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科學技術一體化特征匯總十篇

時間:2024-03-30 09:36:00

序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇科學技術一體化特征范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。

科學技術一體化特征

篇(1)

機電一體化的外文名詞是Mechantronics,起源于日本,是取英語Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的,表示機械學與電子學兩種學科的綜合。目前,國內(nèi)外對機電一體化的涵義有各種各樣的認識,其各自的出發(fā)點和著眼點不盡相同,再加上機電一體化本身的涵義還在隨著生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展不斷被賦予新的內(nèi)容。機電一體化技術即結(jié)合應用機械技術和電子技術于一體,是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結(jié)果。隨著現(xiàn)代科學技術日新月異的發(fā)展,不斷地推動不同學科的交叉和滲透,從而導致整個工程領域的技術革命。

1.機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。機電一體化涵蓋技術和產(chǎn)品兩個方面,只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機械。機電一體化系統(tǒng)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體,具有滿足人的使用要求的最佳功能。

2.我國機電一體化的現(xiàn)狀

世界范圍內(nèi)機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。第二階段可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。第三階段,20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發(fā)展時期。

計算機數(shù)控機床(CNC)是一種由計算機或?qū)S秒娮佑嬎阊b置控制的高效自動化機床。它綜合應用了計算機技術、自動控制、精密測量和機械設計等方面的最新成就,是典型的機電一體化產(chǎn)品,是機床發(fā)展的必然趨勢。

汽車的機電一體化中心內(nèi)容是以微機為中心通過自動控制來改善汽車的性能,增加汽車的功能,實現(xiàn)汽車降低油耗,減少排氣污染,提高汽車行駛的安全性、可靠性、操作方便和舒適性。近幾十年,國際各大汽車公司都加大了對汽車機電一體化的研究,使其發(fā)展有了質(zhì)的飛躍。

工業(yè)機器人(IR)一般應由機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)等組成,是一種能模擬人的手、臂的部分動作,按照預定程序、軌跡及其要求,實現(xiàn)抓取、搬運工件或操作工具的自動化裝置,是具有發(fā)展前途的機電一體化典型產(chǎn)品。

3.機電一體化的發(fā)展趨勢

3.1自律分配系統(tǒng)化

未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發(fā)事件,被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中,各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的,其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

3.2系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放和模塊化的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組套,進行任意裁減和組合,同時要求實現(xiàn)多坐標系列控制功能的NC系統(tǒng)。表現(xiàn)特征之二是通話功能的大大加強,即網(wǎng)絡化趨勢。

3.3人工智能化

這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。

3.4全息系統(tǒng)化

機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也由簡單的“從上到下”的形勢而變?yōu)閺碗s的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

3.5綠色化

環(huán)境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主題。

3.6微型機電化

微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.7面向21世紀的制造模式

一次制造成功,采用成組技術和分組作業(yè)方式,按質(zhì)、按量、按時完成,做到零廢品、零庫存、零設備故障、零環(huán)境污染,從以“技術”為中心向以“人”為中心轉(zhuǎn)變,從“金字塔式多層次管理”向“網(wǎng)絡式管理”、由順序工作方式向并行工作方式、由固定組織

加工向敏捷制造加工轉(zhuǎn)變。

4.結(jié)語

篇(2)

一、前言

隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展,不同學科的交叉與滲透也越來越廣泛,注定了各個領域的技術革命與發(fā)展。在機械工程領域中,由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系等發(fā)生了翻天覆地的變化,從而將工業(yè)生產(chǎn)由"機械電氣化"帶入了"機電一體化"為特征的發(fā)展階段。

二、概述

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發(fā)展,還將會被賦予新的內(nèi)容。但是它的基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、可靠性高和低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)處于最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此產(chǎn)生的功能系統(tǒng),就組成為一個機電一體化系統(tǒng)或者說機電一體化產(chǎn)品。

因此,"機電一體化"涵蓋"技術"和"產(chǎn)品"兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的本質(zhì)區(qū)別。機械工程技術是由純技術發(fā)展到機械電氣化,仍然屬于傳統(tǒng)機械。但是發(fā)展到機電一體化階段后,其中的微電子裝置除了可以取代一些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。擁有智能化的特點是機電一體化與機械電氣化在功能上的一個本質(zhì)的區(qū)別。

三、機電一體化的發(fā)展過程

"機電一體化"這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當時即70年代,人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將"機電一體化技術"與"機械電子學"并用,近年來"機電一體化"更流行使用。

80年代,信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用,典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統(tǒng)后,使機械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。

信息技術驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫,連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣,對機電一體化的系統(tǒng)設計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外,光學也進入了機電一體化,產(chǎn)生了"光機電一體化"的新領域。

進入90年代,通信技術進入了機電一體化,機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術的發(fā)展,和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合,開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支"微機電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后,機電一體化隨著自動化技術的發(fā)展而日益發(fā)展,穩(wěn)步進入了21世紀。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合的一門學科,各個學科互相促進、互補不足、相互發(fā)展。專家預測,未來機電一體化技術將向以下幾個方向發(fā)展:

(一)智能化方向

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設的研究中得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要的應用。這里所說的"智能化"是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求達到更好的控制效果。

今后的機電一體化產(chǎn)品"全息"特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的飛速發(fā)展。

(二)光機電一體化方向

一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源、(動力)系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學技術,利用光學技術的先天特點,就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

(三)模塊化方向

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜而又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

這需要制定各項標準,以便各個部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,短時間內(nèi)很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準,但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

(四)柔性化方向

未來機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的"冗余度",有較強的"柔性",能較好地應付突發(fā)事件,被設計成"自律分配系統(tǒng)"。在這系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)是相互獨立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務,同時具有本身的"自律性",可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具有"行動"是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

(五)網(wǎng)絡化方向

上個世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?,F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem,CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

(六)微型化方向

微型化興起于上世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

(七)仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上處于"靜態(tài)"時不穩(wěn)定,但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時,生物便"死亡",而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時,生物就很有活力。就目前情況看,機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢,但還有一段很漫長的道路要走。

(八)綠色化方向

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;而另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到了嚴重污染。于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品,具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用。

(九)系統(tǒng)化方向

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強,一般除RS232外,還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系,機電一體化的人格化有兩層含義。一層是,機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人,如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理,研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上,許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

五、結(jié)束語

綜上所述,機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學技術發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)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,相信隨著科學技術的發(fā)展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻

篇(3)

中圖分類號:TH-39 文獻標識碼: A

隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段?!皺C電一體化”意思是機械技術和電子技術的有機結(jié)合。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認,我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術發(fā)展飛速,機電一體化產(chǎn)品更日新月異。

一、機電一體化技術基本概念

機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發(fā)展,向機械工業(yè)領域迅猛滲透,機械電子技術深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎上,綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,從系統(tǒng)理論出發(fā),根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標,以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎,對各組成要素及其間的信息處理,接口耦合,運動傳遞,物質(zhì)運動,能量變換進行研究,使得整個系統(tǒng)有機結(jié)合與綜合集成,并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動,在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術功能復合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術。

二、機電一體化的核心技術

1、機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2、計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3、系統(tǒng)技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā),將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元,接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面,是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4、自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統(tǒng)設計,設計后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場調(diào)試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5、傳感檢測技術:是系統(tǒng)的感受器官,是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強,系統(tǒng)的自動化程序就越高。

三、機電一體化的發(fā)展進程

1、數(shù)控機床問世:自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金,使數(shù)控設備制造市場一派繁榮。

2、微電子技術的發(fā)展:我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年,經(jīng)過30多年發(fā)展,已初步形成包括設計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3、激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現(xiàn):以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發(fā)展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結(jié)合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

四、機電一體化的發(fā)展方向

20世紀90年代后期,各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地,也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有:

1、智能化:是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。

2、網(wǎng)絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3、自動化:所謂自動化技術,是指人類利用各種技術手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作,以現(xiàn)實預期的目標、功能。一個自動化系統(tǒng)通常由多個環(huán)節(jié)要素組成,以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能,最后實現(xiàn)自動運行目標。

篇(4)

機電一體化又稱機械電子學,亦可稱為機電整合,英語稱為Mechatronics,它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成,它是在機構(gòu)功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

2 機電一體化的發(fā)展概況

機電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上,隨著機電一體化技術的快速發(fā)展,機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展?,F(xiàn)在的機電一體化技術,是機械和微電子技術緊密集合的一門技術,它的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化,智能化。

但在20世紀60年代以前,機電一體化就已經(jīng)開始發(fā)展了。在這一時期,人們在不知覺中就已經(jīng)在利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結(jié)合。20世紀70~80年代,計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎,也就是在這一時期出現(xiàn)了機電一體化這一名詞。20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入了深入發(fā)展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化;另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。據(jù)了解,我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此,機電一體化的主要發(fā)展方向如下:

(一)智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。它是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收計算機科學、人工智能、心理學、生理學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。故智能機電一體化產(chǎn)品也具有這種能力,從而取代制造工程中人的部分腦力勞動

(二)數(shù)字化

微控制器和接口技術的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎,而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起,為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路,數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復。

(三)模塊化

模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。但機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。

(四)網(wǎng)絡化

20世紀90年代,計算機技術飛速發(fā)展后的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、教育以及日常生活都帶來了巨大的變革。而各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術正在興盛,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

(五)微型化

微型化是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術,微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

篇(5)

現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機電一體化概述

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。

二、機械制造技術的發(fā)展

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前,數(shù)控技術正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上,數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術,數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù),實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;在網(wǎng)絡化基礎上,CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機床聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

三、機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段:(1)20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結(jié)合,這些機電結(jié)合的軍用技術,戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時,研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。

由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

(2)20世紀70-80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn),為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。

(3)20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面,光學、通信技術等進入機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面:

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。

2.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。

3、網(wǎng)絡化

由于網(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術的興起,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

4.微型化

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。

5.環(huán)?;?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用。

綜上所述,機電一體化和機械制造的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學技術發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當然,與機電一體化和機械制造業(yè)相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發(fā)展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,他們的發(fā)展前景也將越來越光明。

篇(6)

1.緒論

現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式,以及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

2.機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發(fā)展,其還將被賦予新的內(nèi)容。但它的基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術,以及軟件編程技術等群體技術,根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),就稱為機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術,以及其他新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術有純技術發(fā)展到機械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護,等等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,而且是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

3.機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此,機電一體化的主要發(fā)展方向如下。

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。

3.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準,但我們可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?;瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3網(wǎng)絡化

20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育,以及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?,F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(Computer Integrated Appliance System,CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富、生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品,具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用。

3.6系統(tǒng)化

篇(7)

教育作為知識、智力、技術、的主要產(chǎn)業(yè),在計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌的重要時期要得到蓬勃發(fā)展,也必須轉(zhuǎn)變觀念、建立有效機制、迎接挑戰(zhàn)。現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科。隨著科學技術的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機械,其主要功能依然是代替和放大的體系。但是。發(fā)展到機電一體化后。其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還被賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說,機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

一、機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段

(一)20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結(jié)合,這些機電結(jié)合的軍用技術,戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時,研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

(二)20世紀70-80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期。計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn),為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎。這個時期的特點是:mechatronics-詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展:各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。

(三)20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面,光學、通信技術等進入機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支:另一方面,對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,使機電一體化進一步建立了堅實的基礎,并且逐漸形成完整的學科體系。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。

二、發(fā)展機電一體化

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面:

1.智能化:是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。

2.模塊化:模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的,還需要制定各項標準,以便于各部件、單元的匹配。由于利益沖突,近期很難制定出國際或國內(nèi)這方面的標準,但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè),還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè),模塊化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.網(wǎng)絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常 生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到、質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

4.微型化:微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

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機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值, 并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。

2 機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。第一階段(又稱初級階段)是20世紀60年代以前,這一時期人們不自覺地利用電子技術并使之得到比較廣泛的承認。第二階段,機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。第三階段,各國均開始極大關注和支持機電一體化技術和產(chǎn)品。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面:

3.1 智能化。

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。

3.2 綠色化。

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用[6]。工業(yè)的發(fā)展使得資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。綠色化成了時代的趨勢,產(chǎn)品的綠色化更成了適應未來發(fā)展的一大特色。

如果我們把機械產(chǎn)品和制造機械產(chǎn)品的機械裝置統(tǒng)稱為機械系統(tǒng),則機電一體化技術的功能可歸結(jié)為:提高機械系統(tǒng)的性能,完成傳統(tǒng)機械系統(tǒng)不能完成的功能;提高機械系統(tǒng)的智能化程度,使人在更舒適的環(huán)境中工作;提高機械系統(tǒng)的可回收性;降低機械系統(tǒng)的原材料消耗;降低機械系統(tǒng)的能耗;降低機械系統(tǒng)對環(huán)境的污染,可以看出其中至少有3條是和環(huán)境保護有關的。因而,進入21世紀,機電一體化技術的使命是要能提供一種高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、環(huán)境舒適和可回收的智能化機械產(chǎn)品,即提供一種能滿足可持續(xù)性發(fā)展的綠色產(chǎn)品。

3.3 網(wǎng)絡化。

20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到、質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?,F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3.4 微型化。

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

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2.計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統(tǒng)技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā),將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元,接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面,是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統(tǒng)設計,設計后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場調(diào)試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5.傳感檢測技術:是系統(tǒng)的感受器官,是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強,系統(tǒng)的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術:包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發(fā)展進程

1.數(shù)控機床問世:自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金,使數(shù)控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發(fā)展:我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年,經(jīng)過30多年發(fā)展,已初步形成包括設計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器(PLC)的應用于工業(yè):上世紀60年代后期,美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽車工業(yè)獲得大量應用。80年代是它走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu),采用開放的通信接口,如以太網(wǎng)、高速串口;采用各種相關的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準;從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng),正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發(fā)展,趨向于建立同一硬件平臺,運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng),執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現(xiàn):以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發(fā)展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結(jié)合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期,各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地,也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有:

1.智能化:是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。

2.網(wǎng)絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3.微型化:興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

4.綠色化:機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品,具有遠大的發(fā)展前途。

5.系統(tǒng)化:其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強,特別是“人格化”發(fā)展引人注目,即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研制各種機電一體化產(chǎn)品。

結(jié)束語:

當然,機電一體化的發(fā)展不是孤立的,與機電一體化相關的技術還有很多,并隨著科學技術的發(fā)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(fā)展與應用也將更加廣闊。

參考文獻:

[1]王靜。淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].同煤科技。2006.(4)

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現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,使得單純的單一學科應用已遠遠無法滿足人類社會的生產(chǎn)生活需要。各學科相互滲透,相互促進,為新的技術改革,知識創(chuàng)新提供契機。機電一體化技術就是在這樣的背景下發(fā)展而成的。

一、機電一體化技術簡介

機電一體化又稱機械電子學,英語稱為Mechatronics,它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設計》一書的副刊。時至今日,機電一體化這一概念已經(jīng)廣泛的被接受和應用。

機電一體化技術并不是單純的機械學與電氣或電子學的結(jié)合,而是在上述兩種技術的基礎上融合了信息技術,傳感器技術,自動控制技術,計算機技術,接口技術,信號變換技術以及軟件工程技術等多種科學技術,并不斷發(fā)展,廣泛應用的一門新興科學技術。

二、機電一體化技術的發(fā)展狀況

(一)、世界范圍內(nèi)的發(fā)展

20世紀60年代以前為初級階段。這一時期,人們在生產(chǎn)生活中并沒有刻意的將機械學與電子學技術結(jié)合起來,而是不知不覺的利用電子技術的成果來完善機械產(chǎn)品的性能,這便出現(xiàn)了最早期的機電一體化技術。期間發(fā)生的第二次世界大戰(zhàn),促使了機械技術與其他技術的融合。戰(zhàn)后,這些技術由軍用逐漸應用至民用范圍,但并沒有提出機電一體化這一概念,沒有將多技術的結(jié)合推廣。

20世紀70到80年代是這一技術蓬勃發(fā)展的時期。由于計算機技術的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,大規(guī)模的集成電路和微型計算機開始出現(xiàn),這位機電一體化技術的發(fā)展奠定了堅實的基礎。正是在這一階段,Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可,機電產(chǎn)品大量涌現(xiàn),世界各國逐漸對這項技術給予大力支持。

20世紀90年代開始,機電一體化技術進入新的階段。這一時期,通信技術、光學技術以及微細加工技術與機電一體化技術逐漸結(jié)合,出現(xiàn)了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時,機電一體化技術本身的研究日益成熟,對機電一體化技術的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學體系的研究,使機電一體化技術的基礎更加完整,理論體系更加完善。

(二)我國機電一體化技術的發(fā)展

[1]我國是從20世紀80年代初才開始這方面技術的研究。國務院成立了由杰出科學家?guī)ьI的機電一體化領導小組,并將這項技術列入“863”計劃中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作,雖然都取得了一定成果,但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當大的差距。

三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢

在半個世紀左右的發(fā)展中,人類生產(chǎn)生活對機電一體化技術不斷提出更高的要求,推動機電一體化技術產(chǎn)品的智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化、綠色化和微型化程度快速發(fā)展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術的重中之重。

智能化是目前形勢下大部分技術所共有的發(fā)展方向,也是機電一體化技術與傳統(tǒng)機械技術的重要區(qū)別之一。隨著智能控制技術的進一步發(fā)展和人工智能技術在生產(chǎn)設計活動中被越來越重視,機電一體化技術的智能化發(fā)展迅速。在更高速的微處理器出現(xiàn)以及運籌學、仿生學等技術的輔助下,機電一體化產(chǎn)品更好的擁有人類的部分智能。

機電一體化技術的發(fā)展必須標準化、系列化。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標準,將各個單元、接口統(tǒng)一化,以便擴大規(guī)模生產(chǎn)。但由于這項技術剛剛興起,做到標準化系列化還很難。

網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展,為機電一體化技術帶來了新的影響。網(wǎng)絡的普及使得基于網(wǎng)絡的各種機電產(chǎn)品遠程控制得到很大發(fā)展。而總線技術和局域網(wǎng)技術的發(fā)展,帶動了家用機電產(chǎn)品系統(tǒng)化,集成化的發(fā)展。

[2]系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。另一個表現(xiàn)是通信功能的增強。機電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是更加注重人格化,機電一體化的人格化有兩層定義,首先,就是模仿生物生理機能,設計各種機電產(chǎn)品。另外,機電一體化產(chǎn)品歸根到底是人在使用,賦予機電產(chǎn)品人的智能、情感、個性愈發(fā)重要,其總重目的便是人機一體。

在生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)重要的今天,機電一體化技術的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產(chǎn)品是指產(chǎn)品在設計、試驗、生產(chǎn)以及回收銷毀等方面對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率高。設計、使用綠色機電產(chǎn)品,是機電一體化技術發(fā)展的必然趨勢。

機電一體化技術的微型化指的是機電產(chǎn)品向微型機械及微觀領域發(fā)展。這一概念興起于20世紀80年代末,國外稱其為微電子技術。微電子產(chǎn)品體積小、耗能低、靈活性高,可廣泛應用于生物、醫(yī)療、軍事等方面。而機電一體化技術微型化的一個挑戰(zhàn)就是必須采用超精加工技術進行生產(chǎn)制造,如果在這一方面有了較大的發(fā)展,那么機電一體化技術的微型化將有質(zhì)的飛躍。

綜上所述,機電一體化技術是社會勞動力發(fā)展的產(chǎn)物,也是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的重要組成部分。機電一體化技術融合多學科種類,使傳統(tǒng)的機械預設方法和預設概念發(fā)生著革命性的變化。伴隨著現(xiàn)代科學技術的不斷創(chuàng)新,機電一體化技術的發(fā)展前景也將愈發(fā)光明。大力發(fā)展這一先進技術,不僅是人類文明發(fā)展的要求,也是創(chuàng)新理念,振興工業(yè)的必經(jīng)之路。

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