機電一體化的概念匯總十篇
時間：2023-09-03 14:57:59
序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇機電一體化的概念范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
篇（1）
引言
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。
機電一體化專業是我校的主要專業之一，伴隨著經濟全球化，我國的制造業成為國民經濟的核心，而機電一體化成為制造業發展的“發動機”，機電一體化人才的需求大幅度提高，機電一體化專業人才被國家列為二十一世紀社會發展最急需的十大專業人才之一，是就業領域最寬的專業。我校的機電一體化專業的課程，應不斷適應對人才需求的這種變化，在課程的時間安排上有必要進行一些調整，而且對于我校機電一體化專業應涵蓋哪些學科領域,課程設置方面更應該進行大膽的改革。
一、在教學中增加介紹微電子技術相關知識的課程
在我校五年制機電一體化專業的教學過程中，我對此專業第二學年第二學期的學生做過一個調查統計，調查學生人數為79名，發現兩個09級機電一體化班級中，見過晶體管的同學在一個班中只有一名，而另一個班因有選修課的原因，有一部分同學對晶體管稍微有一點了解。這個調查結果說明，我校機電一體化專業的學生，在前兩年的學習過程中，基本上沒有接觸到微電子技術的知識，而機電一體化實際上是微電子技術、計算機技術等向機電技術不斷滲透的產物，在我校的五年制高職機電一體化專業教學計劃中，沒有微電子技術相關知識的課程設置。
從五年制高職學生的學習基礎看，學生的起點是比較低的，學生本身在初中階段的物理基礎也比較薄弱，到五年制高職的前三年，除了學習物理基礎知識，很有必要讓學生了解元器件知識以及微電子技術的基礎知識，比如什么是集成電路？什么是敏感元器件、光電管和繼電器？這些知識能為學生后續的學習打下基礎，是大有裨益的?？梢試L試在五年制教學的第二學年中增加一門微電子技術理論學習與實訓相結合的課程，如果學生不具備一點熱敏電阻、溫敏二極管、溫敏三極管的知識，對于溫度傳感器的理解也就無從談起。當學生具備了一些元器件的知識，那么學生在三年級學習“傳感器應用技術”課程就會輕松許多。
從機電技術發展的情況看，不論是生產制造系統還是試驗和研究裝置及各類終端產品，電子技術取代了許多機械本身的主要功能，電子元件代替了許多機械式的信息處理機構和控制機構，同時采用微電子技術增加了許多控制功能，如采用可編程序控制器代替原來的繼電器――接觸器控制電路等。所以我們在教學過程中，應該適應時展的需要，增加介紹微電子技術知識的課程，如果還停留在原有的單一的學科領域內，必然會導致知識結構的狹窄，從而不能滿足技術進步帶來的對人才的需求。
在南校區學生的座談會上，有些學生也提出了他們對電子元器件知識的需求，他們認為自己連一些基本的元器件知識都沒有，根本就不知道元器件的作用和各種功能，這使對一些現有課程的學習感到困難。有些學生表示他們學習非常努力，但是還是聽不懂老師所講的內容，實際上就是基礎知識的薄弱造成的，所以我們應不斷研究：究竟學生哪方面是薄弱環節？最主要的需求是什么？只有這樣才能更好地改革現有的課程設置。
二、對學生的基礎能力進行分析，對課程的時間安排進行必要調整
對于五年制高職學生來說課程的設置應反映人才培養目標和培養規格需要，還要反映教育對象狀況，在確保基本教育水準的提前下，體現因材施教。與三年制高職所不同的是，五年制高職學生的主體是初中畢業生，大部分學生進入五年制高職院校學習并非本人意愿，而是教育制度強制性分流的結果，所以很多學生學習基礎很薄弱、學習動力也不足，因此在進行課程設置時，要加強對學生的研究，充分考慮學生的學習水平和學習能力。
近年來，一些發達國家在分析職業能力時，特別注意分析職業的“基礎能力”，對于學生所學的課程來說，同樣應注意分析他們的現有知識是否有能力達到。對于我校機電一體化專業來說，從現有的教學計劃中可以看出“電氣控制技術”課安排在第五學期，而在整個教學計劃的前四個學期沒有一門電類的相關課程，我們知道電氣控制技術是以各類電動機為動力的傳動裝置與系統為對象，以實現生產過程自動化的控制技術?，F代電氣控制技術綜合應用了計算機技術、微電子技術、檢測技術、自動控制技術、智能技術、通信技術、網絡技術等先進的科學技術成果。而根據學生此前學習的相關課程，連最基本的電路基礎的知識還沒有具備，更不用說這樣一門綜合知識很強的一門學科的學習了，顯然學生的基礎能力沒有達到此門課的學習要求，因此，有必要將“工業控制電路分析與制作”課提前到第四、五學期學習，而可以將“機械工程應用技術”課程錯后一學期學習，這樣使學生能夠具備相應的基礎能力，以利于他們對知識的掌握，不至于感到課程難度太大，亦能提高學生自信心。
三、加強學生的電工電子技能實訓，提高學生的實踐操作能力
高職的人才培養目標是“高技能人才”，高職畢業生比本科生應具備更強的技能，比中職生具備更多的理論知識。那么，如何加強技能型人才的培養呢？根據我校的辦學條件，我們有能力為學生創設一個更好的實習實訓條件，以學生的職業素質和應用能力培養為主線，更合理的進行課程的設置。
“工業控制電路分析與制作”課程為我院高職機電一體化技術專業核心課程，這門課在必要的理論知識基礎上，側重于電子控制技術在機電設備中的應用分析等內容，并且有一些實際操作技能訓練。但是僅僅通過此門課程的學習，對學生的實際操作能力的訓練我認為還是遠遠不夠的，可以單獨開設一學期的“電工電子技能實訓”課程，安排學生多樣化的電工電子實習訓練。教學內容可以有很多，既可以增加一些理論教學內容，又主要側重學生操作技能的訓練，其形式比如可以從萬用表的正確使用、元器件識別與檢測、元器件安裝技術、焊接技術、調試技術、維修技術、基本電路分析和故障分析等中選擇一部分內容進行重點訓練，并在教學中同時加強學生的素質教育等。
在五年制高職的學生中，大部分對于電子小制作也非常感興趣，他們熱愛動手，當制作出自己親手制作的電子產品時，他們的自信心得到了極大的滿足，這能促進他們對知識的渴望和對實踐的探索。而在實際的教學計劃的安排中，學生接受技能訓練的機會很少，那么，如何擴大學生的知識面，如何通過五年的學習使我們培養的學生成為社會需要的通用型人才是我們面臨的主要課題。我們應努力給學生創造條件使他們有更多的實踐機會，提高學生的實踐操作能力，從而使他們的頭腦更加靈活，手腳更加麻利，成為企業真正需求的實用型人才。
結論：
五年制高職學習起點較低，我們在安排課程時應多考慮學生學習基礎和接受能力，有必要在學習一些核心課程之前增加一定的鋪墊，讓學生能一步一個腳印的往前走，讓他們感到前面的臺階通過努力能夠順利的邁過去，而不是遙不可及，我們應綜合考慮學生的學習基礎和現代技術的發展，不斷改革課程設置，使課程的安排真正適合學生的學習和發展。
參考文獻
[1]鮑加農.試論機電一體化及專業課程設置.中國自動化教育論文集,2003.
篇（2）
機電一體化產品的概念設計有著極其豐富的內容，同時也是產品在整個生產過程內最具創造性的階段。其中，包含的原理與方法論對相關產品研發者起到關鍵的引導效用。因此，對機電一體化產品創新性概念設計進行探索，具有十分重要的現實意義。
1機電一體化產品概念設計的概述
1.1機電一體化產品概念設計的內容
機電一體化產品是在機電一體化基礎上建立起的包含系統與構件、基本元內容的集合，而機電一體化產品概念設計的含義則是依據產品使用周期中各個環節所需要求對產品實施功能改造、分析和子功能開發，進而實現其滿足功能結構要求的系統化設計活動。這種設計工作的過程包括前期規劃、設計概念以及對計劃進行詳細化和豐富化，并加以改進補充。機電一體化產品概念設計過程中的程式化內容可以通過計算機技術代為實現，但除此之外難以被程式化的方面還需產品設計人員通過人工設計逐步完成。通過構建人機協同的概念設計理念，對其功能與組織開發的過程按照模塊化思想進行劃分，以此實現這一設計工作的層次性、協調性。目前，發達國家對機電一體化概念設計的深入研究大體集中于其調控系統的設計。機電一體化的理念自1971年被提出以來，經過幾十年的發展，內容也在逐步豐富，尤其在科技快速發展的今天，廣闊的市場空間與消費需求的升級，更加迫使機電一體化產品對自身性能、可靠程度提出更高要求。而計算機技術、互聯網信息技術、傳感技術、AI技術、微電子技術、新材料技術、集成技術以及其他相關技術的進步，都為機電一體化產品的革新打下了技術根基，使得機電一體化產品朝著更優質、更高效的方向邁進。
1.2機電一體化產品創新概念設計的意義
機電一體化產品的創新型概念設計本身有著重要作用，其既是產品品質的深層內容，又是其功能屬性得以發揮的保障，對其本身質量的影響也約占60%～70%。因此，建成機電一體化產品創新的概念設計具有極其顯著的意義。簡要概括，主要包括以下三方面內容。第一，創新機電一體化產品的概念設計是保障機電一體化產品品質的必要性要求。機電一體化體系具有多種學科互相交叉、集成融合的特點，本身具有著復雜內涵。因此，現今許多的機械產品的設計并不適應機電一體化技術本身的特色，難以做到根據機電一體化技術特征隨之作出應對。第二，機電一體化產品概念設計的創新促使其理論體系得到發展。要創新這一概念設計，必將建立新的方式、理論基礎。只有在合理、可靠的概念設計基礎上，才能使之收獲具有優異性能的機電一化體產品。再加之如今概念設計的思想理念獲得了社會中乃至整個世界越來越多的關注與認同，如QFD理論、公理化理論、TRIZ理論等設計理論的建立，對于推動創新機電一體化產的概念設計發展起到了不可忽略的效用，進一步促進了機電一體化技術體系的建立和機電一體化技術的完善。第三，機電一體化產品創新概念設計對于生產能力與工作質量的提高起到切實的幫助作用。許多機電一體化產品都帶有自動處理、調節的功效，通過這些能力的實現，能夠保證工作質量與效率的穩步提升。例如，在數控機床的使用過程中，其生產效率要高出普通基礎5～6倍，并能夠實現機床數量減少50%，節省50%操作人員的效能，生產周期也能縮短40%，進而使得生產成本降低50%左右。
2機電一體化產品創新概念設計理論
2.1機電一體化產品應用到的系統原理
機電一體化系統是該類產品中最為重要的基礎。就其本質來說。它算是一種復雜機械，但與普通的機械相比還有著顯著區分。機電一體化體系是通過在機構的動力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先進的電子技術，并使之與軟件相互聯合形成的一類新型機械系統。就其功能來說，機電一體化系統包含機械力、能量流、運動力等多種動力學有關的特殊機械，以及一些機電部件互相關聯的系統。其中，機電一體化系統的核心又在于集成協調各種技術，通過對機械工程、控制系統、計算機技術、電子技術、電工技術等多項技術的聯合利用，實現其運動行為可控的目標，而不僅簡單對各項技術進行拼湊堆積。這也是利用計算機的調節和處理能力，實現驅動元件可控特征的現代化機械系統。有關機電系統化原理的研究主要包含三方面內容。第一，三環論。研究者認為，機電一體化產品可以劃分為電子、機械、軟件三項功能模塊。第二，五塊論。通常視機電一體化產品是由動力功能、控制功能、構造功能、操作功能和傳感檢測五個功能模塊組成的。第三，兩個子系統理論。研究人員認為，機電一體化系統是由控制系統和物理系統兩項分支系統共同組成的。以上三種理論的提出具有重要意義，但同時也有著較大的局限性。三者立足于控制和電力兩部分，但沒有對機械主體加以強調，也并未對處理好機電一體化系統的概念設計中出現的復雜性、多面性和模糊性等問題提出方法。因此，這些理論對該類產品的概念設計不能起到重要作用。在概念設計實際工作中，機電一體化系統往往會被劃分為傳感檢測、執行機構、信息控制處理三個子系統。通過這三個子系統的系統分工，各自完成信息檢測、機械運動與信息控制的工作，這種分工方式才能真正實現該系統中各項功能的優化和最佳效果的發揮，并以此獲得機電一體化系統的概念設計合理的相關方案。
2.2機電一體化產品創新的概念設計方法
對機電一體化產品而言，其概念設計是許多領域內知識、技術之間的交織融合，具有新穎復雜、反復迭代、目標多解、結構不良等特點。滿足機電一體化產品概念設計的創新，關鍵在于發揮設計者的主觀能動性，通過展現設計智慧，滿足創新性的要求。要實現這一目標，主要在于實現人機協調配合。計算機技術的飛速進步，促使人們對人工智能提出新的期待。但創新產品設計這類任務，主要還得依靠人類的智能實現。機電一體系統也是人機協同系統，通過對設計者與計算機的分工，來達到創新概念設計的目的。機電一體化產品概念設計創新主要方法包括三方面內容。第一，落實人才戰略，培養專業性人才?？萍几偁幾罱K都會落實在人才競爭上。要實現機電一體化產品概念設計的創新，人才供應是重要保障。機電一體化技術專業人才在制造行業占據就業滿意度第三位的好名次，就業率更是高達100%。因此，加強專業人才培養更有著多方面的積極意義，國家以及機電行業要在培養、優化道路中貢獻出更多力量，從多方面對學生展開培訓工作，以此實現增強研究者、開發者、設計者以及其他相關從業人員素質的目的。第二，努力拓寬供應市場，嚴守質量關。市場是檢驗產品的試金石，將機電一體化產品投放到市場中，一方面保障其生命周期能夠實現，另一方面通過買方對產品性能體驗所作反饋也對產品研發起到反作用力的效果，使其優點得以保存、延續，缺點得到改良、進化，從而不斷促進機電一體化產品性能的整體提升。第三，將環保技術納入機電一體化的發展策略中。機械技術、計算機技術、電子技術、電力技術等多種技術的應用，往往會伴隨著電子、機械污染的問題。在機電一體化產品的生產過程中，無可避免也會產生一些污染物。因此，設計者在設計研發過程中要考慮到環保問題，讓機電一體化產品朝著節能環保的方向發展，以施行環保、可持續的發展策略為其提供方法指引。通過一些環保設施和環保科技的實行，有效遏制資源浪費、污染物增多的問題。當實際運行過程中出現技術故障時，也可以反復利用一些資源，以減少資源、材料的消耗。相關生產負責人還應主動淘汰一些產能落后的設備、產品，以此改變過去投入高、輸出高的模式，最終實現發展的可持續，使人們擁有健康的生存環境。
2.3機電一體化產品創新的概念設計的發展展望
機電一體化產品創新的概念設計主要發展在于理論的進步。雖然機電一體化體系中依舊存在許多問題需要加強分析、研究，但其發展總趨勢還是積極向上的。概括有五方面內容：第一，根據被測物理量，建立傳感器特點和類型的知識庫；第二，構建與機電一體化產品的概念設計相關的推理方法庫；第三，將執行機構的實現運動與動作進行分類，構建執行機構庫和驅動元件庫，以促進驅動元件、執行、傳動機構和兩者的集成選擇實行；第四，實現對該類產品概念設計在各個環節評價體系的建立，尤其在概念設計初期中構建對功能原理設計環節的評價體系；第五，構建調節和控制信息的資料庫，以促進挑選硬件和編制軟件中對機構子系統高效管控的實現。隨著機電技術與各項科技的快速進步以及機電一體化研究的逐步深入，促使機電一體化產品概念設計的理論體系更加豐富，并具有更為強大的實用功能和操作功能，從而順利實現對機電一體化產品的創新與研發。
3結束語
機電一體化產品的研究雖然已經取得了較為矚目的成績，但關于機電一體化產品設計的研究成果目前依然處于初級階段，仍需要相關從業者不斷加強探索、創新，通過大量細致的實踐研究工作，促進機電一體化產品創新概念設計的完善和成熟，并最終實現其優異的實用價值。
作者:王中元 單位:內蒙古機電職業技術學院
篇（3）
中圖分類號：T9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0047-01
機電一體化技術是以其產品為載體而體現出來，是機電一體化技術發展至今的技術水平體現。機電一體化產品設計人員，要使產品設計符合機電一體化技術要求，并富于時代感，就要對于產品設計技術以掌握，并具備多種技術融合的技術能力。面對機電一體化產品的技術先進性和復雜性，就要將符合當代機電一體化技術發展的產品設計理論建立起來。
一、機電一體化產品概念設計理論構建的意義
在機電一體化產品設計中，概念設計對于產品質量起到至關重要的作用。作為產品設計中的重要階段，對于產品質量的決定程度可以達到70%以上。要獲得性能優異的機電一體化產品，就要將機電一體化產品概念確定下來，制定出相應的設計方案和設計技術方法。概念設計理論首先是基于概念設計思想而建立起來的，在其基礎上還先后出現了多種階段性設計理論，如TRIZ設計、公理化設計QFD設計理論等等，對于機電一體化技術發展進程中所獲得的創新設計成果發揮了重要的推動作用。
在機械工程研究領域中，這些理論被運用于其中，進行組合設計而形成了技術綜合性較強的設計產品，由此而促進了機電一體化系統的多種學科交叉。系統的繼承性決定了其設計的復雜性，多門科學技術的融合，使得原有的單一化設計理論不再適應目前的科技發展需求。那么，在機電一體化產品概念設計理論研究中，就要從機電一體化系統自身的性能出發，結合設計目標而建立起完整的概念設計理論，以對創新設計的機電一體化產品以指導。與此同時，還要在機電一體化產品設計概念理論建立起來之后，結合相關學科，以使理論研究逐漸擴展。
二、機電一體化產品概念設計理論研究現狀
按照現代機構角度對機電一體化系統進行分類，可以劃分為三個子系統，即廣義執行機構、信息處理及控制系統和傳感檢測系統。將三個子系統相銜接，建立起框架體系，不僅有效實現機電一體化運動功能，而且還促進了產品創新設計。在機電一體化產品設計系統中，廣義執行機構子系統是核心部分，其概念設計理論研究關乎到機構運動的總功能。特別是在基本工藝動作設計過程中，要基于廣義執行機構的概念設計理論對基本的工藝動作進行構思，以使其具有動作的獨立執行能力。當執行動作的創新技術確定下來之后，就可以結合機構系統建立框架模型，以使系統設計更具有可操作性，而且采用這種方式更能夠結合計算機輔助進行產概念設計。
對于機電一體化產品的框架模型而言，仿真問題是最為重要的。作為設計結構復雜的動態系統，機電一體化產品實現動態性能的同時，更要注重系統仿真性嫩的驗證。那么，在機電一體化產品概念設計階段，就要確立功能實現的約束條件，將各種相關的仿真軟件技術納入到框架模型當中，運用各種通用建模技術，使用仿真軟件將諸如原理圖、鍵合圖、信號流圖以及方框圖等等參數化。運用Simulink仿真軟件將系統仿真平臺建立起來，以為機電一體化產品概念設計的實現奠定基礎。
三、機電一體化產品概念設計理論的發展展望
對于機電一體化產品設計人員而言，產品概念設計理論具有重要的指導作用。國外研究機電一體化產品概念設計理論所獲得的成果，是建立在研究電子控制理論的基礎上的。國內的研究學者則著重于機電一體化產品的運動結構研究。機電一體化系統是基于多種學科而建立起來的，這就需要產品設計者對于產品從多種學科角度進行研究，并趨向于產品概念理論的使用操作性。雖然國內外對于機電一體化產品設計理論的研究方向有所不同，但研究目標是相同的，且對于新技術、新產品的開發具有重要的指導意義。
關于機電一體化產品概念設計理論，從研究趨勢上來看，還要面臨諸多問題有待解決。比如，在進行機電一體化產品概念設計理論時，還要將推理方法建立起來；對于機電一體化產品的運動機構進行分類，為了對驅動元件以及傳動機構等等進行選擇，還要將驅動元件庫以及機構執行庫建立起來；對于傳感器的選擇，有賴于測物理量的參數定量化，以確定傳感器類型。此外，還要將信息處理、控制方法庫建立起來，以提高系統軟件和硬件的可控性。機電一體化產品在不同的設計階段，都會產生不同的概念設計理論，將產品概念設計評價體系建立起來，以利于產品不同階段設計有效銜接。
總結
綜上所述，對于機電一體化產品設計人員而言，概念理論設計所發揮的指導作用是不容忽視的。中國目前對于機電一體化產品設計的研究主要是基于運動功能為主產品結構設計。作為多種學科集合的機電一體化技術，其復雜性決定了機電一體化產品概念設計理論的重要性。
篇（4）
對于一個以機械加工為主的企事業而言，數控類機床、試驗設備、測量設備已經微電子技術制造設備等機電一體化設備是其運轉的重點。為此，很多大公司不惜花費昂貴的價格去購買先進的機電一體化設備。本文旨在從機電一體化的運行原理出發，談及機電一體化設備的保養和維修問題。
一、機電一體化的概念及其工作原理
1.1機電一體化的概念
機電一體化指的是將電子技術融入到機械技術中，使電子技術和機械技術通過有機結合，以提供更佳性能的一種先進技術的總稱。它最初是由美國開發，后經由日本大力宣傳，“機電一體化”的名稱才風行全國[1]。借助這種技術形成的機電一體化產品目前廣泛運用于社會各個領域、行業，具有非常寬廣的發展前景。
1.2機電一體化的工作原理
對于機電一體化的系統認識，比較集中地三種說法是丹麥理工大學的JacobB aur的“五塊論”和挪威科技大學的BassamAHussein的“兩個系統論”以及“廣義功能論”?，F在看來，這個“廣義功能論”比較靠譜。它從廣義的角度，認識機電一體化的運行原理。它認為機電一體化系統是憑借計算機作為中心，由中心計算機將從傳感檢測系統接收到的信息經過檢測、處理后，向外界反饋信息，或是控制機械執行命令，完成相關操作。在這一過程中，子系統的的各驅動元件和執行元件悄悄運作，形成廣義的執行機構。
二、機電一體化設備的保養與維修
機電一體化設備的順利運轉是保證有效生產，實現單位效益的關鍵。因此，大部分企業除了購買進口機電一體化設備外，還花費了大量的人力物力進行保養和維修。
2.1機電一體化設備的保養
2.1.1抓住生產休整期，進行有深度有質量的檢修
經常進行檢修，是保證機器順利運轉的一個有效措施。這一個措施有助于提前發現機器存在的問題，幾時進行有效的整治。所以企業要抓住生產的休整期，對機器設備進行有深度有質量的檢修。
2.1.2將責任落實到個人，建立考核獎懲制度
只有將個人的責任明朗化，獎懲制度公開化，才能使每個人都身體力行，自覺地去保養機器設備，不損壞設備。
2.1.3控制大修預算，將費用費解給生產廠，實行目標管理
縮減大修預算，將縮減的費用分配到各大廠家，對各大廠家提出目標要求，保證機器的順利運轉。使廠家從心里上明白到保養好機器設備的重要性。
2.2機電一體化設備的維修
2.2.1建立完善的維修制度，進行科學的維修模式
機電一體化設備的工作原理是比較復雜的，進行維修前，必須要對機器設備的結構以及其工作運行原理有一個明確的把握。庖丁解牛之所以能夠為人所接納，就是因為庖丁把握住了一般事務的原理。同樣的，對機電一體化的維修也要在這一基礎上才能事半功倍。
2.2.2加強現場設施和基礎設施管理
“管理”一詞在機電一體化的維修中，不單單包含對人的管理，更重要的是對機器設備的管理。這種管理可以分為兩個部分，其一是對現場設施的管理，一部機器的運行要求一定的場地環境，作為人要排除一切不利于機器運行或者是有損機器壽命的外部因素。其二是對基礎設施的管理。維修有時候會需要一些新的配件，這個時候就必須要保證配件的及時供給，并且是有質量的供給。但是配件的供給又不能是隨意化的，必須要按照程序來提出申請。
2.2.3加強人才培育，造就高素質維修人才
二十一世紀什么最缺？人才。一個好的維修人才可以保證機器的正常運轉，能夠最大限度地降低企業的損失，這就要求企業大力培養維修專業人才，提供優越的待遇留住人才[3]。
綜上所述，機電一體化已經成為企業競爭的一項核心技術，機電一體化設備也成了一個企業保證生產、保證效益的關鍵。在保養和維修上，企業要注重基礎設施的管理，注重日常的檢修以及注重對維修人才的培養，把企業內部的工作人員調動起來，齊齊做好機電一體化設備的保養和維修，力保機電一體化設備的正常運轉。
參考文獻
篇（5）
1 機電一體化的概念
人類從使用簡單工具到現代的機器發生了巨大的變化。特別是計算機控制技術出現以后，傳統機械又有了一個飛躍。
機器應該是機械和電器的合成。傳統的機械工程和自動控制工程從專業學習到工程設計應該一體化。目前，關于機電一體化的定義與概念，許多書籍都是根據國外書籍的定義和概念而引用。對于國外的概念基本強調機器人跟數控機床的概念。雖然，機器人和數控機床是機電一體化中具有一定代表性的產品，但絕非是機電一體化的全部內容，機械的內容很多：化工機械、輕工機械、重工機械、紡織機械等。機電一體化強調的是機械產品的自動化和智能化的問題。
2 機電一體化的基礎知識
機電一體化涉及的知識還是比較廣泛的。在機電一體化設計中常常會涉及到機械做功，液體壓力做功等理論力學和材料力學的相關知識。對于機械零件還涉及到機械零件的加工方法一些工藝性問題。尤為重要的是數控加工技術。零件的加工精度、材料的選擇都是需要學習的。一些機械零件例如：軸和軸承、齒輪、凸輪、鏈條、鏈輪等可以說是機電一體化設備中應用極廣泛的一類機械零件。對于零件的學習使是我們應具備的基礎。還有自動控制和人工控制的內容，電路電器的基本知識。
3 傳感器
傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息按一定的規律變換成為電信號或其他所需的形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。
傳感器大致可分為物理傳感器和化學傳感器兩大類。在機電一體化中起著至關重要的作用。常見的傳感器有：壓力傳感器、位移傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣敏傳感器等等。
4 絳兇爸
所謂執行裝，就是把從電源、液壓、氣壓等動力源獲得的能量變換成旋轉運動或者直線運動的一種裝置。執行裝置主要由執行元件、傳動原件等構成。主要的執行裝置有如下幾種：步進電機裝置、伺服電機裝置、普通電機裝置、液壓油缸裝置、液壓馬達裝置、氣壓裝置、氣動馬達裝置。這些機械裝置是控制系統的控制對象，也叫控制系統的執行裝置。普通電機裝置也是控制系統的控制對象，如采用變頻器可以控制轉速，PLC也可以控制轉速和角位移。普通電機采用控制器的控制精度和效率沒有步進電機和伺服電機高，但是在一些控制要求不太高的機電一體化設備中，目前應用還是比較廣泛的，畢竟普通電機價格比步進電機和伺服電機低得多。
5 計算機控
機械設備的控制系統從最初的的強電控制到現在的計算機控制，經歷了如下過程：簡單的開關控制――繼電器控制――單片機控制――單板機控制――PLC控制――PC控制。事實上，到現在為止機械設備的控制系統無論從簡單的開關控制，繼電器控制到復雜的單片機控制、單板機控制、PLC控制、PC控制都有它們的使用價值。隨著時間的發展，使用的比例肯定會按上述順序，前面的越來越少，后面的越來越多。目前來看單片機控制、PLC控制系統在機電一體化應用領域的數量上應該是最多的。
數控技術是指用數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是為止、角度、速度、等機械量和開關量，以及溫度、流量、壓力等物理量。數控技術和計算機控制技術是相互關聯的。數控技術的特點：精度高、速度快、可靠性高。
6 機電一體化的設計方法
機電一體化設計類型可分為：
根據受控對象的不同，進行機電一體化設計；
改進型機電一體化設計；
創造發明性機電一體化設計；
不同的機電一體化設計類型，也有不同的設計方法。所謂根據受控對象的不同進行機電一體化設計，也就是不同行業有不同的受控對象。比如數控機床、包裝機械一類的受控對象基本上是機械動作；在化工機械中，處理機械動作外還有對溫度、流量、壓力、配比等物理量的控制；也有將化學量作為受控對象的，如土壤分析儀對土壤酸堿度、鈣、鎂、磷的分析等。當然受控對象最多的還是機械動作問題。
改進型機電一體化設計是應用非常廣泛的一類設計。比如，我國數控機場普及度不高的現狀的主要原因一方面是數控機床的售價太貴，對于許多企業來說很難承擔這筆開支的。所以對現有機床進行數控化改造，提高現有機床的生產效率和質量、節約成本等起到很好的效果。
在機電一體化設計中，我們主要考慮3部分的設計：機械部分、控制部分、傳感器部分。事實上，為了簡化問題，機電一體化的設計思路完全可以從兩部分來考慮。即機械部分和控制部分，因為傳感器完全可以在控制部分中一起考慮。機電一體化設計發展到今天，機械部分的設計仍然是這三部分中最重要的部分。過去在機電一體化設計的學習和實際工作中存在一種錯誤的認識和看法：認為機械設計直觀簡單，技術含量沒有控制部分高。這是一種本末倒置的認識。
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中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、前言
隨著時代的進步，科技的發展，各個工業領域的技術開始融合起來，從而大大提高了技術的水平，提高了我國的工業生產能力。機電一體化就是這樣一個在科技發展的浪潮中衍生的科技發展新方向。
二十世紀九十年代后期發展至今，機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中，進而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進了相關工業制成品的性能的進步，從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監控和自動報警的應用中，如果相關的設備和工程機械出現了故障，電子監控設備以及自動報警系統能夠及時準確地為工作人員提供相關信號，以方便工作人員及時地維護和更新。
二、機電一體化技術
機電一體化技術．顧名思義．結合應用機械技術和電子技術于一體。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，應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內容：
1、機械技術
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，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。
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、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。
4、傳感檢測技術
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?，F代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。
5、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。
三、機電一體化的發展階段
機電一體化的發展大體可以分為三個階段。上世紀60年代以前為第一階段（亦可稱為初級階段）。在這一時期，人們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。
上世紀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、通信技術發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化發展提供了充分的物質基礎。
第三階段，上世紀90年代后，機電一體化技術開始向智能化方向邁進，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。
四、機電一體化技術的現狀
機電一體化技術與其他技術的發展狀況類似，也經歷了長期的產生發展和成熟的過程。在機電一體化概念還未出現時，世界各國的相關科技工作者就已在原有的機械設計基礎之上設計和研發出了機電一體化的產品。但隨著機電一體化產品的不斷前進和發展，20世紀70年代初，相關的科技工作者才在長期實踐過程中系統地總結和提出了機電一體化的概念，并在實踐中使其不斷發展完善。
隨著集成電路、計算機技術等的發展和普遍應用，機電一體化也得到了新的全面發展由于具備了形式靈活內容豐富應用廣泛的特點，機電一體化技術在機械行業中引發了深層的技術改革，而這種改革又反過來推動了機電一體化技術向全新的方向發展?，F在，隨著技術進步時展，機電一體化技術的應用已深入到社會生活的各個領域，為人類帶來了更為高效的生產和生活方式。
五、機電一體化技術的發展趨勢
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
1.智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化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之一。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、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。
2.模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等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情。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等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。
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。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的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統（computer integrated appliance system，CIAS），能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利號快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
4.微型化
微型化興起于20世紀80年代末，是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電系統是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統。微機電系統產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、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。
5.綠色化
工業的發達給人們生活帶來巨大變化。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，具有遠大的發展前景。
六、結束語
綜上所述，機電一體化技術已經成為了當下科技發展的一個新的趨勢，它是眾多學科交叉、共生的結果，對于提高我國的科技水平和人們的生活水平具有很好的推動作用。
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中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）006-052-02
機電一體化（Mechatronics）是一門綜合的技術，是指在結構的主功能、信息處理功能、動力功能與控制功能上引進電子技術，將電子化設計、機械裝置與軟件相結合所構成的系統的總稱。機電一體化技術包括有計算機與信息技術、機械技術、自動控制技術、系統技術、伺服傳動技術與傳感檢測等技術。機電一體化涵蓋了“產品”與“技術”兩個概念，它的應用對工業領域的技術結構、產品結構、生產方式以及管理方式都產生了很重要的影響并促使其發生了改變。機電一體化具有一定的進化性，隨著科技的發展與技術、生產理念的更新，機電一體化也在不斷的被改進?，F階段可以看到的是，由于機電一體化具備有很強的優勢，現代的工業生產正由“機械電氣化”向“機電一體化”邁進中。機電一體化的優勢主要體現在以下方面。
1 機電一體化的優勢
1.1 生產使用的安全性與可靠性獲得提升
應用了機電一體化的生產器械，一般都具有自動監視、診斷、報警及自我保護的功能。在生產過程中，一旦發生過壓、過載、過流、短路等電力故障時，生產器械能夠自動采取保護措施，降低或減少事故發生的可能性，這明顯能提高生產使用的安全性與可靠性。
1.2 生產質量與生產能力都獲得提升
應用了機電一體化的生產器械基本都具控制功能和信息自動處理功能，故而其檢測與控制的精度、范圍以及靈敏度都會有提升。除此之外，機電一體化的應用能夠使機械的工作不受操控者主管因素的影響，可精確的保障器械的執行機構完成預設動作，如此以來便可實現最佳的操作方案，保障最佳的工作質量，并能保障最高的產品合格率。同時，應用了機電一體化的器械能夠進行自動化生產工作，克服了人力及時間的限制能夠大大提升生產能力。因此，應用了機電一體化，生產質量與生產能力都獲得提升。
1.3 使用性能的提升
應用了機電一體化的器械多會采用數字顯示與程序控制，手柄、按鈕之類的操作部件減少，使得操作程序更加簡單化、方便化。機電一體化器械可通過預設由電子控制系統控制實現生產過程，并可重復。高級的機電一體化器械還可根據被控對象的數學模型以及外部參數的變化而自動選擇最佳工作程序，能夠自動進行最優化操作。故而，應用了機電一體化，器械的使用性能獲得了提升。
1.4 使產品的性能得到提升
應用了機電一體化的器械多具有復合功能可使用復合技術，生產出來的產品自動化程度與功能水平獲得極大提升。機電一體化器械通常都具備自動控制、自動校驗、自動調節、自動補償、自動保護等智能化功能，可以應用到不同的領域，對用戶需求能力的應變性增強。
2 機電一體化技術的發展分析
機電一體化的出現打破了傳統意義上電子工程、機械工程、信息工程與控制工程的學科分類，并將微電子技術、機械技術與信息技術等多種技術融為一體，形成了一門新型的交叉學科。機電一體化的發展從最初的自發狀態逐漸發展到了現在的自主發展狀態，應用已經越來越廣，其重要是被越來越多的人所熟知。
發展至現在，機電一體化已經形成了自身的體系并且還將會隨著科技的發展不斷被賦予新的內容。但不管內容如何變化，它的基本特征都可概況成以下概念：機電一體化從系統的觀點出發并綜合運用計算機技術、信息技術、機械技術、自動控制技術、系統技術、伺服傳動技術與傳感檢測技術預計編程技術等群體技術，根據生產目標而優化組織，合理進行各功能單元的配置，高質量、低消耗、多功能的實現特定功能價值，并使整個系統達到最優化的系統工程技術。
機電一體化的應用可分為三個時期：第一階段是機電一體化的產生及初步應用階段。機電一體化產生于上世紀60年代并隨之初步應用于機械產品的生產中。但是這一階段的電子技術整體發展水平較低，真正意義上的機電一體化還為形成，嚴格而言只能算是電子技術與機械技術的初步配合應用。第二階段是機電一體化的快速發展階段。這階段主要是在上世紀的七八十年代。在第二階段，控制技術及計算機技術都在快速的發展中，這也給機電一體化的發展提供了技術保障。同時，各國都注意到了機電一體化對生產的促進作用加大了對機電一體化的重視程度，機電一體化發展的大環境變得更加有利。第三階段是機電一體化的發展新時期。這一階段自上世紀90年代開始，而今的機電一體化正處于這一階段。在這一階段，機電一體化主要是向智能化、模塊化及自動化發展。我國的機電一體化起步雖然較晚，但是在良好的國際發展基礎上也取得了很高的研究效果。
現在機電一體化已經進入了深度發展時期，通訊技術、光學技術在機電一體化中得以大力應用，微加工技術也發揮除了很大效果，機電一體化出現了微機電一體化與光機電一體化等新分支。
3 機電一體化技術的發展趨勢
機電一體化是一門涉及到計算機、光學、電子、機械、信息等知識的綜合學科，他的發展與進步與相關技術呈依賴與相互促進的關系。同時，技術的發展產生于實際的需求。故而，通過對相關學科以及對市場需求的分析，我們可以得出，機電一體化將以以下機電為發展方向：
3.1 智能化
智能化是新世紀各項技術的最主要發展趨勢。機電一體化現階段已經具備了一定的智能功能，但是隨著人們對智能需求的提升以及技術的進一步發展，機電一體化的必然將向更高程度的智能化發展。我們所談論的智能化主要是對機器行為的描述，是指機械的制造在控制論的基礎上，吸納計算機科學、人工智能學、運籌學等知識，模擬人工智能，使機器具有一定的判斷推理與邏輯思維、自主決策的能力，從而實現更高的控制目標。當然，機電一體化具備有與人一般無二的智能是不需要也不可能的，但是賦予高性能的一體化產品部分人類智能或者其他低級智能則是可行的，而這，也是機電一體化智能的發展方向。
3.2 模塊化
模塊化同樣是機電一體化的發展目標。模塊化是一項重要且艱難的工程。機電一體化的產品種類繁多且各個廠家所研制開發的器械標準不盡相同。進行具備標準機械接口、動力接口、環境接口與電氣接口機電一體化產品單元研發是重要且難度較大的問題。比如要研制一種具有特定功能的動力單元，如果能利用標準單元進行研發，則能較快的得出結果并且也可擴大生產。但當前，由于利益的沖突，國際或者國內難以制定統一標準。不過，顯而易見的是，模塊化不論是對機電一體化單元的生產企業還是機電一體化產品的生產企業都有很大主要。模塊化的發展是必然趨勢，非先階段狀況所能阻止。
3.3 網絡化
現階段，網絡技術已經普及，并且應用到了幾乎所有的生產生活領域。網絡將全球的生產與經濟連為一體，并帶動了企業競爭的全球化。在這樣的大環境些，機電一體化的網絡化發展是大勢所趨。網絡的遠程控制與監視功能發展很迅速，而實現其功能的產品本身就是機電一體化的產品。在未來，以計算機為中心的家電集成系統必然將在全球家庭中得以應用。
3.4 微型化
實際應用表明，體積較小、耗能少、運動靈活的一體化產品應用更廣泛，在醫療、軍事、信息等方面也更有顯著優勢，機電一體化的微型化是實際的需求，故而將成為未來的發展趨勢。
3.5 綠色化
工業的發展給人們帶來的并不僅僅是有益變化，在人們的物質生活在不斷被豐富的同時，資源過度消耗與環境污染成為了影響人們生活的重要因素?！熬G色”成為了現階段生產與生活的重要標準之一。機電一體化在未來也必須應用綠色理念，在產品的設計及生產、使用過程符合綠色環保、資源節約的概念，這，是人類的生產對機電一體化發展提出的不可違背的要求。
4 結語
機電一體化是多門學科的優化結晶，是生產生活的技術的重要發展。機電一體化能推動人們的生活與生產方式的改變具有其他技術無可比擬的優勢。我們要對其投入更多的研究并促使其發展進一步加快，使它的應用更加廣泛，使人們的生活更加方便有效。
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引言： 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，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于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為特征的發展階段。
1、機電一體化的基本概念
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝Z與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化是在以技術和科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。
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Z除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
2、機電一體化的核心技術
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。機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：
2.1 機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
2.2 傳感技術
傳感器的問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系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
2.3 信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
2.4 接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光耦器的大容量化、小型化、標準化等問題。
2.5 軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
3、機電一體化技術未來發展趨勢
3.1.智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，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。
3.2.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。
3.3.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。
3.4.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。
3.5.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。
3.6. 模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
4、結束語： 綜上所述，機電一體化技術是眾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。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。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。
篇（9）
機電一體化概念始于70年代，是根據英文Mechanics(機械學)的前半部分和Electronics(電子學)的后半部分而構成的，即Mechatronics。在80年代由美國機械工程協會專家組定義為：“由計算機信息網絡協調控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和(或)機電部件相互聯系的系統”。
機電一體化技術，是由微電子技術、計算機技術、伺服傳動技術與機械技術相結合的綜合性技術，是微電子技術、計算機技術向機械技術不斷滲透的產物。機械技術是機電一體化技術的基礎。隨著高新技術引入機械行業，機械技術面臨著挑戰與變革。在機電一體化產品中，它不再是完成單一的系統聯接，而是在系統結構、重量、體積、剛性與耐用方面對機電一體化系統有著重要影響。目前，隨著機電一體化系統所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制過程日趨復雜，對控制系統的要求越來越高。
1機電一體化系統的構成與關鍵技術
1.1機電一體化系統的構成
從構成要素上來看，機電一體化系統由機械系統(機構)、電子信息處理系統(計算機)、動力系統(動力源)、傳感檢測系統(傳感器)、執行元件系統(如電機)等五個子系統組成。機電一體化系統的基本特征是給”機械”增添了頭腦(計算機信息處理與控制)，因此是要求傳感器技術、控制用接口元件、機械結構、控制軟件水平較高的系統。
從所要實現功能上來看，因為機電一體化系統(或產品)是由若干具有特定功能的機械與微電子要素組成的有機整體，要有滿足人們使用要求的功能(目的功能)，所以根據不同的使用目的，要求系統能對輸入的物質、能量和信息(即工業三大要素)進行某種處理，輸出所需要的物質、能量和信息。因此，系統必須具有以下三大“目的功能”：①變換(加工、處理)功能；②傳遞(移動、輸送)功能；③儲存(保持、積蓄、記錄)功能,不管是實現哪類“目的”功能的系統(或產品)，其系統內部必須具備如下圖所示的五種內部功能，即主功能、動力能功能、檢測功能、控制功能、構造功能。其中“主功能”是實現系統“目的功能”直接必需的功能，主要是對物質、能量、信息或其相互結合進行變換、傳遞和存儲。“動力功能”是向系統提供動力、讓系統得以運轉的功能?！皺z測功能和控制功能”的作用是根據系統內部信息和外部信息對整個系統進行控制，使系統正常運轉，實施“目的功能”。而“構造功能”則是使構成系統的子系統及元、部件維持所定的時間和空間上的相互關系所必需的功能。從系統的輸入／輸出來看，除有主功能的輸入／輸出之外，還需要有動力輸入和控制信息的輸入／輸出。此外，還有因外部環境引起的干擾輸入以及非目的性輸出(如廢棄物等)。
既然機電一體化系統(產品)可以分解成一系列要素或子系統構成，那么怎樣使各要素或子系統之間順利地進行物質、能量和信息的傳遞與交換呢?這就涉及到了接口的概念。所謂接口就是各要素或各子系統之間的聯系條件。從系統外部看，機電一體化系統的輸入／輸出是與人、自然及其他系統之間的接口；從系統內部看，機電一體化系統是由許多接口將系統構成要素的輸入／輸出聯系為一體的系統。從這一觀點出發，系統的性能在很大程度上取決于接口的性能，各要素或各子系統之間的接口性能就成為綜合系統性能好壞的決定性因素。機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統，其構成要素或子系統之間的接口極為重要，在某種意義上講，機電一體化系統設計歸根結底就是“接口設計”。廣義的接口功能有兩種，一種是輸入／輸出的功能；另一種是變換、調整的功能。
1.2機電一體化系統的相關關鍵技術
①機械技術：機電一體化的機械產品與傳統的機械產品的區別在于：機械結構更簡單、機械功能更強、性能更優越。在設計和制造機械系統時除了考慮靜態、動態剛度及熱變形等問題外，還應考慮采用新型復合材料和新型結構及新型的制造工藝和工藝裝置。②傳感檢測技術：傳感檢測技術的內容，一是研究如何將各種被測量轉換為與之成比例的電量；二是研究對轉換的電信號的加工處理。機電一體化系統要求傳感檢測裝置能快速、準確、可靠地獲取信息。③信息處理技術：信息處理的發展方向是提高信息處理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術等都屬于計算機信息處理技術的范疇。④自動控制技術：機電一體化系統中的自動控制技術主要包括位置控制、速度控制、最優控制、自適應控制以及模糊控制、神經網絡控制等。⑤伺服傳動技術：伺服傳動包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，常見的伺服驅動系統主要有電氣伺服和液壓伺服。⑥系統總體技術：機電一體化系統是一個技術綜合體，它利用系統總體技術將各有關技術協調配合、綜合運用而達到整體系統的最佳化。
2 機電一體化的設計過程
機電一體化的機械動力部分由一般電動機演變為控制電動機，里程碑式地引入了電子和計算機等先進技術，代替人完成機器的檢測與控制等工作。在知識經濟中體現了制造業高科技化，促進了高科技產業和知識經濟的發展。它是一種用于機電產品最優設計的方法學。它包括4個基本學科：電氣、機械、計算機科學和信息技術。如圖1所示。
摘要：本文結合筆者的多年工作經驗，對機電一體化系統的構成及關鍵技術進行了簡要的分析，并就機電一體化系統的幾種可靠性設計進行了探討。
關鍵詞：機電一體化；系統設計；構成；過程；方法；可靠性
機電一體化概念始于70年代，是根據英文Mechanics(機械學)的前半部分和Electronics(電子學)的后半部分而構成的，即Mechatronics。在80年代由美國機械工程協會專家組定義為：“由計算機信息網絡協調控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和(或)機電部件相互聯系的系統”。
機電一體化技術，是由微電子技術、計算機技術、伺服傳動技術與機械技術相結合的綜合性技術，是微電子技術、計算機技術向機械技術不斷滲透的產物。機械技術是機電一體化技術的基礎。隨著高新技術引入機械行業，機械技術面臨著挑戰與變革。在機電一體化產品中，它不再是完成單一的系統聯接，而是在系統結構、重量、體積、剛性與耐用方面對機電一體化系統有著重要影響。目前，隨著機電一體化系統所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制過程日趨復雜，對控制系統的要求越來越高。
1機電一體化系統的構成與關鍵技術
1.1機電一體化系統的構成
從構成要素上來看，機電一體化系統由機械系統(機構)、電子信息處理系統(計算機)、動力系統(動力源)、傳感檢測系統(傳感器)、執行元件系統(如電機)等五個子系統組成。機電一體化系統的基本特征是給”機械”增添了頭腦(計算機信息處理與控制)，因此是要求傳感器技術、控制用接口元件、機械結構、控制軟件水平較高的系統。
從所要實現功能上來看，因為機電一體化系統(或產品)是由若干具有特定功能的機械與微電子要素組成的有機整體，要有滿足人們使用要求的功能(目的功能)，所以根據不同的使用目的，要求系統能對輸入的物質、能量和信息(即工業三大要素)進行某種處理，輸出所需要的物質、能量和信息。因此，系統必須具有以下三大“目的功能”：①變換(加工、處理)功能；②傳遞(移動、輸送)功能；③儲存(保持、積蓄、記錄)功能,不管是實現哪類“目的”功能的系統(或產品)，其系統內部必須具備如下圖所示的五種內部功能，即主功能、動力能功能、檢測功能、控制功能、構造功能。其中“主功能”是實現系統“目的功能”直接必需的功能，主要是對物質、能量、信息或其相互結合進行變換、傳遞和存儲。“動力功能”是向系統提供動力、讓系統得以運轉的功能?！皺z測功能和控制功能”的作用是根據系統內部信息和外部信息對整個系統進行控制，使系統正常運轉，實施“目的功能”。而“構造功能”則是使構成系統的子系統及元、部件維持所定的時間和空間上的相互關系所必需的功能。從系統的輸入／輸出來看，除有主功能的輸入／輸出之外，還需要有動力輸入和控制信息的輸入／輸出。此外，還有因外部環境引起的干擾輸入以及非目的性輸出(如廢棄物等)。
既然機電一體化系統(產品)可以分解成一系列要素或子系統構成，那么怎樣使各要素或子系統之間順利地進行物質、能量和信息的傳遞與交換呢?這就涉及到了接口的概念。所謂接口就是各要素或各子系統之間的聯系條件。從系統外部看，機電一體化系統的輸入／輸出是與人、自然及其他系統之間的接口；從系統內部看，機電一體化系統是由許多接口將系統構成要素的輸入／輸出聯系為一體的系統。從這一觀點出發，系統的性能在很大程度上取決于接口的性能，各要素或各子系統之間的接口性能就成為綜合系統性能好壞的決定性因素。機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統，其構成要素或子系統之間的接口極為重要，在某種意義上講，機電一體化系統設計歸根結底就是“接口設計”。廣義的接口功能有兩種，一種是輸入／輸出的功能；另一種是變換、調整的功能。
1.2機電一體化系統的相關關鍵技術
①機械技術：機電一體化的機械產品與傳統的機械產品的區別在于：機械結構更簡單、機械功能更強、性能更優越。在設計和制造機械系統時除了考慮靜態、動態剛度及熱變形等問題外，還應考慮采用新型復合材料和新型結構及新型的制造工藝和工藝裝置。②傳感檢測技術：傳感檢測技術的內容，一是研究如何將各種被測量轉換為與之成比例的電量；二是研究對轉換的電信號的加工處理。機電一體化系統要求傳感檢測裝置能快速、準確、可靠地獲取信息。③信息處理技術：信息處理的發展方向是提高信息處理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術等都屬于計算機信息處理技術的范疇。④自動控制技術：機電一體化系統中的自動控制技術主要包括位置控制、速度控制、最優控制、自適應控制以及模糊控制、神經網絡控制等。⑤伺服傳動技術：伺服傳動包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，常見的伺服驅動系統主要有電氣伺服和液壓伺服。⑥系統總體技術：機電一體化系統是一個技術綜合體，它利用系統總體技術將各有關技術協調配合、綜合運用而達到整體系統的最佳化。
篇（10）
中圖分類號：TH39文章編號：1009-2374（2017）05-0065-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.031
機電一體化技術為一種由多種學科交織發展所形成的產物，為一類維持社會生產力不斷發展與提升的必然產物，在提高工程技術手段以及工作效率方面扮演著重要的角色。機電一體化技術通過將微電子、機械工程、信息技術等方面相互滲透于融合，促進提高了對信息的處理與控制。目前國內外機電一體化技術得到了廣泛的發展，同時也在一定程度上改變了其原本的功能及生產方式，而這一改變在醫療器械方面得到了明顯的體現?，F我院對此展開分析，結果總結報告如下：
1機電一體化的概念
機電一體化為一個綜合的概念，主要是指通過利用軟件系統將電子裝置與機械裝置相結合，將微電子技術應用于機械各項功能中的一個系統。有研究報道指出，機電一體化技術通過將自動保護、自動診斷及自動控制等功能與機械系統相互結合起來，明顯提高了信息的處理及控制能力。另外，機電一體化技術反映出了現代機電發展的最前沿最高新的技術，在現代醫療儀器使用中可發揮重要的作用。
2機電一體化在我國的發展現狀
機電一體化的應用對我國發展承擔著重要的意義，標志著一個國際的工業發展水平。早在20世紀80年代，我國就開始了與機電一體化技術的相關研究，并經過30多年的研發與努力，我國的機電一體化技術取得了較大的進展，明顯提高了工作效率。近年來，機電一體化技術雖然已經在醫療儀器中得到了應用，但有專家指出，由于此項技術仍較為新穎，部分醫療工作人員缺乏正確認知以及相關操作方法，在使用期間導致了醫療儀器應用不當。因此，醫療工作人員需不斷完善自身的知識結構，提高專業素養，掌握有關于醫療儀器的正確使用方法。例如，應用了機電一體化技術的多功能監護儀器相比于以往臨床工作中使用的監護儀器，將相應的開關與案件顯示到了內部菜單中，通過手動按鍵在菜單中選擇設置的參數與功能，且通常發展為了一鍵多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情況。
3機電一體化在醫療儀器中的應用
3.1機電一體化技術在診斷儀器中的應用
醫療診斷儀器作為醫學診斷工作中不可缺少的工具，較為常用的包括心電圖儀器、核磁共振診斷儀、超聲診斷儀、腦電圖儀、血管造影設備儀器等。其中血管造影設備在診斷心腦血管疾病中得到了廣泛的應用，通過為患者注射血管造影劑，利用計算機記錄造影劑達到病灶前后的圖像，在采用軟件系統對兩組圖像的變化情況給予分析，即可得到血管的模擬分布信息，以幫助醫生完成對患者病情的診斷。
3.2機電一體化技術在檢驗儀器中的應用
隨著醫療技術的不斷革新，基因與分子生物學得到了廣泛的發展，為了科學地對患者進行臨床檢驗，現醫療人員開始將信息技術、機械技術、生物技術及微電子技術等緊密地結合到一起，并相繼研究出了電解質分析儀器、血細胞分析儀器、血氣分析儀等。大量臨床經驗證實，上述較為常用的醫療機器通過幫助臨床醫生從血液學以及免疫學等方向對混著的疾病進行的檢驗與診斷，極大程度地降低了傳統檢驗效率低、準確率較低等問題，提高了診斷的敏感性及準確性。
3.3機電一體化技術在治療儀器中的應用
近年來，機電一體化技術在治療儀器中也得到了準確與高效的應用，并引起了相關臨床工作者的足夠重視。通過采用機電一體化技術，我國相繼研究出了手術機器人、伽馬刀等儀器，并在微創手術中發揮了重要的作用。結合以往操作經驗，我們發現這些治療儀器可通過準確捕捉醫生的操作動作，利用軟件系統將指令向機械臂進行傳遞，以幫助完成相應的各類手術操作，獲得更好的效果。另外，這些應用了機電一體化技術的儀器不僅改善了傳統手術操作方法，縮短了手術時間，減少了術中出血量，還在一定程度上降低了醫療人員的壓力，極大程度地提高了手術的工作效率及成功率。
3.4機電一體化技術在監護儀器中的應用
