時間：2023-08-07 17:30:27
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化方向，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：機電一體；選型設計；發展方向
中國機電設計邁入PLM全新階段，正挑戰著了前所未有的，不可預測的難題，一個個久戰沙場經久不衰精兵良將正褪去了昨日英雄的光環，唯有CAMEL VIEW 能夠勝任軍統三國，光復舊業的重任，此時數系科技與德國iXtronics GmbH公司攜手共同開拓機電設計領域的新篇章，CAMEL VIEW 作為機電一體化設計系統，從產品的概念設計到產品性能的測試、驗證、通過都是一體化的，流程化的、規范化的，在滿足用戶設計的前提下，數值實驗的仿真與結果的驗證無不精確化，支持復雜環境下，多工況，多耦合場設計。
一、控制系統各功能元件的選型與設計：
1、單片機 選用INTEL公司生產的8031單片機單片機，它主要通過并行8255口擔負控制系統的信號處理：接收系統對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定信號，并提供三相PWM波發生器所需要的控制信號；處理IPM發出的故障信號和報警信號；處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號；提供顯示電動執行機構的工作狀態信號；執行控制系統來的控制信號，向控制系統反饋信號。
2、三相PWM波發生器 PWM波的產生通常有模擬和數字兩種方法。模擬法電路復雜，有溫漂現象，精度低，限制了系統的性能；數字法是按照不同的數字模型用計算機算出各切換點，并存入內存，然后通過查表及必要的計算產生PWM波，這種方法占用的內存較大，不能保證系統的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號，保證微處理器有足夠的時間進行整個系統的檢測、保護、控制等功能，文中選用MITEL公司生產的SA8282作為三相PWM發生器。SA8282是專用大規模集成電路，具有獨立的標準微處理器接口，芯片內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。
3、智能逆變模塊IPM 為了滿足執行機構體積小，可靠性高的要求，電機電源采用智能功率模塊IPM。該執行機構主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機，其額定電壓為380V，功率因數為0．75。經計算可知，選用日本產的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統要求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體，并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出，是一種高性能的功率開關器件。
4、位置檢測電路 位置檢測電路是執行機構的重要組成部分，它的功能是提供準確的位置信號。關鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統的電動執行機構中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由于線性區太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點的，壽命也不可能很長，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數字式傳感器，這種傳感器是無觸點的，且具有精度高、無線性區限制、穩定性高、無溫度限制等特點。
5、電壓、電流及檢測 檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流，對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。
6、通訊接口 為了實現計算機聯網和遠程控制，選用MAX232作為系統的串行通訊接口，MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉換為RS－232標準電平，把其它微機送來的RS－232標準電平轉換成TTL電平給8031，實現單片機與其它微機間的通訊。
7、時鐘電路 時鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鐘電路DS12887。DS12887內部有114字節的用戶非易失性RAM，可用來存入需長期保存的數據。
8、液晶顯示單元 為了實現人機對話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態顯示方式。通過菜單選擇，可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數等信號進行設置或調試。并采用文字和圖形相結合的方式，顯示直觀、清晰。
9、程序出格自恢復電路 為了保證在強干擾下程序出格時系統能夠自動地恢復正常，選用MAX705組成程序出格自恢復電路，監視程序運行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變為高電平，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈沖，使單片機產生一次復位，復位結束后，又由程序通過P1． 0口向MAX705的WDI引腳發正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復電路繼續監視程序運行。
二、機電一體化的發展方向
機電一體化向智能化方向邁進.20世紀90年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。
關注六個發展方向:
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有：
1、智能化：智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。
2、模塊化：模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，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這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3、網絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system，CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
4、微型化：微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
1、機電一體化專業在機械技術、電腦技術、系統技術、自動技術、傳感技術、伺服技術等方面都有涉及，總體前景看好。
2、機電一體化又稱機械電子工程，是機械工程與自動化相互融合的一門專業。是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合。
3、機電一體化技術專業應用領域廣泛。畢業生主要可從事數控設備的維護、調試、操作、制造、安裝和營銷等技術與管理工作，就業崗位群大。該專業培養具有機械、電子、液（氣）壓一體化技術基本理論，掌握機電一體化設備的操作、維護、調試和維修，掌握應用機電一體化設備加工的工藝設計和加工工藝的基本方法和基本技能的工程技術人才。還包括電、車、鉗三種工人的職業。
（來源：文章屋網 ）
【關鍵詞】機電一體化；創新；發展；方向
機電一體化是現代科技和人類社會發展的必然結果，且隨著人們需求的不斷增長和科技的不斷進步，將會得到持續的創新和發展。當前的機電一體化融合了計算機技術、光學和電子、機械等多種先進技術，而在未來其將包含更多領域的科技，融合更多的創新技術，并朝著高效率、高質量和綠色化、可持續化的方向發展。為實現其水平的不斷提高，應當充分認識到其未來的創新發展方向，并采取相應的辦法和措施。
1 機電一體化的概念和我國發展現狀
所謂機電一體化，指的是從系統的觀點出發，將機械技術和電子技術、軟件編程技術以及自動控制技術等一系列技術進行有效組織，以實現生產的自動化、高效化和低耗化，使生產系統成為系統的工程技術[1]。我國的機電一體化伴隨著改革開放實現了迅猛發展，無論是理論知識和技術水平，都取得了重大的發展，使得生產效率大大提高，經濟效益迅猛增長。然而，與發達國家相比，仍然存在著較大的差距，仍在探索和前進的道路上。
2 機電一體化的創新方向
機電一體化在現代科技和社會需求的促使下，將會不斷融入創新技術，實現其產品的創新和改良，以滿足用戶多樣化和專業化的產品需求，提高企業的市場競爭力[2]。在產品的造型和功能上，以及材料的使用和產品控制上，都會實現巨大的創新和發展。
首先，機電一體化產品將在其造型和功能上下功夫，實現造型和功能的創新，以滿足用戶的個性化和多樣化需求。在產品造型上，將會更加美觀，符合用戶的審美需求，并與產品的功能充分結合。同時，在產品的功能上，將會更加全面和多樣，以滿足用戶不同時期的不同需求，實現產品功能的全面化和多樣化。
其次，在材料的選擇和使用上，將會采用更加適宜且綠色、輕便和性價比高的材料，并根據具體的產品進行優化選擇。納米材料、智能材料和高分子材料等作為創新性較強、且功用更高的材料，將會越來越廣泛地運用到機電一體化當中，實現量輕體小且耐損耐磨等特性，使得產品的便捷性和耐用性更高。
另外，機電一體化的產品控制上，也將融入大量的創新技術，以實現控制的便捷性、自動化和高效化。傳統的機電一體化控制需要進行人工手動控制操作，耗費大量人力，且效率不高，質量無法保證。在此基礎上進行創新，結合大量的先進技術，能夠實現其自動控制和監視，并能夠自動學習以提高控制的效率和準確性。
3 機電一體化的發展趨勢
從目前的機電一體化不斷增長的需求和人們對于生產生活的具體要求，能夠判斷出機電一體化未來的發展趨勢。主要的方向即向綠色化、智能化、網絡化和微型化發展。
首先，由于自然環境的不斷惡化，使得人們對于環境保護和資源節約更加關注和重視。機電一體化將會充分考慮到這一要求，并不斷向綠色化發展。在機電產品使用時，不會造成對自然環境的污染，且在廢棄時也能回收利用，成為綠色可回收垃圾[3]。
其次，機電一體化將會在智能技術不斷發展的促使下，變得更加智能化。智能化的機電產品，擁有觀察和推理判斷能力，并能根據具體情況采取相應的辦法和決策。智能化的產品，將大大節省人們的時間，并使得生產的效率和質量都得到有效提高。
同時，網絡化也將是機電一體化的發展方向。計算機技術的發展和普及，大大方便了人們的生產和生活。網絡技術也將運用到機電一體化當中，使得遠程控制技術和監視技術得到廣泛運用。機電產品的生產過程將會受到人們的遠程監管和控制，且人們的家庭生活也將因此而變得更加智能化和便捷化。
另外，微型化作為全球各項技術和許多行業的研究目標，也將是機電一體化未來發展的主要方向。實現機電一體化產品的微型化，能夠大大方便產品的移動和運輸，并有效節約人們的可利用空間。微型技術運用到機電一體化當中，即國外所說的電子機械系統[4]。微型機電一體化擁有體積小和耗能少等優勢，能夠廣泛運用到微型化需求較高的軍事和醫療等領域中。
4 提高機電一體化水平的辦法
機電一體化的創新和發展趨勢已經十分明顯，如何順應其發展趨勢，并采取相應的辦法和措施，以提高其發展水平，則是當前應充分關注和重視的問題。
首先，應當加強技術的研究和創新，加強基礎理論和專業技術的研究。機電一體化的發展依靠的是多學科和多專業技術的支持，將所有先進的科學技術進行系統性的有機組合，實現機電產品性能的不斷優化和產品智能化、效率化。只有保證基礎理論技術水平的提高，才能夠保證機電一體化在此基礎上進行進一步的開發和創新。
其次，應當重視機電人才的培養，為機電一體化的發展提供強大的人才保障。人才作為國家經濟建設和科技發展的重要動力，能夠為科技發展提供強大的創造力和發展力。機電一體化涉及到眾多的學科和領域，且牽涉到的科技都是世界頂尖級，對于人才知識儲備和運用能力有極高的要求[5]。應當針對機電一體化的具體要求，進行針對性的人才培養。讓其既能夠掌握機械技術，還能夠掌握計算機技術、光學和電子等多種學科知識，并將其融匯貫通，形成一套機電知識體系。
此外，應當重視產品的研發和銷售，通過市場的檢驗和用戶的體驗來實現產品有目標的升級和完善。產品能夠充分體現機電一體化的發展水平，并能夠在研發和銷售的過程中實現供需信息的準確傳遞，能夠保證機電一體化技術發展的準確性和有效性。同時，企業的發展也離不開經濟效益的提高，只有保證企業擁有較高的經濟利潤，才能夠保證其擁有充足的資金進行科學技術的研發。
5 結語
機電一體化是經濟發展和科技進步的必然結果，也是人民日益增長的物質需求的必然要求，且在此基礎上，將會繼續地發展和提高，實現更強的創新性和更高的功用性。應當充分認識到機電一體化的發展趨勢，并結合當前的發展現狀，采取相應的辦法和措施，以適應并滿足其發展的需求。應當加強技術的研究和創新，重視機電人才的培養，并加強機電產品的研發和銷售，保證機電一體化技術的發展擁有資金支持和現實依據。只有這樣，才能夠保證機電一體化能夠向著更好更快發展，為人們的生產和生活帶來更大的便利和更多的利益。
【參考文獻】
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[3]劉正明.機電一體化的發展趨勢[J].科技傳播，2012（21）.
關鍵詞： 高職機電一體化 專業機器人 課程體系
一、引言
隨著裝備制造業自動化水平的提高，越來越多的生產廠家使用工業機器人進行產品加工。以數控設備為核心的制造業正在轉型，機器人逐步成為行業應用的熱點。工業機器人是一種專門為工業領域設計的多關節機械手，能在程序的控制下完成各種復雜運動和操作。目前，工業機器人被廣泛應用于自動焊接、搬運物料、部件噴漆、表面拋光等多道工序，完成高精度的定位，適合汽車流水線、金屬制品加工、倉儲搬運等工業領域。自2005年開始，我國的工業機器人用量以每年25%以上的速度增長。到2013年，中國已成為全球最大的工業機器人消費市場之一。
工業機器人在各行各業的廣泛應用，催生了相關崗位的人才需求。工業機器人制造廠家需要大量人才從事機器人生產、安裝、調試、營銷和技術服務。工業機器人的應用企業需要大量人才從事機器人的維護保養和編程操作。為滿足機器人相關市場的技能型人才需求，部分高職高專院校在機電一體化專業的核心課程中加入“工業機器人應用”課程，開設機器人的專業方向。但是很多學校局限于原專業的體系結構，課程改革力度不大，學生不能緊密圍繞機器人的應用編程和維護保養進行學習和訓練，造成所學的知識與機器人應用維護崗位脫節的現象。因此，優化高職院校機電一體化專業機器人方向的課程體系成為人們開展高職教學研究的熱點，有效地結合江蘇無錫地區的機器人應用現狀，根據學生的崗位需求建立合理的課程體系，旨在為學生快速適應機器人相關工作崗位奠定良好的基礎。
二、專業建設總體思路
作為無錫地方高職院校的工科專業之一，機電一體化專業秉承“地方高校地方辦，辦好高校為地方”的建設理念，為無錫地區企業培養機器人應用方向的高素質技能型人才。在建設思路上，把機電一體化專業與無錫地區裝備制造業對接、專業課程體系與機器人崗位需求對接、課程內容與工作崗位的任務對接、教學的過程與崗位活動過程對接。在專業建設過程中，緊密圍繞企業的用人需求和崗位技能需求，按需求設置專業課程，重視學生在知識、技能、素質全方面提高，培養從事機器人生產、調試、安裝、維護、保養和營銷的技能型人才。在理論教學和技能培養上，建立“以電控為主、以機械為輔”、“以機器人應用為核心”的課程體系。
三、課程體系
在教學過程中，我們以機器人為專業課程載體開展“教、學、做”一體化的教學工作，在崗位基礎知識學習和訓練之上，建立“機械技術學習鏈”、“嵌入式系統學習鏈”、“自動化學習鏈”、以“機器人編程示教集訓”為核心的專業技能訓練鏈，構建“三學習一訓練”的鏈式課程體系。
1.基礎知識學習與訓練
該模塊旨在強化基礎知識的學習，培養學生機電一體化崗位的基本素質。模塊的主要課程包括：思政課、心理素質培養課、職業生涯規劃課、體育課、高等數學、英語及專業英語課、信息技術基礎課。思政課進行學生愛國主義教育，幫助學生建立正確的世界觀和方法論，培養學生遵紀守法的思想意識。心理素質培養課側重學生健康心理素質的培養，有助于形成正常的職業心理素質，以適應工作崗位需求。職業生涯規劃課程幫助學生規劃人生，開展專業相關的職業規劃教育。學校每個學期都開設體育課，鼓勵學生積極鍛煉身體，擁有健康合格的身體素質。高等數學和信息技術課程培養學生的數學基礎和計算機基礎技能，為后續專業課程的學習奠定基礎。通過英語及專業英語課程的學習，學生獲得大學英語通用能力三級證書，掌握熟練閱讀機電英語專業文獻、機電設備英文資料的能力，更好地適應合資、外資企業機電工作崗位的需求。
2.機械技術學習鏈
機械技術學習鏈旨在傳授機械原理、液壓與氣動、機制工藝方面的相關知識，培養學生機械方面的基本技能和職業素質。學生以小型智能機器人為載體，分解與裝配，學習工程圖紙的讀與繪，掌握公差與配合的基礎知識，了解機器人基本機械結構和原理。在此基礎上，以工業機器人為載體，學習機器人液壓與氣動系統的基本組成和原理，了解復雜結構與運動方式，學習機械零件與典型機構，掌握機械加工工藝的編制方法。通過理論教學與實踐教學的緊密配合，開展以“液壓與氣動”、“機械零件與典型機構”為核心的機械技術學習鏈的教學，讓學生打下扎實的機械基礎。機械技術學習鏈中主要課程的開設情況如表1所示。
3.嵌入式系統學習鏈
機器人控制器采用CPU完成各類復雜的運動控制，屬于嵌入式系統的典型應用。因此，培養機電一體化專業學生的嵌入式系統應用能力，有助于他們更好地適應機器人裝調與維護崗位。嵌入式系統學習鏈主要包含電子技術基礎、電子測量、C語言、傳感與檢測、FPGA應用、單片機應用等課程，情況如表2所述。
嵌入式系統學習鏈以機器人為載體開展教學活動。首先，學生動手裝配調試小型智能機器人（比如智能車）的電路單元，學習嵌入式系統的硬件電路原理和調試方法。在此基礎上，學生使用C語言完成智能機器人的軟件開發和升級調試，掌握嵌入式軟件開發的一般過程和規范。在教學過程中，始終圍繞機器人載體進行，融合機械基礎、電工電子、傳感器、C語言、單片機、FPGA應用等多門課程的知識和技能。在教師的引導下，學生完成基于多傳感器的智能循線機器人的裝調任務，提交制作的作品，完成以電路控制為核心的嵌入式系統學習鏈的教學過程。教學實踐表明：以小型智能機器人為項目載體開展教學，知識涉及范圍廣，動手實踐機會多，寓教于樂，有效地提高學生的學習興趣，激發他們的學習熱情，有良好的教學效果。
4.自動化學習鏈
工業機器人應用涉及電工技術、工廠電氣控制、PLC技術及應用、交流伺服、步進驅動、觸摸屏應用與組態開發等多門自動化類課程的知識和技能。所以以工業機器人為載體，進行合適的模塊分解，開展“邊講邊練，理實一體”教學，完成以電氣控制為核心的自動化學習鏈是專業課程體系的重點部分。在自動化學習鏈的課程中，工廠電氣控制、PLC技術及應用和電工電子裝配是維修電工（中級）考證的相關課程。這些課程的任課教師都具有五年以上的自動化實踐經驗，實訓環節聘請企業的能工巧匠擔任實踐教學指導。自動化學習鏈的主要課程情況如表3所述。
5.專業技能訓練鏈
在機電一體化專業的課程體系中，技能訓練部分超過總課時的50%，構成專業技能訓練鏈。這些技能訓練項目主要包括：工程制圖實訓、零件拆裝與測繪、電工技能實訓、電子裝配實訓、電氣繪圖訓練、維修電工實訓、小型智能產品裝調實訓、自動線裝調實訓和機器人編程示教集訓。在上述實訓環節中，機器人編程示教集訓培養工業機器人崗位核心技能，安排在第四學期，時間長達一個月。該實訓項目以機器人工業搬運、工業弧焊為例，采用仿真操作與實物操作相結合的方式，培養學生工業機器人的操作技能和二次開發技能。
四、結語
高職院校機電一體化專業要建立機器人方向的課程體系，必須緊密聯系機器人應用的崗位需求。在教學過程中以機器人為項目載體，在教學環節建立“機械技術”、“嵌入式系統”和“自動化”三條學習鏈，在實訓環節建立以“機器人編程示教集訓”為核心的專業技能訓練鏈。教學實踐表明，這種“三學習一訓練”的鏈式課程體系，提高了學生的崗位適應能力。
參考文獻：
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關鍵詞：機電一體化；市政工程；機電產品
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.085
0 引言
就目前來說，科學技術的發展速度已經能夠滿足不同學科的交義運用。機電一體化技術的發展就充分體現了這一發展狀態，尤其是在市政施工中的應用過程中。由于市政施工具有施工環境復雜以及建設項目多的特點，使得機電一體化的多元化作用得到了充分的發揮。文章對機電一體化技術未來發展方向進行了闡述，分析過程指出，機電一體化技術應朝著微型化、智能化、模塊化、數字化、網絡化以及人性化的開發方向發展。
1 機電一體化技術概述
就目前來說，機電一體化的運用范圍十分廣泛。其又被稱為機械電子學，主要是以微電子技術、信息技術的形式服務于機械工程領域。主要應用的機械工程領域是系統的自動化和智能化兩方面，這就意味著其是基于計算機技術、自動化技術以及傳感器技術結合而成的綜合性技術。在市政工程的施工中，機械一體化的運行好壞直接決定了實際的施工質量。從傳統的方面講，過去的市政工程機械運行都是純機械式的，這就意味著其運行比較笨重，操作也不夠便捷。隨著社會的進步，科技的發展，當將機電一體化技術應用到市政工程的建設過程中后。市政工程建設的機械化發展方向也朝著智能化、遠程控制化以及節奏緊湊化的方向邁進。這種發展狀態，不僅保證了工程的建設質量，還在一定程度上減少了機電一體化操作人員的勞動量。由此可以看出，機電一體化技術在市政工程建設過程中的應用，極大的推動了施工建設的效率[1]。此外，隨著機電一體化技術的不斷更新換代，其燃油的消耗情況也得到了有效控制。
2 機電一體化技術在市政施工中的應用
2.1 提高施工智能化
智能化控制是市政施工進行機電一體化的發展目標。具體應用過程即利用電子信息技術和機械控制技術，實現機械運行的智能化的管理。施工智能化是指，工程施工過程針對不同的情況下，可能出現的問題進行預先設計。當工程施工對系統當前的運行情況進行評估，并研究出簡單的運行模式變化規律，這就實現了機電一體化技術提高工程施工智能化的基本需求。然而，現階段，機電一體化技術應用了模糊數學、模擬智能、計算機技術以及傳感技術等，這些技術使得工程施工應用機電一體化的發展方向朝著智能化邁進。
2.2 形成作業模塊化
市政工程施工機電一體化技術的應用，其發展的前景是廣闊的，具體包括：控制和操作模式的簡化。換句話說就是智能模塊化控制的實現。這種模塊化的操作和實施就是利用某些固定的程序化模塊與特定機械設備組合相配合，以此進行特定工況下的作業，如： 鋪設瀝青的工序采用聯合瀝青攤鋪設備，在模塊化控制的情況下，可根據不同的工程需求對攤鋪設備進行模式設定，即在某個工段采用固定的速度、作業形式等。這樣在該路段就可進行無干擾的作業，同時在自動檢測系統的輔助下，可以將施工過程完全交給機械來完成[2]。
2.3 實現節能減排
機電一體化技術可以降低工程施工機械的能源消耗，而且在未來的機電一體化技術發展中將會得到進一步的提高。此外，將工程施工的機械運行實現高度智能化，可以為將機械的運行帶來多功能化發展。這樣一來，就可以利用較少數量的智能化施工機械完成大量的工程量，這無疑是對資源的最大節約。與此同時，高效的工程施工作業也在很大程度上減少了對生態環境的破壞。具體體現在減少機械設備的存放場地以及減少施工人員生活對周圍環境的影響。
3 機電一體化在未來的發展方向
由于機電一體化技術的獨特性，使其應用于工程施工時有著發展的綜合性。機電一體化作為綜合性發展的科學技術，它還能夠以不同發展的方向向前發展。具體來說，當機電一體化技術向著微型化、智能化以及模塊化方向發展時，就會使得被應用的工程項目呈現集成化建設。這是使工程項目的建設成果實現整體的模塊化，這一平臺的建成可以將機電一體化技術發揮出多項功能。在機電一體化技術的具體應用過程中，需要制造專用工具從而服務于工程項目的具體建設。而實現了模塊化的機電一體化技術，在應用于具體建設時就可以通過更換不同的模塊來進行操作。這樣一來，就可以在很大程度上擴大機電一體化產品的應用范圍。
此外，隨著信息時代的到來，人們對于快捷化、人性化服務的需求越來越高。這就要求機電一體化技術的發展，還應朝著網絡化、數字化以及人性化的方向發展邁進。機電一體化技術的數字化可以實現對機電產品的遠程控制，這就意味著其機電產品的運行是以人的意志為轉移的，從而在一定程度上使應用的工程項目更具人性化建設[3]。 對于機電一體化的網絡化發展，其可以實現了多個機電產品的聯合工作。這就可以使機電產品能夠完成一系列的復雜任務，在一定程度上降低了工作人員的勞動強度和設備的運行風險。
機電一體化技術朝著上述幾個方向發展，是未來對其進行科學技術研究的主要內容。因為這些方向可以使其應用的范圍和使用的領域更加多元化。尤其是機電產品一機多用的功能，在很大程度上減少了設備的重復使用。而且，還使能源得到了更有效的利用，所以，這是實現機電一體化產品綠色發展的重要發展方向。
4 結束語
總而言之，機電一體化技術在各個領域的應用，都在一定程度上推進了其行業的發展速度。尤其是對于市政工程的施工過程來說，由于其建設的重要性，機電產品的應用則為其帶來了快速發展的契機。所以，我們務必要順應時代科學技述的發展潮流，提高對機電一體化技術的認識。并將其投入到現代化的建設當中，使其發揮出綜合性的作用。
參考文獻：
【關鍵詞】機電一體化 應用 發展趨勢
一、機電一體化的產生與應用
20世紀60年代以來，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能，刺激了機械產品與電子技術的結合。計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。20世紀80年代末期，各國均開始對機電一體化技術給以很大的關注。20世紀90年代后期，機電一體化技術向智能化方向邁進。目前，機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。
二、機電一體化的發展現狀
機電一體化的發展大體可以分為三個階段。20世紀60年代以前為第一階段，在這一時期，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。但當時電子技術的發展尚未達到一定水平，C械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70年代～80年代為第二階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。
20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，更為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用也做了大量的工作，雖然取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發展趨勢
（一）智能化趨勢。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、計算機科學、模糊數學、生理學和混沌動力學等新思想，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力。
（二）模塊化趨勢。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。不過這樣可利用標準單元迅速開發出新產品，也可以擴大生產規模，制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。
（三）人性化。機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受。
（四）網絡化趨勢。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產等領域都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，因此機電一體化產品朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。
（五）微型化趨勢。微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微型化產品泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優勢。
（六）綠色化趨勢。科技的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的問題。綠色產品概念在這種情況下應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求。
（七）帶源化。是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
四、典型機電一體化產品的發展
目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數控機床只占約5%且大多數是普通數控（發達國家數控機床占10%）。近些年來數控機床為適應加工技術的發展，在以下幾個技術領域都有巨大進步。
（1）高速化。由于高速加工技術普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動速度由過去的10～20m/min提高到120m/min；在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達15G；
（2）高精度化。數控機床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機床達到0.0005mm左右；納米級機床達到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數控系統和機床已問世。
（3）復合加工，新結構機床大量出現，如5軸5面體復合加工機床，5軸5聯動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結構，包括6軸虛擬軸機床，串并聯絞鏈機床等。
結束語：綜上所述， 經過20多年的發展，機電一體化技術已經成為當今世界最熱門、最重要的技術發展方向之一，并影響到幾乎全部的工業行業。我國從80年代初對機電一體化技術和產品開始予以重視，先后在國家科技攻關計劃、863高科技計劃和國家自然科學基金中列專項對機電一體技術加以研究，并取得了一系列重大科技成果。1990年，國家將用電子技術改造傳統產業列為“八五”及本世紀后十年發展全民經濟的重要戰略技術措施，機電一體化技術的推廣應用已取得相當進展。
參考文獻：
[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004.
【關鍵詞】機電一體化 發展趨勢 傳感器
一、機電一體化的產生與應用
20世紀60年代以來，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能后，刺激了機械產品與電子技術的結合。計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期，機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持，20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。
二、機電一體化的發展現狀
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀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，人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70年代～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。
20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法、機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，更為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用也做了大量的工作，雖然取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發展趨勢
(一)智能化趨勢
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產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。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發出新產品，也可以擴大生產規模，制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
(三)網絡化趨勢
計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產等領域都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。現場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂，因此機電一體化產品朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。
關鍵詞：機電一體化現狀發展趨勢
隨著電子技術、機械技術、計算機技術的發展，出現了機電一體化這門發展迅猛的新技術。微電子技術以及大規模集成電路的發展又給機電一體化帶來新的生機。隨著科學技術的不斷發展，機電一體化技術還將被賦予新的內容。
一、機電一體化的概念
機電一體化是指在機構主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱，其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織結構目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。
二、機電一體化技術的現狀
歐美等發達國家對機電一體化技術研究較早。但在初期，由于電子技術發展的局限，機電一體化技術發展緩慢。隨著計算機技術、控制技術、通信技術的不斷進步和大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，機電一體化技術有了充分的基礎，得到了極大發展。到20世紀90年代以后，一方面光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；同時，由于人工智能技術、 神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步， 為機電一體化技術開辟了新的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的理論基礎，逐漸形成完善的科學體系。
我國大約從20世紀80年代初開始在機電一體化方面進行研究和應用， 國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”。在制定發展規劃和發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響，許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，并取得了可喜的成果：人工神經網絡、專家系統等研究成果不斷應用到機電一體化技術上來，數控技術、機器人和計算機集成制造系統等方面也取得了長足的進展。但是我們也清醒地看到，與日本、歐美等先進國家相比我國的機電一體化技術仍有相當差距。
三、機電一體化技術的發展趨勢
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展進步有賴于相關技術的進步。縱觀國內外機電一體化技術的發展動向，其發展的方向主要有智能化、模塊化、網絡化、微型化、人性化、綠色化。
1、 智能化
賦予機電―體化產品以某種程度的智能是機電一體化永恒的追求，智能化是機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一，也是21世紀機電一體化技術發展的主要方向。機電一體化產品智能化的途徑多種多樣，包括模糊邏輯控制技術、專家系統技術、人工神經網絡系統、智能工程等。
2、 模塊化
和其他的技術發展類似，由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但很重要的事。有了標準接口的單元，產品的兼容性大大提高，而且開發新產品的周期也會更短，這對于機電一體化企業來說是發展的必然。
3、 網絡化
20世紀90年代，計算機技術的突出成就是網絡技術。網絡的普及使得基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
4、 微型化
微型化是機電一體化向微觀領域發展的趨勢。微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMs工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種MEMs器件和系統，如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器)，各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微彈簧以及微機器人等)。
5、 人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給產品賦予人的智能、情感和人性，使產品和人之間的關系更加和諧顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，這些都對未來的機電一體化產品提出了更高的要求。
6、 綠色化
科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。機電一體化產品的綠色化主要是指在其設計、制造、使用和銷毀時都應符合環保和人類健康的要求，以求把對生態環境的危害降到最低。
四、結語
機電一體化作為高新技術的重要代表之一，是現代制造業的基礎和核心。發展以機電一體化為基礎的現代制造業將對傳統制造業的全面優化升級起到巨大的促進作用，同時也將對經濟的發展產生巨大的支撐、拉動和提升作用。在市場經濟條件下，立足技術創新和自主開發，機電一體化的發展前景必將越來越廣闊。
參考文獻：
[1]韓瑞寶.我國機電一體化技術的發展趨勢[J].應用科學，2008,(3).
[2]孟寶金.機電一體化發展現狀的分析研究[J].航海工程，2009,38(1).
[3]曲文君.機電一體化技術的發展趨勢和應用研究[J].電氣與自動化，2009,38(4).
[4]王成勤，李威，孟寶星.智能控制及其在機電一體化系統中的應用[J].機床與液壓，2008,36(8).
[5]呂長河.論機電一體化與我國的經濟發展[J].產業經濟，2008，(12).
關鍵詞：機電一體化；核心技術；發展進程；發展趨勢
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術
1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3.系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5.傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發展進程
1.數控機床問世：自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術的發展：我國的集成電路產業起步于1965年，經過30多年發展，已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。
3.可編程序控制器（PLC）的應用于工業：上世紀60年代后期，美國汽車制造業開發一種Modular DigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現場總線網絡的體系結構，采用開放的通信接口，如以太網、高速串口；采用各種相關的國際工業標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統、同一個編程系統，執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
三、機電一體化向智能化邁進
20世紀90年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有：
1.智能化：是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。
2.網絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
3.微型化：興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。
4.綠色化：機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。
5.系統化：其表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。
結束語：
當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。
參考文獻
關鍵詞：機電一體化技術、概念、特征、應用發展。
中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：
一、機電一體化的概念及特征：
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化的發展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有智能化、系統化、微型化、模塊化、網絡化和綠色化.
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的快速發展動向，機電一體化技術將朝著以下幾個方向發展
1. 智能化 智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是 21 世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系 統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體 化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能,具有某種 程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取代制造工程中人的部分腦 力勞動。
2. 系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協 調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強,一般除 R S232 等常用 通信方式外,實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來 的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智 能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的 構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
3. 微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超 過 1cm 3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、 耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操 作,故在亞微米級的機械元件。
4.模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣 接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事,它需要制訂一系列標準,以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產 企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。
5. 網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響,使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多,面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是 機電一體化產品。
6. 綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少,生態環境受到嚴重污染,于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從 設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無 危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時 不污染生態環境,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展 模式。我國發展“機電一體化”面臨的形勢和任務 機電一體化工作主要包括兩個層次 一是用微電子技術改造傳統產業 其目的 是節能、節材 提高工效 提高產品質量 把傳統工業的技術進步提高一步 二是開發自動化、數字化、智能化機電產品 促進產品的更新換代。
三．機電一體化技術的主要應用
機電一體化技術的主要應用領域越來越廣泛，主要領域和范圍在以下方面：
1. 數控機床
數控機床及相應的數控技術經過 40 年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構。 開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層 次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益。WOP 技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工 過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也 加強了 CNC 系統的控制功能。能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務 或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制 都集成到系統中去。系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系 統的能力。以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的 數控裝置。
2.計算機集成制造系統(CIMS)
CIMS 的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它 打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從 經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業 集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素 的潛力可以得到更大的發揮。
3．柔性制造系統(FMS)
柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、 料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按 照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
4． 工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人,它們只能根據示教進行重復運動,對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的 傳感元件,能獲取作業環境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進行反饋控制,表現出低級智能,已開始走向實用化;第3代機器人即智能機器人,具有多種感知功能,可進行復雜的邏輯思維、判斷和決 策,在作業環境中獨立行動,與第5代計算機關系密切。
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻
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1 機電一體化技術概述
1.1 機電一體化淵源
機電一體化作為一門新興的學科領域，其起步發展較晚。20世紀60年代以來，隨著電子技術和計算機技術的快速發展，其逐漸與傳統的機械技術交匯融合，形成了早期的機電一體化技術。此后，以微型計算機為代表的微電子技術和信息技術越來越多的向機械工業領域滲透，機械和電子已不再彼此分離。新形勢下，機電一體化技術已經廣泛應用于工業生產的各個領域。而且隨著計算機技術的迅猛發展，機電一體化技術展現了蓬勃的生命力，它代表著機械工業技術革命的前沿方向。新環境下，機電一體化技術已經綜合了機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，正朝著以實現高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面技術要求的最佳功能價值系統工程技術方向發展。
1.2 機電一體化技術現狀
機電一體化技術在一定程度上代表著一個國家在高端裝備制造業領域的技術水平。特別是隨著機電一體化越來越成為制造產業發展的主導，其在國家經濟和社會發展的基礎工業中扮演著越來越重要的角色。因此，必須對其發展給予足夠重視。目前，引領機電一體化技術發展前沿的主要是美日及西歐國家。日本在智能傳感器、智能工業機器人及柔性制造技術方面處于領先地位。而西歐則在研發集計算機輔助設計、制造、生產及管理于一體的柔性系統，以實現制造業的機電一體化。美國也在更新自己的裝備制造產業鏈，發展實現設計—生產—質量控制一體化的新型加工技術。我國作為發展中大國，與西方先進國家相比，在機電一體化技術方面存在底子薄、基礎差和發展不均衡等問題。但是經過改革開放30多年的自主創新發展，目前我國在先進數控技術、工業自動化控制儀表等多個領域實現了跨越式發展，已經達到世界先進水平。
2 新時期機電一體化技術展望
機電一體化作為一門綜合性較強、多學科領域交叉融合的學科專業，其處于制造技術的發展前沿。近些年來，在微電子技術及信息化技術的發展推動下，新時期的機電一體化技術呈現出智能化、系統化、微型化等新的發展趨勢。
2.1 機電一體化技術智能化趨勢
隨著機電一體化技術與信息技術及人工智能的深度融合，其也越來越表現出智能化的發展趨勢。特別是在工業生產加工領域，需要機器完成更加復雜困難的任務。這就要求機電產品具有一定的智能，能夠獨立的進行推理判斷、自主決策。智能化的發展主要與機器人技術聯系緊密，隨著模糊數學、神經網絡、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術的進步與發展，智能化的機械設備將更好的取代人，使社會的生產生活變得更加簡單便捷。
2.2 機電一體化系統化趨勢
機電一體化技術作為一種新興的技術，其發展不是孤立的。它是隨著社會技術進步和生產力的提高而不斷發展完善的。特別是依靠計算機技術和通信網絡技術的飛速發展，機電一體化技術能夠不斷吸收融合其他加工制造領域的先進技術，實現自身的體系化發展。未來機電一體化技術的發展將更加開放、更加靈活。通過開放式的總線結構及豐富的擴展接口，機電一體化可以將機械、動力、環境及人等各因素組合起來，形成一個系統。這將極大釋放機電一體化技術的潛力，增加其應用的對象范圍。
2.3 機電一體化微型化趨勢
微型化是機電一體化技術的另一重要發展趨勢。隨著工業生產加工質量的要求不斷提高，人們需要在微小的尺寸上進行更加精細的加工。這就要求相應的加工設備能夠微型化。同時，微型化的設備不僅占用空間小，而且能夠集成實現功能的復合擴展?？紤]到各種微型機器人在社會生產生活中的應用將更加普遍，傳統笨重的機械電子設備將朝著小型化、輕量化、多功能、高可靠性等方向發展。機電一體化中具有智能、動力、運動和感知特征的部件也將逐漸朝著微型化的方向發展。
3 結論
隨著計算機技術的飛速發展，機電一體化技術也得到了長足進步。在新時期新環境下，機電一體化技術創新發展表現出智能化、系統化和微型化的發展趨勢。相比過去，機電一體化技術未來的發展潛力巨大。
參考文獻
摘 要：現階段我國的機械制造行業發展比較迅速，尤其在新的技術應用下，對機械生產能力的提高起到了促進作用。將機電一體化應用在機械當中，是工程機械發展的趨勢?；诖耍疚闹饕蜋C電一體化的特征以及應用作用發揮加以闡述，然后結合實際對機械中機電一體化的應用和發展趨勢詳細探究。希望能通過此次對機電一體化的應用研究，對實際工程機械的發展起到促進作用。
關鍵詞：機械；機電一體化；應用
0.引言
工程機械的操作中，實現了機電一體化就能提高機械使用性能以及效率。傳統的機械使用整體效率比較低，處在當前的發展階段，傳統機械應用已經不能滿足實際的生產力需求。通過從理論層面對機械中機電一體化的應用研究，對機械產業的發展就有著積極意義。
1.機械機電一體化的特征以及應用作用發揮
1.1 機械機電一體化的特征體現
機械機電一體化的運用有著鮮明特征體現，生產能力強的特征比較突出。機電一體化目標的實現對信息自動處理的作用能充分發揮，這樣機械就能在自動化的運作能力上表現的比較強，對設備運用的靈敏度檢測也能實現。機電一體化的設備系統控制，能有效保障產品的生產效率，在產品的性能上也能保障。特征還體現在安全性方面。實現了機電一體化，就能有效保障機械的安全運行[1]。基于機電一體化系統的多樣化功能，在機械設備的運行當中自動診斷功能的發揮也比較突出，從而就提高了設備運行的安全。除此之外，機電一體化系統在使用性能上也比較強，在應用的范圍也比較廣泛。
1.2 機械機電一體化應用作用發揮
工程機械中機電一體化的應用有著諸多積極作用發揮，在監控作用方面表現的比較突出。工程機械機電一體化的電子監控系統的應用，對機械設備的運行狀態能實時性的監測，在機械出現了嚴重磨損的時候，系統的自動診斷功能就能發揮其積極作用，這對故障的及時性解決就提供了方便。在機電一體化的目標實現下，對工程機械的正常化作業有著保障，能最大化的降低安全事故。
再者，機電一體化的應用作用發揮還體現在節能作用上。機械運作中，機電一體化的系統運行能對設備的正常運行得以保障，將機械設備的能量充分發揮，實現節能的目標。這對資源儲備量也能得到有效保障[2]。電子節能控制器的運用，能降低設備的磨損率，從整體上提高機械設備的工作效率。機電一體化的運用對作業的精度能得以保障，減少了傳統機械工作中的人為誤差。
2.機械中機電一體化的應用和發展趨勢
2.1 機械中機電一體化的應用分析
機械中機電一體化的應用中，對成品的精度要求比較高，這也是和產品的性能保障有著直接性關系的。機電一體化技術能對產品生產的數據進行直接控制。在輸入了相應參數之后，機械就可按照參數進行自動化的運作，這對產品的精度就得到了保障，使得整體生產水平和能力得到了提高。機械的自動化以及半自動化作業當中，對人員操作的工作量大大降低了，也能保障生產產品的質量[3]。如日本的三菱公司就將挖掘軌跡控制和挖掘機進行稽核，在對鏟斗的運動軌跡設定之后，通過微機進行控制，就可對臂桿和鏟刀等自動化控制，這就大大增加了工作的效率和質量。
機械中機電一體化技術的應用中，對電子監控以及自動化報警、故障自診斷系統的功能發揮，就能提高機械整體生產水平。工程機械的發動機以及傳動系統等在運行中，通過電子監控以及自動報警系統的運用，對運行中所出現的異?，F象就能直接提示，這就對駕駛員的工作條件得到了有效提高，對機械維修的費用也能大大降低，有助于設備的使用壽命進一步延長。機械中的機電一體化的運用，能有效提高生產率。如在液壓挖掘機的燃料能力量的利用率僅為30%，這樣的低能運行，對能源的節約就體現的比較突出，在節約能源的同時，也能大大提高生產率，這就是機電一體化得以迅速發展的重要原因。
機電一體化在機械當中的運用過程中，機電自動檢測的功能也能充分發揮。自動檢測功能的運用對機械各子系統都能進行檢測，從而可及時性的了解機械設備的運用狀況。在系統出現異常的時候，報警系統會發出警報，對故障的部位就能明確[4]。自動檢測系統對機械的運行效率提高就發揮了積極作用，保障了整個生產的順利進行。
2.2 機械中機電一體化的應用發展趨勢
隨著新技術的升級，機械機電一體化也會向著智能化的方向發展。智能化是對機械設備行為的描述。機械的智能化發展是將多種學科知識技g進行綜合的，如計算機技術以及人工智能技術和運籌學等等。在這些技術以及理論的綜合下，就能對機電一體化的產品生產效率進一步的提高，對機械的控制能力也能提高。
機械機電一體化的發展也會向著微型化方向邁進。所謂的微型化就是通過對納米技術的應用，微機電一體化的產品的體積縮小，這樣在能耗上也會大大降低，在實際運用過程中的靈活程度就可提高。機械機電一體化的微型化目標的實現，也是對整體機械行業的發展有著積極意義的。通過精細化的加工技術應用，實現生產能力提高的目標。
當前我國的網絡化技術的應用比較廣泛，而在機械行業中，將機電一體化和網絡技術進行結合，在對遠程控制技術以及監視技術的應用下，就能從很大程度上提高機械運作的效率。這也是現代化機械發展的重要方向[5]。
系統化的發展也是重要發展方向。主要就是機械機電一體化的系統結構更加的完善，在整體的結構上能靈活性的組態，從而滿足實際應用的需求。系統化發展目標的實現，就要能注重將多個子系統協調化，并對子系統進行綜合性的管理，這樣就能提高系統的運用性能。
3.結語
綜上所述，我國的機械產業發展過程中，要想促使其進步，就要充分重視機電一體化技術的應用，并要能從多方面注重對技術的升級運用。通過此次對機電一體化的技術應用研究，就能為實際機械發展的水平提高起到一定啟示作用。
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