机电一体化技术的现状范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化技术的现状，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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一、机电一体化的产生与应用

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，机电一体化进入了深入发展时期。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，出现了光机电或微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果。机电一体化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。

二、机电一体化发展现状

20世纪60年代以前为第一阶段，称为初级阶段。人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。在二战期间，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。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械与电子两技术的结合还不可能广泛和深入发展。

20世纪70到80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。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，出现了光机电和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的分析和集成方法、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，更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用并把机电一体化技术列为“863计划”中。

三、机电一体化发展趋势

1.智能化趋势

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。 “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。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。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。

2.模块化趋势

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，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元间匹配。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，对生产标准机电一体化单元的企业规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3.网络化趋势

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域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，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。

4.微型化趋势

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm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，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。

5.绿色化趋势

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关键词：机电一体化 现状 发展趋势

中图分类号：TU85文献标识码： A

在科学技术日新月异的今天，新的材料、设备、技术不断涌进，从某种程度上来看极大的推动了整个机械行业甚至是经济的发展。微电子的技术和计算机的技术也在飞速的发展，它们不断与工业机械相摩擦，找出契合点然后相结合，机电一体化就是这样产生的。机电一体化从系统化的观点来说局势综合的运用了机械、微电子、自动控制和传感测控等技术，根据系统的功能和目标，合理的运用各个功能进行布局。实现具有多功能。高质量的功能价值极其目标。

如今世界各国都在大力发展推行机电一体化的先进技术及在生活生产当中的应用。它不仅关系到全球各国各个方面的发展，也成为了体现一个国家综合能力的象征。

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、机电一体化的发展趋势

1.智能化趋势

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。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。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。

2.模块化趋势

模块化是一项重要而艰巨的工程，利用标准单元迅速开发出新产品，扩大生产规模，制定各项标准，便于各部件、单元的匹配和接口。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.网络化趋势

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。由于网络的普及，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，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，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。

4.微型化趋势

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm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，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。

5.绿色化趋势

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。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，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。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。

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。

三、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、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床领域。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，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；③WOP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，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，与第五代计算机关系密切。

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.

[3] 王卓.机电一体化技术的现状与发展趋势[J].文艺生活：中旬刊,2011,(9):280-280.

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关键词：机电一体化；现状；发展

中图分类号：TU85文献标识码： A

一、机电一体化技术简介

机电一体化又称机械电子学，英语名称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体，是在以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并与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。典型机电一体化系统功能原理构成实例如下图：

二、机电一体化技术的发展现状

1、初级发展阶段

二十世纪六十年代以前的时间是机电一体化技术发展的初级阶段，在初级发展阶段，人们开始能够自觉利用电子技术的成果完善机械产品的性能，在二战之后，战争在使科技发展滞后的同时，也促进了电子技术和机械产品的结合，在战争期间这种结合主要应用与军事，在战争结束够，电子技术与机械产品的结合用于经济发展中，并为经济的发展带来了巨大的作用，由于机电一体化技术刚刚产生，人们对这种技术的认可程度还不高，机电一体化技术还未得到广泛运用，这个阶段的机电一体化技术还算不上是真正的机电一体化技术。

2、深入发展阶段

从二十世纪六十年代到九十年代后期，机电一体化技术到了迅速发展阶段，在这一阶段，机电一体化技术逐渐智能化，并在迅速发展的基础上不断深入。这一时期，机电一体化技术中又加入了光学和通信技术，微细加工技术在初现在机电一体化技术中，同时，对机电一体化的系统分析和学科体系也进入了深入发展的阶段，神经网络技术、人工智能技术、光线技术的发展为机电一体化技术拓宽了发展前景，促进了机电一体化技术的发展与进步。这个阶段的机电一体化技术为当前的机电一体化发展打下了坚实的基础。

3、规划发展阶段

在二十世纪八十年代初期，国家就对机电一体化技术进行了研究，并且国务院还把机电一体化技术列入了863计划中，还成立了专门的机电一体化领导小组，由于国际机电一体化技术在飞速的发展过程中，我国充分考虑到国外技术的发展对我国的影响，还把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，不仅是国家对机电一体化技术非常重视，很多高等院校、国家企业也对机电一体化技术进行了研究与应用，并取得了一定的成果。当前阶段的机电一体化发展为我国的综合国力的提升做出了重要的贡献。

三、机电一体化技术的发展趋势

1、绿色化趋势

工业革命以后，机械领域的技术革新给人们带来了巨大的方便，对人们的生活、工作产生的深远的影响，但是，在给人们带来方便的同时，也带来了严重的环境污染和资源的浪费。于是，人们对环保型的设计、制造有着很高的呼声，符合绿色化的产品应当在适用时对环境的污染降到最低、对资源的利用提到最高，同时在报废后还能都回收利用。机电一体化的绿色产品要充分考虑到环保的特性，在设计之初就要将环保理念考虑进去，使设计的产品在使用过程中能够做到对资源的最大利用和对环境的最小危害。

2、智能化趋势

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。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。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。

3、系统化趋势

系统化发展的特点是采用开放化和模式化的系统体系结构，形成设备的系统发展，通过多种模式的组合和剪裁建立起机械设备的整体发展和设计系统，并且能够在系统整体发展和设计的基础之上实现子系统的系统管理和综合控制。系统化的机电一体化技术还能推动更为有效而便捷的通信技术发展模式的形成，从而实现更为有效的信息传播和个性化的设备管理、使用方式，为在人性化的设备管理原则之上设计生产出以使用个体需求为主的机电一体化设备提供有利条件。

4、网络化趋势

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、模块化趋势

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。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。

6、微型化趋势

微型化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1cm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,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。

四、结束语

科学技术的进步为机电一体化的产生和发展创造了条件，社会需求则为之提供了动力。反过来，机电一体化的发展又不断促进科学技术的进步和社会需求。机电一体化已经显示出了强大的生命力，并正以空前的速度和力度冲击着传统的技术思想、生产方式和方法以及传统的机电产品和产业结构，国民经济的各个领域都将因此而发生深刻变革。

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）

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关键词：机电一体化 煤矿生产 趋势

1 机电一体化在煤矿生产中的应用

当前矿山开采中，机电一体化技术占据着相当重要的位置。它是液压控制技术、电子技术、机械技术的有机结合，能够极大的提高煤矿机械的操作舒适性、可靠性、经济性、安全性以及维护方便性、安装拆除速度、使用寿命、作业效率、作业精度等性能。目前，以微处理器和微机为核心的控制装置和电子技术，已经广泛应用到煤矿机械中，尤其是电子控制技术，应用更为普遍，如煤矿机械的故障报警、故障自诊、在线监控、提升机的PLC 系统、采煤机的变频控制系统等诸多领域，伴随着对煤矿机械性能要求的进一步提高和科学技术的进一步发展，在煤矿机械中，电子控制装置的应用会更加普遍，维护会更专业，结构也会更复杂。

首先是在矿井综合采煤方面的应用。作为机电一体化技术典型应用的电牵引采煤机，在牵引特性上，要远远的优于液压牵引，可以应用在大倾角煤层上，具有效率高、结构简单、动态特性好、反映灵敏、使用寿命长、运行可靠的等特点。第二是矿井运输提升设备的应用。比如带式输送机，它是煤矿输送系统的重要运输设备，具有易于实现自动化、效率高、运行可靠、输送量大、可实现长距离连续运输的特点。另外还有矿井提升机，它能够完成全数字化交直流提升工作，尤其是对内装式提升机，驱动和滚筒连接成为一个整体，作为典型的机电一体化设备，实现了机械结构的简化。煤矿供电设备是属于其他机电一体化设备的范畴，煤矿供电的特点是必须满足大功率设备要求，质量高、运行可靠。所以需要采取就地补偿和集中补偿两种方式相结合的方法来减少无功功率损耗，减少供电系统无功电流，提高功率因数，目前广泛采用的是“微机保护”开关，网络功能齐备。此外，煤矿机电一体化技术还包括矿井安全生产监控系统，作为一项高效合理的措施，能够对煤矿管理和安全生产，起到积极的支撑和保证作用，它采取的是Windows操作系统软件，具有连接网络的功能，能够提升测控分站的智能化水平。

2 机电一体化的发展趋势

2.1 智能化和模块化

“智能化”是描述机器行为，是基于控制理论的，对人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想与新方法的全面吸收，通过提高判断推理、逻辑思维和自主决策等能力，从而实现更高的控制目标。研发制造具有高性能、高速的微处理机电一体化产品，并赋有其低级智能或者人的部分智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。模块化也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。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品，从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。推动电气产品的标准化、系列化能够产生很多好处，无论是对于生产标准机电一体化单元的企业，还是对于生产机电一体化产品的企业，模块化都将给他们带来美好的未来。

2.2 网络化和微型化

随着网络的普及，在网络基础上的各种远程控制和监视技术得以迅速发展和普及，而机电一体化产品就是远程控制的终端设备，应用现场总线和局域网技术，使家电网络化已形成优势，从而以计算机为中心，利用其把各种家用电器连接成的计算机集成家电系统，能够使待在家里的人们充分感受到各种高技术带来的便利与快乐。

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展。在国外称为微电子机械系统，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。一般指不超过1立方厘米的几何尺寸的机电一体化产品，进而向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化产品具有体积小、耗能低、运动灵活的特点，尤其运用在生物医疗、军事、信息等方面，可以产生无可比拟的优势，对于煤矿生产企业中的应用也能带来前所未有的改观。

2.3 环保化和自源化

绿色环保是时展的必然趋势。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。在特定的环境下，对绿色产品进行设计、制造、使用和销毁的过程，符合保护环境和人类健康的要求，不仅有效减少了对生态环境的危害，而且极大地提高了资源的利用率。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。所以说，顺应绿色化的发展趋势，积极进行绿色机电一体化产品的设计和制造，具有广阔的发展前景。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。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。

3 结束语

机电一体化的出现不是偶然的，这些发展方向是达到一定阶段的必然要求，更是满足需求的必然结果。随着社会生产和科学技术的进步与发展，机电一体化技术正在不断地深入到各个领域并迅猛地向前推进。矿山机电中，采用先进的一体化设备，具有性能可靠、保护安全、维护方便、操作简单、体积小、信息化、程序化和高智能化的特点，所以能够广泛的应用到煤矿生产中。机电一体化设备不仅能够提供劳动安全保障、减轻操作人员的劳动负担、提高上作效率，还能增加矿工的经济收入，增加矿山企业的市场竞争力，带动相关企业的经济发展。在经济全球化的前提下，在矿山机电中，大量投入机电一体化设备，将会创造巨大的效益和经济价值，同时大量使用各种新型的机电一体化产品，必然会不断的完善和提高其性能和技术，提升我国煤矿生产的综合国力，为煤矿生产夯实基础。在不久的未来，机电一体化技术的成熟和广泛应用，将在国民经济建设、企业的技术改造和电子产品的更新换代方面发挥举足轻重的作用，而其自身的发展与应用也将具有跨时代的里程碑意义。

参考文献：

[1]王峰.机电一体化技术发展的探讨[J].自动化技术与应用，2008（07）.

[2]刘祥斌.机电一体化在煤矿工程机械控制中的应用[J].煤炭技术，2011（06）.

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Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.

关键词： 机电一体化；应用现状；发展趋势

Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）08-0110-02

0 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[1，2]。

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”两个方面[3]。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（CAD）软件[4]。

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，我们的机电一体化面临以下两点任务：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[5，6]。

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面广，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面面俱到，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[7，8]。

3 机电一体化技术发展趋势

Microelectro-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面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（ASME）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[9，10]。

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面临的问题与障碍，推动机电一体化时代的全面发展。

参考文献：

[1]安红杰.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2012，（1）：37.

[2]刘莎，周泉.机电一体化的发展趋势分析[J].产业与科技论坛，2012，（3）：108-109.

[3]黄恩勇.机电一体化的核心技术与发展前景分析[J].河南科技，2012，（1）：79.

[4]刘波.机电一体化的现状和未来发展.科技传播，2012，（10）： 39-40.

[5]张洋.机电一体化技术的应用现状及发展趋势.产业与科技论坛，2012，（4）：114-115.

[6]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势.中小企业管理与科技（上旬刊），2012，（1）：195-196.

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[8]闫金鹏.浅析机电一体化的应用及前景.价值工程，2012，（14）：52-53.

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关键词：机电一体化技术；发展趋势；产品功能；协调和综合

现代技术革命总是伴随着学科间的交叉和大综合，通过这种交叉和综合总是能够推动工业技术的飞速发展，当前微电子技术和计算机技术的结合就推动了机械工业的技术变革，这就使得机械的加工、结构、功能等方面都会产生较大的变化，机械加工有电气化已经进入了机电一体化时代，工业生产到了极大的提高。

从当前科学技术的反战大趋势来看，机电一体化是个必然趋势，也是科技革命的必然产物，机电一体化的发展必将影响传统机械、电气工业化工生产，逐步引领工业产业结构向智能化、自动化、高效能的方向发展。

1 机电一体化技术特点

机电一体化的结构功能主要包括：整体功能、动力功能、信息处理、控制功能等方面，尤其是控制功能结合现代电子技术的设计，通过相应软件实现自动化的控制，构成了一个完整的机电一体化系统。机电一体化从交叉学科而来，目前已经是自成一体，具备了具有自身专业特色的新的学科，其总的特征是：综合运用自控技术、机械技术、计算机技术、传感、技术、接口技术和电力电子技术的合理配置，实现最优化的系统工程，在功能上能够实现高效能、多功能、高可靠性的目标，其核心技术包括软件和硬件，硬件的要求是比较高的，涵盖高性能的机械本体，传感器和驱动信息单元。软件部分主要是起到保证准确性和可靠性的控制程序。

机电一体化技术和相应的产品已经渗透到各个领域涵盖范围广泛，目前我们所能接触到的所有工业生产领域都已经覆盖了机电一体化的技术，其生产产品根据专业类别分为“数控机械类、电子设备类 、机电结合类、电液伺服类、信息控制类”。

2 机电一体化技术的应用发展

在制造业技术高速发展的今天，应用机电一体化的产品也是层出不穷，在2013年我国新增机器人3.7万台，成为全世界2013年机器人数量增加最多的国家，据统计在2014年新增机器人数量已达到5.6万台，从这个方面也可以看出智能化、自动化结合微电子技术的行业发展是机电一体化的发展大方向，通过机电一体化技术的发展将带动各个行业共同的发展。

2.1 发展历程

“机电一体化”很多人简单的理解为机械与电子的结合。在早期我们国内刚刚接触到机电一体化时仅是将机械和电子学的简单融合，称作机械电子学，近些年由于其不可抵挡的发展势头，机电一体化的的称谓更加适合。机电一体化技术的发展离不开微处理技术的进步发展，微型芯片技术的进步必将带动相应的数控、机器人、电子控制等机电一体化前沿技术的革新，当然在不同的行业由于行业特殊性，也势必存在相对低级的机电一体化，在当前应该是高级和低级并存，以效率优先为标准。随着整个国家产业结构的升级和改变，我们越来越提倡绿色经济，绿色工业，机电一体化也应向环保、节约的方向发展。另外在硬件方面，以电脑控制为主的机电结构集成化技术日趋成熟，而与之紧密结合的控制技术、驱动部分、机械结构部分都将提高集成化程度，高度集成化降低了使用和操作的难度，另外整体的机械效率也得到了较大提高。

2.2 技术应用

在现代机械制造业中充分利用电子计算机技术和现代制造技术，制造工程领域的新技术相继诞生，如数控技术、柔性制造技术、现代集成制造系统、虚拟制造、敏捷制造等。在饮料加工行业，利用机电一体化实现饮料自动灌装，使单机的自动化程度有了较大的改善和提高，整个饮料生产及其包装生产线的自控技术和生产能力得到了极大的改善，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。在金属加工企业中利用CIMS技术将人与生产经营，生产管理和过程控制有机组合，连成一体，实现从原料采集到进厂技工，再到生产、加工、销售发货等等整个生产过程都有机电一体化的技术体现。

3 机电一体化产品的发展趋势

今后随着网络技术和计算机技术的发展，机电一体化产品的发展趋势将向智能化、微型化、网络化、自源化、人性化、绿色化的方向发展。智能化即要求机电产品有一定的逻辑思考、判断推理、自主决策等智能，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、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控制操作、诊断和修复。目前我国拥有机床接近320万台，是当今世界上机床数量最多的国家，但是处于技术领先的数控机床不到一成，而在这些机床中大部分也都是一些普通数控机床。机床中的电气传动部件，近些年也在逐渐向交流传动转变，电气传动技术被交流传动所取代是必然趋势，数字技术的发展将复杂的矢量控制技术变为现实，而且交流调速系统的性能已经大大超过了直流调速水平。

机电一体化产品种类和生产厂家繁多，因此模块化是一项复杂的工程。在产品开发设计时，利用标准化模块开发出新的产品。模块化是需要生产厂家统一认识，应该从行业发展角度出发，加速实现模块化和标准化的进程。另外网络技术的发展也会对机电一体化技术产生深远影响，家庭网络化可以将家用电器连接成集成家用电器系统，机电一体化产品无疑应朝网络化、接近生活化方向发展。

4 结束语

随着科学技术的发展， 机电一体化和各种专业技术相互融合的趋势将越来越明显，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势，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：

[1]姚全.21世纪机电一体化技术的发展趋势[J].科技创新与应用，2012（29）.

[2]黄鸿辉.对机电一体化技术发展趋势的探究[J].电子制作，2013（07）.

[3]张葆青，闫石，陈爽.机电一体化技术的现状与发展趋势[J].机床与液压，2011（24）.

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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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关键词：机电一体化；概念；现状；发展趋势

一、机电一体化的概念与由来

人类进入了一个新的世纪──21世纪。回顾过去的20世纪，人类的经济和科学技术发展成果超过了过去所有世纪的总和。传统的学科正在脱胎换骨，新的学科不断问世，技术的融合程度比任何一次技术革命都高。机电一体化技术产生于这一背景之下，自然符合科技发展的规律，也是机械学科发展的必然结果。“机电一体化”这一技术术语最初来源于日本学术界，他们根据英文的Mechanics（机械学）和Electronics（电子学）两词，组合出Mechantronics一词，日文谐音记作“夕力卜口二少又”，其表意汉字为“机电一体化”,Mechantronics一词从学科角度可以翻译为“机械电子学”，我国科技界也经常直接使用“机电一体化”作为汉语的表达词汇。

一般认为，机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。

二、机电一体化的发展现状

与其它科学技术一样，机电一体化技术的发展也经历了一个较长期的过程。有学者将这一过程划分为萌芽阶段、快速发展阶段和智能化阶段三个阶段，这种划分方法真实客观地反映了机电一体化技术的发展历程。

“萌芽阶段”指20世纪60年代以前的时期。在这一时期，人们在机械产品的设计与制造过程中总是自觉或不自觉地应用电子技术的初步成果来改善机械产品的性能，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，出现了许多性能优良的军事用途的机电产品。这些机电结合的军用技术在战后转为民用，对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。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。

20世纪70年代到80年代为第二阶段，称之为“快速发展阶段”。在这一时期，人们自觉地、主动地利用3C技术的成果创造新的机电一体化产品，3C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：①mechatronics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；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③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。

从20世纪90年代开始的第三阶段，称之为“智能化阶段”。在这一阶段，机电一体化技术向智能化方向迈进，其主要标志是光学、通信技术等领域进入机电一体化，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，并取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

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，目前正向光机电一体化技术（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向发展，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）系统技术

系统技术即以整体的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，它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

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。

（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。

四、结语

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，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，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献：

［1］李建勇．机电一体化技术．北京：科学出版社，2004．

［2］潘忠堂．浅析传感器技术是机电一体化的一项关键技术．机械电子工程，1998(1)：13-17,39

［3］冯正进．机电一体化技术进展．工业工程，2000(1)：1-4

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关键词：单片机技术；机电一体化；特点；技术

集成电路制造技术推动了单片机技术的发展，随着单片机技术的发展，机电一体化技术也越来越成熟。机电一体化主要从系统方面，运用信息技术、自动控制技术、软件编程技术、计算机技术、微电子技术以及机械技术等综合技术，使机电技术有机结合，从而形成机电一体化技术。

1 单片机技术的特点及在机电一体化技术中的作用

单片机是单片微型计算机的简称，对计算机的基本部件进行微型化，使基本部件以微机的形式集成在芯片上。芯片内包含定时器/计数器、CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、中断控制及系统时钟等。单片机具有体积小、功能强、功耗低等特点，性价比较高，更加易于推广及应用[1]。新型单片机可用于图象处理、信号处理、承担数据与数值分析及机器人智能控制等方面。微电子技术在机电一体化产品中广泛应用，使产品在节能、性能、质量及效率方面，表现出较高的水平。单片机具有较强的逻辑能力，操作指令丰富，与机电一体控制系统相适应。

2 基于单片机的机电一体化技术

2.1机械技术特点

机械技术利用高科技更新概念，在性能、材料以及结构上进行变更，以此达到改善性能、提高精度、提高刚度、缩小体积及重量的目的。基于机械技术的机电一体化，在系统制造时，根据机械理论及经典的机械工艺，结合计算机辅助技术，采取人工智能化方式，形成机械制造技术。

2.2自动控制技术与计算机

自动控制技术主要包含人工智能技术、神经网络技术、专家系统技术、判断、决策、存取、运算及信息交换等计算机信息处理技术。将控制理论作为指导方向，对系统进行设计，设计的系统要经过现场调试及控制技术，如速度控制、自适应控制、高精度定位控制等。

2.3系统技术与接口技术

机电一体化的系统技术，是将整体的概念组织，应用到各种技术中，以全局角度以及系统目标为出发点，将总体经过分解，变成若干功能单元，并使之相互关联，以接口技术作为系统技术中的重要方向，接口技术是系统各部分实现有机连接的重要保障。

2.4传感检测技术与伺服技术

传感检测技术是机电一体化系统的感受器官，传感检测技术是自动调节及自动控制的关键所在。传感检测技术可以提高机电一体化系统的水平，在现代工程的应用中，传感器能精确快速地获取信息。伺服传动技术包括液压及电动等各种相关类型的传动装置，伺服系统包含电信号到机械动作的转换部件及装置，其对系统的功能、动态性能以及控制质量，起着决定性的作用。

3 机电一体化技术分析

机电一体化是指在机构的信息处理功能、动力功能、主动功能及控制功能上结合电子技术，将电子化设计和软件与机械装置结合，所组成的体统总称。机电一体化系统是以众多技术支撑为基础的，它在诸多结构方面都有涉及。步进电机是基于单片机的机电控制系统，同时，它也是微缩的机电一体化技术应用系统。步进电机作为常规的机电控制执行机构，它的主要作用是把电脉冲转，化为角位移，例如：步进驱动器收到脉冲信号后，就会驱动步进电机转动，按设定的方向转动到固定角度。利用脉冲个数，对角位移量进行控制，以此保证定位的准确性；在调速过程中，应控制脉通频率，并以此控制电机转动的速度、以及电机转动的加速度。步进电机的精准控制，以单片机的运用作为前提，单片机技术使控制智能化、规范化，并使步进电机具备良好的特性。单片机可以消除步进电机的低频振荡，也可以提高电机的输出转矩及电机分辨率。机电一体化技术已发展成带有自身体系的新型学科，随着科学技术的日新月异，机电一体化将被赋予新的涵义。机电一体化涵盖产品与技术方面，是一种经过有机融合的综合技术。基于单片机的机电一体化技术，具备许多新功能，如自动调节与控制自动诊断与保护、自动显示记录、自动检测、自动处理信息等，机电一体化产品是人的手与肢体的延伸。

4 结束语

总之，单片机技术，有利于提高机电一体化水平及自动化水平。应加深对这方面的研究，使基于单片机技术的机电一体化技术更加成熟。随着单片机技术的发展，机电一体化技术趋向智能化。智能化作为机电一体化技术的发展方向，极具重要性。智能化吸收了混沌动力学、心理学、计算机科学、人工智能、运筹学等方面的新方法及新思想，使机电一体化技术具备逻辑思维能力、自主决策能力以及判断推理能力。本文对单片机技术的机电一体化进行了探讨与分析，为机电一体化技术在智能化机器人方面的研究提供了借鉴。

参考文献：

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[3]朱曲波.机电一体化技术的现状及发展趋势探究[J].科技风， 2011，18（12）：252-253

篇10

关键词：机电一体化技术 微细加工技术 智能化 应用领域

知识经济时代最突出的特点在于知识和信息的传播不同于以往的制造和技术的传播，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。

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。

一、我国机电一体化的现状

全球范围内机电一体化的发展通常可以分为三个阶段。第一阶段为20世纪60年代以前，因为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；第二阶段为20世纪70~80年代。第三阶段为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，机电一体化呈现深入发展时期。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。

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入“863计划”。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。

二、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，必须掌握机械本体技术；传感技术；信息处理技术；驱动技术；接口技术；软件技术。

三、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。

四、我国机电一体化的发展前景

4.1网络一体化

知识经济时代的突出特征是计算机技术和网络技术的迅猛发展。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。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。

4.2模块标准化

模块化是一项重要而艰巨的工程。因为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又是非常重要的事。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。

4.3人工智能化

21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向就是智能化。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。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。

五、结语：

机电一体化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。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强大之路。

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.

3、柴天佑：智能控制综述[J].基础自动化，2006（6）.