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時間：2023-12-16 16:53:21
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
引言：
機(jī)電一體化技術(shù)建立在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)之上，利用機(jī)械設(shè)備的自動處理技術(shù)，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行多功能整合，有效改善設(shè)備精度、提升設(shè)備性能，使其朝著智能化的方向發(fā)展。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，促使機(jī)電一體化技術(shù)不斷的變化和發(fā)展，微電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、自動控制技術(shù)等也逐步融入到機(jī)電一體化技術(shù)當(dāng)中，但是機(jī)電一體化技術(shù)絕不是這些技術(shù)的簡單疊加，而是將這些技術(shù)有機(jī)結(jié)合，使機(jī)電一體化技術(shù)的適用范圍更加廣闊，日常生活中常見的智能洗衣機(jī)、空調(diào)、照相機(jī)等都是機(jī)電一體化產(chǎn)品的代表。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上提高了機(jī)械工程技術(shù)的效率，使機(jī)械工程的要求得以更好的滿足，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品的自動調(diào)節(jié)、控制與檢測，因此，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展越來越受到人們的重視，這項技術(shù)的未來發(fā)展前景將會越來越廣闊。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程
早在上世紀(jì)60年代末期，日本企業(yè)界就提出了“機(jī)電一體化技術(shù)”的概念，他們將這一技術(shù)取名為“Mechatronics”，即機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)融為一體。直至70年代，人們都把機(jī)電一體化看成是機(jī)械與電子技術(shù)的結(jié)合。到了20世紀(jì)80年代，信息技術(shù)開始逐步發(fā)展起來，促使微處理機(jī)的性能有所提高，為數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人以及汽車電子控制系統(tǒng)等機(jī)電一體化產(chǎn)品提供了有力的技術(shù)支持，超大規(guī)模集成電路及微型計算機(jī)的出現(xiàn)也為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，機(jī)電一體化系統(tǒng)中融入了通信技術(shù)，使得機(jī)械設(shè)備變得更加智能，便于操控。機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備的功能更加多樣，性能也有了很大程度的提升，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)、機(jī)電一體微型化方法相結(jié)合，形成了更加精密和集成的“微機(jī)電一體化”。隨著自動化技術(shù)、人工智能技術(shù)、光纖技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)逐步建立起完善的科學(xué)體系。
2.我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代，我國開始了對機(jī)電一體化技術(shù)的研究，國務(wù)院對這項技術(shù)予以高度重視，并將其列入“863”計劃的重點(diǎn)發(fā)展項目之一。為加快機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，我國提出了發(fā)展這項技術(shù)的具體實(shí)施策略，并成立了專門的研發(fā)小組，著重研究如何促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)更快的進(jìn)步。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的提高，使機(jī)械與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有機(jī)結(jié)合，尤其是電子計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)奠定了堅實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)。尤其是我國自主研發(fā)出了微型計算機(jī)以及大規(guī)模的集成電路，這為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了更為充足的條件。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，我國的機(jī)電一體化技術(shù)有了更為深入的發(fā)展，各種高科技技術(shù)逐漸被應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)的研究當(dāng)中，使機(jī)電一體化系統(tǒng)更加智能化，促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展。目前，我國已建立了計算機(jī)集成系統(tǒng)工程研究中心，很多企業(yè)通過實(shí)施計算機(jī)集成系統(tǒng)應(yīng)用示范工程獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，計算機(jī)集成系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，得到了各行各業(yè)人們的關(guān)注。另外，我國現(xiàn)在已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計制造及程序優(yōu)化等技術(shù)，能夠獨(dú)立生產(chǎn)機(jī)器人的關(guān)鍵元器件，開發(fā)出適合各行各業(yè)作業(yè)的多種機(jī)器人，為企業(yè)的發(fā)展提供了便利。
二、機(jī)電一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用對于機(jī)械產(chǎn)品的制造和加工起著非常重要的作用。就目前的狀況來看，高智能將成為機(jī)電一體化技術(shù)未來的主要發(fā)展方向，智能機(jī)器人將變得更加普及。在控制系統(tǒng)的指引下，智能機(jī)器人將會具有一定的判斷及推理能力，并根據(jù)不同指令自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識，代替人類完成一些復(fù)雜的生產(chǎn)工作，使人們得到所需產(chǎn)品的同時，提高生產(chǎn)效率。因此，高智能化將成為機(jī)電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，研究人員將會根據(jù)不同層次的需求編寫不同的控制系統(tǒng)，讓機(jī)器人可以更好的為人類的生產(chǎn)生活而服務(wù)。
機(jī)電工業(yè)的不斷發(fā)展，為人們的生活提供了極大的便利以及豐富的物質(zhì)生活，但同時也對資源進(jìn)行過度的開發(fā)，對生態(tài)環(huán)境造成了一定的惡劣影響。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，綠色生產(chǎn)、綠色產(chǎn)品越來越受到人們的歡迎。因此，未來的機(jī)電一體化技術(shù)將朝著綠色化的方向邁進(jìn)，即以減少對環(huán)境的危害或?qū)Νh(huán)境無危害為根本出發(fā)點(diǎn)，最大限度的回收與利用報廢設(shè)備及產(chǎn)品，使用更加環(huán)保的生產(chǎn)原料及生產(chǎn)技術(shù)，使研發(fā)過程及產(chǎn)品符合環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，以保證產(chǎn)品的市場價值。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起與發(fā)展推動著各行各業(yè)的發(fā)展，并且充分將全球資源整合，使企業(yè)間的競爭更為激烈。將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)當(dāng)中，不僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化設(shè)備的遠(yuǎn)程自動化控制，而且使我國對于國際上一些先進(jìn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品有了更加深入的研究，促使國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨于成熟?？梢哉f，未來的機(jī)電一體化技術(shù)將會更加網(wǎng)絡(luò)化，使機(jī)電一體化設(shè)備的無人值守運(yùn)行成為現(xiàn)實(shí)，同時也能夠讓機(jī)電一體化技術(shù)的新產(chǎn)品通過便捷的途徑得以向市場推廣。
目前我國有很多企業(yè)生產(chǎn)機(jī)電一體化的產(chǎn)品，但是由于所生產(chǎn)的產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此在生產(chǎn)過程以及以后的使用過程中難免會遇到麻煩。因此，這就要求機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)模塊化，即將這些產(chǎn)品劃分為獨(dú)立的模塊，使每個模塊可以在機(jī)械設(shè)備更好的發(fā)揮其應(yīng)有的功能，以適應(yīng)不同生產(chǎn)的需要。模塊化技術(shù)能夠在一定程度上減少產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)的成本，使不同產(chǎn)品的零部件之間實(shí)現(xiàn)通用，這對產(chǎn)品的維修性、裝配性與拓展性的提高也起著一定的促進(jìn)作用。模塊化的設(shè)計與制造也將成為未來機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，并且隨著微機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展而逐漸普及。利用這些模塊，可以方便快捷的生產(chǎn)出各種新型機(jī)電一體化產(chǎn)品。
隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，很多領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了“由大及小”的過渡，尤其是機(jī)電一體化技術(shù)，也逐漸朝著微型化方向發(fā)展。微型化，即機(jī)電一體化設(shè)備向微型機(jī)器及微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，微型化產(chǎn)品的體積小，耗能低，機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化使得其應(yīng)用范圍更加廣泛，由此來看，微機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的必然發(fā)展趨勢，具有廣闊的發(fā)展前景。
三、結(jié)論
我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展受到了國家的重視和支持，獲得了巨大的發(fā)展和進(jìn)步。但是我國的機(jī)電一體化領(lǐng)域在某些技術(shù)方面還存在著不足，與發(fā)達(dá)國家相比還存在一些差距。因此，為了使我國機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的技術(shù)占有率和核心競爭力有所提升，國家應(yīng)該繼續(xù)鼓勵機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品的開發(fā)，加大支持力度，采取有效措施提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的研發(fā)能力，以促進(jìn)我國機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1].張建寶. 淺談煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及展望[J]. 科技信息. 2013（18）
[2].胡家華. 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2011（21）
1.機(jī)電一體化現(xiàn)狀
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程，是機(jī)械工程與自動化的一種，隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(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)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。機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是放大了人的力量與范圍，更是代替了人的感官和頭腦，智能化是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。機(jī)電一體化的根據(jù)發(fā)展大體可以分為3個階段。
初級階段是20世紀(jì)60年代以前。這一階段，機(jī)電一體化的研制和發(fā)開還處于自發(fā)狀態(tài)，人們簡單的使用電子技術(shù)改造機(jī)械產(chǎn)品的性能。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭大大刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，戰(zhàn)后軍用技術(shù)轉(zhuǎn)為民用。但是受當(dāng)時的電子技術(shù)的發(fā)展水平所限，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合和滲透都處于比較低級水平。
蓬勃發(fā)展階段為20世紀(jì)70～80年代。這一階段，機(jī)電一體化在計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機(jī)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展，機(jī)電一體化的概念到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)，各國也更加關(guān)注和支持機(jī)電一體化的發(fā)展深入發(fā)展階段是在20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)開始向智能化方向邁進(jìn)，光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支，機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都被深入的研究，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)域的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了更加廣闊的發(fā)展前景。這些科學(xué)技術(shù)和研究，為機(jī)電一體化逐漸形成完整的科學(xué)體系奠定了基礎(chǔ)[3]。
我國對機(jī)電一體化的研究和應(yīng)用是從20世紀(jì)80年代初才開始的，機(jī)電一體化技術(shù)被列為“863計劃”，國務(wù)院也成立相關(guān)的小組。我國將機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向與影響納入九五規(guī)劃和發(fā)展綱要中，在我國許多高等院校、國家企業(yè)也對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了研究與應(yīng)用，當(dāng)前階段的機(jī)電一體化發(fā)展有利的提升了我國的綜合國力。
2.機(jī)電一體化的發(fā)展
2.1人工智能方面的發(fā)展
21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)一個主要發(fā)展趨向就是智能化。智能化是機(jī)電一體化技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)最根本的特征。人工智能方向的研究也越來越重視，人工智能不是要求完全達(dá)到人類的智能標(biāo)準(zhǔn)，高性能的微處理器可以使產(chǎn)品擁有部分低級智能，使其可以在某些技術(shù)方面得以應(yīng)用。外形龐大、生產(chǎn)過程連續(xù)性高以及生產(chǎn)速度快等是當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品的主要特點(diǎn)，以往的機(jī)械技術(shù)對于這些特點(diǎn)已不能很好的適應(yīng)，智能化的出現(xiàn)很好的適應(yīng)了這些方面。
2.2模塊化方面的發(fā)展
模塊化設(shè)計就是將多個要素組合在一起，構(gòu)成一個子系統(tǒng)。多個子系統(tǒng)最后又組合成為一個整體，從而生成一個新的系統(tǒng)，產(chǎn)生不同的功能。機(jī)電一體化如果能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化設(shè)計，必然大大減少設(shè)備之間的不兼容概率。如今機(jī)電一體化產(chǎn)品由于生產(chǎn)廠家很多，對產(chǎn)品的規(guī)格也無法統(tǒng)一，產(chǎn)品的多樣性造成了標(biāo)準(zhǔn)電氣、機(jī)械接口研制和開發(fā)的困難。但是對產(chǎn)品規(guī)格又很難做出嚴(yán)格的把控，由于利益關(guān)系，對產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善很難出臺。模塊化的發(fā)展可以使各部件都使用標(biāo)準(zhǔn)單元，從而為制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。產(chǎn)品的生產(chǎn)者在標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品上進(jìn)行革新從而促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，擴(kuò)大產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模[1]。
2.3網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展
世界通過網(wǎng)絡(luò)緊密地結(jié)合在了一起，人們的生活水平因網(wǎng)絡(luò)而提高，人與人之間的聯(lián)系因網(wǎng)絡(luò)而密切。網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展對各個領(lǐng)域都起了重大的推動作用，加快了我國全球化的步伐，全球的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)通過網(wǎng)絡(luò)變得緊密，同時企業(yè)競爭也變得全球化，機(jī)電一體化技術(shù)因為世界，國際間的交流與合作得到了更快的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)新的發(fā)展動態(tài)，新的成品都會通過網(wǎng)絡(luò)渠道暢銷全球，網(wǎng)絡(luò)的普及帶來了產(chǎn)品營銷方面的革命。
2.4微型化方面的發(fā)展
機(jī)電一體化發(fā)展的整體趨勢之一就是微型化。微型化起步比較晚，但其在機(jī)電一體化領(lǐng)域也算是小有成就。機(jī)械設(shè)備向微型化發(fā)展，甚至是向微電子系統(tǒng)發(fā)展是微型化的方向。微機(jī)電一體化的目前存在機(jī)電技術(shù)的瓶頸，因為機(jī)電設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，使得機(jī)電技術(shù)還不能達(dá)到與微電子技術(shù)同步，相信隨著科技的進(jìn)步，機(jī)電技術(shù)也會隨之進(jìn)步。從而使機(jī)電一體化整體的微型化水平更上一個臺階。微型化的產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運(yùn)用于軍事及醫(yī)療方面。其體積小、操作性強(qiáng)、耗能少的優(yōu)點(diǎn)使得微型化產(chǎn)品擁有廣闊的前景。
2.5綠色化方面的發(fā)展
工業(yè)的發(fā)達(dá)帶來人們生活上的巨大變化。物質(zhì)極大豐富，生活更加舒適；但由于人們過于追求經(jīng)濟(jì)效益，而不重視環(huán)境和能源問題，導(dǎo)致環(huán)境問題日益突出，能源面臨枯竭。低碳環(huán)保是當(dāng)代社會的理念，現(xiàn)代隨著人們生活水平逐漸提高，全社會都在呼吁合理利用環(huán)境資源，回歸自然。因此綠色產(chǎn)業(yè)就有更大的發(fā)展空間，綠色化產(chǎn)品也是機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。綠色產(chǎn)品消耗最少的資源，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益，造成最小的環(huán)境污染，在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的整個生命過程中，始終注重環(huán)境的保護(hù)和人類的健康，對生態(tài)環(huán)境造成的危害很小，對資源利用率極高，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化此具有很大的發(fā)展前途[2]。
3.小結(jié)
機(jī)電一體化產(chǎn)品隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個方面發(fā)揮出越來越重要的作用。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械、電子技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)技術(shù)等多種技術(shù)發(fā)展的結(jié)合的產(chǎn)物。伴隨著各種技術(shù)相互融合的趨勢越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也會推向一個新的高峰。
【參考文獻(xiàn)】
機(jī)電一體化概念
機(jī)電一體化是一項綜合的機(jī)械電子技術(shù)。其融合了機(jī)械、電工電子、微電子、信息以及傳感器技術(shù)等，并將這些技術(shù)充分地應(yīng)用到實(shí)際問題的解決當(dāng)中。
機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了智能化新階段，這說明機(jī)電一體化已經(jīng)進(jìn)入了深度發(fā)展階段。隨著光學(xué)以及通信技術(shù)的不斷融入，微細(xì)加工技術(shù)已經(jīng)成為了機(jī)電一體化中的重要技術(shù)。并且，演變出光機(jī)電一體化以及微機(jī)電一體化。另外，機(jī)電一體化建模設(shè)計、分析以及集成方法，也已經(jīng)呈現(xiàn)出深入研究趨勢。
隨著人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及光纖技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，機(jī)電一體化步入了新的發(fā)展階段。并逐步形成了完整的機(jī)電一體化科學(xué)體系。國內(nèi)對這方面的研究工作起步較晚，上個世紀(jì)八十年代才開始深入研究與應(yīng)用。隨著對其重要性認(rèn)識的不斷加強(qiáng)，2010年，國家發(fā)展綱要中對機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動向以及其深遠(yuǎn)影響進(jìn)行了充分的探索。目前，在國家政策的宏觀促進(jìn)下，我國的各大高校、研究機(jī)構(gòu)以及相關(guān)的企業(yè)集團(tuán)對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了深入的應(yīng)用與研究。不過，同歐美的一些國家相比，仍存在一定的差距有待于進(jìn)一步提高。
機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化隨著計算機(jī)信息技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，其未來將朝著數(shù)字化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。
1.數(shù)字化發(fā)展
微控制器的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，使得機(jī)電產(chǎn)品向數(shù)字化方面發(fā)展成為可能，例如：數(shù)控機(jī)床以及機(jī)器人等。并且，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬設(shè)計以及集成制造等功能的實(shí)現(xiàn)為機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計與制造數(shù)字化打下堅實(shí)基礎(chǔ)。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)，有助于遠(yuǎn)程控制以及維護(hù)的有效實(shí)現(xiàn)。
2.智能化發(fā)展
智能技術(shù)的快速發(fā)展，使得機(jī)電產(chǎn)品智能化實(shí)現(xiàn)成為了可能。具有“智能”的機(jī)電產(chǎn)品，可以擁有類似于人類的邏輯思考模式，對事物進(jìn)行簡單的推理和判斷。例如：在CNC數(shù)控機(jī)床上，配置智能輸入/輸出接口以及智能工藝數(shù)據(jù)庫，不僅能夠有效降低操作人員的工作量，還能夠降低大量的維護(hù)成本。同時，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波理論等人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，機(jī)電一體化的智能化優(yōu)勢將會越來越大。
3.模塊化發(fā)展
目前，機(jī)電一體化產(chǎn)品品種眾多。為機(jī)電一體化標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口以及環(huán)境接口集成的單元模塊提供了良好的發(fā)展前景。例如：構(gòu)建動力驅(qū)動單元，使其具有減速以及變頻調(diào)速功能?；蛘撸瑫r具備圖像處理以及識別的電機(jī)一體控制單元。
4.網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品價格日益下降，為其的普及工作帶來了便利條件。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各類遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)逐漸發(fā)展起來。其遠(yuǎn)程控制終端便是機(jī)電一體化產(chǎn)品，當(dāng)發(fā)展到一定程度時，人們可以利用家庭網(wǎng)絡(luò)對家庭中的各項電氣設(shè)備進(jìn)行計算機(jī)集中管理，進(jìn)而享受更加現(xiàn)代化的生活。
5.人性化發(fā)展
機(jī)電一體化產(chǎn)品最終的服務(wù)對象是人，在設(shè)計的過程中，為其增加類似于人類的智能以及情感等人性化特征，以便于為人類提供更加人性化的服務(wù)，是機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計需要，也是一個必然的發(fā)展趨勢。
6.微型化發(fā)展
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件等。
7.綠色化發(fā)展
綠色環(huán)保是所有工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，機(jī)電一體化也不例外。隨著科技的快速發(fā)展，人們的生活也發(fā)生了翻天覆地的變化。然而，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的狀況
1、機(jī)電一體化技術(shù)的第一階段
在二十世紀(jì)的六十年代以前被稱為第一階段。這一時期。人們開始不自覺的去利用電子技術(shù)初步的成功去補(bǔ)充和完善機(jī)械的性能。尤其是二戰(zhàn)的爆發(fā)，刺激了電子和機(jī)械的結(jié)合。戰(zhàn)后這些軍用技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)化為民用技術(shù)，使戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)迅速的恢復(fù)。但是當(dāng)時的電子技術(shù)還沒有達(dá)到一定的技術(shù)水平，電子和機(jī)械的相結(jié)合還沒有能力深入的研究和開發(fā)，而那些已經(jīng)開發(fā)出來了的產(chǎn)品也沒有辦法進(jìn)行大量的推廣。
2機(jī)電一體化技術(shù)的第二個階段
在二十世紀(jì)的七十到八十年代被稱為第二階段，同時也是最為蓬勃發(fā)展的一個階段。在這一時期，計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等都在的不斷進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)奠定了強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)。而大規(guī)模的集成電路也在迅速的的發(fā)展是機(jī)電一體化技術(shù)有了結(jié)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
3、機(jī)電一體化技術(shù)的第三個階段
到了二十世紀(jì)九十年代的后期，就是機(jī)電一體化的第三個階段，同時也開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能發(fā)展，進(jìn)而進(jìn)入了深入探索的新階段。光學(xué)和通信的技術(shù)也融入了機(jī)電一體化的技術(shù)，那些細(xì)微的加工技術(shù)也慢慢從機(jī)電一體化技術(shù)中浮現(xiàn)出來，于是就出現(xiàn)了光機(jī)電一體化與微機(jī)電一體化兩種體系。另外在對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入深入研究的同時，也為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了廣闊的發(fā)展空間。
我國是從二十世紀(jì)的八十年代才開始對機(jī)電一體化進(jìn)行研究并且開始應(yīng)用的，在制定“九五”規(guī)劃的時候考慮到了機(jī)電一體化給各個國家?guī)斫?jīng)濟(jì)上的效益和影響。許多的大專的院校及研究機(jī)構(gòu)開始對機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用做了大量的工作，并取得了一定的成果。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
1、智能化
智能化在二十一世紀(jì)對于機(jī)電一體化技術(shù)來說是一個重要的發(fā)展方向，在對機(jī)電一體化技術(shù)的研究中人工智能慢慢的得到了重視。智能化是指在控制理論的基礎(chǔ)上，接納和吸收新的思想和方式模擬人類的智能達(dá)到更高的目標(biāo)。然而使機(jī)電一體化的產(chǎn)品擁有和人類相同的智力是不可能的，也沒有必要。但是高性能的微處理器讓機(jī)電一體化的產(chǎn)品楊浦低級智能或者只是人的部分智能是完全有可能有必要的。
2、模塊化
模塊化是一項艱巨的工程，因為機(jī)電一體化的產(chǎn)品、種類太多，研制出標(biāo)準(zhǔn)的接口在機(jī)電一體化中是十分重要的事情。利用標(biāo)準(zhǔn)的單元迅速的開發(fā)新的產(chǎn)品，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這時需要制定各項的準(zhǔn)則，便于各部件、單元所匹配的接口?？梢詮膶﹄姎猱a(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化制度，對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電一體化或是生產(chǎn)一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；诉@些企業(yè)會帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
3、網(wǎng)絡(luò)化
在二十世紀(jì)的九十年代，計算機(jī)最突出的就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)的興起和發(fā)展對于大到科學(xué)技術(shù)小到日常生活都帶來了巨大的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)將全球的經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)連了企業(yè)，企業(yè)之間的競爭也實(shí)現(xiàn)了全球化、機(jī)電一體化。只要有功能獨(dú)到、性能可靠的新產(chǎn)品研制出來，馬上就在全球暢銷。網(wǎng)絡(luò)的普及讓人們在家也能享受到高科技所帶來的便捷。由此可見，機(jī)電一體化的產(chǎn)品勢必要朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向去發(fā)展。
4、微型化
二十世紀(jì)八十年代末所興起的微型化是說，機(jī)電一體化朝著微型機(jī)器‘微觀領(lǐng)域發(fā)展。而微機(jī)電一體化的產(chǎn)品有著體積小、運(yùn)動相當(dāng)?shù)撵`活、耗能少的優(yōu)勢。在醫(yī)療、信息等方面有著絕對的優(yōu)勢，
5、綠色化
隨著工業(yè)日益的發(fā)達(dá)，給人們的生活可以說帶來了翻天覆地的感覺。任何事物都存在著兩面性，在享有物質(zhì)豐富生活舒適的同時，我們的資源減少了，生態(tài)環(huán)境被污染了。便開始呼吁環(huán)保，在這種環(huán)境下綠色無污染的產(chǎn)品就產(chǎn)生了，而綠色化儼然成為了時代的一個趨勢。綠色無污染的產(chǎn)品從設(shè)計到銷毀的過程中，完全符合特定的環(huán)境要求和人類健康的要求，把對生態(tài)環(huán)境的危害降到最低。把環(huán)保的概念與機(jī)電一體化的產(chǎn)品相結(jié)合，有一定的發(fā)展前景。而綠色的機(jī)電一體化是指，使用的時候不污染環(huán)境，還可回收利用。
6、系統(tǒng)化
系統(tǒng)化所表現(xiàn)出來的重要特征之一，就是關(guān)對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的運(yùn)用開放和模式化的結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)可以隨意靈活的組成形態(tài)，并進(jìn)行任意的剪裁組合，以便于實(shí)現(xiàn)多子的系統(tǒng)控制和管理。特征之二就是通信的功能加強(qiáng)了，在未來的機(jī)電一體化會更加的注重產(chǎn)品和人之間的關(guān)系。機(jī)電一體化的人格化有兩個含義，第一個就是最終使用機(jī)電一體化產(chǎn)品的對象是人，不管在怎樣的賦予機(jī)電產(chǎn)品一體化人的情感和智能。使之人性越來越明顯，尤其是家用的機(jī)器人，最高的境界就是實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化。而另一個含義是指模仿生物的機(jī)理，從而研制出各種機(jī)電一體化的各種產(chǎn)品。實(shí)事也是如此。很多的機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受到動物的啟蒙而研究出來的。
結(jié)束語：
所以得出的結(jié)論就是機(jī)電一體化的出現(xiàn)并不是孤立存在的，它是由許多科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展所得出的結(jié)晶，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度必然的結(jié)果。機(jī)電一體化的技術(shù)將會成為二十一世紀(jì)機(jī)械工業(yè)的主角。在各個方面都可以帶來明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)上的效益。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，各個技術(shù)之間互相融合的的趨勢也隨之越來越明顯。以機(jī)械技術(shù)和微電子的技術(shù)有效的結(jié)合起來，成為機(jī)電一體化技術(shù)的主體。成為機(jī)械工業(yè)的必然發(fā)展趨勢，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將會越來越寬廣。
參考文獻(xiàn)：
[1] 田雙月.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].工業(yè)設(shè)計,2011,(6):217-218.
[2] 張葆青,閆石,陳爽等.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機(jī)床與液壓,2011,39(24):105-106,121.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2011.24.037.
關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后,刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機(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)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期,開始了機(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)入了深入發(fā)展時期。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)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果,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。機(jī)電一體化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,還將被賦予新的內(nèi)容。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(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,對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)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(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)70年代~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(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算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期,開始了機(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)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、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,更為機(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(jī)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(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作,雖然取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
(一)智能化趨勢
智能化是21世紀(jì)機(jī)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(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)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。
(二)模塊化趨勢
模塊化是一項重要而艱巨的工程。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、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)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(jī)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(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,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(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。
(三)網(wǎng)絡(luò)化趨勢
計算機(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)等領(lǐng)域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,利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。
(四)微型化趨勢
一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后,刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機(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)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期,開始了機(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)入了深入發(fā)展時期。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)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果,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。機(jī)電一體化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,還將被賦予新的內(nèi)容。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(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,對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)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(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)70年代~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(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 和微型計算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期,開始了機(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)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、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,更為機(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(jī)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(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作,雖然取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
(一)智能化趨勢
智能化是21世紀(jì)機(jī)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(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)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。
(二)模塊化趨勢
模塊化是一項重要而艱巨的工程。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、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)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(jī)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(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,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體
化單元的企業(yè)還是對生產(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。
(三)網(wǎng)絡(luò)化趨勢
計算機(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)等領(lǐng)域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)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(jī)為中心的計算機(jī) 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(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。
(四)微型化趨勢
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。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
1機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后，刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機(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)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持，20世紀(jì)90年代后期，開始了機(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)入了深入發(fā)展時期。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)電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果，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。機(jī)電一體化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，還將被賦予新的內(nèi)容。
2機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(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，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)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(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)70年代~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(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算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(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)電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、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，更為機(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(jī)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(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作，雖然取得了一定成果，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
3.1智能化趨勢。
智能化是21世紀(jì)機(jī)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(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)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。
3.2模塊化趨勢。
模塊化是一項重要而艱巨的工程。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、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)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(jī)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(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，也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(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)化趨勢。
計算機(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)等領(lǐng)域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，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。
3.4微型化趨勢。
微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。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)。
3.5綠色化趨勢。
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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(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不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、 機(jī)電一體化技術(shù)簡介
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，是在以微型計算機(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)域迅猛滲透并與機(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)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動傳遞，物質(zhì)運(yùn)動，能量變換進(jìn)行研究，使得整個系統(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，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)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。
二、 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
上世紀(jì)90年代以來，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時期。光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化的新分支。同時對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，以及學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)也為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了廣闊的發(fā)展天地。
（一）數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域
數(shù)控機(jī)床技術(shù)也是機(jī)電一體化技術(shù)的典型應(yīng)用，現(xiàn)在，我國生產(chǎn)的普通級數(shù)控機(jī)床，加工精度已經(jīng)達(dá)到5，精密級的加工中心加工精度已經(jīng)可達(dá)1，而我國自主研發(fā)的應(yīng)用于軍工等特殊領(lǐng)域的超精密數(shù)控加工，其加工精度可達(dá)0.01級別。除了加工精度的不斷提升，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展還體現(xiàn)在以下幾個方面：
1、采用多級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，增強(qiáng)系統(tǒng)的組合能力，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)互動，構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)，也方便車間管理，可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)施監(jiān)控生產(chǎn)狀況。
2、WOP技術(shù)和智能化技術(shù)的應(yīng)用，為客戶提供面向車間的編程技術(shù)，利用數(shù)控系統(tǒng)可以對加工過程進(jìn)行模擬仿真，同時在加工過程中可以在線診斷故障實(shí)現(xiàn)模糊控。
3、采用多CPU、多總線式結(jié)構(gòu)，以提高數(shù)控機(jī)床的智能化程度，提供更好的人機(jī)交互界面和更高的控制性能。
（二）計算機(jī)集成制造系統(tǒng)
計算機(jī)集成制造系統(tǒng)是指由一個多級計算機(jī)控制硬件結(jié)構(gòu)，配合一套訂貨、銷售、設(shè)計、制造和管理綜合為一體的軟件系統(tǒng)所構(gòu)成的全盤自動化制造系統(tǒng)。它是當(dāng)前世界制造業(yè)發(fā)展的最新趨勢，它的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)的生產(chǎn)部門的劃分，而實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。計算機(jī)集成制造系統(tǒng)將一件產(chǎn)品從下訂單到送到客戶手中的整個生產(chǎn)銷售過程作為管理對象，有助于實(shí)現(xiàn)全局動態(tài)的最優(yōu)綜合。
（三）工業(yè)機(jī)器人
機(jī)器人技術(shù)是典型的機(jī)電一體化技術(shù)，而隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車裝配、食品加工、計算機(jī)設(shè)備制造等各個工業(yè)領(lǐng)域之中。工業(yè)機(jī)器人的大量應(yīng)用，一方面提升了產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面使得工業(yè)品成本大幅度降低、產(chǎn)量快速升高，企業(yè)的利潤得以大幅度提升。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制等先進(jìn)算法的發(fā)展，具有多種感知能力、可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯判斷、思維與決策的智能化機(jī)器人已經(jīng)開始應(yīng)用，這類機(jī)器人可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境實(shí)現(xiàn)動態(tài)的路徑規(guī)劃，有良好的人機(jī)交互界面，可以在復(fù)雜環(huán)境中獨(dú)立行動。
三、 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，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。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
（一） 模塊化
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、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)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(jī)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(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，同時也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。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(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(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。
（二） 智能化
人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，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)、計算機(jī)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)。雖然使機(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)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。
（三）網(wǎng)絡(luò)化
伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，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)是家用電器網(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(jī)為中心的計算機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（四） 微型化
國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)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(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。
（五） 循環(huán)化
設(shè)計環(huán)境友好型的綠色機(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)品的循環(huán)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。
（六）光電化
光機(jī)電一體化技術(shù)是由光學(xué)，光電子學(xué)，電子信息和機(jī)械制造及其他相關(guān)技術(shù)交叉與融合構(gòu)成的綜合性高新技術(shù)是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。它豐富和拓寬了光機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵和外延。光機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互交叉與融合，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。，是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；光機(jī)電一體化技術(shù)是指其技術(shù)原理和使光機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)，使用和發(fā)展的技術(shù)?？偨Y(jié)：機(jī)電一體化技術(shù)對創(chuàng)新新型經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)已經(jīng)顯現(xiàn)，成為當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)的主流技術(shù)，并擁有廣闊的發(fā)展前景。我國的機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展取得了較大的成就，但是與發(fā)達(dá)國建仍有相當(dāng)大的差距，機(jī)電一體化技術(shù)是各種高新技術(shù)的升華，需要多學(xué)科、多技術(shù)和多機(jī)構(gòu)的共同結(jié)合與努力才能不斷提高其應(yīng)用水平。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、前言
隨著我國科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)越來越受到企業(yè)及科研人員的重視，本文就該部分內(nèi)容進(jìn)行了探討。
二、機(jī)電一體化的內(nèi)容
1.機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā),應(yīng)用機(jī)械、電子等有關(guān)技術(shù),使機(jī)械、電子有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體最優(yōu)的綜合性技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù),主要包括技術(shù)原理和使用機(jī)電一體化產(chǎn)品(或系統(tǒng))得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是一個技術(shù)群(族)的總稱。
2.機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)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,機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)。主要是指機(jī)械系統(tǒng)(或部件)與微電子系統(tǒng)(或部件)相互置換和有機(jī)結(jié)合,從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品,有良好的人機(jī)協(xié)作關(guān)系。一個機(jī)電一體化的系統(tǒng)主要是由機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機(jī)這5個要素構(gòu)成。
3.機(jī)電一體化工程(機(jī)械電子工程)是機(jī)械工程與電子工程的綜合集成,即給定機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)“目的功能”與“規(guī)格”后,機(jī)電一體化技術(shù)人員利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計、制造的整個過程體系。機(jī)電一體化工程是系統(tǒng)工程在機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)中的具體應(yīng)用。
4.機(jī)電一體化思想體現(xiàn)了“系統(tǒng)設(shè)計原理”和“綜合集成技巧”。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。從某種意義上講、機(jī)電一體化思想相當(dāng)于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機(jī)一體化、機(jī)電液一體化、科工貿(mào)一體化、人機(jī)一體化等技術(shù)及其產(chǎn)品。
20世紀(jì)80年代中期以來,計算機(jī)特別是微型計算機(jī)已日益廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的控制,使機(jī)、電有機(jī)地結(jié)合,發(fā)展成機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,給機(jī)械行業(yè)帶來了顯著的效益,提高了生產(chǎn)率,提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,降低了原材料消耗,節(jié)約了能源,減輕了操作工人的勞動強(qiáng)度,增強(qiáng)了企業(yè)在市場中的競爭力?！皺C(jī)電一體化”是微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的綜合性高新技術(shù),是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。
三、機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計原理
從方法學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)遵循以下設(shè)計原理：
1.整體最優(yōu)化原理
機(jī)電一體化技術(shù)要求從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合機(jī)械技術(shù)和信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)化。其實(shí),“最優(yōu)化原理”是人類進(jìn)行科學(xué)技術(shù)活動的基本思想動力?！熬媲缶笔沁@一思想的生動描述。人們?yōu)檫_(dá)到一定的目標(biāo),采用直接或間接的方法求得達(dá)到該目標(biāo)的最佳途徑。這里強(qiáng)調(diào)“整體最優(yōu)化”,正是運(yùn)籌學(xué)思想在機(jī)電一體化技術(shù)中的體現(xiàn)。
2.智能化原理
這是機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械自動化技術(shù)的主要區(qū)別之一,也是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。關(guān)于“智能”的定義。目前尚無確切和統(tǒng)一的說法。但是,它首先是對人類行為的描述。“智能”主要概括出人類有以下能力:感知能力;記憶能力;思維能力―包括形成概念的能力、判斷能力、推理能力。
我們這里所說的“智能化”。是對機(jī)器行為的描述,是“仿人智能”,或者稱之為“人工智能”(artificialintelligence)。具體地說,智能化就是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)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,以求得到更高的控制目標(biāo)。
3.仿生原理
如果說智能化是“仿人智能”,那么“仿生”便是對所有生物行為的模仿。生物世界是億萬年生物進(jìn)化的結(jié)果,是“適者生存”這條自然規(guī)律“精雕細(xì)刻”的結(jié)果,是人類的學(xué)習(xí)寶庫?，F(xiàn)代信息技術(shù)和機(jī)械技術(shù)使這一“模仿”比較容易,成為可能。
4.柔性化原理
也可稱之為“軟化原理”。由于使用了微電子技術(shù),可以而且應(yīng)當(dāng)盡量用軟件功能代替硬件功能。因為“軟化”可以使機(jī)械系統(tǒng)近乎完全“貼近”實(shí)際工況的需要,極大地提高產(chǎn)品的性能。例如,加工中心機(jī)床、電梯的“加減速無感控制”、汽車發(fā)動機(jī)的電噴技術(shù)、汽車的防抱死裝置… ,都廣泛地采用了軟件控制原理。
四、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
在人們的日常生活當(dāng)中,自動機(jī)械、信息處理設(shè)備、辦公室設(shè)備、車輛電子設(shè)備、醫(yī)療器械、光學(xué)裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機(jī)電一體化系統(tǒng)都離不開執(zhí)行元件為其提供動力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的,因此需要一個驅(qū)動部件。該驅(qū)動部件在電子控制裝置的控制下,接收指令,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,從而得到目標(biāo)輸出。對于精密傳動來說,需要在執(zhí)行元件輸出終端進(jìn)行傳動測量,如測量其位置、速度、加速度,同時將所測得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置,讓其進(jìn)行比較,進(jìn)行誤差修正控制,最終實(shí)現(xiàn)精密傳動。
當(dāng)有多個執(zhí)行元件,其輸出動作規(guī)律各不相同時,一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來考慮其控制的形式,另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒有聯(lián)系,可以讓它們單獨(dú)來工作,也可以通過構(gòu)建PC機(jī)上位控制來統(tǒng)一管理。若工作聯(lián)動內(nèi)容經(jīng)常變化,就應(yīng)該構(gòu)建一個可以直接識別聯(lián)動輸出的軟件,將聯(lián)動輸出寫入軟件當(dāng)中,讓其直接轉(zhuǎn)化為控制程序,這樣就能靈活地應(yīng)對動作輸出的需求。
五、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計算機(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。進(jìn)入 21 世紀(jì),在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向中,最主要的是:智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化,下文對此略加探討:
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)、計算機(jī)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(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)品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
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;而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路. 如虛擬設(shè)計、計算機(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.網(wǎng)絡(luò)化
20 世紀(jì) 90 年代,計算機(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)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliancesystem, CIAS),使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此, 機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
六、結(jié)束語
只有加強(qiáng)對機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的研究，才能使機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的研究。
參考文獻(xiàn)：
1 引言
機(jī)電一體化技術(shù)有效地結(jié)合了機(jī)械技術(shù)和自動化控制技術(shù)，促進(jìn)了現(xiàn)代軍事裝備的發(fā)展[1]。隨著現(xiàn)代科技進(jìn)步，軍事裝備設(shè)計及生產(chǎn)中要充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢，推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，使我國軍事裝備行業(yè)取得較好的發(fā)展態(tài)勢[2]。由于軍事裝備有著特殊要求，在軍事裝備設(shè)計及制造中都對機(jī)電一體化技術(shù)有著諸多要求，這就需要加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的研究，不斷地的在軍事裝備行業(yè)推廣該技術(shù)的應(yīng)用[3]。本文主要結(jié)合現(xiàn)代軍事裝備的發(fā)展，結(jié)合機(jī)電一體化的基本原理，分析了軍事裝備一體化技術(shù)及其應(yīng)用，為軍事裝備應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)提供指導(dǎo)。
2 現(xiàn)代軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)
現(xiàn)代軍事裝備在新世紀(jì)呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，對裝備的各項指標(biāo)有了新的要求。機(jī)電一體化技術(shù)能夠提升軍事裝備的先進(jìn)性，在軍事裝備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)：
（1）自動化
由于軍事裝備運(yùn)行涉及復(fù)雜的操作過程，并且對于操作人員的操作技術(shù)有著嚴(yán)格要求。采用機(jī)電一體化技術(shù)避免了人為操作技術(shù)的影響，使軍事裝備在運(yùn)行中采用預(yù)定設(shè)計的程序，達(dá)到自動化運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
（2）高可靠性
由于軍事裝備對可靠性有著嚴(yán)格要求，可靠性直接決定了軍事裝備的實(shí)戰(zhàn)性能。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠保證裝備的正常運(yùn)行，由于在操作中應(yīng)用各種電子控制設(shè)備，改變了傳統(tǒng)采用線路控制的局面，就可以在很大程度上簡化軍事裝備的控制結(jié)構(gòu)，提高其自身可靠性。
（3）高準(zhǔn)確性
由于采用諸多輔助工作系統(tǒng)，例如彈道修正系統(tǒng)，自動瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和自動跟蹤系統(tǒng)，大大提升了軍事裝備的準(zhǔn)確性，保證其在工作中保持良好的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。機(jī)電一體化技術(shù)為現(xiàn)代軍事裝備提供了模塊化的功能輔助，增加其工作準(zhǔn)確性。
3 現(xiàn)代軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用分析
機(jī)電一體化技術(shù)是在現(xiàn)代軍事裝備中應(yīng)用主要包括裝備生產(chǎn)控制和武器裝備性能，具體內(nèi)容如下：
3.1 軍事裝備生產(chǎn)機(jī)電一體化分析
裝備生產(chǎn)水平?jīng)Q定了軍事裝備實(shí)際性能，加工生產(chǎn)也是現(xiàn)代裝備的核心環(huán)節(jié)。為了提高生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的人為操控，具體包括：
（1）生產(chǎn)工藝控制分析
在進(jìn)行生產(chǎn)先進(jìn)裝備零部件時，利用自動生產(chǎn)規(guī)劃，建立自動化的生長線，實(shí)現(xiàn)物料的自動傳輸，在特定的位置進(jìn)行監(jiān)控物料傳輸，并相應(yīng)的按照生產(chǎn)工序啟動和停止相關(guān)操作。在生產(chǎn)系統(tǒng)組態(tài)、PLC配置、元器件選型等方面要準(zhǔn)確合理，充分發(fā)揮PLC、計算機(jī)的功能，大力應(yīng)用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)。
（2）加工控制參數(shù)分析
機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)ο到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。具體包括：第一，溫度控制。溫度傳感器能夠收集溫度信息，利用PLC的模擬量模塊，通過PID調(diào)節(jié)輸出信號給調(diào)功器；第二，液位控制。PLC通過液位變送器采集現(xiàn)場水位信號，將其傳送給相應(yīng)控制電磁閥。第三，真空控制。在線檢測和LCD組態(tài)畫面顯示真空度，采用現(xiàn)場及遠(yuǎn)控操作方式實(shí)現(xiàn)真空泵的啟/?？刂?。
3.2 軍事裝備功能機(jī)電一體化分析
現(xiàn)代軍事裝備呈現(xiàn)高度的自動化，這與應(yīng)用機(jī)電一體化有著密切關(guān)系。在軍事裝備設(shè)計中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)主要包括：
（1）彈藥自動填充系統(tǒng)
現(xiàn)代軍事裝備強(qiáng)調(diào)彈藥的自動填充，實(shí)現(xiàn)不同型號和不同數(shù)量彈藥的快速傳遞，達(dá)到在戰(zhàn)場把握戰(zhàn)機(jī)的目的。在武器裝備設(shè)計中就需要根據(jù)功能設(shè)計相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行彈藥分類、傳輸和填充。
（2）自動導(dǎo)向系統(tǒng)
針對遠(yuǎn)程性打擊武器，往往需要精確制導(dǎo)，這就要求導(dǎo)彈發(fā)射機(jī)構(gòu)必須能夠建立自動導(dǎo)向系統(tǒng)，依靠衛(wèi)星發(fā)射信號執(zhí)行相應(yīng)的動作。武器自動導(dǎo)向系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行精密調(diào)節(jié)，控制各個機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到精確打擊的要求。
（3） 自動化裝備
隨著現(xiàn)代武器的發(fā)展，自動化裝備成為部隊發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，例如，無人機(jī)偵探，自動化機(jī)器人，自動化運(yùn)輸裝置等。這些裝備均是依靠機(jī)電一體化技術(shù)，按照設(shè)計的功能完善部隊作用，提高部隊的戰(zhàn)斗能力。
4 結(jié)束語
機(jī)電一體化技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代裝備技術(shù)發(fā)展，使武器裝備呈現(xiàn)高程度的自動化。同時，在生產(chǎn)現(xiàn)代裝備中，機(jī)電一體化技術(shù)能夠保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量。軍事裝備必須緊密結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)，將最新的研究成果應(yīng)用到武器裝備。
參考文獻(xiàn)
