論機電一體化技術的發展及特點

論機電一體化技術的發展及特點

　　一、機電一體化的發展狀況

　　機電一體化的發展大體可以分為三個階段。20世紀6O年代以前為初級階段。在這一時期，人們不斷地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。從總體上看基本上為自發的進行研發。

　　由于當時電子技術的發展也只是初級階段，沒有達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能得到有效發展，因技術不成熟等原因造成已經開發的產品也無法得到大量推廣。

　　20世紀90年代后期開始至今，機電一體化技術進入了智能化發展的階段。尤其人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等的快速發展使得機電一體化技術的發展進入了一個新的領域，有了更深入、更廣闊的發展空間。光學、通信技術、微細加工技術等與機電一體化的融合，以及對機電一體化的系統研究，使得其逐步建立了一個較為完整的科學體系。機電一體化的發展方向主要表現在以下幾個方面：

　　(一)智能化隨著科學技術的H益發展，智能化已經成為機電一體化技術發展一個重要內容。它是建立在控制理論的基礎上，充分吸收人工智能、運籌學、計算機科學和動力學等新思想、新方法，模擬人類的思維及智力，使產品能夠具有一定的判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，使產品在運行和使用過程中能夠達到更好的控制作用。機器人與數控機床的推廣使用就是賦予機電一體化產品智能效果的重要應用。

　　(二)模塊化模塊化的發展，是機電一體化產品能夠得到快速發展的一個重要方面，通過產品單元的模塊化，使得產品能夠更好、更快、更簡單的進行安裝、拆卸、維修。在模塊化發展的前提下，使機電一體化產品各功能的控制單元更趨向與統一化、系列化、通用化、標準化。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，模塊化是產品規模效應的重要因素，勢必給機電一體化企業的發展帶來美好的前景。

　　(三)網絡化時至今日，計算機技術的發展已經家喻戶曉，尤其網絡技術的興起和飛速發展不僅給科學技術、工業生產、軍事領域甚至是教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。由于網絡的普及，以及其本身具備的各種遠程控制和監視技術，使得與智能融為一體的機電一體化產品更易于被人們所接受和使用。無論是企業的生產還是家用電器的使用，通過網絡指揮控制、監控已普遍為人們所樂見。

　　因此，機電一體化產品無疑會越來越依賴與網絡并通過網絡化得到深入發展。

　　(四)綠色化如今，綠色的概念不僅僅代表著生態環境的好壞，在人們的工作中、日常生活中更是隨處可見，隨時被關注。綠色空氣、綠色農作物、綠色產品更是被人們所津津樂道。綠色概念在產品的設計、制造、使用和銷毀過程中被得到了充分的考慮，綠色化是產品發展的必然趨勢。設計綠色的機電一體化產品，不僅符合人們的時代要求，更具有無限的發展前途。

　　二、機電一體化產品的構成及特點

　　機電一體化產品一般由機械系統、動力系統、傳感與檢測系統、信息處理及控制系統、執行機構五部分組成。通過產品內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現產品的整體功能 而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。

　　從其結構來看，機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性。

　　(一)機械系統機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品各項功能的基礎，因此對該部分機械結構有較高的要求，以確保機械在運轉過程中不會出現因材料不合格、鏈接不吻合、幾何尺寸不配套等原因造成的故障。

　　(二)動力系統動力系統是機電一體化產品的能量來源，為機械系統完成要求的動作提供能量和動力。動力系統包括電、液、氣等動力源。

　　(三)傳感與檢測系統簡單來說，傳感器和檢測系統的作用就是為機電一體化產品的運行提供各種信息。兩者就相當于人的眼睛與觸覺系統，產品幾個動作的連續完成主要靠二者的測定與反饋。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現。

　　(四)信息處理及控制系統信息處理及控制系統是機電一體化產品的中樞，相當于人的大腦，其具體運行過程為，將接收來的傳感與檢測系統反饋的信息，進行相應的處理、運算并最終進行決策，然后將決策結果以指令的形式傳達給產品的執行機構。

　　(五)執行機構執行機構在控制信息的作用下完成要求的動作，實現產品的主功能。機電一體化產品的執行機構一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構。執行機構因機電一體化產品的種類和作業對象不同而有較大的差異。執行機構是實現產品目的功能的直接執行者，其性能好壞決定著整個產品的性能，因而是機電一體化產品中最重要的組成部分。機電一體化產品的五個組成部分在工作時相互協調，共同完成所規定的目的功能。

　　三、結語

　　綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是多種科學技術發展的結果，是社會發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越廣闊。

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