時(shí)間：2023-08-27 15:04:37
導(dǎo)語：在機(jī)電一體化前途的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；基本概念；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展方向
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段?！皺C(jī)電一體化”意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認(rèn)，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機(jī)電一體化技術(shù)基本概念
機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)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(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)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(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)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(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。
二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1、機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)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(shí)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(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)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(jì)算機(jī)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(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4、自動(dòng)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(jì)，設(shè)計(jì)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(bǔ)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
1、數(shù)控機(jī)床問世：自從1952年美國第1臺(tái)數(shù)控銑床問世至今已50個(gè)年頭。我國數(shù)控機(jī)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(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3、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(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
四、機(jī)電一體化的發(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(jī)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(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，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(jī)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
1、智能化：是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)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(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3、自動(dòng)化：所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。
4、綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、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(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；自動(dòng)控制技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化的外文名詞是Mechantronics，起源于日本，是取英語Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示機(jī)械學(xué)與電子學(xué)兩種學(xué)科的綜合。目前，國內(nèi)外對(duì)機(jī)電一體化的涵義有各種各樣的認(rèn)識(shí)，其各自的出發(fā)點(diǎn)和著眼點(diǎn)不盡相同，再加上機(jī)電一體化本身的涵義還在隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷被賦予新的內(nèi)容。機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，不斷地推動(dòng)不同學(xué)科的交叉和滲透，從而導(dǎo)致整個(gè)工程領(lǐng)域的技術(shù)革命。
1.機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)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(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)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)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。機(jī)電一體化涵蓋技術(shù)和產(chǎn)品兩個(gè)方面，只是機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械。機(jī)電一體化系統(tǒng)由若干具有特定功能的機(jī)械和電子要素組成的有機(jī)整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能。
2.我國機(jī)電一體化的現(xiàn)狀
世界范圍內(nèi)機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。第一階段也稱為初級(jí)階段。20世紀(jì)60年代以前由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)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(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。第三階段，20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。
計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床（CNC）是一種由計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ秒娮佑?jì)算裝置控制的高效自動(dòng)化機(jī)床。它綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測量和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的最新成就，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是機(jī)床發(fā)展的必然趨勢(shì)。
汽車的機(jī)電一體化中心內(nèi)容是以微機(jī)為中心通過自動(dòng)控制來改善汽車的性能，增加汽車的功能，實(shí)現(xiàn)汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛的安全性、可靠性、操作方便和舒適性。近幾十年，國際各大汽車公司都加大了對(duì)汽車機(jī)電一體化的研究，使其發(fā)展有了質(zhì)的飛躍。
工業(yè)機(jī)器人（IR）一般應(yīng)由機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)等組成，是一種能模擬人的手、臂的部分動(dòng)作，按照預(yù)定程序、軌跡及其要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操作工具的自動(dòng)化裝置，是具有發(fā)展前途的機(jī)電一體化典型產(chǎn)品。
3.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
3.1自律分配系統(tǒng)化
未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
3.2系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放和模塊化的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組套，進(jìn)行任意裁減和組合，同時(shí)要求實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)系列控制功能的NC系統(tǒng)。表現(xiàn)特征之二是通話功能的大大加強(qiáng)，即網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)。
3.3人工智能化
這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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)。高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.4全息系統(tǒng)化
機(jī)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。其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也由簡單的“從上到下”的形勢(shì)而變?yōu)閺?fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
3.5綠色化
環(huán)境、資源、人口是當(dāng)今人類社會(huì)面臨的三大主題。
3.6微型機(jī)電化
微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)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。
3.7面向21世紀(jì)的制造模式
一次制造成功，采用成組技術(shù)和分組作業(yè)方式，按質(zhì)、按量、按時(shí)完成，做到零廢品、零庫存、零設(shè)備故障、零環(huán)境污染，從以“技術(shù)”為中心向以“人”為中心轉(zhuǎn)變，從“金字塔式多層次管理”向“網(wǎng)絡(luò)式管理”、由順序工作方式向并行工作方式、由固定組織
加工向敏捷制造加工轉(zhuǎn)變。
4.結(jié)語
機(jī)電一體化的出現(xiàn)并不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念正在發(fā)生著革命性的變化。21世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)將扮演機(jī)械工業(yè)的主角，與機(jī)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(shì)將越來越明顯。我國可以利用后發(fā)的成本優(yōu)勢(shì)和廣闊的市場潛力，用全新的方式和更短的時(shí)間研發(fā)更多具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 發(fā)展過程 發(fā)展趨勢(shì)
一、前言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不同學(xué)科的交叉與滲透也越來越廣泛，注定了各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)革命與發(fā)展。在機(jī)械工程領(lǐng)域中，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系等發(fā)生了翻天覆地的變化，從而將工業(yè)生產(chǎn)由"機(jī)械電氣化"帶入了"機(jī)電一體化"為特征的發(fā)展階段。
二、概述
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)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(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)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，還將會(huì)被賦予新的內(nèi)容。但是它的基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)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、可靠性高和低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)處于最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，就組成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或者說機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，"機(jī)電一體化"涵蓋"技術(shù)"和"產(chǎn)品"兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)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(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的本質(zhì)區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)是由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍然屬于傳統(tǒng)機(jī)械。但是發(fā)展到機(jī)電一體化階段后，其中的微電子裝置除了可以取代一些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。擁有智能化的特點(diǎn)是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的一個(gè)本質(zhì)的區(qū)別。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展過程
"機(jī)電一體化"這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)即70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將"機(jī)電一體化技術(shù)"與"機(jī)械電子學(xué)"并用，近年來"機(jī)電一體化"更流行使用。
80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。
信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了"光機(jī)電一體化"的新領(lǐng)域。
進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支"微機(jī)電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。
四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科交叉綜合的一門學(xué)科，各個(gè)學(xué)科互相促進(jìn)、互補(bǔ)不足、相互發(fā)展。專家預(yù)測，未來機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一）智能化方向
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)的研究中得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要的應(yīng)用。這里所說的"智能化"是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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，以求達(dá)到更好的控制效果。
今后的機(jī)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。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的飛速發(fā)展。
（二）光機(jī)電一體化方向
一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源、（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
（三）模塊化方向
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜而又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)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(jī)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(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各個(gè)部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，短時(shí)間內(nèi)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(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
（四）柔性化方向
未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的"冗余度"，有較強(qiáng)的"柔性"，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成"自律分配系統(tǒng)"。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的"自律性"，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有"行動(dòng)"是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
（五）網(wǎng)絡(luò)化方向
上個(gè)世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)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(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)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(jī)電一體化產(chǎn)品。現(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(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（homenet）將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（六）微型化方向
微型化興起于上世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)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。
（七）仿生物系統(tǒng)化方向
今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于"靜態(tài)"時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便"死亡"，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，但還有一段很漫長的道路要走。
（八）綠色化方向
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；而另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到了嚴(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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、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(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
（九）系統(tǒng)化方向
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(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)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(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來的。
五、結(jié)束語
綜上所述，機(jī)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(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)
[1]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.
論文摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1 機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)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(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)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)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)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(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)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(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)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(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)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(jī)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(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)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(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)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)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，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(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)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(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.2 模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)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(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)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(jī)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(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)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(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3.3 網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)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(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)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(jī)電一體化產(chǎn)品。
3.4 微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)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。
3.5 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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、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(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
3.6 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(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)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(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來的。
結(jié)語
綜上所述，機(jī)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(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)
[1]李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)．北京：科學(xué)出版社，2004．
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；發(fā)展；趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3198(2010)11-0330-01
1 機(jī)電一體化概述
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)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(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱?！皺C(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面，是一種綜合技術(shù)，這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。
2 機(jī)電一體化的核心技術(shù)
2.1 機(jī)械技術(shù)
是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)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(shí)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。
2.2 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
其中信息交換、存取、運(yùn)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(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
2.3 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(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
2.4 自動(dòng)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(jì)，設(shè)計(jì)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(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
2.5 傳感檢測技術(shù)
傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展過程
機(jī)電一體化的發(fā)展過程大體可以分為三個(gè)階段：
3.1 初級(jí)階段
20世紀(jì)60年代以前為第一階段，也稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)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(jī)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(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，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(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)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。
3.2 高速發(fā)展階段
20世紀(jì)70-80年代為第二階段，也稱為高速發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)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(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)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(jī)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(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。
3.3 智能化階段
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，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(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。
4 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、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(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下。
4.1 智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)研究中得到日益重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達(dá)到更高的控制目標(biāo)。誠然，要使機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能的和必要的。
4.2 模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜和非常重要的事。例如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)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(jī)械裝置。若能利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，也可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。但這需要制定各項(xiàng)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)的標(biāo)準(zhǔn)，但可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(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、人們?nèi)粘Ｉ?，都帶來了巨大變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠。很快就會(huì)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(jī)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(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)，將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來的便利和快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4.4 微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末。機(jī)電一體化有向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過lcm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)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。
4.5 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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用、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(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化，主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
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(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義：
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；發(fā)展過程；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)
1 機(jī)電一體化的發(fā)展過程
目前，人們普遍將機(jī)電一體化的發(fā)展概括為三個(gè)階段：一是二十世紀(jì)六十年代之前；在這之前人們開始將電子技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品上，尤其是隨著二戰(zhàn)的爆發(fā)，加快了電子技術(shù)和機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)合速度。隨后這些技術(shù)逐漸在人們的生活中得到應(yīng)用，也極大的促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是，由于電子技術(shù)并不成熟，在很大程度上限制了機(jī)電結(jié)合技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。二是二十世紀(jì)七十年代至八十年代之間；在該時(shí)期內(nèi)是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)鼎盛時(shí)期，尤其是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā)展以及應(yīng)用，以及集成電路的規(guī)?；?、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，這些技術(shù)的產(chǎn)生都為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且，機(jī)電一體化也受到了很多國家的關(guān)注，發(fā)展十分迅速。三是九十年代后期；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的成熟和在機(jī)電控制中的應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)開始向著智能化的方向發(fā)展。在這一時(shí)期，伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)體系的不斷研究和完善，在很多領(lǐng)域都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，而且光機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用也豐富了機(jī)電一體化系統(tǒng)。
我國研究機(jī)電一體化技術(shù)的時(shí)間相對(duì)較晚，是從二十世紀(jì)八十年代開始的，在經(jīng)過了幾代人的共同努力，取得了較為滿意的成果，而且在促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面也做出了巨大貢獻(xiàn)。但是，我國現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展仍然存在以下幾點(diǎn)問題：首先，機(jī)電一體化的基礎(chǔ)理論研究方面，科研力量不足，自主研發(fā)能力較差。尤其是在一些重要的機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)，和發(fā)達(dá)國家相比存在很大的差距。其次，沒有充分體現(xiàn)出一些科技含高的技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)作用并不明顯。最后，機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)計(jì)水平還需要不斷的提高。針對(duì)這三點(diǎn)問題，需要在今后的工作上有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的健康穩(wěn)步發(fā)展。
2 國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
當(dāng)前我國正處于市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機(jī)電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對(duì)待機(jī)遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當(dāng)前存在的問題無疑會(huì)有助于提高我國機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能，對(duì)于完善我們的市場經(jīng)濟(jì)制度也大有裨益。從促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)完整的機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機(jī)電一體化面臨以下兩點(diǎn)任務(wù)：其一，要進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行微電子技術(shù)改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5， 6]。
首先，在技術(shù)政策上，要對(duì)能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行限制，加快對(duì)落后產(chǎn)品的淘汰。同時(shí)，要鼓勵(lì)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)施機(jī)電一體化技術(shù)改造。其次，我國機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，發(fā)展迅速，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到，所以我們應(yīng)建立機(jī)電一體化行業(yè)“協(xié)會(huì)”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機(jī)構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目，又有助于制定出縱覽全局的“機(jī)電一體化”發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車。再次，通過“協(xié)會(huì)”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺(tái)，及時(shí)分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會(huì)上的認(rèn)知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持 “機(jī)電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時(shí)，盡管人民幣升值短期內(nèi)會(huì)減緩我國機(jī)電產(chǎn)品出口，但對(duì)技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用此時(shí)的時(shí)機(jī)，大量引進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，也是一條促使機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑。
2 機(jī)電一體化的核心技術(shù)
2.1 機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是采用鋼鐵材料為主創(chuàng)造的，為了減輕質(zhì)量，除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)外，主要應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了質(zhì)量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，在控制方面才能夠改善快速響應(yīng)特性，減少消耗能量，提高效率。
2.2 信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化是與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用分不開的。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
2.3 驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件―傳感器―電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
2.4 接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅給信息傳遞和維修帶來方便，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，正致力于發(fā)展低成本、高速串行的接口，來解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
2.5 傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 智能化
智能化是21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.2 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)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(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
3.3 微型化
微型化興起于20 世紀(jì)80 年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3 的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)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。
3.4 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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、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(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
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【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；方向
一、機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
（1）起步慢，與發(fā)達(dá)國家仍有一定差距
機(jī)電一體化的發(fā)展在國際上主要分為三個(gè)階段，二十世紀(jì)六十年代之前為第一個(gè)階段，為機(jī)電一體化的起步階段，人們開始將電子技術(shù)小范圍的在機(jī)械工程領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化帶來的便利，機(jī)電一體化取得了初步成果，二十世紀(jì)七十到八十年代為機(jī)電一體化發(fā)展的第二個(gè)階段，也就是其高速發(fā)展的階段，在這一過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)和控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展為機(jī)電一體化帶來了很大的可能性，到了八十年代，機(jī)電一體化已經(jīng)普遍被各國所接受，其產(chǎn)品也被廣泛的應(yīng)用，例如細(xì)微加工技術(shù)在機(jī)電一體化中得到實(shí)現(xiàn)，其產(chǎn)品的生產(chǎn)更加的迅速且細(xì)致，為提高生產(chǎn)效率帶來了機(jī)會(huì)，而我國也正是從二十世紀(jì)八十年代開始才關(guān)注起這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，盡管很快認(rèn)識(shí)到了機(jī)電一體化的重要作用，并迅速成立的研究小組，但是相比日本歐洲等發(fā)達(dá)國家來說，我們的起步仍然較晚，在很多技術(shù)上十分的不成熟，且機(jī)電一體化在生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用不廣泛，與其他國家仍然保持著一定的差距，使得我國的機(jī)電一體化在發(fā)展中仍然面臨著較大的問題。
（2）機(jī)電一體化成本較高
由于技術(shù)發(fā)展不完全，很多地方還不太成熟，故我國的機(jī)電一體化帶來的生產(chǎn)成本十分巨大，其產(chǎn)品取代技術(shù)含量較低，對(duì)于水電的能耗十分的高，材料的消費(fèi)也很高，且容易造成環(huán)境污染和擾民，近年來，盡管我國不斷的對(duì)工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，但是仍然存在著分工不合理且消耗成本高的現(xiàn)象，機(jī)電一體化工業(yè)尤為明顯，另外，隨著市場化的不斷發(fā)展，我國機(jī)電一體化的產(chǎn)品在國際上的競爭力仍然不太理想，眾所周知，機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)，性能好，質(zhì)量高，可是中國唯有成本低這一目標(biāo)達(dá)不到，企業(yè)缺乏生產(chǎn)成本的節(jié)制，并且造成了大量的污染，死守就業(yè)，在國際的激烈競爭中必然無法占據(jù)有利地位，又由于我國的機(jī)電一體化研究時(shí)間較短，技術(shù)不成熟，在很多方面無法滿足世界市場的需求，每年還需要從國外大量的進(jìn)口，這在很大程度上都給了我國機(jī)電一體化行業(yè)巨大的壓力。
二、未來企業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展方向
（1）加強(qiáng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一體化
縱觀現(xiàn)階段的各行各業(yè)，一個(gè)突出的特征就是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，這對(duì)于知識(shí)經(jīng)濟(jì)來說是一個(gè)十分有利的機(jī)會(huì)，而現(xiàn)如今的企業(yè)很多通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了新的突破，這對(duì)于機(jī)電一體化來說也是一個(gè)新的靈感，機(jī)電一體化盡管將電子技術(shù)融入了機(jī)械工程領(lǐng)域，但是由于技術(shù)不全面而導(dǎo)致的產(chǎn)品不成熟或者競爭力不夠的現(xiàn)象普遍存在，當(dāng)今的企業(yè)和單位應(yīng)當(dāng)不斷思考如何將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)有效的融入機(jī)電一體化的實(shí)踐中，綜合利用遠(yuǎn)程控制終端，將機(jī)電一體化帶上一個(gè)新的樓梯，使得機(jī)電一體化的產(chǎn)品不斷的進(jìn)入家庭，利用家庭網(wǎng)絡(luò)來將各種家用電器鏈接成一個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩抑芯涂梢韵硎軝C(jī)電一體化產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效結(jié)合，給生產(chǎn)和生活帶來更多的方便。
（2）提高技術(shù)，降低能耗
當(dāng)前中國的企業(yè)一個(gè)普遍的特點(diǎn)就是生產(chǎn)成本較高，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的能耗，這為中國的企業(yè)在國際市場上的競爭造成了很大的負(fù)擔(dān)，無法實(shí)現(xiàn)有效的盈利，這與企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和發(fā)展策略有著直接的關(guān)系，由于機(jī)電一體化在能耗方面的特點(diǎn)尤為顯著，作為機(jī)電一體化的企業(yè)應(yīng)當(dāng)合理制定生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，各個(gè)車間廠區(qū)積極的組織能耗降低的競賽，對(duì)于有效的降低能耗的廠區(qū)進(jìn)行有效的獎(jiǎng)勵(lì)，同時(shí)在日常的生產(chǎn)過程中積極的進(jìn)行技術(shù)的學(xué)習(xí)和探討，使得優(yōu)良的技術(shù)不僅僅在個(gè)別的廠區(qū)實(shí)施，而是在整個(gè)工廠得到普及，使得技術(shù)變?yōu)槠髽I(yè)的利潤，讓企業(yè)能夠在技術(shù)的不斷革新中獲得有利的競爭地位。
（3）響應(yīng)社會(huì)，倡導(dǎo)環(huán)保
工業(yè)化的不段發(fā)展給社會(huì)帶來的巨大的改變，同時(shí)也給環(huán)境帶來了巨大的壓力，一方面，人們的物質(zhì)生活豐富了，生活日漸舒適，但是另一方面資源不斷的減少且生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染，現(xiàn)階段全社會(huì)都在呼吁保護(hù)環(huán)境，作為對(duì)資源造成巨大壓力的機(jī)電一體化行業(yè)來說，倡導(dǎo)環(huán)保是十分有必要的，在日常的生產(chǎn)中，企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷的進(jìn)行探索和技術(shù)創(chuàng)新，力求建立一套自己的節(jié)能減排機(jī)制，同時(shí)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上也要不斷將綠色概念應(yīng)用到其中，無論是在生產(chǎn)制造還是在使用過程中都應(yīng)當(dāng)遵循綠色的觀念，符合環(huán)境保護(hù)和人類健康的標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品的材料使用上也要不斷的進(jìn)行研究和開發(fā)，同時(shí)綠色的的機(jī)電一體化，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途，也可以幫助企業(yè)在競爭上獲得有利的地位。
（4）改革創(chuàng)新，加強(qiáng)智能
機(jī)電一體化在很多的方面還存在著創(chuàng)新的余地，例如隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，智能化在也成為21世紀(jì)的一個(gè)發(fā)展的方向，人工智能在不斷的發(fā)展過程中也在機(jī)電一體化上得到了廣泛的應(yīng)用，在機(jī)床的操作，數(shù)控方面人工智能的優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)的淋漓盡致，同時(shí)仿生物系統(tǒng)化也不斷的得到了應(yīng)用，將數(shù)控操作和人工智能進(jìn)行有效的結(jié)合，利用人的生理機(jī)能去帶給機(jī)電一體化新的靈感，讓機(jī)電一體化的操作更加便利，應(yīng)用更加廣泛。
結(jié)語
通過上述分析我們不難看出機(jī)電一體化的發(fā)展不是一個(gè)獨(dú)立的過程，是歷史的必然和社會(huì)發(fā)展的結(jié)晶，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化定會(huì)向一個(gè)更高的層次發(fā)展，而公司和企業(yè)若想在此領(lǐng)域取得一定的競爭優(yōu)勢(shì)就必須從自身進(jìn)行改革和創(chuàng)新，不斷的探索新的技術(shù)，力求將機(jī)電技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，生物智能等相結(jié)合，用技術(shù)革新代替能耗盈利，讓企業(yè)在創(chuàng)新的道路上取勝。
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[關(guān)鍵詞]新時(shí)期；機(jī)電一體化；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）27-0146-01
機(jī)電一體化技術(shù)也就是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵和核心技術(shù)，在機(jī)電產(chǎn)業(yè)以及其他制造業(yè)發(fā)展中應(yīng)該得到更廣泛的應(yīng)用，也是我國今后重點(diǎn)發(fā)展方向。隨著對(duì)產(chǎn)品的更高要求，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品也就有了更高的要求，不斷朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
一、機(jī)電一體化中的關(guān)鍵技術(shù)
1、信息處理技術(shù)
信息處理技術(shù)主要是指在機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)作過程中，與設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)及功能控制相關(guān)的信息的運(yùn)算、判斷、存儲(chǔ)及分析等等。在機(jī)電一體化設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)信息處理功能的主要載具是計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的技術(shù)主要包含通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)、軟件技術(shù)與硬件技術(shù)等等。而且計(jì)算機(jī)處理裝置是機(jī)電一體化設(shè)備的核心，其對(duì)整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行有著指揮與控制的作用。所以計(jì)算機(jī)的信息處理技術(shù)應(yīng)用是機(jī)電一體化技術(shù)中最關(guān)鍵的因素。具體技術(shù)分支包含專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人工智能技術(shù)等等。
2、機(jī)械技術(shù)
機(jī)械技術(shù)是支撐機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)力量。機(jī)電一體化設(shè)備的主要功能及輔助功能多數(shù)都是借助機(jī)械技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)械控制、傳動(dòng)功能與電子技術(shù)互相融合的過程中，設(shè)備對(duì)機(jī)械技術(shù)的要求也在不斷提升。例如對(duì)傳動(dòng)精確性的要求較比以往就有了很大的提升?，F(xiàn)今機(jī)械技術(shù)的發(fā)展過程中，新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)及新原理都在不斷的被發(fā)掘與應(yīng)用，滿足了設(shè)備對(duì)重量、體積、剛度及性能等方面的需求。
3、自動(dòng)控制技術(shù)
應(yīng)用在一體化設(shè)備上的控制技術(shù)主要包含速度控制、高精度定位控制、校正、補(bǔ)償及自適應(yīng)控制等等。設(shè)備控制功能的不斷擴(kuò)展，使得設(shè)備的工作效率與精確度都在持續(xù)提升。而且通過自動(dòng)的控制，機(jī)電一體化設(shè)備在運(yùn)作過程當(dāng)中也能夠更加快速及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)的故障，并及時(shí)的進(jìn)行預(yù)警，進(jìn)而有效減少了故障造成的停機(jī)時(shí)長，讓設(shè)備的利用率有了很大的提升。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及，自動(dòng)控制技術(shù)也逐漸與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)融合在了一起，并且成為了支撐機(jī)電一體化設(shè)備的核心技術(shù)。但這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)在于對(duì)干擾的預(yù)防、對(duì)控制模型的優(yōu)化、對(duì)控制邊界條件的確認(rèn)以及控制理論的實(shí)用化與工程化等方面。
4、傳感器與檢測技術(shù)
在設(shè)備工作過程中，設(shè)備的運(yùn)作過程、運(yùn)作狀態(tài)、各項(xiàng)參數(shù)等相關(guān)的數(shù)據(jù)及信息，都要用傳感器來進(jìn)行接收，并且要通過信號(hào)檢測裝置來進(jìn)行具體的測試。之后再將信息傳送到處理裝置中，向控制裝置進(jìn)行反饋，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作過程的自動(dòng)化。現(xiàn)今的一體化設(shè)備對(duì)傳感器的精確性與實(shí)時(shí)性都有著很高的要求，并且要確保獲取信息的過程不會(huì)受到外部環(huán)境的影響。所以，為了確保傳感器能夠及時(shí)、精確的反饋信息，就要對(duì)傳感器及其信號(hào)檢測裝置進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)化。
二、新時(shí)期機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1、綠色化方向
工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著積極的影響，但在工業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)我們必須要正視的問題是社會(huì)資源的減少以及對(duì)人類賴以生存生態(tài)環(huán)境所帶來的影響。為了能夠保證工業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)，又不對(duì)人類的生存環(huán)境造成破壞，大力生產(chǎn)綠色化的產(chǎn)品是當(dāng)今全世界各國共同關(guān)注的重要問題。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色化是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化研究和開發(fā)是當(dāng)前我們需要面對(duì)和解決的重要課題。
2、智能化方向
人工智能化系統(tǒng)包括知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取三大內(nèi)容，其本質(zhì)是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)，最終是為了通過模擬人的思維方式對(duì)問題進(jìn)行分析、推理和求解。智能化其實(shí)是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在掌握控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)以及混沌力學(xué)等學(xué)科知識(shí)對(duì)機(jī)器系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程使其具有人的思維能力、判斷能力，從而能夠高效完成某個(gè)高難度生產(chǎn)操作動(dòng)作或任務(wù)。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高，將會(huì)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(dòng)，并會(huì)對(duì)制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。
3、網(wǎng)絡(luò)化方向
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)社會(huì)政治、工業(yè)生產(chǎn)、軍事、生活及科研等帶來了深刻的影響，同樣機(jī)電一體化融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等，在某種程度上分析，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的向前發(fā)展也有著舉足輕重的作用。目前，現(xiàn)場總線技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成為必然趨勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，給人們的生活增添了更多獲取和分享信息資源、節(jié)目的機(jī)會(huì)。所以機(jī)電一體化產(chǎn)品也必將向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4、人格化方向發(fā)展
人格化是機(jī)電一體化發(fā)展的重要方向，機(jī)電一體化人格化的發(fā)展主要是指機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠有效的模仿人類的生命機(jī)能，而且這整個(gè)過程當(dāng)中非常的注重人和產(chǎn)品之間的聯(lián)系，因此是一種比較適合人類操作和使用的機(jī)電一體化的產(chǎn)品，和人之間具有一種共性的存在。同時(shí)也由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終操作使用者還是人，因此其形成和產(chǎn)出的主要目的也是為了能夠有效的完成人類所需要完成的目標(biāo)和任務(wù)，所以提升機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化的過程，其實(shí)也就是以人的情感融入其中，從而真正實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化人格化的發(fā)展趨勢(shì)。
5、微型化方向發(fā)展
為了能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化發(fā)展，以此來制造出更多具有微型化性質(zhì)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，這都是未來發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，如今在這方面已經(jīng)取得了一些客觀的研究成果，然而這其中與之相關(guān)的產(chǎn)品體量仍然比較大。因此，這對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向來說，其發(fā)展趨勢(shì)必將是一些尺寸不過1立方厘米的機(jī)電一體化的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品通常都將生產(chǎn)的重點(diǎn)偏向于微米級(jí)和納米級(jí)的發(fā)展方向靠攏。正是由于微機(jī)型的機(jī)電一體化產(chǎn)品所具有的體積普遍較小，因此其所要消耗的能源也相對(duì)較少，真正運(yùn)用起來必然將十分的靈活，因此就可以利用這個(gè)特點(diǎn)真正的進(jìn)入到很多機(jī)械都無法進(jìn)入到的微型空間當(dāng)中，這就非常方便于精細(xì)化的操作過程，而這這種微機(jī)型的產(chǎn)品在生物醫(yī)療、軍事以及信息等多個(gè)方面都有著非常獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
6、模塊化
由于機(jī)電一體化裝置的制造商較多，為降低系統(tǒng)升級(jí)改造的成本，并為維修提供便利，模塊化將是一個(gè)非常有前途的研究方向。通過對(duì)功能單元進(jìn)行模塊化改造，可在需要增加或改變功能時(shí)直接將對(duì)應(yīng)的功能模塊進(jìn)行組裝或更換，即便出現(xiàn)故障，只需將損害的模塊進(jìn)行更換即可，工作效率極高，通用性的增強(qiáng)為企業(yè)節(jié)約了大量的成本。
綜上所述，隨著機(jī)電一體化的逐步發(fā)展，其在機(jī)械制造以及機(jī)電產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。機(jī)電一體化技術(shù)是在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之上進(jìn)行革新，引進(jìn)更多的現(xiàn)代元素，促使其不斷進(jìn)步和完善。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙鐵軍.試論機(jī)電一體化在煤礦開采領(lǐng)域的發(fā)展[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào).2015（02）.
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 發(fā)展 工程機(jī)械中的應(yīng)用
1.機(jī)電一體化的概述
我們所熟知的機(jī)電一體化技術(shù)就是將微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信息技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的技術(shù)。它是將機(jī)械裝置、電子設(shè)計(jì)和軟件結(jié)合起來的系統(tǒng)總稱。所以是自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備幾乎就可以說成是機(jī)電一體化設(shè)備。
現(xiàn)代的工程機(jī)械正處于一個(gè)發(fā)展時(shí)期，引入機(jī)電一體化技術(shù)，使液壓、機(jī)械和電子控制等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，極大的提高了工程機(jī)械的各項(xiàng)性能。
2.機(jī)電一體化發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)
2.1機(jī)電一體化發(fā)展?fàn)顩r大致可分為3個(gè)階段
第一階段是初期階段，指在20世紀(jì)60年代以前，這一時(shí)期，人們利用電子技術(shù)來簡單的完善機(jī)械的產(chǎn)品和性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)，更加刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，軍用技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為了民用，這對(duì)那時(shí)的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)起到了很大的作用。因?yàn)?，在那時(shí)機(jī)電結(jié)合多是自發(fā)的行為，尚未達(dá)到一定的水平，固其結(jié)合還不能夠得到廣泛而深入的發(fā)展。
第二階段是蓬勃發(fā)展的階段，指在20世紀(jì)70～80年代，這一時(shí)期，隨著計(jì)算機(jī)通信與控制技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模的集成電路迅速發(fā)展起來，這就為我們今后的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
第三階段是向智能化邁進(jìn)的新階段，指在20世紀(jì)90年代后期，在這一時(shí)期，通信與光學(xué)技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，細(xì)微的加工技術(shù)開始嶄露頭角，并出現(xiàn)了像微機(jī)電一體化和光電一體化這樣的新分支。同時(shí)，因?yàn)槿斯ぶ悄?、光纖及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得很大程度上的進(jìn)步，也為機(jī)電一體化開辟的廣闊的天地。通過對(duì)這些技術(shù)的研究，促使機(jī)電一體化逐步建立了完整的科學(xué)體系。
2.2機(jī)電一體化發(fā)展的趨勢(shì)
因?yàn)闄C(jī)電一體化是集電子、機(jī)械、光學(xué)、控制、信息、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的綜合體，它的發(fā)展與進(jìn)步是與技術(shù)的不斷創(chuàng)新分不開的。所以，其主要發(fā)展方向如下：
①模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類比較多，研發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)接口產(chǎn)品單元是非常復(fù)雜的工作。如研發(fā)智能調(diào)速、動(dòng)力及控制單元、完成典型操作的機(jī)械裝置，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元很快的開發(fā)出新產(chǎn)品，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。由于利益方面的沖突，很難制定國內(nèi)和國際之間的標(biāo)準(zhǔn)，但是可以通過組建一些比較大的企業(yè)來逐漸形成統(tǒng)一?？梢钥隙ǖ氖?，模塊化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前景。
②智能化
作為21世紀(jì)技術(shù)重要發(fā)展方向，智能化得到了更多的重視，如數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人就是智能化重要的應(yīng)用方面。我們使機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠具備與人完全相同的智能幾乎是不大可能，但高性能的微處理器使產(chǎn)品賦有低級(jí)或人的部分智能，是完全可能且是生活生產(chǎn)中完全必要的。
③網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，為網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的就是計(jì)算機(jī)技術(shù)。它不但給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)帶來了發(fā)展，而且給政治、軍事、教育乃至日常生活帶來的巨大的變化。網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)將全球經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)聯(lián)系到了一起，企業(yè)間的競爭與合作也將全球化。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)作為家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成為大勢(shì)所趨，這樣就可以享受各種高科技帶來的便利。
④微型化
它興起于20世紀(jì)80年代末，是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、能耗少、運(yùn)動(dòng)靈活的特點(diǎn)將在生物醫(yī)藥、軍事等方面帶來巨大的變革
⑤綠色化
隨著人們意識(shí)的不斷提高，保護(hù)資源環(huán)境已經(jīng)得到了越來越多的重視。綠色產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、使用和銷毀這一連串生命過程中，要符合特定的環(huán)境和健康要求。綠色化是具有很大的發(fā)展前途的。
⑥系統(tǒng)化
其表現(xiàn)特征就是系統(tǒng)體系進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)，還有就是通信功能加強(qiáng)。未來機(jī)電一體化產(chǎn)品會(huì)更加注重與人之間的關(guān)系。
3.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用
3.1機(jī)電一體化技術(shù)在旋挖鉆機(jī)上的運(yùn)用
旋挖鉆機(jī)是我國近幾年來廣泛采用的一種重要工程機(jī)械，其主要集中在大型的樁基礎(chǔ)施工中。旋挖鉆機(jī)因?yàn)槭┕r(shí)工藝較為復(fù)雜，且過程中要求的精度相對(duì)較高，所以就要引進(jìn)自動(dòng)化控制功能以提高施工時(shí)的精度和整體效率。其最常見的有兩種功能：一種是鉆孔工程自動(dòng)回位功能，一種是鉆桅自動(dòng)調(diào)垂直功能。
3.2機(jī)電一體化中的遙控技術(shù)在工程機(jī)械上應(yīng)用
隨著工程機(jī)械功能的不斷擴(kuò)展，遙控技術(shù)被運(yùn)用到了很多環(huán)境中。其很多時(shí)候是出于為了操作的便利和保護(hù)操作的人員。例如在水泥混凝土的泵車上就廣泛的采用遙控技術(shù)，還有一些小型多功能的產(chǎn)品上也有應(yīng)用到。
3.3機(jī)電一體化在路基機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用
現(xiàn)今，機(jī)械化施工已成為道路建設(shè)的行業(yè)趨勢(shì)，這就使我國道路修建事業(yè)向著現(xiàn)代化、專業(yè)化及規(guī)范化方向發(fā)展。路基工程機(jī)械化施工，就是通過合理選擇施工時(shí)的機(jī)械，科學(xué)合理的完成工程作業(yè)。對(duì)路基機(jī)械化的重點(diǎn)就是要對(duì)設(shè)備進(jìn)行機(jī)電一體化，做到機(jī)械化，要做到以下幾點(diǎn)：第一，選用合適的設(shè)備充分發(fā)揮其效率，在施工時(shí)要確保技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，做到配套機(jī)械和周圍環(huán)境要協(xié)調(diào)一致在滿足使用要求的同時(shí)減少人員工作的強(qiáng)度等等。第二，確保機(jī)械的養(yǎng)護(hù)和維修，提高機(jī)械的完整度，在設(shè)備的管理中要擁有保養(yǎng)和維修計(jì)劃，保證在機(jī)械生產(chǎn)期間能夠高效的使用。把設(shè)備生產(chǎn)使用中的運(yùn)轉(zhuǎn)效率作為關(guān)注的重點(diǎn)，要使在設(shè)備故障出現(xiàn)時(shí)對(duì)機(jī)械的影響程度達(dá)到最小。在道路路基施工中要考慮到故障機(jī)械設(shè)備對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量影響、維修費(fèi)及其影響質(zhì)量效果的程度比重。
以道路路基工程水泥混凝土攪拌設(shè)備為例，它就應(yīng)用了先進(jìn)的控制電子稱量的系統(tǒng)，這就使其稱量過程實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化，出成品料的效率和精度得到了保證。在瀝青混凝土攤鋪機(jī)中應(yīng)用了自動(dòng)找平系統(tǒng)，這就使工程質(zhì)量得到了很大程度上提高，同時(shí)在供料系統(tǒng)中引進(jìn)超聲波技術(shù)等，這些都有效的提高了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的作業(yè)質(zhì)量。還有我們所熟知的鏟運(yùn)機(jī)鏟斗刀刃、推土機(jī)鏟刀和平地機(jī)刮刀中都應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，這樣就使作業(yè)的精度和效率得到提高，有效降低了勞動(dòng)的強(qiáng)度。總之，機(jī)電一體化技術(shù)在道路路基機(jī)械設(shè)備中被廣泛的應(yīng)用，它也將受到越來越多的重視，為道路建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，而作為設(shè)備的使用者和管理者，要能夠順應(yīng)發(fā)展，學(xué)習(xí)和掌握機(jī)電一體化技術(shù)，只有這樣才能參與到現(xiàn)代化工程建設(shè)中，為建設(shè)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
4.結(jié)束語
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，各種產(chǎn)品和裝置中實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，這樣就有利于實(shí)現(xiàn)整體的優(yōu)化，提高了產(chǎn)品本身的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)產(chǎn)品的準(zhǔn)備周期，也加速了成果向商品的轉(zhuǎn)化，這樣就有利于推動(dòng)各產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革，隨著對(duì)產(chǎn)品不斷的研發(fā)和高精密儀器設(shè)備的生產(chǎn)，要求新一代的機(jī)電一體化技術(shù)朝著智能化、系統(tǒng)化、微型化等方向發(fā)展，這樣就可以為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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