论机电一体化发展趋势

论机电一体化发展趋势

步衍刚

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摘要：随着社会经济和科学技术的飞速发展，机电一体化已经成为社会和科学发展的必经之路。该技术主要是利用计算机通信网络，使机电一体化技术在时间和空间上都有所突破，是一种特别安全可靠的控制技术。机电一体化技术的不断发展为工业发展提供了重要的支撑力量。在下一步的发展过程中，随着我国科技水平的不断提高，机电一体化技术将得到进一步的发展和应用，促进劳动生产率的提高。本文主要从当前机电一体化的发展环境、过程以及机电一体化技术的现状对当今机电一体化技术的发展趋势提出了一些展望。

关键词：机电一体化，发展趋势，科学技术

前言

1980年以后，机电一体化思想的提出，吸引了大批研究人员的关注，成为研究人员的热点之一。机电一体化技术的发展越来越快，它的合理使用给机械和其他一些重要行业带来了许多变化。它在提高生产效率的同时，还有助于提高产品质量，因此还可以提高机械制造的可靠性。它还可以节约人力、物力和财力，提高社会主义市场的竞争力，它是一门跨学科领域的综合性特别强的技术，往往是机械技术与微电子技术的完美结合。目前，微电子工业和计算机的飞速发展加速了工业自动化的进程，新型机电产品可以将各个学科结合起来，提高产品的性能。

1机电一体化内容

从机电一体化的发展历史来看，我们可以将其分为三个阶段：

第一阶段： 20世纪60年代以前。人们在使用机械产品的同时，自然也会使用电子科学技术的初步成果。特别是在第二次世界大战爆发期间，第二次世界大战也促进了电子产品与机械产品的有机结合，在战争结束后，机电军事科技结合后，转为民用，因此也非常有利于战后社会经济的迅速恢复。但是，由于当时的技术还很落后，机械技术与电子技术的结合还不能得到广泛的发展，导致机械与电子的结合还不够深入。

第二阶段 20世纪70年代以后。此时，计算机科学等领域的快速发展为机电一体化技术的快速发展提供了一定的重要基础，因此在这一阶段机电一体化技术可以实现快速发展。

第三阶段： 1990年以后。该技术得到了深入的研究和发展，首先是光学技术等领域的快速发展，机电一体化技术中开始出现光学技术。其次，研究人员对机电一体化学科的整体体系进行了深入的分析和研究，使人们对机电一体化的发展趋势有了更深刻的认识。

机电一体化技术主要是指：利用机械和电子等相关技术，使机械技术和电子技术进行有机结合，进而实现系统或最优化的综合科学技术。机电一体化通常是将具有极高功能性的工业机械结构与由电子技术控制的结构相结合，使二者得到全面的结合。机电一体化的主要组成部分是机械结构及其背后的执行结构，以及电源、传感器等其他重要元件。因此，机电一体化是机械产品与电子产品的综合结合，并通过一定的特殊功能来产生整个机电一体化产品之间的系统。因此，这种思想也体现了系统设计的原则和综合集成的一些技巧。机电一体化应用的主要方法有：系统工程和控制科学以及信息科学等自然科学。这种思想也产生了高科技产品，为人类的生产和生活做出了巨大贡献。

机电一体化产品具有许多优点和丰富的功能，表现在多方面：一是安全性高。与其他技术相比，机电一体化在监测、诊断等方面有更好的表现，特别是设备在工作过程中出现断电时，能够自动开启相应的保护措施，防止设备发生安全事故，给企业和人员造成经济损失和人身伤害；二是操作使用更方便。由于相关技术的发展，设备上需要人工操作的按钮数量非常少，这就降低了人员操作设备的难度，使设备的使用更加简单；三是设备的使用会具有非常高的生产效率。机电一体化设备由于自身采用了较为先进的技术，其在性能方面的表现也得到了很大的提高，并且通过自身的系统来保证其符合规定的标准和要求来完成相关的工作，其工作的质量也能够得到保证。

我国对机电一体化技术的研究始于20世纪80年代，在研究过程中投入了大量的人力和物力。随着我国科技水平的不断发展，机电一体化技术的创新发展已成为必然趋势，20世纪90年代，机电一体化技术进入了一个新的发展阶段。其特点主要表现在以下几个方面，首先，当前先进的科学技术如光学、通信等在机电一体化技术发展中的应用，特别是微细加工技术的应用，使机电一体化的应用越来越广泛，极大地推动了微机电一体化技术的进步。其次，随着各种技术的发展和进步，机电一体化系统在设计以及集成分析等领域实现了智能化发展，并在这方面进行了自主研究。最后，当前光纤技术、人工智能技术在各个领域的应用越来越广泛，其在机电一体化中的应用为其提供了更为广阔的发展空间，这也是必然的发展趋势。

在接下来的发展过程中，机电一体化技术将朝着系统化的方向发展，其主要特点就是系统结构达到了开放式、模式化的总线结构。系统可以实现任意组合，实现多个子系统的综合有效处理。此外，在系统化发展的背景下，通信功能也得到了明显的加强。除RS232等通信方式外，还将广泛采用本地网络所需的远程、多系统通信网络。在接下来的发展过程中，如何赋予机电一体化产品人性化的情感，如何协调与人的关系成为研究的重点。

机电一体化系统的微型化离不开微机械、微电子和软件技术，这也是重要的发展方向之一。有关研究资料表明，微机电系统正在向微米甚至纳米方向发展。微机电一体化系统通过自身灵活、体积小的优势，可以实现更精细的加工，因此下一步将在生物医学、航空航天等领域得到广泛的应用。现阶段，中国已经开发出亚微米级的机械部件。

机电一体化产品的模块化开发是一项艰巨的工程，因为机电一体化产品的门类非常多，再加上生产厂家众多，要开发出标准化的机械、电气、动力和信息接口的机电一体化产品单元有很大的难度，因此需要制定一套零部件、单元和接口的标准，为研发打下良好的基础。同时，在下一步的发展中，生产企业可以充分利用标准单元实现新产品的快速开发，进一步扩大生产规模。

网络时代背景给机电一体化的发展带来了巨大的发展机遇。由于产品种类繁多，面向网络的方式也有一定的区别。在网络技术的支持下，远程控制技术和监控技术成为机电一体化技术的必备功能。

随着工业的快速发展，虽然极大地提高了社会水平，但也对我们的生态环境造成了一定的影响。随着我国绿色、节能、环保理念的提出，机电一体化技术的绿色发展已成为必然趋势。在机电一体化产品设计、生产、制造的全过程中，循环利用已成为重要的发展目标，在减少资源浪费的同时，最大限度地减少对环境的破坏。

2机电一体化的发展趋势

进入二十一世纪以后，机器智能化是机电一体化发展的一个非常重要的发展方向。由于科学的不断快速发展，机电一体化技术中对智能化的分析和深入研究已经开始得到重视，例如很多数控机床的智能化和工业机器人的智能化。因此，在科学日益进步的今天，智能化应该是机电一体化技术的主要发展趋势。

20世纪90年代，网络技术是计算机技术和其他科学的重大突破。网络技术的飞速发展，也带来了科学的飞速发展，军事、教育、网络、全球经济和制造业都可以有机地相互联系起来，在这样巨大的发展背景和良好的发展条件下，机电一体化技术当然会朝着网络化的方向进行健康、快速的发展。

二十世纪八十年代末，整个机械行业的微型化开始兴起，主要是指一些机械和机电一体化产品向微型小型机方向发展，在国外，它被称为微电子机械系统。由于微型机电一体化产品的体积更小，灵活性更强，能耗更低，同时成本也降低了，在医疗、军事、工业等许多方面都具有巨大的优势条件，因此这应该是机电一体化的发展方向之一。

近年来，机电一体化技术取得了良好的发展，在计算机技术迅速发展和普及的背景下，为机电一体化技术提供了新的发展机遇。机电一体化技术的应用为机械增添了 "灵魂"。现代机械不再是以前冷冰冰的机器，专业技术人员打开了融合之门，促进了高新技术的发展，利用物理电子原理与机械原理的有效结合，将机械设备与计算机技术相结合，在很大程度上满足了社会对于科学技术的需求，促进了社会经济的发展，最大限度的扩大了我国的经济利益。机电一体化系统的设计离不开机械设备本身的物理特性，离不开对机械构成的研究和分析，如本体、支架、框架和连接件等。这些都是机械系统的可控元件，机电一体化系统需要系统的配合，必须考虑装配结构本身，才能保证机电一体化和机械系统设备都能达到预期的效果。机电一体化系统中机械设备的主要特点： 定位精度高、响应速度快、稳定性好。机械系统部件设计要求：低摩擦、无反向间隙、高刚性、低惯性、高谐振频率、有利的阻尼比。常用的措施有：低摩擦、短传动链、最佳传动比、反向死区误差小、高刚度。

总结

总之，机电一体化的出现已经成为科技领域的又一特殊成果，其在工业领域的应用也是我国经济发展的必然要求。在社会快速发展的过程中，机电一体化技术发挥着重要的支撑作用。随着我国科技水平的不断提高，将进一步推动机电一体化技术的智能化、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化发展，在促进社会发展进步的同时，提升我国的综合国力。目前，机电一体化已经在我国工业领域普及，相信在未来一段时间内，机电一体化将成为机械工业发展的主力军。在未来的发展过程中，机电一体化将不再是单一的技术支撑，而是各种技术的结合，各种先进科学技术的融合，并将引领机电一体化的发展走向更广阔的未来。

参考文献

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