机电一体化趋势

机电一体化趋势（精选十篇）

机电一体化趋势 篇1

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术, 将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面, 是一种综合技术, 这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。

2 机电一体化的核心技术

2.1 机械技术

是机电一体化的基础, 机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应, 利用其高、新技术来更新概念, 实现结构上、材料上、性能上变更, 满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2.2 计算机与信息技术

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

2.3 系统技术

即以整体概念组织应用各种相关技术, 从全局角度和系统目标出发, 将总体分解成相互关联的若干功能单元, 接口技术是系统技术中一个重要方面, 是实现系统各部分有机连接的保证。

2.4 自动控制技术

其范围很广, 在控制理论指导下, 进行系统设计, 设计后的系统仿真, 现场调试, 控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

2.5 传感检测技术

传感检测技术是系统的感受器官, 是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强, 系统的自动化程序就越高。

3 机电一体化的发展过程

机电一体化的发展过程大体可以分为三个阶段:

3.1 初级阶段

20世纪60年代以前为第一阶段, 也称为初级阶段。在这一时期, 人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间, 战争刺激了机械产品与电子技术的结合, 这些机电结合的军用技术, 战后转为民用, 对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时, 研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平, 机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展, 已经开发的产品也无法大量推广。

3.2 高速发展阶段

20世纪70—80年代为第二阶段, 也称为高速发展阶段。这一时期, 计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现, 为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受, 大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。

3.3 智能化阶段

20世纪90年代后期, 开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段, 机电一体化进入深入发展时期。一方面, 光学、通信技术等进入机电一体化, 微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚, 出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面, 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法, 机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时, 人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步, 为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究, 使机电一体化进一步建立了坚实的基础, 并且逐渐形成完整的学科体系。

4 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此, 机电一体化的主要发展方向如下。

4.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设研究中得到日益重视, 机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述, 是在控制理论的基础上, 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想新方法, 模拟人类智能, 使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力, 以求达到更高的控制目标。诚然, 要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能, 是不可能的, 也是不必要的。但是, 高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能, 则是完全可能的和必要的。

4.2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品的种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂和非常重要的事。例如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元, 具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元, 以及各种能完成典型操作的机械装置。若能利用标准单元迅速开发出新产品, 也可扩大生产规模。但这需要制定各项标准, 以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突, 近期很难制定国际或国内的标准, 但可通过组建一些大企业逐渐形成。显然, 从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定, 无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业, 规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4.3 网络化

20世纪90年代, 计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、人们日常生活, 都带来了巨大变革。各种网络将全球经济和生产连成一片, 企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来, 只要其功能独到, 质量可靠, 很快就会畅销全球。由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势, 利用家庭网络, 将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统, 使人们在家里分享各种高技术带来的便利和快乐。因此, 机电一体化产品无疑应朝着网络化方向发展。

4.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末, 机电一体化有向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统, 泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品, 并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有显著优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术, 微机电一体化产品的加工采用精细加工技术 (即超精密技术) , 它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4.5 绿色化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面, 物质丰富, 生活舒适;另一方面, 资源减少, 生态环境受到严重污染。于是, 人们呼吁保护环境资源, 回归自然;‘绿色产品’概念在这种呼声下应运而生, 绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用、销毁的生命过程中, 符合特定的环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品, 具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化, 主要是指使用时不污染生态环境, 报废后能回收利用。

4.6 系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态, 进行任意剪裁和组合, 同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强, 一般除RS232外, 还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系, 机电一体化的人格化有两层含义:

(1) 机电一体化产品的最终使用对象是人, 如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要, 特别是对家用机器人, 其高层境界就是人机一体化。

(2) 模仿生物机理, 研制各种机电一体化产品。事实上, 许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社, 2004.

机电一体化的趋势 篇2

事实上，机电一体化是一种综合的技术领域，以电子技术及其相关的应用作为发展的中心部分，其中微型计算机在社会各个领域中发挥的作用更加的突出。

2.1 智能化

在机电一体化的不断发展进程中，智能化是作为它根本的发展趋势，同时也是体现相关机电产品的有效渠道。

智能化是对工业机械操作系统的一种简述，它还具备多个方面的能力，如推断力、决策力等。

现代化的机电一体化与传统的技术相比较，要真正保证它的智能化推进就应该基于现代机械理论的发展过程中，同时还应不断的结合生理学、计算机科学等方法和理念，在吸收芯片技术等取得的成果来实现。

基于智能化的基础上，机电一体化的视角焦点集中在产品的整体性能上，当前自动清洁机等产品都已经步入到了研创的发展阶段，正是通过对这些产品实行智能化的控制和处理，才能进一步的保证产品的综合质量。

2.2 集中监控化

集中监控化在机电一体化中的应用日益深入，它的突出优势就是能有效的保证设备的正常运行和管理。

它与传统的机电产品相对比可以得知，在集中监控下的设计过程中，更多的是注重各个支部功能的合一作用行，换句话说，在中央监控系统的监测下，只要其中某一个系统发生了阻碍，就可以得到及时的.发现，并对其进行处理。

随着机电一体化不断的发展，更加注重相关设备的安全性，并借助技术上的革新来保证机电设备的集中监控化。

2.3 网络化

当前已经进入到了计算机网络的时代，网络也已经覆盖到各个社会领域中，自上世纪90年代后，我国的机电一体化在研创的过程中就开始与网络技术相接轨，并在网络技术的支撑下取得了一定的成效。

特别是进入到21世纪后，以网络技术为基本媒介的远程技术在社会上兴起，促使远程控制技术在我国的机电一体化领域中得到了广泛的应用，从而有效的引领机电技术迈向了新时代。

在今后的机电一体化发展过程中，网络技术能在一定程度上保证产品的安全性和作用性。

2.4 微型化

微型化的基本特征是不需要对机械和控制进行相互的区别，而是实现了两者之间的充分融合，所以对于机电一体化的研究和应用来说，就不需要把传感器、CPU等核心部分进行相的分离，并且缩减了产品的体积，促使机电一体化在技术上取得了全新的成就。

我国已经陆续的研创出一些微机电一体化产品，这些产品也在我国军事、通讯等领域中得到应用，但我国现今仍然还存在微机械技术处在低水平的棘手问题，在今后的技术研究中应针对这些问题进行突破。

2.5 PLC技术的应用

PLC的全称是可编程逻辑控制器，它具备逻辑监控、数据采集等功能，因此，它在机电一体化的领域中，可以实现高速脉冲输出与接收，并在这一功能下还具备了传感器。

这与传统的机电系统相对比，PLC技术在机电一体化中广泛运用可以保证数量的控制，并可以使相关的数据得以显现，这就有助于管理人员对各种数据进行及时的统计。

另外，PLC技术在机电一体化中的应用还表现出通讯功能，实现了运动控制、通信联网等功能的实现。

3 结论

总之，虽然我国的机电一体化技术已经取得了较为明显的成绩，但相对于发达国家来说仍然存在一定的差距。

但是在我国社会经济的推动下，尤其是在机械制造业等领域的快速发展下，我国的机电一体化技术必然迈向新的发展道路，对于机电一体化今后发展趋势的研究也具有现实的意义，是实现农业大国转向工业大国的基础条件。

与此同时，在推动机电一体化技术革新的过程中，我国也十分注重技术的创新发展，对现存的不合理技术格局进行全面的改编，并使其与国际的技术力量相融合。

参考文献

[1]刘伐.浅谈机电一体化技术的发展及前景[J].技术与市场，(6).

机电一体化技术的潜在发展趋势 篇3

关键词：机械工业 机电一体化 数字控制 模块化 信息技术 发展趋势

0 引言

现代科学技术的发展极大地推动机械工业领域的技术改造与革命。在机械工业领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”的发展阶段。以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的智能化、仿生物系统化方向、网络化、集成化、带源化、绿色化、人性化，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势

1 机电一体化的核心

机电一体化主要包括软件和硬件两方面。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。

1.1 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

1.2 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

1.3 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备，特别是计算机的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

1.4 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现

1.5 接口技术 为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

1.6 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、推行软件工程等。

2 机电一体化技术的主要应用领域

2.1 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过几十年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：①总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。②开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高使用效益。③WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。④大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。⑤能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。⑥系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。⑦以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

2.2 计算机集成制造系统（CIMS） CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

2.3 柔性制造系统（FMS） 柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

2.4 自动机与自动生产线 在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如：2000～80000瓶/h的啤酒自动生产线；18000～120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。我国的自动机与生产线产品的水平，比10多年前跃升了一大步，其技术水平已达到或超过发达国家上一世纪80年代后期的水平。使用这些自动机和生产线的企业越来越多，对维护和管理这些设备的相关人员的需求也越来越多。

3 机电一体化技术的发展趋势

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向形成发展趋势。

3.1 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

3.2 仿生物系统化方向 今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。就目前情况看，机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势，但还有一段很漫长的道路要走

3.3 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品

3.4 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

3.5 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

3.6 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

3.7 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的方向。

参考文献：

[1]机电一体化技.科学出版社.2004.

[2]机电一体化系统设计.北京机械工业出版社.2004.

[3]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化.2006.

[4]机电一体化技术的发展与应用2006.

[5]机电一体化技术的发展及应用2007.

[6]机电控制.北京航空航天大学出版社.2003.

浅析“机电一体化”的发展趋势 篇4

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术, 将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

1.1“机电一体化”的发展历程

1.1.1 数控机床的问世, 写下了“机电一体化”历史的第一页。

1.1.2 微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机。

1.1.3 可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础。

1.1.4 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。

1.2 机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段, 称为初级阶段。在这一时期, 人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平, 机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展, 已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70~80年代为第二阶段, 可称为蓬勃发展阶段。这一时期, 计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展, 为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

20世纪90年代后期, 开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面, 光学、通信技术等进入了机电一体化, 微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚, 出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法, 机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时, 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步, 为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究, 将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作, 取得了一定成果。

1.3 机电一体化基本特征

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科, 随着科学技术的不断发展, 还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发, 综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术, 根据系统功能目标和优化组织目标, 合理配置与布局各功能单元, 在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统, 则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此, “机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是, 机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。

1.4 典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统 (整机) 和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。

2 发展“机电一体化”面临的工作任务

机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业, 其目的是节能、节材, 提高工效, 提高产品质量, 把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品, 促进产品的更新换代。前者是面上的工作, 普及工作;后者是提高工作, 深层次工作。

3“机电一体化”发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此, 机电一体化的主要发展方向如下:

3.1 智能化

智能化是对机器行为的描述, 是在控制理论的基础上, 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法, 模拟人类智能, 使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力, 以求得到更高的控制目标。诚然, 使机电一体化产品具有与人完全相同的智能, 是不可能的, 也是不必要的。但是, 高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能, 则是完全可能而又必要的。

3.2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。这就需要制定各项标准, 以便各部件、单元的匹配和接口。

3.3 网络化

20世纪90年代, 计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片, 企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来, 只要其功能独到, 质量可靠, 很快就会畅销全球。由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势, 利用家庭网络使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此, 机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

3.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末, 指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统, 泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品, 并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术, 微机电一体化产品的加工采用精细加工技术, 即超精密技术, 它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.5 绿色化

绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中, 符合特定的环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品, 具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境, 报废后能回收利用。

3.6 系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以进行任意剪裁和组合, 同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。二是通信功能的大大加强。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系, 实现机电一体化的人格化。事实上, 许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

总之, 机电一体化技术是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力, 它的出现不是孤立的, 它是许多科学技术发展的结晶, 是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然, 与机电一体化相关的技术还有很多, 并且随着科学技术的发展, 各种技术相互融合的趋势将越来越明显, 机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果, 综述了国内外机电一体化技术的现状, 分析了机电一体化技术的发展趋势。

关键词：机电一体化,发展趋势,特征

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社, 2004.

机电一体化技术的发展趋势 篇5

2.1.机电一体化在智能化道路上的发展。

如今的时代是一个信息化高速膨胀的时代，人们在享受信息的便捷传递之外对智能化的要求也越来越高。

具体的说智能化是利用计算机技术，把计算机技术和机电技术进行融合。

然后计算机通过一定的指令程序进行运作从而操控我们的机械设备按照人们的指令来进行工作。

现在的计算机也越来越微小，凭借一块微型的计算机我们可以设计出来很多智能的机电一体化设备。

目前很多精密机械的生产线上应用的就是智能化的机器人来进行操作。

在一些比较人类不能承受的环境下，就可以用智能机器人代替人类来完成各种艰难的实验。

智能化是一个大的趋势，随着技术的发展未来的智能化将会更加符合人们的生活习惯，甚至会有感官、神经等方面的智能机器人出现。

2.2.机电一体化在环保方向的发展。

环境保护是多少年来我们一直面临的最大问题，目前环境问题已经对人类的生活造成很多不利影响。

2.3.机电一体化技术在网络化方向的发展。

网络的发展改变了我们的生活方式，网络的方便性让我们感受到了网络技术的先进。

以及追求网络技术在更多方面的应用。

目前的智能家居，智能汽车都是机电一体化技术在网络化方向的发展，目前物联网技术也在告诉发展，未来我们的社会就是一个网络化的社会。

2.4.机电一体化技术在微型化道路上的发展。

电子技术的发展促进了电子元件和电子芯片的微型化发展。

目前的一块电路板上能够集成成百上千的电子元件。

这种小型化的发展对于机电一体化技术来说也是一种革命，通过对这些技术的运用机电一体化产品也越来越小型化，而我们产品的精密性也越来越高，含金量越来越高。

小型化给人们带来的就是方便的可移动性，从而扩大了产品的使用领域。

2.5.机电一体化在系统化方向的发展。

在这方面主要是使现有的机电一体化产品具有更加开放的结构，采用模块化的组合，可以使产品的可扩展性大大增强，同时对于产品与其他智能设备的连接创造了条件，具有更加强大的通信能力。

通过上面的分析我们可以看出机电一体化的发展经历了三个阶段，从萌芽到迅速发展到最后的和最新技术进行融合发展。

这一切的发展都是顺应了社会生产力的发展，科技是第一生产力在这里得到了完美的体现。

这是技术发展到一定水平的必然结果。

是人类社会走向高科技的必然要求。

对于机电一体化技术的未来趋势探讨，我们看到了机电一体化技术在未来的广阔前景。

未来的生活必然到处充斥着机电一体化产品。

对于机电一体化技术我国更要加大投入力度，从各个方面进行支持，组建一支优秀的科研队伍，逐渐缩小与国外的技术差距。

在政策上要多加鼓励和引导，使我国的机电一体化技术在正确的道路上快速前进。

机电一体化技术在发展的过程中会与更过的前沿科技进行交叉融合，从而形成自己的特色，吸取各行各业的最优秀技术和设计理念让自己的产品更加有竞争力，通过与其他技术的融合也让机电一体化技术更加具有生命力，更加方便人们的生活。

机电一体化技术的发展历程与趋势 篇6

关键词：机电一体化；发展历程；发展趋势

中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）26-0008-02

1 机电一体化技术的发展历程

机电一体化技术是随着电子技术和机械技术结合使用开始出现的，但是在发展的初期，在规模和技术上是很薄弱的，只是在半导体等方面进行一些简单的应用，但是随着微处理技术的出现，机电一体化技术发展越来越快，使用的途径更广泛，使用中会取得更显著的结果。而随着数控机床、电子编程、逻辑控制器的出现，更多的机电一体化技术在实际的生产中得到应用，机电一体化的发展逐步与电子技术、信息技术等进行融合，随着信息网络技术的高速发展而逐步上升到更高层次。

机电一体化技术是从20世纪60年代逐步发展的，最初是通过电子技术在机械行业中的应用来提高机械性能，以满足对产品的更高需求，这是机电一体化技术最初的雏形；到了20世纪的七八十年代，随着计算机技术、通信技术飞速发展，对超大规模集成电路的使用以及微型计算机技术不断更新，机电一体化技术开始进入高速发展期；而到了20世纪90年代，机电一体化技术逐步转向智能化领域，在这一阶段，利用光学通信技术等可以实现微细加工技术，而且对机电系统可以进行分析、集成。

2 机电一体化的发展趋势

随着时代的发展，机电一体化技术逐步成为机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的技术集成，而机电一体化技术的未来发展也需要依赖相关技术的发展和进步从而促进自身技术的发展和进步。按照现代科技的发展方向以及机电一体化技术的实际需要，在未来机电一体化技术的主要发展方向如下：

2.1 向智能化发展

随着科技发展，电子信息智能化程度越来越高，机电一体化技术向智能化发展是一个必然的趋势。尤其是人工智能技术在机电系统开始陆续采用，使机电一体化技术的智能化程度逐渐提高。而这些成功的应用，更显示出智能化在机电一体化技术中的优越性，使科研人员对智能化的应用会逐步增多。利用智能化的模拟功能、逻辑思维、独立的决策能力，可以实现对机电设备的高性能、高速的处理能力，可以利用微处理器使机电一体化产品实现低级的智慧决定，并逐步完善，这在今后的生产中是完全可能和必要的。

2.2 实施模块化集成

要想使机电企业实现共赢，就要对国内的机电生产企业进行模块化的集成，让这些具有多种类型的机电生产企业生产出的产品，具有统一的机械标准接口、电气接口、电源接口、环境接口，打破原有的自有生产模式，使机电企业的产品形成统一的模块，使这些机电生产企业在智能控制、电气水平、视觉图像处理、图像识别和定位功能等方面采用标准的单元模式。这样进行规范后，可以使机电企业有一个统一的企业生产规范，使这些企业不再各自为政，可以共同发展，共创辉煌。

2.3 进行网络化运作

目前世界上的各个领域，网络技术都得到了普遍的应用。随着我国加入WTO，机电企业的机电一体化产品也进入了全球经济这个大的网络。想要加强我国机电一体化产品在国际市场上的竞争力，就要对机电一体化产品进行网络化的运作，对机电一体化技术进行网络化的操作与管理。网络化可以带来大量先进的机电一体化技术信息，也可以快速发布新的机电一体化技术信息。所以在机电一体化技术未来的发展趋势中，利用网络的普及，在机电一体化技术中利用网络进行远程控制和监测是重要的研究

方向。

2.4 采取微型化设计

随着20世纪80年代微型化的出现与发展，在机电一体化技术实施过程中、产品的生产过程中采取微型化的设计成为一种发展的趋势。而对生产的不超过一立方厘米的机电一体化产品，被泛称为微机电系统产品，这种产品目前的发展趋势向着越来越微型化发展，机电一体化技术的研究领域向着微米和纳米尺度发展。采取微型化的机电一体化技术产品设计，使得产品越来越小、使用灵活、功耗低，尤其是在生物医学、军事、信息等领域的应用中具有无可比拟的优势。

2.5 绿色环保化

大量的工业发展繁荣了当地经济，给人们的生活带来翻天覆地的变化，使人们享受到物质财富和生活的舒适。但是不得不说的是，由于经济的发展，造成大量自然资源受到破坏，生态环境受到严重污染。所以对机电一体化技术产品的研究趋势，也是向着绿色环保产品的概念进行研究发展。这就要求在机电一体化产品的设计、制造、使用和销毁的过程中，要以保护环境和人类健康为基本的出发点，采用最小的资源利用率研究设计出新一代的机电一体化绿色环保产品，这具有很大的发展前景。

2.6 注重产品的系统化

采用开放式架构和模块化结构是根据总线系统的性能特点对产品的进一步利用。该系统可按照任意组合进行灵活配置，同时还可以寻求实现更大的协调和控制子系统的综合管理，可大大提高通信性能能力。机电一体化产品更注重产品的系统化以及在未来的使用中人格化的意义。所以说，对机电一体化技术的未来发展趋势，应更注重产品的系统化以及人性化，更注重使用人对产品的要求，使机电一体化产品贴近于生活、服务于生活。

3 发展“机电一体化技术”的思考

3.1 加强统筹安排，协调发展计划

针对我国许多从事机电一体化技术的研发和生产的企业，应进行统筹安排，打破他们以自我发展为中心的发展战略，使他们放弃自己的局部利益，服从大局共同发展。进行统筹安排，就要针对全球经济发展的趋势，在深入研究、科学分析的基础上制定一个统一的管理模式，制定协调发展的工作计划，从技术的研发、产品的生产和销售都进行统一的规划，以避免重复开发，资源浪费。

3.2 强化行业管理，发挥“协会”作用

针对我国目前机电一体化技术的研发与产品生产正处于上升期，应根据我国当前的行业状态和经济发展的趋势以及机电行业的性质，强化行业管理，成立统一的行业管理机构、制定统一的行业管理规范、编制统一的产品质量标准。“协会”要在管理中发挥出行业约束的作用，对行业内企业的行为进行约束，对行业内企业的发展提供发展规划。

3.3 增强企业技术含量、增大企业市场竞争力

随着科技的发展，使机电一体化技术的研发的科技含量越来越大，成为高新技术研发企业的龙头之一，所以在企业的研发中，必须要有先进的技术含量和研发能力才能不断推陈出新，才能充分生产和调配资源。只有不断进行新产品的研发，不断采用新技术，增强产品的技术含量，才能使生产出的机电一体化产品在竞争激烈的国家市场中取得一席之地，增大企业的市场竞争力。

3.4 突出发展重点，实施专项发展

机电一体化产业涵盖范围非常广泛，而很多机电一体化技术研发的单位在财力、人力和物质资源等方面是有限的，不能在发展中做到面面俱到，这就需要在研发中优先考虑擅长的领域，进行产品的研发，对某一专项领域的产品进行高科技研发是很多机电研发企业发展的必由之路。

4 结语

综上所述，机电一体化技术的出现与发展是现代科技发展的必然结果，是促进机电技术的发展、产品主要结构调整和电气行业进一步完善的科技之源，是许多科学技术发展的结晶，它的核心是各种科学技术全面发展，以适应社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着科学技术的发展，机电一体化相关技术的相互融合趋势将越来越明显，机电一体化技术会有更广阔、更美好的发展前景。

参考文献

[1]刘伟鹏.对机电一体化技术的发展思考[J].华东科技：学术版，2012，（10）.

[2]李娟.机电一体化技术的发展与思考[J].硅谷，2012，（11）.

[3]王龙飞，王强.关于机电一体化技术的发展与若干思考[J].中国科技博览，2013，（4）.

机电一体化技术发展趋势分析 篇7

科学技术的不断变化与发展, 极大的推动了各个学科的相互交叉与渗透, 尤其是在机械技术工程方面, 计算机技术和信息技术的广泛发展与应用更是加速了机电一体化的发展, 从而使机械工业逐渐朝着一体化的趋势发展。机械工业的使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化, 使工业生产由机械电气化迈入了机电一体化的特殊发展阶段。

严格来讲, 机电一体的发展早在20世纪60年代就已经出现了, 当时由于计算机技术和电子技术以及信息技术的快速发展极大的渗透到机械工程之中, 随着而来的便产生了新的一门科学技术———机电一体化。它沿着传统的技术发展模式不断的融入新的计算机技术和微电机技术, 以他们为依托, 综合机械技术, 将自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术相互结合在一起, 取长补短, 从系统本身理论出发, 根据各个系统功能的不同进行优化资源, 合理的使用。以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础, 对各组成要素及其间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换进行研究, 将机械系统有机的结合在一起, 系统的、有规则的进行着运作。在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

2 机电一体化的核心技术

随着高新技术的不断变化与发展, 机电一体化技术已经越来越趋于成熟, 就国内外而言, 我国是世界上拥有使用机床最大的国家, 但是相对技术而言却远远落后于发达国家, 为此, 要想改变原有的现状, 必须引进先进的技术和工艺, 加强其管理, 本文重点从以下几个方面进行简要分析与探讨, 希望对机电一体化的未来发展有一定的指导作用。

2.1 高速化

随着机床各方面的发展与进步, 原有的车床速度已经远远不能适应时代发展的需要, 为此, 我们必须提高机床的运作的速度, 以满足现代社会发展的需要。车床主轴转速有3000~4000r/min提高到8000~10000r/min;铣床和加工中心主轴转速由4000~8000r/min提高到12000~40000r/min以上;快速移动速度由过去的10~20m/min提高到48m/min, 60m/mni, 80m/min, 120m/min;在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度, 由过去一般机床的0.5G (重力加速度) 提高到1.5~2G, 最高可达15G;直线电机在机床上开始使用, 主轴上大量采用内装式主轴电机。

2.2 高精度化。

任何工艺设计和制作都需要高度的精确化, 这样才能保证其质量, 数控机床更是如此。通常情况下, 我们将机床的精确度定位在0.008左右, 但是一般的机床定位都是在0.01~0.02mm, 根本达不到这个数值, 原因有二:第一, 就是人员自身的操作不符合标准, 从而导致精确度不够精确。第二, 就是机械本身设备不符合相应的规范要求。亚微米级机床达到0.0005mm左右;纳米级机床达到0.005~0.01um;最小分辨率为1nm (0.000001mm) 。数控机床的出现, 大大提高了机床运作的效率和质量。

2.3 复合加工, 新结构机床大量出现

如5轴5面体复合加工机床, 5轴5联动加工各类异形零件。同时派生出各种新颖的机床结构, 包括6轴虚拟轴机床, 串并联绞链机床等, 采用特殊机械结构, 数控的特殊运算方式, 特殊编程要求。

2.4 数控机床的开放性和联网管理

数控机床的开放性和联网管理已是使用数控机床的基本要求, 它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段, 而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此, 计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、并行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来, 这必然成为21世纪制造业发展的一个主要潮流。

3 机电一体化技术的发展现状

3.1 国外机电一体化发展现状

机电一体化占据主导地位是制造产业发展的必然趋势, 而制造产业是整个科学技术和国家经济发展的基础工业, 因而机电一体化在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中有举足轻重的作用, 受到各工业国家的极大重视, 并给予资金支持和必要的政策优惠。

就国外而言, 机电一体化的发展大致经历了三个阶段的发展历程。第一, 在1959年以前, 这个时期电子技术的发展大大推动了机电一体化的进程与发展。很多制造产业不断的将电子技术运用于其中, 从而创造了良好的发展环境。第二, 随着各种新技术的大量涌现, 机电一体化技术也在不断的向前发展, 并结合其原有的技术, 不断开始创新, 新产品不断的涌现于市场。第三, 也是机电一体化备受关注的时期, 各国都开始探索机电一体化的工艺流程与产品技术。

3.2 国内机电一体化发展现状

就中国而言, 我国最早关注机电一体化的研究与使用, 是在1989年。国务院成立了机电一体化领导小组, 制定了各种有关机电一体化的发展规划文件。在2010年, 由于受到各个方面的影响, 我国不断的引进新的技术和工艺。在结合本国实际情况的时候, 不断的摒弃那些不好的技术措施, 在一些大的学校和大的企业进行实践研究。但由于各种原因的影响, 我国在机电一体化进程之中, 相对于国外而言, 还是比较落后的。为此, 我们必须加强其进一步的研究与发展, 以此来促进经济的发展。

4 结束语

4.1 智能化控制技术 (IC)

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点, 传统的控制技术遇到了难以克服的困难, 因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等, 智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面, 如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。

4.2 交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起着至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展, 交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性, 电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动, 数字技术的发展, 使复杂的矢量控制技术实用化得以实现, 交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎, 应用不断扩大。

摘要：随着科学技术的不断进步与发展, 计算机网络技术越来越普遍的应用于我们的现实生活之中, 机电一体化的出现是社会发展的必然趋势, 它与传统的机电技术不同, 新的机电技术结合了最新的计算机通信技术, 打破了传统意义上受时间和地域的限制, 使其在空间和时间上都更为方便快捷, 技术上更加安全可靠。为了进一步研究机电一体化的实际使用情况, 促进其进一步的完善与发展, 我们将最近的科技成果应用于机电一体化之中, 这对于机电一体化的发展而言具有很重要的意义和影响。文章重点分析了机电一体化的发展背景, 技术核心的关键内容以及结合国内外的使用情况, 阐释未来的发展方向。

浅析机电一体化技术发展趋势 篇8

关键词：机电一体化技术,产品,应用,发展趋势

“机电一体化”在国外被称为Mechatronics, 是日本人在20世纪70年代初提出来的, 它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词, 意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认, 我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术又称为机械电子技术, 是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用, 机电一体化技术获得前所未有的发展, 成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术, 目前正向光机电一体化技术 (Opto-mechatronics) (Opto-mechatronics) (Opto-mechatronics) 方向发展, 应用范围愈来愈广。

1 机电一体化技术概念

1.1 机电一体化技术的定义

机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的综合性高新技术, 是机械技术与微电子技术的有机结合。

1.2 机电一体化的相关技术

机电一体化的相关技术有:机械技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术。伺服驱动技术。

2 我国机电一体化的现状

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展应用做了大量的工作, 也取得了一定成果, 特别是在数控技术方面, 机器人方面和计算机集成制造系统方面尤为显著, 但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

3 机电一体化的重要意义

现代科学技术的不断发展, 极大地推动了不同学科的交叉与渗透, 技术融合的程度比任何一次技术革命都高, 机电一体化技术是机械学科发展的必然结果。它使古老的机械工业焕发青春, 也对社会的发展产生了极为深刻的影响。

4 发展趋势

4.1 智能化

智能化是机电一体化技术与传统的机械自动化的最主要的区别之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述, 是在控制理论的基础上, 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法, 模拟人类智能, 使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力, 以求得到更高的控制目标。随着电子计算机的快速发展, 人类不断探求利用电子计算机技能模拟人工智能, 使之能够在某些领域代替人的智能活动。人工智能技术在现代高科技的社会里是非常必要的。

4.2 模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子 (MEMS) 技术的飞速发展, 各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块, 可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。机电一体化技术的模块化是企业扩大规模, 高效稳定的生产所必不可少的。

4.3 网络化

网络技术的飞速发展, 给社会生产和生活的各个领域带来了巨大的变化。机电一体化产品中运用网络技术是必然的发展趋势。例如远程控制和监视技术, 在企业生产, 以及生活的各个领域的应用, 给人们带来便利和快乐, 其中远程控制终端就是机电一体化的产品, 现在网络的全球普及, 这项技术将会的到广泛的应用。

4.4 微型化

微型化是指机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。通常指体积不超过1立方厘米的机电一体化产品, 。微型机电一体化产具有体积小, 耗能少, 运动灵活的特点, 现在已经广泛应用到医学, 军事, 信息等领域。

4.5 环保化

现在生态资源受到严重的污染, 治理与防治同等重要, 所以机电一体化产品应该朝着这个方向发展。机电一体化的产品应具备污染少, 对人体伤害小, 资源利用率高等特点, 这样才会被社会普遍接受, 是发展的必然趋势。

4.6 系统化

系统可以灵活组态, 进行任意剪裁和组合, 同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。开放的, 多样的机电一体化产品的系统运用, 不但能提高生产的效率, 还更方便人们的生活。多种机电一体化产品系统的运用, 可以满足更所方面的需求, 努力实现不同系列机电一体化产品系统之间的兼容与并用, 这是未来的大势所趋。

参考文献

[1]张兰训, 尹志会.机电一体化技术对我国经济发展的影响[J].商业现代化, 2008.

[2]张扬林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造, 2005 (6) .

机电一体化趋势与应用研究 篇9

关键词：机电一体化趋势,应用研究

1 机电一体化的产生与应用

自1960年代以来, 使用电子技术来改善机械产品的性能, 刺激结合机械及电子产品的研究。计算机的广泛使用、电子技术的发展、通讯技术的突飞猛进都为机电一体化的开展奠定了坚实的基础。三十年前机电一体化的研究, 被世界公认, 机电一体化技术及产品有了很大的发展。国家机电一体化技术及产品给予了很多的关注和支持, 在上世纪90年代末, 并开始了一个新的时期, 智能化技术开始被引用到机电一体化的研究中, 成为机电一体化开始往深层次研究过度的时期。学科优势开始在国民经济中发挥着巨大的作用, 并被广泛的运用到机电、电气等相关的领域。

2 机电一体化产品及功能

机电一体化系统的性能特点, 利弊取决于控制系统。该控制系统不仅与微电子系统和结构, 是密切相关的控制技术。内容非常丰富的控制技术。首先, 从系统工程, 不只是研究力学系统, 电子系统, 以及各种独立的个体, 而是探索各种零件构成的最佳结合灵活的技术, 或一体化的技术, 使用有机现有的机械, 电子和信息技术, 系统工程, 使该系统达到预期目标, 根据系统的优化设计, 加工, 优化管理, 优化的最佳方式运行, 这是控制系统的技术角度。其次, 从控制论, 信息论的角度, 机电系统也必须考虑到各种子系统的设计技术和可靠运行的程度, 以及相关技术的最佳组合的信号耦合。这些技术包括接口技术, 传感器检测技术, 伺服传动技术和监测与诊断技术。综合这些技术, 如可编程控制器, 工业机器人, 柔性制造系统和计算机集成制造系统, 计算机集成制造系统典型的机电一体化设备和系统。代表的方向发展, 机电一体化技术与系统。

3 机电一体化发展趋势

智能机电一体化技术的发展在第二十一世纪的一个重要发展方向。越来越多的重要性, 人工智能研究的机电一体化建筑, 智能机器人和数控机床是一个重要的应用。智能指的是一种行为, 该机是在控制理论的基础上, 吸收了人工智能, 运筹学, 计算机科学, 数学, 心理学, 生理学, 和混沌动力学的新思想, 新的方法来模拟人类的智能, 它有能力判断推理, 逻辑思维, 自主决策, 从而获得更多的控制目标。机电产品不能完全一样的聪明人。然而, 高性能, 高速微处理器的机电一体化产品赋有人的部分职能。

模块化是一个重要的和困难的项目。机电产品类型和系列的厂家, 研发的标准机械接口, 电接口, 电源接口, 环境接口的机电一体化产品的单位是一个非常复杂, 但它是非常重要的。如发展一套减速, 智能速度控制, 电机功率的单位之一, 与视觉, 图像处理, 识别和定位功能的控制单元, 以及完整的典型操作机械设备。这种使用标准的细胞快速开发新产品, 扩大生产规模, 开发的标准, 为配合各组成部分, 单位和接口。从标准化电气产品, 系列化的好处是可以确定它是否是生产标准机电一体化装置的企业或企业生产的机电一体化产品, 规模将机电公司带来一个美好的未来。已经相当成熟的计算机网络和计算机技术对相关领域的影响是巨大的, 不可比拟的。对科学和技术领域, 和工业生产带来了巨大的变化。各种网络连接到全球经济, 生产企业之间的竞争也将是全球性的。

一旦机电一体化新产品开发, 只要其原有的功能, 质量可靠, 很快将被销往世界各地。由于网络的普及, 基于网络的远程控制和监测技术方兴未艾, 远程控制终端设备本身是一个机电一体化产品。现场总线与网络技术的家电网络化已成为一种趋势, 使用家庭网络中的各种家用电器连接到计算机中心计算机集成家电系统, 使人们在家分享各种高科技带来的便利和快乐。机电产品无疑是网络化的方向发展。小型化微型化发展的趋势, 机电一体化的发展, 微机械和微区。机电一体化产品外, 称为微机电系统 (体系) , 是指尺寸向微米, 纳米级的发展。微机电一体化产品, 体积小, 能耗低, 移动灵活, 优势十分明显。发展的瓶颈在于微机电一体化处理微机械技术, 微机电一体化产品的精细加工技术, 精密的技术, 包括光刻和蚀刻技术。

工业的发展对人们生活的改变十分明显。不只有物质方面的, 还营造了较为舒适的生活环境。但是负面的影响就是资源浪费巨大, 对生态环境造成了很大的影响。全社会提倡低碳社会, 保护生态, 营造良好的生存环境。因此产品的绿色设计应运而生, 绿色设计满足社会时代的发展, 能够创造良好的生态环境、避免资源的巨大损失。机电产品进行绿色低碳的设计, 对自然造成的影响也会被限制住, 另外还能够废物利用, 达到更好的效果。

4 煤矿机电一体化技术应用与发展

机电一体化技术将有重大影响的煤炭生产和发展方向的机械和设备。非常恶劣的工作条件的煤炭地下开采, 工作空间狭小, 共存的高浓度的灰尘和潮湿的环境, 导致劳动密集型煤矿, 矽肺病, 风湿病和其他职业病是难以从根本上消除。特别地, 水, 火, 气体和尘埃喷出爆炸和屋顶cross-fall等自然灾害将构成严重威胁生命安全的矿工。历史和现实的原因, 具有较高的文化素质的人都不想去, 工人文化素质低的知识结构。严重影响现代化的进程的采矿业。煤矿井下作业职工劳动力来源的减少。因此, 机械化和自动化的地下工作和无人驾驶的奋斗目标, 世界采矿工人, 工业机器人机电一体化技术指导和相关技术的关键是实现这一目标。地下机器人, 智能操作装置是煤矿机电一体化技术提供一个完全独立的设备, 是一个很大的贡献的采矿业。

机电一体化技术的煤矿开采提供了广阔的空间。控制大功率电力电子器件的出现代表了新的高频电力电子驱动控制的时代, 各种机电设备煤矿由于这一进展, 使设备的重量减少, 减少的体积重量的煤矿机电设备将使煤矿机电设备生产质的飞跃。中小功率机电设备, 电机驱动控制技术的进步, 使系统响应和控制精度的煤矿机电设备大大提高。交流调速也使得一个煤矿机电设备的可靠性, 成本, 灵活性大大受益, 并能起到节约能源的作用。

5 结语

人机一体化机电技术发展趋势分析 篇10

关键词：人机一体化,发展趋势,研究分析

1 研究背景

近20年来，一系列先进技术陆续兴起并获得迅速发展，主要包括电子技术、计算机技术、现代通信技术、现代控制技术、激光技术、新能源技术、新材料技术、航天技术、海洋工程技术和生物工程技术等。这些新技术在自身发展的同时，他们彼此之间，他们与传统技术之间，又相互渗透，相互结合，形成了多种复合技术，进一步推动了科技发出现了新的高潮。从五十年代末期，机械技术和电子技术结合到九十年代通信技术开始进入机电一体化领域，通信和计算机网络的发展促使了分布式的系统的形成，不少机器可以实现遥控操作。机电一体化已建立了完整的基础理论和逐渐形成了完整的科学体系。在未来的发展进程中，机电一体化领域，必会向着一个新的历史高度——人与机电一体化和谐发展的新领域而迈进。

2 人机一体化机电系统的组成

总的来说人机一体化机电系统由机械部分、动力部分、传感部分、驱动部分、执行部分、控制及信息处理部分等几大基本部分组成。

(1）机械本体部分。机械本体就像人体的身躯骨架，它是系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身、框架、机械连接等。

(2）动力部分。动力部分与人体内脏产生能量去维持生命运动一样，为系统提供能量和动力功能，驱动执行机构，使系统按照控制要求正常运行。

(3）传感部分。传感部分就像人的眼、鼻、耳、口等感觉器官，将系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变成可识别的信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。其功能一般由专门的传感器和仪器仪表完成。

(4）驱动部分。驱动部分就像人体的肌、肋、腱接受大脑指挥驱动四肢运动一样，在控制信息作用下，驱动执行机构完成各种动作和功能。

(5）执行部分。执行部分如同人的四肢由大脑支配完成各项工作任务一样，根据控制信息和指令，完成各种动作和功能。执行机构是运动部件，一般采用机械、电磁、电液等机构。

(6）控制及信息处理部分。控制及信息处理部分犹如人的大脑指挥和控制全身运动并能记忆、思考和判断问题一样，将来自各传感器的检测信息集中、存储、分析、加工，并根据信息处理的结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令控制整个系统有目的的运行。它一般由计算机、可编程序控制器、数控装置以及逻辑电路、A/D与D/A转换、I/O（输入输出）接口和计算机外部设备等组成。

3 问题的提出与解决

3.1 人与机电一体化谁为核心

工业革命导致大量传统机电设备的出现，形成了第二产业和现代文明，极大地改变了人类的生产和生活方式。人类利用机器一方面大大提高了劳动生产率和生活水平，另一方面由于人和机器共处出现了一系列问题。人要使用和操纵机器，首先要学习、了解和掌握机器，就是说人要去适应机器，要对机器友好，一句话，这时的设计是以机器为中心的。这种类型的机器有三个缺点：一是难于使用；二是人和机器要保持一定距离，人不能随便接触机器，否则容易发生危险，不是机毁，就是人伤；三是人和机器之间一般不能进行对话。为了改变这种状况，最根本的就是要以人为中心设计机器，因此提出了与人友好的机器，建立和谐的人机环境这一概念。为此，人们努力而且还在尽最大努力使机器能更好地为人类服务。而进入信息时代之后，这个问题就更加迫切了。

3.2 机电一体化技术的可能性分析

计算机的出现首先为进行人机对话提供了可能性，人工智能的进展又使机器能对人的各种要求和干预做出反应并加以适应。机电一体化系统的诞生则使机器与人友好从理想逐渐成为现实。众所周知，机电一体化系统追求机器与电子技术、计算机技术等的有机融合。由于有计算机，它能与人进行各种层次的对话。它具有不同程度的智能，有必要的传感器和灵活的执行机构，因此机电一体化系统有可能适应人的要求，做到与人友好。

3.3 人机关系

人和机器可以处于三种不同的关系之中。

(1）机器是人的操作对象。在大多数时候，机器都是作为人的操作对象而存在的。各种进行生产活动的机器、从事科学实验的仪器、各种办公设备、交通工具、家用电器等都是需要人去操作的。作为机器操作者的人这时统称之为用户。

(2）人和机器互为操作对象。医疗设备是用来为病人诊断和治疗疾病用的，这时病人就成了机器的操作对象；与此同时，医生则是医疗设备的操做着，所以医疗设备具有双重属性，即对人操作有被医生操作。

(3）人机共处协同工作。在很多情况下，都是人机共处协同工作的。例如人们驾驶飞机或汽车赴某一目的地，就是人机协同完成任务。工人用机床制作机器零件，开动收割机收割农产品，人们利用计算机打印文件等，既是人操作机器，

结语

当然，机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。但由人所控制的机电一体化科学终将是以人为本，为人服务，未来社会的发展也是朝着人与自然，人与社会和平共处的大趋势下发展前进。

参考文献

[1]陈成章.机电一体化对发射电磁波的影响分析[J].中国环境监测, 2002.

[2]徐鹏, 张建春.电磁辐射对人的危害与防护[J].中国个体防护装备, 2001 (05) :17.