機電一體化技術的現狀及其發(fā)展趨勢

機電一體化技術的現狀及其發(fā)展趨勢【摘要】隨著我國社會水平和工業(yè)技術的不斷提高，各項技術彼此融會，加快了工業(yè)生產向機電一體化發(fā)展的發(fā)布。在機器工程范疇，機器工業(yè)技術和微電子技術和計算機技術的交織滲入組成電機一體化。機電一體化技術的快速發(fā)展使機械工業(yè)的功能構成、技術結構、管理體系等發(fā)生了巨大的變化。本文對機電一體化技術的發(fā)展現狀進行分析。【關鍵詞】機電一體化；技術；發(fā)展趨勢；技術現狀機電一體化是一個新興的工業(yè)邊緣學科，在我國正處于發(fā)展階段，代表著機械工業(yè)技術改革的發(fā)展方向。機電一體化技術中包含微電子技術、信息技術、機械技等多種技術，對推動現代工業(yè)的發(fā)展有著重要意義。一、機電一體化概述機電一體化技術目前在我國已經是一項有自身特點的新型技術，該項技術的原理是將機械裝置和電子化設計相結合，完成信息處理和控制及動力功能，并且隨著科學技術的不斷發(fā)展，還會有更多的技術融入機電一體化設計中。機電一體化是指利用自動控制技術、機械技術、信息技術的一個系統(tǒng)處理裝置，通過合理的布局和配置多個功能單元完成結構優(yōu)化和系統(tǒng)功能為目標。通過機電一體化系統(tǒng)多功能、低能耗、高質量、可靠性高等特點，充分的實現特定機械裝置的功能價值，并且促使整個系統(tǒng)工程技術最優(yōu)化。機電一體化技術并非將機械生產的各項技術進行簡單拼湊，而是有機融合機械技術，微電子技術和其他技術。二、機電一體化的發(fā)展狀況我國自1986年發(fā)表“國家高技術研究發(fā)展計劃”后開始重視機電一體化的應用和研究，國內許多大專院校、研究機構都加強了對機電一體化技術的研究力度。及至20世紀80年代，世界微處理機技術的研究人在不斷深入，微處理機各方面的性能均得到顯著提高，并開始應用到大量高級機電一體化產品中，這一時期我國也將微處理機引入飛行系統(tǒng)，作為其關鍵技術之一，在安全氣囊、發(fā)動機振動控制、高度控制等安全技術和飛行器控制技術方面應用尤為廣泛。為實現機械裝置的智能控制，機械裝置的系統(tǒng)設計有機結合信息技術和微處理技術，在主系統(tǒng)中建立數據庫，應用于工程設計和控制操作。90年代，通訊技術進入機電一體化期間，機器裝配在功效上實現了遙控和多媒體控制的計算機控制，這一期間微傳感器技術和執(zhí)行器技術發(fā)展迅速，某些電機一體化裝配在保證原有功能的基礎上，還增加了其他功能。機電一體化技術將半導體技術和傳統(tǒng)技術進行有機結合使機電一體化技術逐漸精密化。我國進入21世紀后開始將自動化控制技術、計算機技術應用于機電一體化技術。三、機電一體化的發(fā)展趨勢（一）智能化隨著我國科技水平的提高，智能化開始逐漸被應用于機電一體化裝置系統(tǒng)中。智能化是對機械裝配體系及行動的描述，是指在機器控制體系計劃方面有機聯(lián)系信息技術、人工智能技術等，使機器裝配具備一定學習、分析能力，從而使電機一體化機器具有優(yōu)良的人機對話性。機電一體化產品的微處理器性能在提高運行速度的通順，還能夠在一定程度上協(xié)助人們完成某些高難度的工業(yè)操作。二）模塊化研制標準化機電一體化產品單元是一項非常復雜的工作，由于在研制該體系時，需要考慮標準動力接口、機械接口和電氣接口等因素的個體開發(fā)及綜合開發(fā)，如在進行智能調速電機一體的動力單元開發(fā)時，需要將圖像識別、圖像處理和視覺處理綜合考慮如何將三者向結合，開發(fā)、研制成一體的控制單元，并且該控制單元必須能夠完成各種典型操作，標準化單元在機電一體化產品的研制和開發(fā)中具有重大的意義，是企業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新機電一體化產品的核心。電氣產品的模塊化、標準化能夠促進工業(yè)發(fā)展，提高產品的市場競爭力。（三）網絡化20世紀90年代計算機技術的飛速發(fā)展給各行各業(yè)帶來了巨大變化，目前計算機網絡技術已向全球化發(fā)展，生產企業(yè)一旦研發(fā)出新型機電一體化產品，只要產品具有功能獨特，質量可靠的特點，很快就會暢銷全球。目前許多家用電器都已開始應用計算機網絡技術，人們在家里就可以享受各種高科技帶來的快樂和便利。（四）微型化20世紀80年代末期機電一體化機械開始向微型化領域發(fā)展，通常將幾何尺寸不超過1平方厘米的機電一體化產品稱為微電子機械系統(tǒng)。隨著我國工業(yè)生產水平的提高，我國研發(fā)的機電一體化機械裝置逐漸向納米、微米級發(fā)展。由于微型電機一體化機器裝配體積小、操縱方便、能源消耗少，在信息技術、醫(yī)療技術、軍事等方面具有不可取代的優(yōu)勢。（五）柔性化在研發(fā)新型機電一體化產品的同時要在控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)能夠安全運行的前提下，使系統(tǒng)具有“柔性化”特點，才能夠使產品較好地處理各種突發(fā)事件。通常機電一體化的總系統(tǒng)設計會結合自律分配技術，形成“自律分配系統(tǒng)”，在此系統(tǒng)中各子系統(tǒng)相互獨立且能夠獨立工作同時被總系統(tǒng)統(tǒng)一控制。由于子系統(tǒng)本身具有的“自律性”特點，因此在不同的環(huán)境條件可以處理不同的突發(fā)事件?！白月煞峙湎到y(tǒng)”具有在特定前提下，子系統(tǒng)可以改變行動的特點，能夠在增強系統(tǒng)能力的柔性的同時，不會因為某個子系統(tǒng)的故障而影響整個機械系統(tǒng)。（六）仿生物系統(tǒng)化未來的機電一體化產品在工作時依賴信息處理系統(tǒng)，并且在機械結構上處于“靜態(tài)”（休眠）具有不穩(wěn)定性，但在“動態(tài)”（工作）時具有穩(wěn)定性。此特點與活著的生物類似：生物大腦停止工作會導致生物死亡，而當生物大腦工作時生物具有活力。（七）系統(tǒng)化系統(tǒng)化是指機械一體化裝置在系統(tǒng)結構上進一步采用具有開放式和模式化特點的總線結構。主系統(tǒng)可以靈活控制及組合子系統(tǒng)，實現對多個子系統(tǒng)進行綜合管理和協(xié)調控制。（八）綠色化我國工業(yè)技術的快速成長促進了人們的生活水平的進步。工業(yè)的發(fā)展在一定程度上滿足了人們的物質生活需求，但工業(yè)的發(fā)展會造成地球能源大量減少，城市生態(tài)環(huán)境得不到保護。于是設計綠色的機電一體化產品非常必要，綠色的機電一體化產品應該是在使用期間不污染環(huán)境，報廢后能夠回收利用。結束語隨著我國社會生產力的發(fā)展，機電一體化技術在工業(yè)生產中越來越重要。機電一體化產品能夠為我國帶來顯著的經濟效益與社會效益。機電一體化技術與電子技術、計算機技術和自動控制技術的發(fā)展緊密聯(lián)系，隨著我國科學技術水平的不斷提高，機電一體化技術還會吸收、融合其他技術，其發(fā)展前景也將越來越光明。參考文獻：[1]張洪杰.機電一體化技術的現狀與發(fā)展趨勢探討[J].數字技術與應用，2014,22(09)：218.⑵楊聯(lián)英.淺談國內外液壓技術的現狀及其未來發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014，13(03)：93.⑶惠斌曄.機電一體化技術在我國的應用及發(fā)展趨勢[J].科技風，201