時(shí)間：2022-09-16 14:52:53
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(jī)電一體化發(fā)展，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；核心技術(shù)；智能化；傳感技術(shù)
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
隨著科技的進(jìn)步與工業(yè)的發(fā)展，不同學(xué)科之間的相互聯(lián)系共同發(fā)展的現(xiàn)象越來(lái)越普遍，這些都極大的推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步，使工程技術(shù)掀起了一場(chǎng) 革命，促進(jìn)了機(jī)電一體化的形成與發(fā)展。所謂機(jī)電一體化，就是指一種幾種學(xué)科相互交叉形成的復(fù)合技術(shù)，其是機(jī)械技術(shù)與其他高科技技術(shù)相互結(jié)合而形成的新的產(chǎn)物，也是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下工業(yè)的必然發(fā)展方向。這對(duì)于提高機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、管理模式等都是具有很大推動(dòng)作用的。目前我國(guó)的機(jī)電一體化已經(jīng)取得一定的發(fā)展成果，但相較于其他發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講，還是有著一定的差距，還必須要不斷的進(jìn)行改革發(fā)展，提高科技水平，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化水平的提高。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
一般來(lái)講，機(jī)電一體化主要是由兩大部分組成，即軟件技術(shù)與硬件技術(shù)。其中硬件的組成部分大致有機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分，因而若要進(jìn)一步的提高機(jī)電一體化的發(fā)展，就必須要對(duì)這些核心技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與改進(jìn)。
1、機(jī)械本體技術(shù)。機(jī)械本體對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的影響主要體現(xiàn)在其性能的高低、質(zhì)量的和精度的大小等幾點(diǎn)內(nèi)容上，而當(dāng)前的機(jī)械主要是以鋼材為主要的原材料，因而在減輕其質(zhì)量時(shí)，可以考慮從更換質(zhì)輕的材料入手，用非金屬的復(fù)合高性能材料作為機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)材料，以此來(lái)減少驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)荷，以提高控制系統(tǒng)的效率，從而實(shí)現(xiàn)降低能耗、提高機(jī)電效率的目的。
2、傳感技術(shù)。傳感器的最大作用是為了提高其通信能力，即其可靠性的大小、靈敏度與精確度的高低都是影響到機(jī)電一體化的技術(shù)水平水平的。
傳感器的問(wèn)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(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
3、信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(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)用緊密相連。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(wèn)題。
4、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(wèn)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。
5、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)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)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(wèn)題。
6、軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域:數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、工業(yè)機(jī)器人。
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。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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(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(kāi)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。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(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)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(guó)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(lái)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，
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
1、智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
2、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(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(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大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
3、微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
4、模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
5、網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。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。
6、綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。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)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(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。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
參考文獻(xiàn)：
計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程有機(jī)的結(jié)合在了一起，逐漸形成了機(jī)電一體化技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用給我國(guó)的機(jī)械行業(yè)帶來(lái)了非常顯著的效果，使得機(jī)電的生產(chǎn)效率得到了提升，降低了原材料的消耗，也進(jìn)一步的減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，可以說(shuō)機(jī)電一體化是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合的綜合性高新技術(shù)。
1機(jī)電一體化
機(jī)電一體化這一技術(shù)的切入點(diǎn)是在系統(tǒng)工程當(dāng)中，主要結(jié)合了機(jī)械、電子技術(shù)等先進(jìn)的綜合性技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)可以說(shuō)是對(duì)相關(guān)技術(shù)原理以及機(jī)電產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)總稱，機(jī)電一體化產(chǎn)品則是由多個(gè)具有特殊功能的電子元器件所組成的有機(jī)的整體，這一整體能夠很好的滿足人們的使用要求，我們知道機(jī)電一體化技術(shù)的組織結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，整體來(lái)看是由五個(gè)主要的部分構(gòu)成，它們分別是機(jī)電機(jī)械裝置、傳感器、機(jī)電執(zhí)行裝置、動(dòng)力源和計(jì)算機(jī)。
2機(jī)電一體化產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)
（1）功能全。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有其他產(chǎn)品不具備的優(yōu)點(diǎn)，像記憶、控制、信息的處理等等，這樣也能夠使產(chǎn)品的性能會(huì)提高到一個(gè)層次，更加的多元化、智能化。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。現(xiàn)階段的機(jī)電一體化產(chǎn)品正在向著輕、薄、細(xì)的方向發(fā)展，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造也是采用的標(biāo)準(zhǔn)化的方法進(jìn)行的。（3）具備自我監(jiān)控功能。這一功能是目前大部分的機(jī)電產(chǎn)品所不具備的，機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)監(jiān)視功能可以讓自身的安全可靠性能得到大幅度的提升。從而進(jìn)一步的保障了產(chǎn)品的安全。
3我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考
近幾年，我國(guó)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究有了很大的進(jìn)步，比如我國(guó)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品就已經(jīng)成功的占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)，隨著機(jī)電一體化進(jìn)程的不斷加快，生產(chǎn)效率的提高，會(huì)有很多外國(guó)市場(chǎng)也會(huì)被成功占據(jù)，而機(jī)電一體化中最明顯的一個(gè)成果就是國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)的成功研制，這一技術(shù)的出現(xiàn)讓我國(guó)的煤礦機(jī)電一體化上升到了另一個(gè)層次上，但是在不斷發(fā)展的同時(shí)，煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品還是出現(xiàn)了一些問(wèn)題，像煤礦核心部分的國(guó)產(chǎn)化水平還是相對(duì)較低的，單機(jī)很多都沒(méi)有通信功能，可以說(shuō)這些機(jī)電是處于自動(dòng)化的狀態(tài)，但是通信是封閉的，雖然說(shuō)設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)很多，但是很多都沒(méi)有得到有效的利用。所以說(shuō)在發(fā)展我國(guó)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的時(shí)候，在技術(shù)上還是要注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：（1）任何一個(gè)裝置都是要有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，這樣才可以進(jìn)一步的增加機(jī)電一體化產(chǎn)品供需比例，不至于比例太過(guò)失調(diào)；（2）增加機(jī)電一體化產(chǎn)品的通信功能，這樣才能夠讓機(jī)電一體化產(chǎn)品在今后的運(yùn)用中更能夠適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要。
4機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是目前集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的交叉綜合，機(jī)電一體化的發(fā)展也進(jìn)一步的促進(jìn)著相關(guān)電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，基于此種情況，機(jī)電一體化的發(fā)展方向也被奠定，主要方向體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）光機(jī)電一體化。這一系統(tǒng)主要部件為傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)，因此運(yùn)用光機(jī)電一體化技術(shù)能夠改善機(jī)電一體化的信息處理系統(tǒng)的相關(guān)性能，也正是因?yàn)楣鈾C(jī)電一體化的特殊性能，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)也正向著這一方向發(fā)展。（2）技術(shù)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展也進(jìn)一步的促進(jìn)者科學(xué)技術(shù)、政治領(lǐng)域的變化，這樣一來(lái)，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也在不斷的出現(xiàn)多元化的趨勢(shì)，可以說(shuō)只要有機(jī)電一體化產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái)，只要是質(zhì)量可靠的，基本上都會(huì)快速的暢銷，這也是網(wǎng)絡(luò)的功勞，因此機(jī)電一體化產(chǎn)品的大方向就是向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。（3）全球系統(tǒng)化、智能化。從目前的情況來(lái)看。機(jī)電一體化產(chǎn)品的全息特征已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)，而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化的水平也變得越來(lái)越高，使得很多的機(jī)電一體化產(chǎn)品具備了判斷推理，自主決策等功能，以此來(lái)獲得更高的控制目標(biāo)。（4）微型機(jī)電化。這里主要指的是尺寸不會(huì)超過(guò)1厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，也就是說(shuō)機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程正在向著納米的方向發(fā)展，使得機(jī)電一體化的機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器等部件都能夠有效的結(jié)合在一起，最重要的是體積很小，因此我們說(shuō)微型及電話也是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的發(fā)展方向。（5）機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色發(fā)展。機(jī)電一體化的發(fā)展給我國(guó)的工業(yè)發(fā)展帶來(lái)了巨大的便捷，同時(shí)也給人們的生活帶來(lái)了巨大的變化，使得人們的生活越來(lái)越豐富，但是在舒適生活的背后，資源也正在逐漸的減少，生態(tài)環(huán)境遭受到了前所未有的打擊，基于此種情況，人們逐漸認(rèn)識(shí)到了保護(hù)環(huán)境的重要，要把對(duì)自然地傷害彌補(bǔ)上，也正是在這樣的一種思想促使下，綠色產(chǎn)品的概念隨之產(chǎn)生，可以說(shuō)在環(huán)境異常緊張的今天，綠色化的發(fā)展時(shí)將來(lái)時(shí)展的大趨勢(shì)。
5結(jié)束語(yǔ)
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(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化的基本特征可概括為：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(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，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。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)及其他新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。機(jī)械工程技術(shù)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，還被賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、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。也就是說(shuō)，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延伸，智能化特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(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，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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段，這一時(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)期機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開(kāi)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。20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)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。
而我國(guó)從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“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(guó)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(lái)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，取得了一定成果。
三、機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化的產(chǎn)品主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：
1.智能化趨勢(shì)
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)用之一。這里所說(shuō)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，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)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、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。
2.數(shù)字化趨勢(shì)
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.模塊化趨勢(shì)
實(shí)現(xiàn)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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電與機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。
4.網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
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(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)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)(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。
5.微型化趨勢(shì)
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(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)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、信息等方面具有無(wú)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。
6.集成化趨勢(shì)
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過(guò)軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使其性能最優(yōu)、功能
最強(qiáng)。
7.綠色化趨勢(shì)
它主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用的材料。工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，報(bào)廢后能回收利用，資源利用率極高。
8.人性化趨勢(shì)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來(lái)說(shuō)還是一種藝術(shù)享受。
9.系統(tǒng)化趨勢(shì)
未來(lái)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：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，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，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。
10.帶源化趨勢(shì)
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；技術(shù)；發(fā)展
機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展有促進(jìn)作用，保證電網(wǎng)信息輸出等模式更為準(zhǔn)確和具備信息整體化。本文分析了機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，并提出了其未來(lái)的發(fā)展方向。
1.機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素
機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)目的功能的“物質(zhì)基礎(chǔ)”，主要是對(duì)輸入的能量、信息以及物質(zhì)進(jìn)行一系列的變換、傳遞和儲(chǔ)存。三項(xiàng)系統(tǒng)就能夠成為有效的機(jī)電一體化的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)化管理的整體。下面就針對(duì)機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行全面分析。
1.1變換
電網(wǎng)管理中需要進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)囊刂g，由于信息的模式不同（數(shù)字量與模擬里、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等），無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流，必須通過(guò)接口完成信息或能里的統(tǒng)一。采用機(jī)電一體化系統(tǒng)就能夠更好地實(shí)現(xiàn)變換措施的執(zhí)行。變換系統(tǒng)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)全面化的電網(wǎng)自動(dòng)化管理，例如：PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。
1.2傳遞
對(duì)于模擬傳輸系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)終端輸出的數(shù)字信號(hào)必須經(jīng)過(guò)調(diào)制后，才能傳輸。對(duì)于數(shù)字傳輸系統(tǒng)，低速的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)必須進(jìn)經(jīng)過(guò)數(shù)字復(fù)接設(shè)備，才能接到高速的數(shù)字通道。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字傳輸系統(tǒng)所占分比重將不斷增加，信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量也將不斷提高。智能電網(wǎng)需要提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻圖像三網(wǎng)合一的信息傳輸業(yè)務(wù)，需要隨機(jī)接入的信息傳輸支持。根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，智能電網(wǎng)對(duì)信息傳輸系統(tǒng)的時(shí)延要求是：變電站內(nèi)部小于1ms，其它小于500ms，同步時(shí)間偏差小于1ms。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電網(wǎng)友好型電器的頻率響應(yīng)范圍是土5mHz，所以信息傳輸通道的頻率同步精度要小于1mHz。機(jī)電一體化系統(tǒng)在電網(wǎng)中的運(yùn)用具有較好的傳輸功能，實(shí)時(shí)性好、可靠性高、數(shù)據(jù)流量大、信息擴(kuò)充能力強(qiáng)、支持網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，將為正在穩(wěn)步推進(jìn)的調(diào)控一體化建設(shè)提供有力的通信保障；對(duì)加快智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要的意義。
1.3存儲(chǔ)
電網(wǎng)系統(tǒng)管理過(guò)程中需要不斷地存儲(chǔ)信息，保證對(duì)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)情況進(jìn)行全面地掌握，目前機(jī)電一體化技術(shù)通過(guò)系統(tǒng)級(jí)方式，對(duì)融合了機(jī)械、電子、控制系統(tǒng)和嵌入式軟件設(shè)計(jì)的電機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。提供面向機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)工具，通過(guò)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣子系統(tǒng)之間的交互的仿真，并創(chuàng)建虛擬原型。使得電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中能夠在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前就對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原型進(jìn)行信息存儲(chǔ)，進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)執(zhí)行的有效作用。電網(wǎng)一體化建設(shè)后能夠提供診斷報(bào)告的數(shù)據(jù)，保證對(duì)供電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)督檢測(cè)提供有效數(shù)據(jù)，以便在供電過(guò)程中減少故障，為恢復(fù)供電，快速分析診斷事故原因提供有效依據(jù)。
2.機(jī)電一體化主流技術(shù)
2.1自動(dòng)控制技術(shù)
電力行業(yè)運(yùn)行人員在發(fā)現(xiàn)電壓越限時(shí)，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)整，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓和功率因數(shù)越限，造成電壓質(zhì)量的降低，同時(shí)不利于降低網(wǎng)損。 建立了電網(wǎng)機(jī)電一體化的主體框架，運(yùn)用實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)靈敏度分析技術(shù)，提出以電壓為核心的控制區(qū)域，對(duì)各物理參數(shù)進(jìn)行周期性或隨機(jī)性的自動(dòng)測(cè)量，并顯示、打印記錄的結(jié)果供操作人員觀測(cè)；對(duì)間接測(cè)量的參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)、分析判斷和處理，并將信息反饋到控制中心，制訂新的對(duì)策。
2.2傳感與檢測(cè)技術(shù)
機(jī)電一體化產(chǎn)品中，傳感器作為感受器官，將各種內(nèi)、外部信息通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)裝置反饋給控制及信息處理裝置。傳感器檢測(cè)的精度、靈敏度和可靠性將直接影響到機(jī)電一體化的性能。傳感器的發(fā)展對(duì)于促進(jìn)信息和儀器儀表行業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵作用：（1）采用高性能光電傳感器（包括：紅外、紫外）、光纖傳感器、磁傳感器、聲傳感器、力學(xué)量傳感器、溫度傳感器控制電網(wǎng)輸出情況；（2）新型陣列傳感器 （如：接觸力陣列傳感器）、多維傳感器 （如：多維位置傳感器、多維力傳感器等）、復(fù)合型 （非簡(jiǎn)單組合） 傳感器等實(shí)現(xiàn)全面化的電網(wǎng)情況檢測(cè)。將所測(cè)得的各種參量如位移、位置、速度、加速度、力、溫度、酸度和其他形式的信號(hào)等轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一規(guī)格的電信號(hào)輸入到信息處理系統(tǒng)中，并由此產(chǎn)生出相應(yīng)的控制信號(hào)以決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式和動(dòng)作幅度。
2.3執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電網(wǎng)系統(tǒng)的執(zhí)行部件在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中重要的組成部分。執(zhí)行系統(tǒng)所執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電子控制，檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)工作過(guò)程中本身和外界環(huán)境有關(guān)參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)檢查到的信息向執(zhí)行器發(fā)出相應(yīng)的控制。根據(jù)電子控制單元的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行器是運(yùn)動(dòng)部件，通常采用電力驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)等幾種方式。
3.機(jī)電一體化技術(shù)行業(yè)的發(fā)展
3.1微型化
機(jī)電一體化技術(shù)行業(yè)的發(fā)展會(huì)向著更為微型化的方面前進(jìn)，微型化興起于20世紀(jì)80年代末，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)。微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，發(fā)展難點(diǎn)在于微機(jī)械并不是簡(jiǎn)單地將大尺寸的機(jī)械按比例縮小，由于結(jié)構(gòu)的微型化，在材料、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩擦特性、加工方法、測(cè)試與定位及驅(qū)動(dòng)方式等方面都產(chǎn)生了一些特殊問(wèn)題。目前在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。
3.2綠色化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化，為了實(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。機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)置也要全面推行綠色化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)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，保證使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)而言，電力設(shè)備的投入應(yīng)該考慮到是否可以再生使用，確保電力輸出系統(tǒng)建設(shè)具備環(huán)保策略，實(shí)現(xiàn)更為低耗能的發(fā)展創(chuàng)新?？傊?，綠色化的發(fā)展就是要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)自動(dòng)化、無(wú)人化、更高附加值，大大推動(dòng)其行業(yè)的決速發(fā)展。
綜上所述， 隨著世界科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，傳統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)備搭載新的科技成果，能夠不斷地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和發(fā)展，引入機(jī)電一體化技術(shù)使得傳統(tǒng)設(shè)備將具備更高的智能化，集合多種領(lǐng)先功能和人性化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的工藝和更加高效、人性化的操作。因此來(lái)講，在機(jī)電一體化主流技術(shù)的支持下，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該全面推廣機(jī)電一體化系統(tǒng)的投入，并保證系統(tǒng)發(fā)展向著更為微型化、綠色化的趨勢(shì)前進(jìn)。
參考文獻(xiàn)：
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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。此簡(jiǎn)述機(jī)電一體化技術(shù)的基本情況和發(fā)展背景，綜述國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析機(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，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。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)品結(jié)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”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
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(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)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。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(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，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。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)及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)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，其主要功能依然是代替和放大的體系。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，還被賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、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。也就是說(shuō)，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延伸，智能化特征是機(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)展大體可以分為三個(gè)階段：（1）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(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)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(zhēng)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(kāi)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。（2）20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(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(guó)均開(kāi)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）20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)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。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“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(guó)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(lái)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，取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。
3 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。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：
3．1 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)用之一。這里所說(shuō)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，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)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、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。 轉(zhuǎn)貼于
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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。
3．3 網(wǎng)絡(luò)化
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(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)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)(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
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(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)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、信息等方面具有無(wú)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 環(huán)保化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(guò)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(wú)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)展前景。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
未來(lái)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：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來(lái)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，研制出各種機(jī)電一體化產(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)而研制出來(lái)的。
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和產(chǎn)物。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(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵字：機(jī)電一體化 核心技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)
前言
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,是跨學(xué)科技術(shù)。從機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展歷程,可看出機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。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?，F(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。
1機(jī)電一體化的基本概要
機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。近年來(lái)，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域在不斷地?cái)U(kuò)大和完善。
2機(jī)電一體化的發(fā)展背景
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展， 機(jī)電一體化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的趨勢(shì)，這完全取決于機(jī)電一體化技術(shù)所存在的優(yōu)越性和潛在的應(yīng)用性能。
2.1 使用安全性和可靠性提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過(guò)程中， 遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。機(jī)電一體化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機(jī)械產(chǎn)品中的可動(dòng)構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產(chǎn)品的故障率低，壽命得到了提高。 2.2生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。
2.3 使用性能改善
機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。
3 機(jī)電一體化的核心技術(shù)
3.1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(lái)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。
3.2 信息處理技術(shù)。信息處理技術(shù)是指在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過(guò)程中，與工作過(guò)程各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策分析等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)信息處理技術(shù)的主要工具是計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括硬件和軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)信息處理裝置是產(chǎn)品的核心，它控制和指揮整個(gè)機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行，因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用及其信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)，它包括目前廣泛研究并得到實(shí)際應(yīng)用的人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。
3.3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。
3.4 自動(dòng)控制技術(shù)。機(jī)電一體化產(chǎn)品中的自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、校正、補(bǔ)償?shù)?。機(jī)電一體化產(chǎn)品中自動(dòng)控制功能的不斷擴(kuò)大，使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。通過(guò)自動(dòng)控制，機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作過(guò)程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并自動(dòng)實(shí)施切換，減少了停機(jī)時(shí)間，使設(shè)備的有效利用率提高。
3.5 傳感檢測(cè)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。
3.6 系統(tǒng)總體技術(shù)。系統(tǒng)總體技術(shù)是從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法， 將機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體功能分解成若干功能單元， 找出能夠完成各個(gè)功能的可能技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案組合成方案組進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，綜合優(yōu)選出適宜的功能技術(shù)方案。系統(tǒng)總體技術(shù)的主要目的是在機(jī)電一體化產(chǎn)品各組成部分的技術(shù)成熟、組件的性能和可靠性良好的基礎(chǔ)上，通過(guò)協(xié)調(diào)各組件的相互關(guān)系和所用技術(shù)的一致性來(lái)保證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、可靠、高效率和操作方便等。
4 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
4.1智能化趨勢(shì)
智能化作為一個(gè)多個(gè)專業(yè)的邊緣科學(xué)，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(shuō)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)。 例如：冷凍機(jī)組，通過(guò)測(cè)量各類物理量與微機(jī)內(nèi)部已經(jīng)設(shè)定的對(duì)應(yīng)的參數(shù)比較，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的啟停、報(bào)警、故障自修復(fù)等事宜。
4.2模塊化趨勢(shì)
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品涉及各行各業(yè)，種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)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(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)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(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。由于利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)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(lái)的好處可以肯定，無(wú)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(lái)美好的前程。 例如在OA產(chǎn)品中的電腦與打印機(jī)等各類外設(shè)之間，各個(gè)廠家通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口（UBS）實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體。
4.3網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
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、教育及人們的日常生活都帶來(lái)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(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，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。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 這些技術(shù)已經(jīng)成熟，并且在OA中司空見(jiàn)慣，經(jīng)過(guò)權(quán)限級(jí)別，可以實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙測(cè)。
4.4 微型化趨勢(shì)
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(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1立方厘米的機(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。
4.5綠色化趨勢(shì)
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(guò)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(wú)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。 隨著材料科學(xué)的發(fā)展，新型材料不斷涌現(xiàn)，和現(xiàn)實(shí)對(duì)綠色材料的需要的催生下，綠色化在幾點(diǎn)一體工業(yè)中將會(huì)發(fā)生日新月異的發(fā)展。
4.6系統(tǒng)化趨勢(shì)
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(kāi)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)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來(lái)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(lái)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。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。
4.7大眾化趨勢(shì)
產(chǎn)品只有成為普羅大眾都能理解、需要，才能具有強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)性，生命才會(huì)長(zhǎng)盛不衰。成為建筑以及日常生活中不可缺少的商品。機(jī)電一體化技術(shù)通過(guò)產(chǎn)品來(lái)展示的，經(jīng)過(guò)網(wǎng)路化、模塊化等技術(shù)的攻關(guān)，成為生產(chǎn)、生活中的消費(fèi)品將屬于必然。建筑中的空調(diào)系統(tǒng)可以通過(guò)溫度、壓力、流量等各類非電物理參數(shù)，通過(guò)傳感器、變送器傳輸?shù)街醒胩幚砥?，電流、電壓、頻率等電氣參數(shù)通過(guò)采樣傳輸?shù)街醒胩幚砥?；中央處理器的芯片?dāng)前已經(jīng)可以進(jìn)行編程處理；這樣各類用戶根據(jù)自己的需要，選用模塊、處理器等硬件，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者售后服務(wù)獲取軟件資料和程序，通過(guò)協(xié)議等進(jìn)行簡(jiǎn)短的鏈接與安裝調(diào)試即可實(shí)現(xiàn)用戶的目的。
5結(jié)語(yǔ)
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(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；創(chuàng)新；發(fā)展
一、機(jī)電一體化的發(fā)展過(guò)程
機(jī)電一體化于1969年首次提出，它是機(jī)械學(xué)與機(jī)械結(jié)構(gòu)學(xué)的總稱。二十世紀(jì)七十年代是傳統(tǒng)機(jī)電一體化階段，在這一階段，機(jī)電一體化是由機(jī)械學(xué)和電子學(xué)組合而成，主要用于自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)門以及自動(dòng)對(duì)焦的照相機(jī)、攝影機(jī)等自動(dòng)化產(chǎn)品的需求。二十世紀(jì)八十年代進(jìn)入電腦控制機(jī)電一體化階段，為了適應(yīng)產(chǎn)品多樣化的需求，滿足降低生產(chǎn)的成本、提高生產(chǎn)效率以及減少勞動(dòng)力的需求，企業(yè)開(kāi)始大量地研發(fā)機(jī)器人、電腦整合制造等與自動(dòng)化生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)。在這一時(shí)期，電腦在其中扮演著非常重要的角色。到二十世紀(jì)九十年代，網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及無(wú)線與無(wú)線通訊技術(shù)也應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中。進(jìn)入二十一世紀(jì)，機(jī)電一體化進(jìn)入多元化的發(fā)展階段，又引入了光電技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)等與生物相關(guān)的生物機(jī)電工程技術(shù)。
二、國(guó)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
﹙1﹚制造技術(shù)的先進(jìn)
總體來(lái)說(shuō)，國(guó)外的機(jī)電一體化技術(shù)一直處于比較領(lǐng)先的地位。具體來(lái)看，先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)就是綜合對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)電一體化過(guò)程中的信息、能源等材料以及各種管理技術(shù)進(jìn)行不斷的總結(jié)和吸納，使之綜合地運(yùn)用到機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)與制造過(guò)程中去，逐漸形成更加清潔、高效、低耗的機(jī)電一體化的產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。從而使得制造技術(shù)更加完善、更加先進(jìn)。
﹙2﹚傳感器與自動(dòng)化儀表技術(shù)
隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化也得到了快速的發(fā)展，這也使得儀器、儀表技術(shù)發(fā)展得更為迅速。隨著微處理器在儀表中的運(yùn)用，提高了儀表的可視度、可靠性以及可操作性。不僅使儀表的體積和重量得到了縮減，更使得其大大地降低了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，更為重要的是降低了機(jī)電一體化產(chǎn)品的制作成本。因此，以微處理器為核心的各種各樣的儀器、儀表以及傳感器在市場(chǎng)上得到了廣泛的銷售。例如，集成光學(xué)傳感器、生物傳感器、化學(xué)場(chǎng)效應(yīng)晶體管等多種多樣的產(chǎn)品。在新時(shí)期，傳感器的發(fā)展也漸漸向小型化、智能化方向靠攏。
﹙3﹚機(jī)器人技術(shù)的智能化發(fā)展
機(jī)器人具體來(lái)說(shuō)就是具有人的思維、情感及決策的高級(jí)的智能的機(jī)器。從人類發(fā)明機(jī)器人開(kāi)始，該技術(shù)就以飛快的速度發(fā)展。在新時(shí)期，機(jī)器人的研究向家庭化方向發(fā)展，許多機(jī)器人已經(jīng)走進(jìn)工廠，走入普通的家庭中。
三、機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新及發(fā)展趨勢(shì)
首先，隨著時(shí)代的發(fā)展，未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)得到更為廣泛的運(yùn)用。機(jī)電一體化的產(chǎn)品也更加多樣化，小至數(shù)字光碟大至高速列車，都是機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用與開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。而在當(dāng)今的用戶至上的市場(chǎng)中，客戶是企業(yè)經(jīng)營(yíng)的核心，只有不斷地研發(fā)出新的能滿足客戶日益增長(zhǎng)的需求的產(chǎn)品，才能在激勵(lì)的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中始終立于不敗之地。因此，機(jī)電一體化的相關(guān)研究人員要時(shí)時(shí)地了解市場(chǎng)的需求，根據(jù)市場(chǎng)的需要對(duì)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、材料及外形進(jìn)行創(chuàng)新與調(diào)整，使之適合市場(chǎng)的需要。只有這樣，才能促進(jìn)機(jī)電一體化的不斷發(fā)展。
﹙1﹚產(chǎn)品外形的創(chuàng)新
人們對(duì)一件產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)和了解首先是從它的外觀開(kāi)始的，只有特別的、令人賞心悅目的外觀才能抓住客戶的眼球，吸引客戶的注意力，給人留下深刻的印象。因此，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品外形的設(shè)計(jì)要進(jìn)行創(chuàng)新，在注重產(chǎn)品外觀的同時(shí)，也要使產(chǎn)品的外觀與功能相融合，使產(chǎn)品與其周邊的設(shè)備與接口相適應(yīng)。
﹙2﹚產(chǎn)品功能的創(chuàng)新
功能作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要內(nèi)容，也是機(jī)電一體化產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中最重要的因素。機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能創(chuàng)新主要包括兩方面的內(nèi)容：一是在已有的機(jī)電一體化產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，根據(jù)客戶的需求對(duì)其功能進(jìn)行改進(jìn)與完善，使之符合客戶要求；二是指企業(yè)不是根據(jù)客戶的需求而進(jìn)行創(chuàng)新，而是依據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展進(jìn)行自主的創(chuàng)新，創(chuàng)造具有新功能的產(chǎn)品，引領(lǐng)市場(chǎng)的發(fā)展。當(dāng)然，由于第一種創(chuàng)新是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新與改造，因此，其所需的人力物力及資金也相對(duì)較少，并且投入市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)較小。而第二種則需要一定的資金技術(shù)及時(shí)間的投入，并且當(dāng)新的產(chǎn)品投入市場(chǎng)時(shí)還存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)。但是，創(chuàng)新是推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，只有不斷地研發(fā)出新功能的產(chǎn)品，才能占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，在眾多企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中獨(dú)占鰲頭。
﹙3﹚產(chǎn)品材料的創(chuàng)新
對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新，材料的創(chuàng)新也是其創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)。機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)材料的創(chuàng)新也包括兩個(gè)方面：其一是指研發(fā)出新機(jī)電一體化產(chǎn)品的材料，例如，研發(fā)合金材料、納米材料等新的材料用于機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)用；其二是在機(jī)電一體化產(chǎn)品的研制過(guò)程中逐步地采用質(zhì)量輕、體積小、強(qiáng)度大以及耐高溫、耐磨的材料，使機(jī)電一體化產(chǎn)品更符合人們的需求。
﹙4﹚產(chǎn)品控制功能的創(chuàng)新
機(jī)電一體化產(chǎn)品控制功能決定著產(chǎn)品性能的好壞 。隨著當(dāng)今科技水平的迅速發(fā)展，微電子技術(shù)也在飛速地發(fā)展。如今，多功能的高速微處理器在市場(chǎng)中不斷出現(xiàn)。從而推動(dòng)了在機(jī)電一體化產(chǎn)品中自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等現(xiàn)代的控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。但是，就目前來(lái)說(shuō)，大多數(shù)機(jī)電一體化產(chǎn)品還只具備低級(jí)智能，因此，對(duì)于具有控制功能、狀態(tài)監(jiān)視及故障自診斷等功能的產(chǎn)品的研究具有很高的發(fā)展需求與前途。如果企業(yè)能夠出奇制勝，研發(fā)出新的控制功能的產(chǎn)品，必然會(huì)贏得市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)機(jī)電一體化的不斷創(chuàng)新。
﹙5﹚產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新
另外，對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新也是機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的一個(gè)重要的方面。對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，無(wú)論是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行再改進(jìn)，還是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新都是極其重要的一部分。具體包括動(dòng)力結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)以及周邊的接口等結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。
四、機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向
機(jī)電一體化不是一門單獨(dú)的學(xué)科，它集計(jì)算機(jī)、電子等學(xué)科于一體，因此，隨著計(jì)算機(jī)、電子等技術(shù)不斷地向快速化、智能化和微型化飛速發(fā)展，在未來(lái)階段，機(jī)電一體化產(chǎn)品主要朝智能化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。
另外，機(jī)電一體化作為一門新興的領(lǐng)域，涉獵研究的人員還比較少。機(jī)電一體化人才的欠缺是當(dāng)前的一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，大力地推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，完善建立相關(guān)專業(yè)及培養(yǎng)機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)出更多機(jī)電一體化人才，是當(dāng)前的主要任務(wù)及目標(biāo)。例如，在各高校中設(shè)立相關(guān)的專業(yè)，國(guó)家加強(qiáng)對(duì)該專業(yè)的扶持；鼓勵(lì)相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的發(fā)展等，吸引更多的學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)電一體化專業(yè)內(nèi)容。只有這樣，才能盡快地培養(yǎng)出高素質(zhì)的機(jī)電一體化人才。促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化向前發(fā)展。
總結(jié)
機(jī)電一體化作為與我們生活息息相關(guān)的內(nèi)容，要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新才能適應(yīng)發(fā)展的需要。在機(jī)電一體化的創(chuàng)新過(guò)程中，要在掌握已有的技術(shù)的基礎(chǔ)上著眼于為來(lái)，了解市場(chǎng)需求，創(chuàng)造出更多滿足未來(lái)需求的產(chǎn)品，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中利于不敗之地。
參考文獻(xiàn)
一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生及概述
20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)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(shí)期。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用，取得了一定成果。
機(jī)電一體化是一個(gè)綜合的概念，包含了技術(shù)和產(chǎn)品兩方面內(nèi)容，它首先是指機(jī)電一體化技術(shù)，其次是指機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)是指包含技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)原理在內(nèi)的，使機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)，機(jī)電一體化產(chǎn)品是指采用機(jī)電一體化技術(shù)，在機(jī)械產(chǎn)品基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來(lái)的新一代機(jī)電產(chǎn)品。
二、機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：第一階段（又稱初級(jí)階段）是20世紀(jì)60年代以前，這一時(shí)期人們不自覺(jué)地利用電子技術(shù)并使之得到比較廣泛的承認(rèn)；第二階段，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；第三階段，各國(guó)均開(kāi)始極大關(guān)注和支持機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。
我國(guó)從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始進(jìn)行機(jī)電一體化的研究和應(yīng)用，國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將其列為“863 計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010 年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)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(lái)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。雖然目前國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距，但隨著新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展，我國(guó)加大了對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究力度，并將其確定為國(guó)家高技術(shù)重點(diǎn)研究領(lǐng)域，給予優(yōu)先支持，并取得了一定的成績(jī)。
三、機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)
1.智能化
這里所說(shuō)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)。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。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。
2.光機(jī)電一體化
光機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)、計(jì)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)。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：光機(jī)電一體化產(chǎn)品是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動(dòng)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；產(chǎn)品具有體積小、重量輕、適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、操作更方便的特點(diǎn)。
3.網(wǎng)絡(luò)化
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(chǎng)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(lái)的便利與快樂(lè)，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(shì)所趨。
4.微型化
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(shì)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm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，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)。
5.綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，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。
6、柔性化
柔性化有兩層含義，首先是產(chǎn)品具有自適應(yīng)性如紡織業(yè)中，紡紗設(shè)備能方便的適應(yīng)不同種類的纖維，織機(jī)能滿足多種織物對(duì)織造工藝的要求，在變換品種時(shí)能做到方便快捷；其次，機(jī)械設(shè)備制造商要具備根據(jù)用戶的要求而為用戶定制的能力。實(shí)現(xiàn)柔性化的必要條件是產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須貫徹模塊化的設(shè)計(jì)理念。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；概念；構(gòu)成；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展
1 機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.1 使用性能改善
機(jī)電一體化產(chǎn)品大都數(shù)都采用數(shù)字顯示和程序控制，產(chǎn)品上所設(shè)置的按鈕和手柄數(shù)量大幅度減少，自動(dòng)化程度提高，操作更加方便簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)內(nèi)部的預(yù)制程度，實(shí)現(xiàn)電子控制系統(tǒng)自動(dòng)指揮，重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。現(xiàn)階段，高級(jí)化的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可通過(guò)對(duì)被控對(duì)象外界環(huán)境參數(shù)的變化隨即尋找最佳的工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。
1.2 調(diào)整和維護(hù)方便
機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝和調(diào)試的過(guò)程中，可以直接通過(guò)控制程序改變產(chǎn)品的工作方式，使其適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要。這種控制程序的優(yōu)勢(shì)在于不用改變產(chǎn)品的任何零件或部位，僅僅通過(guò)一定的手段將其直接輸入機(jī)電一體化產(chǎn)品的操作系統(tǒng)，就可以使原產(chǎn)品按照更新程序進(jìn)行運(yùn)作。另外，對(duì)于一些具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，企業(yè)可以預(yù)先在系統(tǒng)內(nèi)安裝若干套不同的執(zhí)行程序，避免在需要時(shí)重復(fù)安裝，系統(tǒng)也可以隨時(shí)根據(jù)工作對(duì)象的需要，更換程序自動(dòng)運(yùn)作，提高工作效率。機(jī)電一體化的自動(dòng)化監(jiān)視、檢驗(yàn)功能，可以使產(chǎn)品運(yùn)作過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)備自己做出反應(yīng)并按照預(yù)設(shè)程序采取相應(yīng)的整改措施，保證機(jī)電一體化產(chǎn)品的正常工作。
1.3 安全性能提高
大部分的機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)診斷等功能，所以如果在機(jī)電一體化產(chǎn)品工作過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)載、短路、過(guò)流等故障時(shí)，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以自動(dòng)采取各種有效措施，排除安全隱患，減少設(shè)備故障的危害，在一定程度上保證的安全生產(chǎn)，提高了設(shè)備使用的安全性。
1.4 生產(chǎn)質(zhì)量提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)控制功能和信息自動(dòng)處理功能，為此，在檢測(cè)的精度、靈敏度、范圍等方面都有了很大幅度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以不受操作者的主觀影響，完全按照預(yù)定程序進(jìn)行運(yùn)作，確保機(jī)械的執(zhí)行預(yù)期動(dòng)作，保證了設(shè)備的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量；另外，自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程，提高了生產(chǎn)產(chǎn)品的效率，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)能力大大提高。
1.5 適用面較廣
相比傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品不再局限于單功能和單技術(shù)的限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，這在很大程度上提高了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度和功能水平。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都有自動(dòng)校檢、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)化控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、智能化以及自動(dòng)保護(hù)等多種功能，可以廣泛適用于不同的工作環(huán)境和工作領(lǐng)域，應(yīng)變能力較強(qiáng)。
2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展
2.1智能化。智能化即發(fā)展人工智能，是機(jī)器能夠具有自主的計(jì)算推理能力。而這一切的基礎(chǔ)，主要是模糊技術(shù)、軟件芯片技術(shù)、信息技術(shù)以及其他一些相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展。智能化是未來(lái)科技發(fā)展的必然趨勢(shì)，其中就包括機(jī)電一體化產(chǎn)品之一，智能機(jī)器人。
2.2高速、高精度化。數(shù)控機(jī)床一直是機(jī)電一體化的一大項(xiàng)應(yīng)用，而未來(lái)數(shù)控機(jī)床勢(shì)必要比現(xiàn)在更快速、更精確。速度方面，機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速、加速度都會(huì)得到極大加強(qiáng)。而納米技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也使機(jī)床更微型更精確，這是未來(lái)的發(fā)展方向。
2.3綠色化。隨著科技發(fā)展，科技生產(chǎn)迅速提升的同時(shí)也在危害著環(huán)境的健康。地球是我們共同的家園，人類的發(fā)展絕對(duì)不能以破壞生存條件作為代價(jià)，所以科技的發(fā)展的同時(shí)，也要求著生產(chǎn)的綠色化與環(huán)境保護(hù)。產(chǎn)品的綠色化，指的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，資源浪費(fèi)少、排污少、對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響極低。綠色化即將成為最重要的發(fā)展方向。
3 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
3.1機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。隨著機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，使得數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有所提高。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)向著總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)發(fā)展，在操作的過(guò)程中采用多個(gè)CPU，多主總線的體系結(jié)構(gòu)。2、數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)方面對(duì)外開(kāi)放程度較高，硬件體系結(jié)構(gòu)的層次性和兼容性較強(qiáng)，可以使得用戶在使用的過(guò)程中達(dá)到效益的最大化。不僅如此，還對(duì)軟件進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，使得數(shù)控功能更加豐富，加強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)控制功能。3、在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)運(yùn)行中，一臺(tái)機(jī)床可以同時(shí)完成多個(gè)加工任務(wù)，也可以一次控制多臺(tái)機(jī)床的運(yùn)行，從而達(dá)到多過(guò)程、多通道的控制目的。
3.2智能化技術(shù)。在工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)中，重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)不能達(dá)到生產(chǎn)要求，所以有必要采取智能化的控制技術(shù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)加以控制。在重工業(yè)領(lǐng)域，職能控制技術(shù)主要應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備的檢查以及產(chǎn)品質(zhì)量控制等各個(gè)方面。
3.3計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。GIMS是將生產(chǎn)人員與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理和生產(chǎn)過(guò)程的控制有效連接在一起，從而達(dá)到生產(chǎn)產(chǎn)品的一體化控制，他不是將各分散系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單組合，而是將生產(chǎn)的全局動(dòng)態(tài)進(jìn)行優(yōu)化組合。這一系統(tǒng)打破了原有制造系統(tǒng)的各個(gè)部門之間的界限，以產(chǎn)品的生產(chǎn)制造為核心來(lái)控制運(yùn)輸流程和整個(gè)信息流程，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品從決策到經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。更進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)資源，降低了損耗，達(dá)到了節(jié)約人力資源的目的，使得產(chǎn)品的庫(kù)存量逐漸減少，加快了產(chǎn)品銷售中資金的流動(dòng)性和周轉(zhuǎn)能力，促進(jìn)了企業(yè)生產(chǎn)力的快速發(fā)展。
4 結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)今，機(jī)電一體化已經(jīng)越來(lái)越貼近我們的生活，這是讓人聞為之興奮的美好結(jié)果。相信隨著科技的不斷發(fā)展，各類技術(shù)不斷地水融，各學(xué)科的不斷滲透和影響，機(jī)電一體化必將綻放耀眼的光華，產(chǎn)生更多給于我們極大方便的產(chǎn)品，讓我們的生活彌漫著科技的芬芳。
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，2114.
1機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)在工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面存在著一定的問(wèn)題，其制造水平與發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在較大的差距。但是我國(guó)擁有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，這對(duì)于機(jī)電一體化的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。當(dāng)今，世界上的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)十分的激烈，我國(guó)在工業(yè)制造方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，只有將我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)融入到工業(yè)行業(yè)的制造中來(lái)才會(huì)提高我國(guó)科技的技術(shù)含量，打破傳統(tǒng)的工業(yè)行業(yè)中存在的成本高、技術(shù)含量較低的不良現(xiàn)象。機(jī)電一體化的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要的時(shí)期。最初的階段是簡(jiǎn)單的機(jī)械與電子的融合，在機(jī)電一體化的最初階段人們只是具有了電子與機(jī)械相結(jié)合來(lái)運(yùn)用的簡(jiǎn)單的構(gòu)想，只是停留在理論思想方面并沒(méi)有采取一定的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)電子與機(jī)械的相互融合。第二段時(shí)期主要是技術(shù)的發(fā)展階段。這個(gè)階段出現(xiàn)了很多的理論思想，雖然電子技術(shù)隨著社會(huì)的快速發(fā)展也取得了一定的進(jìn)展但是把理論思想應(yīng)用在實(shí)踐中也仍然不能實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互融合。第三階段就是電子技術(shù)朝著智能化的發(fā)展方向而發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)得到迅速的發(fā)展。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、紅外線感應(yīng)技術(shù)等無(wú)不在提醒著我們這是一個(gè)智能化的世界。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、紅外線感應(yīng)技術(shù)在一定程度上推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化提供了相應(yīng)的知識(shí)理論。目前，機(jī)電一體化在社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的刺激下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用。世界上的各個(gè)國(guó)家都在為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了人力、物力和財(cái)力，其最終的目標(biāo)就是希望通過(guò)機(jī)電一體化來(lái)實(shí)現(xiàn)自己國(guó)家的工業(yè)化快速發(fā)展。
2機(jī)電一體化的創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)
2.1采取綠色、環(huán)保、輕便和性價(jià)比較高的材料
機(jī)電一體化在未來(lái)的創(chuàng)新方面將會(huì)選擇采用較為環(huán)保、輕便和性價(jià)比較高的材料。在機(jī)電一體化的原材料方面開(kāi)始有新的突破。比如說(shuō)，機(jī)電一體化的產(chǎn)品可以隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展選擇一些輕便、綠色和性價(jià)比較高的原材料，選擇原材料之后可以充分聯(lián)系材料的不同特點(diǎn)來(lái)對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行不斷的改進(jìn)與完善，進(jìn)而可以保證機(jī)電一體化的產(chǎn)品的質(zhì)量并在保證機(jī)電一體化產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)之上采用更加典型的新型的材料來(lái)不斷地創(chuàng)新產(chǎn)品，比如，可以在機(jī)電一體化中引入高分子材料、智能材料和納米材料，這樣可以使材料的得到一定的回收利用并達(dá)到環(huán)保、綠色的環(huán)境要求。
2.2在造型和功能上的創(chuàng)新
在我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展下，我國(guó)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的方面上開(kāi)始新的創(chuàng)新，最值得一提的就是在造型和功能方面的創(chuàng)新，機(jī)電一體化產(chǎn)品在造型和功能方面上的改進(jìn)與創(chuàng)新可以較大程度地滿足廣大消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品造型和功能的追求。比如說(shuō)，在對(duì)產(chǎn)品的造型方面的創(chuàng)新時(shí)，利用機(jī)電一體化的技術(shù)可以有效地提升產(chǎn)品的外在造型的審美高度，最大程度地滿足顧客對(duì)產(chǎn)品造型的需求。除此之外，機(jī)電一體化也會(huì)越來(lái)越重視自身產(chǎn)品的功能，會(huì)加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品功能上的改進(jìn)與創(chuàng)新。并且機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能還會(huì)為了滿足不同用戶在不同階段的不同的要求來(lái)改變產(chǎn)品的功能使得產(chǎn)品的功能變得多樣化與全面化。
2.3機(jī)電一體化會(huì)實(shí)現(xiàn)控制方面的高效化、智能化和便捷性
傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在操作方面具有較大的繁瑣性，再加上在工作的過(guò)程中需要認(rèn)為實(shí)現(xiàn)機(jī)器的操作運(yùn)行。這往往就會(huì)提升人工操作機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)性。機(jī)電一體化就是能較好地避免這些潛在危險(xiǎn)的發(fā)生，可以有效地實(shí)現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備的操作運(yùn)行中的便捷性、安全性、自動(dòng)化與高效性。比如說(shuō)，在機(jī)電一體化中運(yùn)用電子技術(shù)、光子技術(shù)或者現(xiàn)代新型的信息技術(shù)并在此基礎(chǔ)之上加以創(chuàng)新就會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的便捷性、智能化與高效性，有利于進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化的創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)程。
3機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向
機(jī)電一體化并非是一門獨(dú)立的課程，它融入了電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程等專業(yè)的知識(shí)。隨著信息技術(shù)與電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)逐漸走向智能化、微型化和快速化。因此，集電子、計(jì)算機(jī)于一身的機(jī)電一體化技術(shù)自然也會(huì)隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷地發(fā)展。在不久的將來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始邁向智能化、微型化與網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程。機(jī)電一體化作為一種新型的科技技術(shù)，研究其技能的人員相對(duì)而言較少，機(jī)電一體化的專業(yè)的研究人員的缺乏是目前阻礙機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程的較為關(guān)鍵的問(wèn)題。所以，目前最重要的任務(wù)就是在大力推進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)程的基礎(chǔ)上建立完善的有關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)部門，為機(jī)電一體化技術(shù)培養(yǎng)出所需要的專業(yè)性人才。比如說(shuō)，可以在各大高校中開(kāi)設(shè)與機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)的專業(yè)科目，鼓勵(lì)有關(guān)專業(yè)培訓(xùn)教育集體的發(fā)展，國(guó)家還要給這些相關(guān)的專業(yè)相應(yīng)的政策扶持，為機(jī)電一體化技術(shù)人才的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的訓(xùn)練環(huán)境。在這樣的情況下才有可能吸引更多的人去關(guān)注和了解機(jī)電一體化的技術(shù)專業(yè)，才會(huì)在此基礎(chǔ)之上較快地培養(yǎng)出高素質(zhì)的專業(yè)性人才，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。
4結(jié)束語(yǔ)
機(jī)電一體化的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以進(jìn)一步滿足大家對(duì)產(chǎn)品的更高要求，只有不斷地對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行創(chuàng)新才會(huì)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中適應(yīng)社會(huì)的需求。我們要在掌握現(xiàn)有的技能的基礎(chǔ)之上了解市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求，努力創(chuàng)新，在技術(shù)創(chuàng)新中不斷地創(chuàng)造出更多需求的產(chǎn)品，早日實(shí)現(xiàn)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中的龍頭地位。
作者:張杰 單位:國(guó)投大同能源有限責(zé)任公司
參考文獻(xiàn)：
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(jiǎn)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(guó)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(lái)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(cè)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(jiǎn)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(cè)、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(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)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(zhēng)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(kāi)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)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(kāi)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(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)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(guó)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(lái)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(guó)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(shuō)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(chéng)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(kāi)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(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)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(kāi)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(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)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(lái)的好處可以肯定，無(wú)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(lái)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(lái)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(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，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(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)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(lái)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(guò)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(wú)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(kāi)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(lái)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(lái)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(lái)的。
結(jié)語(yǔ)
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(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)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)鍵字：機(jī)電一體發(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)：
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。自電子技術(shù)一問(wèn)世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開(kāi)始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.
一、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(lái)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。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(cè)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(jiǎn)單組合、拼湊。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(cè)、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。
二、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(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)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(zhēng)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(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。
20世紀(jì)70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(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(kāi)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。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)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(guó)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(lái)的影響。
三、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：
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。誠(chéng)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。
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(kāi)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。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)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(lái)美好的前程。
3、網(wǎng)絡(luò)化。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(lái)了巨大的變革。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(chǎng)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)(home net)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)(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4、微型化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，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(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)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。
四、我國(guó)的現(xiàn)狀與前景
用信息化帶動(dòng)工業(yè)化是我國(guó)21世紀(jì)的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略舉措。信息化是由計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)工具的革命所引起的工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向信息經(jīng)濟(jì)的一種社會(huì)經(jīng)濟(jì)過(guò)程。它包括信息技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的信息化、基礎(chǔ)設(shè)施的信息化、生活方式的信息化等內(nèi)容：在信息化和工業(yè)化的關(guān)系問(wèn)題上，有兩種極端的觀點(diǎn)。
一種觀點(diǎn)認(rèn)為：我國(guó)的工業(yè)化水平很低，離開(kāi)了工業(yè)基礎(chǔ)談信息跨越只能是空中樓閣，信息化這種新經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象是發(fā)達(dá)國(guó)家的事；我國(guó)工業(yè)化的任務(wù)尚未完成，我們必須堅(jiān)守傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，把注意力放在工業(yè)化上；我國(guó)在信息技術(shù)的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家都存在巨大差距，過(guò)分強(qiáng)調(diào)信息化，必然會(huì)產(chǎn)生泡沫經(jīng)濟(jì)；面對(duì)巨大的“信息鴻溝”談“趕超”和“跨越”是不現(xiàn)實(shí)的，對(duì)新興的信息產(chǎn)業(yè)只能慢步走。我們把這種觀點(diǎn)稱作“堅(jiān)守――慢步論”，即堅(jiān)守傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，慢步信息產(chǎn)業(yè)。
另一種觀點(diǎn)認(rèn)為：信息化與工業(yè)化沒(méi)有必然聯(lián)系。我們必須緊跟時(shí)代步伐，放棄夕陽(yáng)工業(yè)，大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)這種朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。這種觀點(diǎn)是“放棄――跨越論”，即放棄傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全方位的跨越。“放棄――跨越論”者關(guān)注的是西方國(guó)家在工業(yè)化過(guò)程中實(shí)行的放棄轉(zhuǎn)移型戰(zhàn)略。
我國(guó)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展具有以下條件：(1)后發(fā)成本優(yōu)勢(shì)。 (2)后來(lái)者沒(méi)有結(jié)構(gòu)慣性。 (3)信息產(chǎn)業(yè)容易跨越。(4)信息市場(chǎng)潛力大。(5)信息設(shè)施有較好的基礎(chǔ)。、(6)有民間資本支撐和局部技術(shù)優(yōu)勢(shì)。(7)有一批創(chuàng)新主體和示范工程。(8)有市場(chǎng)體制支撐。、
