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机电一体化前途范文1
关键字： 机电一体化 集成电路 智能化 微型化 绿色化
一、机电一体化的形成和发展
随着第三次工业革命的发生，大规模集成电路的出现，特别是微微型计算机的发展，促进了机械技术与电子技术的相互交叉和相互渗透，并使机械技术与电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机结合起来，形成了今天的机电一体化的技术。，使机械工业的技术结构、产品机构、功能、构成及生产方式发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
从机械产品发展到机电一体化产品分为四个阶段。第一个阶段，产品纯机械结构。第二阶段，在机械产品上添加电机、开关和其他元件形成的机电产品。第三阶段，是产品集成了电子技术以致软件变的有“智能”，此外还可以与上级的控制调节系统的信息流与通信流的相集成。第四个阶段，进一步将机械、电子和软件在空间上集成而形成的机电一体化产品。机电一体化已不是机械装置和电子装置的简单组合，而是机械、电子、控制、光学、信息技术和计算机技术的有机结合。而当到了20世纪90年代后期，机电一体化的概念又发生了重大而深刻的变化，智能控制技术和网络技术与机电一体化的结合，使它们又擦出了绚烂的火花，机电一体化进入了深入发展时期。
二、机电一体化的技术及其分类
（一） 机电一体化的核心技术
机电一体化技术是多种技术的融合。其核心技术包括计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、机械制造技术、伺服传动技术五个方面。
计算机与信息处理技术他不仅仅指计算机的软件技术和硬件技术，还包括网络与通信技术、数据技术等。其中近年来蓬勃发展的现场总线技术不仅是一种技术，更重要的是一种思想。
自动控制技术是近年来最活跃的技术领域。继承典控制理论发展之后，人工智能控制的提出，这都对机电一体化技术产生了深远的影响。随着微型机的广泛应用，自动控制技术越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重要的关键技术。
传感与检测装置是系统的感受器官，它与信息系统的输入端相连并将检测到的信息送到信息处理部分。传感与检测的关键元件是传感器。传感器是将被测量变换成系统可识别的、与被测量有确定对应的关系的有用的信号的一种装置。
机械制造技术是机电一体化技术的基础。它和其他几项技术的关系，是皮毛的关系。我们再次强调这一点，是要说明机械技术是机电一体化技术中的重要作用。无论机械设计、机械制造，还是机械工艺，潜力都很大。
伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，由微型计算机通过接口与这些传动装置相连接，控制它们的运动，带动工作机械运动。伺服传动技术是直接执行操作技术，而伺服系统是实现电信号到机械动作转换装置或部件，对系统的动态性能、控制质量功能和功能具有决定性影响。
（二） 机电一体化分类
机电一体化主要分为两大分支，即生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化。
生产过程的机电一体化意味着整个工业体系的机电一体化，机械制造过程的机电一体化、冶金生产的机电一体化、化工生产的机电一体化、纺织工业的机电一体化等。生产过程的机电一体化根据生产的特点又可以划分为离散制作过程机电一体花和连续生产过程的机电一体化。前者以机械制造业为代表，后者以化工生产流程为代表。
机电产品的机电一体化是机电一体化的核心是生产过程机电一体化的物质基础，传统的机电产品加上微机控制即可以转变为新一代的产品而新的产品较之旧产品功能强、性能好、精度高、体积小、更方便可靠。
机电一体化产品根据结构和电子技术与计算机技术在系统中的作用可以分为三类：
（1）原机械产品采用电子技术和计算机控制技术从而产生性能好、功能强的机电一体化的新一代产品，如微电脑洗衣机、机器人等。
（2）用集成电路或计算机及其软件代替的原机械的部分结构，从而形成的机电一体化产品，如电子缝纫机、电子照相机，用交流或直流调速电机代替原交流电机加速箱的机械结构等。
（3）利用机电一体化原理设计的全新的机电一体化产品如传真机、复印机、录象机等。
三、机电一体化发展的方向
1. 智能化
大多数复杂的机械设备存在着大滞后和强非线性，因而难于实现自动控制。所以应该在复杂的机械需要有高度的只能水平人工只能系统以便那些必要的场合能够代替人去执行各种任务。今后的机电一体化产品智能化特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术、人工智能技术、运筹学的发展。高性能、高速的微处理器使机电一体化产品完全可以代替人类一些简单而又经常重复的动作。
2.网络化
网络技术的兴起和飞速发展使各种远程控制和监视技术带来巨大的变革，由于网络的普及，促进了基于网络的各种远程控制和监视技术的发展，而且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、广域网技术使机械制造业发生了根本性变化，利用家庭网络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使人们在家里享爱各种高技术带来的便利与快乐。
3.模块化
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的机械接口、电气接口和动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但十分有前途的事。如研制集减速、智能调速、电机与一体的动力单元，具有视觉、图象处理、识别和测距等功能的控制单元以及完成各种典型操作的机械装置。由于利益冲突，近期很难制定国内或国际上的这个方面的标准，但可以通过组建大企业来逐渐形成。
4.微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，是机电一体化的新的发展方向，其表现形式是微电子机械系统。微机电一体化产品,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品。并向微米、纳米发展。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，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，组成一种自律元件。微机电一体化的产品体积小、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越性能。
5.自带能源化
自带能源化是指机电一体化产品自身带有的能源，无需外部供电。能源一直是科学家的研究重点。太阳能电池、燃料电池和各种高性能的大容量的电池相继产生。给许多场合，无法使用电能，而对于运动的机电一体化产品，自带能源有其特有的好处和优势。
6.绿色化
工业的发达给人们带来了巨大的变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重的污染。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，资源利用率高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途，机电一体化产品绿色化主要指，使用时不污染环境。能回收在利用的产品。
总结：
机电一体化技术可以用来设计新型的机电一体化产品，改造旧的机电产品，使机电产品的面貌大大改观，达到功能增强、体积减小、重量减轻、可靠性提高、性能价格比大大改善的目的。机电一体化已从单纯研究机械技术、微电子技术、信息技术、材料技术等发展成为一门有机融合各项技术的一个整体。而融合各种技术的机电一体化技术的优势将变得越来越明显，它必将有力的促进机电产品的创新和开发，在高科技和经济发展中起到举足轻重的作用。
参考文献
1.李建勇．机电一体化技术．北京：科学出版社，
2.王中杰。智能控制综述。基础自动化
机电一体化前途范文2
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：
机电一体化前途范文3
关键词：机电一体化；应用；分析 ；
中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01
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，随着相关技术的不断发展，其内容将不断更新。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、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元，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，它使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、机电一体化技术的应用
（一）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（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） 现场总线技术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。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由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以实现，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 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。
（二）机电一体化技术在汽车行业中的应用
1、通过微机控制发电机系统：控制发电机单元的核心部位是利用微处理器设计的发动机集成大规模电路，通过各个传感器接受电压模拟信号传输至发电机单元，信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。将这些信息都作为重要基础，在控制发电机单元对燃料空气比例，点火时间，循环排气效率实施最好的计算，将最终的计算结果当做喷射阀燃料控制与点火设备的驱动信息进行输出，用来对空气与燃料质量之间的比例实施控制。当燃料与空气的比例增加时，燃料十分稀薄，点火就会非常困难，反之比例减少时，打火就会容易很多。
2、汽车雷达系统：在我们日常生活中，经常会找停车位，进行倒车，在汽车正常行驶速度下或者倒车减速时对于前后方距离的观察，检测是否有障碍物体，在有障碍物的情况下就会发出自动报警，进一步提醒司机发生交通意外，这是用到了机电一体化技术中的激光测距雷达系统，方便了我们的日常生活。
3、行车制动系统：为了使汽车在正常行驶的速度下直接降为直接停车，保证汽车行驶的安全性，在我们的汽车上基本都安装有行车制动器，在早些时候一般都是汽车后轮上装有制动器，但是随着汽车质量和行车速度的提高，仅仅靠后轮停车制动根本不能满足刹车制动的需要，这样才在前轮上也安装了行车制动器，运用了机电一体化技术，更为有效的防止了交通事故的发生。
（三）机电一体化技术在现代煤矿生产中的应用
1、机电一体化技术在采煤机械设备方面的应用：现代煤矿采煤机械设备方面，电牵引采煤机是机电一体化技术应用的典范。由于该机械设备应用了机电一体化技术，其具备了传统液压型牵引采煤机无法具备的特点和优势，例如其牵引特性极佳，采煤机在前进的同时为其提供强大的牵引力，在下滑的同时能自行发电制动，在大倾角煤层中也是应用自如。传统的液压型牵引采煤机必须配备防滑装置，而电牵引采煤机则是采用的制动器，技术在倾角高达40到50度的煤层也能应用自如。而这一切的优势，归根结底源于机电一体化技术的有效应用。
2、机电一体化技术在提升机械设备方面的应用：在现代煤矿提升机械设备方面，对机电一体化技术的应用效果最佳的就属矿井提升机，该提升机已经实现全数字化的交直流，其中内装式的提升机应用效果最佳，不仅把驱动和滚筒进行了有机整合，对机械设备的结构进行了有效的简化，还成为集计算机信息、自控、电力电子等电子信息技术为一体的煤矿提升机电设备。
二、机电一体化技术的发展趋势
（一）智能化 智能化即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。
（二）数字化 微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。
（三）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、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有前途的工作。
（四）网络化 网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。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使家用电器网络化成为可能。
（五）自源化 自源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。
（六）人性化 人性化是各类产品的必然发展方向。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，对人来说更自然，更接近生活习惯。
机电一体化前途范文4
关键词： 机电一体化； 特点； 发展趋势
中图分类号： TH-39 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）06-0113-02
一、机电一体化的基本概念
机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
二、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崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；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、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。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。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。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”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。
三、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
1．机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
2．动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
3．传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
4．信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
5．执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。执行机构是实现产品目的功能的直接执行者，其性能好坏决定着整个产品的性能，因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
四、机电一体化的发展趋势
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。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，则是完全可能而又必要的。
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、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.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、教育以及人们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。
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。
5.绿色化
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。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。
6.系统化
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。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。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，机电一体化产品的最终使用对象是人，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。另一层是模仿生物机理，研制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研制出来的。
综上所述，机电一体化技术是众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。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
参考文献：
[1] 李建勇．机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004．
机电一体化前途范文5
关键词：机电一体化；发展现状；未来趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
所谓的机电一体化技术，指的是利用电子信息技术，改善生产机械的可控性、自动化和生产效能。而且，在机电一体化的实际应用中，其表现也非常令人满意。随着我国经济规模的进一步扩大，对机电一体化的发展水平也提出了更高的要求。而作为机电一体化技术发展的后起之秀，中国在这方面的进展也表现出了一些独特的特点。
1.我国机电一体化技术的发展现状分析
1.1.发展速度很快
自从我国实施改革开放的战略国策以来，经过长期的中外技术交流，我国机电一体化技术获得了长足的进步。而且，随着我国机械技术和电子信息技术的进一步发展，机电一体化技术的前进步伐也越来越快。这主要得益于以下几个因素：首先，我国政府对机电一体化的研究非常重视。无论在研究资金还是在研究人员上，都给予了鼎力支持。特别在新的发展时期，国家对机电一体化研发的投入进一步加大，使得我国机电一体化的发展没有了后顾之忧；其次，我国经济对机电一体化技术的需求非常强烈。《资本论》中说：只有有需求，才会有供应。随着我国社会生产水平的进一步提高，机电一体化的需求市场也越来越大。在市场需求的强烈刺激下，机电一体化技术的快速发展也在情理之中；最后，国内外在机电一体化技术方面的交流也日益频繁。由于我国在机械和电子信息技术技术水平方面和发达国家存在着很大的差距，通过广泛而深入的技术交流，我国可以在吸收国外先进技术的技术上进行进一步的消化，从而促进我国机电一体化技术的快速发展。
1.2.整体技术水平仍然不高
虽然我国机电一体化技术的发展速度非常快，但由于发展起点比较低，发展时间也不长，使得我国机电一体化技术整体水平仍然不高。特别在电子信息技术的发展水平上，与国外先进技术相比差距多达二三十年。由于电子信息技术是机电一体化技术的核心，一旦这方面存在落后，就会在很大程度上降低机电一体化的整体发展水平。而且，机电一体化发展中还存在发展不平衡的情况。例如，在尖端信息技术方面，尤其在集成电路和超高集成电路方面，整体发展水平并不落后，有些还走在了世界前列。但是，在机械技术和控制技术方面，发展步伐就慢得多了。特别在机械技术的发展上，甚至落后于韩国等中等发达国家。总而言之，我国机电一体化技术整体技术水平仍然不高，还需要科研部门继续努力。
2.我国机电一体化技术的未来发展趋势探讨
2.1.模块化发展
所谓模块化，指的是在机电产品生产过程中，将复杂的零部件简单化，尽量减少零部件的数量，并尽可能地统一规格，从而提高机电一体化技术的发展水平以及机电产品的生产效率。在传统技术状态下，由于机电一体化产品的零部件比较多，规格在比较复杂，不仅使得机电产品的运行效率不够高，也在很大程度上影响了生产效率。为了进一步提高机电技术的整合水平，业界提出了机电一体化技术模块化的发展思路。在西方发展国家，机电一体化模块化技术已经发展到了相当高的水平，并且取得了非常好的经济效益，对促进机电一体化技术发展的作用也非常明显。但是，我国模块化技术的发展还处在概念研究阶段，还没有投入到实际应用中。因此，模块化是我国机电一体化技术的未来重点发展方向之一。
2.2.智能化发展
智能是知识以及运用知识解决问题的总和，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。使机电一体化产品具有智能化，就是使机电一体化产品具有人的部分智能，即一定的分析、思考、独立判断能力。机电一体化技术的智能化发展水平，代表了一个国家机电技术整体实力。而且，机电技术的智能化所带来的好处也是显而易见的：一方面，智能化的机电产品能够在很大程度上代替认的职能，从而节约大量的人力资源。而且，智能化程度较高的机电产品还能够独立完成一些比较危险的生产任务，从而在最大程度上保证生产人员的安全；另一方面，智能化机电技术能够大幅度地提高生产效率。智能化机电技术的中央处理系统能够自主地处理生产任务，能够组织生产流水线，还能够处理一些生产故障。这种智能化的机电一体化技术能够很容易实现高速自主生产，其生产效率是传统生产方式的数倍甚至数十倍。虽然我国在机电一体化智能技术方面的研究取得了不小的进步，且逐渐开始了实际应用。但是，这种机电产品的整体技术水平不够高，生产成本也比较高昂。因此，在未来的一段时间内，智能化和降低应用成本，是机电一体化技术发展的重要任务。
2.3.微型化发展
随着集成电路和超高集成电路的不断发展，电子元器件的体积越来越小，质量也越来越轻，使得机电一体化技术呈现出了微型化的发展趋势。机电一体化技术的微型化有两大好处：一方面，更小的体积不仅使得机电一体化产品更加便于安装和应用，也能够在很大程度上降低生产使用成本。例如美国研发出的微型无人机，体积仅仅只有一只蜜蜂大小，但它的探测和侦查能力却非常强大，而成本仅仅几十美元，堪称微型机电技术的典范；另一方面，机电一体化技术的微型化，还有助于大幅度地降低能量消耗。传统的机电设备一般体积比较庞大，单位时间内需要消耗大量的电能或者油料，而且操作也不够灵活。而在机电技术微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且灵活性也大大增强，拓展了机电技术的应用范围。因此，机电技术微型化，是我国科研工作者的努力方向之一。
2.4.人性化发展
发展机电一体化技术，开发机电一体化产品，其最终目的是为人类服务，离开了以人为本这个原则，任何技术、产品都是没有前途的，因此，如何赋予机电一体化产品的人性显得越来越重要。这就需要，一方面，机电一体化产品将模仿生命机体实现某功能；另一方面，机电一体化产品将注重产品和人的关系，体现出人—机—环境的高度协调性。例如，在国内某大型电器生产企业，就十分看重机电一体化技术和人的有效契合。在布置生产线的过程中，无论在设备的选型上，还是在安装调试上，都以“最方便”工人操作作为主要的参考因素。特别是为了进一步实现“人机合一”，该企业还按照人因管理的理念，要求机电设备的生产厂家针对本企业公认的一些特点，进行特殊化改造，使得工人在操纵这些机电生产设备时，不仅能够很快做到得心应手，还大大节省了体力和精力。
2.5.绿色化发展
现代工业在提高人们生活水平的同时，也带来了非常严重的环境污染。随着可持续发展理念的提出，绿色发展就成了各行各业共同的目标。机电一体化技术也是一样，绿色化的发展是一条必走之路。因此，我国的科技工作者在研究机电一体化技术时，务必要本着节约能源、节约材料和少用或者不用有毒材料的原则，进行家电产品的研发与制造。特别是在生产机电产品电路板的过程中，应当尽可能地降低有毒重金属的使用量，同时尽量应用可降解的高分子合成材料，从而实现环境友好化。
3.结束语：在科研工作者的不写努力下，我国机电一体化技术在智能化、微型化和模块化等方面取得了重大进步。相信在未来的一段时间内，我国一定能够赶上国际先进水平，从而促进我国的经济发展。
参考文献：
机电一体化前途范文6
关键词：机电一体化技术；国内现状；发展方向
机电一体化技术的发展和计算机等先进技术的普及是分不开的。在某种程度上说是机械行业得以发展的福音。在机电一体化技术的运用过程中，不仅有效地提高了工作效率，同时也在节能环保方面做出了巨大的贡献，同时对于工作人员的工作量有所减少，提高了企业的综合竞争力。机电一体化是多种技术的结合，其中包括微电子、计算机一级信息等在内的综合性较强的高新技术。
1、机电一体化的内容
机电一体化，顾名思义就是机械和电子的有机结合，实现一体化。这种技术是系统工程领域的一个重要技术，具体来说，机电一体化包含的范围较广，是一个总称。其中机电一体化系统是多种要素相结合的整体，能够最大限度地满足人的基本要求。在机械系统和微电子系统相互结合的过程中产生了一种新的功能。可以实现工作人员与机械设备的有机统一。一个完整的一体化系统，必须要包括机械装置、传感器在内的五大要素，否则就是不完整且没有工作能力的机电一体化系统。机电一体化工程也被称为机械电子工程，从名称中就可以看出工程的组成部分。其中机电一体化系统和机电一体化工程是相互联系、有机统一的。是理论和实际的结合。
机电一体化工程需要有系统的思想来指导，其中系统设计原理和综合集成技巧能够体现在机电一体化思想中。而且工程设置所运用的方法论也是科学合理的，并且具有一定的广泛性，包含系统工程和控制论等信息在内，使得机电一体化工程具有较强的科学性。同时一体化的思想和技术已经在光电、机电以及人机等领域都有所应用。
2、机电一体化产品的主要优点
1）机电一体化产品在运用的过程中，具有多重功能，其中记忆性较强，可以进行有效地运算、控制工作，同时对于信息的处理也能够达到相应的标准。进而实现产品的在使用过程中的高效性和智能化。因此机电一体化的主要特征就是具有多功能特性。
2）多数的机电一体化产品都具有较为简单的结构。随着科技的不断发展和进步，产品逐步朝着更加轻、薄的方向发展。同时采用标准化的方式来设计制作。这也是新一代机电一体化产品的一大特点。
3）对于机械领域中技术的运用，多具有节能环保的特点，机电一体化产品也不例外。在具体的运用过程中，可以根据实际负荷量来进行有效地控制和调节。因此，其节能特点较为突出。
4）对于机电一体化产品来说，其主要的特点就是具有智能性，而且安全可靠。因为在产品应用的过程中，该产品可以进行自动控制，诊断功能强。
3、机电一体化产品的类别
1）典型的机电一体化产品。这类产品机与电有机地融为一体。具有较完整的结构。如数控加工中心、工业机器人、彩色复印机、自动绘图机等。这些产品属于机电一体化的高级形式。它们单靠机械或电子是无法或很难实现的，机械与电子一旦分离，整机即无法运行。
2）机械产品中的一部分控制功能和机构用电子装置代替。这类产品如打印机、机电一体化照相机、带微机控制或数字显示的各种机械设备等。
3）以微电子装置代替原设备的信息处理机构。
这类产品如指针式石英电子表、全电子式电话交换机、带微处理器的各种仪表、电机调速装置等。
4、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和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：
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，能有效地改进机电一体化系统的传感系统性能、能源（动力）系统和信息处理系统性能，光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
2）全系统化--智能化。今后的机电一体化产品特征越来越明显，智能化水平越来越高。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。这主要受益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。
3）技术产品--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、教育等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。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
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。
5）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做出不同反应。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。
6）设计产品--绿色化。工业的发展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、总结
综上所述，本文主要通过介绍机电一体化的内容、机电一体化产品的主要优点、机电一体化产品的类别以及今后机电一体化的发展趋势等方面，主要了解的我国机电一体化发展中需要完善的地方以及目前的发展所遇到的瓶颈期。只有不断提科学技术的发展水平，才能促进机电一体化的发展。■
参考文献
