时间：2023-08-18 09:33:20
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随着电子技术、机械技术、计算机技术的发展，出现了机电一体化这门发展迅猛的新技术。微电子技术以及大规模集成电路的发展又给机电一体化带来新的生机。随着科学技术的不断发展，机电一体化技术还将被赋予新的内容。
一、机电一体化的概念
机电一体化是指在机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，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，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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，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。
二、机电一体化技术的现状
欧美等发达国家对机电一体化技术研究较早。但在初期，由于电子技术发展的局限，机电一体化技术发展缓慢。随着计算机技术、控制技术、通信技术的不断进步和大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，机电一体化技术有了充分的基础，得到了极大发展。到20世纪90年代以后，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；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新的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的理论基础，逐渐形成完善的科学体系。
我国大约从20世纪80年代初开始在机电一体化方面进行研究和应用， 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”。在制定发展规划和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，并取得了可喜的成果：人工神经网络、专家系统等研究成果不断应用到机电一体化技术上来，数控技术、机器人和计算机集成制造系统等方面也取得了长足的进展。但是我们也清醒地看到，与日本、欧美等先进国家相比我国的机电一体化技术仍有相当差距。
三、机电一体化技术的发展趋势
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展进步有赖于相关技术的进步。纵观国内外机电一体化技术的发展动向，其发展的方向主要有智能化、模块化、网络化、微型化、人性化、绿色化。
1、 智能化
赋予机电―体化产品以某种程度的智能是机电一体化永恒的追求，智能化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。机电一体化产品智能化的途径多种多样，包括模糊逻辑控制技术、专家系统技术、人工神经网络系统、智能工程等。
2、 模块化
和其他的技术发展类似，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接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但很重要的事。有了标准接口的单元，产品的兼容性大大提高，而且开发新产品的周期也会更短，这对于机电一体化企业来说是发展的必然。
3、 网络化
20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络的普及使得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成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
4、 微型化
微型化是机电一体化向微观领域发展的趋势。微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMs工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMs器件和系统，如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器)，各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微弹簧以及微机器人等)。
5、 人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给产品赋予人的智能、情感和人性，使产品和人之间的关系更加和谐显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，这些都对未来的机电一体化产品提出了更高的要求。
6、 绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。机电一体化产品的绿色化主要是指在其设计、制造、使用和销毁时都应符合环保和人类健康的要求，以求把对生态环境的危害降到最低。
四、结语
机电一体化作为高新技术的重要代表之一，是现代制造业的基础和核心。发展以机电一体化为基础的现代制造业将对传统制造业的全面优化升级起到巨大的促进作用，同时也将对经济的发展产生巨大的支撑、拉动和提升作用。在市场经济条件下，立足技术创新和自主开发，机电一体化的发展前景必将越来越广阔。
参考文献：
[1]韩瑞宝.我国机电一体化技术的发展趋势[J].应用科学，2008,(3).
[2]孟宝金.机电一体化发展现状的分析研究[J].航海工程，2009,38(1).
[3]曲文君.机电一体化技术的发展趋势和应用研究[J].电气与自动化，2009,38(4).
[4]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2008,36(8).
[5]吕长河.论机电一体化与我国的经济发展[J].产业经济，2008，(12).
【关键词】机电一体化；技术；现状；发展
1.机电一体化现状
机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，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。机电一体化技术是机械技术、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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。机电一体化产品不仅是放大了人的力量与范围，更是代替了人的感官和头脑，智能化是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。机电一体化的根据发展大体可以分为3个阶段。
初级阶段是20世纪60年代以前。这一阶段，机电一体化的研制和发开还处于自发状态，人们简单的使用电子技术改造机械产品的性能。在第二次世界大战期间，由于战争大大刺激了机械产品与电子技术的结合，战后军用技术转为民用。但是受当时的电子技术的发展水平所限，机械技术与电子技术的结合和渗透都处于比较低级水平。
蓬勃发展阶段为20世纪70～80年代。这一阶段，机电一体化在计算机技术、控制技术、通信技术的发展的基础上，结合大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，机电一体化技术和产品得到了极大发展，机电一体化的概念到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认，各国也更加关注和支持机电一体化的发展深入发展阶段是在20世纪90年代后期，机电一体化技术开始向智能化方向迈进，光学、通信技术、微细加工技术在机电一体化中的应用，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支，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被深入的研究，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域的巨大进步，为机电一体化技术开辟了更加广阔的发展前景。这些科学技术和研究，为机电一体化逐渐形成完整的科学体系奠定了基础[3]。
我国对机电一体化的研究和应用是从20世纪80年代初才开始的，机电一体化技术被列为“863计划”，国务院也成立相关的小组。我国将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，在我国许多高等院校、国家企业也对机电一体化技术进行了研究与应用，当前阶段的机电一体化发展有利的提升了我国的综合国力。
2.机电一体化的发展
2.1人工智能方面的发展
21世纪机电一体化技术一个主要发展趋向就是智能化。智能化是机电一体化技术区别于传统机械技术最根本的特征。人工智能方向的研究也越来越重视，人工智能不是要求完全达到人类的智能标准，高性能的微处理器可以使产品拥有部分低级智能，使其可以在某些技术方面得以应用。外形庞大、生产过程连续性高以及生产速度快等是当前工业产品的主要特点，以往的机械技术对于这些特点已不能很好的适应，智能化的出现很好的适应了这些方面。
2.2模块化方面的发展
模块化设计就是将多个要素组合在一起，构成一个子系统。多个子系统最后又组合成为一个整体，从而生成一个新的系统，产生不同的功能。机电一体化如果能够实现模块化设计，必然大大减少设备之间的不兼容概率。如今机电一体化产品由于生产厂家很多，对产品的规格也无法统一，产品的多样性造成了标准电气、机械接口研制和开发的困难。但是对产品规格又很难做出严格的把控，由于利益关系，对产品标准的制定和完善很难出台。模块化的发展可以使各部件都使用标准单元，从而为制订统一的标准打下基础。产品的生产者在标准化产品上进行革新从而促进产品的更新换代，扩大产品的生产规模[1]。
2.3网络化方面发展
世界通过网络紧密地结合在了一起，人们的生活水平因网络而提高，人与人之间的联系因网络而密切。网络的普及与发展对各个领域都起了重大的推动作用，加快了我国全球化的步伐，全球的经济生产通过网络变得紧密，同时企业竞争也变得全球化，机电一体化技术因为世界，国际间的交流与合作得到了更快的发展。机电一体化技术新的发展动态，新的成品都会通过网络渠道畅销全球，网络的普及带来了产品营销方面的革命。
2.4微型化方面的发展
机电一体化发展的整体趋势之一就是微型化。微型化起步比较晚，但其在机电一体化领域也算是小有成就。机械设备向微型化发展，甚至是向微电子系统发展是微型化的方向。微机电一体化的目前存在机电技术的瓶颈，因为机电设备构造复杂，使得机电技术还不能达到与微电子技术同步，相信随着科技的进步，机电技术也会随之进步。从而使机电一体化整体的微型化水平更上一个台阶。微型化的产品现在已经广泛运用于军事及医疗方面。其体积小、操作性强、耗能少的优点使得微型化产品拥有广阔的前景。
2.5绿色化方面的发展
工业的发达带来人们生活上的巨大变化。物质极大丰富，生活更加舒适；但由于人们过于追求经济效益，而不重视环境和能源问题，导致环境问题日益突出，能源面临枯竭。低碳环保是当代社会的理念，现代随着人们生活水平逐渐提高，全社会都在呼吁合理利用环境资源，回归自然。因此绿色产业就有更大的发展空间，绿色化产品也是机电一体化技术的发展趋势。绿色产品消耗最少的资源，达到最大的经济效益，造成最小的环境污染，在其设计、制造、使用和销毁的整个生命过程中，始终注重环境的保护和人类的健康，对生态环境造成的危害很小，对资源利用率极高，所以机电一体化产品的绿色化此具有很大的发展前途[2]。
3.小结
机电一体化产品随着科学技术的发展和电子技术的广泛应用，在国民经济建设的各个方面发挥出越来越重要的作用。机电一体化技术是机械、电子技术和计算机科学技术等多种技术发展的结合的产物。伴随着各种技术相互融合的趋势越来越明显，机电一体化技术的发展也会推向一个新的高峰。
【参考文献】
[1]蒋微.机电一体化技术的发展及应用[J].中国高新技术企业，2014（26）.
关键词： 机电一体化；技术；现状；对策
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0025-01
0 引言
机电一体化代表着机械工业技术革命的发展方向。在20世纪90年代后期，机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展并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。随着光学、通信技术、微细加工技术等渗入了机电一体化，进而出现了一些新的机电一体化的新分支。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化技术开辟了更广阔的前景。
1 机电一体化技术
机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术及其他技术相融合而构成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体的一个学科。所以机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。但是，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、微电子技术以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力。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，还有新的功能，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。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眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
机电一体化现在已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，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，并使整个系统成为最优化的系统工程技术。
2 机电一体化技术现状
机电一体化技术在发达国家经过几十年的研究和运用，现在机电一体化技术正向智能化方向发展。最新的技术方向是：光学、通信技术等进入了机电一体化，使得微细加工技术也在机电一体化中出现，从而出现光机电一体化和微机电一体化等新分支；通过进一步对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，使机电一体化的学科体系和发展趋势都得到了深入研究。
中国的机电一体化技术从80年代才开始在企业里应用和研究。经过20多年的努力我国在机电一体化技术方面取得了一定成果，尽管我们国家对机电一体化技术和产业给予了积极支持，特别是在涉及基础技术、综合技术等方面给予大力扶持。但机电一体化技术与发达国家相比仍有相当差距。
2.1 数控技术方面 中国从1958年开始发展数控技术，经过近50年的发展，国产数控机床的国内市场占有率达50%，出口到其它国家的国产数控机床也占到我国产量的10%左右。从90年代后期开始，我国的数控机床的精度发展迅速：普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。但是高精密的数控机床仍然需要从国外进口！
2.2 工业机器人方面 我国的机器人研发技术从60年代才开始，目前很多的机器人生产企业都掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统及软件编程技术、运动学和轨迹规划技术，能够生产了部分机器人的关键元器件，机器人已进入实用化阶段，中国已开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。中国的科研机构和企业能自主解决工业机器人控制、驱动系统的设计技术，自主进行机器人软件的设计和编程等关键技术。我国市场上运用工业机器人最多的企业目前主要分布在军工企业、先进制造行业及一些实力雄厚的大型，其中完全国产的工业机器人在这些行业中占到30%左右。不可否认的是工业机器人的关键技术还是被国外的企业牢牢控制！
2.3 计算机集成制造系统方面 我国经过多年的理论和技术准备，计算机集成制造已经有了较快发展，进一步缩短了和国外的差距。
3 机电一体化技术的发展对策
根据我国的机电一体化技术的现状，结合我国机电一体化企业的实际状况，应该从以下几个方面考虑：
3.1 要把发展机电一体化技术作为增强自主创新能力的重要内容，鼓励和促进企业在这个领域有所作为。同时，为缩小与发达国家的差距，可以通过引进、消化、升级来逐步达到提高自主创新能力的目的。有关部门可以通过政府采购、项目设立等措施，达到支持和鼓励自主创新的目标。
3.2 要充分发挥大专院校、研究机构的科研作用，让大专院校、研究机构与一些大中型企业在机电一体化技术领域进行合作研究，推进技术的发展并把最新的研究成果快速的转化和应用于实际的产品和相关的领域，为各方面带来显著的经济效益和社会效益从而达到相互促进的积极作用。
3.3 要明确机电一体化技术开发和产业化推广的主力军是企业，在这方面，技术和综合实力雄厚的大型企业将发挥举足轻重的作用。有关部门应该在税收、金融和其他方面给予一定的优惠倾斜。
4 结语
机电一体化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。21世纪，机电一体化技术将成为机械工业的主角，在各方面都会带来显著的经济效益和社会效益。机电一体化技术是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。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.
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
关键词：机电一体化技术；现状；发展趋势
中图分类号：TN810文献标识码： A
一、机电一体化概述分析
针对当前机电一体化技术的相关要点和关键点进行分析，是全面的研究技术重难点的一项重要的工作。机电一体化主要是通过将电子电工技术、机械化技术、微电子技术、接口技术、信息数据传感技术、信号技术等进行全面的融合，并且将融合之后的工艺应用到实践的生产之中。总的来讲，机电一体化技术是基于上述技术群体而产生的一种新型的、综合性极强的技术，不仅仅是将微电子技术以及机械技术等进行简单的组合，更是对相关技术的发展和改良。所以，这也是机电一体化技术与机械电气技术的一种本质上的区别。而从实践的应用角度着手，机电一体化技术还可以分为产品以及技术等两个层面，相关的产品可以将人的感官、肢体的动作以及思想等进行延伸，同时机电一体化的技术产品还具有高度的智能化，可以增强当前工业生产与制造工作的制动化程度，在今后也必将为产业的革新带来巨大的贡献。总的来讲，现代化的生产设备之中，机电一体化设备占到了半壁江山，对于行业的影响是非常深远的。
二、机电一体化技术的现状
（一）国内机电一体化技术的现状。大体上机电一体化技术共有三个发展阶段，20世纪60年代之前属于初级阶段，即第一阶段，该阶段人们更为广泛的承认电子技术，并不自觉的加以利用；第二阶段，许多国家对机电一体化技术给予关注，并支持其产品。1989年第一届国际先进机电一体化学术会议在东京召开，这也标志着机电一体化的纵深发展。机电一体化在20世纪90年代后期处于深入发展时期，融入了微细加工技术、通信技术和光学等，形成了微机电一体化与光机电一体化的新分支，深入研究了机电一体化系统分析、建模与集成方法及其发展趋势。其发展现状有以下几点表现：①全部制造业领域基本都应用了机电一体化产品。在工业发达国家30%-40%的机床都是数控机床，工业机器人也趋向系统化与智能化，并以25%-30%的速度在未来几年内呈增长趋势，今后在家庭、娱乐、管理和办公等多个领域都会逐渐应用智能机器人。②单机的机电一体化逐渐过渡到全部制造业的集成化。如今制造业在全球发展的总趋势就是计算机集成制造系统，它将原有部门间的接线打破，将基础定为制造对信息流与物流进行控制，从而有机结合决策经营、开发产品、生产准备、实际生产与管理等环节，综合全局动态。③机电一体化领域引入了激光技术，它结合了电子、机械技术，将机电一体化的应用领域进行扩展，更好的结合了制造业和信息业。④微细加工设备和技术飞速发展，也使许多高新技术的兴起得到带动，对电子产业的发展给予支持，也在一定程度上促进了微机械的产生与发展。
（二）国外机电一体化技术的现状。从20世纪80年代初期我国开始研究并应用机电一体化，国务院在“863”计划中列入了成立的机电一体化领导小组，许多有关机构和院校也对此进行研究。目前在机电一体化技术的发展发面，我国虽落后于欧美等先进国家，但伴随技术革命的开展，我国也进行了更深入的研究，作为我国高技术研究领域的重点，优先支持其发展，也获得了很大进步，主要体现在以下几个方面。①计算机集成制造系统方面。通过十几年的理论与技术准备，计算机集成制造系统在我国取得了一定的进展，清华大学目前已经建成了该工程的研究中心，其他的著名高校也建立了相关的培训中心与实验室。我国有许多行业和省市以及类型、规模不同的企业都在研究计算机集成制造系统，并获得了理想的经济效益，如今该技术已经被引入到了石油化工、冶金、纺织、轻工、航天、电子、机械等各个领域，许多行业也逐渐对其进行关注与投入。②工业机器人方面。机器人的开发研究于1986年被列入我国的国家科技计划，现对其操作机的设计制造、软件编程、控制系统、轨迹规划以及运动学等多种技术均已掌握，生产并应用了一些机器人的关键元器件，开发出了多种机器人，可以水下作业、爬墙或前后行走等。我国与工业机器人操作机有关的企业及科研机构目前已经掌握其优化制造技术、设计与编程机器人软件、设计驱动系统的技术、控制工业机器人的技术等，并可以自动生成点焊、弧焊与大型机器人，开发并制备其周边配套设备。③数控技术方面。该技术于1958年起步，在其50多年的发展过程中，先后经历了我国制定的几个“五年计划”，整体来说取得了较为理想的进步。我国的生产能力早在几年前就达到了年产3000多套数控系统、5000多套进给装置和主轴。加工普通级数控机床的精度在近十几年已经从10μm变为5μm，以前3-5μm精密加工中心也达到了1-1.5μm，同时达到了纳米级（0.01μm）的超精密加工精度。
三、机电一体化技术发展趋势
(一)智能化。智能化是对机器行为的描述,是综合现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术在某一方面的应用,是21世纪机电一体化技术发展的重要方向。它使机器能够具备人的思维、推理判断,并具有自主决策能力,达到更高的控制目标,可取代生产过程中人的部分脑力劳动。目前的机电一体化产品机器人、数控机床是智能化的体现,当然现在其技术还不完善,随着智能化所起的作用越来越明显,工程师对机电一体化技术的研究也越来越重视,随着各项技术的迅速发展,机电一体化技术的智能化将会越来越完善。
(二)标准化。机电一体化产品种类和生产厂家繁多,机械接口、电力接口、动力接口、环境接口等只有具有了一定的标准,才便于各部件、各单元的匹配。由于各生产商为了维护自己的利益,目前无论是国际还是国内都没有一个标准。随着经济全球化的发展,经营理念的进步,资源的共享,技术的进步,机电一体化技术的标准化已成为未来的一个发展趋势。机电一体化技术上的标准化有利于新技术、新产片的开发,有利于产品的规模化生产,同时反过来促进机电一体化企业的发展。
(三)网络化。自上世纪末,网络迅速发展,其应用渗透到各个行业,生产方式发生了巨大的变化,机电一体化技术也是如此。计算机网络技术的发展促进了机电一体化技术的进步,而机电一体化技术也促进了网络的发展,例如:网络的各种远程控制的终端设备就是机电一体化的产品。现场总线和局域网技术的应用逐渐出现了集成家电系统、企业内部局域网,人们的生活、工作方式,及企业的生产方式逐渐向网络化发展。为了服务于客户,机电一体化技术必须顺应时代的发展向着网络化方向发展。
(四)精密化。微型机电一体化是机电一体化的一个新的发展方向,它是微机械技术、微电子技术和软件技术的融合,使微型机电一体化产品体积更小、耗能更少、运动更加灵活。微型机电一体化技术在医学、军事、航空、信息领域具有较高的应用价值,发展前景广阔,它还将向微米、纳米级方向发展,在更多的领域发挥更加积极的作用。
(五)绿色环保。资源循环利用,绿色生产、不污染自然生态环境,已成为各行各业继续发展的必然趋势。机电一体化行业也是如此。绿色环保需要做到产品的设计、生产、运输、使用、维修、销毁等环节,不会对自然环境和人类健康造成威胁,在各环节对资源的利用率达到最高,不浪费资源,并且产品停止使用后可回收利用。机电一体化技术及其产品,应当朝着绿色环保的方向发展,走可持续发展的道路。
四、结语
机电一体化是在生产力发展、科学技术进步的基础上发展起来的新型学科,自机电一体化技术产生以来,对工业生产方式,企业管理方法,人们的生活工作方式,军事、医学、信息技术等各行的技术改革都产生了巨大影响。随着时代的变化,机电一体化的核心技术会不断完善,就目前来看,智能化、标准化、网络化、精密化、绿色环保是机电一体化技术的发展趋势,随着科学技术的发展、各项科学技术的亲密融合,机电一体化技术将会越来越完善、在各行业发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]雷耀军. 机电一体化技术的发展与思考探析[J]. 科技创业家,2012,20:87.
关键词：机电一体化；发展现状；典型产品
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）08-0111-02
伴随着科学技术的不断发展，全国上下都掀起了煤矿企业转型的发展。工业新型化作为“四化”工程建设中的首位自然有着其不可取代的作用。而工业新型化的转型需要机电一体化的推动，因此对机电一体化的相关知识有所了解并且合理运用对于在社会主义市场经济中取得优势地位有着重要的意义。本文结合煤矿工作的实际情况，分析国内的机电一体化进程，并且介绍部分产品，提出煤矿生产实践与机电技术理论结合的具体方法。
1 机电一体化技术的发展趋势
电子技术的兴起为机电一体化技术的问世起到了巨大的推动作用。与机械技术结合的电子技术从小规模集成电路开始，逐步发展为大规模集成电路，微处理器的处理表明了机电一体化技术的成熟。
在20世纪90年代初，机电一体化技术在通信中得到了广泛的应用，研制出的部分机电一体化机械能够实现性能上的多用途，功能上的易扩展。伴随着执行器技术的出现和位传感器制造技术的成熟，以半导体技术为基本方法的新型机电一体化技术开始与传统的方法融合，进而形成了系统功能强大，集成性高，紧密度高的机电一体化技术，这种技术逐渐演变成机电一体化的分支学科“微机电一体化”。虽然此分支的理论依然自称体系，但是加工方法却远远没有达到成熟。目前的机电一体化技术正朝向光机电一体化、自律分配系统化，并且逐步向智能化的方向在努力。
①光机电一体化。目前广泛流行使用的就是光机电一体化，它是有能源系统、新性处理系统、物理机械构建以及传感系统组成。可以看出将光学技术引进到机电一体化技术中，能够很便利地对机电一体化系统的信息处理系统、传感器系统以及能源系统进行改造，节约了升级成本、提高了生产效率，光机电一体化是主要的发展趋势。
②自律分配系统化。机电一体化产品在执行系统和控制系统上会留有加大的空间，因此具有很好的扩展性，能够面对突发事件，并且从中学习处理方法。这种柔性化的系统被称作“自律分配系统”，在此系统中，子系统是相对独立而有互相关联的，功能上互不影响，但是都为总的执行系统提供服务，因此自身具有“自律性”，能够在不同环境下做出不同的反应。这种特性在煤矿作业中有着广泛的应用，使得控制系统能够收集到传感器传来的信息并且将相关的信息显示在控制台上。如果故障比较严重则会自动使系统停机，保证了系统的可靠性。
③智能化系统。今后的机电一体化产品必然会努力想智能化发展。智能化系统能够实现的主要技术就是信息技术和模糊技术。同时，智能化系统有着明显的层次结构，能够将简单的系统结构编程复杂多变并且容易功能扩展的多向结构。智能化系统对于改变矿井工人的生产条件，让其从繁重的体力劳动中解脱有着重要的意义。而且智能化设备适合程序化的反复多次的工作，因此可以在监测上取得良好的效果。
2 机电一体化在煤矿作业中的应用
①提升系统和运输系统是开采煤矿的主要设备。机电一体化技术能够对其进行必要的改造。使得提升系统的功能得到很大的提高，例如：使得提升机能够适应各种恶劣的工作条件，避免环境对电气元件和零件的影响，而且还能够保证系统有灵敏的反应速度和反应能力。对于运输系统的改造则使其适应长距离的运输，保证了运输的可靠程度，不再过分依赖于工人，使得工人能够摆脱繁重的体力劳动。
②机电一体化在监控系统中的应用。机电一体化技术在监控系统中应用是整个矿井生产过程中最重要的一部分。矿井中的监控系统管理同银行的有所不同，对数据的保存不需要过于苛刻，规程对于数据保存的要求甚至提到了只要不超过5 min，因死机导致的数据丢失是允许。在日常生活中，银行出现死机不会因为死机导致人们的存款数据丢失。但是安全监控系统不能随意体制，否则就会导致矿工的生命安全没有保障。使用机电一体化技术后，将机内数据库与局域网连接成同步模式，自行研制的专用通信接口作为主备机的心跳监控，在数据库和主机同步、软硬件结合的基础上，还能实现数据检索、图形显示、图表打印等任务。经过几年的努力，机电一体化技术在监控系统中已经得到了广泛的应用并且取得了较好的效果。
③机电一体化技术在采煤机中的应用。目前，我国大部分煤矿已经进行了更新换代，综合机械化采煤系统成功的取代了液压牵引技术，这对于推进煤矿自动化进程有着重要的意义。机电一体化牵引技术同液压装置相比有着众多明显的优势：首先，在牵引力的特性上，机电一体化牵引技术不仅能够为采煤机提供克服阻力的牵引力，还能在采煤机下滑时为电网提供制能动能；其次，制动装置的合理安置使得采煤机能够适用于大倾角的煤层，这在之前是不可详细的；机电一体化牵引技术也使得机器的磨损范围变少，这使得维护工作比较容易。伴随着计算机技术的不断发展，电牵引采煤机已经逐步实现了计算的完全控制，这就为支架自动化的实现提供了帮助。
④机电一体化技术在带式传输机中的应用。带式输送机具有输送量大、支持长距离输送、运行效率高、可靠性强等特点，广泛应用与我国煤矿井下原煤的输送工作中。同时带式输送机中应用机电一体化技术比较容易，这就使得带式输送机一体化技术成为当前研究的重点。目前流行的带式输送机是CST 可控软启动装置，它能够为平滑启动提供较大的惯性载荷。在这种情况下，一条带式运输机能够由一台或者多台CST来进行驱动。但是目前，尚未解决在线监控、动态分析和启动延迟的问题，为了正常运行，对于中间驱动点的数目有很大的限制，一般设置为3点驱动。驱动点数目的限制对输送机的运量和长度。
3 我国机电一体化面临的问题和发展目标
目前机电一体化工作有两个明显地层次：一个是使用微电子技术对传统的产业进行改造升级以达到节省材料、节约能源，提供工作效率的层次；另一种则是利用机电一体化技术，开发能够应用于实际的智能化、数字化的机电产品，从而提高生产的安全性和高效性。
①我国机电一体化工作面临的问题。国家已经出台了不少的相关帮扶措施和改革方案促使我国的工业结构和产品结构都有了多次调整，但是在各种因素的影响下，得到的成效不大。机电一体化产品的性能良好，功能强大，成本较低，对于调整工业结构和产品结构是一条新的改革途径。并且完备的功能系统能够保证其根据用户的需求和市场需要来改变生产方式和产品结构。从这个意义上说，机电一体化产品能够实现多类产品的生产，从而为传统的生产工业提供新的作业方式，将员工从繁重的劳动中解放出来，实现安全、健康、文明的发展。
②我国机电一体化的发展目标。在机电一体化方面，我国发展目标总体说来就是要对传统产业进行有效改造并且研制出一批符合中国国情的机电一体化产品，从而实现产业的更新升级。总的说来就是要让机电一体化对我国的工业产业和产品结构做到必要的贡献，达到振兴传统工业的目的。同时为我国的机电行业发展提供一条光明之路。
4 结 语
机电一体化在市场引导和实际作用影响下向着光机电一体化、自律分配系统化、智能化系统等方向发展，其中光机电一体化是目前发展的主要趋势，但是可以预见智能化将为产业结构提供更大的改革空间。目前我国研制机电一体化装置已经得到了广泛的应用并且取得了较好的成果。在发展过程中自然面临这各种不同的问题，这主要是发展方向不明确导致的，可以通过科学管理及标准化等方式来解决。
参考文献：
一、机电一体化的产生及概述
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。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。
机电一体化是一个综合的概念，包含了技术和产品两方面内容，它首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包含技术基础、技术原理在内的，使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术，机电一体化产品是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代机电产品。
二、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：第一阶段（又称初级阶段）是20世纪60年代以前，这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认；第二阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展；第三阶段，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。
我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863 计划”。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。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，但随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了对机电一体化技术的研究力度，并将其确定为国家高技术重点研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩。
三、机电一体化发展趋势
1.智能化
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。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。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.光机电一体化
光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高功能和附加值；产品具有体积小、重量轻、适应性强、使用寿命长、操作更方便的特点。
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
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
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。于是人们呼吁保护环境资源。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，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，设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。
6、柔性化
柔性化有两层含义，首先是产品具有自适应性如纺织业中，纺纱设备能方便的适应不同种类的纤维，织机能满足多种织物对织造工艺的要求，在变换品种时能做到方便快捷；其次，机械设备制造商要具备根据用户的要求而为用户定制的能力。实现柔性化的必要条件是产品设计必须贯彻模块化的设计理念。
关键词：机电一体化 现状 发展
引言：
机电一体化技术建立在计算机网络技术以及机械技术的基础之上，利用机械设备的自动处理技术，对机械设备进行多功能整合，有效改善设备精度、提升设备性能，使其朝着智能化的方向发展。随着现代科技的进步，促使机电一体化技术不断的变化和发展，微电子技术、传感测试技术、自动控制技术等也逐步融入到机电一体化技术当中，但是机电一体化技术绝不是这些技术的简单叠加，而是将这些技术有机结合，使机电一体化技术的适用范围更加广阔，日常生活中常见的智能洗衣机、空调、照相机等都是机电一体化产品的代表。机电一体化技术的应用，在一定程度上提高了机械工程技术的效率，使机械工程的要求得以更好的满足，实现了机械产品的自动调节、控制与检测，因此，机电一体化技术的发展越来越受到人们的重视，这项技术的未来发展前景将会越来越广阔。
一、机电一体化技术的发展现状
1.机电一体化技术的发展历程
早在上世纪60年代末期，日本企业界就提出了“机电一体化技术”的概念，他们将这一技术取名为“Mechatronics”，即机械技术与电子技术融为一体。直至70年代，人们都把机电一体化看成是机械与电子技术的结合。到了20世纪80年代，信息技术开始逐步发展起来，促使微处理机的性能有所提高，为数控机床、工业机器人以及汽车电子控制系统等机电一体化产品提供了有力的技术支持，超大规模集成电路及微型计算机的出现也为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。进入20世纪90年代后，机电一体化系统中融入了通信技术，使得机械设备变得更加智能，便于操控。机电一体化机械设备的功能更加多样，性能也有了很大程度的提升，尤其是微传感器和执行器技术与半导体技术、机电一体微型化方法相结合，形成了更加精密和集成的“微机电一体化”。随着自动化技术、人工智能技术、光纤技术的不断发展和进步，机电一体化技术逐步建立起完善的科学体系。
2.我国机电一体化技术的发展历史及现状
20世纪80年代，我国开始了对机电一体化技术的研究，国务院对这项技术予以高度重视，并将其列入“863”计划的重点发展项目之一。为加快机电一体化技术的发展，我国提出了发展这项技术的具体实施策略，并成立了专门的研发小组，着重研究如何促进机电一体化技术更快的进步。随着我国经济的发展和科技水平的提高，使机械与电子技术实现了有机结合，尤其是电子计算机技术、自动化控制技术、通信技术的发展，为机电一体化技术奠定了坚实的发展基础。尤其是我国自主研发出了微型计算机以及大规模的集成电路，这为机电一体化技术的发展提供了更为充足的条件。进入20世纪90年代，我国的机电一体化技术有了更为深入的发展，各种高科技技术逐渐被应用到机电一体化技术的研究当中，使机电一体化系统更加智能化，促进了机电一体化技术的快速发展。目前，我国已建立了计算机集成系统工程研究中心，很多企业通过实施计算机集成系统应用示范工程获得了巨大的经济效益，计算机集成系统也被广泛应用于诸多领域，得到了各行各业人们的关注。另外，我国现在已掌握了工业机器人操作机的设计制造及程序优化等技术，能够独立生产机器人的关键元器件，开发出适合各行各业作业的多种机器人，为企业的发展提供了便利。
二、机电一体化技术未来的发展趋势
机电一体化技术的应用对于机械产品的制造和加工起着非常重要的作用。就目前的状况来看，高智能将成为机电一体化技术未来的主要发展方向，智能机器人将变得更加普及。在控制系统的指引下，智能机器人将会具有一定的判断及推理能力，并根据不同指令自主学习相关知识，代替人类完成一些复杂的生产工作，使人们得到所需产品的同时，提高生产效率。因此，高智能化将成为机电一体化技术的主要发展趋势，研究人员将会根据不同层次的需求编写不同的控制系统，让机器人可以更好的为人类的生产生活而服务。
机电工业的不断发展，为人们的生活提供了极大的便利以及丰富的物质生活，但同时也对资源进行过度的开发，对生态环境造成了一定的恶劣影响。随着人们环保意识的增强，绿色生产、绿色产品越来越受到人们的欢迎。因此，未来的机电一体化技术将朝着绿色化的方向迈进，即以减少对环境的危害或对环境无危害为根本出发点，最大限度的回收与利用报废设备及产品，使用更加环保的生产原料及生产技术，使研发过程及产品符合环境保护的标准，以保证产品的市场价值。
计算机网络技术的兴起与发展推动着各行各业的发展，并且充分将全球资源整合，使企业间的竞争更为激烈。将计算机网络技术应用到机电一体化技术当中，不仅实现了机电一体化设备的远程自动化控制，而且使我国对于国际上一些先进的机电一体化产品有了更加深入的研究，促使国内机电一体化技术的发展趋于成熟。可以说，未来的机电一体化技术将会更加网络化，使机电一体化设备的无人值守运行成为现实，同时也能够让机电一体化技术的新产品通过便捷的途径得以向市场推广。
目前我国有很多企业生产机电一体化的产品，但是由于所生产的产品缺乏统一的标准，因此在生产过程以及以后的使用过程中难免会遇到麻烦。因此，这就要求机电一体化产品实现模块化，即将这些产品划分为独立的模块，使每个模块可以在机械设备更好的发挥其应有的功能，以适应不同生产的需要。模块化技术能够在一定程度上减少产品开发及生产的成本，使不同产品的零部件之间实现通用，这对产品的维修性、装配性与拓展性的提高也起着一定的促进作用。模块化的设计与制造也将成为未来机电一体化系统的发展趋势，并且随着微机械电子技术的发展而逐渐普及。利用这些模块，可以方便快捷的生产出各种新型机电一体化产品。
随着纳米技术的不断发展进步，很多领域的生产设备实现了“由大及小”的过渡，尤其是机电一体化技术，也逐渐朝着微型化方向发展。微型化，即机电一体化设备向微型机器及微观领域发展的趋势，微型化产品的体积小，耗能低，机电一体化产品的微型化使得其应用范围更加广泛，由此来看，微机电一体化技术是机电一体化技术的必然发展趋势，具有广阔的发展前景。
三、结论
我国机电一体化技术的发展受到了国家的重视和支持，获得了巨大的发展和进步。但是我国的机电一体化领域在某些技术方面还存在着不足，与发达国家相比还存在一些差距。因此，为了使我国机电一体化技术和产品的技术占有率和核心竞争力有所提升，国家应该继续鼓励机电一体化技术的研发和产品的开发，加大支持力度，采取有效措施提高机电一体化系统的研发能力，以促进我国机电一体化技术的进一步发展。
参考文献：
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[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）
[3].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）
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