斷、自動修復的功能。

2機電一體化的發展趨勢

2.1智能化

隨著科學技術發展，機電一體化技術“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術的發展。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是未來機電一體化的發展方向。機電產品應具有一定的智能，使它與具有類似人的邏輯思考、判斷處理、自主決策能力。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。

2.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口等接口的機電一體化產品單元變得至關重要，如研制集減速、智能調速、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，可利用標準單元迅速開發出新產品。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。

2.3綠色化

科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以開發和研制出綠色環保的產品變得至關重要。綠色產品是指低能耗、低耗材、低污染、可再生利用的產品。在研制、使用過程中復合環保的要求，銷毀處理時對環境污染小，機電一體化產品綠色化主要也是要滿足環境保護要求，在整個使用周期內不污染環境，可持續利用。

2.4微型化

微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統是指可批量制作的，機械部分和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器等器件可以集成在一起，減小體積，這種微型的機電一體化產品也是重要的發展方向。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種MEMS器件和系統，如各種微型傳感器和微構件等。

2.5集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調又安全運轉，然后再通過執行部分將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。

2.6數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人，同時計算機網絡的發展，為數字化設計與制造奠定了基礎，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及人機交互界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

機電一體化技術是一個多種學科技術相互融合影響的技術，是科技發展的見證和結晶，隨著科學技術水平的不斷發展和進步，機電一體化技術的發展前景也變得更加廣闊。

參考文獻

第4篇：科學技術一體化特征范文

論文摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。此簡述機電一體化技術的基本情況和發展背景，綜述國內外機電一體化技術的現狀，分析機電一體化技術的發展趨勢。

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

1機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2 機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3 機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：

3．1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產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、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。 轉貼于

3．2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、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等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網絡化

由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(home net)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(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3．4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3．5 環保化

工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

3．6 系統化

未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研制出來的。

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。

參考文獻

第5篇：科學技術一體化特征范文

1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、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.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5.傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發展進程

1.數控機床問世：自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發展：我國的集成電路產業起步于1965年，經過30多年發展，已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。

3.可編程序控制器（PLC）的應用于工業：上世紀60年代后期，美國汽車制造業開發一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現場總線網絡的體系結構，采用開放的通信接口，如以太網、高速串口；采用各種相關的國際工業標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統、同一個編程系統，執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。文章概述機電一體化的核心技術，分析機電一體化發展進程，提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。

關鍵詞：機電一體化；核心技術；發展進程；發展趨勢

機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更日新月異。

一、機電一體化的核心技術

1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、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.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5.傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發展進程

1.數控機床問世：自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發展：我國的集成電路產業起步于1965年，經過30多年發展，已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。

3.可編程序控制器（PLC）的應用于工業：上世紀60年代后期，美國汽車制造業開發一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現場總線網絡的體系結構，采用開放的通信接口，如以太網、高速串口；采用各種相關的國際工業標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統、同一個編程系統，執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有：

1.智能化：是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。

2.網絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3.微型化：興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。

4.綠色化：機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。

5.系統化：其表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。

結束語：

當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

參考文獻：

[1]王靜。淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].同煤科技。2006.（4）

[2]石美峰。機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技。2007.（3）

第6篇：科學技術一體化特征范文

關鍵詞：智能 機電一體化 綠色

1 概述

機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術，并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統的總稱，因此，“機電一體化技術”是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程。隨著電子技術的迅速發展，微處理器、微型機在各個技術領域已經得到廣泛應用，對各個領域的發展起了很大的推動作用，正因電子技術的快速發展，進而帶動了機電一體化技術的發展，科技的進步更是依賴于其發展，因此其未來的發展對科技的進步起著至關重要的作用。

2 機電一體化技術未來的發展

2.1 全息系統化 全息系統化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、模糊數學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術的發展，機電一體化產品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術中的智能化的快速發展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數控機床的智能結合就是一項重要應用。當然，要使機電一體化產品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2 微型機電化 在實驗室中，目前，通過半導體蝕刻技術，已經制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應用于實際產品時，那么就沒有必要再區分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執行機構就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領域和微型機器的發展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，一并向微米級、納米級發展，正因為微機電一體化產品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫療、信息等方面占有很高的地位和很大的優勢。

2.3 光機電一體化 光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢，因為機電一體化系統是由機械系統、能源系統、傳感系統和信息處理系統等部件構成的，因此，在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術的先天優點，有效地改進機電一體化系統的能源系統、傳感系統和信息處理系統。

2.4 產品網絡全球化 計算機網絡技術的興起和飛速發展帶動了科學技術的巨大發展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產、經濟被各種網絡連成一片，企業間的競爭也將出現網絡全球化，一旦研制出機電一體化新產品，只要其質量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網絡的普及，那么只要是關于網絡的各種遠程監視和控制技術也就方興未艾，然而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化發展。

2.5 產品綠色化 隨著工業的發達，人們的生活也發生了巨大的變化：①物質需求豐富，生活舒適;②可用資源減少，生態環境受到嚴重破壞。因為這些現象的出現，人們開始呼吁保護環境資源，回歸自然，那么此時，綠色產品的概念也就應運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態環境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，應完全符合生存環境和人類健康的要求，對生態環境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設計綠色的機電一體化產品所需要的技術成本很高，但其具有遠大的發展空間。

2.6 “生物——軟件”化　未來的機電一體化技術發展注重產品與人的關系，即機電一體化的人格化，其有兩層含義：①機電一體化產品的使用對象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產品顯得越來越重要，尤其是家用機器人，其最高境界就是人機一體化;②模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。隨著科技的發展，機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大，很多時候類似于活的生物:當大腦停止工作時，生物便死亡，而大腦工作時，生物就充滿活力，即信息決定系統的工作與否。目前，在仿生學研究領域中已經發現的一些生物體優良的機構，可為機電一體化產品提供新型的機體，但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領域被稱之為“生物——軟件”或者說“生物系統”，而生物的特點正是“肌體(硬件)——大腦(軟件)”一體，不可分割。機電一體化產品向生物系統化發展是好，但是目前的技術與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。

3 結束語

通過本文的論述可見，機電一體化的出現不是隨機出現的，而是一個時代的產物，文中敘述的這些發展方向是科技發展到一定階段的必然要求，更是一個必然結果。目前，因為科學技術的限制，其與一些相關技術的互融程度還是不是太明顯，但是隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢必將越來越明顯，因為它既是多項科學技術發展的結晶，又極大地推動了不同學科的交叉與滲透，其發展前景也將越來越光明，這必然會給世界帶來更大的技術力量。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京.科學出版社.2004.

[2]高鐘毓.機電控制工程[M].北京.清華大學出版社.2002.

第7篇：科學技術一體化特征范文

    【論文摘要摘要:先容了光機電一體化技術特征,探究了國內外技術目前狀況和發展趨向,指出了未來發展遠景和一些重要技術熱門。

    近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發展,在民用產業和軍事領域得到廣泛地應用。因此,光機電一體化技術成為當今機械產業技術發展的一個主要趨向。

    1.光機電一體化技術特征

    光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。和傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。

    1.1 體積小,重量輕,適應性強,操縱更方便

    光機電一體化技術使得操縱職員擺脫了以往必須按規定操縱程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操縱的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操縱程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操縱全自動化和智能化。

    1.2 功能增加,精度大幅進步

    光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制 水平進步,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

    1.3 部分硬件實現軟件化,智能化程度進步

    傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨向向"軟件化"和"智能化"。

    1.4 產品可靠性得到進步,使用壽命增長

    傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命進步,故障率降低,從而進步了產品的可靠性和穩定性。

    1.5 融合了多種學科新技術,衍生出很多功能更強、性能更好的新產品

    光機電一體化產品的探究開發涉及到很多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術和機械技術各自的上風結合起來,衍生出很多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

    1.6 產品系統性增強,各部分系統間協調性要求進步

    光機電一體化是一門學科的邊沿科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,進步系統協調性。

    2.探究目前狀況和發展趨向

    2.1探究目前狀況

    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,數控產品有了很大的進步,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,是我國特有的經濟實用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕產業機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下了良好的基礎。 【

    2.2 發展趨向

    光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產業,而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。

    從世界科學技術的發展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱門主要包括摘要:

    (1)激光技術

    1)高單色性,利用激光高單色性作精密丈量時,可極大地進步丈量精度和量程。

    2)高方向性,因具有很遠間隔傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠間隔激光通訊、激光測距、激光雷達、激光導航以及遠控。

    3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點四周可產生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。

    4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通訊、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。

    (2)傳感檢測技術

    1)激光準直,能夠丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準丈量。

    2)激光測距,其探測間隔遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受自然影響大。

    3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環境中,最常選用的是光纖探測器。

    其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

    (3)激光快速成型技術

    激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場,極大地進步了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。

    (4)光能驅動技術

    利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在外形記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于低級階段,假如能發現具有優異光功能特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。

    3.結語

    技術上的改革和和之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引進電子技術,產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

    參考文獻

    [1 劉志,朱文堅. 光機電一體化技術,現代制造工程,2001(12)

    [2 梁進秋. 微光機電系統國內外探究進展. 光機電信息,2000(8)

    [3 宋云奪編譯. 光機電一體化業的未來. 光機電信息,2003(12)

    [4 左鐵釧、施定源、陳鎧. 激光加工技術的上風及在產業生產中的應用. 激光雜志,1999(4)

第8篇：科學技術一體化特征范文

一、機電一體化的核心技術

1.機械技術。機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、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.計算機與信息技術。其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統技術。即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術。其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5.傳感檢測技術。傳感檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節，其功能越強,系統的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術。包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件，對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發展進程

1.數控機床問世。自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發展。我國的集成電路產業起步于1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。

3.可編程序控制器(PLC)的應用。上世紀60年代后期,美國汽車制造業開發一種Modular DigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC，70年代是PLC崛起,并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向現場總線網絡的體系結構,采用開放的通信接口,如以太網、高速串口，從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統,正隨著計算機技術、通信技術和編程技術的發展,趨向于建立同一硬件平臺,運用同一個操作系統、同一個編程系統,執行不同的DCS和PLC功能，這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現。以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，未來機電一體化的主要發展方向有:

1.智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。

2.網絡化。20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3.微型化。興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。

4.綠色化。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。

5.系統化。其表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強,特別是“人格化”發展引人注目,即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研制各種機電一體化產品。

第9篇：科學技術一體化特征范文

【關鍵詞】電子 機械 工業 一體化

Primary understanding to the incorporate machinery and electron

Lu Mingchun

【Abstract】Since the electron technology came out, the combination of the electron technology with the machinery technology has started. Now, the technology, the incorporate machinery and electron has got an obvious development, which has aroused people’ wide attention. It makes the industry production step into the developing period with the “incorporate machinery and electron” as the character from the “machinery electrization”.

【Keywords】Electron Machinery Industry Integration

機電一體化是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的，融合機械工程、電氣工程、計算機科學、信息技術等為一體的新興交叉學科。

其中機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、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。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。

1．機電一體化概述。機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2．機電一體化的發展狀況。機電一體化的發展大體可以分為三個階段：①20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。②20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。③20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果，但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3．機電一體化的發展趨勢。機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：

3．1 智能化。智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產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、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3．2 模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、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等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網絡化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（home net）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（computer integrated appliance system，CIAS），能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3．4 微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3．5 環保化。工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極小，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。