機(jī)電化一體技術(shù)匯總十篇

時(shí)間：2023-11-13 11:26:12

序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)電化一體技術(shù)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

機(jī)電化一體技術(shù)

篇（1）

Abstract: this paper introduced the concept of the electromechanical integration technology and significance, and summarizes its support to this technology of the electromechanical integration technology development direction. Finally through the electric drive system construction, this paper introduces how to the idea of system, gradually put the electric drive system perfect, so as to realize the mechanical and electrical ¬-body of the application of the technology.

Keywords: mechanical and electrical integration technology; Electric drive system; Application; Research.

中圖分類(lèi)號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 機(jī)電一體化技術(shù)的概念

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,推動(dòng)了不同科學(xué)的相互交叉與滲透,并引發(fā)了幾乎所有工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。而以機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主體,多學(xué)科技術(shù)交融滲透、相互結(jié)合的新興學(xué)科――機(jī)電一體化,正逐漸變成了當(dāng)今學(xué)界研究的重點(diǎn)之一。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的意義

2.1功能增強(qiáng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品具有多種復(fù)合功能,如加工中心可以將多臺(tái)普通機(jī)床的多道工序在一次裝夾中完成,并自動(dòng)檢測(cè)工件和刀具精度,顯示刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.2精度提高

機(jī)電一體化技術(shù)簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)鏈,使機(jī)械磨損、配合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少。由于采用計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制技術(shù)補(bǔ)償和校正因各種干擾造成的動(dòng)態(tài)誤差,從而達(dá)到純機(jī)械技術(shù)手段所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的工作精度。

2.3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化

由于機(jī)電一體化技術(shù)采用微處理器、大規(guī)模集成電路、電力電子器件代替了原來(lái)的電器控制柜和傳動(dòng)裝置,使機(jī)電一體化產(chǎn)品零部件數(shù)量減少、體積變小,結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。

2.4可靠性提高

隨著集成電路的集成度越來(lái)越高,材料性能越趨穩(wěn)定,機(jī)電一體化產(chǎn)品可靠性不斷增強(qiáng),同時(shí)由于具備了安全連鎖控制、過(guò)載及失控保護(hù)、斷電保護(hù)的功能,進(jìn)一步提高了機(jī)電一體化產(chǎn)品的安全可靠性。

2.5改善操作

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品采用了計(jì)算機(jī)技術(shù),從而提升了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度,減少了操作按鈕及手柄,改善了設(shè)備的操作性能,構(gòu)建了良好的人機(jī)界面。

2.6提高柔性

由于軟件技術(shù)的引入,從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器工作程序的可修改性,能夠通過(guò)軟件的修改來(lái)滿(mǎn)足工作情況改變的需要。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的構(gòu)成

3.1機(jī)械技術(shù)

機(jī)電產(chǎn)品的功能和作用大部分都是由機(jī)械本體來(lái)體現(xiàn)的。本體材料的優(yōu)良、結(jié)構(gòu)的新穎、精密的加工技術(shù),能夠使機(jī)械結(jié)構(gòu)重量減輕、體積變小,改善其快速響應(yīng)特性,提高零部件的精度、剛度和可靠性。

3.2傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù),它將所測(cè)得的各種參數(shù)量如位移、速度、加速度、力等信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式的電信號(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。

3.3信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)包括信息的輸入、識(shí)別、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)及輸出技術(shù)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作是受控于信息處理裝置的,因此信息處理是否正確及時(shí),將直接影響到產(chǎn)品工作的質(zhì)量和效率。

3.4自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)就是通過(guò)控制器使被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)范圍很廣,包括自動(dòng)控制理論、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、可靠運(yùn)行等從理論到實(shí)踐的整個(gè)過(guò)程。而機(jī)電一體化系統(tǒng)中自動(dòng)控制技術(shù)包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、模糊控制和自適應(yīng)控制等。

3.5接口技術(shù)

機(jī)電一體化系統(tǒng)通常由許多要素和子系統(tǒng)構(gòu)成,為了確保各個(gè)要素與系統(tǒng)之間能夠順利地進(jìn)行信息、物質(zhì)能量的傳輸和交換,必須在它們之間建立一定的聯(lián)系條件,而這些條件統(tǒng)稱(chēng)為接口。這些接口既可能是硬件,也可能是軟件,或者是兩者的結(jié)合。

3.6驅(qū)動(dòng)技術(shù)

驅(qū)動(dòng)技術(shù)的主要研究對(duì)象是執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)裝置。執(zhí)行元件分為電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等, 機(jī)電一體化產(chǎn)品中多采用電動(dòng)式執(zhí)行元件,驅(qū)動(dòng)裝置主要指各種電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源電路,其主要以采用電力電子器件及集成化的功能電路構(gòu)成。

3.7系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā),用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法,將系統(tǒng)分解成若干相互聯(lián)系的功能單元,找到能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案,并將其進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)化的綜合應(yīng)用技術(shù)。

4 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在人們的日常生活當(dāng)中,自動(dòng)機(jī)械、信息處理設(shè)備、辦公室設(shè)備、車(chē)輛電子設(shè)備、醫(yī)療器械、光學(xué)裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機(jī)電一體化系統(tǒng)都離不開(kāi)執(zhí)行元件為其提供動(dòng)力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無(wú)法直接連接的,因此需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件。該驅(qū)動(dòng)部件在電子控制裝置的控制下,接收指令,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,從而得到目標(biāo)輸出。電子控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)框架。

對(duì)于精密傳動(dòng)來(lái)說(shuō),需要在執(zhí)行元件輸出終端進(jìn)行傳動(dòng)測(cè)量,如測(cè)量其位置、速度、加速度,同時(shí)將所測(cè)得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置,讓其進(jìn)行比較,進(jìn)行誤差修正控制,最終實(shí)現(xiàn)精密傳動(dòng)。電子閉環(huán)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)框架。

當(dāng)有多個(gè)執(zhí)行元件,其輸出動(dòng)作規(guī)律各不相同時(shí),一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來(lái)考慮其控制的形式,另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒(méi)有聯(lián)系,可以讓它們單獨(dú)來(lái)工作, 也可以通過(guò)構(gòu)建PC機(jī)上位控制來(lái)統(tǒng)一管理。圖1為PC機(jī)二級(jí)管理的多驅(qū)動(dòng)電子閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。若工作聯(lián)動(dòng)內(nèi)容經(jīng)常變化,就應(yīng)該構(gòu)建一個(gè)可以直接識(shí)別聯(lián)動(dòng)輸出的軟件,將聯(lián)動(dòng)輸出寫(xiě)入軟件當(dāng)中,讓其直接轉(zhuǎn)化為控制程序,這樣就能靈活地應(yīng)對(duì)動(dòng)作輸出的需求。圖2為裝載了位置控制模塊的PC機(jī)二級(jí)管理多驅(qū)動(dòng)電子閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖1PC 機(jī)二級(jí)管理的多驅(qū)動(dòng)電子閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

圖2帶位置控制模塊的PC 機(jī)二級(jí)管理多驅(qū)動(dòng)電子閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

上述機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,僅論述了如何將傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)等技術(shù)簡(jiǎn)單的融合,各部件都是以模塊形式搭建的,而模塊間的信號(hào)傳輸及所涉及到的接口技術(shù)和信息處理技術(shù)是其中的重點(diǎn)。所以,在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用中,以全局最優(yōu)的觀念去設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品,并且解決好每個(gè)功能模塊信息處理和傳輸?shù)膯?wèn)題,是能夠迅速地利用好機(jī)電一體化技術(shù)的方法。

5 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

由于機(jī)電一體化技術(shù)是多學(xué)科技術(shù)交融的技術(shù),因此其發(fā)展的程度必然受制于其相應(yīng)支撐技術(shù)的發(fā)展, 同時(shí)其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也必然促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。

5.1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,而機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是其重要應(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)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新方法,模擬人類(lèi)智能,使它具有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)、思維和決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。

5.2模塊化

機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)繁多,讓它們自由地交換信息是一項(xiàng)十分復(fù)雜的事,因此有必要研制具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口或電氣動(dòng)力接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品。如果機(jī)電產(chǎn)品能夠象“搭積木”那樣讓需求者根據(jù)要求自由組合,那么無(wú)論是對(duì)資源的節(jié)約,還是服務(wù)于各行各界,都有著其巨大的作用。

5.3網(wǎng)絡(luò)一體化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及,推進(jìn)了全球化的進(jìn)程。而基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù),讓家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能。把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)(Compu ter Integrated App liance

System,CIAS),使人們無(wú)論在家里還是在外面,都能隨時(shí)享受各種機(jī)電產(chǎn)品帶來(lái)的好處。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

5.4微機(jī)電化

微機(jī)電化指的是機(jī)電系統(tǒng)主要裝置的特征尺寸在亞微米至亞毫米范圍。微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品由于體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在軍事、生物醫(yī)療、航空、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

5.5綠色化

綠色化主要是指產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,而且是低能耗、低材耗、協(xié)調(diào)而可再生的產(chǎn)品。

篇（2）

中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）24-0325-01

本論文主要從機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展等進(jìn)行講述。主要包括了全息系統(tǒng)化、微型機(jī)電化、光機(jī)電一體化、產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化、產(chǎn)品綠色化、“生物――軟件”化、全息系統(tǒng)化也即智能化、光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)、未來(lái)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系等。具體材料請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)：

1 概述

機(jī)電一體化指的是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、控制功能和信息功能的基礎(chǔ)上引進(jìn)微電子技術(shù)，并且將機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備用軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)，因此，“機(jī)電一體化技術(shù)”是機(jī)械、微電子和信息三項(xiàng)技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、微型機(jī)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，正因電子技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，科技的進(jìn)步更是依賴(lài)于其發(fā)展，因此其未來(lái)的發(fā)展對(duì)科技的進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。

2 機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

2.1 全息系統(tǒng)化

全息系統(tǒng)化也即智能化，是對(duì)機(jī)器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計(jì)思想，從而模擬人類(lèi)的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識(shí)等能力，以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品智能特征也越來(lái)越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機(jī)電一體化的研究中也日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠(yuǎn)是不可能的，也沒(méi)有這個(gè)必要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2 微型機(jī)電化

在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過(guò)半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，如果這一成果應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那么就沒(méi)有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部分了，這時(shí)就完全的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合”，這樣CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)外，人們稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā)展，正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。

2.3 光機(jī)電一體化

光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2.4 產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時(shí)給日常生活都帶來(lái)了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦研制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會(huì)暢銷(xiāo)全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。

2.5 產(chǎn)品綠色化

篇（3）

中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的高新技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)的的發(fā)展使微型計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程的控制，使機(jī)、電有機(jī)地結(jié)合，發(fā)展成機(jī)電一體化技術(shù)。本文討論的就是機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用方面的問(wèn)題。

一、機(jī)電一體化概述

1）機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)用機(jī)械、電子等有關(guān)技術(shù)，使機(jī)械、電子有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體最優(yōu)的綜合性技術(shù)。機(jī)電一體化

技術(shù)，主要包括技術(shù)原理和使用機(jī)電一體化產(chǎn)品（或系統(tǒng)）得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)技術(shù)群（族）的總稱(chēng)。

2）機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由若干具有特定功能的機(jī)械和電子要素組成的有機(jī)整體，具有滿(mǎn)足人的使用要求的最佳功能，機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）。主要是指機(jī)械系統(tǒng)（或部件）與微電子系統(tǒng)（或部件）相互置換和有機(jī)結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品，有良好的人機(jī)協(xié)作關(guān)系。一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)主要是由機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、動(dòng)力源、傳感器、計(jì)算機(jī)這5個(gè)要素構(gòu)成。

3）機(jī)電一體化工程（機(jī)械電子工程）是機(jī)械工程與電子工程的綜合集成，即給定機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）“目的功能”與“規(guī)格”后，機(jī)電一體化技術(shù)

人員利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的整個(gè)過(guò)程體系。機(jī)電一體化工程是系統(tǒng)工程在機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中的具體應(yīng)用。

機(jī)電一體化思想體現(xiàn)了“ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理”和“綜合集成技巧”。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。從某種意義上講、機(jī)電一體化思想相當(dāng)于“一體化”思想。它帶來(lái)了諸如光電機(jī)一體化、機(jī)電液一體化、科工貿(mào)一體化、人機(jī)一體化等技術(shù)及其產(chǎn)品。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的意義

2.1 功能增強(qiáng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品具有多種復(fù)合功能，如加工中心可以將多臺(tái)普通機(jī)床的多道工序在一次裝夾中完成，并自動(dòng)檢測(cè)工件和刀具精度，顯示刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.2 精度提高

機(jī)電一體化技術(shù)簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)鏈，使機(jī)械磨損、配合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少。由于采用計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制技術(shù)補(bǔ)償和校正因各種干擾造成的動(dòng)態(tài)誤差，從而達(dá)到純機(jī)械技術(shù)手段所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的工作精度。

2.3 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化

由于機(jī)電一體化技術(shù)采用微處理器、大規(guī)模集成電路、電力電子器件代替了原來(lái)的電器控制柜和傳動(dòng)裝置，使機(jī)電一體化產(chǎn)品零部件數(shù)量減少、體積變小，

結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。

2.4 可靠性提高

隨著集成電路的集成度越來(lái)越高，材料性能越趨穩(wěn)定，機(jī)電一體化產(chǎn)品可靠性不斷增強(qiáng)，同時(shí)由于具備了安全連鎖控制、過(guò)載及失控保護(hù)、斷電保護(hù)的功能，進(jìn)一步提高了機(jī)電一體化產(chǎn)品的安全可靠性。

2.5 改善操作

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，從而提升了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度，減少了操作按鈕及手柄，改善了設(shè)備的操作性能，構(gòu)建了良好的人機(jī)界面。

2.6 提高柔性

由于軟件技術(shù)的引入，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器工作程序的可修改性，能夠通過(guò)軟件的修改來(lái)滿(mǎn)足工作情況改變的需要。

三、機(jī)電一體化基本結(jié)構(gòu)要素

3.1 機(jī)械本體部分

機(jī)械本體就像人體的身軀骨架，它是系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身、框架、機(jī)械連接等

3.2 動(dòng)力部分

動(dòng)力部分與人體內(nèi)臟產(chǎn)生能量去維持生命運(yùn)動(dòng)一樣，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力功能，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)按照控制要求正常運(yùn)行。

3.3 傳感部分

傳感部分就像人的眼、鼻、耳、口等感覺(jué)器官，將系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能一般由專(zhuān)門(mén)的傳感器和儀器儀表完成。

3.4 驅(qū)動(dòng)部分

驅(qū)動(dòng)部分就像人體的肌、肋、腱接受大腦指揮驅(qū)動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)一樣，在控制信息作用下，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。

3.5 執(zhí)行部分

執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項(xiàng)工作任務(wù)一樣，根據(jù)控制信息和指令，完成各種動(dòng)作和功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)

3.6 控制及信息處理部分

控制及信息處理部分猶如人的大腦指揮和控制全身運(yùn)動(dòng)并能記憶、思考和判斷問(wèn)題一樣，將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息集中、存儲(chǔ)、分析、加工并根據(jù)信息處理的結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出應(yīng)的指令控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。

四、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在人們的日常生活當(dāng)中，自動(dòng)機(jī)械、信息處理設(shè)備、辦公室設(shè)備、車(chē)輛電子設(shè)備、醫(yī)療器械、光學(xué)裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機(jī)電一體化系統(tǒng)都離不開(kāi)執(zhí)行元件為其提供動(dòng)力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無(wú)法直接連接的，因此需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件。該驅(qū)動(dòng)部件在電子控制裝置的控制下，接收指令，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而得到目標(biāo)輸出。對(duì)于精密傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，需要在執(zhí)行元件輸出終端進(jìn)

行傳動(dòng)測(cè)量，如測(cè)量其位置、速度、加速度，同時(shí)將所測(cè)得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置，讓其進(jìn)行比較，進(jìn)行誤差修正控制，最終實(shí)現(xiàn)精密傳動(dòng)。

當(dāng)有多個(gè)執(zhí)行元件，其輸出動(dòng)作規(guī)律各不相同時(shí)，一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來(lái)考慮其控制的形式，另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒(méi)有聯(lián)系，可以讓它們單獨(dú)來(lái)工作，也可以通過(guò)構(gòu)建PC機(jī)上位控制來(lái)統(tǒng)一管理。若工作聯(lián)動(dòng)內(nèi)容經(jīng)常變化，就應(yīng)該構(gòu)建一個(gè)可以直接識(shí)別聯(lián)動(dòng)輸出的軟件，將聯(lián)動(dòng)輸出寫(xiě)入軟件當(dāng)中，讓其直接轉(zhuǎn)化為控制程序，這樣就能靈活地應(yīng)對(duì)動(dòng)作輸出的需求。

上述機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，僅論述了如何將傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)等技術(shù)簡(jiǎn)單的融合，各部件都是以模塊形式搭建的，而模塊間的信號(hào)傳輸

及所涉及到的接口技術(shù)和信息處理技術(shù)是其中的重點(diǎn)。所以，在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用中，以全局最優(yōu)的觀念去設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品，并且解決好每個(gè)功能模塊信息處理和傳輸?shù)膯?wèn)題，是能夠迅速地利用好機(jī)電一體化技術(shù)的方法。

五、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

（1）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(lài)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。

光機(jī)電一體化。一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的，因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)性能、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)性能，光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。

（2）全系統(tǒng)化—智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。模擬人類(lèi)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)。這主要受益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是其重要應(yīng)用。

（3）技術(shù)產(chǎn)品—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

等都帶來(lái)了巨大的變革。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(xiāo)全球。

（4）微型機(jī)電化—微型化。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，正向微米、納米級(jí)發(fā)展。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，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。

結(jié)語(yǔ)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活方式發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式也發(fā)生了重大的變革。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)和機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用，催生了機(jī)電一體化技術(shù)的形成，可以說(shuō)機(jī)電一體化技術(shù)室社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果。本文詳細(xì)而深入的介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和內(nèi)容，并對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向提出了自己的意見(jiàn)和看法。

篇（4）

摘要:

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。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．

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化；發(fā)展；趨勢(shì)

1機(jī)電一體化的發(fā)展歷史

2O世紀(jì)6O年代以來(lái)．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)品的性能后．刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，再后來(lái)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)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ) 大約到20世紀(jì)8O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)品給以很大的關(guān)注和支持：2O世紀(jì)9O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)8O年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。許多大專(zhuān)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，但與歐美、日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距機(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(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)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。

2機(jī)電一體化的優(yōu)點(diǎn)

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(chēng) 其涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面．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+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)由純機(jī)械發(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。機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別是智能化機(jī)電一體化產(chǎn)品的典型例子有：數(shù)控加工中心、機(jī)器人以及具有檢測(cè)控制性能的數(shù)碼相機(jī)等。總之．一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)主要是由機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、動(dòng)力源、傳感器、計(jì)算機(jī)這五個(gè)要素構(gòu)成。

3"機(jī)電一體化"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(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。 

3.1光機(jī)電一體化。

一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).

3.2自律分配系統(tǒng)化——柔性化。

未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.3全息系統(tǒng)化——智能化。

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

3.4“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來(lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

3.5微型機(jī)電化——微型化。

篇（5）

1 概述

2 機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

2.1 全息系統(tǒng)化全息系統(tǒng)化也即智能化，是對(duì)機(jī)器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計(jì)思想，從而模擬人類(lèi)的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識(shí)等能力，以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品智能特征也越來(lái)越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機(jī)電一體化的研究中也日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠(yuǎn)是不可能的，也沒(méi)有這個(gè)必要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2 微型機(jī)電化在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過(guò)半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，如果這一成果應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那么就沒(méi)有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部分了，這時(shí)就完全的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合”，這樣CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)外，人們稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā)展，正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。

2.3 光機(jī)電一體化光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2.4 產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時(shí)給日常生活都帶來(lái)了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦研制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會(huì)暢銷(xiāo)全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。

2.5 產(chǎn)品綠色化隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化：①物質(zhì)需求豐富，生活舒適;②可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因?yàn)檫@些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開(kāi)始呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然，那么此時(shí)，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運(yùn)而生，這是一個(gè)時(shí)代的綠色化趨勢(shì)，在這里，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時(shí)不破壞生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后還能回收利用。因此，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的過(guò)程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類(lèi)健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境盡可能的無(wú)害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高，但其具有遠(yuǎn)大的發(fā)展空間。

2.6 “生物——軟件”化　未來(lái)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，即機(jī)電一體化的人格化，其有兩層含義：①機(jī)電一體化產(chǎn)品的使用對(duì)象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品顯得越來(lái)越重要，尤其是家用機(jī)器人，其最高境界就是人機(jī)一體化;②模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性越來(lái)越大，很多時(shí)候類(lèi)似于活的生物:當(dāng)大腦停止工作時(shí)，生物便死亡，而大腦工作時(shí)，生物就充滿(mǎn)活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)，可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型的機(jī)體，但是如何使這些新型機(jī)體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領(lǐng)域被稱(chēng)之為“生物——軟件”或者說(shuō)“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)正是“肌體(硬件)——大腦(軟件)”一體，不可分割。機(jī)電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術(shù)與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的論述可見(jiàn)，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是隨機(jī)出現(xiàn)的，而是一個(gè)時(shí)代的產(chǎn)物，文中敘述的這些發(fā)展方向是科技發(fā)展到一定階段的必然要求，更是一個(gè)必然結(jié)果。目前，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的限制，其與一些相關(guān)技術(shù)的互融程度還是不是太明顯，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)必將越來(lái)越明顯，因?yàn)樗仁嵌囗?xiàng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，又極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，其發(fā)展前景也將越來(lái)越光明，這必然會(huì)給世界帶來(lái)更大的技術(shù)力量。

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.2004.

篇（6）

中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）36-0363-01

一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢(shì)

1、機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程

1.1數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè)；

1.2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來(lái)勃勃生機(jī)；

1.3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)；

1.4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.

2、機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)

2.1光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).

2.2自律分配系統(tǒng)化――柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

2.3全息系統(tǒng)化――智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

2.4“生物一軟件”化―仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物――軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件（肌體）――軟件（大腦）一體，不可分割。看來(lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

2.5微型機(jī)電化――微型化。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。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。

二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

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(mǎn)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、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(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

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。

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)取C(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。

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。

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。

三、我國(guó)發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

1、加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，我國(guó)從事“機(jī)電一體化”研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門(mén)的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題，同時(shí)缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門(mén)責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開(kāi)發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車(chē)！

2、強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，我國(guó)“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門(mén)”是難哆的。因此，我國(guó)有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)――理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書(shū)處的建設(shè)；要通過(guò)其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……

3、優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過(guò)宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國(guó)投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開(kāi)綠燈；盡力為開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。

四、結(jié)語(yǔ)

很多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶就是機(jī)電一體化，它是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。尤其對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)機(jī)械工業(yè)發(fā)生真略性變革有所促使進(jìn)行指出，正在發(fā)生著變化的是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念，還有待繼續(xù)創(chuàng)造新的方法，不斷地去發(fā)現(xiàn)。機(jī)電一體化在21世紀(jì)的機(jī)械工業(yè)中將扮演主角。在所有機(jī)械產(chǎn)品之中的普遍技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)將滲透其中，幾乎沒(méi)有行業(yè)限制的。機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)就是以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

篇（7）

中圖分類(lèi)號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言：隨著時(shí)代的發(fā)展科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，促進(jìn)了各學(xué)科的交匯與相互覆蓋，并大力推動(dòng)了工程領(lǐng)域的技術(shù)革新。機(jī)電一體化指的是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、控制功能和信息功能的基礎(chǔ)上引進(jìn)微電子技術(shù)，并且將機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備用軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)，因此“機(jī)電一體化技術(shù)”是機(jī)械、電氣與電子信息三項(xiàng)技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等多學(xué)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、微型機(jī)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，正因電子技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。科技的進(jìn)步更是依賴(lài)于其發(fā)展，因此其未來(lái)的發(fā)展對(duì)科技的進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面相結(jié)合的技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此為加速機(jī)電一體化的進(jìn)程，必須從以下幾方面考慮：（一）機(jī)械本體技術(shù) ：機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。（二）傳感技術(shù)：傳感器集中在提高可靠性、靈敏度和精確度等技術(shù)方面，提高可靠性與防干擾技術(shù)是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

（三）計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)：電子與信息交換、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)是發(fā)展機(jī)電一體化和信息處理的必要保證。模/數(shù)轉(zhuǎn)換與分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性與提高處理速度、解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化是一重要因素。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)：電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在快速響應(yīng)和效率等方面是一個(gè)關(guān)鍵。在電機(jī)附帶編碼器以及控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元是解決的主要方法之一。（五）接口技術(shù)：數(shù)據(jù)是計(jì)算機(jī)通信的語(yǔ)言其格式必須標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)格化并且簡(jiǎn)單化。高速串行的接口可以解決信號(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。

（六）軟件技術(shù)：軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致。軟件的標(biāo)準(zhǔn)化、程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化以及軟件工程都是及其關(guān)鍵的因素。

（七）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）技術(shù)：CIMS的實(shí)現(xiàn)打破原有單元之間的界線，以基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)各個(gè)信息環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合。集成度的提高可以使各種要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種環(huán)節(jié)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在企業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)電一體化技術(shù)是計(jì)算機(jī)為核心，把計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

（一）智能化控制技術(shù)(IC) ：由于生產(chǎn)企業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)。采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制網(wǎng)絡(luò)等。智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面。

（二）分布式控制系統(tǒng)(DCS)：分布式控制系統(tǒng)采用中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是多級(jí)控制方式。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)控、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來(lái)越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性非常高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是大型機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)的主要模式。（三）開(kāi)放式控制系統(tǒng)(OCS) ：開(kāi)放控制系統(tǒng)(Open Control System)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中所所帶來(lái)新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開(kāi)放”是對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共享，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開(kāi)放控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。（四）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) ：即企業(yè)的CIMS。是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局和過(guò)程一體化控制。目前先進(jìn)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過(guò)程自動(dòng)化，但企業(yè)中存在的一種單體自動(dòng)化式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。

（五）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT) ：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代過(guò)去的信號(hào)傳輸技術(shù)，就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。

（六）交流傳動(dòng)技術(shù)：傳動(dòng)技術(shù)在企業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的也實(shí)現(xiàn)了非常大的跨越。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)可在將來(lái)由交流傳動(dòng)作為主要的傳動(dòng)方式。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)。交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到非常高的水平。現(xiàn)在無(wú)論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。因此，交流傳動(dòng)系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中得到非常廣泛的應(yīng)用。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)與發(fā)展

（一）全息系統(tǒng)化：全息系統(tǒng)化即智能化，是對(duì)系統(tǒng)行為的描述。即在控制理論的基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)等新的學(xué)科方法以及設(shè)計(jì)思想模擬人類(lèi)的思維能力，使它具有思維和意識(shí)等能力，以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品智能特征也越來(lái)越明顯，智能化水平也是日趨上升。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的時(shí)代，機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化也在快速發(fā)展。人工智能在機(jī)電一體化的研究中也日益得到重視，信息與智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要的應(yīng)用。高性能、高速的信息處理使機(jī)電一體化系統(tǒng)具有部分智能，是完全可以達(dá)到的，它的必要性和實(shí)用性在未來(lái)的系統(tǒng)中會(huì)得以實(shí)現(xiàn)。

（二）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)電化：目前已有亞微米級(jí)的機(jī)械元件，這一技術(shù)如果應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)產(chǎn)品中，這時(shí)就完全可實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合”，這樣CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)外，人們稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā)展。正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。

（三）光機(jī)電一體化：光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等環(huán)節(jié)構(gòu)成，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

（四）產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時(shí)給日常生活都帶來(lái)了全新的面貌，全球經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連結(jié)在一起，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化。一旦研制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會(huì)暢銷(xiāo)全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。

（五）產(chǎn)品綠色化：隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化。物質(zhì)需求豐富，生活舒適;可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因?yàn)檫@些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開(kāi)始呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然，因此，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運(yùn)而生，這是一個(gè)時(shí)代的綠色化趨勢(shì)，在這里，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是體現(xiàn)在使用時(shí)不破壞生態(tài)環(huán)境，且能回收利用。因此，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和處理的過(guò)程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類(lèi)健康的要求。對(duì)生態(tài)環(huán)境盡可能的減少危害，資源利用率要非常高。由于這種客觀因素的存在，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本非常高，但它所具有的發(fā)展空間非常巨大，前瞻性具有很大的意義。

（六）“生物——軟件”化：未來(lái)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，即機(jī)電一體化的人格化，它所具有兩層含義：1、機(jī)電一體化產(chǎn)品的使用對(duì)象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品顯得越來(lái)越重要，尤其是家用機(jī)器人，其最高境界就是人機(jī)一體化。2、模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)信息的依賴(lài)性越來(lái)越大。目前在仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)，可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型的機(jī)體，但是如何使這些新型機(jī)體具有生命力還是研究中的一大難題。這一研究領(lǐng)域被稱(chēng)之為“生物——軟件”或稱(chēng)之為“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)正是“肌體(硬件)——大腦(軟件)”一體，不可分割，機(jī)電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展示好。但是目前的理論與技術(shù)還是有非常大的差距，因此在實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)的研究中還有很長(zhǎng)的路要走。

四、結(jié)論

機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)是一個(gè)時(shí)代的產(chǎn)物，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。它促使計(jì)算機(jī)、電子信息和機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念發(fā)生著根本性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化技術(shù)，不僅是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，更應(yīng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)更高的要求。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)必將越來(lái)越明顯，其發(fā)展前景也將越來(lái)越光明，這必然會(huì)給產(chǎn)業(yè)革命帶來(lái)更大的推動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李建勇.機(jī)電一體化技術(shù).科學(xué)出版社,2004.

[2] 芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

篇（8）

一、引言

數(shù)字電子技術(shù)這門(mén)課程適應(yīng)當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展，當(dāng)今的信息時(shí)代并且以數(shù)字化為基礎(chǔ)運(yùn)用到社會(huì)各界行業(yè)，如通信、計(jì)算機(jī)、航天、醫(yī)學(xué)、工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，為了拓展中職學(xué)生的就業(yè)門(mén)路，為了使他們?cè)诰蜆I(yè)后能更加適應(yīng)新型的社會(huì)變化改革，為了在以后就業(yè)中能有良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，人們必須針對(duì)于這門(mén)課程進(jìn)行一體化教學(xué)進(jìn)行研究。

二、從理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化

現(xiàn)在這門(mén)課程內(nèi)容大概包括數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路、數(shù)字電路的應(yīng)用等，數(shù)字電路的應(yīng)用也是傳統(tǒng)的555時(shí)基電路等。但是隨著電子技術(shù)飛速發(fā)展，一方面數(shù)字集成電路在電子信息技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用起來(lái)越來(lái)越廣，另一方面各種不同規(guī)模數(shù)字集成電路及其在數(shù)字系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,學(xué)生要掌握邏輯設(shè)計(jì)基本理論和方法的基礎(chǔ)上,了解數(shù)字電路更新?lián)Q代,使數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生的重大變化,進(jìn)而了解新的動(dòng)向,掌握新的技術(shù),以適應(yīng)數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的需要。這些都必須使人們從內(nèi)容上進(jìn)行更新。針對(duì)如此現(xiàn)狀,依據(jù)以下兩點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化第一，引進(jìn)新的器件、新的技術(shù)、新的工藝和新的方法等，盡量采用在現(xiàn)實(shí)實(shí)際引用中的新的芯片等,加強(qiáng)當(dāng)今應(yīng)用廣泛的實(shí)例，理論知識(shí)要做到比較廣，學(xué)生接觸的信息要多，這樣做到了知識(shí)新、理論廣、基礎(chǔ)實(shí)等特點(diǎn)。第二，人們?cè)趯W(xué)分立元件后要轉(zhuǎn)換思想，思考為什么人們的手機(jī)、電視等電器越來(lái)越薄等特點(diǎn)，這就要求大家能換位到由分立元件組成集成電路、由小集成大中大規(guī)模集成、最終實(shí)現(xiàn)可編程邏輯集成電路功能。

三、如何實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)

第一，教學(xué)場(chǎng)地的要求。一體化教學(xué)的改革打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這樣教學(xué)場(chǎng)地的設(shè)備設(shè)施的要求就更高了，而在學(xué)中做，在做中學(xué)的模式中實(shí)驗(yàn)是課程教學(xué)中不可或缺的重要環(huán)節(jié),那對(duì)于現(xiàn)代教室來(lái)講在以前專(zhuān)門(mén)的實(shí)訓(xùn)教師中，人們必須配備好多媒體教具，能夠邊講理論的同時(shí)、學(xué)生能同時(shí)進(jìn)行操作練習(xí)。第二，教學(xué)方式的改變。采用多樣化教學(xué)方法，在教學(xué)中人們主要是學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，由教師為學(xué)生提供優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境,如資料、儀器、工具、器材和問(wèn)題,然后拋出問(wèn)題，然學(xué)生設(shè)法解決有關(guān)問(wèn)題,在解決問(wèn)題的過(guò)程中,有哪些涉及新的知識(shí)，教師穿插講新的知識(shí)點(diǎn)。在這樣的教學(xué)課堂上,把教、學(xué)、做三者完全結(jié)合起來(lái),不能再去區(qū)分傳統(tǒng)的“理論課”、“實(shí)驗(yàn)課”、“習(xí)題課”和“討論課”等，這樣把三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，教學(xué)效果會(huì)更加明顯。整個(gè)教學(xué)中人們可以運(yùn)用多種教學(xué)方法，譬如:討論法、多媒體教學(xué)法、講授法、教具展示法、分組法等，采用不同的教學(xué)模式運(yùn)用到一體化的教學(xué)過(guò)程,這樣就打破傳統(tǒng)的單一教學(xué)程式,講授課就不在是單純的從基礎(chǔ)開(kāi)始，以具體事例為導(dǎo)向，在完成事例的時(shí)候會(huì)遇見(jiàn)各種問(wèn)題，解決好每個(gè)問(wèn)題最終完成任務(wù)。這樣以問(wèn)題的形式貫穿整個(gè)教學(xué)中，學(xué)生的興趣高了，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)配合、自主能力完全能得到充分體現(xiàn)。這樣多元化的教學(xué)方法使學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象和他們的個(gè)性，同時(shí)也充分調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性。在學(xué)生愿意學(xué)習(xí)的前提下，教師只要穿針引線的作用，把新知識(shí)靈活地灌輸?shù)綄W(xué)生的頭腦中，這樣的教學(xué)更適合人們中職的學(xué)生。例如：在講解制作家用調(diào)光臺(tái)燈電路時(shí)，電路包括整流、穩(wěn)壓等，還包含測(cè)量電阻大小、二極管、三極管等，示波器的使用。在最終能使的調(diào)光臺(tái)燈電路實(shí)現(xiàn)成功，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生組成自主探究，同時(shí)他們根據(jù)自己之前的學(xué)習(xí)狀態(tài)產(chǎn)生不同的問(wèn)題，教師根據(jù)學(xué)生問(wèn)題采用不同的教學(xué)方式，新知識(shí)問(wèn)題可以統(tǒng)一進(jìn)行解答，個(gè)人之前不同問(wèn)題可以單獨(dú)解答，這也適應(yīng)了因材施教的原則，在一體化教學(xué)中，人們打破傳統(tǒng)理論和實(shí)踐脫離的教學(xué)模式。第三，學(xué)生課程學(xué)習(xí)考核辦法。教師之所以要進(jìn)行課程考核，一方面可以監(jiān)督學(xué)生了解自己知識(shí)到底學(xué)習(xí)怎么樣，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行下一步的預(yù)習(xí)及復(fù)是方便教師通過(guò)考核可以了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，好好調(diào)整下次的教學(xué)方法和策略，所以教學(xué)進(jìn)行考核是非常有必要，傳統(tǒng)的做法就是最后安排學(xué)生書(shū)寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告的形式，這種形式只注重結(jié)果而忽視過(guò)程，不能充分展示學(xué)生在過(guò)程當(dāng)中的準(zhǔn)確性，更加無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，不能使學(xué)生重視數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響了高技能專(zhuān)門(mén)人才的培養(yǎng)。因此,要改變這種以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)定優(yōu)劣的只注重結(jié)果而忽視過(guò)程的考核方式,人們可以采用三種方法進(jìn)行考核：一方面實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)是理論教學(xué)考核的前提,一票否決制加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的權(quán)重,即若實(shí)驗(yàn)考核不通過(guò),不能參加理論教學(xué)考試,從制度上更完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論課程。二是采用多種評(píng)價(jià)體系,實(shí)行過(guò)程性考核和終結(jié)性考核并重,這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生自主、自控的學(xué)習(xí)能力。三是學(xué)生自評(píng)整個(gè)教師教學(xué)過(guò)程和自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，這樣有利于教學(xué)過(guò)程信息反饋,并促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的改進(jìn)和完善。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,隨著教育信息數(shù)字化、現(xiàn)代化的發(fā)展,一體化教學(xué)模式將在以后《數(shù)字電子技術(shù)》中靈活運(yùn)用,這不僅為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了更加便利的條件,同時(shí)對(duì)教師、學(xué)生也提出了新的挑戰(zhàn),教師的許多教學(xué)方法和手段能夠可以實(shí)現(xiàn)，但人們也應(yīng)該看到,任何事物都不是萬(wàn)能的,都有自身無(wú)法克服的弱點(diǎn),因此,人們教師也要努力跟上時(shí)代的信息步伐，在課程教學(xué)中,要以現(xiàn)今時(shí)代的實(shí)例來(lái)指導(dǎo)教學(xué)，力求達(dá)到最好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。它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)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。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，具有智能化的特征。現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說(shuō)都是機(jī)電一體化設(shè)備。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.數(shù)控機(jī)床

我國(guó)機(jī)床擁有量高居全球之首，2010年產(chǎn)值達(dá)1260億元人民幣，超過(guò)意大利排名世界第三。數(shù)控機(jī)床代表了一個(gè)國(guó)家機(jī)床生產(chǎn)的水平。目前，我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床約占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的31 %，其余從境外進(jìn)口。時(shí)下我國(guó)中高端數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)的絕大部分被境外產(chǎn)品占領(lǐng)，其中高端數(shù)控機(jī)床國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率僅4%左右。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)機(jī)床生產(chǎn)雖然取

得了很大成績(jī)，但就技術(shù)水平和整體實(shí)力而言，在世界上僅處于第二梯隊(duì)的中前位置，美歐日排在第一梯隊(duì)。數(shù)控機(jī)床具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

2.自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如:2000一80000瓶/h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線;18000一120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線;各種高速香煙生產(chǎn)線;各種印刷包裝生產(chǎn)線;由B政信函

自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線;易拉罐自動(dòng)生產(chǎn)線;FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。

3.機(jī)器人

機(jī)器人是20世紀(jì)人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一。從某種意義上講，一個(gè)國(guó)家機(jī)器人技術(shù)水平的高低反映了這個(gè)國(guó)家綜合技術(shù)實(shí)力的高低。機(jī)器人已在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂(lè)等非工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。毋庸質(zhì)疑，21世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)必將得到更大的發(fā)展，成為各國(guó)必爭(zhēng)的知識(shí)經(jīng)濟(jì)至高點(diǎn)。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了具有感知、思維和行動(dòng)功能的智能機(jī)器人，是機(jī)構(gòu)學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、微電子學(xué)、光學(xué)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)的綜合成果。智能機(jī)器人可獲取、處理和識(shí)別多種信息，自主地

完成較為復(fù)雜的操作任務(wù)，比一般的工業(yè)機(jī)器人具有更大的靈活性、機(jī)動(dòng)性和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。智能機(jī)器人作為新一代生產(chǎn)和服務(wù)工具，在制造領(lǐng)域和非制造領(lǐng)域具有更廣泛、更重要的位置，如核工業(yè)、水下、空間、農(nóng)業(yè)、工程機(jī)械(地上和地下)、建筑、醫(yī)用、救災(zāi)、排驗(yàn)、軍事、服務(wù)、娛樂(lè)等方面，可代替人完成各種工作。同時(shí)，智能機(jī)器人作為自動(dòng)化、信息化的裝置與設(shè)備，完全可以進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)世界，發(fā)揮更多、更大的作用，這對(duì)人類(lèi)開(kāi)辟新的產(chǎn)

業(yè)，提高生產(chǎn)水平與生活水平具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

4. 汽車(chē)電子化產(chǎn)品

汽車(chē)上比較常用的一般有5種儀表和3種相應(yīng)的傳惑器，即電流表、機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表、車(chē)速里程表等指示儀表和機(jī)油壓力傳感器、水溫傳感器和油量傳感器。

目前，電子化儀表已經(jīng)取代機(jī)械式儀表。這是由于機(jī)械式儀表一旦出現(xiàn)故障將很難處理，而電子化儀表則不同。采用電子化儀表不僅可以改進(jìn)駕駛員的目視性，還有助于汽車(chē)儀表的多樣化。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

1.光、機(jī)、電一體化

一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。

2.自律分配系統(tǒng)化(柔性化)

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余”，更“靈活”，能更好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)為“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各系統(tǒng)相互獨(dú)立工作，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，有其自身的“自律性”。根據(jù)不同的環(huán)境條件的不同反應(yīng)。它的特點(diǎn)是，系統(tǒng)可以生成自己的信息和附加信息，在總的前提下，可以改變的“行動(dòng)”。在這種方式中，顯著提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性，靈活的，而不是因?yàn)閷?duì)整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)的故障。

3.全息系統(tǒng)化(智能化)

機(jī)電產(chǎn)品的“全息”功能將越來(lái)越明顯，智能化程度也越來(lái)越高。這主要是由于模糊技術(shù)，信息技術(shù)，特別是軟件和芯片技術(shù)的發(fā)展。此外，從簡(jiǎn)單的“自上而下”系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)的情況已經(jīng)變成了一個(gè)復(fù)雜的，有更多的雙向鏈路冗余。

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)特征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，其最高境界就是人機(jī)一體化。二是模仿生物機(jī)理，研制各種機(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)研制出來(lái)的。

4.微型機(jī)電化

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)室中產(chǎn)生的亞微米的機(jī)械部件。當(dāng)我們把這個(gè)結(jié)果用于實(shí)際產(chǎn)品，沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器。將機(jī)械和電子的“融合”在一起，機(jī)體、執(zhí)行器、傳感器等CPU可以集成在一起，體積很小，一個(gè)自我調(diào)控元件的形成的微觀機(jī)制是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

四、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展策略

一是機(jī)械本體技術(shù)的改善。

改善機(jī)械本體必須分別從性能的改善和質(zhì)量的減輕以及精度的提升等方面著手，當(dāng)前很多機(jī)械產(chǎn)品的原材料是鋼鐵，為減輕本體質(zhì)量應(yīng)改進(jìn)本體結(jié)構(gòu)，并適當(dāng)考慮應(yīng)用非金屬?gòu)?fù)合型的材料，減輕本體重量是實(shí)現(xiàn)小型化的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

二是注重傳感技術(shù)的提升。

提升傳感技術(shù)必須從靈敏度、可靠性和精確度等方面的提高著手，尤其是可靠性和抗干擾性的高低，直接關(guān)系到傳感技術(shù)水平的高低。因而為預(yù)防電干擾，當(dāng)前大都采用較為先進(jìn)的光纖電聯(lián)傳感器，而如果是外部信息傳感器，那么則主要采用發(fā)展中的非接觸性的檢測(cè)技術(shù)。

三是信息處理技術(shù)水平的提升

機(jī)電一體化技術(shù)水平的提升與微電子學(xué)的進(jìn)度、微型設(shè)備的普及和應(yīng)用密不可分，為促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，就必須著力提升信息處理技術(shù)水平，提升處理速率的同時(shí)解決諸如抗干擾性能低和標(biāo)準(zhǔn)化程度不一的問(wèn)題。

四是驅(qū)動(dòng)技術(shù)的提升

電機(jī)的響應(yīng)速率方面尚存諸多不足。值得期待的是當(dāng)前電機(jī)內(nèi)部裝備編碼和專(zhuān)用控制組件、傳感器以及電機(jī)三位一體化的伺服驅(qū)動(dòng)單元正在積極地發(fā)展且日臻成熟當(dāng)中，相信在不久的將來(lái)，驅(qū)動(dòng)技術(shù)水平就能得到有效的提升

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化是許多科學(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。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，是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。是21世紀(jì)機(jī)械工業(yè)的主角，在各方面均可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣闊的發(fā)展前景。

篇（10）

中圖分類(lèi)號(hào)TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）81-0159-02

1概述

機(jī)電一體化是把傳統(tǒng)機(jī)械的多種功能與電子技術(shù)緊密聯(lián)系，它是一門(mén)新興的綜合性科學(xué)。其實(shí)它在技術(shù)上并沒(méi)有什么新發(fā)現(xiàn)或新發(fā)明，而是把機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等多門(mén)學(xué)科有機(jī)的聯(lián)結(jié)在一起，形成了一門(mén)有著自身體系的學(xué)科。機(jī)電一體化是以這些學(xué)科為基礎(chǔ)，最后形成了一門(mén)綜合性的技術(shù)，而不是各門(mén)技術(shù)簡(jiǎn)單的拼湊，這就是機(jī)電一體化同機(jī)械自動(dòng)化的最大區(qū)別。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，從而帶動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展，機(jī)電一體化將在未來(lái)的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。

2 核心技術(shù)

機(jī)電一體化的核心技術(shù)主要在于硬件和軟件。

2.1機(jī)械技術(shù)

機(jī)電一體化是以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)側(cè)重點(diǎn)是怎樣與機(jī)電一體化相適應(yīng)，機(jī)電一體化是取其精華去其糟粕，利用各科學(xué)發(fā)展的高、新技術(shù)來(lái)更新自身概念。機(jī)械本體應(yīng)該從改善自身性能、減輕質(zhì)量和提高工作精度等幾個(gè)重要方面方面考慮，以此減少工作時(shí)能量消耗，提高工作效率。為了提高機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，機(jī)電一體化要具有高精度、快速響應(yīng)性、良好的穩(wěn)定性。

2.2信息處理技術(shù)

由于微電子學(xué)的迅速發(fā)展、信息處理技術(shù)的普及極大的促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。信息處理技術(shù)包括信息交換、信息存取、信息運(yùn)算和最終決策等，實(shí)現(xiàn)信息處理的工具是現(xiàn)在已經(jīng)普及的計(jì)算機(jī)，所以計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與信息處理技術(shù)緊密相聯(lián)。要更好的發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性從而提高信息處理的速度同時(shí)解決信息處理的抗干擾問(wèn)題。

2.3檢測(cè)技術(shù)

檢測(cè)與傳感技術(shù)指與傳感器及其信號(hào)檢測(cè)裝置相關(guān)的技術(shù)。由檢測(cè)技術(shù)自身的功能，傳感器的主要功能應(yīng)提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等，并且要經(jīng)受各種嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，因此必須提高其抗干擾能力。由此可見(jiàn)，發(fā)展檢測(cè)、傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.4自動(dòng)控制技術(shù)

在無(wú)人直接參與下，自動(dòng)控制技術(shù)能通過(guò)控制裝置讓被控對(duì)象或過(guò)程的被控量能按照人們事先預(yù)定的規(guī)律變化的技術(shù)。自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，主要由自動(dòng)控制理論、機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿生學(xué)中的系統(tǒng)仿真、工作時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試、可靠運(yùn)行等從理論到實(shí)踐的整個(gè)過(guò)程。制動(dòng)控制技術(shù)的難點(diǎn)在于自動(dòng)控制理論的工程化與實(shí)用化，這是因?yàn)楸豢貙?duì)象與理論的控制量存在較大的差距，從而需要反復(fù)調(diào)試和修改，才能達(dá)到最佳效果。現(xiàn)在微型機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為機(jī)電一體化中十分重要的一部分。

2.5驅(qū)動(dòng)技術(shù)

驅(qū)動(dòng)技術(shù)的主要研究對(duì)象是執(zhí)行元件及驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)技術(shù)是執(zhí)行操作的技術(shù)，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)精度、控制質(zhì)量等都有決定性的作用。電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用但其快速響應(yīng)和效率等方面還有一部分問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)技術(shù)極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。

2.6軟件技術(shù)

機(jī)電一體化的發(fā)展過(guò)程中僅僅發(fā)展硬件是不夠的，必須在發(fā)展硬件的同時(shí)發(fā)展軟件，但是軟件的更新速度太快，這樣就導(dǎo)致研制成本提高了，為了降低成本，應(yīng)該推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化等措施。

3機(jī)電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1數(shù)控機(jī)床

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床又稱(chēng)數(shù)字控制機(jī)床，它是一種裝有程序控制系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來(lái)。數(shù)控機(jī)床主要由動(dòng)力源、操作機(jī)構(gòu)、傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器等組成。數(shù)控機(jī)床具有很高的柔性，能實(shí)現(xiàn)編程自動(dòng)化，具有更高的可靠性以及強(qiáng)大的通信功能，還可以實(shí)現(xiàn)多種控制的功能。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展給機(jī)械領(lǐng)域的提高起到了促進(jìn)作用。

3.2機(jī)器人

機(jī)器人是眾所周知的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其最早是人們幻想出來(lái)可以聽(tīng)從人們的命令，任勞任怨的從事各種勞動(dòng)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)形成了綜合性的科學(xué)。機(jī)器人主要由：機(jī)器手、操作機(jī)構(gòu)、傳感器、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置、驅(qū)動(dòng)器等部分組成，通過(guò)各部分之間相互協(xié)調(diào)，相互配合，機(jī)器人已經(jīng)能靈活的代替人類(lèi)很多活動(dòng)，在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農(nóng)業(yè)、建筑、服務(wù)、娛樂(lè)等領(lǐng)域都有應(yīng)用。機(jī)器人應(yīng)經(jīng)成為人類(lèi)良好的助手和親密的伙伴。

3.3現(xiàn)代溫室設(shè)施

現(xiàn)代溫室設(shè)施是實(shí)現(xiàn)作物優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)的重要設(shè)施，也是機(jī)電一體化設(shè)備應(yīng)用較密集的地方。主要由：溫室框架結(jié)構(gòu)、覆蓋材料、通風(fēng)系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)、二氧化碳施肥系統(tǒng)、室內(nèi)噴霧/屋頂噴淋降溫系統(tǒng)、遮陽(yáng)/保溫系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、防蟲(chóng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及一些必要的生產(chǎn)工具等。可以通過(guò)這些設(shè)施和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有效的提供一個(gè)適宜的環(huán)境條件，為作為優(yōu)產(chǎn)提供保障。

4 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

與其他科學(xué)一樣，機(jī)電一體化技術(shù)也經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。現(xiàn)在機(jī)電一體化已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域。成為一門(mén)新興的科學(xué)，為了適應(yīng)各領(lǐng)域的需求機(jī)電一體化的主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、人性化。機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械工業(yè)也影響很大包括提高性能、擴(kuò)展功能、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、提高可靠性、節(jié)約能源、操作簡(jiǎn)單，可以說(shuō)機(jī)電一體化的發(fā)展前景在未來(lái)的幾十年里一片光芒。

5結(jié)論

綜上所述，機(jī)電一體化并不是獨(dú)立的，而是各個(gè)學(xué)科相互滲透，相互融合的產(chǎn)物，也是科技發(fā)展的必然產(chǎn)物。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]朱思洪.機(jī)電一體化技術(shù).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2004.

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