機電一體化前途精選(九篇)

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第1篇：機電一體化前途范文

關鍵詞：機電一體化 現狀 發展趨勢

一、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。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，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。

二、機電一體化的發展趨勢

1.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。

2.模塊化趨勢

模塊化是一項重要而艱巨的工程，利用標準單元迅速開發出新產品，擴大生產規模，制定各項標準，便于各部件、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?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

3.網絡化趨勢

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。由于網絡的普及，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，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。

4.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，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。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。

第2篇：機電一體化前途范文

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ModularDigitalController（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：

第3篇：機電一體化前途范文

關鍵詞：電動機閥門 繼電器保護 機電一體化技術總結

1 機電一體化技術發展歷程及其趨向

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，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 機電一體化技術發展歷程

1.數控機床的問世，寫下了"機電一體化"歷史的第一頁；

2.微電子技術為"機電一體化''帶來勃勃生氣；

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎；

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.

1.2 機電一體化發展趨向

1 數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

2智能化

即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

3 模塊化

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、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

2、機電一體化技術的主要應用領域

2.1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。

2.2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 機電一體化中繼電器保護的現狀與發展

電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。

建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術[1]，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

機電一體化的發展歷程見證了人類走向了高科技的時代，機電一體化化的發展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。

4 結語

機電一體化不是孤立的，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。在走向高智能化的時代步伐下，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。

參考文獻：

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004；

[2]李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社，2003；

[3]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社，2004；

[4]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化，2006；

第4篇：機電一體化前途范文

關鍵詞：機電一體化；應用現狀；發展前景

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：

一、機電一體化技術的內涵

機電一體化技術是將多種技術進行整合，并且將其在實際生產中加以應用的一種技術。現代化的機電設備基本上都可以稱為是機電一體化設備。機電一體化的技術整合度之高，包含了機械、電子、傳感器技術、微電子、信息技術、信號變換技術、接口技術等多種傳統和新興技術。機電一體化技術當中，機械技術作為基礎技術是最重要的一項，機械技術的研究重點是如何使機械實現機電一體化。從而達到結構、材料、性能上的改進，來實現減輕重量、改善精度、提高性能的目的。計算機信息技術是機電一體化中較為重要的輔助因素之一。信息的交換、預算、決策、人工智能等等都屬于計算機處理技術。機電一體化的運用，大大提高了機械工程技術的效率，不僅僅可以更好的實現機械工程的各種要求，還可以實現自動檢測、處理、調節、控制等等。機電一體化產品在某些方面已經實現了智能化操作，智能化是其與普通機械技術最根本的區別。隨著當前科學技術與生產力的不斷發展，機電一體化也越來越受到重視，當前我國的機電一體化發展還處于初級階段，仍然還有較長的道路要走。

二、機電一體化技術的發展現狀

1.初級發展階段

二十世紀六十年代以前的時間是機電一體化技術發展的初級階段，在初級發展階段，人們開始能夠自覺利用電子技術的成果完善機械產品的性能，在二戰之后，戰爭在使科技發展滯后的同時，也促進了電子技術和機械產品的結合，在戰爭期間這種結合主要應用與軍事，在戰爭結束夠，電子技術與機械產品的結合用于經濟發展中，并為經濟的發展帶來了巨大的作用，由于機電一體化技術剛剛產生，人們對這種技術的認可程度還不高，機電一體化技術還未得到廣泛運用，這個階段的機電一體化技術還算不上是真正的機電一體化技術。

2.深入發展階段

從二十世紀六十年代到九十年代后期，機電一體化技術到了迅速發展階段，在這一階段，機電一體化技術逐漸智能化，并在迅速發展的基礎上不斷深入。這一時期，機電一體化技術中又加入了光學和通信技術，微細加工技術在初現在機電一體化技術中，同時，對機電一體化的系統分析和學科體系也進入了深入發展的階段，神經網絡技術、人工智能技術、光線技術的發展為機電一體化技術拓寬了發展前景，促進了機電一體化技術的發展與進步。這個階段的機電一體化技術為當前的機電一體化發展打下了堅實的基礎。

3.規劃發展階段

在二十世紀八十年代初期，國家就對機電一體化技術進行了研究，并且國務院還把機電一體化技術列入了863計劃中，還成立了專門的機電一體化領導小組，由于國際機電一體化技術在飛速的發展過程中，我國充分考慮到國外技術的發展對我國的影響，還把機電一體化技術的發展方向與影響納入九五規劃和發展綱要中，不僅是國家對機電一體化技術非常重視，很多高等院校、國家企業也對機電一體化技術進行了研究與應用，并取得了一定的成果。當前階段的機電一體化發展為我國的綜合國力的提升做出了重要的貢獻。

三、機電一體化技術的發展趨勢

1.系統化的發展趨勢

二十世紀九十年代后，計算機技術得到了空前的發展，網絡的普遍與發展為科技的發展、工業的生產、政治、軍事，甚至教育領域都帶來了巨大的作用，網絡的發展加快了我國全球化步伐，全球的經濟與生產將會連成一片，企業競爭的范圍也走出了國家，走向了世界，國際間的交流與合作促使了機電一體化技術的發展，一旦機電一體化技術有了新的發展動態，新成品就會通過網絡渠道暢銷全球，網絡技術的發展也促進了遠程控制技術與監視技術的發展，機電一體化技術生產出的產品也將會成為遠程控制技術的終端設備。

2.智能化的發展趨勢

智能化是機電一體化區別于傳統機械技術最根本的特征，同時也是機電一體化技術發展的趨勢。二十一世紀對智能化更為重視，機電一體化要想更好地滿足新形勢下社會發展的需求，就必須重視智能化的發展。智能化的發展，要求今后的機電一體化在操作控制中，充分地吸收人工智能、運籌學、計算機信息學、混沌動力學等新的學科知識，模擬人類智能，更好的實現對人類的模擬。雖然機電一體化不能從根本上與人類的智慧相比較，但是其智能化的發展趨勢可以在越來越多的領域應用，并且為人類節約更多的人工成本。

3.微型化的發展趨勢

微型化也是機電一體化將來發展的一個整體趨勢。微型化興起的時間不長，從上世紀末開始興起，主要是傳統的機電一體化往往較為龐大，不便于正常工作的展開。微型化不僅僅是指所需要的機械設備向微型化發展，更重要的是向微電子系統發展。微電子系統要向微米甚至納米技術發展，才能更好的促進機電一體化技術的發展。微機電一體化的實現，在生物、醫療、通信、軍事、制造等多個領域都有較強的影響。但是微機電一體化的目前也存在一定的瓶頸，那就是微機電技術，雖然當前微電子技術已經發展的較為先進，但是由于機電設備的復雜性，造成了機電技術還不能達到與微電子技術同等的技術水平，但是隨著科技的進步，微機電技術一定也能得到更好的發展，從而促進機電一體化整體的微型化水平。

4.模塊化的發展趨勢

模塊化的實現是機電一體化設計過程中較為重要的一個環節。模塊化的工作量較大且較為繁瑣，各種設備的生產廠家較多，如果不能很好地實現各個零部件之間的緊密配合，就有可能使得機電一體化技術不能很好地實現，這就需要對機電一體化進行模塊化設計。模塊化設計就是將多個要素組合在一起，構成一個子系統。多個子系統最后又組合成為一個整體，從而生成一個新的系統，產生不同的功能。機電一體化如果能夠實現模塊化設計，必然大大減少設備之間的不兼容概率，不僅僅能夠更好地實現其基本功能，甚至能夠促進一些新的功能的開發與應用。

5.綠色化的發展趨勢

在過去傳統的發展觀念中，人們過于追求經濟的發展，對環境和能源問題往往不去重視，現代隨著人們生活水平逐漸提高，環境問題日益惡化，多種能源面臨枯竭，國家和人們才重視到環境保護與經濟發展之間的關系，這時綠色產業就有更大的發展空間，綠色化產品不僅是時展的趨勢，也是機械一體化技術的發展趨勢。綠色產品能夠使用最少的資源，達到最大的經濟效益，同時對環境造成最小的污染，綠色產品在制造、使用和銷毀的過程中都能夠符合環境保護的要求，也不會威脅到人類的生存健康，因此具有很大的發展前途。

四、總結

由于社會對機電一體化技術的認可，使得機電一體化技術在發展的過程中取得了一定的成果，但機電一體化技術的發展時間畢竟不長，在發展的過程中還會面臨很多困難和問題，我們應該堅持科學的發展觀，認真分析機電一體化技術發展的現狀，結合我國經濟與科技發展的實際，使得機電一體化能夠在國家的發展當中做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]張智慧.淺談機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].中國高新技術企業,2008(24).

第5篇：機電一體化前途范文

【關鍵詞】 ：機電一體化；技術原理；發展方向

[Abstract] in: with the rapid development and wide application of computer technology, electromechanical integration technology have hitherto unknown development, become an integrated computer and information technology, automatic control technology, sensor technology, servo drive technology and mechanical technology, cross system technology, is currently the light mechanical and electrical integration of technology development, application range and more extensive. This paper introduces the principle of the electromechanical integration technology, constitute the five elements of mechatronic system and four principles, development direction of electromechanical integration technology and prospects of the comprehensive exposition.

[keyword]: in mechanical and electrical integration; technology; development direction

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

機電一體化又稱機械電子學，英語名稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。

機電一體化技術是在以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展向機械工業領域迅猛滲透并與機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、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，從系統理論出發根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統有機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。

隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術方向發展，應用范圍愈來愈廣，現代化的自動生產設備幾乎可說都是機電一體化的設備。

一、機電一體化系統的五大組成要素

機電一體化系統一般可分為機械本體、動力驅動部分、檢測傳感部分、控制及信息處理部分和執行機構五個組成部分，即一個機電一體化系統中一般由結構組成要素、動力組成要素、感知組成要素、職能組成要素、運動組成要素五大組成要素有機結合而成。

1、機械本體（結構組成要素）是系統的所有功能要素的機械支持結構，一般包括機身、框架、支撐、聯接等。

2、動力驅動部分（動力組成要素）依據系統控制要求，為系統提供能量和動力以使系統正常運行。

3、檢測傳感部分（感知組成要素）對系統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經過分析、處理后產生相應的控制信息。

4、控制及信息處理部分（職能組成要素）將來自檢測傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結果和規定的程序與節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的的運行。

5、執行機構（運動組成要素）根據控制及信息處理部分發出的指令，完成規定的動作和功能。

二、機電一體化技術的四大原則

構成機電一體化系統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循接口耦合、能量轉換、運動傳遞與信息控制四大原則。

1、接口耦合：兩個需要進行信息交換和傳遞的環節之間，由于信息模式不同（數字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現。而兩個信號強弱相差懸殊的環節之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環節之間可靠、快速、準確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規范才行，因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規定的模式進行交換與傳遞。

2、能量轉換：兩個需要進行傳輸和交換的環節之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執行器，驅動器和他們的不同類型能量的最優轉換方法及原理。

3、運動傳遞：運動傳遞使構成機電一體化系統各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優化。

4、信息控制：在系統中，所謂智能組成要素的系統控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。

三、機電一體化技術的發展方向

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。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：

（一）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。

（二）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。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。

（三）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，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

（四）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，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。

（五）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。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產品的最終使用對象是人，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。

第6篇：機電一體化前途范文

Abstract: the development of modern science and technology, a strong impetus to the different disciplines of cross-cutting and infiltration, resulting in the mining area and the transformation of the technological revolution. This article through to our country mechanical and electrical integration of the historical development and current situation, electromechanical integration of the partial forecast

主題詞：機電一體化技術現狀前景

Keywords: mechanical and electrical integration of technology status prospect

中圖分類號： TH-39文獻標識碼：A 文章編號：

現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了礦業領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”發展階段。

一、機電一體化概要

機電一體化是指在機械的主功能、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。但其基本特征可概括為綜合運用機械技術、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、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。

世界范圍內機電一體化的發展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前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；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；第三階段,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。。

二、機電一體化的發展狀況

我國從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入“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做了大量的工作,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

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能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。智能化使機電一體化產品具有與人完全相同的智能是不可能的。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的。機電一體化技術在發達國家經過幾十年的研究和運用，現在機電一體化技術正向智能化方向發展。最新的技術方向是：光學、通信技術等進入了機電一體化，使得微細加工技術也在機電一體化中出現，從而出現光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進一步對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，使機電一體化的學科體系和發展趨勢都得到了深入研究。要充分發揮大專院校、研究機構的科研作用，讓大專院校、研究機構與一些大中型企業在機電一體化技術領域進行合作研究，推進技術的發展并把最新的研究成果快速的轉化和應用于實際的產品和相關的領域，為各方面帶來顯著的經濟效益和社會效益從而達到相互促進的積極作用。

(二)網絡化

20世紀90年代,計算機技術的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給工業生產、政治、軍事、教育和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。利用家庭網絡(home net)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，可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朝著網絡化方向發展。

(三)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,泛指幾何尺寸不超過1 cm3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。

(四)綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適；另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。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。

近幾年來,我們機電一體化產品的研究和生產得到長足的進步。機電一體化技術在發達國家經過幾十年的研究和運用，現在機

電一體化技術正向智能化方向發展。最新的技術方向是：光學、通信技術等進入了機電一體化，使得微細加工技術也在機電一體化中出現，從而出現光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進一步對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，使機電一體化的學科體系和發展趨勢都得到了深入研究。例如,國產電牽引采煤機已經占領國內市場,核心部分是由安裝在采煤機上的計算機和傳感器組成,具有多種保護、遙控功能。國產全數字化直流提升機也已占領國內市場。此外,我國在液壓支架電液控制、膠帶運輸機、礦井供電設備以及風機、水泵、壓風機、局扇等設備上也都有成熟的機電一體化產品。但是，,筆者認為在發展我國機電一體化產品的技術上應該注意以下幾點：①研究具有自主知識產權的核心裝置,增加產品國產化的比例；②增加產品的通訊功能,以適應綜合自動化的需要；③進一步提高尤其是大型設備的故障診斷功能和智能化程度。

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。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。我國可以利用廣闊的市場潛力,用全新的方式和更短的時間研發更多具有知識產權的機電一體化產品。隨著我國科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,在國內外發展的同時，行業內肯定會有競爭的時候，它既是挑戰，更是機遇。筆者相信，在新的社會主義建設思想的指引下，我國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：

第7篇：機電一體化前途范文

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

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

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。

第8篇：機電一體化前途范文

關鍵詞：機電一體化；電子技術；自動控制；發展趨勢

Abstract: in the field of mechanical engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development.

Keywords: mechanical and electrical integration; Electronic technology; Automatic control; Development trend

中圖分類號：U415.6 文獻標識碼：A文章編號：

1、概要

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理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己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加自動檢測、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。

2、機電一體化的發展狀況

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，人們自覺不自覺地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，己經開發的產品也無法大量推廣。

20 世紀70 ~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這個時期的特點是：mechatronics 一詞首先在日本被普遍接受，大約到20 世紀80 年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認，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，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嶄露頭角，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。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，為機電一體化技術的發展開辟了廣闊天地。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入“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做了大量的工作，并取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。3、機電一體化的關鍵技術 機電一體化技術是一個技術群體的總稱。其關鍵技術有：傳感與檢測技術信息處理技術、先進制造技術、伺服驅動技術、自動控制技術、系統總體技術等。 3.1傳感與檢測技術傳感與檢測技術關鍵元件就是傳感器。傳感器是整個機電一體化系統（或產品）的環境接口，是自動化、信息化以及智能化應用和發展的關鍵技術。傳感器的水映了一個國家的科技發達程度，特別是新型高科技傳感器的研究和開發世界各國都非常重視，比如多功能集成傳感器、智能傳感器、仿生傳感器等。多功能集成傳感器就是具有“一器多感”技術特點的傳感器。智能傳感器就是帶有微處理器的，具有信息自我處理功能的傳感器。仿生傳感器就是模擬人的感覺器官的傳感器，是機器人技術發展的核心。3.2信息處理技術信息處理技術包括信息的交換、傳遞、存儲和處理，主要工具就是計算機。計算機及信息處理系統是整個系統（或產品）的信息處理中心，充分利用計算機超強的信息處理能力以及豐富的軟件資源，增強了系統的功能，提高了系統的柔性、可靠性，使系統具有了一定的智能。3.3 先進制造技術先進制造技術是機電一體化發展的必然產物，是機電一體化技術的基礎。先進制造技術保障系統（或產品）構造功能的最優化。先進制造技術采用具有柔性操作的先進制造設備：機械加工中心、機床、工業機器人等機電一體化產品，實行先進的組織管理，組成柔性制造單元和柔性制造系統，提高制造作業及制造系統的柔性和生產率，以滿足機電一體化系統（或產品）的需要，滿足社會發展的需要。 3.4 伺服驅動技術 伺服驅動技術是系統直接執行操作的技術，其目的是從動力學角度分析系統行為，保證系統整體運行的最優化。伺服驅動裝置包括電動、氣動、液壓等各種類型，按照控制指令將電信號轉換成流體能或機械能驅動運功機構，對整個系統的動態特性、控制質量和功能具有決定性的影響。 3.5自動控制技術自動控制技術是在自動控制原理的指導下，結合計算機技術對具體的控制裝置和控制系統進行設計、仿真、調試，最終實現機電一體化系統的整體性能最優化20 世紀80 年代以來，如模糊控制，專家系統和人工神經元網絡等人工智能控制技術，得到快速發展并被廣泛應用。 3.6 系統總體技術系統總體技術包括系統的總體設計和接口技術，是用跨學科的思維能力來進行綜合集成的技術。系統總體設計是以系統整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將系統整體分解成相互聯系的若干功能單元，再對功能單元進行二次分解，最終確定一個可行的技術方案。接口技術的實質是機械技術和電子技術的具體應用，是各要素或子系統之間的聯系條件。在某種意義上說，機電一體化系統設計歸根結底就是接口設計。

4、機電一體化的發展趨勢

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。因此，機電一體化的主要發展方向如下：4.1智能化智能化就是要求機電產品具有一定的智能，使其具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。如果人類社會的發展和進步體現在人腦的智能上，那么機電一體化的發展和進步就體現在其產品的智能上。智能化是機電一體化技術與傳統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。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步和發展，為機電一體化技術的發展開辟了廣闊天地。4.2 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?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

4.3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、教育等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，利用現場總線和局域網技術使家用電器網絡化己成大勢，家庭網絡（h o menet ）就是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（compute , Integrated Appliancesystem , CIAS) , 使人們在家里享受科技帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。4.4 微型化微型化是指機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電一體化（Micro Mechatronics）是機電一體化的一個重要分支，國外稱其微型電子機械系統 (Micro Electro MechanicalSystems).它泛指幾何尺寸不超過1cm 的機電一體化產品，并向著微米、納米級發展。采用精細加工技術加工生產微機電一體化產品，其體積小、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。4.5集成化機電一體化的集成是從全局角度和系統目標出發，將總體功能分解成相互有機聯系的若干子功能，再將系統分解成若干個功能單一的功能單元，然后通過軟、硬件將各個功能單元有機地聯系起來，使其性能最優功能最強。集成是機電一體化發展的內在動力，它是一種創新性的過程，正是由于這種創新性，將機、電、信息、控制等各種相關技術有機結合，實現系統整體最優，促使機電一體化領域的不斷拓展。4.6 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。表現之二是通信功能的大大加強，一般除Rs232 外，還有Rs485 、DCs 人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是機電一體化產品的最終使用對象是人，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。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

4.7 人性化

機電一體化產品的使用對象和服務對象都是人。所以對于未來的機電一體化產品，一方面必須加強它們與生命機體的相似性，給產品賦予人的智能、情感和人性；另一方面充分協調產品與人和環境的關系，使產品更關注人的生理、心理特性和極限，更適宜人的使用與操作。 4.8綠色化工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源．回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。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服廢后能回收利用。

5、結束語

第9篇：機電一體化前途范文

關鍵詞：機電一體化 技術產品 制造技術 發展趨勢

中圖分類號：TP271 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-00144-02

1.機電一體化的基本概念

根據系統功能目標和優化組織目標。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，隨著科學技術的不斷發展。由此而產生的功能系統

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，成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。機電一體化是從系統的觀點出發，合理配置與布局各功能單元，還將被賦予新的內容。并使整個系統最優化的系統工程技術，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，是綜合運用機械技術、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，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。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。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，還能賦予許多新的功能。其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，但是發展到機電一體化后?！皺C電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面，其主要功能依然是代替和放大的體力，機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，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。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。因此，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。

2.機電一體化的優越性

（1）顯著提高設備的使用安全性。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，使用安全性和可靠性提高，機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。避免和減少人身和設備事故。能自動采取保護措施。（2）保證最佳的工作質量和產品的合格率。通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響。生產能力和工作質量提高，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，數控機床對工件的加工穩定性大大提高，使得生產能力大大提高。機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，同時。生產效率比普通機床提高5～6倍。（3）機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示。使得操作大大簡化并且方便、簡單，操作按鈕和手柄數量顯著減少。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，使用性能改善。系統可重復實現全部動作，高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序。實現自動最優化操作。（4）機電一體化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智能化等多種功能。使其應用范圍大為擴大，具有復合技術和復合功能，例如。滿足用戶需求的應變能力較強，能應用于不同的場合和不同領域，。機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制，電子式空氣斷路器具有保護特性可調、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。具有復合功能并且適用面廣。（5）機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中，而不需要改變產品中的任何部件或零件。即可按指定的預定程序進行自動工作，使工作恢復正常，對于具有存儲功能的機電一體化產品，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，然后根據不同的工作對象。調整和維護方便，機電一體化產品在安裝調試時。只需給定一個代碼信號輸入，可以事先存入若干套不同的執行程序，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。

3.機電一體化產品的構成及特點

（1）機械系統。這部分是實現產品功能的基礎，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求，機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。因此對機械結構提出了更高的要求。（2）動力系統。驅動執行機構工作以完成預定的主功能，機電一體化產品以電能利用為主。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能。動力系統包括電、液、氣等動力源，包括電源、電動機及驅動電路等。（3）傳感與檢測系統。為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現，對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。（4）信息處理及控制系統。信息處理及控制系統接收傳感與檢測系統反饋的信息，機電一體化產品中。并對其進行相應的處理、運算和決策，信息處理及控制系統主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成，根據機電一體化產品的功能和性能要求，以對產品的運行施以按照要求的控制，實現控制功能。（5）執行機構。執行機構因機電一體化產品的種類和作業對象不同而有較大的差異。機電一體化產品的執行機構一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構，其性能好壞決定著整個產品的性能。因而是機電一體化產品中最重要的組成部分，機電一體化產品的五個組成部分在工作時相互協調。在結構上，各組成部分通過各種接口及其相應的軟件有機地結合在一起，執行機構是實現產品目的功能的直接執行者。共同完成所規定的目的功能。實現產品的主功能，。執行機構在控制信息的作用下完成要求的動作，構成一個內部匹配合理、外部效能最佳的完整產品。

4.機電一體化的發展趨勢

（1）智能化。使機電一體化產品具有與人完全相同的智能。機器人與數控機床的智能化就是重要應用，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，誠然。則是完全可能而又必要的，以求得到更高的控制目標，這里所說的”智能化”是對機器行為的描述。是不可能的，也是不必要的，模擬人類智能，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，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，人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視。使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力。（2）模塊化。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，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，這樣。這需要制定各項標準，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。由于利益沖突，顯然，模塊化是一項重要而艱巨的工程。以及各種能完成典型操作的機械裝置，以便各部件、單元的匹配和接口。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，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定。（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、教育義舉人么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（home net）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朝著網絡化方向發展。（4）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。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），并向微米、納米級發展，即超精密技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，微型化興起于20世紀80年代末。它包括光刻技術和蝕刻技術兩類，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。（5）綠色化。人們呼吁保護環境資源。資源利用率極高，另一方面，于是。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化，設計綠色的機電一體化產品。生態環境受到嚴重污染，綠色化是時代的趨勢，具有遠大的發展前途，對生態環境無害或危害極少。機電一體化產品的綠色化主要是指，符合特定的環境保護和人類健康的要求。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，資源減少。報廢后能回收利用，生活舒適，回歸自然；一方面，物質豐富，使用時不污染生態環境。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中。（6）系統化。許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的，表現是通信功能的大大加強。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化產品的最終使用對象是人。另一層是模仿生物機理，一層是，賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，系統可以靈活組態，特別是對家用機器人。其高層境界就是人機一體化，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。研制各種機電一體花產品，事實上，一般除RS232外。還有RS485、DCS人格化，進行任意剪裁和組合，系統化的表現特征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。