机电一体化发展十篇

机电一体化发展篇1

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

机电一体化发展篇2

机械制造业向着机电一体化发展是一个必然的趋势。我们国家的工业要想得到发展就需要依靠微电子技术来加强对于传统的设备和技术进行改造。企业需要加大力度对机电一体化的技术进行研究，让其在工业生产之中发挥巨大的作用。本文探究的是机械制造业向机电哟提花方向发展的探讨。

关键词：

机械制造业；机电一体化；发展

机械制造业要得到一个快速的发展就需要依赖机电一体化技术。随着科技的发展机电设备的更新换代也是非常快的。企业为了提高其工作效率就需要在机械制造业中广泛的使用计算机技术、电子技术等等新型的技术。这样可以帮助我们的机械制造业向着现代化的方向发展。机电一体化技术对于我们企业的结构会有一个深度的改造。企业管理者一定要积极的推动机械制造业向着机电一体化的方向发展。机电一体化技术是由机械技术、微电子技术和信息技术相互融合而形成的一种新的技术。这种技术在机械制造业中的投入使用使得我们企业的技术结构、产品性能、企业的生产方式和管理体系等等都发生着深刻的变革。在机电一体化技术的支撑下具有科技含量的产品不断的涌现出来，这些产品可以帮助企业提高其市场竞争力。

1机械制造业的发展方向是机电一体化

机械制造业在科技的推动下其产品技术含量越来越高，在现代的制造系统中以数控技术为代表。这种技术是以计算机技术、微电子技术和自动控制技术为基础的，让机械设备的效率更高、精准度更高、自动化程度更高等等优势。新的技术的引进可以改变传统机械制造业单一化、技术含量低等一些不足之处，帮助企业实现集成化的生产、自动化的生产以及智能化的生产方式。企业自身通过对机电一体化的使用可以提高产品的性价比，从而创造出更多的经济利润。当前阶段客户对于产品的要求也是越来越高的，要想在激烈的市场竞争之中取得一席之地满足客户对产品质量的高要求就需要改变传统的生产手段。目前世界上的发达国家都十分重视本国对于机电一体化技术的研究，鼓励企业开发出更多的机电一体化产品。我们国家机械制造业的机电一体化技术与发达国家相比较还是有着一定的差距。在目前的机械制造业中普遍存在的问题是基础爆弱、技术相对落后以及管理不合理。要让我们机械制造业与国际化市场接轨就需要进一步的发展机电一体化技术。

2机械制造业向着机电一体化发展的方式分析

当前阶段我国的机械制造业需要认真研究的课题是找到一条真正符合我国工业生产水平的机电一体化发展道路。我们最先需要解决的问题就是提高产品的质量和机械设备的生产效率。首先我们的企业管理者要加强对于企业的机电一体化的技术改造，要积极的组织科研人员学习先进技术并且尽快的投入到企业生产之中。特别是对于国外先进的技术引进一定要针对本企业的具体情况做适当的改良，不能照搬全收，这样盲目的使用国外技术是无法达到我们预期的效果。其次要加大对机电一体化技术的科研力量的投入，科研人员要尽快掌握机电一体化的核心技术。企业对于国外的机电一体化技术的依赖性不能太强，要想在市场竞争之中取得一席之地就需要有自主开发的技术。具体方法分析入如下:

2．1依据当前发展形势做好机械制造业的发展规划

未来机械制造业的发展方向是以机电一体化为主的。国家应该发挥其宏观调控功能对企业做出一个统一的规划，依据我国现阶段的机械制造业的发展实际情况制定出投资少、收效高、环保节能的发展途径。国家要对生产企业的机电一体化技术的实际使用做出其宏观上的指导。

2．2积极改造传统的生产设备，改善企业管理状况

传统的机械制造设备已经无法满足现在市场需要，现在微电子技术、数控技术和计算机技术的使用领域非常的广泛，通过新技术的引入可以帮助企业改造传统的生产设备。企业的管理对于企业的机电一体化技术的发展也是非常重要的。比如管理者如果不够重视技术上的革新那么我们的机电一体化技术很难实际的运用到企业生产之中。又或者引进了技术和设备在后期操作和维护人员分配上管理不到位也很难让我们的机电一体化技术创造应有的价值。

2．3我国的机械制造业要与国际市场相融合

目前我们的市场越来越开发，各个国家之间的经济合作也是越加的紧密。所以我们的机械制造业要积极的参入到国际市场之中，这就需要机械生产者积极的运用机电一体化技术改造企业的产品结构，提高其科技含量。要发展我国企业的机电一体化技术缩小与发达国家质检的差距就需要积极攻克机电一体化关键性的技术难题。

2．4重视机电一体化的技术人才的培养

人才对于企业的发展至关重要。要推荐机械制造业的机电一体化技术的发展就需要重视机电一体化技术人才的培养。现在机电一体化技术在我国的企业生产之中运用得非常的广泛，我们国家的现在人才储备不足以满足企业的需求，所以教育单位应该改革自己的专业设置，增加机电一体化的专业，并且在我们的专业课程中加入计算机学、CAD制图等等更多实用的课程。鼓励学生学习机电一体化的技术。企业也应该定期组织机电一体化技术人员进行定期的培训，积极引导技术骨干人员钻研机电一体化技术。

3结语

综上所述，机电一体化在机械制造业之中的作用非常的大。随着计算机技术、微电子技术的不断发展我们的机电一体化技术也在不断的取得进步。机电一体化技术的成熟让机械制造业的结构和生产效率得到一个深刻的改革。未来的机电一体化技术也会向着数字化、网络化和智能化的方向发展，他将全面的推进我们的机械制造业的发展。

参考文献:

［1］熊小勇．机械制造业向机电一体化方向发展的探讨［J］．科技风，2016(05):15．

［2］黄滨．机械制造业向机电一体化方向发展的探讨［J］．电子工业技术，1992(03):31．

［3］王丽霞．机电一体化技术在机械制造工程方便的发展方向［J］．中州大学学报，2000(12):30．

［4］王峰．机电一体化技术发展的探讨［J］．自动化技术与应用，2008(07):25．

机电一体化发展篇3

关键词：机电一体化技术；发展；特点；趋势

前言：作为自动化和机械工程的一个分支，机械电子工程是机电一体化的另一种说法，因此，可以说机电一体化是能够有效结合信息技术、传感器技术、微电子技术等先进技术的，而且，在近年来的实际操作中，使机械设备自动化生产得以实现。在传统的矿山机械工作过程中，将这种高新技术有效的融入其中，促使矿山机械的工作效率得到了有效的提高，同时也是现代科学技术发展的必然结果。

1.机电一体化技术发展的特点

1.1数字化特点

机电一体化技术发展过程中，其数字化的特点最为明显，这是由于微电子在机电一体化技术当中的有效应用造成的。近年来，信息技术的飞速发展，加快了矿山机械设备与信息技术的有效结合，将数字化有效的应用到了矿山机械设备当中。例如，虚拟设计和计算机集成制造在矿山机械设备中的有效应用。近年来，可靠性高、维护性好和高能力的自我诊断成为矿山机械机电一体化的显著特点，这都是由于机电一体化的数字化特点所带来的，与此同时，远程操控、识别和调整也因数字化的加入而变得更加的便捷[1]。

1.2网络化特点

早在十九世纪八十年代，网络技术就在我国专业人员的努力下被应用到了机电一体化设备当中，并获得了很大的成果。这一成功经验使得网络化在今后的发展过程中更加容易被人们接受，人们将这一成功经验有效的应用到了其他产品的网络化发展过程当中，有效促进了网络化的广泛和深入应用。伴随着信息技术的飞速发展，远程监控技术也被有效提出并受到了广泛的欢迎，这一技术的基础是网络技术，再将远程监控技术应用到矿山机电一体化产品当中的过程中，也就是将网络技术有效的应用到了矿山机电一体化技术当中，是对传统的矿山机电一体化技术的改革。同时也说明网络化将成为未来机电一体化技术发展的重要基础，加强安全性和功能需求性是使用网络化的主要原因[2]。

1.3智能化特点

智能化是现阶段的矿山机械设备当中最主要的特点之一。增强了矿山机械设备自主解决问题的能力，它具有和人类相似的思考和决定能力。例如，将人机对话的功能添加到CNC数控机床当中，智能工艺数据库和I/O接口的有效设定等，这类智能技术有效提高了工作人员的工作效率，工作人员在日常的工作中能够更加方便的对其进行控制和维护工作。现阶段，人们在研究智能技术的过程中，对于模糊控制、神经网络等技术领域的有效研究，将在未来的发展过程中对于矿山机械机电一体化技术产中重要的影响。

1.4微型化特点

现代科学技术在日常工作中的有效应用，注重科学技术是否能够给工作带来更高的效率，同时，在提高工作效率的问题上，精细加工技术是非常重要的组成部分，矿山机电一体化技术当中就包含了微型化的特点，这一特点是精细加工技术发展的未来方向。智能化和大型的矿山机械与精细化是相辅相成的。将微型的传感器、型号处理和接口等有效进行结合，再利用MEMS即微机电系统对这些工作进行集体制造和创作。我国近年来在进行微机电一体化产品的研究过程中取得了很大的成就，现阶段所生产制作出来的产品都不足1立方厘米，伴随着科学技术的不断进步，微米和纳米将成为这一领域发展的趋势。然而，值得重视的是现阶段较低的发展水平严重影响了我国的超精密技术和微机械技术的发展，一些技术方面的关键点还应该引起人们的注意，并及时进行研究和解决[3]。

2.矿山机械机电一体化技术的发展趋势

2.1SRD传动技术

开关磁阻电机调速系统即SRD传动技术，同以往的传动技术不同，它在传动过程中能够进行变速，构成SRD传动技术的是控制器sr和电动机sr，在当前世界所有的调速系统当中，SRD传动技术是性价比最高的一个。较高的可靠性、机动性和集成性是矿山机械未来发展的要求，将SRD传动技术有效应用到矿山机械当中，能够有效实现这一目标。世界技术先进国家英国在十九世纪八十年代就发明了一台30KW功率的开关磁阻电动机，伴随着科学技术的不断进步，现在的功率已经可以达到将近350KW，将其与1000V电网相连，可以直接省略掉其他的电源变压器[4]。

2.2机电集成驱动技术

在将传统的动力传动系统应用到矿山机械设备当中的过程中，其构成要素包括运动执行器、电动机和减速器。这三个主体会耗费非常大的空间，同时每一个构成部件都包含了很多的环节，这种现象就会造成整个动力传动系统的可靠性降低，不仅发生故障的几率加大，同时当故障发生的过程中，对其进行有效的排查也是非常耗费人力和物力的工作。然而，在未来的发展过程中，在矿山机械当中应用机电集成驱动技术能够有效提高动力传动系统的可靠性。促进运动执行器、电动机和减速器三者的高密度集成是机电集成驱动技术的重要手段，有效应用这一方法，能够将动力装置进行传递。有效在矿山机械当中应用机电集成驱动装置，能够将空间进行节省，这样一来可以有效将制作费用降到最低，在机械的运行过程中，能够促进其得到更大的运行空间，促进其运行过程中变得的更加灵活[5]。

2.3矿山机器人技术

2.3.1 作用

矿山作业，其工作环境潮湿而且灰尘较大，人们在日常工作的过程中对于环境的适应非常困难，导致矿山工作效率的低下，同时还对矿工的身心造成很大的伤害，尤其是当发生矿山危险的时候，矿工的生命常常受到严重的威胁。在这种状况下，人们开始讲矿山工作的研究领域延伸到矿山机器人的研究。将机器人有效应用到矿山作业当中，能够将强度较高的作业进行更好的执行，矿山机器人的应用能够有效解放劳动力；同时，超强的环境适应能力能够促进其在工作过程中提高工作效率，当发生危险时，能够有效降低人身伤亡[5]。

2.3.2组成

操作、驱动和控制系统是矿山机器人的重要构成部分。矿山机器人在进行日常工作的过程中，其主要行动是受到操作系统来控制的，每一个矿山机器人都是由不同的操作系统构成的。在矿山机器人当中，其传动装置是驱动系统，减速器、驱动器和传感器时期重要的组成部分，驱动系统会因为不同的驱动器而有不同的划分，例如，电机、液压和气动驱动系统。矿山机器人的制作和应用核心为控制系统，它能够按顺序对操作机构进行支配，促使其运动按照相应的轨迹来进行，开环和闭环控制系统是现阶段矿山机器人的主要控制系统[6]。

输入和输出工作相互没有反馈回路的存在是开环控制系统的主要特点，系统的控制功能不会受到输出工作的影响而产生变化；相反的，输出和输入工作相互存在着反馈回路，以反馈的方法来将偏差降到最低是闭环控制系统的重要特点，这就说明要想将工作过程中的精度提到最高，就可以使用闭环控制系统。然而，误差在日常的工作中是无法进行彻底避免的，系统会受到元件管径的支配而产生相应的振动，从而产生一定的误差。因此，如果较高的要求出现在系统当中的时候，我们可以将开环和闭环系统进行交叉使用，以混合控制的方法提高工程精确度。

3.结论：伴随着世界经济的不断进步，经济的发展对于煤炭资源的需求量越来越高，因此，在科学技术不断进步的状态下，积极研发和运用新技术，将高新技术与矿山机械相结合，有效应用机电一体化技术，并在实践中不断对其进行完善和开发，对我国矿山作业具有重要的意义。

参考文献：

[1]何正忠. 矿山机械的重大变革――机械电子一体化[J]. 长沙矿山研究院季刊，1988，12（03）：51-55.

[2]柏红专. 关于发展我国工程机械机电一体化的探讨[J]. 凿岩机械气动工具，1996，11（02）：56-62.

[3]胡前明. 机电一体化技术的概念发展状况和发展趋势[J]. 广东建材，2009，11（04）：207-209.

[4]刘开源. 矿山机械中应用机电一体化技术的作用分析[J]. 科技传播，2013，11（03）：80-89.

机电一体化发展篇4

【关键词】机电一体化；技术；现状；发展

1.机电一体化现状

机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，随着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。机电一体化技术是机械技术、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、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。机电一体化产品不仅是放大了人的力量与范围，更是代替了人的感官和头脑，智能化是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。机电一体化的根据发展大体可以分为3个阶段。

初级阶段是20世纪60年代以前。这一阶段，机电一体化的研制和发开还处于自发状态，人们简单的使用电子技术改造机械产品的性能。在第二次世界大战期间，由于战争大大刺激了机械产品与电子技术的结合，战后军用技术转为民用。但是受当时的电子技术的发展水平所限，机械技术与电子技术的结合和渗透都处于比较低级水平。

蓬勃发展阶段为20世纪70～80年代。这一阶段，机电一体化在计算机技术、控制技术、通信技术的发展的基础上，结合大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，机电一体化技术和产品得到了极大发展，机电一体化的概念到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认，各国也更加关注和支持机电一体化的发展深入发展阶段是在20世纪90年代后期，机电一体化技术开始向智能化方向迈进，光学、通信技术、微细加工技术在机电一体化中的应用，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支，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被深入的研究，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域的巨大进步，为机电一体化技术开辟了更加广阔的发展前景。这些科学技术和研究，为机电一体化逐渐形成完整的科学体系奠定了基础[3]。

我国对机电一体化的研究和应用是从20世纪80年代初才开始的，机电一体化技术被列为“863计划”，国务院也成立相关的小组。我国将机电一体化技术的发展方向与影响纳入九五规划和发展纲要中，在我国许多高等院校、国家企业也对机电一体化技术进行了研究与应用，当前阶段的机电一体化发展有利的提升了我国的综合国力。

2.机电一体化的发展

2.1人工智能方面的发展

21世纪机电一体化技术一个主要发展趋向就是智能化。智能化是机电一体化技术区别于传统机械技术最根本的特征。人工智能方向的研究也越来越重视，人工智能不是要求完全达到人类的智能标准，高性能的微处理器可以使产品拥有部分低级智能，使其可以在某些技术方面得以应用。外形庞大、生产过程连续性高以及生产速度快等是当前工业产品的主要特点，以往的机械技术对于这些特点已不能很好的适应，智能化的出现很好的适应了这些方面。

2.2模块化方面的发展

模块化设计就是将多个要素组合在一起，构成一个子系统。多个子系统最后又组合成为一个整体，从而生成一个新的系统，产生不同的功能。机电一体化如果能够实现模块化设计，必然大大减少设备之间的不兼容概率。如今机电一体化产品由于生产厂家很多，对产品的规格也无法统一，产品的多样性造成了标准电气、机械接口研制和开发的困难。但是对产品规格又很难做出严格的把控，由于利益关系，对产品标准的制定和完善很难出台。模块化的发展可以使各部件都使用标准单元，从而为制订统一的标准打下基础。产品的生产者在标准化产品上进行革新从而促进产品的更新换代，扩大产品的生产规模[1]。

2.3网络化方面发展

世界通过网络紧密地结合在了一起，人们的生活水平因网络而提高，人与人之间的联系因网络而密切。网络的普及与发展对各个领域都起了重大的推动作用，加快了我国全球化的步伐，全球的经济生产通过网络变得紧密，同时企业竞争也变得全球化，机电一体化技术因为世界，国际间的交流与合作得到了更快的发展。机电一体化技术新的发展动态，新的成品都会通过网络渠道畅销全球，网络的普及带来了产品营销方面的革命。

2.4微型化方面的发展

机电一体化发展的整体趋势之一就是微型化。微型化起步比较晚，但其在机电一体化领域也算是小有成就。机械设备向微型化发展，甚至是向微电子系统发展是微型化的方向。微机电一体化的目前存在机电技术的瓶颈，因为机电设备构造复杂，使得机电技术还不能达到与微电子技术同步，相信随着科技的进步，机电技术也会随之进步。从而使机电一体化整体的微型化水平更上一个台阶。微型化的产品现在已经广泛运用于军事及医疗方面。其体积小、操作性强、耗能少的优点使得微型化产品拥有广阔的前景。

2.5绿色化方面的发展

工业的发达带来人们生活上的巨大变化。物质极大丰富，生活更加舒适；但由于人们过于追求经济效益，而不重视环境和能源问题，导致环境问题日益突出，能源面临枯竭。低碳环保是当代社会的理念，现代随着人们生活水平逐渐提高，全社会都在呼吁合理利用环境资源，回归自然。因此绿色产业就有更大的发展空间，绿色化产品也是机电一体化技术的发展趋势。绿色产品消耗最少的资源，达到最大的经济效益，造成最小的环境污染，在其设计、制造、使用和销毁的整个生命过程中，始终注重环境的保护和人类的健康，对生态环境造成的危害很小，对资源利用率极高，所以机电一体化产品的绿色化此具有很大的发展前途[2]。

3.小结

机电一体化产品随着科学技术的发展和电子技术的广泛应用，在国民经济建设的各个方面发挥出越来越重要的作用。机电一体化技术是机械、电子技术和计算机科学技术等多种技术发展的结合的产物。伴随着各种技术相互融合的趋势越来越明显，机电一体化技术的发展也会推向一个新的高峰。

【参考文献】

[1]蒋微.机电一体化技术的发展及应用[J].中国高新技术企业，2014（26）.

机电一体化发展篇5

关键词：机电一体化现状发展趋势

随着电子技术、机械技术、计算机技术的发展，出现了机电一体化这门发展迅猛的新技术。微电子技术以及大规模集成电路的发展又给机电一体化带来新的生机。随着科学技术的不断发展，机电一体化技术还将被赋予新的内容。

一、机电一体化的概念

机电一体化是指在机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，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，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结构目标，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。

二、机电一体化技术的现状

欧美等发达国家对机电一体化技术研究较早。但在初期，由于电子技术发展的局限，机电一体化技术发展缓慢。随着计算机技术、控制技术、通信技术的不断进步和大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，机电一体化技术有了充分的基础，得到了极大发展。到20世纪90年代以后，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脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；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新的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的理论基础，逐渐形成完善的科学体系。

我国大约从20世纪80年代初开始在机电一体化方面进行研究和应用， 国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”。在制定发展规划和发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了可喜的成果：人工神经网络、专家系统等研究成果不断应用到机电一体化技术上来，数控技术、机器人和计算机集成制造系统等方面也取得了长足的进展。但是我们也清醒地看到，与日本、欧美等先进国家相比我国的机电一体化技术仍有相当差距。

三、机电一体化技术的发展趋势

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展进步有赖于相关技术的进步。纵观国内外机电一体化技术的发展动向，其发展的方向主要有智能化、模块化、网络化、微型化、人性化、绿色化。

1、 智能化

赋予机电―体化产品以某种程度的智能是机电一体化永恒的追求，智能化是机电一体化技术与传统机械自动化技术的主要区别之一，也是21世纪机电一体化技术发展的主要方向。机电一体化产品智能化的途径多种多样，包括模糊逻辑控制技术、专家系统技术、人工神经网络系统、智能工程等。

2、 模块化

和其他的技术发展类似，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接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但很重要的事。有了标准接口的单元，产品的兼容性大大提高，而且开发新产品的周期也会更短，这对于机电一体化企业来说是发展的必然。

3、 网络化

20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络的普及使得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使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

4、 微型化

微型化是机电一体化向微观领域发展的趋势。微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMs工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMs器件和系统，如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器)，各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微弹簧以及微机器人等)。

5、 人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给产品赋予人的智能、情感和人性，使产品和人之间的关系更加和谐显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，这些都对未来的机电一体化产品提出了更高的要求。

6、 绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。机电一体化产品的绿色化主要是指在其设计、制造、使用和销毁时都应符合环保和人类健康的要求，以求把对生态环境的危害降到最低。

四、结语

机电一体化作为高新技术的重要代表之一，是现代制造业的基础和核心。发展以机电一体化为基础的现代制造业将对传统制造业的全面优化升级起到巨大的促进作用，同时也将对经济的发展产生巨大的支撑、拉动和提升作用。在市场经济条件下，立足技术创新和自主开发，机电一体化的发展前景必将越来越广阔。

参考文献：

[1]韩瑞宝.我国机电一体化技术的发展趋势[J].应用科学，2008,(3).

[2]孟宝金.机电一体化发展现状的分析研究[J].航海工程，2009,38(1).

[3]曲文君.机电一体化技术的发展趋势和应用研究[J].电气与自动化，2009,38(4).

[4]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2008,36(8).

[5]吕长河.论机电一体化与我国的经济发展[J].产业经济，2008，(12).

机电一体化发展篇6

【关键词】机电一体化；内容；发展；应用

机电一体化已成为具有自身体系飞速发展的新型学科，随着相关技术的不断发展，内容也不断更新。其基本特征是从系统的观点出发，综合运用机械技术、电力技术、电子技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、光学技术、接口技术等群体技术，优化配置各功能单元，在保证多功能、高质量、高可靠性、低能耗上实现其特定功能和价值，使整个系统成为最优化的系统技术工程，从此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新阶段。

1 机电一体化技术的概念和内容

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是机械学Mechanics的前半部分和电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术含义是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机紧密集合并综合应用到实际中去的一门先进技术。构成机电一体化系统主要由：①结构组成、②动力组成、③运动组成、④感知组成、⑤职能组成等五大要素有机结合组成。构成机电一体化系统五大组成要素的内部及相互之间必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。机电一体化技术的内容主要有：①机械技术。②计算机与信息技术。③系统技术。④接口技术。⑤自动控制技术。⑥传感检测技术。⑦伺服传动技术。在机电一体化系统制造过程中，机械理论与工艺都借助于计算机辅助技术，人工智能与专家系统等形成新一代的机械制造技术。

2 机电一体化技术的发展趋势

2.1 机电一体化技术向着智能化发展。自动化就是设计时已按需要输入特定功能的程序，使用时只需要人们起动后就能定时或行程中自动感应信号就能自动完成整个加工或生产程序。

2.2 机电一体化技术向着智能化发展。智能化要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。

2.3 机电一体化技术向着人性化发展。机电一体化产品要有完善的功能，色彩、造型等方面与环境也要协调，让人们在使用中感到更简单、更方便、更自然、更接近人们的生活习惯。所以类产品人性化是必然发展方向。

2.4 机电一体化技术向着数字化发展。微控制器和接口技术的发展为机电产品数字化奠定了基础，如不断发展的数控机床和机器人；计算机网络的迅速崛起也为数字化设计、控制技术和制造技术铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有环保性、高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机对话界面。

2.5 机电一体化技术向着网络化发展。机电一体化产品必须朝网络化方向发展。网络技术的兴起普及和飞速发展，促使网络的各种远程控制和监视技术兴起实现。

2.6 机电一体化技术向着系统化发展。系统化的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，一般有RS232、RS485、DCS人格化。

2.7 机电一体化技术向着绿色化发展。在物质极大丰富的同时也出现乱开乱伐资源和资源浪费的现象，带来了资源减少、生态环境恶化的严重后果。

2.8 机电一体化技术向着自源化发展。自源化是指机电一体化产品自身带有能源，运动的机电一体化产品在许多场合没有电源就无法使用电能，自带动力源具有独特的优越性。

2.9 机电一体化技术向着微型化发展。微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理器和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。它们具有耗能少、体积小、运动灵活，在生物医疗、信息等方面有很大的优势。

2.10 机电一体化技术向着模块化发展。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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而具有远大前途的工作。研制有集减速单元、变频调速电机一体的动力驱动单元；有视觉、有图像处理、有识别能一体化控制单元、有测距功能的机电一体控制单元等。

3 机电一体化技术的实际应用

机电一体化技术应用非常广泛，手机、电脑、家用电器、数控车床、网络技术、卫星技术等无处不在，其最典型的主要有：

3.1 机电一体化技术在人们日常生活中的应用。家用电器自动控制、高智能机器人、机械手等，这些都将按人们的意愿完成人们想要做的事和人们不能到达要完成的工作。

3.2 机电一体化技术在饮料行业中的应用。机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，使整条包装生产线的生产能力自动化控制水平有很大提高，竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。

3.3 机电一体化技术在现代机械制造业中的应用。先进的机械制造业是以高新技术人才为条件，以信息技术为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进高新制造技术和先进组织管理模式的全新机械制造业，其基本特征是信息化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、环保协调化的绿色制造。

3.4 机电一体化技术在钢铁企业中的应用。① 计算机集成制造系统技术(CIMS)。钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。 ② 现场总线技术(FBT)。是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。③ 交流传动技术。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。因交流传动具有很大的优越性，电气传动技术中将以交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得到实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。④ 开放式控制系统技术。 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按统一标准设计的系统，就能实现不同厂家产品的兼容和互换，资源共享。⑤分布式控制系统技术(DCS)。分布式控制系统是采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。

机电一体化发展篇7

关键词 机电技术；机电一体化；现状；发展

中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0039-02

1 机电一体化概述

1.1 机电一体化的定义

所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。

1.2 机电一体化的关键技术

机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。

1.2.1 信息处理技术

所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。

1.2.2 精密机械技术

精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。

1.2.3 自动控制技术

自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。

1.2.4 检测与传感器技术

检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。

1.2.5 伺服驱动技术

伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。

1.2.6 系统总体技术

系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。

2 机电一体化的发展现状

2.1 国外机电一体化的发展现状

2.1.1 绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品

在工业比较发达的国家，机电一体化产品遍及绝大多数的制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。

在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率为1nm（0.000001mm）的数控系统和机床已有产品。

在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的70%左右，与工业机器人相关的专利则有90%以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。 美国、德国分别居二、三位。

2.1.2 机电一体化开始逐步向集成化的方向发展

CIMS，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业各部门之间的界限，实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下，当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。

2.1.3 激光技术在机电一体化中的应用

激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。

2.1.4 微细加工技术发展迅速

当前微机电技术及其产业的高速发展，将带动微细加工技术的兴起。

2.2 国内机电一体化的发展现状

2.2.1 数控技术方面

我国对数控技术的研究起始于1985年，经过这些年的发展，我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。

2.2.2 工业机器人方面

我国对工业机器人的研究开始于1986年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作业施工的多种工业机器人。

2.2.3 计算机集成制造系统方面

经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中，已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家CIMS技术实验室、工程研究中心以及相关的CIMS培训中心。

3 机电一体化的未来发展

3.1 智能化

智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟，所以，一些智能化的机电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。

3.2 微型化

当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于1cm3，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。

3.3 模块化

从各方面来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就可以可利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生产效率。

3.4 网络化

计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现出来。

3.5 绿色化

根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势，其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的危害最小，而获得的资源利用率却最高。

4 结论

机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。

参考文献

[l]钱忠梅.机电一体化技术的发展现状研究[J]行业前沿，2010(5).

机电一体化发展篇8

论文摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景，综述国内外机电一体化技术的现状，分析机电一体化技术的发展趋势。

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。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、微电子技术及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和放大的体系。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，还被赋予许多新的功能，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。也就是说，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机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）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到了积极的作用。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。（2）20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。（3）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、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

3机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

3．1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。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、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，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，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。3．2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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、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等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。

3．3网络化

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的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)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(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人们呆在家里就可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。

3．4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1cm3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、信息等方面具有无可比拟的优势。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。

3．5环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。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，具有远大的发展前景。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。

3．6系统化

未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，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；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多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和产物。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，机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

参考文献

机电一体化发展篇9

【关键字】机电一体化；现状；发展趋势

前言

机电一体化不能单纯的理解为机械技术与计算机技术的简单相加，机电一体化区与机械电气化是从本质上不一样的，机械电气化只是将电气的观念引入了机械领域，并没有给传统的机械领域带来根本性的改变，而机电一体化在将计算机技术引入机械领域后赋予了传统机械许多新的功能，给传统机械带来了新的发展，在未来机与电的结合将会有更加广阔的发展舞台。

1、机电一体化发展现状

“机电一体化”一词最早起源于日本，并且第一届机电一体化的国际性学术会议于上世纪90年代末在日本召开，从此以后各国政府开始注重机电一体化技术的发展和产品的开发。就目前形势来看，日本和美国无论是在机电一体化的技术发展还是相关产品的开发方面都发展迅速，目前的研究方向主要集中在智能传感器、人工智能工业机器人、柔性制造系统、微细加工技术、光电一体化技术等，在这些领域都有大量的资源投入。

我国的机电一体化起步相对较晚，要晚于日、美等国，为了弥补这一方面的差距，我国加大了机电一体化技术的研究投入，国务院也为此给予了足够的重视，还专门成立了机电一体化研究小组。许多大专院校为适应时展的需要，都开设了机电一体化专业来满足社会发展对机电一体化专业学生的需求，由此也可反映出机电一体化将是未来的一个重要发展方向；许多研究机构和大中型企业也对我国的机电一体化发展做出了巨大的贡献，经过不懈的努力在相关的方面取得了丰硕的成果。

机电一体化普遍应用于机械制造业的各个领域，在我国，国产数控机床的自主生产能力已经有了重大突破，已具有年产数控系统3000套以上的能力；在精度方面，我国已经可以生产出精工精度性当高的数控加工机床。并在工业机器人的软件设计和编程等关键领域取得了技术上的巨大进步，如今，完全国产的工业机器人在行业占有率中超过三成。计算机集成制造方面的技术和理论经过多年的发展在我国已经有了长足的发展，并且在多地建立了CIMS单元技术实验室，计算机集成制造技术在各个领域的应用正在开展，并得到了极大的重视和投入。另外，我国的机电一体化技术在光电一体化技术和微细加工技术方面也取得了骄人的成绩。

2、机电一体化技术的发展趋势

机电一体化作为未来机械工程领域的发展方向，必然要适应未来社会的发展方向，未来的社会将会向环保、智能、轻型、网络等方向发展，所以机电一体化技术不可避免的将会向着这些方向发展。

2.1绿色化

工业革命以后，机械领域的技术革新给人们带来了巨大的方便，对人们的生活、工作产生的深远的影响，但是，在给人们带来方便的同时，也带来了严重的环境污染和资源的浪费。于是，人们对环保型的设计、制造有着很高的呼声，符合绿色化的产品应当在适用时对环境的污染降到最低、对资源的利用提到最高，同时在报废后还能都回收利用。机电一体化的绿色产品要充分考虑到环保的特性，在设计之初就要将环保理念考虑进去，使设计的产品在使用过程中能够做到对资源的最大利用和对环境的最小危害。

2.2智能化

进入21世纪人工智能领域有了较大的发展，智能化在机电一体化技术也取得了实际应用，并且形成了机电一体化发展的一个重要分支，区别于传统机床的数控机床就是人工智能在机电一体化领域应用的一个显著例子。

机电一体化的人工智能是在人工智能、计算机科学、心理学、运筹学等学科基础上发展起来的一种新的思想，可以模拟人的思维，对机械制造过程中遇到的问题，能够具有一定的判断能力和自我监控、维护能力，从而能够更好的控制机械系统。

2.3网络化

计算机技术普及后最主要的特征就是网络化的普及，网络技术的普及无形之中改变了人们的生活，给人们的生活带来了巨大的变革，同样也给机电一体化技术带来了前所未有的发展机会。

如今网络已经走进千家万户，给人们的生活带来了许多方便，正在改变着人们的生活，基于网络的远程控制技术和监控技术在日常生活中随处可见，例如可以实现远程控制的无线传输设备就是一个杰出的例子。可以预想，在未来的家庭生活中，机电一体化的网络化产品将会走进大众生活，最新的研究成果可以实现将家里常用电器连接成一个网络，利用一台计算机（甚至是一部手机）作为控制中心，构成一个完整的家庭控制系统，然后可以远程控制家里的一切电气设备，从而使寻常百姓真正体验到科技发展带来的实惠。

2.4微型化

微机电系统（MEMS）是机电一体化科技含量极高的一个重要分支，泛指几何尺寸不超过1cm3的产品。机电一体化的微型化不仅仅是尺寸的缩小，同时会在结构设计、加工方法等方面带来前所未有的发展前景。微机电一体化具有体积小、动作灵活等优势，因此在许多对结构尺寸有特殊要求的行业有着广泛的应用，例如医学、航空、军事等领域都有着广泛的应用。

总结

21世纪以来，机电一体化发展已成为机械领域发展的方向，促进了机械领域的各方面发展，为传统的机械行业带来了新的发展空间。在科学技术的各个分支高度发展以后，各分支间的相互交融是必不可少的，以机械技术和微电子技术为基础的机电一体化技术的发展也是应运而生，可以相信，在相当长的一段时期内机电一体化技术将是机械领域的一个新的发展方向。

参考文献

[1]刘波.机电一体化的现状和未来发展[J].科技传播，2012.5

机电一体化发展篇10

【关键字】机电，发展历程，一体化

（一）机电一体化"的发展历程：1.数控机床的问世，写下了"机电一体化"历史的第一页；2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机； 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础；4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.

（二）机电一体化"发展趋势：

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.

2.自律分配系统化――柔性化.未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化――智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.微型机电化――微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

（一）我国“机电一体化”工作面临的形势

1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。

3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

（二） 我国“机电一体化”工作的任务。我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

我国发展“机电一体化”的对策：

（一）加强统筹安排，协调发展计划。目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车！

（二）强化行业管理，发挥“协会”作用。目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构――理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……