機電一體化前途精選(九篇)

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第1篇：機電一體化前途范文

關(guān)鍵詞：機電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

一、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)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，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。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～80年代為第二階段，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)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)。

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(jìn)的新階段，機電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)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(jìn)行了深入研究。

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)。

第2篇：機電一體化前途范文

關(guān)鍵詞：機電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。

一、機電一體化的核心技術(shù)

1.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)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(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)：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)中一個重要方面，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(jìn)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)：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。

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。

二、機電一體化的發(fā)展進(jìn)程

1.數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(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)備制造市場一派繁榮。

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

3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進(jìn)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(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)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(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)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機電一體化向智能化邁進(jìn)

20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機電一體化技術(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)入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)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(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(jìn)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(jìn)步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

1.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，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)。

2.網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，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。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.微型化：興起于20世紀(jì)80年代末，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1立方厘米的機電一體化產(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，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

4.綠色化：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(hù)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。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。

5.系統(tǒng)化：其表現(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，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機電一體化產(chǎn)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(chǎn)品。

結(jié)束語：

當(dāng)然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(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)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

第3篇：機電一體化前途范文

關(guān)鍵詞：電動機閥門 繼電器保護(hù) 機電一體化技術(shù)總結(jié)

1 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程

1.數(shù)控機床的問世，寫下了"機電一體化"歷史的第一頁；

2.微電子技術(shù)為"機電一體化''帶來勃勃生氣；

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎(chǔ)；

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.

1.2 機電一體化發(fā)展趨向

1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(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界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

2智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，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CNC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(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

3 模塊化

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。

2、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

2.1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：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)。 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。

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。

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。

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。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。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。

2.2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。

3 機電一體化中繼電器保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。

建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運行技術(shù)[1]，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護(hù)技術(shù)隊伍，對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。這是機電式繼電保護(hù)繁榮的時代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

機電一體化的發(fā)展歷程見證了人類走向了高科技的時代，機電一體化化的發(fā)展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。

4 結(jié)語

機電一體化不是孤立的，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。在走向高智能化的時代步伐下，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]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；

[4]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化，2006；

第4篇：機電一體化前途范文

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

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、機電一體化技術(shù)的內(nèi)涵

機電一體化技術(shù)是將多種技術(shù)進(jìn)行整合，并且將其在實際生產(chǎn)中加以應(yīng)用的一種技術(shù)?，F(xiàn)代化的機電設(shè)備基本上都可以稱為是機電一體化設(shè)備。機電一體化的技術(shù)整合度之高，包含了機械、電子、傳感器技術(shù)、微電子、信息技術(shù)、信號變換技術(shù)、接口技術(shù)等多種傳統(tǒng)和新興技術(shù)。機電一體化技術(shù)當(dāng)中，機械技術(shù)作為基礎(chǔ)技術(shù)是最重要的一項，機械技術(shù)的研究重點是如何使機械實現(xiàn)機電一體化。從而達(dá)到結(jié)構(gòu)、材料、性能上的改進(jìn)，來實現(xiàn)減輕重量、改善精度、提高性能的目的。計算機信息技術(shù)是機電一體化中較為重要的輔助因素之一。信息的交換、預(yù)算、決策、人工智能等等都屬于計算機處理技術(shù)。機電一體化的運用，大大提高了機械工程技術(shù)的效率，不僅僅可以更好的實現(xiàn)機械工程的各種要求，還可以實現(xiàn)自動檢測、處理、調(diào)節(jié)、控制等等。機電一體化產(chǎn)品在某些方面已經(jīng)實現(xiàn)了智能化操作，智能化是其與普通機械技術(shù)最根本的區(qū)別。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，機電一體化也越來越受到重視，當(dāng)前我國的機電一體化發(fā)展還處于初級階段，仍然還有較長的道路要走。

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(jìn)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(jìn)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(jìn)了機電一體化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)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(jìn)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(jìn)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.系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢

二十世紀(jì)九十年代后，計算機技術(shù)得到了空前的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的普遍與發(fā)展為科技的發(fā)展、工業(yè)的生產(chǎn)、政治、軍事，甚至教育領(lǐng)域都帶來了巨大的作用，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展加快了我國全球化步伐，全球的經(jīng)濟與生產(chǎn)將會連成一片，企業(yè)競爭的范圍也走出了國家，走向了世界，國際間的交流與合作促使了機電一體化技術(shù)的發(fā)展，一旦機電一體化技術(shù)有了新的發(fā)展動態(tài)，新成品就會通過網(wǎng)絡(luò)渠道暢銷全球，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了遠(yuǎn)程控制技術(shù)與監(jiān)視技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品也將會成為遠(yuǎn)程控制技術(shù)的終端設(shè)備。

2.智能化的發(fā)展趨勢

智能化是機電一體化區(qū)別于傳統(tǒng)機械技術(shù)最根本的特征，同時也是機電一體化技術(shù)發(fā)展的趨勢。二十一世紀(jì)對智能化更為重視，機電一體化要想更好地滿足新形勢下社會發(fā)展的需求，就必須重視智能化的發(fā)展。智能化的發(fā)展，要求今后的機電一體化在操作控制中，充分地吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機信息學(xué)、混沌動力學(xué)等新的學(xué)科知識，模擬人類智能，更好的實現(xiàn)對人類的模擬。雖然機電一體化不能從根本上與人類的智慧相比較，但是其智能化的發(fā)展趨勢可以在越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用，并且為人類節(jié)約更多的人工成本。

3.微型化的發(fā)展趨勢

微型化也是機電一體化將來發(fā)展的一個整體趨勢。微型化興起的時間不長，從上世紀(jì)末開始興起，主要是傳統(tǒng)的機電一體化往往較為龐大，不便于正常工作的展開。微型化不僅僅是指所需要的機械設(shè)備向微型化發(fā)展，更重要的是向微電子系統(tǒng)發(fā)展。微電子系統(tǒng)要向微米甚至納米技術(shù)發(fā)展，才能更好的促進(jìn)機電一體化技術(shù)的發(fā)展。微機電一體化的實現(xiàn)，在生物、醫(yī)療、通信、軍事、制造等多個領(lǐng)域都有較強的影響。但是微機電一體化的目前也存在一定的瓶頸，那就是微機電技術(shù)，雖然當(dāng)前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為先進(jìn)，但是由于機電設(shè)備的復(fù)雜性，造成了機電技術(shù)還不能達(dá)到與微電子技術(shù)同等的技術(shù)水平，但是隨著科技的進(jìn)步，微機電技術(shù)一定也能得到更好的發(fā)展，從而促進(jìn)機電一體化整體的微型化水平。

4.模塊化的發(fā)展趨勢

模塊化的實現(xiàn)是機電一體化設(shè)計過程中較為重要的一個環(huán)節(jié)。模塊化的工作量較大且較為繁瑣，各種設(shè)備的生產(chǎn)廠家較多，如果不能很好地實現(xiàn)各個零部件之間的緊密配合，就有可能使得機電一體化技術(shù)不能很好地實現(xiàn)，這就需要對機電一體化進(jìn)行模塊化設(shè)計。模塊化設(shè)計就是將多個要素組合在一起，構(gòu)成一個子系統(tǒng)。多個子系統(tǒng)最后又組合成為一個整體，從而生成一個新的系統(tǒng)，產(chǎn)生不同的功能。機電一體化如果能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化設(shè)計，必然大大減少設(shè)備之間的不兼容概率，不僅僅能夠更好地實現(xiàn)其基本功能，甚至能夠促進(jìn)一些新的功能的開發(fā)與應(yīng)用。

5.綠色化的發(fā)展趨勢

在過去傳統(tǒng)的發(fā)展觀念中，人們過于追求經(jīng)濟的發(fā)展，對環(huán)境和能源問題往往不去重視，現(xiàn)代隨著人們生活水平逐漸提高，環(huán)境問題日益惡化，多種能源面臨枯竭，國家和人們才重視到環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，這時綠色產(chǎn)業(yè)就有更大的發(fā)展空間，綠色化產(chǎn)品不僅是時展的趨勢，也是機械一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。綠色產(chǎn)品能夠使用最少的資源，達(dá)到最大的經(jīng)濟效益，同時對環(huán)境造成最小的污染，綠色產(chǎn)品在制造、使用和銷毀的過程中都能夠符合環(huán)境保護(hù)的要求，也不會威脅到人類的生存健康，因此具有很大的發(fā)展前途。

四、總結(jié)

由于社會對機電一體化技術(shù)的認(rèn)可，使得機電一體化技術(shù)在發(fā)展的過程中取得了一定的成果，但機電一體化技術(shù)的發(fā)展時間畢竟不長，在發(fā)展的過程中還會面臨很多困難和問題，我們應(yīng)該堅持科學(xué)的發(fā)展觀，認(rèn)真分析機電一體化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，結(jié)合我國經(jīng)濟與科技發(fā)展的實際，使得機電一體化能夠在國家的發(fā)展當(dāng)中做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張智慧.淺談機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2008(24).

第5篇：機電一體化前途范文

【關(guān)鍵詞】 ：機電一體化；技術(shù)原理；發(fā)展方向

[Abstract] in: with the rapid development and wide application of computer technology, electromechanical integration technology have hitherto unknown development, become an integrated computer and information technology, automatic control technology, sensor technology, servo drive technology and mechanical technology, cross system technology, is currently the light mechanical and electrical integration of technology development, application range and more extensive. This paper introduces the principle of the electromechanical integration technology, constitute the five elements of mechatronic system and four principles, development direction of electromechanical integration technology and prospects of the comprehensive exposition.

[keyword]: in mechanical and electrical integration; technology; development direction

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

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)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(jìn)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)。

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)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣，現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可說都是機電一體化的設(shè)備。

一、機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素

機電一體化系統(tǒng)一般可分為機械本體、動力驅(qū)動部分、檢測傳感部分、控制及信息處理部分和執(zhí)行機構(gòu)五個組成部分，即一個機電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、感知組成要素、職能組成要素、運動組成要素五大組成要素有機結(jié)合而成。

1、機械本體（結(jié)構(gòu)組成要素）是系統(tǒng)的所有功能要素的機械支持結(jié)構(gòu)，一般包括機身、框架、支撐、聯(lián)接等。

2、動力驅(qū)動部分（動力組成要素）依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。

3、檢測傳感部分（感知組成要素）對系統(tǒng)的運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，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。

4、控制及信息處理部分（職能組成要素）將來自檢測傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中、存儲、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，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。

5、執(zhí)行機構(gòu)（運動組成要素）根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動作和功能。

二、機電一體化技術(shù)的四大原則

構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循接口耦合、能量轉(zhuǎn)換、運動傳遞與信息控制四大原則。

1、接口耦合：兩個需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現(xiàn)。而兩個信號強弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準(zhǔn)確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進(jìn)行交換與傳遞。

2、能量轉(zhuǎn)換：兩個需要進(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)動器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理。

3、運動傳遞：運動傳遞使構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優(yōu)化。

4、信息控制：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、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機制以及自學(xué)習(xí)功能等知識驅(qū)動功能。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機電一體化技術(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(jìn)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(jìn)步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，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。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

（一）智能化。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。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)。誠然，使機電一體化產(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，則是完全可能而必要的。

（二）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(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。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。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)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

（三）網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代，計算機技術(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、教育及人們的日常生活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)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（四）微型化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，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)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(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，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(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)兩類。

（五）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，同時尋求實現(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，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)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(chǎn)品。

第6篇：機電一體化前途范文

Abstract: the development of modern science and technology, a strong impetus to the different disciplines of cross-cutting and infiltration, resulting in the mining area and the transformation of the technological revolution. This article through to our country mechanical and electrical integration of the historical development and current situation, electromechanical integration of the partial forecast

主題詞：機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀前景

Keywords: mechanical and electrical integration of technology status prospect

中圖分類號： TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了礦業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域,由微電子技術(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”發(fā)展階段。

一、機電一體化概要

機電一體化是指在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。但其基本特征可概括為綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

世界范圍內(nèi)機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀(jì)60年代以前由于當(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；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)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)；第三階段,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(jìn)的新階段,機電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。。

二、機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

我國從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”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,取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。

三、機電一體化的發(fā)展趨勢

(一)智能化

智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能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)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)。智能化使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能是不可能的。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的。機電一體化技術(shù)在發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的研究和運用，現(xiàn)在機電一體化技術(shù)正向智能化方向發(fā)展。最新的技術(shù)方向是：光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機電一體化，使得微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中出現(xiàn)，從而出現(xiàn)光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進(jìn)一步對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，使機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都得到了深入研究。要充分發(fā)揮大專院校、研究機構(gòu)的科研作用，讓大專院校、研究機構(gòu)與一些大中型企業(yè)在機電一體化技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行合作研究，推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展并把最新的研究成果快速的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用于實際的產(chǎn)品和相關(guān)的領(lǐng)域，為各方面帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益從而達(dá)到相互促進(jìn)的積極作用。

(二)網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代,計算機技術(shù)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)展給工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育和日常生活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。利用家庭網(wǎng)絡(luò)(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(tǒng)，可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)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

(三)微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末,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),泛指幾何尺寸不超過1 cm3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,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(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)兩類。

(四)綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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)運而生,綠色化是時代的趨勢。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(hù)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。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。

近幾年來,我們機電一體化產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)得到長足的進(jìn)步。機電一體化技術(shù)在發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的研究和運用，現(xiàn)在機

電一體化技術(shù)正向智能化方向發(fā)展。最新的技術(shù)方向是：光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機電一體化，使得微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中出現(xiàn)，從而出現(xiàn)光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進(jìn)一步對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，使機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都得到了深入研究。例如,國產(chǎn)電牽引采煤機已經(jīng)占領(lǐng)國內(nèi)市場,核心部分是由安裝在采煤機上的計算機和傳感器組成,具有多種保護(hù)、遙控功能。國產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機也已占領(lǐng)國內(nèi)市場。此外,我國在液壓支架電液控制、膠帶運輸機、礦井供電設(shè)備以及風(fēng)機、水泵、壓風(fēng)機、局扇等設(shè)備上也都有成熟的機電一體化產(chǎn)品。但是，,筆者認(rèn)為在發(fā)展我國機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)上應(yīng)該注意以下幾點：①研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置,增加產(chǎn)品國產(chǎn)化的比例；②增加產(chǎn)品的通訊功能,以適應(yīng)綜合自動化的需要；③進(jìn)一步提高尤其是大型設(shè)備的故障診斷功能和智能化程度。

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。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。我國可以利用廣闊的市場潛力,用全新的方式和更短的時間研發(fā)更多具有知識產(chǎn)權(quán)的機電一體化產(chǎn)品。隨著我國科學(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,在國內(nèi)外發(fā)展的同時，行業(yè)內(nèi)肯定會有競爭的時候，它既是挑戰(zhàn)，更是機遇。筆者相信，在新的社會主義建設(shè)思想的指引下，我國機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)：

第7篇：機電一體化前途范文

一、機電一體化的核心技術(shù)

1.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)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(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)

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)中一個重要方面，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(jìn)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)

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。

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。

二、機電一體化的發(fā)展進(jìn)程

1.數(shù)控機床問世

自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(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)備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術(shù)的發(fā)展

我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)

在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)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(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)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機電一體化向智能化邁進(jìn)

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)展提供了堅實的基礎(chǔ)。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

1.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，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)。

2.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，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。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.微型化

興起于20世紀(jì)80年代末，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1立方厘米的機電一體化產(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，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

4.綠色化

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(hù)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。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。

5.系統(tǒng)化

其表現(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，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。

第8篇：機電一體化前途范文

關(guān)鍵詞：機電一體化；電子技術(shù)；自動控制；發(fā)展趨勢

Abstract: in the field of mechanical engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development.

Keywords: mechanical and electrical integration; Electronic technology; Automatic control; Development trend

中圖分類號：U415.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

1、概要

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化發(fā)展至今也己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)容但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)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(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力但是發(fā)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加自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機電一體化產(chǎn)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(zhì)區(qū)別。

2、機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機電一體化的發(fā)展大體可以分為3 個階段。20 世紀(jì)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(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。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，己經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20 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)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：mechatronics 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)，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展，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。

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(jìn)的新階段，進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)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角，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(jìn)行了深入研究。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，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展開辟了廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進(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”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(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。3、機電一體化的關(guān)鍵技術(shù) 機電一體化技術(shù)是一個技術(shù)群體的總稱。其關(guān)鍵技術(shù)有：傳感與檢測技術(shù)信息處理技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等。 3.1傳感與檢測技術(shù)傳感與檢測技術(shù)關(guān)鍵元件就是傳感器。傳感器是整個機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的環(huán)境接口，是自動化、信息化以及智能化應(yīng)用和發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。傳感器的水映了一個國家的科技發(fā)達(dá)程度，特別是新型高科技傳感器的研究和開發(fā)世界各國都非常重視，比如多功能集成傳感器、智能傳感器、仿生傳感器等。多功能集成傳感器就是具有“一器多感”技術(shù)特點的傳感器。智能傳感器就是帶有微處理器的，具有信息自我處理功能的傳感器。仿生傳感器就是模擬人的感覺器官的傳感器，是機器人技術(shù)發(fā)展的核心。3.2信息處理技術(shù)信息處理技術(shù)包括信息的交換、傳遞、存儲和處理，主要工具就是計算機。計算機及信息處理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的信息處理中心，充分利用計算機超強的信息處理能力以及豐富的軟件資源，增強了系統(tǒng)的功能，提高了系統(tǒng)的柔性、可靠性，使系統(tǒng)具有了一定的智能。3.3 先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)是機電一體化發(fā)展的必然產(chǎn)物，是機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)保障系統(tǒng)（或產(chǎn)品）構(gòu)造功能的最優(yōu)化。先進(jìn)制造技術(shù)采用具有柔性操作的先進(jìn)制造設(shè)備：機械加工中心、機床、工業(yè)機器人等機電一體化產(chǎn)品，實行先進(jìn)的組織管理，組成柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)，提高制造作業(yè)及制造系統(tǒng)的柔性和生產(chǎn)率，以滿足機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的需要，滿足社會發(fā)展的需要。 3.4 伺服驅(qū)動技術(shù) 伺服驅(qū)動技術(shù)是系統(tǒng)直接執(zhí)行操作的技術(shù)，其目的是從動力學(xué)角度分析系統(tǒng)行為，保證系統(tǒng)整體運行的最優(yōu)化。伺服驅(qū)動裝置包括電動、氣動、液壓等各種類型，按照控制指令將電信號轉(zhuǎn)換成流體能或機械能驅(qū)動運功機構(gòu)，對整個系統(tǒng)的動態(tài)特性、控制質(zhì)量和功能具有決定性的影響。 3.5自動控制技術(shù)自動控制技術(shù)是在自動控制原理的指導(dǎo)下，結(jié)合計算機技術(shù)對具體的控制裝置和控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、仿真、調(diào)試，最終實現(xiàn)機電一體化系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)化20 世紀(jì)80 年代以來，如模糊控制，專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等人工智能控制技術(shù)，得到快速發(fā)展并被廣泛應(yīng)用。 3.6 系統(tǒng)總體技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù)包括系統(tǒng)的總體設(shè)計和接口技術(shù)，是用跨學(xué)科的思維能力來進(jìn)行綜合集成的技術(shù)。系統(tǒng)總體設(shè)計是以系統(tǒng)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)，將系統(tǒng)整體分解成相互聯(lián)系的若干功能單元，再對功能單元進(jìn)行二次分解，最終確定一個可行的技術(shù)方案。接口技術(shù)的實質(zhì)是機械技術(shù)和電子技術(shù)的具體應(yīng)用，是各要素或子系統(tǒng)之間的聯(lián)系條件。在某種意義上說，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計歸根結(jié)底就是接口設(shè)計。

4、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，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。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：4.1智能化智能化就是要求機電產(chǎn)品具有一定的智能，使其具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。如果人類社會的發(fā)展和進(jìn)步體現(xiàn)在人腦的智能上，那么機電一體化的發(fā)展和進(jìn)步就體現(xiàn)在其產(chǎn)品的智能上。智能化是機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)自動化技術(shù)的主要區(qū)別之一，也是21 世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展開辟了廣闊天地。4.2 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(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。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(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。

4.3網(wǎng)絡(luò)化

20 世紀(jì)90 年代，計算機技術(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、教育等日常生活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，利用現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化己成大勢，家庭網(wǎng)絡(luò)（h o menet ）就是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（compute , Integrated Appliancesystem , CIAS) , 使人們在家里享受科技帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。4.4 微型化微型化是指機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電一體化（Micro Mechatronics）是機電一體化的一個重要分支，國外稱其微型電子機械系統(tǒng) (Micro Electro MechanicalSystems).它泛指幾何尺寸不超過1cm 的機電一體化產(chǎn)品，并向著微米、納米級發(fā)展。采用精細(xì)加工技術(shù)加工生產(chǎn)微機電一體化產(chǎn)品，其體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。4.5集成化機電一體化的集成是從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體功能分解成相互有機聯(lián)系的若干子功能，再將系統(tǒng)分解成若干個功能單一的功能單元，然后通過軟、硬件將各個功能單元有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)功能最強。集成是機電一體化發(fā)展的內(nèi)在動力，它是一種創(chuàng)新性的過程，正是由于這種創(chuàng)新性，將機、電、信息、控制等各種相關(guān)技術(shù)有機結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)整體最優(yōu)，促使機電一體化領(lǐng)域的不斷拓展。4.6 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，同時尋求實現(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，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(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)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，研制各種機電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

4.7 人性化

機電一體化產(chǎn)品的使用對象和服務(wù)對象都是人。所以對于未來的機電一體化產(chǎn)品，一方面必須加強它們與生命機體的相似性，給產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性；另一方面充分協(xié)調(diào)產(chǎn)品與人和環(huán)境的關(guān)系，使產(chǎn)品更關(guān)注人的生理、心理特性和極限，更適宜人的使用與操作。 4.8綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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)運而生，綠色化是時代的趨勢。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(hù)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。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)境服廢后能回收利用。

5、結(jié)束語

第9篇：機電一體化前途范文

關(guān)鍵詞：機電一體化 技術(shù)產(chǎn)品 制造技術(shù) 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-00144-02

1.機電一體化的基本概念

根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)。機電一體化發(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。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)

機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，合理配置與布局各功能單元，還將被賦予新的內(nèi)容。并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，是綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值。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(zhì)區(qū)別。即機電一體化產(chǎn)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，還能賦予許多新的功能。其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，但是發(fā)展到機電一體化后。“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面，其主要功能依然是代替和放大的體力，機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)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(qū)別。因此，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)。

2.機電一體化的優(yōu)越性

（1）顯著提高設(shè)備的使用安全性。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，使用安全性和可靠性提高，機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護(hù)等功能。避免和減少人身和設(shè)備事故。能自動采取保護(hù)措施。（2）保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響。生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，數(shù)控機床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，使得生產(chǎn)能力大大提高。機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，同時。生產(chǎn)效率比普通機床提高5～6倍。（3）機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示。使得操作大大簡化并且方便、簡單，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，使用性能改善。系統(tǒng)可重復(fù)實現(xiàn)全部動作，高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序。實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。（4）機電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護(hù)和智能化等多種功能。使其應(yīng)用范圍大為擴大，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，例如。滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，。機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。具有復(fù)合功能并且適用面廣。（5）機電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動工作，使工作恢復(fù)正常，對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，然后根據(jù)不同的工作對象。調(diào)整和維護(hù)方便，機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時。只需給定一個代碼信號輸入，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。

3.機電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點

（1）機械系統(tǒng)。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求，機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。因此對機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。（2）動力系統(tǒng)。驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能，機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主。動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源，包括電源、電動機及驅(qū)動電路等。（3）傳感與檢測系統(tǒng)。為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進(jìn)行測定。傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，傳感與檢測系統(tǒng)的功能一般由測量儀器或儀表來實現(xiàn)，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。（4）信息處理及控制系統(tǒng)。信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測系統(tǒng)反饋的信息，機電一體化產(chǎn)品中。并對其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運算和決策，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計算機的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成，根據(jù)機電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，以對產(chǎn)品的運行施以按照要求的控制，實現(xiàn)控制功能。（5）執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)因機電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對象不同而有較大的差異。機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構(gòu)，其性能好壞決定著整個產(chǎn)品的性能。因而是機電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分，機電一體化產(chǎn)品的五個組成部分在工作時相互協(xié)調(diào)。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其相應(yīng)的軟件有機地結(jié)合在一起，執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者。共同完成所規(guī)定的目的功能。實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能，。執(zhí)行機構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動作，構(gòu)成一個內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

4.機電一體化的發(fā)展趨勢

（1）智能化。使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能。機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用，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，誠然。則是完全可能而又必要的，以求得到更高的控制目標(biāo)，這里所說的”智能化”是對機器行為的描述。是不可能的，也是不必要的，模擬人類智能，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，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，人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視。使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力。（2）模塊化。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，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，這樣。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。由于利益沖突，顯然，模塊化是一項重要而艱巨的工程。以及各種能完成典型操作的機械裝置，以便各部件、單元的匹配和接口。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)，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定。（3）網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代，計算機技術(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、教育義舉人么日常生活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)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（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(tǒng)（computer integrated appliance system，CIAS），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)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。（4）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），并向微米、納米級發(fā)展，即超精密技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，微型化興起于20世紀(jì)80年代末。它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。（5）綠色化。人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源。資源利用率極高，另一方面，于是。工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化，設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品。生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，綠色化是時代的趨勢，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，資源減少。報廢后能回收利用，生活舒適，回歸自然；一方面，物質(zhì)豐富，使用時不污染生態(tài)環(huán)境。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中。（6）系統(tǒng)化。許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的，表現(xiàn)是通信功能的大大加強。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人。另一層是模仿生物機理，一層是，賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，特別是對家用機器人。其高層境界就是人機一體化，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。研制各種機電一體花產(chǎn)品，事實上，一般除RS232外。還有RS485、DCS人格化，進(jìn)行任意剪裁和組合，系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征就是系統(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)。