机电一体化技术发展汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇机电一体化技术发展范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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随着工业技术在我国各个领域的快速发展，煤矿机电一体化技术发展越来越迅速。煤矿工作的危险系数相对较高，因此对机电设备的安全性能有着不一样的要求，切也需要进一步提高和改善机电设备的安全性，保证煤矿企业安全生产。这就需要各个煤矿企业加强对煤矿机电一体化技术发展的深入探究。

一、简述煤矿机电一体化技术的内容

综合各种因素来说，机电一体化技术是一种复杂的综合技术，其中包括机械技术、光学技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、软件编程技术、接口技术以及信息技术。由于技术的综合性，技术的发展不仅依赖于其他技术的进步，同时对其他技术的发展也起到了关键作用。

20世纪80年代，我国成立机电一体化领导小组，并将该技术列入“863”计划中。现在来看，我国机电一体化技术正朝着智能化、柔软化、网络化、微型化、系统化的方向发展，随着机电一体化技术的发展，煤矿生产劳动技术也得到了不小的改善，大大提高煤矿工作人员的工作安全系数，改善了煤矿生产的劳动强度，降低能耗、保证安全。现如今机电一体化技术已经成为我国煤矿工业的必备技术，但仍需进一步完善。对煤矿机电一体化技术化的改革、调整同样十分重要。

二、我国煤矿机电一体化的具体情况及问题

1. 新型电牵引采煤机的应用。

最近几年，我国电牵引采煤机的研究及发展有着明显的进步，第二次进行开发后，我国逐渐拥有了许多具有国外引进采煤机技术的基础上自主支持产权的换代产品。目前，国产采煤机已经逐渐占据主导地位，完全采用我国国产装备的高效工作不断提升，为我国的煤矿综合机械化采煤工作奠定了新的基础。

2. 带式输送机的使用。

目前，我国应经自行生产了多种类型及功能的输送机，其中在我国“八五”计划期间，通过国家“一条龙日产万吨综采设备”项目的实施，对我国带式输送机的实力提升有着很大的促进作用，一些新型的，具有大功率、长距离的输送机研发正在不断改进中。

3. 矿井提升机

目前看来，我国的矿井提升是一种实现机电一体化的矿山大型设备，全数字化交、直流提升机。其中内装式提升机最为突出，在结构上看，内装式提升机将滚筒和驱动合为一个整体，最大限度的简化了机械结构，是典型的急死俺一体化设备，同时也充分体现出机械-电力-电子设备-计算机自动控制的综合系统全数字提升机高度。具有可重复性故障寻址完整的诊断设施以及简单的快速通讯功能和自诊断功能，其采用的总线方式能够大大简化电器安装，其硬件配置相对简单，兼容性强，零备件少，可以方便地实现启动软件控制加速度。

三、对我国煤矿机电一体化的加强管理

1. 采用科学的管理策略以及创设。

为了我国能更好地解决机电一体化技术在实际应用过程中出现的种种问题，对其进行科学合理的管理是十分重要的。关于煤矿企业的机电设备管理以及生产开采作业等相关问题的处理必须采取全责明确的管理体系，对企业各项工作实施有序、统一的管理。此外，对机电一体化技术的管理需要管理人员合理制定作业方案、建立健全的机电管理机构、推行合理的科学管理化制度、明确相关人员的工作职责、建立健全的煤矿机电一体化监管机制，完善工作环境，对机电骨干工作人员进行合理安排和优化调整工作。同时需要加强对各级工作人员的综合培训提高员工综合素质，进而保证煤矿企业的工作能够正常、有序、高效的运行。

2. 引入先进的科学技术和优良设备。

在机电一体化技术中，计算机技术作为其中最为核心的科技掌握着已计划技术的发展方向和工作命脉。因此对作业现场的总线任务应加大发展力度，对中央控制系统的存储能力以及运算能力需要不断提高。相关工作人员应根据不同产地环境的需求，进一步加大加强对机电一体化技术的软件硬件系统的进一步研发使用，促进其性能不断提高，形成体积小、功能全、精度高的新型优化技术。除此之外，还应对其通信模块进行研究，尝试其同以太网进一步结合，保证其通信功能的安全可靠性，最终实心机电一体化的通信控制。

随着科技地进步，我国目前机电一体化还可以采用功能强大的PLC作为机电一体化的核心装置。其能够在运算存储功能越来越强大，体积和功耗逐渐缩小，更加设和与工作空间狭小的煤矿机电一体化产品。此外，智能化水平的提高对煤矿机电一体化的影响也是十分重要的。智能化已经逐渐成为当代科技发展的新潮流，设备在智能化的应用中能够自动调节设备处于最优状态运行，同时对采集的数据进行系统分析，对故障问题进行预测及诊断。最后，研发还应重视传感器的应用。传感器配合数字化、集成化、智能化的应用，促进传感器在较为恶劣的环境下能够正常工作，为煤矿探测工作的开展提供方便。

煤矿机电一体化的技术应用是一个综合化、全面化的运用过程，在整体掌握煤矿机电运用的过程中，能突出机电一体化在装备、采集方面的推广和应用，进一步全面提高煤矿开采的综合能力，为煤矿提供安全有效地管理。

参考文献：

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随着日新月异的技术更新，机电一体化发展对不同学科交叉渗透也有着推动。机械工程当中的微电子技术以及计算机技术发展，为机电一体化发展目标实现奠定了基础，能够实现技术结构的优化目标，在机电一体化的技术应用下，就能提高生产力水平。从理论上对机电一体化技术发展研究分析，就能从理论层面提供支持依据。

一、机电一体化技术发展历程和主要的内容分析

1.机电一体化技术发展历程分析

机电一体化主要是电子技术和机械设备的有机结合，从而将机械设备的动力以及电子技术的信息处理功能充分发挥，实现自动化的工作目标。机电一体化是建立在综合应用技术基础上发展的，在当前已经成为独立的学科，从技术层面来说，主要体现在对机电一体化的产品有效实现和使用发展。而从产品的基础层面来说，就是机械系统和微电子系统结合构成的新系统，这就成为了有着新功能的产品。机电一体化的进一步发展过程中，在功能系统的作用发挥上比较突出。机电一体化实际是综合技术的融合，并非是简单化的拼凑，而是将各个领域的优势相结合，实现概念上以及技术上的融合。我国的机电一体化发展经历了几个重要阶段。上世纪80年代，学术界对机电一体化进行了研究，经过了几十年的努力，在理论上以及技术层面上都实现了长足发展，在数控技术方面的市场占有率也逐年提高，机械生产能力也有了大幅度提高。工业机器人的实际生产应用，对控制系统以及软件编程技术的应用等，都从很大程度上促进了生产效率的提高。在计算机集成制造系统的优化发展上也取得了瞩目成绩，已经在多个制造生产领域的发展中得到了广泛应用，发挥着重要作用。

2.国外机电一体化技术发展现状

国外的机电一体化技术发展可以分为三个阶段：第一阶段又称之为初级阶段，出现在20世纪60年代以前，这一时期是机电一体化技术的雏形，是人们不自觉地利用电子技术并且传承下来；第二阶段称之为发展阶段，出现在20世纪80年代末期，机电一体化技术的各项产品都有着很大的发展；第三阶段是深入发展阶段，出现在20世纪90年代后期，世界各国都开始研发和关注机电一体化的技术和新产品。日本东京在1989年召开的第一届国际先进机电一体化学术会议，可以称为机电一体化技术发展阶段的标志，世界各国也从此大力推动和发展机电一体化的技术和产品的研发。在深入发展时期，机电一体化技术进入了向智能化方向的新阶段，一方面出现了光学、通信技术、微细加工技术等新的机电一体化技术和产品，另一方面对机电一体化技术的学科体系和研究方法也进行了深入的探讨。在目前，机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位是日本和美国。

3.国内机电一体化技术发展现状

我国的机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，如当前国内外在开发煤矿机电大功率厚煤层电牵引采煤机的机电一体化新技术方面。主要表现在以下几个方面：一是总体技术上，国外Eickhoff公司开发的SL500系列采煤机，截高范围2.0m～6.0m，可达截割功率2×825kW，而国内引进6LS3，6LS5和7LS5型6台，SL500型3台，EL3000型1台，最大装机总功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用寿命方面；二是工况检测、故障诊断技术上，目前国外使用微机控制、传感器多、信息量大、显示屏大、显示点多等特点，而国内却达不到这一水平；三是自动调高技术上，基于位置传感器和计算机的记忆截割技术在国外比较容易实现，而国内在研采煤机仍未实现记忆截割。

4.机电一体化技术主要内容分析

机电一体化技术涉及的内容比较丰富。机电一体化技术方面主要从系统工程角度分析。在对电子以及机械技术的应用下，能将两者得以有机结合，就能充分发挥综合技术的应用优势。因此，机电一体化技术涵盖技术以及产品两个层面的内容。机电一体化系统，也就是产品方面，是通过多个特定功能机械以及电子技术要素构成的整体，使人们的实际生产制造的需求得到满足。机电一体化系统所涵盖的装置要素比较多，其中的执行装置以及传感器等都是比较重要的装置要素。除此之外，机电一体化内容中的系统设计思想也比较重要。这就涵盖了控制论以及系统工程方法论等内容。机电一体化的思想也简称为一体化思想。这一思想的应用对人机一体化以及机电液一体化等发展目标都能有效实现。机电一体化工程作为电子和机械工程集合，通过机电一体化技术设计制造体系应用，在实际应用中的作用发挥也比较显著。

二、机电一体化产品特征类别和核心技术分析

1.机电一体化产品特征类别分析

机电一体化的产品特征也比较鲜明。机电一体化产品的结构比较简单，产品的轻细巧等特征比较突出，并且比较容易实现标准化、模块化的设计制造。机电一体化的产品记忆以及信息处理功能比较突出，能够将产品的高效性以及智能化的优势充分发挥，并能起到自动监视的功能和诊断功能等，在产品的安全可靠性上也能有效提高，可通过负荷以及运行情况加以有效调整控制。另外，机电一体化的产品类型也比较多。机械产品当中一部分控制功能及机构用电子装置替代，其中比较常见的有机电一体化照相机以及打印机等产品。此外，比较典型性的产品有着较为完整性的结构，其中比较常见的就是工业机器人以及自动绘图机等。简单地依靠机械以及电子无法制造这些产品，两者结合，就能够大大提高可运行效率。还是一种类型是通过微电子装置替代原设备的信息处理机构，比较常见的产品有全电子式电话交换机以及电机调速装置等内容。

2.机电一体化核心技术分析

机电一体化的核心技术比较多。计算机和信息技术是比较重要的应用技术，能够发挥信息交换以及存取和运算等作用。计算机以及信息技术当中的专家系统技术以及人工智能技术也是比较常用的。机电一体化核心技术中的系统技术，是通过整体概念对多种相关技术进行组织应用的，其中接口技术就是比较常用的。为保障计算机的通信，要对数据传递格式进行规格化以及标准化呈现。目前这一应用技术中的开发成本比较低，在高速串行接口的应用方面比较突出。机电一体化核心技术当中的机械本体技术是比较重要的应用技术。这一技术主要应用于对性能的改善以及质量的减轻等层面。当前的机械产品通常是将钢材作为主要材料。为减轻产品质量，要在结构上加以优化，并加强非金属材料的应用。这一技术的应用响应速率得到了很大提高，在整体的效率上也得到了有效提高。机电一体化核心技术当中的信息处理技术以及传感技术也是比较常见的应用技术。信息处理技术的应用中，将微型计算机在实际工作中加以科学应用，就能从整体上提高信息处理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干扰能力。而传感核心技术的应用有着高灵敏度以及抗干扰能力，在当前的技术进一步升级下，对光纤电缆传感器的应用比较重要。另外，机电一体化核心技术当中的软件技术以及驱动技术也是较为常用的技术。软件技术应用是和硬件协调应用的。在软件研制成本降低的前提下提高生产维修效率，以及软件的标准化应用是发展的重要课题。在驱动技术的应用下，在响应速度上也能有效提高，对控制专用组件以及传感器和电机三位一体的作用发挥也比较重视。

三、机电一体化技术应用领域和发展趋势探究

1.机电一体化技术应用领域分析

机电一体化技术的广泛应用对我国的经济水平提高起到了积极促进作用。机电一体化技术的应用在当前社会发展中的作用也愈来愈突出。通过多年的发展以及技术优化，机电一体化技术在数控机床的应用使之结构、功能和控制精度等都得到了有效提高，在总线式以及紧凑型的结构应用下，使得数控机床的结构得到了优化。应用CPU以及多主总线体系结构，进行开放性设计等，能提高接口的标准化，实现使用效益最大化呈现。通过智能化以及WOP的实现，机电一体化数控机床系统就能实现二维以及三维的动态加工仿真。信息存储大容量的模块化设计使得控制功能也得到了有效提高，可有效实现多过程以及多通道控制。例如：当前市场上的CK0632数控机床就是采用机电一体化设计的数控机床，外型大气美观，用途广泛，操作方便。机床主轴采用高度精密滚动轴承之承，回转精度高。机订导轨采用耐磨铸铁，经过超音频淬火能够长期稳定地保证机床加工精度。CK0632数控机床机床也可实现自动控制，完成车削多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面、及各种公英制圆、圆锥螺纹等工序。此外，CK0632数控机床还有配有完备的S.T.M.功能，可以发出和接收多种信号控制自如的加工过程。目前，CK0632数控机床广泛应用于电器、仪表仪器工业、汽车、摩托车配件、轴承照相器材、电影机械、五金工具及其他高精度复杂零件的加工制造。机电一体化在工业机器人领域当中的应用也比较突出，第二代机器人的设计中，对各种传感元件进行了科学应用，这样在作业的信息获得以及操作对象的信息获得都比较方便。计算机技术的应用能准确判断分析对操作信息的处理，并进行反馈控制。在第三代的机器人设计中，就通过多感知功能的应用，有效实现复杂化的逻辑思维以及判断和决策等，在作业的独立性层面有着充分体现。

2.机电一体化技术发展趋势

随着时展以及技术进步，机电一体化技术也会向着智能化方向迈进。这也是当前的机电一体化和传统机械自动化的重要不同。近些年，我国在处理器技术上的进步以及传感器系统的集成化目标实现，对机电一体化的智能化发展目标实现提供了有力支持。智能化机电一体化目标实现和实际的应用，对人的操作和工作量的减少能发挥积极作用，可有效减少人的脑力劳动。机电一体化技术的网络化发展将实现。网络技术在当前的发展比较迅速。进入新的时代，在网络技术的支持下，机电一体化的网络化目标将得到实现，在远程控制技术的应用作用上将更加突出，同时会提高机电一体化的功能性以及安全性。机电一体化技术的系统化趋势比较突出，也就是在系统结构上的模式化以及开放式的总线结构应用，对系统的灵活性组态就有着鲜明呈现。在系统化的发展中，能加强通信功能，可实现远程以及多系统的通信。不仅如此，机电一体化的发展也会向着微型化方向迈进。这主要体现在电子部件的微型化，在产品的体积层面不断缩小等。这样就会促进机电一体化的设备运行效率提高，灵活性更加突出。

四、小结

综上所述，机电一体化的发展中，技术的升级进步对机电一体化设备的优化起到了很大促进作用。我国在机电一体化的发展中有了长足进步，但是在发展中存在着诸多不足。从理论上对机电一体化的技术进行研究分析，就能为实际机电一体化发展提供理论支持，带动我国机电一体化领域的可持续发展。

参考文献：

[1]张立辉.机电一体化技术的发展历程和趋势[J].机械管理开发,2011(1)．

[2]孙玲.大数据时代的计算机信息处理技术分析[J].科技展望,2016(26)．

[3]张振华,赵灿林.浅谈机电一体化技术发展趋势[J].职业,2009(9)．

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2机电一体化未来发展方向

所谓的机电一体化，实际上是以信息技术控制机械的操作，这就要求首先必须发展信息技术，因为信息技术负责机械控制的应用，它包括负责控制方法、数据分析、运行反馈、分析决策等，如果没有先进的信息技术支持，那么机电一体化不能有效率地展开，也不能满足经济的发展与社会的需求，在信息技术发展后，机械技术要同步更新和发展，它需要能满足信息技术的要求，两者同时提高、有效整合，正是未来发展的方向。第一，机电一体化技术要向智能化方向发展。随着科技的进步，目前智能化的研究取究正在不断的发展，人们在信息技术中大量应用到数掘挖掘技术、粗糙集理论等等，这些都是信息技术智能化的基础，它们能让信息技术拥有模拟人一样的思维，同时它具有学习能力、决策能力等。这些先进的信息技术应用到机械设备当中，工作人员可以用程序的方法让机械设备按照预定的流程进行工作。原来这些工作需要耗费大量的人力资源，而现在只需要很少的人力就能完成，它能大幅度地降低人力的使用，同时，人力资源的精减也使管理得到更高的效率，达到企业结构优化、提高经济效益的目的。机械设备不仅向着智能化的方向发展，还向着机械人的方向发展。机器人的行动会更加的灵活，同时也会被赋予人类的一些简单的行为，机器人能提炼出人的思维流程，模拟人类数据分析的方法，它能使智能化向着更进一步的方向发展，比如说机器人拥有自我决策能力以及逻辑判断能力等，可以看到，未来机械设备将来逐渐摆脱人的控制而让这些智能机械人操作。第二，机电一体化技术还要兼顾环保的需求。随着经济的发展与科学的进步，人们已经意识到周围的环境正在变化，日趋减少的自然资源和正在恶化的生存环境是人们必须要去面对的问题，现在人们已经越来越意识到除了要保证科学的发展，同时也要兼顾环保的控制，因此机电一体化在设计过程中，也要注意到环保的理念，使机电一体化设备更能满足人们的需求。要求机电一体化拥有环保的性能，要求设计机电一体化设备时能对资源有效的利用，同时要尽可能做到对废旧的资源能进行再回收、再利用，要能实现使用最小的资源能得到最大的产出效果，机电一体化技术向着环保的方向发展既是企业节省成本的需要，也是社会的整体需求，机电一体化技术只有满足环保的需求才能适应未来经济发展的需求，设备才能持续性发展。第三，网络化发展是机电一体化的趋势。网络技术的发展给人们的生产、生活方式带来巨大的改变，这种改变也对机电一体化带来巨大的影响，比如在机电一体化设备的生产上，人们可以通过网络技术的数据采集与分析，了解到社会对机电一体化设备的需求，生产厂家可以针对此市场需求开发；在机电一体化工艺技术的共享上，由于网络技术能将信息迅速传播，一旦机电一体化设备出现新的工艺、新的设计构思，很快就能被相关人员了解，人们可以通过网络的方式共同探讨；在机电一体化设备的使用上，由于网络技术的迅速发展，未来远程对机电一体化设备进行操作成为可能；同时，由于网络技术与信息技术的结合，当机电一体化设备出现异常状态时，人们可以远程收到机电一体化设备运行的状态数据，对设备进行远程评估与诊断，这些方式将对机电一体化设备的发展产生极大的影响。

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关键词： 机电一体化技术；发展；应用；探究

引言

科学技术使社会的生产生活发生了日新月异的变化，机电一体化技术是现代科学技术和人类智慧的结晶，它把机械技术与现代电子技术结合在一起，它的发展和应用在提高企业产量的同时还提高了产品的技术含量，使企业更具市场竞争力，也促进了社会经济的进步。

一、机电一体化技术的概述及发展历程

机电一体化技术是一种综合技术，应用范围愈来愈广泛，它将微电子技术、控制技术、计算机技术、机械技术、光学技术相互交叉和融合，成为众多高新技术产业和装备的基础。它包括产品和技术两个方面。机电一体化技术的发展经历了三个阶段，1960年以前是初级阶段，由于电子、机械两方面的技术水平不够完善，导致机电一体化技术开发出来的产品没有广泛的应用。1970年至1980年之间属于第二阶段，机电一w化技术得到了计算机等提供的技术基础，特别是微型计算机和大规模集成电路促使其发展快速，在很多领域得到了应用。1990年以后，人工智能、光纤、神经网络等技术的发展，使机电一体化技术迈向智能化阶段，发展前景更加广阔。

二、机电一体化技术的应用机电一体化技术在各个行业得到了广泛运用：

2.1在汽车行业的应用

（1）汽车的打火系统使用机电一体化技术：原来的汽车打火系统接收到的打火指令信号较弱，使用时间一长，打火会很困难，影响汽车的启动，采用机电一体化技术通过数字模式增强打火信号，提升电路传感能力，系统自动对空气和燃料质量之间进行对比，减少它们的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，实现发动机的快速反应。

（2）汽车的雷达系统使用了机电一体化技术：它的应用不仅使人们的生活更加方便，而且减少了危险因素。生活中，汽车在倒车、行驶、停车的时候，我们虽然也会减速对周围的环境进行观察，防止发生意外，但总会有视觉死角，在这种情况下，汽车的雷达系统检测到障碍物就会自动发出警报，给驾驶员已提醒，有效的避免了事故的发生。

（3）汽车的制动系统使用了机电一体化技术：之前，汽车的制动是靠车后轮安装的制动系统来完成的，是为了及时停车，保证安全，但是，随着汽车行驶速度的提升，原来的制动作用已经难以满足现代汽车的需要，因此，运用了机电一体化技术，能够减轻汽车质量，提升车速，使得车辆在行驶状态下遇到紧急情况也能够实现快速平稳的制动，汽车的安全性更强，制动效果更好，防止了交通事故的发生。

2.2在建筑材料生产中的应用

施工建设要求的不断提升，对建筑材料的生产要求随之更高更严格，而具有高性能、高质量、低能耗、多功能特性的机电一体化技术为建筑材料生产行业提供了机遇，并在建筑材料的生产中发挥着至关重要的作用，得到了广泛的应用。对于现代建筑而言，材料的级配控制非常关键。如果级配出现误差，会使建筑的寿命缩短，造成安全隐患。因此，机电一体化技术的应用就可以利用微机控制最大限度的降低级配误差，提升建筑行业的竞争力。

2.3在煤矿企业中的应用

在煤矿企业中，机电一体化技术主要用于地下开采作业。因为作业在地面以下，对工人的人身安全造成了很大的威胁。机电一体化技术的应用，可以让井下作业实现自动化、机械化，既能提高工作效率，又能保障工人的安全，因此，井下机器人的智能化操作已成为煤矿行业的发展趋势。

三、机电一体化技术的发展趋势

3.1智能化发展趋势

机电一体化技术中智能化发展趋势越来越强烈，已将人工智能、计算机科学、生理学、心理学、模糊数学等融入吸收其中，使机电一体化系统具备了简单的思维能力，向其输入指令，能够按照指令完成特定的动作，提高机电产品的智能，增加机电产品的实用性。尽管机电一体化的产品不可能拥有和人类相同的智能，但它的高性能的微处理器可以使产品具有低级智能，为人们的生产生活提供方便。

3.2网络化发展趋势

随着科技的发展，网络技术的更新换代进一步加快，在产品的生产制造、销售等过程中更是不遗余力的开发和利用这一优势，实现远程控制，人们在家里就足不出户就能享受到机电一体化技术带来的便利。所以，机电一体化向网络化发展是必然的，是时展的要求。

3.3绿色化发展趋势

绿色环保已经成为当今社会的主题，也是各行各业发展的必然趋势。因为，工业科技的发展让人们享受美好生活的同时也带来了很多问题：环境污染、资源减少等等，所以机电一体化也必须实现绿色化发展，才能跟上时代的脚步。通过提升机电一体化技术，实现绿色化、环保化发展，不仅拓宽了机电一体化技术的运用范围，还能够减少环境污染和能源消耗。

3.4光机电一体化发展趋势

在未来的机电一体化技术中充分发挥光学技术的优势，增加传感系统的性能，不仅减少能源的浪费，而且利于机械系统快捷、精准的运作，提升机电一体化系统的信息传导和交流能力，实现系统内部的信息交换与联动。

3.5人性化发展趋势

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现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了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“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：

（一）机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

（二）传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

（三）信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

（四）驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

（五）接口技术

为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

（六）软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：

1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现

二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二）计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

（三）柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

（四）工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

（一）智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

（二）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，进行任意的剪裁和组合，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大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

（三）微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。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。

（四）模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

（五）网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。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。

（六

）绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。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，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

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、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

篇（6）

    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.生物一软件化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于静态时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便死亡,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。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。

    5.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。

    三、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、cad/cam系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

    四、北京发展机电一体化而临的形势和任务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。

    前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。

    (一)北京机电一体化工作面临的形势1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度(1)在700余家北京市属工业系统的企业中,有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。

    (2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造;在已改造的近6500台机床设备中,大约有15%需进一步改造。

    (3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造;且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。

    (4)北京工业系统cad应用还有较大差距。目前,北京工业品设计,cad应用率仅17%(而美、日等国已超过85%;国内先进地区也超过了30%);cad的覆盖率才达到11%(而全国cad应用工程领导小组指出,八五期间大中型企业要达到35%,中小型骨干企业要达到15%—20%;到九五时,按国务委员宋健的要求,基本上要甩掉绘图板)。

    (5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦,尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务,占总任务量的99.5%左右。

    (6)工业是全市能源消耗大户。1992年,北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市,1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨,比上海的1.57吨高57%,比天津的2.15吨高14%,比先进的工业化国家高近9倍。因此,北京工业系统节能降耗的任务非常重,而电力电子技术是节能降耗的王牌。

    2.北京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。北京市的工业产品大约有3万种,每年约开发试制新产品3000种,更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要,影响了北京工业产品的竞争能力。

    1993年,北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种,在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中:机械局系统主要产品约1200种,机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强;仪器仪表总公司系统主要产品350种,机电一体化产品210种,机电一体化产品所占比例为60%;轻工系统主要产品总数为649种,机电一体化、智能化产品15种,机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元,每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元,不是总成本的1%;与国外约28%的先进水平相差甚远;与国内先进水平相差一半左右。

    3.北京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。在北京工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重,且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、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)北京机电一体化工作的任务北京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、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。

    1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点(1)大力采用模糊技术,工业炉窑改造应上新台阶国内外成功的范例表明,应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和pid技术好的多。因此,我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕,其中采用模糊技术改造要在80%。

    (2)积极采用数控技术,机床高备改造要达新水平对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能,到1995年,北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上,到本世纪末要改造完毕。

    (3)努力推广变频调速技术,风机电泵改造要攀新高度风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上,效果十分显着。因此,在今后几乎,北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年,应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末,北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍;采用先进的变频调速技术。

    (4)优先应用cad/cam技术,工业设计水平提高要有新目标北京工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前,北京工业系统cad的应用率为17%,cad的覆盖率为11%,到1995年应分别达到20%和15%,本世纪末,要力争分别达到55%和45%。

    2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标(1)总体目标:到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种,2000年,应不少于2000种,机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。

    (2)单项目标:

    ?机床数控化率:1995年,产量数控化率达5%,产值数控化率达16%;2000年,分别达12%和40%。

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中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0090-01

1 机电一体化的概念

机电一体化技术是机械技术、电子技术和信息技术共同组成后形成的技术门类。机电一体化技术有其产生、完善、发展的过程。科学技术的快速进步促进了机电一体化技术的发展和变化。早期的机电一体化技术是把电子技术融入到机械技术后形成的新技术产品。随着科学技术和机电一体化技术的进步和发展,计算机、通信和控制技术逐渐与机械技术、电子技术为代表的机电一体化技术结合,丰富、拓展了机电一体化技术的领域和适用范围。随着科学技术的进一步发展,机电一体化技术在机械技术、电子技术与信息技术结合计算机、通信和控制技术的基础上,又出现了光学一体化、机电气一体化、机电液一体化、机电仪一体化等先进的机电一体化技术。由于机电一体化技术涉及的学科和技术众多,但是,并不是各种技术的简单累加,而是多学科、多领域、多种技术有机的结合、协同进行工作的产物。这是符合21世纪科学技术发展思路和发展方向的,强调多学科、多领域的合作,形成相互交叉的高科技产品和技术。

机电一体化技术涉及到技术原理研究和机电一体化产品研发等方面,以获得、使用和发展机电一体化技术和产品。机电一体化技术主要包括机械技术、信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服驱动技术及系统总体技术等技术环节。机电一体化产品不同于机械产品与电子产品,是在二者的基础之上使其有机的结合并借鉴光学、机电气、机电仪、机电液等技术形成的交叉技术,机电一体化技术及其产品具有机械产品与电子产品所不具备的新功能和新性能。机电一体化技术和产品由于不同学科技术的融入,其产品的性能得到了极大的提升,人们使用更加的便利,适用范围也在进一步的扩大。机电一体化技术和产品在我们日常生活中随处都可以看到,空调、洗衣机和照相机都是典型的机电一体化产品。在机械制造领域和农业工程领域,机电一体化技术也有一定程度的应用。

2 我国机电一体化技术应用现状

近些年,随着我国自主研发能力和科技攻关能力的增强,在机电一体化技术研发和创新方面已经取得了一定的研究成果,像数控技术和产品、机器人、集成制造技术和产品等技术方面比较突出。在数控技术及产品上,20世纪80年代我国开始研究数控技术及其相关产品。在借鉴日本和欧美国家相关数控技术和研究成果的基础上,依靠自己的研发能力逐步建立起我国数控技术研发系统和数控产品生产基地基本上能够满足我国数控产品的需要,数控核心技术基本掌握,数控产业基本能够自主研究、开发和生产。数控技术和产品等相关产业发展到现在,我国数控技术行业的生产数控数量、数控产品的类型都具备一定的竞争力和创造力,在一定程度上促进了我国工业、农业的发展,对于日用品产业和国防产业提供了强大的技术和产品支持。在集成制造技术和产品方面,近些年,随着我国科学技术水平的不断提高,我国的集成制造技术和产品研发方面取得了巨大的进展,掌握了一些核心技术和产品制造的相关方法。我国已经依托清华大学的相关研究的基础上建立了集成制造工程研究中心,在其他具有相关研究能力和条件的高校和科研单位建立了集成制造单元技术实验室和集成制造产业培训中心。在集成制造技术和产品应用方面也获得巨大的发展在技术得到了广泛应用,产品具有很大的使用价值。

3 我国机电一体化的发展对策

我国的机电一体化技术和产品在国家的高度重视和大力支持下,获得巨大的进步和发展,技术和产品的影响力和知名度大大提高。但是,我们也应该看到我国的机电一体化技术和产品与日本和一些欧美国家相比,在一些领域还存在着一定的差距和不足,一些技术和产品的核心部分还没有完全掌握,部分产品和技术主要依靠国外的支持产品才能得以研发和生产。因此,为了继续提高我国机电一体化技术和产品的竞争力和核心技术的占有率,我国还应该继续的鼓励和支持机电一体化技术和产品的研发,加大力度,采用更加有效的方法和手段来促进我国机电一体化产业的发展,提高机电一体化系统的研发能力。

3.1 加强合作、共同发展

机电一体化技术本身就涉及许多的技术和领域,因此,在研发过程中,必须要有多部门、多技术、多领域共同来完成,加强相关产业的合作和互助,整合各个相关产业的力量来进行机电一体化技术和产品的研发和公关,更有利于技术的创造和革新,对于机电一体化技术的快速发展和相关产业的发展都具有一定的意义,也是机电一体化技术以及机械技术、电子技术发展的有效途径。

3.2 增加资金支持、加大扶持力度

可以说,对于机电一体化技术的研发和创新,政府有更大的义务和责任。政府应该为相关研究机构提供人力、资金等方面的支持,并要促进机电一体化产业和系统的建立,加大力度宣传机电一体化技术的优点和长处,吸引更多的企业去参与机电一体化技术的开发和研制。

3.3 重视技术研发,突破核心技术

自主研发能力和核心技术永远是机电一体化技术的中心环节,具备了自主研发能力,相关的技术的革新和产品的生产就变得非常容易,突破核心技术就能够控制机电一体化技术的发展和创新。因此,提高技术研发能力,掌握核心技术是机电一体化技术在我国发展的重要途径。

4 结语

机电一体化技术及相关产品是多学科相结合进行研究的成果,是多领域技术和科学共同发展的产物。毋庸置疑,机电一体化技术促进了我国及其其他国家社会生产力的发展。在今后的发展过程中,应该根据我国的实际条件和需求方向来有针对性的进行研发,突破我国机电一体化研究的瓶颈,尽可能的掌握机电一体化更多的核心技术。通过采取有力的手段和措施提高我国机电一体化技术的研发能力和产品的应用能力,提高机电一体化技术的在我国的发展空间,促进机电一体化技术的价值。

参考文献

[1] 张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造,2005(6).

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现代科学技术的不断发展以及不同学科的深化渗透，极大的推动了工程领域的技术革命与创新。计算机技术与微电子技术的迅速发展加速了机电一体化的步伐，机械工业的生产方式、产品机构、管理体系等发生了巨大变化，工业生产进入到机械电气化向机电一体化的过度时期。

一、机电一体化技术概述

1.机电一体化渊源。机电一体化作为一门新兴的学科领域，其起步发展较晚。随着电子技术和计算机技术的快速发展，其逐渐与传统的机械技术交汇融合，形成了早期的机电一体化技术。此后，以微型计算机为代表的微电子技术和信息技术越来越多的向机械工业领域渗透，机械和电子已不再彼此分离。新形势下，机电一体化技术已经广泛应用于工业生产的各个领域。而且随着计算机技术的迅猛发展，机电一体化技术展现了蓬勃的生命力，它代表着机械工业技术革命的前沿方向。新环境下，机电一体化技术已经综合了机械技术、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，正朝着以实现高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面技术要求的最佳功能价值系统工程技术方向发展。

2.机电一体化技术现状。机电一体化技术在一定程度上代表着一个国家在高端装备制造业领域的技术水平。特别是随着机电一体化越来越成为制造产业发展的主导，其在国家经济和社会发展的基础工业中扮演着越来越重要的角色。因此，必须对其发展给予足够重视。目前，引领机电一体化技术发展前沿的主要是美日及西欧国家。日本在智能传感器、智能工业机器人及柔性制造技术方面处于领先

地位。我国作为发展中大国，与西方先进国家相比，在机电一体化技术方面存在底子薄、基础差和发展不均衡等问题。但是经过自主创新发展，目前我国在先进数控技术、工业自动化控制仪表等多个领域实现了跨越式发展，已经达到世界先进水平。

二、我国发展机电一体化的对策

1.主管部门加强统筹安排，注重行业协调发展。目前，我国进行机电一体化研究和改革的企业和单位众多，他们各自有着一套自己的改革策略。各单位立足于本单位的利益，难免只考虑局部利益，忽视了整体利益。同时，各主管部门的有关计划和规划也可能由于统筹安排不够等原因而缺乏权威性和战略意义。各主管部门应当建立信息化支持平台，充分利用现代化的计算机技术统筹机电一体化发展。运用科学技术方法，结合加强制度创新和管理创新，建立主管部门和企业单位一起参与的管理信息系统。

2.建立机电一体化行业的统管机构，强化行业管理。目前，我国机电一体化是一股热潮。我国有必要明确一个机电一体化行业的统管机构，根据经济体制改革的精神和目标，结合机电一体化行业特点，对机电一体化进行宏观上的统筹和规划。对此，加强中国机电一体化协会的建设，不断完善协会的管理职能，进一步扩大协会理事会的覆盖面，拟制“ 行业”发展计划、战略规划 ，选择发展的突破口 ，抓好重点试点工程的发标、招标工作。

3.创造机电一体化的良好环境，加大对机电一体化的支持力度。机电一体化对我国经济、社会的意义十分重大，因此，必须加强宣传力度，形成一种不仅企业内外重视，而且社会上下都关注和重视的机电一体化环境。要尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业进行一定的优惠和鼓励，制定优惠政策吸引外商企业到国内发展机电一体化产业。加大对机电一体化的支持力度表现在两个方面：一是要严格限制高耗能、高污染的传统产品的发展，逐步淘汰市场上未采用机电一体化的技术落后的产品；二是大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造。

三、发展趋势

1.关注人工智能化发展。机电一体化在新时期的主要发展方向之一就是人工智能，也即是：从力学角度出发研究思路，使机器具备人的思维能力、决策能力，实现控制目的。此项技术的最典型运用就是数控机床、机器人。当然，机电一体化的人工智能并不能达到具备完全和人一样的智能，但是，完全且有必要使超速度、高性能的微处理器具备与人相似的智能。

2.注重单元标准化生产。由于机电一体化的产品构成相对复杂，所以在生产过程中，无法对机电一体化的产品做出严格的标准化管控，尤其是对机电一体化产品所具备的标准环境接口、动力接口等，因其生产厂家的众多而难以实现标准化。但是机电一体化新产品的开发需要单元标准化生产，同时标准化生产也能形成规模生产效益。

3.加强网络家电集成系统发展。计算机网络信息技术的广泛运用可以帮助人们解决很多问题，并可以快速的传递信息。全球经济因为互联网而变得更加紧密，也形成了全球化的企业竞争。每当研发出一种机电一体化的新产品，依靠新产品的独特功能、质量保证可以在全球范围进行销售。利用互联网技术进行远程监控逐渐兴起，其中就包括了机电一体化的一个新产品，即远程监控的终端设备。依靠现场总线和局域网技术，可以形成大范围的家电网络化。各种各样的家电产品通过家庭网络，组合成一个以计算机为核心的家电集成系统，使人们感受到高科技带来的简便和乐趣。因此，网络家电集成系统无疑是机电一体化未来发展的方向之一。

4.运用超精密技术。机电一体化技术的研发出现重大突破―微电子技术的出现。研究人员首先提出了”微电子机械系统“概念，是指机电一体化产品的尺寸小于1cm，以微米、纳米为发展方向。微机电一体化产品的主要特点有：体积微小、耗能超低、灵活，在军事、医疗等方面具有极大的发展空间。但目前微型技术是阻碍微机电一体化技术发展的重要问题。在实践中，精细加工是微机电一体化技术运用的具体表现，主要包含光刻技术、蚀刻技术。

5.研发绿色机电一体化产品。当今社会，环境保护一直是主题。为了防止环境的继续恶化，人们采取了很多措施。低碳生活便是措施之一。物质生活日益丰富，为之付出的代价则是资源的逐渐减少，生态环境污染严重。如今各国都在呼吁合理开发、利用环境资源，保护环境，因此绿色产品不断进入公众视野。绿色产品在设计、生产、使用、销毁的一系列过程中，符合人类健康和环境保护的要求，对生态环境危害极小或无危害，但资源的利用率确是极高，产品还可以回收利用。研发绿色机电一体化产品，是机电一体化未来发展的方向之一。

随着计算机技术的飞速发展，机电一体化技术也得到了长足进步。在新时期新环境下，机电一体化技术创新发展表现出智能化、系统化和微型化的发展趋势。相比过去，机电一体化技术未来的发展潜力巨大。

参考文献：

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Abstract: the coal industry is the main support industry of our national economic development, is also the main production industry of energy of our country, the country has paid special attention on coal production. After decades of development, China's coal enterprises has realized mechanization in operation basically, further into the development of electronic mechanical automatic or semi-automatic, which for mining activities and matching facilities operation provides efficient and effective security. In simple terms, electromechanical integration technology of coal enterprise is used in coal mining areas, supporting facilities, transportation equipment, coal production activities related to several key links, which ensures the efficient and humanized production activities.

Keywords: coal machinery; machinery manufacturing; mechanical and electrical integration; Technology

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013)

煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品，其主要技术包括：微电子、计算机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等，这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中，开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品，并取得了巨大的成功，这让人们清楚地意识到，机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。机电一体化技术从70年代中期开始在国外机械上得到应用。80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起，推动了机械制造技术的迅速发展，特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用，极大促进了煤矿机电产品的性能，使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及，在我国也是发展的方向，已成为机械高性能的体现。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能：

一、在线监控、自动报警及故障自诊。

对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控，出现故障能动报警并准确地指出故障的部位，从而改善操作员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制，可实现多种在线监控和故障自诊，还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。

二、节能降耗，提高生产效率。

例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等，使用变频起动、PLC控制系统，节电量就为30%左右，同时生产效率也大大提高。

三、自动化或半自动化程度的提高

煤矿机械实现自动化或半自动化控制，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，并减少因操作者的经验不足，对作业精度的影响。例如，冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备，由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统，就是微电脑控制，只要在支架操作控制器上输入程序，支架使会自动连续动作，也可实现远程控制和工作面无人操作。

四、其他应用

一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器，能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比，从而改变功率，这不仅充分利用了电动机功率，大大提高了能耗经济性，而且也简化了操作，降低了劳动强度，提高了设备的安全性能，提高作业人员操作的安全性，目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制。可实现无人操作，使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业，也配备了无线遥控装置，可远程遥控也可微电脑编程控制。

五、对我国煤矿机电一体化技术的思考

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机电一体化技术为一种由多种学科交织发展所形成的产物，为一类维持社会生产力不断发展与提升的必然产物，在提高工程技术手段以及工作效率方面扮演着重要的角色。机电一体化技术通过将微电子、机械工程、信息技术等方面相互渗透于融合，促进提高了对信息的处理与控制。目前国内外机电一体化技术得到了广泛的发展，同时也在一定程度上改变了其原本的功能及生产方式，而这一改变在医疗器械方面得到了明显的体现。现我院对此展开分析，结果总结报告如下：

1机电一体化的概念

机电一体化为一个综合的概念，主要是指通过利用软件系统将电子装置与机械装置相结合，将微电子技术应用于机械各项功能中的一个系统。有研究报道指出，机电一体化技术通过将自动保护、自动诊断及自动控制等功能与机械系统相互结合起来，明显提高了信息的处理及控制能力。另外，机电一体化技术反映出了现代机电发展的最前沿最高新的技术，在现代医疗仪器使用中可发挥重要的作用。

2机电一体化在我国的发展现状

机电一体化的应用对我国发展承担着重要的意义，标志着一个国际的工业发展水平。早在20世纪80年代，我国就开始了与机电一体化技术的相关研究，并经过30多年的研发与努力，我国的机电一体化技术取得了较大的进展，明显提高了工作效率。近年来，机电一体化技术虽然已经在医疗仪器中得到了应用，但有专家指出，由于此项技术仍较为新颖，部分医疗工作人员缺乏正确认知以及相关操作方法，在使用期间导致了医疗仪器应用不当。因此，医疗工作人员需不断完善自身的知识结构，提高专业素养，掌握有关于医疗仪器的正确使用方法。例如，应用了机电一体化技术的多功能监护仪器相比于以往临床工作中使用的监护仪器，将相应的开关与案件显示到了内部菜单中，通过手动按键在菜单中选择设置的参数与功能，且通常发展为了一键多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情况。

3机电一体化在医疗仪器中的应用

3.1机电一体化技术在诊断仪器中的应用

医疗诊断仪器作为医学诊断工作中不可缺少的工具，较为常用的包括心电图仪器、核磁共振诊断仪、超声诊断仪、脑电图仪、血管造影设备仪器等。其中血管造影设备在诊断心脑血管疾病中得到了广泛的应用，通过为患者注射血管造影剂，利用计算机记录造影剂达到病灶前后的图像，在采用软件系统对两组图像的变化情况给予分析，即可得到血管的模拟分布信息，以帮助医生完成对患者病情的诊断。

3.2机电一体化技术在检验仪器中的应用

随着医疗技术的不断革新，基因与分子生物学得到了广泛的发展，为了科学地对患者进行临床检验，现医疗人员开始将信息技术、机械技术、生物技术及微电子技术等紧密地结合到一起，并相继研究出了电解质分析仪器、血细胞分析仪器、血气分析仪等。大量临床经验证实，上述较为常用的医疗机器通过帮助临床医生从血液学以及免疫学等方向对混着的疾病进行的检验与诊断，极大程度地降低了传统检验效率低、准确率较低等问题，提高了诊断的敏感性及准确性。

3.3机电一体化技术在治疗仪器中的应用

近年来，机电一体化技术在治疗仪器中也得到了准确与高效的应用，并引起了相关临床工作者的足够重视。通过采用机电一体化技术，我国相继研究出了手术机器人、伽马刀等仪器，并在微创手术中发挥了重要的作用。结合以往操作经验，我们发现这些治疗仪器可通过准确捕捉医生的操作动作，利用软件系统将指令向机械臂进行传递，以帮助完成相应的各类手术操作，获得更好的效果。另外，这些应用了机电一体化技术的仪器不仅改善了传统手术操作方法，缩短了手术时间，减少了术中出血量，还在一定程度上降低了医疗人员的压力，极大程度地提高了手术的工作效率及成功率。

3.4机电一体化技术在监护仪器中的应用

除了上述医疗仪器外，包括脑电图仪以及心电图仪器在内的监护仪器也在医疗工作中占有重要的地位，上述两类常用的仪器通过准确收集与处理与患者相关的生命体征信息，能够准确地对患者心率、血压等指标进行监测，有利于对疾病的观察。另外，随着计算机网络系统的不断发展与应用，机电一体化技术在综合监护系统中得到了广泛的应用，保证医生对患者的生命体征进行了更好的监控与分析，不仅可应用于医疗场所，同时也可在患者日常生活中得到更加广泛的应用，有利于对疾病的监护，一旦发展异常立即给予治疗。

4结语

近年来，随着科学技术的不断快速发展为机电一体化技术提供了更加可靠的技术支持，且该项技术也不断成熟，发展机电一体化技术不仅在改变人们生产方式、产业机构以及生活理念方面具有重要的意义，还可应用于医疗仪器中更好地对疾病进行诊断与治疗，并得到了广泛的应用。综上所述，将机电一体化技术应用于医疗仪器中可有效促进医疗仪器的发展，期间需根据院内实际需求并结合现有的科学技术，对机电一体化技术进行合理的应用。

参考文献

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