摘要：機(jī)電一體化是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的結(jié)晶，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章簡述了機(jī)電一體化的概念、特點、核心技術(shù)、發(fā)展歷程，并結(jié)合實際給出了其發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;核心技術(shù);現(xiàn)狀;趨勢

　　Abstract: Mechanical and electrical integration is the mechanical technology and microelectronics technology, information technology of the organic combination of crystallization, mechanical and electronic industry is an inevitable trend. combining with actual development , The article has summarized the electromechanical integration's concept, the characteristic, the core technology, development course, and look forward to its trend.

　　Key Words: mechanical and electrical integration; core technology; present situation; trend

　　中圖分類號： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　前言：機(jī)電一體化經(jīng)過自然產(chǎn)生和發(fā)展的過程后，到20世紀(jì)70年代初，日本科技工作者經(jīng)過系統(tǒng)地概括、總結(jié)【1】，促成了機(jī)電一體化比較完整的概念。此后，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和微型計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得機(jī)電一體化的形成更加靈活，內(nèi)容更加豐富，應(yīng)用更加廣泛。【2】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”步入了以“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)電一體化主要涵蓋了技術(shù)和產(chǎn)品兩方面的內(nèi)容，是一個綜合的概念。機(jī)電一體化技術(shù)是包含機(jī)械、信息、電子等技術(shù)的一種綜合技術(shù)，擁有自動檢測、自動處理信息、自動調(diào)控等強(qiáng)大功能的體系，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠被實現(xiàn)、使用和發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品則是指采用機(jī)電一體化技術(shù)，在機(jī)械產(chǎn)品基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來的新一代機(jī)電產(chǎn)品。換句話說，機(jī)電一體化技術(shù)就是建立在機(jī)械技術(shù)、計算機(jī)和信息處理技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感與測試技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子電力技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)群體基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)，而不是微電子技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等高新技術(shù)的簡單組合。

　　2.機(jī)電一體化的特點

　　(1)綜合性和系統(tǒng)性

　　機(jī)電一體化是將各種相關(guān)技術(shù)綜合起來，構(gòu)成的一個完整系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，為了不斷地向著更高水平的技術(shù)發(fā)展，它們既相互要求，又相互互補(bǔ)。所以，機(jī)電一體化技術(shù)具有綜合性和系統(tǒng)性的特點，是一種高水平的技術(shù)。

　　(2)提高安全性

　　機(jī)電一體化系統(tǒng)一般都具有自動監(jiān)視、診斷、報警、保護(hù)的功能，可降低人身和設(shè)備事故發(fā)生的幾率，或者避免人身和設(shè)備事故的發(fā)生，大大地提高了安全性。有些機(jī)電一體化系統(tǒng)甚至具有自動處理和控制信息的功能，可以在惡劣、危險的環(huán)境中做無人的自動操作。如：在大火現(xiàn)場、核反應(yīng)堆等一些危險場合，機(jī)器人可以進(jìn)行危險工作。

　　(3)高可靠性、高穩(wěn)定性和長壽命

　　機(jī)電一體化系統(tǒng)幾乎沒有機(jī)械磨損，因此降低了系統(tǒng)的故障率，可靠性和穩(wěn)定性也顯著增強(qiáng)，壽命提高。有些機(jī)電一體化系統(tǒng)具有自動診斷、修復(fù)、補(bǔ)償、調(diào)節(jié)、校驗、保護(hù)及智能化等功能，甚至可以做到不需要維修。

　　(4)開發(fā)復(fù)雜、使用簡便、具有柔性

　　機(jī)電一體化系統(tǒng)的一大特點就是具有柔性。機(jī)電一體化技術(shù)可通過需要、實際參數(shù)等的變化，無需改裝系統(tǒng)的任何部件或零件，只將相應(yīng)的控制程序改變，將這些控制程序輸入到產(chǎn)品的控制系統(tǒng)，適應(yīng)變化的工作方式，就可以及時地對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，做出必要的修改、調(diào)整。因此，機(jī)電一體化技術(shù)是解決多品種、小批量生產(chǎn)的行之有效的途徑。

　　3.機(jī)電一體化的核心技術(shù)

　　吳淑珍指出，機(jī)電一體化技術(shù)主要包括技術(shù)原理，以及能夠使機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)，是一個技術(shù)群的總稱，包括檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。

　　韓紅戰(zhàn)也研究指出，機(jī)電一體化的核心技術(shù)主要包括：(1)減輕質(zhì)量、改善性能和提高精度的機(jī)械本體技術(shù);(2)快速響應(yīng)的驅(qū)動技術(shù);(3)實現(xiàn)機(jī)電一體化與信息處理設(shè)備、微電子學(xué)緊密相連的信息處理技術(shù);(4)使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化的接口技術(shù)。

　　4.機(jī)電一體化的發(fā)展歷程

　　機(jī)電一體化同其他學(xué)科技術(shù)一樣，經(jīng)歷了較長期產(chǎn)生和發(fā)展過程。龍代清等指出，機(jī)電一體化的發(fā)展可概括為初級發(fā)展、蓬勃發(fā)展和智能化發(fā)展三個階段。

　　初級發(fā)展階段——從出現(xiàn)到20世紀(jì)60年代。此階段，科技工作者通過電子技術(shù)研究和開發(fā)了不少機(jī)電一體化產(chǎn)品，如：雷達(dá)伺服系統(tǒng)、電臺的自動調(diào)諧系統(tǒng)等。但是，由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展水平的限制，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互結(jié)合還欠缺充分的外部條件，使得已經(jīng)開發(fā)的機(jī)電產(chǎn)品沒有得到真正的推廣和應(yīng)用。

　　蓬勃發(fā)展階段——20世紀(jì)70年代到80年代。得力于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化得到了空前的快速發(fā)展。尤其是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路、微型機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化提供了良好發(fā)展的載體。

　　智能化方向的新階段——20世紀(jì)90年代后期。在這一階段，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化、微機(jī)電一體化等新分支;另外，機(jī)電一體化的建模設(shè)計、建模分析、集成方法、學(xué)科體系、發(fā)展趨勢等都得到了較深入研究。同時，由于在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步，也為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展開辟了一片廣闊的天地。目前，涌現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人、電子打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、數(shù)控機(jī)床等都大批機(jī)電一體化產(chǎn)品。

　　5.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

　　國務(wù)院成立了專門的機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并給予了充分的重視。機(jī)電一體化做為集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合的結(jié)晶，它的發(fā)展和進(jìn)步將會依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要有以下幾個方面的發(fā)展趨勢。

　　智能化。智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品具有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。

　　微型化。微型化是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。

　　數(shù)字化。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、高通用性、易操作性、可維護(hù)性、強(qiáng)自診斷能力以及友好人機(jī)交互界面。

　　模塊化。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和生產(chǎn)的廠家繁多，通過研發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)動力接口、機(jī)械接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊，可避免利益的沖突。

　　網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展，給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變革。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

　　人性化。人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。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)。

　　綠色化。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化，主要是指符合環(huán)保和人類健康要求，在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，可進(jìn)行分解和循環(huán)再利用。

　　自源化。自源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源。

　　結(jié)束語：

　　本文通過對機(jī)電系統(tǒng)一體化的概念、特點、核心技術(shù)及發(fā)展歷程進(jìn)行了討論，結(jié)合現(xiàn)實情況給出了機(jī)電一體化發(fā)展的趨勢。機(jī)電一體化不是孤立存在的，它是多個高新技術(shù)相互融合相互互補(bǔ)的產(chǎn)物，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新理論的涌現(xiàn)，機(jī)電一體化將會迎來一個廣闊的發(fā)展空間。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2]曲文君.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用研究[J].電氣與自動化，2009,38(4)：166-169.