机电一体化的现状汇总十篇

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的现状范例，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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一、前言

随着现代科学技术的不断发展，不同学科的交叉与渗透也越来越广泛，注定了各个领域的技术革命与发展。在机械工程领域中，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等发生了翻天覆地的变化，从而将工业生产由"机械电气化"带入了"机电一体化"为特征的发展阶段。

二、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，随着科学技术的不断发展，还将会被赋予新的内容。但是它的基本特征可概括为：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、可靠性高和低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统处于最优化的系统工程技术。由此产生的功能系统，就组成为一个机电一体化系统或者说机电一体化产品。

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、微电子技术以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本质区别。机械工程技术是由纯技术发展到机械电气化，仍然属于传统机械。但是发展到机电一体化阶段后，其中的微电子装置除了可以取代一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。拥有智能化的特点是机电一体化与机械电气化在功能上的一个本质的区别。

三、机电一体化的发展过程

"机电一体化"这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时即70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将"机电一体化技术"与"机械电子学"并用，近年来"机电一体化"更流行使用。

80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。

信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了"光机电一体化"的新领域。

进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支"微机电一体化"。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入了21世纪。

四、机电一体化的发展趋势

机电一体化是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科交叉综合的一门学科，各个学科互相促进、互补不足、相互发展。专家预测，未来机电一体化技术将向以下几个方向发展：

（一）智能化方向

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的研究中得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要的应用。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，以求达到更好的控制效果。

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。这主要得益于模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）的飞速发展。

（二）光机电一体化方向

一般机电一体化系统是由传感系统、能源、（动力）系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术，利用光学技术的先天特点，就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。

（三）模块化方向

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而又非常重要的事。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，以便各个部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，短时间内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。

（四）柔性化方向

未来机电一体化产品，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"。在这系统中，各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，具有"行动"是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

（五）网络化方向

上个世纪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（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），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朝着网络化方向发展。

（六）微型化方向

微型化兴起于上世纪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。

（七）仿生物系统化方向

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。就目前情况看，机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势，但还有一段很漫长的道路要走。

（八）绿色化方向

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；而另一方面，资源减少，生态环境受到了严重污染。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。

（九）系统化方向

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，研制各种机电一体花产品。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。

五、结束语

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。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，相信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

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引言：

机电一体化技术建立在计算机网络技术以及机械技术的基础之上，利用机械设备的自动处理技术，对机械设备进行多功能整合，有效改善设备精度、提升设备性能，使其朝着智能化的方向发展。随着现代科技的进步，促使机电一体化技术不断的变化和发展，微电子技术、传感测试技术、自动控制技术等也逐步融入到机电一体化技术当中，但是机电一体化技术绝不是这些技术的简单叠加，而是将这些技术有机结合，使机电一体化技术的适用范围更加广阔，日常生活中常见的智能洗衣机、空调、照相机等都是机电一体化产品的代表。机电一体化技术的应用，在一定程度上提高了机械工程技术的效率，使机械工程的要求得以更好的满足，实现了机械产品的自动调节、控制与检测，因此，机电一体化技术的发展越来越受到人们的重视，这项技术的未来发展前景将会越来越广阔。

一、机电一体化技术的发展现状

1.机电一体化技术的发展历程

早在上世纪60年代末期，日本企业界就提出了“机电一体化技术”的概念，他们将这一技术取名为“Mechatronics”，即机械技术与电子技术融为一体。直至70年代，人们都把机电一体化看成是机械与电子技术的结合。到了20世纪80年代，信息技术开始逐步发展起来，促使微处理机的性能有所提高，为数控机床、工业机器人以及汽车电子控制系统等机电一体化产品提供了有力的技术支持，超大规模集成电路及微型计算机的出现也为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。进入20世纪90年代后，机电一体化系统中融入了通信技术，使得机械设备变得更加智能，便于操控。机电一体化机械设备的功能更加多样，性能也有了很大程度的提升，尤其是微传感器和执行器技术与半导体技术、机电一体微型化方法相结合，形成了更加精密和集成的“微机电一体化”。随着自动化技术、人工智能技术、光纤技术的不断发展和进步，机电一体化技术逐步建立起完善的科学体系。

2.我国机电一体化技术的发展历史及现状

20世纪80年代，我国开始了对机电一体化技术的研究，国务院对这项技术予以高度重视，并将其列入“863”计划的重点发展项目之一。为加快机电一体化技术的发展，我国提出了发展这项技术的具体实施策略，并成立了专门的研发小组，着重研究如何促进机电一体化技术更快的进步。随着我国经济的发展和科技水平的提高，使机械与电子技术实现了有机结合，尤其是电子计算机技术、自动化控制技术、通信技术的发展，为机电一体化技术奠定了坚实的发展基础。尤其是我国自主研发出了微型计算机以及大规模的集成电路，这为机电一体化技术的发展提供了更为充足的条件。进入20世纪90年代，我国的机电一体化技术有了更为深入的发展，各种高科技技术逐渐被应用到机电一体化技术的研究当中，使机电一体化系统更加智能化，促进了机电一体化技术的快速发展。目前，我国已建立了计算机集成系统工程研究中心，很多企业通过实施计算机集成系统应用示范工程获得了巨大的经济效益，计算机集成系统也被广泛应用于诸多领域，得到了各行各业人们的关注。另外，我国现在已掌握了工业机器人操作机的设计制造及程序优化等技术，能够独立生产机器人的关键元器件，开发出适合各行各业作业的多种机器人，为企业的发展提供了便利。

二、机电一体化技术未来的发展趋势

机电一体化技术的应用对于机械产品的制造和加工起着非常重要的作用。就目前的状况来看，高智能将成为机电一体化技术未来的主要发展方向，智能机器人将变得更加普及。在控制系统的指引下，智能机器人将会具有一定的判断及推理能力，并根据不同指令自主学习相关知识，代替人类完成一些复杂的生产工作，使人们得到所需产品的同时，提高生产效率。因此，高智能化将成为机电一体化技术的主要发展趋势，研究人员将会根据不同层次的需求编写不同的控制系统，让机器人可以更好的为人类的生产生活而服务。

机电工业的不断发展，为人们的生活提供了极大的便利以及丰富的物质生活，但同时也对资源进行过度的开发，对生态环境造成了一定的恶劣影响。随着人们环保意识的增强，绿色生产、绿色产品越来越受到人们的欢迎。因此，未来的机电一体化技术将朝着绿色化的方向迈进，即以减少对环境的危害或对环境无危害为根本出发点，最大限度的回收与利用报废设备及产品，使用更加环保的生产原料及生产技术，使研发过程及产品符合环境保护的标准，以保证产品的市场价值。

计算机网络技术的兴起与发展推动着各行各业的发展，并且充分将全球资源整合，使企业间的竞争更为激烈。将计算机网络技术应用到机电一体化技术当中，不仅实现了机电一体化设备的远程自动化控制，而且使我国对于国际上一些先进的机电一体化产品有了更加深入的研究，促使国内机电一体化技术的发展趋于成熟。可以说，未来的机电一体化技术将会更加网络化，使机电一体化设备的无人值守运行成为现实，同时也能够让机电一体化技术的新产品通过便捷的途径得以向市场推广。

目前我国有很多企业生产机电一体化的产品，但是由于所生产的产品缺乏统一的标准，因此在生产过程以及以后的使用过程中难免会遇到麻烦。因此，这就要求机电一体化产品实现模块化，即将这些产品划分为独立的模块，使每个模块可以在机械设备更好的发挥其应有的功能，以适应不同生产的需要。模块化技术能够在一定程度上减少产品开发及生产的成本，使不同产品的零部件之间实现通用，这对产品的维修性、装配性与拓展性的提高也起着一定的促进作用。模块化的设计与制造也将成为未来机电一体化系统的发展趋势，并且随着微机械电子技术的发展而逐渐普及。利用这些模块，可以方便快捷的生产出各种新型机电一体化产品。

随着纳米技术的不断发展进步，很多领域的生产设备实现了“由大及小”的过渡，尤其是机电一体化技术，也逐渐朝着微型化方向发展。微型化，即机电一体化设备向微型机器及微观领域发展的趋势，微型化产品的体积小，耗能低，机电一体化产品的微型化使得其应用范围更加广泛，由此来看，微机电一体化技术是机电一体化技术的必然发展趋势，具有广阔的发展前景。

三、结论

我国机电一体化技术的发展受到了国家的重视和支持，获得了巨大的发展和进步。但是我国的机电一体化领域在某些技术方面还存在着不足，与发达国家相比还存在一些差距。因此，为了使我国机电一体化技术和产品的技术占有率和核心竞争力有所提升，国家应该继续鼓励机电一体化技术的研发和产品的开发，加大支持力度，采取有效措施提高机电一体化系统的研发能力，以促进我国机电一体化技术的进一步发展。

参考文献：

[1].张建宝. 浅谈煤矿机电一体化技术的发展趋势及展望[J]. 科技信息. 2013（18）

[2].胡家华. 机电一体化技术的应用及其发展趋势[J]. 中国高新技术企业. 2011（21）

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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】

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机电一体化概念

机电一体化是一项综合的机械电子技术。其融合了机械、电工电子、微电子、信息以及传感器技术等，并将这些技术充分地应用到实际问题的解决当中。

机电一体化的发展现状

20世纪90年代后期，机电一体化技术已经进入了智能化新阶段，这说明机电一体化已经进入了深度发展阶段。随着光学以及通信技术的不断融入，微细加工技术已经成为了机电一体化中的重要技术。并且，演变出光机电一体化以及微机电一体化。另外，机电一体化建模设计、分析以及集成方法，也已经呈现出深入研究趋势。

随着人工智能、神经网络以及光纤技术的创新与发展，机电一体化步入了新的发展阶段。并逐步形成了完整的机电一体化科学体系。国内对这方面的研究工作起步较晚，上个世纪八十年代才开始深入研究与应用。随着对其重要性认识的不断加强，2010年，国家发展纲要中对机电一体化技术的发展动向以及其深远影响进行了充分的探索。目前，在国家政策的宏观促进下，我国的各大高校、研究机构以及相关的企业集团对机电一体化技术进行了深入的应用与研究。不过，同欧美的一些国家相比，仍存在一定的差距有待于进一步提高。

机电一体化的发展趋势

机电一体化随着计算机信息技术以及机械技术等领域的快速发展，其未来将朝着数字化、智能化以及网络化等方向发展。

1.数字化发展

微控制器的不断创新与发展，使得机电产品向数字化方面发展成为可能，例如：数控机床以及机器人等。并且，随着计算机网络技术的快速发展，虚拟设计以及集成制造等功能的实现为机电一体化产品设计与制造数字化打下坚实基础。数字化的实现，有助于远程控制以及维护的有效实现。

2.智能化发展

智能技术的快速发展，使得机电产品智能化实现成为了可能。具有“智能”的机电产品，可以拥有类似于人类的逻辑思考模式，对事物进行简单的推理和判断。例如：在CNC数控机床上，配置智能输入/输出接口以及智能工艺数据库，不仅能够有效降低操作人员的工作量，还能够降低大量的维护成本。同时，随着神经网络、小波理论等人工智能技术的不断进步与创新，机电一体化的智能化优势将会越来越大。

3.模块化发展

目前，机电一体化产品品种众多。为机电一体化标准机械接口、动力接口以及环境接口集成的单元模块提供了良好的发展前景。例如：构建动力驱动单元，使其具有减速以及变频调速功能。或者，同时具备图像处理以及识别的电机一体控制单元。

4.网络化发展

随着网络技术的不断发展，网络产品价格日益下降，为其的普及工作带来了便利条件。以网络为基础的各类远程监控技术逐渐发展起来。其远程控制终端便是机电一体化产品，当发展到一定程度时，人们可以利用家庭网络对家庭中的各项电气设备进行计算机集中管理，进而享受更加现代化的生活。

5.人性化发展

机电一体化产品最终的服务对象是人，在设计的过程中，为其增加类似于人类的智能以及情感等人性化特征，以便于为人类提供更加人性化的服务，是机电一体化产品的设计需要，也是一个必然的发展趋势。

6.微型化发展

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。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），各种微构件等。

7.绿色化发展

绿色环保是所有工业发展的必然趋势，机电一体化也不例外。随着科技的快速发展，人们的生活也发生了翻天覆地的变化。然而，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

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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

篇（6）

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，现在的机电一体化技术，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地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。它不是上述技术的简单拼凑，而是从系统的观点出发，合理配置各功能单元，使得整个系统具有高质量，高可靠性的特点。

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，还能赋扑许多新的功能，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与肢体的延仲，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

1.机电一体化的发展过程

机电一体化经历了长期的产生于发展过程，大致分为三个阶段：

萌芽阶段：20世纪60年代以前为萌芽阶段。由于电子技术发展迅速，人们逐步使用电子技术的初步成果完善机械产品的性能。特别是第二次世界大战后，机械产品与电子技术的结合使得许多性能优良的产品出现，对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。

蓬勃发展阶段：20世纪70年代至20世纪80年代是蓬勃发展阶段。在这一阶段，人们主动地利用新技术的巨大成果创造新的机电一体化产品。应该特别指出的是，日本在推动机电一体化技术的发展方面起了主导作用。日本政府于1971年3月颁布了《特定电子工业与特定机械工业振兴临时措施法》，要求企业界“应特别注意促进为机械配备电子计算机和其他电子设备，从而实现控制的自动化和机械产品的其他功能”。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为基点一体化的发展奠定了技术基础。

智能化阶段：从20世纪90年代开始至今称为智能化阶段。机电一体化技术向智能化新阶段迈进。人工智能技术及网络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新天地。大量的智能化机械产品不断涌现。出现了“模糊控制”和“混沌控制”等新概念。

机电一体化的目的是使系统高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻薄短小巧化方向发展，不断满足人们的生活多样化需求和生产的省力化、自动化需求。因此，机电一体化的研究方法并不是拼拼凑凑的“混合”设计法，应该从系统的角度出发，采用现代设计分析方法，充分发挥边缘学科技术的优势。

2.机电一体化发展的共性关键技术

机电一体化发展所采用微电子技术必须解决一些共性关键技术。这些技术包括检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、精密机械技术及系统总体技术等。各部分所包括的内容如下：

检测传感技术：检测传感器的检测对象有位移、压力、温度、速度、加速度、流量等物理量，其检测精度的高低直接影响机电一体化产品的性能好坏。检测传感技术的主要难点在于提高可靠性、精度和灵敏度。

信息处理技术：信息处理技术包括信息的输入、变换、运算、次数和输出技术。信息处理是否及时正确，直接影响机电一体化产品的质量和效率，因而成为机电一体化产品的关键技术。在信息处理技术方面存在的问题有减轻重量、提高处理速度、提高可靠性和抗干扰能力以及标准化、提高操作性及便于维修保养等。

自动控制技术：自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等技术。其技术难点是现代控制理论的工程化与实用化，以及优化控制模型的建立等。

伺服驱动技术：伺服驱动技术主要是指执行元件中的一些技术问题。伺服驱动包括电动、气动、液动等各种类型。希望之星元件满足小型、重量轻和输出功率大等三个方面的要求，以及提高对环境的适应性和可靠性。

精密机械技术：机电一体化产品对精密机械提出的新要求有：减轻重量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善动态性能等。

系统总体技术：系统总体技术是以中国从整体目标出发，用系统的观点和方法，将总体分解成若干功能单元，找出能完成各个功能的技术方案，再把功能和技术方案组合成方案组进行分析、评价和优选的综合应用技术。机电一体化产品要求系统的协调性很好，否则即使各个部分的性能、可靠性都很好，性能和产品也很难保证正常运行。

3.机电一体化发展趋势

随着科技的发展和经济的进步，对机电一体化技术提出了许多新的和更高的要求，出现了新的概念。如数控技术、CNC、FMS、CIMS及机器人等都被一致认为是典型的机电一体化技术、产品及系统。机电一体化的发展趋势有以下几点：

高性能化：高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。新一代CNC系统就是以此“四高”为满足生产急需和人诞生的。可实现告诉数据传递，在相当高的分辨率情况下，系统仍有高速度，此外其效率也非常高。

智能化：人工智能的研究日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能化就是重要应用。智能机器人通过视觉，触觉和听觉等各类传感器检测工作状态，根据实际变化过程反馈信息并作出判断与决定。数控机床智能化，使用各类传感器对切削加工前后和加工过程中的各种参数进行监测，并通过计算机系统做出判断，自动对异常现象进行调整和补偿。

此外，机电一体化发展趋势还有系统化，轻量化及微型化等

参考文献：

[1]机电一体化技术的发展及应用，梁俊彦

篇（7）

一、机电一体化技术发展的状况

1、机电一体化技术的第一阶段

在二十世纪的六十年代以前被称为第一阶段。这一时期。人们开始不自觉的去利用电子技术初步的成功去补充和完善机械的性能。尤其是二战的爆发，刺激了电子和机械的结合。战后这些军用技术逐渐转化为民用技术，使战后的经济迅速的恢复。但是当时的电子技术还没有达到一定的技术水平，电子和机械的相结合还没有能力深入的研究和开发，而那些已经开发出来了的产品也没有办法进行大量的推广。

2机电一体化技术的第二个阶段

在二十世纪的七十到八十年代被称为第二阶段，同时也是最为蓬勃发展的一个阶段。在这一时期，计算机技术、通信技术等都在的不断进步，为机电一体化技术奠定了强有力的技术基础。而大规模的集成电路也在迅速的的发展是机电一体化技术有了结实的物质基础。

3、机电一体化技术的第三个阶段

到了二十世纪九十年代的后期，就是机电一体化的第三个阶段，同时也开始了机电一体化技术向智能发展，进而进入了深入探索的新阶段。光学和通信的技术也融入了机电一体化的技术，那些细微的加工技术也慢慢从机电一体化技术中浮现出来，于是就出现了光机电一体化与微机电一体化两种体系。另外在对机电一体化技术进入深入研究的同时，也为机电一体化技术开辟了广阔的发展空间。

我国是从二十世纪的八十年代才开始对机电一体化进行研究并且开始应用的，在制定“九五”规划的时候考虑到了机电一体化给各个国家带来经济上的效益和影响。许多的大专的院校及研究机构开始对机电一体化的技术发展和应用做了大量的工作，并取得了一定的成果。

二、机电一体化技术的发展趋势

1、智能化

智能化在二十一世纪对于机电一体化技术来说是一个重要的发展方向，在对机电一体化技术的研究中人工智能慢慢的得到了重视。智能化是指在控制理论的基础上，接纳和吸收新的思想和方式模拟人类的智能达到更高的目标。然而使机电一体化的产品拥有和人类相同的智力是不可能的，也没有必要。但是高性能的微处理器让机电一体化的产品杨浦低级智能或者只是人的部分智能是完全有可能有必要的。

2、模块化

模块化是一项艰巨的工程，因为机电一体化的产品、种类太多，研制出标准的接口在机电一体化中是十分重要的事情。利用标准的单元迅速的开发新的产品，扩大生产规模。这时需要制定各项的准则，便于各部件、单元所匹配的接口。可以从对电气产品的标准化制度，对生产标准的机电一体化或是生产一体化产品的企业，规模化了这些企业会带来良好的经济效益。

3、网络化

在二十世纪的九十年代，计算机最突出的就是网络技术。网络的兴起和发展对于大到科学技术小到日常生活都带来了巨大的发展。网络将全球的经济和生产连了企业，企业之间的竞争也实现了全球化、机电一体化。只要有功能独到、性能可靠的新产品研制出来，马上就在全球畅销。网络的普及让人们在家也能享受到高科技所带来的便捷。由此可见，机电一体化的产品势必要朝着网络化的方向去发展。

4、微型化

二十世纪八十年代末所兴起的微型化是说，机电一体化朝着微型机器‘微观领域发展。而微机电一体化的产品有着体积小、运动相当的灵活、耗能少的优势。在医疗、信息等方面有着绝对的优势，

5、绿色化

随着工业日益的发达，给人们的生活可以说带来了翻天覆地的感觉。任何事物都存在着两面性，在享有物质丰富生活舒适的同时，我们的资源减少了，生态环境被污染了。便开始呼吁环保，在这种环境下绿色无污染的产品就产生了，而绿色化俨然成为了时代的一个趋势。绿色无污染的产品从设计到销毁的过程中，完全符合特定的环境要求和人类健康的要求，把对生态环境的危害降到最低。把环保的概念与机电一体化的产品相结合，有一定的发展前景。而绿色的机电一体化是指，使用的时候不污染环境，还可回收利用。

6、系统化

系统化所表现出来的重要特征之一，就是关对系统体系结构进一步的运用开放和模式化的结构。整个系统可以随意灵活的组成形态，并进行任意的剪裁组合，以便于实现多子的系统控制和管理。特征之二就是通信的功能加强了，在未来的机电一体化会更加的注重产品和人之间的关系。机电一体化的人格化有两个含义，第一个就是最终使用机电一体化产品的对象是人，不管在怎样的赋予机电产品一体化人的情感和智能。使之人性越来越明显，尤其是家用的机器人，最高的境界就是实现人机一体化。而另一个含义是指模仿生物的机理，从而研制出各种机电一体化的各种产品。实事也是如此。很多的机电一体化产品都是受到动物的启蒙而研究出来的。

结束语：

所以得出的结论就是机电一体化的出现并不是孤立存在的，它是由许多科学技术不断的发展所得出的结晶，也是社会生产力发展到一定程度必然的结果。机电一体化的技术将会成为二十一世纪机械工业的主角。在各个方面都可以带来明显的社会效益和经济上的效益。随着科学技术不断的发展，各个技术之间互相融合的的趋势也随之越来越明显。以机械技术和微电子的技术有效的结合起来，成为机电一体化技术的主体。成为机械工业的必然发展趋势，机电一体化技术的发展前景也将会越来越宽广。

参考文献：

[1] 田双月.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].工业设计,2011,(6):217-218.

[2] 张葆青,闫石,陈爽等.机电一体化技术的现状与发展趋势[J].机床与液压,2011,39(24):105-106,121.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2011.24.037.

篇（8）

一、绪论

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“机电一体化”为特征的发展阶段。

二、机电一体化概要

机电一体化是指在机构的主要功能即动力功能、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、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。同时,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、微电子技术以及其他新技术的简单组合与拼凑。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。机械工程技术由纯机械技术发展到机械电气化,仍属传统机械技术,其主要功能依然是代替和放大的体力工作。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与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

三、机电一体化的发展状况

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迅猛发展,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:第一:机电一体化(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;第二:机电一体化技术和产品得到了极大发展;第三:各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

20世纪90年代后期至今为第三阶段,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,也取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

四、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.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。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、高速度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,计算机等学科技术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。现场总线和局域网技术使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朝着网络化方向发展。

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。

篇（9）

中图分类号：F407文献标识码： A

引言

众所周知，现代科学技术极大地推动机械工业领域的技术改造和革命。迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。近些年来，我国的计算机技术和微电子技术得到了长足的发展。在此基础上，这些技术被广泛应用到了机械工业领域，形成了机电一体化，不仅对机械工业的产品功能、构成和技术结构产生了重要影响，而且也给机械工业的生产方式及管理体系带来了巨大变化，使工业生产从“机械电气化”时代迈入了“机电一体化”阶段。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，不仅深刻影响着机电一体化的发展趋势，而且深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，并以蓬勃的生机向前发展。

1机电一体化概述

机电一体化的概念最早是1960年代末由日本安川电气公司提出，是将机械和电子技术集成结合起来所构成的系统的总称。作为一门新型学科，机电一体化已经建立起了一套自身的体系，并且随着科技的进步不断得到充实和更新。机电一体化的基本特征表现在:它从系统的视角出发，成功将微电子技术、机械技术、自动控制技术、信息技术、计算机技术、传感测控技术及电力电子技术的应用有机结合起来。作为一种系统工程技术，机电一体化通过对各功能单元进行合理布局与配置，使这些功能的高质量、高可靠性、低能耗价值得到了充分的体现，实现了优化系统的目的。一个所谓的机电一体化产品或机电一体化系统就由此产生。所以，“机电一体化，，涵盖“技术”和“产品”两个方而。需要特别指出的是，机电一体化技术并不是微电子技术、机械技术等新技术的简单拼凑，而是将以上技术群进行有机融合的综合技术。正是这一点，使机电一体化在概念上与机械电气化相区别。从发展历程看，尽管从纯技术发展到机械电气化，但这样的机械工程技术仍属传统机械。进入到机电一体化阶段后，其中的微电子装置不仅具有了和某些机械部件一样的功能，而且还具备了诸如自动处理信息、自动检测、自动调节与控制等许多新的功能。形象地说，机电一体化产品不仅可以替代人力去完成许多机械劳动，实现人手和肢体的延伸，而且还拥有了智能化特征，实现了感官与头脑的延伸。这一点也在功能上将机电一体化与机械电气化区别开。这个定义强调它将扮演越来越重要的角色机电整合。它在复杂的非线性上下文包括电脑和数字信号处理器(dsp)，它存储和处理信息、通讯和互联网，这发送信息，以及各种计算机辅助设计(CLAD)软件。

2国内机电一体化技术应用现状

当前我国正处于市场经济的发展阶段，尽管较之以往我们的机电产品出口取得了显著的成绩，但是仍然不能忽视存在的问题。正确对待机遇和挑战，思考并解决当前存在的问题无疑会有助于提高我国机电技术产品的水平和性能，对于完善我们的市场经济制度也大有裨益。从促进产业结构调整，推动完整的机电一体产业形成的角度看，我们的机电一体化而临以下两点任务:其一，要进一步推动传统工业技术升级，实现节能高效，这就需要对传统产业进行微电子技术改造。其二，大张旗鼓地开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

首先，在技术政策上，要对能耗高、效率低下、不符合环保标准的传统产业进行限制，加快对落后产品的淘汰。同时，要鼓励对传统产业实施机电一体化技术改造。

其次，我国机电一体化产业覆盖而广，发展迅速，而我们的财力、人力和物力是有限的，产业的规划和发展不可能而而俱到，所以我们应建立机电一体化行业“协会”性质的统管合作机构，并赋予其职能，既有利于深入的行业调查，指导行业布点布局的调整，发展重点项目，又有助于制定出纵览全局的“机电一体化”发展计划和战略规划，以避免开发上重复、生产上撞车。

再次，通过“协会”的有效组织和广泛宣传，一来可以建立行业信息平台，及时分享更多的行业内部信息，二来可以增加产业在社会上的认知，使行业内外都重视和支持“机电一体化”的发展，既可以吸引外商到我国投资发展“机电一体化”的眼球，又可以更加方便合理调配资源。同时，尽管人民币升值短期内会减缓我国机电产品出口，但对技术贸易来讲，却可以利用此时的时机，大量引进相关产业的先进技术，反哺自身加工业，提高企业的利润空间。作为世界上最大的发展中国家，大力发展机电一体化技术，用微电子技术改造传统产业，开发数字化、智能化机电产品，既是振兴我国传统机电工业的新鲜血液和源动力，也是一条促使机电行业产业、产品结构调整日益完善的捷径。

3机电一体化技术发展趋势

Electrochemic-mechanical系统(MEMS)一直是一个近年来热门研究领域。它也是一个快速增长的行业，它们的大小已经超过100亿美元，数以百万计的MEMS一直在等产品汽车安全气囊和喷墨打印机。MEMS技术已经应用到开发微型光学开关来处理高卷数据和话音通信的通信。MEMS本身是一个机电一体化极好的例子。作为另一个措施，表示的重要性小型化、美国政府投资270美元在2000年在国家纳米技术倡议关于人口统计学的改变，ASME报告中，“人口统计学是第二强大的力量改变世界的经济和社会。在未来40年，世界人口预计将将增长50%左右。婴儿潮一代将进入高级成熟度然后年老。“然后，报告触动了几个具体的方而包括欧洲和日本人口迅速老龄化趋势。虽然报告中没有讨论ASME，这种趋势将激励机电朝着人性化方向发展，如护理机器人的研发被称为人类友好的机电一体化。美国机械工程师协会(CASME)最近发表了一份报告，题为《机械工程在21世纪的发展趋势》，其内容主要介绍了从20世纪到21世纪机电一体化的进展和今后发展的趋势。它从以下四个类别描述了工程学的变革趋势:技术变革、人口变革、经济变革和社会变革。随着科技的进步，以下八个领域将会是机电一体化发展的主要途径:信息技术、微型化、材料科学、生物工程和医药、能源、运输、环境工程和制造业等。

4结论

在经济全球化趋势逐渐增强，市场竞争日趋激烈的当今社会，机电一体化的发展对优化本国的产业结构和发展本国经济具有至关重要的作用。机电制造思维是基于现代工程教育而逐步兴起和发展起来的。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。总而言之，机电一体化技术作为机械技术，信息技术，电子技术和计算机技术的融合、发展与延伸，在经济社会不断建设发展的过程中占据着极为关键的地位。我们需要明确机电一体化技术未来发展方向，妥善处理机电一体化技术在发展过程中而临的问题与障碍，推动机电一体化时代的全而发展。

参考文献:

篇（10）

    为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。

    机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外机械上得到应用。20世纪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(微电脑)控制系统主要用以实现如下功能:

    1)在线监控、自动报警及故障自诊

    即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,出现故障能自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。

    2)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了。

    3)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。

    4)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。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。