机电一体化现状范文

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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。转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

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[关键词] 机电一体化 现状 趋势

现代科学技术的发展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。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。

一、机电一体化技术概述

机电一体化技术是综合应用机械技术、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，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。一个机电一体化系统中一般包括五大组成要素，即结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素。

（1）结构组成要素。结构组成要素（即机械本体）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。

（2）动力组成要素。动力组成要素（即动力驱动部分）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

（3）感知组成要素。感知组成要素（即测试传感部分）对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

（4）职能组成要素。职能组成要素（即控制及信息处理部分）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。

（5）运动组成要素。运动组成要素（即执行机构）根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。

二、机电一体化技术现状

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年代―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。

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展露头脚，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。近年来，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，更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。所有这些研究，都促使了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。

三、机电一体化技术发展趋势

以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。笔者认为机电一体化技术将向以下几个方向发展：

一是光机电一体化方向。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。

二是柔性化方向。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。

三是智能化方向。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）的发展。

四是仿生物系统化方向。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。

五是微型化方向。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。当这一成果用于实际产品时，就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时，机械和电子完全可以“融合”机体，执行结构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向

六是绿色化方向。现今，先进科学技术的发展令我们的生活发生了翻天覆地的变化。一方面，生活安定舒适，物质文明与精神文明高度发达；另一方面，资源能源匮乏，生态环境失衡，不可修复的重度污染，令人们深思而后行，用“脑袋”去看地球，用实际行动去拯救地球。所以，设计开发出绿色的机电一体化产品，是时展的必然趋势。从产品开发、设计制造、使用维护直至报废销毁的全部生命周期中，一个好的机电一体化产品不但能够满足人们的需求，同时又不影响生态环境，高效节能，报废后可以回收循环再利用，具有远大的发展前景。开发绿色的机电一体化产品铸就绿色和平的星球。

四、结语

综上所述，机电一体化的发展是许许多多先进科学技术发展的结晶，是现今社会生产力发展到一定阶段的必然产物。今后，与机电一体化相互融合的技术会越来越多，越来越先进，随着人类文明的高度发展，机电一体化技术将迎来一个崭新的时代―人工智能机械人的时代！

参 考 文 献

[1]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版，2004.

[2]万遇良.二十一世纪的机电一体化技术[J].机电信息，2005,（10）.

[3]李宜海.关于机电一体化技术若干问题的探讨[J].科技资讯.2008,(3)

[4]修其丽.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].才智，2011,(6)

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【关键词】机电一体化；技术；现状；发展；趋势

中图分类号：F407文献标识码： A

一、前言

随着时代的进步，科技的发展，各个工业领域的技术开始融合起来，从而大大提高了技术的水平，提高了我国的工业生产能力。机电一体化就是这样一个在科技发展的浪潮中衍生的科技发展新方向。

二十世纪九十年代后期发展至今，机电一体化技术开始逐渐地迈向了新阶段[3]。以微电子技术作为核心的高科技技术逐渐被应用于工程机械制造领域中，进而改变了我国工程机械长期落后的困境，同时也促进了相关工业制成品的性能的进步，从整体上将我国的工程机械推进了一个全新的台阶。尤其是在一些楼宇建设中电子监控和自动报警的应用中，如果相关的设备和工程机械出现了故障，电子监控设备以及自动报警系统能够及时准确地为工作人员提供相关信号，以方便工作人员及时地维护和更新。

二、机电一体化技术

机电一体化技术．顾名思义．结合应用机械技术和电子技术于一体。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，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，应用范围愈来愈广。

机电一体化技术具体包括以下内容：

1、机械技术

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，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

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、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。

4、传感检测技术

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。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

5、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。

三、机电一体化的发展阶段

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。上世纪60年代以前为第一阶段（亦可称为初级阶段）。在这一时期，人们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。

上世纪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、通信技术发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化发展提供了充分的物质基础。

第三阶段，上世纪90年代后，机电一体化技术开始向智能化方向迈进，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。

四、机电一体化技术的现状

机电一体化技术与其他技术的发展状况类似，也经历了长期的产生发展和成熟的过程。在机电一体化概念还未出现时，世界各国的相关科技工作者就已在原有的机械设计基础之上设计和研发出了机电一体化的产品。但随着机电一体化产品的不断前进和发展，20世纪70年代初，相关的科技工作者才在长期实践过程中系统地总结和提出了机电一体化的概念，并在实践中使其不断发展完善。

随着集成电路、计算机技术等的发展和普遍应用，机电一体化也得到了新的全面发展由于具备了形式灵活内容丰富应用广泛的特点，机电一体化技术在机械行业中引发了深层的技术改革，而这种改革又反过来推动了机电一体化技术向全新的方向发展。现在，随着技术进步时展，机电一体化技术的应用已深入到社会生活的各个领域，为人类带来了更为高效的生产和生活方式。

五、机电一体化技术的发展趋势

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：

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，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者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。

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.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。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（computer integrated appliance system，CIAS），能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利号快乐。因此，机电一体化产品无疑将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，是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。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。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、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。

六、结束语

综上所述，机电一体化技术已经成为了当下科技发展的一个新的趋势，它是众多学科交叉、共生的结果，对于提高我国的科技水平和人们的生活水平具有很好的推动作用。

【参考文献】

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关键词：机电一体化技术;现状;发展趋势

引言

伴随现代科技的不断发展，推动了不同学科之间的相互学习，促进了工程方面的技术改革，机械一体化作为一种崭新的学术，重点强调机与电之间的相互结合所带来的深刻意义；在机械工程方面，由微电子技术和计算机技术发展形成的机电一体化，使得机械工业技术在技术、产品和功能等方面发生巨大变化，促进工业生产由机械电气化向机电一起化发展。

1机电一起化技术的概念

机电一体化指将机械装置与电子化设计方面的功能结合起来的系统的总称，采用机电一体化技术在机械产品基础上创造出新型的机电产品，在机构的执行、动力和信息控制功能上引进电子技术。机电一体化主要包括技术和产品两方面，机电一体化是将群体技术相互融合为一体的综合技术，与传统电气形成的机械电气化概念有本质性的区别。随着科技的不断发展，机电一体化作为一种有自身特征的新型技术学科主要具有一定的特征：从系统观念讨论，综合运用各种机械、微电子、自动控制技术和软件编程技术等多种综合技术，各个技术之间配置合理，从根本上实现多功能、高质量和低能耗的经济意义，使得系统工程技术在整个系统中最优化。

2机电一体化技术的现状

机电一体化技术经历长时间的生产发展过程，国际上各国从事机械设计、控制功能设计和生产加工的工作人员早已开始研发关于机电一体化的产品，到上世纪八九十年代，大型的集成电器和微型电子计算机得到迅速发展，更加丰富了机电结合形式的内容，目前随着科技的飞速发展，机电一体化产品比如电冰箱、全自动洗衣机、人工机器人等广泛应用于人们的生活工作中。机电一体化技术是融合机械技术、控制功能、微电子技术等多种技术与一体的产品，打破传统机械工程、信息工程、控制功能等学科的分类，机电一体化技术至今已成为一种具有自身体系的新型学科，鉴于人工智能技术、神经网络技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术发展提供坚实的基础，促使机电一体化技术逐渐形成完整的学科体系。

3机电一体化技术的未来发展趋势

机电一体化技术未来发展趋势主要有以下几个方向:（1）向智能化发展。我国目前机电发展的重要方向是智能化，智能主要是对机器的控制，以控制理论为基础，综合人工技能、计算机技术、心理学等方面的技术，模拟人类智能，使得该产品具有自身的逻辑思维、自主决策能力，机器人与数控机床的智能化是重要应用之一，伴随着计算机、通讯等技术的快速发展，传统现场控制技术无法满足现场控制设备的要求和变化，这就要求机械设备的智能化程度不断提高，机械设备操作所具有的安全性、燃料经济性也要有很大的提高。智能化的产品设备具有很高的评价，被当做类似人类的行为，无法代替人类的智能，但随着科技对机械设备技能化的要求，促进了机电一体化设备向更高更智能的方向发展。（2）向模块化发展。机电一体化产品为企业所带来巨大的经济效益，随之而来的是生产机电一体化产品的厂家越来越多，产品需要部件的模块化成为一项重要的工作，是生产的产品能否正常工作的关键，因此研究开发标准机械接口、电器接口、信息接口等的机电一体化产品是一项复杂的工作，随着科技的发展，研究具有集视觉、图像处理和测绘等功能的控制单元，可以有效的处理各种典型操作，通过该技术便可以进行各个部件、单元接口的匹配，但存在一定的利益冲突，该标准可以再部分企业中试行，为机电一体化技术更好的发展，模块化成为机电一体化重要组成。（3）向网络化发展。计算机技术中最为出色的技术为网络技术，特别是Internet技术的应用，给科技、工业、政治、教育等人们日常生活带来惊人的变化，带来的不仅是企业之间的竞争信息的传输，还有企业内部生产实现网络化控制，各种网络将全球经济连接为一体。网络的普遍使用，各类远程控制技术得到迅速发展，远程控制终端本身就是机电一体化产品，利用家庭网络技术将家中各类电器连接为集成家电系统，给人们的生活工作带来新鲜体验和便利，朝向网络化发展会成为机电一体化技术更高层次的追求。（4）向微型化发展。微型化是机电一体化技术发展的另一重要方向，国际上研究的纳米技术，机电一体化也朝向产品体积小、能耗少、操作简单的方向发展，在生物、军事信息等方面具有较大的优势，微机电一体化技术需要对产品进行精细的加工，因此还有漫长的路要走。光电一体化技术主要是将微电子技术、计算机技术、控制技术与机械技术相互融合，成多种高新技术产业和设备的基础技术。该技术具有很强的功能，产品体积较少、适应力强、操作简便且使用寿命长，只要合理采用该技术，便可以产生很高的经济效益，光电一体化技术的主要产品主要有激光打孔、刻槽和光动机器人等领域。（5）向绿色化发展。工业发展给人们生活带来的变化不仅是物质方面的享受，还有资源方面的减少，生态环境受到严重破坏，在开发新型技术的同时呼吁保护环境资源，绿色产品应运而生，绿色环保化是时代的潮流，机电一体化技术在设计、制造、使用和销毁四个生命周期中，要符合环境保护和人类健康的标准，减少对生态环境的危害，提高资源的利用率是每个企业追求的目标，也是提高经济效益的前提，保护环境，绿色产品已成为国际社会重点关注的话题，在机电一体化技术未来发展的方向重，减少对资源的破坏，生产节能高效产品的绿色生产模式是实现可持续发展的基本要求。

4结束语

机电一体化技术的出现是科技发展和社会生产力发展的必然产物，科技的进步为机电一体化的发展提供了基础条件，而机电一体化产品不断推动社会进步和社会需求，对传统技术是一种较大冲击，未来的社会是科技的社会，机电一体化技术未来发展的前景将是一片光明。

参考文献：

[1]陈辉,王磊.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].综述,2008(07).

[2]潘丽霞.论机电一体化技术的现状及发展趋势[J].问题探讨,2010(04).

[3]张智慧.浅谈机电一体化技术的现状及发展趋势[J].技术论坛,2008(24).

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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。 转贴于

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(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)，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

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关键词：机电一体化技术;现状;发展趋势

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.178

0 前言

随着社会的不断进步，各个领域科学技术之间的联系也越来越密切，有步入统一化的趋势，能在很大程度上促进不同领域的技术的协调和渗透，这让我国的工业技术革新加快了步伐，促进了机电一体化技术的发展壮大。机电一体化技术的发展可以让工业发展由机械化模式稳定的向智能化及网络化模式发展，对于我国的产业变革具有重大的历史意义。

1 机电一体化技术的概述

机电一体化是机械设备和电子技术融合后的统称，机电一体化深入应用于机械设备可以使机械设备在性能控制和信息处理等各方面更加智能化、自动化。机电一体化作为一项机械系统技术，其基础就是机械电子技术、计算机技术以及自动化技术等现代化技术的综合。目前，机电一体化已经有很强的系统性和相对独立性，很大一部分的职业院校把机电一体化技术作为一门新兴学科进行教学，培养出许多的高素质的机电一体化方面的技术性、应用型人才，为我国工业技术的发展做出了很大的贡献。

2 机电一体化技术的发展现状

随着我国在应用技术方面的快速发展，机电一体化技术已经渐渐的从初步的应用阶段发展到对智能技术的应用阶段，机电一体化技术的技术革新及深入应用，在很大程度上促进了人们生活水平的提高。近年来，我国加强了对集成电路和计算机技术的发展力度，机电一体化技术也随之步入快速发展时期，让机电一体化技术更深入的在人们生活中融合与实践。例如，人们日常生活中的智能云电视、方便烹饪的微波炉、及可以清洁房间的吸尘器机器人等，此技术还应用于工厂之中，比如，数控机床的生产功能控制等。另外，部分的研究人员越来越重视电子智能技术与机电一体化技术的结合，也使生活起到了这样或那样的改变，例如，智能机器人可以进行超越人类体能极限的工作，娱乐人们的生活等。所以，加大机电一体化技术对机器人的深入应用研究，对很多的特殊行业有很重要的意义。

3 机电一体化发展趋势深化思考

机电一体化技术现阶段已经融入多种新兴一体设备，通常使用多媒体等技术实现全智能，而且已融入到各行各业，为社会便捷的目标更好的跟进，现今得到许多人的认同和赞扬。国内外的专家学者不断投入智慧与物资，力求将最先级的科学成果与技术和机电一体化技术结合，使机电一体化技术向着先进的方向发展。下面段落向各位阐述了机电一体化技术发展模式在日后的不断升级。

3.1 智能型模式

我国计算机技术在近几年有了很大的进步，让智能化技术也能得以更加深入的研究。机电一体化逐渐走向智能化，将极为显著地提升工作效率，并能够打破固有模式的生产局限，进行大规模的、高质量的产出，有效的降低了对人力物力的投入，对于优化资源结构配置有很大的作用。智能化除了能够应用于机械生产设备中，还能应用于时下最火爆、最先进的机器人研究领域，让机器人研究能够更加人性化、更加贴近于人类智慧，为人类生活更好服务。现而今，国内在机器人领域的开发与应用还不够普遍，所能应用的领域仅仅是少数的服务行业，使用机器人的营销效应远远超出机器人所能提供的智能服务。但是相信随着我国机电一体化技术智能化的发展，机器人领域定会有长足的进步，赋予机器人更多、更好、更新、更人性的功能与科技，已达到造福于人类的目的。

3.2 环保型模式

机电一体化技术在环保化方面的发展中，会让自然界中的资源能被更加合理的开发，能有效促进人类社会的发展的进程。但随着资源减少速度的迅速提升，自然环境的变化速度也会随之加快。近几年，构建人与自然的和谐关系成为国内外专家学者的一致呼声，在不远的未来，低碳环保、可再生资源会成为各领域共同追求的目标。此种改变将会影响到人们生活的许多方面，例如环保低耗的生产过程，可回收可分解可再利用的环保产品等，从根本上让资源的利用率得到提升，最大限度的减少对环境以及不可再生资源的消耗与影响，并努力保证对既有资源的高利用率与高转化率。日后，产品从整体上会逐渐做到以下几个要求：第一资源利用率先比提升;第二，杜绝对环境的污染;第三，对资源进行二次使用。机电一体化技术环保化发展将促进我国经济发展模式的有一次升华重组，对未来环保经济的持续发展铺垫了厚厚的基石。

3.3 网络型模式

现阶段，全球经济一体化形势发展迅速且不可逆转，人们通过网络，可以第一时间了解想要的市场信息，最新的技术发展方向，最新的国家政策与相关规定。因为网络技术是当今科学技术发展中速度最快的，为人们的生活和工作提供了效率保障，减少了很大的劳动量。由此，机电一体化技术也将投身于网络化发展的浪潮中，通过网络了解国内外在技术领域的最新动向与研究成果，通过网络，专家学者们可以实现无国界、跨时空的交流和讨论，打破技术垄断，实现资源最有配比，共同推进人类文明向前发展。

4 结语

机电一体化技术让各个领域的技术科学的结合在一起，是科研人员历经千辛万苦奋战无数个日日夜夜的成果，也是在新时代社会生产力的发展到一定地步必然的产物，机电一体化对人们的生产生活水平的提高有非常重大的意义。随着对机电一体化技术更加深入的研究，相信将来会有更加先进、智能的技术应用于人类的生产生活，机电一体化技术的未来是不可限量的。

参考文献：

[1]刘庆民.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技致富向导，2011（12）：89-90.

[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）：193.

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【关键词】机电一体化；发展现状；发展趋势

中图分类号：F407文献标识码： A

一、前言

随着我国科技的不断进步与发展，机电一体化技术越来越受到企业及科研人员的重视，本文就该部分内容进行了探讨。

二、机电一体化的内容

1.机电一体化技术是从系统工程观点出发,应用机械、电子等有关技术,使机械、电子有机结合,实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术,主要包括技术原理和使用机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群(族)的总称。

2.机电一体化系统(产品)由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体,具有满足人的使用要求的最佳功能,机电一体化系统(产品)。主要是指机械系统(或部件)与微电子系统(或部件)相互置换和有机结合,从而赋予新的功能和性能的新一代产品,有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。

3.机电一体化工程(机械电子工程)是机械工程与电子工程的综合集成,即给定机电一体化系统(或产品)“目的功能”与“规格”后,机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统(产品)中的具体应用。

4.机电一体化思想体现了“系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电机一体化、机电液一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。

20世纪80年代中期以来,计算机特别是微型计算机已日益广泛应用于机械产品和生产过程的控制,使机、电有机地结合,发展成机电一体化技术。机电一体化技术的应用,给机械行业带来了显著的效益,提高了生产率,提高了产品的性能和质量,降低了原材料消耗,节约了能源,减轻了操作工人的劳动强度,增强了企业在市场中的竞争力。“机电一体化”是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合的综合性高新技术,是机械技术与微电子技术的有机结合。

三、机电一体化技术设计原理

从方法学的观点出发,机电一体化技术应遵循以下设计原理：

1.整体最优化原理

机电一体化技术要求从系统的观点出发,综合机械技术和信息技术,实现整体最优化。其实,“最优化原理”是人类进行科学技术活动的基本思想动力。“精益求精”是这一思想的生动描述。人们为达到一定的目标,采用直接或间接的方法求得达到该目标的最佳途径。这里强调“整体最优化”,正是运筹学思想在机电一体化技术中的体现。

2.智能化原理

这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。关于“智能”的定义。目前尚无确切和统一的说法。但是,它首先是对人类行为的描述。“智能”主要概括出人类有以下能力:感知能力;记忆能力;思维能力―包括形成概念的能力、判断能力、推理能力。

我们这里所说的“智能化”。是对机器行为的描述,是“仿人智能”,或者称之为“人工智能”(artificialintelligence)。具体地说,智能化就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,以求得到更高的控制目标。

3.仿生原理

如果说智能化是“仿人智能”,那么“仿生”便是对所有生物行为的模仿。生物世界是亿万年生物进化的结果,是“适者生存”这条自然规律“精雕细刻”的结果,是人类的学习宝库。现代信息技术和机械技术使这一“模仿”比较容易,成为可能。

4.柔性化原理

也可称之为“软化原理”。由于使用了微电子技术,可以而且应当尽量用软件功能代替硬件功能。因为“软化”可以使机械系统近乎完全“贴近”实际工况的需要,极大地提高产品的性能。例如,加工中心机床、电梯的“加减速无感控制”、汽车发动机的电喷技术、汽车的防抱死装置… ,都广泛地采用了软件控制原理。

四、机电一体化技术的应用

在人们的日常生活当中,自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的,因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下,接收指令,进行能量转换,从而得到目标输出。对于精密传动来说,需要在执行元件输出终端进行传动测量,如测量其位置、速度、加速度,同时将所测得的数据反馈给电子控制装置,让其进行比较,进行误差修正控制,最终实现精密传动。

当有多个执行元件,其输出动作规律各不相同时,一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的形式,另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系,可以让它们单独来工作,也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。若工作联动内容经常变化,就应该构建一个可以直接识别联动输出的软件,将联动输出写入软件当中,让其直接转化为控制程序,这样就能灵活地应对动作输出的需求。

五、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。进入 21 世纪,在机电一体化技术的发展方向中,最主要的是:智能化、数字化、网络化、微型化、绿色化,下文对此略加探讨:

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.数字化

微控制器及其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。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

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 appliancesystem, 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、结束语

只有加强对机电一体化技术发展的研究，才能使机电一体化技术的应用越来越广泛，是非常具有现实意义的研究。

参考文献：

[1] 彭海辉.机电一体化技术的发展及应用[J].工程技术.2013（3）:166-168.

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关键词：机电一体化；机械制造；现状；发展

科技在不断发展，进入信息时代后，机电设备更新越来越快，功能也越来越强，为了提高企业的工作效率，这样机电设备实现了一体化、智能化、自动化的发展模式。在机械工程领域中，计算机技术、电子技术应用越来越广泛，逐渐形成了机电一体化的形式，企业的技术结构、生产结构都出现了较大的变化，为了更好的适应社会的发展、满足社会的需求，提高企业的竞争力，企业管理者一定要积极引进现代化技术。

1 机电一体化概述

机电一体化是未来工业行业技术发展的必然趋势，是在企业运行机制以及各项机构中引进电子技术，提高设备的性能，增强设备的功能以及控制能力。在机械设备中应用电子技术，可以提高设备工作的效率，可以为企业创造更大的价值。机电一体化在不断发展的过程中，逐渐形成了一门新的学科，随着科技技术的不断发展，机电一体化涉及的内容越来越多。机电一体化有着较为明显的特征，其结合机械技术、计算机技术、信息技术、电子技术以及自动控制等技术，提高系统的性能，而且提高系统运行的高效性。综合这些技术，可以合理布置功能单元，而且提高设备的价值，是完善企业系统的有效技术。

2 机械制造技术的发展现状

随着机械制造行业的不断发展，机械制造技术越来越先进，在现代制造系统中，数控技术应用越来越广，这项技术有着较多的优点，而且集合了计算机技术、微电子技术以及自动控制等技术，具有高效、精确、自动化运行等特点，应用先进的机械制造技术，可以促进制造业更好的发展，实现了集成化、自动化、智能化的发展模式。数控技术代替传统的控制技术后，企业的工作效率大大提高了，而且企业生产运营的模式也出现了改革。在机械集成化的基础上，数控技术发挥着重要的作用，其可以提高机械制造产品的质量，在利用多媒体技术以及网络技术后，还可以监测设备运行的情况，可以对设备的参数进行修正与调节，及时发现设备的故障问题。利用网络技术，还可以在机械制造加工中实现中央集中控制与管理。

3 机电一体化发展现状

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。

（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。

4 机电一体化和机械制造未来发展的展望

机电一体化是一项综合性技术，其实现了多个学科的交叉与交互，集合了机械技术、计算机技术、电子技术以及控制技术等优点，进入信息时代后，我国各项技术发展越来越快，这也促进了我国机电一体化的发展。在机械制造行业，采用的技术主要是数控技术，这项技术也是计算机、自动检测、自动控制技术的综合体，所以，机电一体化与机械制造技术在未来的发展中，需要朝着智能化、模块化、网络化、微型化以及环保化等多个方向进行。

4.1 智能化。进入21世纪后，智能化成为了工业行业技术发展的主要趋势，很多机电设备以及机械设备也实现了智能化以及自动化运行，这可以节省人力资源，还可以实现24小时工作的模式。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。

4.2 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。

4.3 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。

4.4 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。

4.5 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。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。

结束语

机电一体化与机械制造之间有着较大的联系，二者都集合了计算机、信息处理、微电子、自动检测以及自动控制等先进的技术，而且涉及多个领域以及学科，在应用的过程中，会随着这些技术的发展而越来越完善。应用现代化的机电一体化以及机械制造技术，可以提高企业工程的效率，还可以节省大量的人力资源，具有高效、节能、精确等优点。本文对机电一体化和机械制造技术的发展现状进行了分析，也对二者的发展前景进行了展望，希望对相关技术人员提供一定帮助。

参考文献

[1]盛国栋.浅谈国内机电一体化发展和现状[J].装备制造，2010（4）.

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关键词：高职；机电一体化；人才培养

机电一体化的发展现状及趋势

20世纪70年展起来的机电一体化技术是综合应用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等产生的一种系统工程技术，是多种技术交叉融合的产物，并不断地通过学科交叉、技术融合与创新持续发展。

机电一体化技术经过近40年的发展已经取得了丰硕的成果，其产品由单一品种逐步发展到大中型品种乃至成套设备或大系统，电子技术在机械产品上的应用几乎达到了无孔不入的程度，其品种不断增多，水平也不断提高，不仅对世界经济的发展起到了巨大的推动作用，而且给人们的生活带来了很大的方便和享受。

随着科学技术特别是精密机械技术、微电子技术、计算机技术和控制技术的不断进步，机电一体化技术也在快速发展，其发展趋势是：（1）在性能上向高精度、高效率、高智能化方向发展；（2）在功能上向小型化、轻型化、多功能方向发展；（3）在层次上向复合集成、系统化方向发展。

机电一体化技术在我国的应用

机电一体化主要技术在我国应用的大致趋势如下：

计算机技术20世纪70年代是纯电子技术；自80年代开始使用Z80CPU构成的单板机及个人电脑；从1987年开始STD总线成为工控机主流机型；从90年代开始使用MCS-51、MCS-96系列单片机与小型PLC；自90年代中期开始以台湾研华公司为代表的IPC工控机取代STD工控机，成为主流工控机；90年代中后期中型、大型PLC与DCS系统在我国开始大规模使用；2000年以后现场总线开始应用。

传感器技术20世纪60年代是力平衡式传感器；70年代开始使用参量型传感器（R、C、L参量，无源）和发电型传感器（磁电式、压电式、热电式，有源），大多采用分立型；80年代开始随着半导体集成技术的发展，将敏感元件与信号处理电路集成在一起，实现了检测及信号处理一体化；90年代后，传感器向集成化、微型化、智能化方向发展；2000年后，出现了基于现场总线的网络化智能传感器。

执行机构由传动机构和执行元件组成。传动机构由蜗轮蜗杆、齿轮、链轮、带轮、凸轮、传动带等组成；执行元件分为液压式、气压式、电磁式等几种类型。

机械加工技术20世纪50年代是通用机床，采取传统加工工艺；60年代开始使用硬件数控NC、特种加工与成组技术；70年代开始使用计算机数控CNC与精密机械技术；80年代开始使用计算机集成制造系统CIMS、柔性制造系统FMS、计算机辅助工艺设计CAPP、计算机辅助设计/制造CAD/CAM；90年代开始使用现代制造技术与纳米加工技术；2000年开始使用敏捷制造技术与绿色制造技术。

高职机电一体化人才的定位及应具备的知识与能力

机电一体化培养人才的层次（1）学术型人才：主要从事科学研究，从事发现和研究客观规律的工作。（2）工程型人才：主要从事有关项目的设计、规划、决策以及新产品、新技术的开发研制工作。（3）技术型（工艺型）人才：主要在生产第一线或工作现场从事将设计、规划、决策转换成物质实体或对社会产生具体作用的工作，进行技术应用、现场实施与服务。（4）技能型（操作型）人才：主要在生产第一线或工作现场依靠操作技能从事为社会谋取利益的工作。各行各业的技术工人均属于这类人才。

高职机电一体化人才的定位高职机电一体化专业主要培养技术应用型人才，应具备必要的基础理论知识、较宽的专业知识、较强的工作现场技术应用能力。

高职机电一体化人才应具备的知识与能力（1）知识结构：具有必备的文化基础知识；具有一定的政治理论知识和人文知识；具有所需的机械制造、液压与气压传动等方面的基本知识；具有电工、电子、自动控制等方面的基本知识；具有计算机应用技术的基本知识；具有数控机床加工与编程、数控技术、CAD/CAM的基本知识；具有数控技术综合应用的基本知识；具有车间生产技术管理的基本知识。（2）能力结构：一是社会能力。具备从事职业活动所需要的行为能力，具体包括口语表达能力、人机对话能力、英语会话与阅读能力、意志品德、获得知识的学习能力、解决问题的方法能力、分析问题的思维能力、开展活动的组织能力、团结同志的协作能力、开拓发展的创新能力。二是基础能力。具备从事职业活动所需的各项基础能力，具体包括机械制造、电气控制与计算机应用三项基础能力。三是专业能力。具备从事职业活动所需要的专业技能。

机电一体化技术发展与高职课程设置

课程设置的指导思想高职人才培养模式的基本特征是以培养高级技术应用型专门人才为根本任务，以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构与培养方案，毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质较高等特点，以应用为主旨和特征构建课程与教学内容体系。

机电一体化发展与高职课程设置的不适应由于机电一体化是多种技术交叉融合的产物，相关技术的发展都在推动着机电一体化的发展。因此，其发展是日新月异的，这就必然导致课程设置与教学内容与其发展不相适应，具体表现在：

1.单片机课程：教学内容是以MCS-51单片机为主，而现在实用的单片机种类繁多。

2.PLC课程：我院主要讲述、实验的是小型PLC的原理、编程等，而现在不仅小型PLC被广泛使用，而且中型、大型PLC及DCS系统均已广泛使用。

3.检测与传感器课程：各种高精度、集成化、智能化的传感器层出不穷，网络化的传感器也已出现，而课程中涉及很少。

4.机电类专业中的机类课程目前仍大多停留在传统机械上。

5.目前机电设备的维修仍把机械维修与电气维修截然分开，不利于培养机电复合型人才。

6.新型的数控设备更新速度快，技术含量高，高职院校的教学实践设备相对滞后。

7.数控模块化刀具、数控夹具、数控机床冷却液的选用等都有较高的要求，但教材中这些内容涉及较少，教学内容落后于生产实际。

8.机电类制冷专业偏重于系统制冷原理介绍，而对于自动控制方面却很少涉及，所讲述的自控仪表装置也大大落后于现在企业所使用的装置。

9.制冷专业讲解的部件缺乏先进性。例如，课程中介绍了温控器、热保护器等传统的机械元器件，而企业现在生产的冰箱有很多一部分已采用数字电脑温控技术。

解决的方法（1）设备方面：在经济条件允许的情况下，应购买先进设备用于教学实践环节；购买与自制相结合更新设备；学院应与企业合作，借助企业的先进设备与企业共同培养人才。（2）教师方面：应送出去深造、进修，或到企业学习，应积极开展科研开发，培养教师的关键技术技能，了解机电技术发展的最新动态与最新的机电一体化设备。（3）课程方面：一是课程内容的综合化。随着机电一体化技术的发展与知识更新的加快，要求课程内容实现跨课程有机融合，各门课程之间要体现合理的相互联系，以实现课程体系的整体优化。二是课程结构的模块化。应将教学内容进行分解，形成模块，模块化课程可充分增强课程的灵活性，既可保持普适性较强课程的稳定性与教学资源的充分、合理使用，又便于开发新课程，以适应技术的迅速变化与面向社会培训课程的开发。三是课程目标的定向性。数控技术的综合性较强，为使培养目标能根据社会需求及时调整，应开发基于专业基础平台、目标不同的定向性专门化课程，实现数控加工技术、数控机床维护及维修等不同的专门化培养方向。（4）教材建设：要紧跟机电一体化技术的发展，及时更新、自编、补充教材内容。（5）实践环节：应积极进行校内、校外实践基地的建设，与国内知名企业共建实验室、工作室，加强实践教学环节，以弥补理论教学上的不足。

机电一体化技术涵盖的面较宽，如何解决机电一体化发展与所培养人才能力、知识结构方面的矛盾，如何迎接机电一体化发展对高职课程内容提出的挑战，是需要长期研究的课题。应从以下两方面着手：一是从“素质+能力+知识”三方面培养人才，二是针对高职主要为地区经济发展服务的特点，对本地区各类企业及毕业生就业的主要企业进行调研，掌握各类企业使用机电一体化设备的情况、毕业生就业的岗位、对毕业生主要能力与知识结构的需求，有针对性地合理设置课程，选择教学内容，以培养能充分满足社会需求的人才。

参考文献：

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【关键词】机电一体化；创新；发展；方向

机电一体化是现代科技和人类社会发展的必然结果，且随着人们需求的不断增长和科技的不断进步，将会得到持续的创新和发展。当前的机电一体化融合了计算机技术、光学和电子、机械等多种先进技术，而在未来其将包含更多领域的科技，融合更多的创新技术，并朝着高效率、高质量和绿色化、可持续化的方向发展。为实现其水平的不断提高，应当充分认识到其未来的创新发展方向，并采取相应的办法和措施。

1 机电一体化的概念和我国发展现状

所谓机电一体化，指的是从系统的观点出发，将机械技术和电子技术、软件编程技术以及自动控制技术等一系列技术进行有效组织，以实现生产的自动化、高效化和低耗化，使生产系统成为系统的工程技术[1]。我国的机电一体化伴随着改革开放实现了迅猛发展，无论是理论知识和技术水平，都取得了重大的发展，使得生产效率大大提高，经济效益迅猛增长。然而，与发达国家相比，仍然存在着较大的差距，仍在探索和前进的道路上。

2 机电一体化的创新方向

机电一体化在现代科技和社会需求的促使下，将会不断融入创新技术，实现其产品的创新和改良，以满足用户多样化和专业化的产品需求，提高企业的市场竞争力[2]。在产品的造型和功能上，以及材料的使用和产品控制上，都会实现巨大的创新和发展。

首先，机电一体化产品将在其造型和功能上下功夫，实现造型和功能的创新，以满足用户的个性化和多样化需求。在产品造型上，将会更加美观，符合用户的审美需求，并与产品的功能充分结合。同时，在产品的功能上，将会更加全面和多样，以满足用户不同时期的不同需求，实现产品功能的全面化和多样化。

其次，在材料的选择和使用上，将会采用更加适宜且绿色、轻便和性价比高的材料，并根据具体的产品进行优化选择。纳米材料、智能材料和高分子材料等作为创新性较强、且功用更高的材料，将会越来越广泛地运用到机电一体化当中，实现量轻体小且耐损耐磨等特性，使得产品的便捷性和耐用性更高。

另外，机电一体化的产品控制上，也将融入大量的创新技术，以实现控制的便捷性、自动化和高效化。传统的机电一体化控制需要进行人工手动控制操作，耗费大量人力，且效率不高，质量无法保证。在此基础上进行创新，结合大量的先进技术，能够实现其自动控制和监视，并能够自动学习以提高控制的效率和准确性。

3 机电一体化的发展趋势

从目前的机电一体化不断增长的需求和人们对于生产生活的具体要求，能够判断出机电一体化未来的发展趋势。主要的方向即向绿色化、智能化、网络化和微型化发展。

首先，由于自然环境的不断恶化，使得人们对于环境保护和资源节约更加关注和重视。机电一体化将会充分考虑到这一要求，并不断向绿色化发展。在机电产品使用时，不会造成对自然环境的污染，且在废弃时也能回收利用，成为绿色可回收垃圾[3]。

其次，机电一体化将会在智能技术不断发展的促使下，变得更加智能化。智能化的机电产品，拥有观察和推理判断能力，并能根据具体情况采取相应的办法和决策。智能化的产品，将大大节省人们的时间，并使得生产的效率和质量都得到有效提高。

同时，网络化也将是机电一体化的发展方向。计算机技术的发展和普及，大大方便了人们的生产和生活。网络技术也将运用到机电一体化当中，使得远程控制技术和监视技术得到广泛运用。机电产品的生产过程将会受到人们的远程监管和控制，且人们的家庭生活也将因此而变得更加智能化和便捷化。

另外，微型化作为全球各项技术和许多行业的研究目标，也将是机电一体化未来发展的主要方向。实现机电一体化产品的微型化，能够大大方便产品的移动和运输，并有效节约人们的可利用空间。微型技术运用到机电一体化当中，即国外所说的电子机械系统[4]。微型机电一体化拥有体积小和耗能少等优势，能够广泛运用到微型化需求较高的军事和医疗等领域中。

4 提高机电一体化水平的办法

机电一体化的创新和发展趋势已经十分明显，如何顺应其发展趋势，并采取相应的办法和措施，以提高其发展水平，则是当前应充分关注和重视的问题。

首先，应当加强技术的研究和创新，加强基础理论和专业技术的研究。机电一体化的发展依靠的是多学科和多专业技术的支持，将所有先进的科学技术进行系统性的有机组合，实现机电产品性能的不断优化和产品智能化、效率化。只有保证基础理论技术水平的提高，才能够保证机电一体化在此基础上进行进一步的开发和创新。

其次，应当重视机电人才的培养，为机电一体化的发展提供强大的人才保障。人才作为国家经济建设和科技发展的重要动力，能够为科技发展提供强大的创造力和发展力。机电一体化涉及到众多的学科和领域，且牵涉到的科技都是世界顶尖级，对于人才知识储备和运用能力有极高的要求[5]。应当针对机电一体化的具体要求，进行针对性的人才培养。让其既能够掌握机械技术，还能够掌握计算机技术、光学和电子等多种学科知识，并将其融汇贯通，形成一套机电知识体系。

此外，应当重视产品的研发和销售，通过市场的检验和用户的体验来实现产品有目标的升级和完善。产品能够充分体现机电一体化的发展水平，并能够在研发和销售的过程中实现供需信息的准确传递，能够保证机电一体化技术发展的准确性和有效性。同时，企业的发展也离不开经济效益的提高，只有保证企业拥有较高的经济利润，才能够保证其拥有充足的资金进行科学技术的研发。

5 结语

机电一体化是经济发展和科技进步的必然结果，也是人民日益增长的物质需求的必然要求，且在此基础上，将会继续地发展和提高，实现更强的创新性和更高的功用性。应当充分认识到机电一体化的发展趋势，并结合当前的发展现状，采取相应的办法和措施，以适应并满足其发展的需求。应当加强技术的研究和创新，重视机电人才的培养，并加强机电产品的研发和销售，保证机电一体化技术的发展拥有资金支持和现实依据。只有这样，才能够保证机电一体化能够向着更好更快发展，为人们的生产和生活带来更大的便利和更多的利益。

【参考文献】

[1]叶剑，钟德金.机电一体化现状、发展趋势及应对策略[J].科技传播，2011（08）.

[2]王敏.机电一体化发展趋势与数控技术的应用推广[J].数字技术与应用，2012（07）.

[3]刘正明.机电一体化的发展趋势[J].科技传播，2012（21）.