前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了機電一體化趨勢范文供你參考和學(xué)習(xí)，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。
機電一體化趨勢范文1
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
中圖分類號： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
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Modular DigitalController（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)：
機電一體化趨勢范文2
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，它一方面推動了學(xué)科的之間的相互交錯，另一方面也促使工程領(lǐng)域的進(jìn)一步改造。近年來，特別是計算機日益的小型化與功能化，其使用范圍也逐步的越來越廣。機電一體化技術(shù)就是集合了計算機技術(shù)、信息技術(shù)與微電子技術(shù)等于一體的綜合性技術(shù)，它的廣泛使用，不僅提高了相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量，更是進(jìn)一步提升了機械行業(yè)的生產(chǎn)效率。
1.機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
以信息化來推動工業(yè)化的發(fā)展，是現(xiàn)代社會發(fā)展的一項重大的戰(zhàn)略舉措，因為信息化主要是通過計算機的應(yīng)用來實現(xiàn)的，它的應(yīng)用開始將工業(yè)經(jīng)濟進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化為信息經(jīng)濟，這個信息化的過程不僅涉及到傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，還涉及到人們的生活方式和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)等等。當(dāng)然，雖然我國目前的機電一體化技術(shù)得到了一定程度的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國家相比，還是存在著十分大的差距。據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)表明，我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值還只有30-40%。這樣的一個差距，也在一定程度上極大的限制了我國機電一體化的發(fā)展進(jìn)程。但是國家還是十分的重視這一方面的建設(shè)，還為此成了專門的機電一體化的領(lǐng)導(dǎo)小組。因為信息產(chǎn)業(yè)是有十分長遠(yuǎn)的發(fā)展?jié)摿Φ模绻軌蛲ㄟ^一些貿(mào)易或者技術(shù)轉(zhuǎn)讓，直接的吸取國外先進(jìn)的技術(shù)，在成本的節(jié)約上有著極大的優(yōu)勢。
另外機電一體化主要是由控制技術(shù)、計算機技術(shù)等等組成的，隨著它們進(jìn)一步的發(fā)展，也為機電一體化的技術(shù)條件提供了支撐，大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展則為機電一體化的物質(zhì)條件奠定了很好的基礎(chǔ)，正是這些支撐，促使著我國的機電一體化正在逐漸的發(fā)展完善。
2.機電一體化的趨勢探討
機電一體化的發(fā)展是十分依賴于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展程度的，因為它不僅包括了計算機學(xué)、信息學(xué)，還包括了機械學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)等等。所以這是一個協(xié)同發(fā)展的過程。由此可以探討出機電一體化的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面。
（1）板塊化的發(fā)展
實現(xiàn)機電一體化的版塊化是一個相當(dāng)復(fù)雜的工程，因為該工程涉及到的廠家繁多、產(chǎn)品品種各異。在進(jìn)行研發(fā)時各種接口的設(shè)計也是各式各樣，例如它既會涉及到機械接口，還會設(shè)計到電氣接口等等，這都為機電一體化板塊化的實現(xiàn)產(chǎn)生了很大的障礙。但是該項工作能夠順利的完成，卻對機電與一體化的發(fā)展有著很強的促進(jìn)作用。例如在進(jìn)行加減速以及智能調(diào)速的研究時，想要達(dá)到更好的視覺處理效果，就必須要做好機電一體化的板塊化處理，只有這樣才能在進(jìn)行新產(chǎn)品的開發(fā)時有一個較好的標(biāo)準(zhǔn)。同時對于實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)也有著較大的促進(jìn)作用。當(dāng)然這就對于標(biāo)準(zhǔn)的制定提出了較高的要求，不論是在部件和接口的選擇上，還是在單元的匹配程度上。當(dāng)然受著各方面利益博弈的影響，想要制定這樣一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在實施的過程中還是有著一定的難度，但是可以先從一些規(guī)模較大的企業(yè)中試點，再逐步的推廣。我們可以肯定的是，這些標(biāo)準(zhǔn)的制定無論是對技術(shù)企業(yè)還是對產(chǎn)品企業(yè)的發(fā)展都有著極大的推動作用。
（2）智能化發(fā)展
21世紀(jì)系統(tǒng)化的發(fā)展方向是一個十分重要的發(fā)展趨勢，因為在機電一體化的建設(shè)之中，越來越關(guān)注人的力量，例如已經(jīng)得到推廣的機器人和數(shù)控機床的使用等等都是智能化發(fā)展的結(jié)果。智能化的發(fā)展主要是在，通過人智慧，來完成對機械行為的設(shè)定。在這一過程中，不僅囊括了計算機學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)等等知識，還需要人們更多的新思想和新方法，這樣通過人腦智慧的應(yīng)用，來完成機器的自主決策、判斷推理的能力。這樣對于目標(biāo)的完成能夠起到更好的控制作用。當(dāng)然我們不能要求機械能夠?qū)崿F(xiàn)和人類一樣水平的智商，但是通過各項技術(shù)的應(yīng)用，還是能夠融入人的部分智能，這樣也能夠極大的推進(jìn)其發(fā)展。
（3）小型化的發(fā)展
小型化的發(fā)展主要是指機電一體化朝著一個微觀的趨勢發(fā)展，我們將其統(tǒng)稱為微電子機械系統(tǒng)，這對機電一體化的產(chǎn)品的尺寸都做出了標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，而且還有著朝微米和納米級發(fā)展的趨勢。它主要有著耗能少、體積小等等優(yōu)勢，而且其運動方式還十分的靈活，所以在軍事和醫(yī)療上都得到了廣泛的推崇。但是目前其發(fā)展的重難點主要在于微機械技術(shù)，因為在完成微機電一體化產(chǎn)品的加工時，都必須要采用精細(xì)加工技術(shù)的，這類技術(shù)不僅包括光刻技術(shù)，還包括蝕刻技術(shù)。它們在技術(shù)攻破和創(chuàng)新上都還存在著一定的難度。
（4）系統(tǒng)化的發(fā)展
系統(tǒng)化發(fā)展主要表現(xiàn)在其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系既有開放式的特征，又有著模塊化的表現(xiàn)。這就要求該系統(tǒng)是既能夠進(jìn)行靈活的組合，又能夠隨意的進(jìn)行拆分，同時還需要各個子系統(tǒng)之間能夠進(jìn)行很好的協(xié)調(diào)，這樣便于整體的管理。在另一方面，系統(tǒng)化還體現(xiàn)在通訊能力的提升以及產(chǎn)品的人格化特征之上，因為未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢將更加的注重與人需求的結(jié)合，因為畢竟產(chǎn)品最終的使用者是人，所以，在進(jìn)行機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)時，還應(yīng)該更多的關(guān)注產(chǎn)品的“情感”與智能，這樣才能更好的實現(xiàn)人機一體化。
3.結(jié)束語
不難看出，機電一體化的發(fā)展如果只是單純的依靠某一方面的力量，是根本無法完成的，它必須受到多方面技術(shù)發(fā)展的推動，這也是當(dāng)今社會發(fā)展的特點的，所以實現(xiàn)技術(shù)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，才是未來發(fā)展的總趨勢。當(dāng)然，文中所列舉的技術(shù)并不是與機電一體化相關(guān)的全部技術(shù)，它還包含著許多其他方面的技術(shù)。目前技術(shù)融合的可能性越來越大，涉及的范圍也越來越廣，這極大的推動了機電一體化的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]李軍.淺析光機電一體化技術(shù)的發(fā)展[A].海南省機械工程學(xué)會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會.綠色制造與低碳經(jīng)濟一一2010年海南省機械工程學(xué)會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學(xué)術(shù)報告會論文集[c].海南省機械工程學(xué)會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會：，2010：4.
機電一體化趨勢范文3
關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；礦山應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
20世紀(jì)60年代，電子技術(shù)逐漸成熟，人們開始將電子技術(shù)應(yīng)用到機械發(fā)展中。機電一體化技術(shù)不斷成熟，在每個領(lǐng)域都有所應(yīng)用。當(dāng)前機電一體化技術(shù)擁有如下優(yōu)勢：具有很高的安全性和可靠性，能夠提高使用性能。簡化操作步驟，提高工作效率，保障工作質(zhì)量。機電一體化產(chǎn)品具有上述功能，因此適用于各種領(lǐng)域和不同場合，機電一體化產(chǎn)品具有非常高的應(yīng)變能力，可以大大提高控制的靈敏度和檢測的精度，復(fù)合功能使得調(diào)整和維護(hù)更加方便。礦產(chǎn)資源一直是人們生活中大量應(yīng)用的能源，近年來隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步。尤其是機電一體化技術(shù)走向智能化和數(shù)控化，在性能和功能方面都有極大地提升，這更為礦山開采挖掘提供了穩(wěn)定的支撐，保證了礦產(chǎn)資源采、掘、運等過程的效率和質(zhì)量。研究機電一體化技術(shù)在礦山應(yīng)用中的現(xiàn)狀，探索如何將機電一體化技術(shù)應(yīng)用到礦山發(fā)展，保證安全、高效和現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式，對于促進(jìn)我國礦山資源和礦產(chǎn)工業(yè)走向現(xiàn)代化和智能化發(fā)展具有極其重要的意義[1]。本文首先對于機電一體化技術(shù)在礦山應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行研究。通過本文的分析可以了解到機電一體化技術(shù)在礦山中具有重要應(yīng)用，且未來必然會向模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化和綠色化發(fā)展。
1機電一體化技術(shù)在礦山應(yīng)用的現(xiàn)狀
1.1在礦井提升機中的應(yīng)用
礦物提升是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此對于提升機的機械性能要求和傳動要求很高。目前所使用的礦井提升機是礦山設(shè)備中應(yīng)用機電一體化技術(shù)最多的設(shè)備。礦井提升機的控制方式是芯片和PLC外端結(jié)合統(tǒng)一控制，統(tǒng)一控制使軟件功能得以實現(xiàn)，保證操作過程的安全性，操作結(jié)果的可靠性。機電一體化技術(shù)能夠保護(hù)系統(tǒng)軟件和硬件，實現(xiàn)礦井電動機的軟啟動，啟動時不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)差沖擊，提升操作系統(tǒng)分為手動調(diào)繩、半自動調(diào)繩、全自動調(diào)繩三種運行方式，手動調(diào)繩是指操作時利用人工手動調(diào)節(jié)提升繩的高度來完成工作，半自動調(diào)繩是指操作過程將人工手動和智能化機械結(jié)合調(diào)節(jié)提升繩的高度來完成工作。機電技術(shù)為提升機設(shè)置的保護(hù)系統(tǒng)由監(jiān)控裝置、故障診斷裝置、報警裝置組成，監(jiān)控裝置對提升機運行工作的全過程實施自動監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)機械運行過程參數(shù)出現(xiàn)錯誤或者某個零件出現(xiàn)故障時，故障診斷裝置就會通過LED屏顯示出來，同時報警裝置發(fā)出警報聲，提醒工作人員。機電一體化技術(shù)大大提高提升機運行安全性，減少維修工作量，保證提升工作質(zhì)量[2]。
1.2在空氣壓縮機中的應(yīng)用
空氣壓縮機是礦山資源開采挖掘時需要使用的固定設(shè)備，使空壓機的高低壓缸、電機系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的工作運行效率更高，同時也可以開通系統(tǒng)內(nèi)部的軟件系統(tǒng)，簡化空氣壓縮機的控制回路接線，使外部線路更加清晰明了。
1.3在其他機械中的應(yīng)用
機電一體化技術(shù)在礦山電液控制裝置中也有廣泛的應(yīng)用。借助機電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)對支架工作狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測。機電一體化設(shè)備具有安全性能高，設(shè)備體積小，操作過程簡單，運行結(jié)果可靠，便于維修等優(yōu)點，可以大大減輕技術(shù)人員的工作負(fù)擔(dān)，提升礦山產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化和機械化水平[3]。
2機電一體化技術(shù)在礦山中的發(fā)展趨勢
未來的機電一體化技術(shù)在礦山中必然向模塊化趨勢、智能化趨勢、網(wǎng)絡(luò)化趨勢、微型化趨勢以及綠色化趨勢發(fā)展。發(fā)展趨勢表如下表1所示：通過表1可知，機電一體化技術(shù)在礦山中首要的發(fā)展方式就是向模塊化發(fā)展。這是一項復(fù)雜而艱難的任務(wù)，因為礦山設(shè)備中應(yīng)用機電一體化技術(shù)的產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)廠家也多種多樣，因此如何將這些機電一體設(shè)備模塊化一直是人們想要解決的問題。現(xiàn)在學(xué)者已經(jīng)通過研制控制單元和動力單元來實現(xiàn)機電一體設(shè)備的模塊化，研制出減速智能裝置和圖像處理系統(tǒng)，調(diào)查顯示，機電一體化設(shè)備向模塊化發(fā)展可以使礦山企業(yè)更加具有規(guī)模性。智能化是機電一體化技術(shù)在礦山企業(yè)中的必然發(fā)展模式，智能化是指利用計算機科學(xué)、模糊學(xué)、心理學(xué)和生理學(xué)等動力學(xué)為機電設(shè)備賦予人工智能，使機電設(shè)備擁有判斷思維、邏輯推理和自主決策的功能，機電設(shè)備智能化能夠大大減少礦山作業(yè)技術(shù)人員的工作量，是礦山發(fā)展的必然方向。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也飛速進(jìn)步，指揮者在家里甚至就可以完成工作，擁有極高的便利性。微型化機電一體化技術(shù)向微型機械和微觀領(lǐng)域發(fā)展。微電子機械的尺寸通常不會超過1cm，產(chǎn)品體積小，所以靈活性更高，所消耗的能源也更少，擁有大型機械設(shè)備不可比擬的優(yōu)勢，超精密技術(shù)為機電一體化設(shè)備向微型化發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。礦山資源開采雖然為人們生活帶來了極大的便利，但是也對環(huán)境造成了不容忽視的污染，因此未來的機電一體化技術(shù)在礦山企業(yè)中必然會向綠色化發(fā)展。整個機械一體化產(chǎn)品在設(shè)計、制造、使用和銷毀過程中都要保證不污染生態(tài)環(huán)境，或者極少污染生態(tài)環(huán)境。綠色機電一體化產(chǎn)品在使用時保證資源的可持續(xù)發(fā)展，是未來的必然發(fā)展方向。
3結(jié)語
通過本文的研究可以了解到機電一體化技術(shù)在大量礦山設(shè)備，未來的機電一體化技術(shù)在礦山中必然會向模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化和綠色化趨勢發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]王斌.機電一體化的發(fā)展趨勢及其在礦山生產(chǎn)中的合理運用[J].科學(xué)與財富,2015(27):297-298.
機電一體化趨勢范文4
Abstract: The emergence of mechatronics is not isolated, it is the crystallization of many scientific and technological development, social development of productive forces to a certain stage requirements. Articles in the analysis of mechatronics development process, based on the trends of mechatronics.
Keywords: mechatronics; development process; trends
當(dāng)前，機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，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)方式及管理體系都發(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，機電一體化產(chǎn)品更是日新月異。
一、機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程
機電一體化技術(shù)的發(fā)展大體可以分為三個階段。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，已經(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)。
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，取得了一定成果，但與世界先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
二、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：
1、光機電一體化。
一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點能有效地改進(jìn)機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。
2、智能化。
今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要受益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。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)者的研究中只益得到重視，機器人與數(shù)控機床的錯能化就足螢要應(yīng)朋。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，則是完全可能而又必要的。
3、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)，模塊化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
4、網(wǎng)絡(luò)化。
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)及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。現(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)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
5、微型化。
目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。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1cm3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。
6、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，報廢后能回收利用。
7、仿生物系統(tǒng)化。
今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物――軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)――軟件(大腦)一體，不可分割。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。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。當(dāng)然，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展的趨勢，但還有一段漫長的道路要走。
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。另外，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，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)展前景也將越來越廣闊。
參考文獻(xiàn)：
1.李晶.機電一體化技術(shù)應(yīng)用之我見.價值工程，2011年第30卷第3期
2.章浩,張西良,周士沖.機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用.農(nóng)機化研究，2006年第7期
機電一體化趨勢范文5
【關(guān)鍵詞】機電一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展；趨勢
中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、前言
隨著時代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，各個工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)開始融合起來，從而大大提高了技術(shù)的水平，提高了我國的工業(yè)生產(chǎn)能力。機電一體化就是這樣一個在科技發(fā)展的浪潮中衍生的科技發(fā)展新方向。
二十世紀(jì)九十年代后期發(fā)展至今，機電一體化技術(shù)開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術(shù)作為核心的高科技技術(shù)逐漸被應(yīng)用于工程機械制造領(lǐng)域中，進(jìn)而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進(jìn)了相關(guān)工業(yè)制成品的性能的進(jìn)步，從整體上將我國的工程機械推進(jìn)了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設(shè)中電子監(jiān)控和自動報警的應(yīng)用中，如果相關(guān)的設(shè)備和工程機械出現(xiàn)了故障，電子監(jiān)控設(shè)備以及自動報警系統(tǒng)能夠及時準(zhǔn)確地為工作人員提供相關(guān)信號，以方便工作人員及時地維護(hù)和更新。
二、機電一體化技術(shù)
機電一體化技術(shù)．顧名思義．結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。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)，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、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。
4、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。現(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。
5、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。
三、機電一體化的發(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(jìn)，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。
四、機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀
機電一體化技術(shù)與其他技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r類似，也經(jīng)歷了長期的產(chǎn)生發(fā)展和成熟的過程。在機電一體化概念還未出現(xiàn)時，世界各國的相關(guān)科技工作者就已在原有的機械設(shè)計基礎(chǔ)之上設(shè)計和研發(fā)出了機電一體化的產(chǎn)品。但隨著機電一體化產(chǎn)品的不斷前進(jìn)和發(fā)展，20世紀(jì)70年代初，相關(guān)的科技工作者才在長期實踐過程中系統(tǒng)地總結(jié)和提出了機電一體化的概念，并在實踐中使其不斷發(fā)展完善。
隨著集成電路、計算機技術(shù)等的發(fā)展和普遍應(yīng)用，機電一體化也得到了新的全面發(fā)展由于具備了形式靈活內(nèi)容豐富應(yīng)用廣泛的特點，機電一體化技術(shù)在機械行業(yè)中引發(fā)了深層的技術(shù)改革，而這種改革又反過來推動了機電一體化技術(shù)向全新的方向發(fā)展。現(xiàn)在，隨著技術(shù)進(jìn)步時展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用已深入到社會生活的各個領(lǐng)域，為人類帶來了更為高效的生產(chǎn)和生活方式。
五、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
1.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(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、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)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。
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、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又非常重要的事情。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等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。
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)。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。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（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(tǒng)（computer integrated appliance system，CIAS），能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利號快樂。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。
4.微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，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)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、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。
5.綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。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)展前景。
六、結(jié)束語
綜上所述，機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)下科技發(fā)展的一個新的趨勢，它是眾多學(xué)科交叉、共生的結(jié)果，對于提高我國的科技水平和人們的生活水平具有很好的推動作用。
【參考文獻(xiàn)】
機電一體化趨勢范文6
[摘 要] 隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷推廣，機電一體化的發(fā)展越來越快，分析機電一體化發(fā)展?fàn)顩r和總體的趨勢，可以讓人們把握發(fā)展方向，再度創(chuàng)新。
[關(guān)鍵詞] 機電一體化；電子技術(shù)；機電技術(shù)；定位控制
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 072
[中圖分類號] TP311 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）07- 0152- 03
0 前 言
幾十年以來，高新技術(shù)推動了遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展并取得了巨大進(jìn)步，其發(fā)展趨勢和主要特征如下：①具有比較明顯的機電化屬性。而更為重要的是其改變了以往的純C械屬性。②高新技術(shù)帶來嶄新的生命力。遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)在高新技術(shù)推動下成為多種技術(shù)的綜合體。③我國遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)技術(shù)以機電融合技術(shù)為基礎(chǔ)。自動化、自主化和智能化是我國遠(yuǎn)程操控?zé)o人值守系統(tǒng)發(fā)展的方向。 在機械技術(shù)、信息技術(shù)與電子技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合的條件下，機電一體化技術(shù)成為一種最新的技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)過程和工業(yè)產(chǎn)品的整體優(yōu)化。遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)晶，它結(jié)合了機械、微電子與計算機、精密機械、自動控制與驅(qū)動裝置、傳感器及信息處理技術(shù)、人工智能等多個學(xué)科領(lǐng)域的最新科研成果。
1 國內(nèi)外機電一體化發(fā)展?fàn)顩r
1.1 發(fā)展概述
機電一體化起源于日本，伴隨著電子信息技術(shù)向傳統(tǒng)機械產(chǎn)品滲透的過程中產(chǎn)生了機電一體化，其發(fā)展大致分為三個階段。
初級階段即20世紀(jì)前期是第一階段。在第一階段期間，由于初步發(fā)展的電子技術(shù)對機械產(chǎn)品的性能的優(yōu)化。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，為適應(yīng)戰(zhàn)爭的迫切需要，電子技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了純機械產(chǎn)品的性能，在戰(zhàn)爭結(jié)束后，與軍用技術(shù)相結(jié)合的機電技術(shù)轉(zhuǎn)為民用，此新興技術(shù)加速了戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)。那個時期研制及開發(fā)整體上處于自發(fā)階段。因為當(dāng)時的電子技術(shù)發(fā)展水平還不是很高，電子技術(shù)和機械技術(shù)還不能很好的結(jié)合與滲透，導(dǎo)致已開發(fā)的產(chǎn)品不能得到大量快速地推廣。
20世紀(jì)中后期為第二階段，機電技術(shù)得到迅猛發(fā)展。這一階段，控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展又為機電一體化的快速發(fā)展埋下深基。除此之外，機電一體化的發(fā)展以大規(guī)模型和超大規(guī)模的微型 PC 和集成電路為中心。該時期的特點：①機電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品快速發(fā)展；② mechatronics 一詞起源于日本，該詞直到20世紀(jì)80年代末才在世界范圍內(nèi)被廣泛承認(rèn)；③機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品均受到各國的關(guān)注和支持。
20世紀(jì)末期，機電一體化技術(shù)邁向智能化方向舞臺。發(fā)展出微機電一體化和光機電一體化等新分支領(lǐng)域；與此同時，開創(chuàng)了以光纖技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域推動的發(fā)展新紀(jì)元。諸多研究促進(jìn)機電一體化進(jìn)一步發(fā)展并更加完善。
1.2 機電一體化裝置主要完成功能及組成
凡是系統(tǒng)，其內(nèi)部都有動力、檢測、控制等功能。機電一體化系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)動力和運動的轉(zhuǎn)換和傳遞，動力功能是向系統(tǒng)提供動力，能量應(yīng)與動力和運動的傳遞和轉(zhuǎn)換相匹配。使系統(tǒng)得以正常運轉(zhuǎn)。對整個系統(tǒng)的內(nèi)部信息、外部信息加工處理，控制系統(tǒng)實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)，并實現(xiàn)其工作目的。機電一體化裝置及系統(tǒng)由以機械部分、信息檢測控制部分和驅(qū)動單元等為主體部分組成，如圖1所示。
此系統(tǒng)在電動驅(qū)動方式下，利用部分信息處理指令，規(guī)定的運動即可在驅(qū)動執(zhí)行部分作用下完成。檢測部分將檢測到的信息送回信息處理與控制部分，作為發(fā)送信息的依據(jù)。傳動部分由光桿、滾珠絲杠副組成，驅(qū)動部分由電機組成，信息處理和控制部分作為信息處理和控制的核心，它將傳感器檢測的信號，根據(jù)一定的算法，對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行存儲、變換等處理，并通過接口向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令，完成規(guī)定的動作，同時，電源部分為系統(tǒng)提供所需的動力和能量。
2 國內(nèi)外機電一體化發(fā)展的趨勢
2.1 智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一， 也是21世紀(jì)機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。目前， 專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法，是機電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)） 實現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù)，它們各自獨立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動， 并會對制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。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。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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。
2.2 集成模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的任務(wù)，研制具有標(biāo)準(zhǔn)化的機械接口，動力接口，信號接口很有必要。模塊化也給機電一體化企業(yè)帶來美好的發(fā)展未來。
2.3 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。它是一個新興的、多學(xué)科交叉的高科技領(lǐng)域，面臨許多課題，涉及許多關(guān)鍵技術(shù)。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進(jìn)入一般機械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。微型機械加工技術(shù)作為微型機械的最關(guān)鍵技術(shù)，也必將有一個大的發(fā)展。硅加工、LIGA加工和準(zhǔn)LIGA加工正向著更復(fù)雜、更高深度適合各種要求的材料特性和表面特性的微結(jié)構(gòu)以及制作不同材料特別是功能材料微結(jié)構(gòu)，更易于與電路集成的方向發(fā)展，多種加工技術(shù)結(jié)合也是其重要方向。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
2.4 系統(tǒng)化
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。 它的表現(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)行任意的剪裁和組合，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大大加強，一般除R S232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要以及模仿生物機理等方面的產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
2.5 自源化
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。
2.6 環(huán)保化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。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)展前景。
主要參考文獻(xiàn)
