机电一体化发展精选(九篇)

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第1篇：机电一体化发展范文

关键词：学科、渗透、结晶、发展趋势。

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由机械电气化迈入了以机电一体化为特征的发展阶段。

1 机电一体化概要

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化。智能化机电一体化是指在机构取得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术和其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替劳动者的劳力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手和肢体的延伸，还是人的感官和头脑的眼神。机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别是它具有智能化的特征。

2 机电一体化的发展概况

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉或不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中斩露头脚，出现了光机电一体化和微电等新的分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

3 机电一体化的发展趋势

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能目前是不可能的，但高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能的。

3.2 环保化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色环保产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色环保的机电一体化产品，具有远大的发展意义。机电一体化产品的环保化主要是指产品使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

3.3 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集成减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速 （下接63页）

（上接53页）开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3.4 网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system，CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.5 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

结束语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

第2篇：机电一体化发展范文

关键词：机电一体化；核心技术；发展进程；发展趋势

中图分类号： TH-39 文献标识码： A 文章编号：

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。

一、机电一体化的核心技术

1.机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2.计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

4.自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5.传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

6.伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

二、机电一体化的发展进程

1.数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

2.微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

3.可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

三、机电一体化向智能化迈进

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：

1.智能化：是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2.网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.微型化：兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

4.绿色化：机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。

5.系统化：其表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。

结束语：

当然，机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

参考文献：

第3篇：机电一体化发展范文

摘要:机电一体化是技术的必然结果。文章概述机电一体化的核心技术，分析机电一体化发展进程，提出机电一体化向智能化迈进的趋势。

关键词:机电一体化 核心技术 发展趋势

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。

1 机电一体化的核心技术

1.1 机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

1.2 机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经技术均属于计算机信息处理技术。

1.3 系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

1.4 自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

1.5 传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

1.6 伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

2 机电一体化的发展进程

2.1 数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

2.2 微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

2.3 可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

2.4 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光技术是未来信息技术的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家、科技和国防都具有重要的战略意义。

3 机电一体化向智能化迈进

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：

3.1 智能化：是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、机科学、模糊数学、心、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

3.2 网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.3 微型化：兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

3.4 绿色化：机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。

第4篇：机电一体化发展范文

从某种程度上讲，机器人技术作为未来的发展趋势，有着多元化的发展方向[2]。在具体的发展过程中，不仅可以更加智能化，并且会更加模块化，同时还会发展得更加家庭化，而且会更加微型。在智能化理论系统中，机器人需要逐渐具备人性化内涵，不仅需要具备人类的思维能力，同时还需要以人类的思维进行逻辑推理，并能够遵照人类的情感，进行高端智能的自主决策。在模块化理论系统中，具有标准化的构建集成，通过相关构件可以用最快的速度集成为一个机器人。具体来讲，可以通过购买相关标准构件的方式进行组装，通过人体功能的构件，如手、脑、腿等机器构件，可以进行针对性集成组装，从而可以代替人类完成相关工作。

2技术产品的具体创新

在当今社会的市场环境中，用户在一定程度上决定着的格局，并且直接决定着企业生产的具体状况[3]。所以，只有按照用户的相关要求进行生产开发，才能获得一定的市场空间，只有针对技术产品进行持续创新，才可以建立自身的市场竞争优势。面对这样的情况，需要在产品生产以及开发过程中，充分兼顾市场的实际需求，在此基础上进行针对性的创新研究，是产品可以从造型或者功能方面满足市场的整体需求，不仅如此，还需要针对产品的结构以及材料进行市场化调整，最终使产品在控制以及具体的传感检测方面的性能得到创造性突破。

2.1创新造型作为商品来讲，在一定程度上与人脸有着同样的作用和价值。用户在购买产品的过程中，首先接触到的就是产品的整体外形，如果产品在造型上更加美观，将会使用户产生赏心悦目的心理感受。在这种情况下，在产品生产过程中，需要针对造型外观进行针对性创新，使得机电一体化的相关技术产品得到更加美观的造型设计，在这一过程中，还需要对产品性能进行充分兼顾，使两者之间可以得到充分衔接。在具体设计过程中，可以通过对CAD技术的应用，来使相关数据更加准确、更加标准。

2.2创新功能针对机电一体化来讲，创新技术产品的功能可以从两方面进行着手。首先医院有的技术产品为基本框架，进行一定程度上的优化和改进，使相关性能得到完善和创新，从而与用户的需求条件更加切合。除此之外，以社会的整体需求趋势为基本导向，进行针对性创新，使产品具有针对性的全新功能。从研发角度来讲，前者的创新过程相对平稳，不会出现较高的风险，只有以原有技术产品为基础，就可以进行有计划的优化升级。不仅如此，也无需投入大量的财力、物力以及时间就可以使经济效益得到一定程度的增长，并强化产品的市场竞争力。后者需要投入大量的资金以及相关技术资源，并且需要经历较长时间的开发周期，在这一过程中存在着较大不稳定性，极易出现市场风险。但是后一种创新方式拥有更好的长效性，如果一旦研发成功，将会在一定程度上改变市场格局，使企业建立其核心竞争力，确立市场竞争的主导性地位。

2.3创新材料在以材料为基本元素进行针对性创新过程中，需要从两方面进行认知。首先是针对新材料进行具体的研发工作，具体来讲，研发全新品种的金属化合物，或者全新种类的智能以及纳米材料等，同时还有高分子材料以及陶瓷材料。这种类型的研发工作，需要很强的专业基础为背景，属于科学研究的范畴，这可以在一定程度上对机电一体化技术起到相应的系统促进效果。除此之外，可以尝试应用已有的新型材料，改善产品材料的性能，使产品从重量以及体积方面得到精简，优化产品的整体强度，可以展现出良好的阻尼特性。同时还可以应用相关针对性性能的材料，如耐腐蚀的材料，或者耐磨和抗震的材料等。

2.4创新传感作为机电一体化技术系统中不可或缺的部分，传感器发挥着重要作用。如果针对传感器进行针对性创新，需要从几方面着手，首先是传感检测原理，其次是敏感元件，最后是高性能传感器，从这三方面着手进行创新，将会系统推进传感创新。如果针对特定功能的技术产品进行传感创新，将会使机电一体化技术得到系统优化，并且会使企业拥有市场竞争的核心优势，并在市场竞争中拔得头筹。

3技术发展方向

3.1模块化从某种程度上讲，模块化需要进行大量的工程建设，才可以逐渐成形。在机电一体化技术背景下，衍生出了大量的产品，不仅种类众多，生产厂家更是数不胜数。在具体研发过程中，需要解决很多方面的问题，首先是机械接口，另外还有电气接口，同时还有动力接口，以及环境接口，相关产品需要经过复杂的程序才能最终形成单元化。具体来讲，在动力单元中，不仅包括减速，还有智能调速，同时还包括电机。不仅如此，还有控制单元，这一单元不仅包括视觉图像处理，还拥有识别以及测距功能。

3.2智能化人类区别于动物的关键元素就是智能，通过智能进步人类社会才实现了不断的自我突破。在这样的背景下，针对机电一体化技术进行智能开发的过程中，需要强化技术产品的整体智能效果，无限接近于人类智能。所以，在某种程度上，智能化已经成为了这一技术的未来发展方向。在研发过程中，需要为技术产品注入人类的逻辑思维，可以通过人的价值观进行判断和推理，甚至需要在一定程度上拥有自主决策的能力。并且需要进行针对性的智能层次划分，保证多样化需求得到满足。

4结语

第5篇：机电一体化发展范文

    1.1人机互动的功能发展方向

    机械制造业对图形的精密性要求非常高。因此,必须借助计算机技术完成产品的设计与操作,通过计算机的窗口与菜单完成产品生产的操作过程,利用快速编程、蓝图编程、三维彩色动态图形展示、图形动态跟踪、图形模拟、多方向视图、比例缩放等技术为机械制造提供技术支持,以大量的可视图形和技术数据帮助设计者更好地完成设计过程,提高产品质量与经济效益,同时缩短产品的生产周期,实现产品制造过程的人机互动。

    1.2高效化、智能化的性能发展方向

    在目前机械制造的操作系统中,高分辨率检测元件和多CPU控制能够提高机械制造过程的效率、精度和速度,形成系统化、科学化、规范化的数字伺服系统,使机床的运转速度得到大幅度提升,自动化调整机械生产的信息流和物料流,以机械制造群控系统提高机械制造的效率与水平。

    1.3集成化、可控化的体系发展方向

    随着智能化技术在机械制造领域内的不断应用与推广,基于网络数据资源的机械制造管理系统可以通过互联网络深入了解生产工艺流程及设计原理,实现了编程、设定、运行、操作的集成化与可控化,提高了机械设计和制作的效率。机械制造的集成化、可控化的体系发展方向以软硬件运行速度和数控系统的集成度为依据,利用集成化CPU、RISC芯片和可编程集成线路,提高了集成电路的密度,减少互联长度和数量,从而降低了生产成本,提高了产品性能和系统可靠性。这是机械制造智能化技术的发展方向和任务。

    2.机械制造智能化与机电一体化的结合发展

    机械制造智能化与机电一体化的结合是机械制造业的发展方向,随着智能化技术和机电一体化技术水平的提高,机械制造有着非常广阔的发展前景。具体说来,机械制造与智能化技术、机电一体化技术相结合的发展趋势表现在以下几个方面:

    2.1网络化

    网络技术是机械制造业的重要发展方向。随着网络技术的推广与普及,企业的生产经营过程发生了极大的变革。物料选择、产品设计、零件制造、产品销售和市场开拓的方式都发生了很大的变化,异地与跨国生产已经非常普遍,技术交流、产品开发合作和经营管理学习也在广泛开展。机械制造企业在网络化的发展环境下既竞争又合作,为了提高自己的竞争力不断研发新产品和新技术,提高了机械制造业的整体水平。因此,网络化是机械制造业的重要发展方向。

    2.2智能化

    在机械制造业的发展过程中,不断吸收运筹学、人工智能、计算机技术、心理学、模糊数学、生理学、混沌动力学等新思想和新方法,在机械生产过程中模拟人类智能,使机械生产过程更具人性化。

    2.3自动化

    机械制造的自动化以系统技术、集成技术、人机一体化技术、单元制造技术、柔性制造技术等技术为支撑,为机械制造营造了一个现代化的生产环境,使机械制造朝着敏捷化、全球化、网络化、智能化、虚拟化和绿色化的方向发展。

    2.4系统化

    机械制造的系统化表现为开发式和模式化的系统体系结构,实现了灵活组态、任意裁剪、任意组合,达到了综合管理和系统控制的目标。此外,机械制造领域内的通信功能也在不断增强,更加注重产品和人的关系,通过模仿生物机理来研制机电一体化产品。

第6篇：机电一体化发展范文

【关键词】机电一体化；核心技术；发展趋势

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。

1 机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2 机电一体化的核心技术

2.1 机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2.2 计算机与信息技术：信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经 网络 技术均属于计算机信息处理技术。

2.3 系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

2.4 自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

2.5 传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

2.6 伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的 影响 。

3 机电一体化的发展进程

3.1 数控机床问世： 1952年美国第1台数控铣床问世。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

3.2 微电子技术的发展：微电子技术是电子信息产业的基础和心脏。它的发展，大大推动了航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术及家用电器产业的迅猛发展。在我国，已经把电子信息产业列为国民经济的支拄产业。如今，微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志。集成电路是微电子技术的核心，已发展到超大规模和甚大规模、深亚微米（0.25μm）精度和可集成数百万晶体管的水平，现在已把整个电子系统集成在一个芯片上。人们认为：微电子技术的发展和应用使全球发生了第三次工业革命。随着高性能甚至新型器件的不断出现，又进而促进微电子技术和整个电子信息产业乃至整个世界发生更加深刻的变化。

3.3 可编程序控制器（PLC）的应用于工业： 70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

3.4 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学 、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

4 机电一体化的发展趋势

4.1 光机电一体化：一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

4.2 网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

4.3 智能化：是机电一体化技术的重要发展方向，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

4.4 仿生物系统化：仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬 件（肌体）――软件（大脑）一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

第7篇：机电一体化发展范文

关键词:机电一体化技术；应用；发展研究

科学技术的持续革命，使得整个社会都在以飞快的速度迈向科技化，科学技术对人类整个生活的影响日益紧密，机电领域当然也不可能脱离时代的怀抱，一枝独秀。在科学技术革命的影响下，机电一体化技术也逐渐应用于社会的相关行业，就笔者知道的就有很多煤矿都在采用机电一体化技术。机电一体化技术现如今应用状况和未来的发展又是怎样，这些都有待进一步探索、研究。

1机电一体化技术

机电一体化在20世纪90年代才开始进入发展的新阶段，纵观接近20年的发展成效，机电一体化技术取得了一定的成就。所谓机电一体化技术就是将机械、电工以及计算机等多种器械、技术融合在一起，并将其综合应用到相关的领域中。具体说来，机电一体化技术主要包括综合运用机械技术、自动控制技术、电子技术、计算机技术、接口技术、信息变换技术、传感测控技术以及软件编程技术。机电一体化技术的优势主要表现在以下几个方面：首先，采用多种技术和设备，功能众多，应用范围广，显著的提高生产质量和效率；其次，应用各种软件，尤其是编程技术，不仅应用效率高，而且检查和维修非常方便；再者，机电一体化技术和设备自带监督和控制功能，对于提高运行安全具有至关重要的作用，优化使用性能，显著的提高使用效率和质量。

2机电一体化技术的应用

机电一体化技术在我国各个领域都具有广泛的应用，典型的应用主要包括工业机器人、钢铁企业、煤矿机械以及数控机床等，具体表现为：

2.1机电一体化技术在工业机器人中的运用

现阶段，大量智能化、数字化的工业机器人，逐渐的取代传统的人工流水线作业模式，智能工业机器人的广泛使用，不仅能够解放了大量的人力，同时还显著的提高了工业生产水平和质量。此外，随着机电一体化技术在工业机器人优化、升级和换代中的应用，能够推动机电一体化技术逐渐的向数字化、智能化以及机械化方向发展。

2.2机电一体化技术在钢铁企业中的应用

机电一体化技术在钢铁企业中的应用，能够将仪器仪表、显示装置、通讯装置、工控系统以及微机系统联合起来，在提高钢铁企业的生产可靠性、安全性、质量以及精度等做出了重大的贡献。机电一体化技术在钢铁企业中的应用优势具体表现为：其一，其在高炉控制系统中的应用，能够实现系统的智能化控制；其二，计算机控制中心利用信息采集系统对钢铁企业各个单元的数据信息进行采集，并由计算机控制中心通过网络通信系统对各单元进行动态的控制；其三，利用现场总线技术，显著的提高信息数据通信传输效率和质量；其四，利用计算机集成制造系统对生产过程进行全面控制，为实现钢铁企业的一体化管控奠定坚实的基础。

2.3机电一体化技术

在煤矿企业中的应用机电一体化技术在煤矿企业生产中的应用，能够有效的提高煤矿机械设备的运行质量和效率，显著的提高矿井运输和安全监管效率，并且煤矿机电一体化设备重量轻、体积小、功能众多、操作方便等优点，降低操作人员工作强度的同时，在很大程度上提高煤矿的生产效率和质量，在提高煤矿企业经济效益方面发挥着至关重要的作用。

2.4机电一体化技术在数控机床中的应用

数控机床以其独特的优势被广泛的推广和应用在工业生产中，目前数控机床逐渐的多元化、数字化方向发展，通过将机电一体化技术应用在数控机床中，能够推动数控机床向模块化、总线式方向发展，显著的提高数控机床的制造效率和操作精度。同时，机电一体化技术的发展，数控机床逐渐的向智能化方向发展，显著的提高生产效率和精准度，和传统机械生产相比具有明显的优势。

3机电一体化技术的未来发展趋势

机电一体化技术以其独特的优势被广泛的推广和应用，并且随着科学技术的发展和应用，推动机电一体化技术不断的创新和发展，机电一体化技术的未来发展趋势主要表现在以下几个方面：

3.1绿色环保趋势

在低碳、环保的时代背景下，机电一体化技术的应用能够有效的提高资源的利用率，最大化的发挥资源的价值，降低资源的浪费，显著的降低对生态环境的破坏或者不良影响。同时，随着绿色、环保、可持续理念的推广和进一步深入，机电一体化技术不仅能够降低污染物的排放和资源的浪费，还能够对污染物进行回收和在利用，最大化的发挥资源的价值，实现经济效益和环境效益的双赢。

3.2微型化趋势

现阶段，不仅宏观经济逐渐的向微观经济发展，以机电一体化技术为代表的机械行业，也逐渐的想微机械方向发展，尤其是纳米技术、微米技术的推广和应用，为机电一体化技术和产品想微型化发展提供了便利。同时，微型机电一体化产品材料消耗少、重量轻、能耗低以及体积小，不仅在工业机电行业具有广泛的应用，在刑侦、医疗以及生物技术方面也具有良好的发展前景。

3.3智能化趋势

随着科学技术的快速发展，当今社会逐渐进入智能化时代，智能机器人的研发和在生活、工作中的应用，不仅能够代替人的大多数功能，而且部分功能比人类自身更加强大，并且智能机器人可以升级、改造，将生理学、管理学、自然科学、运筹学等知识编入智能机器人芯片，能够不断的丰富和完善智能机器的功能，其在机电一体化领域的应用，能够显著的提高机电一体化运行和工作效率。

3.4网络化趋势

互联网已经覆盖全球，并且随着计算机网络的推广和深入应用，其在机电一体化领域的应用取得了良好的效果，尤其是“互联网+物联网”的模式，在推动机电一体化向方格化和网络化方向发展发挥着至关重要的作用。结束语机电一体化技术的应用领域还比较少，所发挥的效力也比较有限。在未来的发展中，还需要众多的技术支撑。为了更快地推进我国工业化的实现，机电一体化技术是工业机械化发展的必然趋势。

参考文献

[1]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013(08):231.

[2]刘耀海.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势[J].信息系统工程,2012(10):89+95.

[3]梁俊彦,李玉翔,林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007(25):53-54.

第8篇：机电一体化发展范文

关键字 机电一体化 应用 发展趋势

一、机电一体化概论

机电一体化技术是建立在机械技术、微电子技术、计算机与信息技术、传感器与检测技术、自动控制技术、电力电子技术、驱动技术以及系统总体技术等高新技术群体基础之上的一种高新技术，是包括技术基础，技术原理在内的、使机电一体化产品或系统得以实现、使用和发展的技术。

随着生产和技术的发展，在以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科。它包含机电一体化技术和机电一体化产品两方面的内容。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律，显示了强大的生命力。机电一体化将机械与电子技术融为一体，使物流、能流、信息流融为一体。计算机技术与液压控制有机结合，实现了液压支架定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。此外，引进的工作面供电设备采用了微机控制技术，实现故障查询、闭锁、先导保护和控制功能，也是一种典型的机电一体化产品。煤矿运输设备的机电一体化进程也十分迅速，近几年来，引进的电液控制软启动在带式输送机上的应用达到很高水平，它利用计算机与液压技术相结合，不仅具有良好的启动、停车、调速和功率平衡等功能，而且能监测设备各部分的工况，对不正常状态进行保护，显示故障类型。矿井提升机是煤矿实现机电一体化水平最高的大型设备，全数字化交、直流提升机，尤其是内装式提升机从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，机械结构大大简化。

二、机电一体化基本结构要素

（一）机械本体部分

机械本体就像人体的身躯骨架，它是系统所有功能元素的机械支持结构包括机身框架机械连接等。

（二）动力部分

动力部分与人体内脏产生能量去维持生命运动一样为系统提供能量和动力功能，驱动执行机构使系统按照控制要求正常运行。

（三）传感部分

传感部分就像人的眼鼻耳口等感觉器官，将系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测变成可识别的信号传输到信息处理单元，经过分析处理后产生相应的控制信息；其功能一般由专门的传感器和仪器仪表完成。

（四）执行部分

执行部分如同人的四肢由大脑支配完成各项工作任务一样，根据控制信息和指令完成各种动作和功能；执行机构是运动部件一般采用机械电磁电液等机构。

（五）控制及信息处理部分

控制及信息处理部分犹如人的大脑指挥和控制全身运动并能记忆思考和判断问题一样，将来自各传感器的检测信息集中存储分析加工并根据信息处理的结果按照一定的程序和节奏发出相应的指令控制整个系统有目的的运行；它一般由计算机可编程序控制器数控装置以及逻辑电路A/D与D/A转换I/O输入输出接口和计算机外部设备等组成。

三、机电一体化技术优点

（一）高安全性能

机电一体化产品在很多领域具有较强的功能，其中包括有监视、报警、自动保护等方面工作中发生一些电力故障的时候，机电一体化产品能够自动启动保护措施，使人和设备的损害降到最低，提高了使用设备的安全性能。

（二）高生产能力

机电一体化产品自动处理信息和自动控制能力很强，在控制和检测方面的灵敏度和精度等都很高。机电一体化产品有自身的控制系统，通过启动这个系统可以使机械执行机构按照设计的要求完成动作，可以保证工作完成的质量和产品的高合格率。机电一体化产品的生产能力也随着自动化的成功实现得以提高。

（三）高使用性能

机电一体化产品采用了数字显示和程序控制，这使得手柄和按钮的数量得到很大程度的减少，方便了操作过程。机电一体化产品可以重复大量的动作，更先进的产品还能够筛选工作程序。

（四）高适用范围

机电一体化产品具有复合技术和功能不具有单技术、单功能的局限性，这使得机电体化产品的功能得到很大提高，也深化了自动化的程度。机电一体化产品具有的自动和智能功能可以轻松应对用户的需求。

（五）高可靠运维

程度的控制可以对安装调试机电一体化产品，在其控制系统中输人控制程序就可以对产品进行调控了，这样就不用改变产品的零件或者哪一个部件了。机电一体化产品还能够对工作中的故障自动进行检验和监视等，并且可以自动采取应对措施。工作对象不同时，具有存储功能的机电一体化产品可以根据存储的执行程序自动工作。

第9篇：机电一体化发展范文

关键词：机电一体化技术；矿山应用现状；发展趋势

20世纪60年代，电子技术逐渐成熟，人们开始将电子技术应用到机械发展中。机电一体化技术不断成熟，在每个领域都有所应用。当前机电一体化技术拥有如下优势：具有很高的安全性和可靠性，能够提高使用性能。简化操作步骤，提高工作效率，保障工作质量。机电一体化产品具有上述功能，因此适用于各种领域和不同场合，机电一体化产品具有非常高的应变能力，可以大大提高控制的灵敏度和检测的精度，复合功能使得调整和维护更加方便。矿产资源一直是人们生活中大量应用的能源，近年来随着科技的发展，社会的进步。尤其是机电一体化技术走向智能化和数控化，在性能和功能方面都有极大地提升，这更为矿山开采挖掘提供了稳定的支撑，保证了矿产资源采、掘、运等过程的效率和质量。研究机电一体化技术在矿山应用中的现状，探索如何将机电一体化技术应用到矿山发展，保证安全、高效和现代化的生产模式，对于促进我国矿山资源和矿产工业走向现代化和智能化发展具有极其重要的意义[1]。本文首先对于机电一体化技术在矿山应用的现状进行研究。通过本文的分析可以了解到机电一体化技术在矿山中具有重要应用，且未来必然会向模块化、智能化、网络化、微型化和绿色化发展。

1机电一体化技术在矿山应用的现状

1.1在矿井提升机中的应用

矿物提升是矿山生产的关键环节，因此对于提升机的机械性能要求和传动要求很高。目前所使用的矿井提升机是矿山设备中应用机电一体化技术最多的设备。矿井提升机的控制方式是芯片和PLC外端结合统一控制，统一控制使软件功能得以实现，保证操作过程的安全性，操作结果的可靠性。机电一体化技术能够保护系统软件和硬件，实现矿井电动机的软启动，启动时不会出现转差冲击，提升操作系统分为手动调绳、半自动调绳、全自动调绳三种运行方式，手动调绳是指操作时利用人工手动调节提升绳的高度来完成工作，半自动调绳是指操作过程将人工手动和智能化机械结合调节提升绳的高度来完成工作。机电技术为提升机设置的保护系统由监控装置、故障诊断装置、报警装置组成，监控装置对提升机运行工作的全过程实施自动监测，当发现机械运行过程参数出现错误或者某个零件出现故障时，故障诊断装置就会通过LED屏显示出来，同时报警装置发出警报声，提醒工作人员。机电一体化技术大大提高提升机运行安全性，减少维修工作量，保证提升工作质量[2]。

1.2在空气压缩机中的应用

空气压缩机是矿山资源开采挖掘时需要使用的固定设备，使空压机的高低压缸、电机系统和排气系统的工作运行效率更高，同时也可以开通系统内部的软件系统，简化空气压缩机的控制回路接线，使外部线路更加清晰明了。

1.3在其他机械中的应用

机电一体化技术在矿山电液控制装置中也有广泛的应用。借助机电一体化技术可以实现对支架工作状态的准确检测。机电一体化设备具有安全性能高，设备体积小，操作过程简单，运行结果可靠，便于维修等优点，可以大大减轻技术人员的工作负担，提升矿山产业现代化和机械化水平[3]。

2机电一体化技术在矿山中的发展趋势

未来的机电一体化技术在矿山中必然向模块化趋势、智能化趋势、网络化趋势、微型化趋势以及绿色化趋势发展。发展趋势表如下表1所示：通过表1可知，机电一体化技术在矿山中首要的发展方式就是向模块化发展。这是一项复杂而艰难的任务，因为矿山设备中应用机电一体化技术的产品种类繁多，生产厂家也多种多样，因此如何将这些机电一体设备模块化一直是人们想要解决的问题。现在学者已经通过研制控制单元和动力单元来实现机电一体设备的模块化，研制出减速智能装置和图像处理系统，调查显示，机电一体化设备向模块化发展可以使矿山企业更加具有规模性。智能化是机电一体化技术在矿山企业中的必然发展模式，智能化是指利用计算机科学、模糊学、心理学和生理学等动力学为机电设备赋予人工智能，使机电设备拥有判断思维、逻辑推理和自主决策的功能，机电设备智能化能够大大减少矿山作业技术人员的工作量，是矿山发展的必然方向。随着计算机技术的发展，网络技术也飞速进步，指挥者在家里甚至就可以完成工作，拥有极高的便利性。微型化机电一体化技术向微型机械和微观领域发展。微电子机械的尺寸通常不会超过1cm，产品体积小，所以灵活性更高，所消耗的能源也更少，拥有大型机械设备不可比拟的优势，超精密技术为机电一体化设备向微型化发展提供了基础保障。矿山资源开采虽然为人们生活带来了极大的便利，但是也对环境造成了不容忽视的污染，因此未来的机电一体化技术在矿山企业中必然会向绿色化发展。整个机械一体化产品在设计、制造、使用和销毁过程中都要保证不污染生态环境，或者极少污染生态环境。绿色机电一体化产品在使用时保证资源的可持续发展，是未来的必然发展方向。

3结语

通过本文的研究可以了解到机电一体化技术在大量矿山设备，未来的机电一体化技术在矿山中必然会向模块化、智能化、网络化、微型化和绿色化趋势发展。

参考文献

[1]王斌.机电一体化的发展趋势及其在矿山生产中的合理运用[J].科学与财富,2015(27):297-298.