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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇机电一体化概念，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 10-0005-02
一、引言
机电一体化（Mechatronics）这一概念，是日本学者在1971年首次提出来的。至今，经历了40多年的发展，随科技的发展不断丰富，不断更新，机电一体化的内涵也发生了根本性的变化。尤其是进入21世纪以来，人们的消费观念不断变化，围绕消费者之间的市场竞争日趋激烈和白热化，重点是针对机电一体化产品的输出柔性、工作性能及可靠性等方面，在这些方面的，人们的要求越来越高。
新时代背景下，机电一体化技术在计算机技术、人工智能技术、网络技术、信息技术、传感器技术等相关学科的快速发展下得到了飞跃发展，面临着更加广阔的应用前景和发展空间。电子产品结构也在集成技术、新材料、微电子的快速发展背景下发生了革命性的变化，传统的机械产品向智能化、小型化、网络化、模块化、自动化、柔性化、机电一体化迈进，已经步入了一个新的发展阶段。再就是随着传感、信息技术和传统机械产品的融合，机电一体化技术已成为一个新兴的跨学科的技术，它涉及到的信息处理技术、制造技术、驱动技术、传感技术、自动控制技术、接口技术等关键技术。
总之，科学技术越是向更新更高层次发展，就越能给人们带来更多的惊喜和生活空间，也能给人们更加丰富物质、文化和精神享受。可以说，机电一体化技术在21世纪的机械产品的设计和发展中发挥着重要的作用，重点研究机电一体化产品控制系统概念原理及设计方法具有重要的理论意义及现实意义。
二、机电一体化系统及其组成原理
机电一体化系统是一个各种技术之间相互协调和整合的有机的、完整的体系，不是一个简单的各种技术拼凑和堆积。机电一体化系统从技术层面来说综合保函和运用了控制系统、机械工程、计算机技术、电子技术、电子技术和其他技术。尤其是机电一体化系统的中的驱动元件和执行器子系统是核心的执行机构，是实现可控电动机行为的终极目标，充分利用计算机信息处理和控制功能，利用现代控制驱动元件特性的机械系统。
（一）机电一体化系统概述
1.由计算机进行信息处理和控制的现代机械系统最终目的就是要实现机械运动和动作协调，这个也是机电一体化系统功能设计的根本出发点。
2.机电一体化系统从完成工艺动作过程这一总功能的角度来看，可划分为：信息处理及控制子系统、传感检测子系统、广义执行机构子系统（如图1），它们分别完成信息处理及控制、信息检测、机械运动和动作。
3.由驱动元件和执行件（或执行机构）融为一体的广义执行机构执行子系统，具有它的特殊性、可控性。
（二）机电一体化系统的组成原理
1.广义执行机构子系统。由刚性物件组成的形形机构组合而成的传统，他们的缺乏可控性是传动和执行机构系统上最大的问题。而驱动元件与执行件（或执行机构）融为一体是广义执行机构的一个特点（如图2），从而实现可控运动。
电机、气动马达和动作缸是驱动元件中的一两种，同时还有液压、电磁铁、弹性元件、形状记忆合金、光能马达等，这足以说明驱动元件种类繁多。机电一体化系统得到更加有效工作就必须依靠驱动元件的多样性。传统机构中的输出件可以为执行件，单一构件也可以是执行件。同时，驱动元件与执行件（或执行机构）的集成应用使机电一体化系统更加有效地工作。
2.信息处理及控制子系统。信息处理和控制子系统检测传感器所提供的信息，技术和控制策略和执行的广义执行机构控制的基础上采取行动的过程中。应执行的控制来实现，广义的运动学模型是由一台计算机和软件实现。信息处理和控制子系统是实现智能化的现代机械系统，自动化的关键。
3.检测传感子系统。检测传感器是实现物理量的检测和信号采集的功能载体，也是连接广义执行子系统的中间纽带。
三、机电一体化产品控制系统概念设计过程
总体而言，要从功能需求出发建立机电一体化产品控制系统概念设计图3所示：
（一）用户需求模型
1.用户需求调查与分解。用户需求表达的是用户自己的意愿，要想获得这些意愿与想法，需要通过市场调查，但是这样的可操作性不强，很难使设计者完全把握用户的需求，对此可以将用户需求进行细分。机电一体化系统用户需求可分为控制域、机械域和其他域，控制域又可分为硬件域和软件域。将最初的用户需求（父需求）对应于所设计的产品向各个领域进行分解（图4：用户需求调查与分解），获得最终的用户需求（叶需求）.分解后的需求可以更具体的体现设计目标。
图4 用户需求调查与分解
用户需求分解后，要进一步对客户需求进行评估，尤其是重点对每一个叶需求进行重审核，以此进一步用衡量的方法进行分析.
2.衡量过程。衡量用户需求的优先次序，在关键的用户需求中做出挑选。衡量方法的原理是：如果一个“希望需求”与一定数量的“必须需求”之间存在相关性，那么这个希望需求也应该“必须”满足，作为额外的必须需求。衡量过程如下：
（2）标记0表示希望需求与必须需求之间没有相关性。
（3）标记1表示希望需求与必须需求之间有很强的相关性。
（4）如果希望需求的综合值在[3，5]之间或更高的作为额外的必须需求。
（二）建立功能模型
功能是系统输出量和输入量之间的关系，常被称为流，通常分为物料流、能量流和信息流。功能结构是功能模型或功能分析结果的一种表达形式。产品的总功能分解成若干功能元，将系统的各个功能元用流有机的组合起来就得到功能结构。
使用功能基建立功能结构的步骤如下：
1.确定系统的总功能及输入、输出流。
2.对于每一个输入流创建功能链。成立为每个输入的功能链。设计者设想成为流，考虑从输入到输出，或在每个操作发生对流的转换操作每个功能组按时间顺序排列，并建立功能链。可分为两个时间顺序，串行和并行的功能链。串行函数链对流操作发生的时间顺序，并联功能链的基础上发生的操作一次，串行并行功能链的功能链，共享一个或多个公共流的数量。在功能结构所表达的支流。
3.连接各功能链得到功能结构。信号的检测，处理和反馈的过程其实就是所控制的过程。创建功能框图，对所有信号进行分析。通过分析，可以得出不同类型的信号和复杂的控制系统，尤其是进一步的功能的控制系统，然后在此基础上提出若干控制方案。
四、结束语
在本文中，对机电一体化系统做出了新的认识，提出了一种在机电一体化产品的概念设计过程中，并促进机电一体化系统的理解，尤其是提出了如何设计一个控制系统的分析方法，使控制系统满足用户的需求，并确保控制系统是最合理的。
参考文献：
[1]杨鹤年.机电一体化系统中的智能控制技术[J].煤炭技术，2011，7.
[2]黄娴.机电一体化系统原理方案设计[J].法制与经济（下旬），2011，8.
[3]倪传明.机电一体化技术在工程机械中的应用分析[J].中国新技术新产品，2011，15.
[关键词]机电一体化 概念设计 理论研究
中图分类号：T9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0047-01
机电一体化技术是以其产品为载体而体现出来，是机电一体化技术发展至今的技术水平体现。机电一体化产品设计人员，要使产品设计符合机电一体化技术要求，并富于时代感，就要对于产品设计技术以掌握，并具备多种技术融合的技术能力。面对机电一体化产品的技术先进性和复杂性，就要将符合当代机电一体化技术发展的产品设计理论建立起来。
一、机电一体化产品概念设计理论构建的意义
在机电一体化产品设计中，概念设计对于产品质量起到至关重要的作用。作为产品设计中的重要阶段，对于产品质量的决定程度可以达到70%以上。要获得性能优异的机电一体化产品，就要将机电一体化产品概念确定下来，制定出相应的设计方案和设计技术方法。概念设计理论首先是基于概念设计思想而建立起来的，在其基础上还先后出现了多种阶段性设计理论，如TRIZ设计、公理化设计QFD设计理论等等，对于机电一体化技术发展进程中所获得的创新设计成果发挥了重要的推动作用。
在机械工程研究领域中，这些理论被运用于其中，进行组合设计而形成了技术综合性较强的设计产品，由此而促进了机电一体化系统的多种学科交叉。系统的继承性决定了其设计的复杂性，多门科学技术的融合，使得原有的单一化设计理论不再适应目前的科技发展需求。那么，在机电一体化产品概念设计理论研究中，就要从机电一体化系统自身的性能出发，结合设计目标而建立起完整的概念设计理论，以对创新设计的机电一体化产品以指导。与此同时，还要在机电一体化产品设计概念理论建立起来之后，结合相关学科，以使理论研究逐渐扩展。
二、机电一体化产品概念设计理论研究现状
按照现代机构角度对机电一体化系统进行分类，可以划分为三个子系统，即广义执行机构、信息处理及控制系统和传感检测系统。将三个子系统相衔接，建立起框架体系，不仅有效实现机电一体化运动功能，而且还促进了产品创新设计。在机电一体化产品设计系统中，广义执行机构子系统是核心部分，其概念设计理论研究关乎到机构运动的总功能。特别是在基本工艺动作设计过程中，要基于广义执行机构的概念设计理论对基本的工艺动作进行构思，以使其具有动作的独立执行能力。当执行动作的创新技术确定下来之后，就可以结合机构系统建立框架模型，以使系统设计更具有可操作性，而且采用这种方式更能够结合计算机辅助进行产概念设计。
对于机电一体化产品的框架模型而言，仿真问题是最为重要的。作为设计结构复杂的动态系统，机电一体化产品实现动态性能的同时，更要注重系统仿真性嫩的验证。那么，在机电一体化产品概念设计阶段，就要确立功能实现的约束条件，将各种相关的仿真软件技术纳入到框架模型当中，运用各种通用建模技术，使用仿真软件将诸如原理图、键合图、信号流图以及方框图等等参数化。运用Simulink仿真软件将系统仿真平台建立起来，以为机电一体化产品概念设计的实现奠定基础。
三、机电一体化产品概念设计理论的发展展望
对于机电一体化产品设计人员而言，产品概念设计理论具有重要的指导作用。国外研究机电一体化产品概念设计理论所获得的成果，是建立在研究电子控制理论的基础上的。国内的研究学者则着重于机电一体化产品的运动结构研究。机电一体化系统是基于多种学科而建立起来的，这就需要产品设计者对于产品从多种学科角度进行研究，并趋向于产品概念理论的使用操作性。虽然国内外对于机电一体化产品设计理论的研究方向有所不同，但研究目标是相同的，且对于新技术、新产品的开发具有重要的指导意义。
关于机电一体化产品概念设计理论，从研究趋势上来看，还要面临诸多问题有待解决。比如，在进行机电一体化产品概念设计理论时，还要将推理方法建立起来；对于机电一体化产品的运动机构进行分类，为了对驱动元件以及传动机构等等进行选择，还要将驱动元件库以及机构执行库建立起来；对于传感器的选择，有赖于测物理量的参数定量化，以确定传感器类型。此外，还要将信息处理、控制方法库建立起来，以提高系统软件和硬件的可控性。机电一体化产品在不同的设计阶段，都会产生不同的概念设计理论，将产品概念设计评价体系建立起来，以利于产品不同阶段设计有效衔接。
总结
综上所述，对于机电一体化产品设计人员而言，概念理论设计所发挥的指导作用是不容忽视的。中国目前对于机电一体化产品设计的研究主要是基于运动功能为主产品结构设计。作为多种学科集合的机电一体化技术，其复杂性决定了机电一体化产品概念设计理论的重要性。
参考文献
【关键词】企业；技术改造；经济分析
机电的一体化系统并未形成具体的标准和统一的定义，从机械的角度上认为机电一体化系统的本质特征就是机械，是在机械的系统的主功能和相应的信息以及控制功能的实现上引进了相应的电子技术，使相应的机电系统实现与软件的有机结合，是一种特殊的机械系统。从机电系统的设计功能上考虑，完成了机械类、运动和信息等多任务的机械和相应部件联系起来，形成了机电系统的一体化模式以及形成了完整的机电系统，强调各种技术和功能的协调和良好结合，从而形成相应的机电的自动化系统。
一、机电系统的概念设计中的信息一体化
随着经济的发展和相应的技术革命，各学科的基础理论由于研究基础的发展和技术的相互渗透实现了产品设计的不断发展和完善，相应的机械设计逐步走向自动化和智能化的发展趋势从而实现机械设计指导的自动化和科学化、知识化。通过相应的计算公式和模型设计和比对实现了最优化的方案设计模式，机械概念设计的发展也逐步向现代化的设计模式靠近。通过计算设计的分析和综合，实现了更大范围内的机电系统的信息流动和管理控制，从而使相应的信息流更好地为机电系统的一体化设计服务。计算机与机电系统设计的相结合实现了信息载体的转换，通过更为新颖和快捷的设计方式和信息交流实现了信息的极大交流，从而使相应的机电系统设计方案的设计和选择达到最优状态。
二、机电系统概念设计中的功能结构一体化
功能结构的设计是机电系统设计的重点和关键，一般说来机电系统的功能结构设计分为功能设计和功能映射两个模块，然而这样分块的设计模式使机电系统的设计过程建立在抽象的概念基础之上，难以实现形象化和具体化的特点，设计过程中易出现信息的模糊和残缺，致使这样的设计模式难以形成形象而直观的感受，并从相应的机械制造的理论层面进行推理控制，这样的设计方式不利于机电系统概念设计的一体化模式的形成和协调。在相应的机电系统概念设计过程中应在建立了信息交流模式的基础之上增强概念系统设计的可行性和可操作性。在建立相应的信息交流模式基础之上实现机电系统的一体化优化设计。
三、机电系统概念设计的机电技术一体化
传统的机电系统的概念设计将机械与电子技术结合起来，从而通过机械、电子技术的系统结合实现相应的机械系统的功能特点，同时改变了人工的操作和判断，形成机电系统的自动化模式，并通过相应的程序协调机电系统的任务模式。然而传统的机电系统的设计难以满足现代机电系统设计的创新性要求，从而要实现一体化和自动化、智能化的发展模式。实现机械系统和电子技术的良好结合，从整体的系统功能上进行协调，从而实现机械技术和电子技术的协调组合，共同构成机电系统的功能结构。
四、机电系统概念设计的人机交互系统一体化
机电系统的一体化和信息化设计的最终目的是形成人机一体化的交互模式，形成智能化和科学化的机电系统的设计方式，随着计算机技术和相应技术的发展和创新，机械设计和应用的智能化模式逐步成为机械设计和应用的发展模式，人机交互系统的设计实际上实现了更为方便快捷的系统操作和应用模式，同时也提高了相应的生产的效率，提高了设计的科学化程度。在机电系统概念设计过程中，应以人为本建立机电系统的协同发展决策，从而使相应的机电系统充分使用于相应的设计人员。
参考文献
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
关键词：机电一体化；计算机控制；传感器
1 机电一体化的概念
人类从使用简单工具到现代的机器发生了巨大的变化。特别是计算机控制技术出现以后，传统机械又有了一个飞跃。
机器应该是机械和电器的合成。传统的机械工程和自动控制工程从专业学习到工程设计应该一体化。目前，关于机电一体化的定义与概念，许多书籍都是根据国外书籍的定义和概念而引用。对于国外的概念基本强调机器人跟数控机床的概念。虽然，机器人和数控机床是机电一体化中具有一定代表性的产品，但绝非是机电一体化的全部内容，机械的内容很多：化工机械、轻工机械、重工机械、纺织机械等。机电一体化强调的是机械产品的自动化和智能化的问题。
2 机电一体化的基础知识
机电一体化涉及的知识还是比较广泛的。在机电一体化设计中常常会涉及到机械做功，液体压力做功等理论力学和材料力学的相关知识。对于机械零件还涉及到机械零件的加工方法一些工艺性问题。尤为重要的是数控加工技术。零件的加工精度、材料的选择都是需要学习的。一些机械零件例如：轴和轴承、齿轮、凸轮、链条、链轮等可以说是机电一体化设备中应用极广泛的一类机械零件。对于零件的学习使是我们应具备的基础。还有自动控制和人工控制的内容，电路电器的基本知识。
3 传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定的规律变换成为电信号或其他所需的形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器大致可分为物理传感器和化学传感器两大类。在机电一体化中起着至关重要的作用。常见的传感器有：压力传感器、位移传感器、位置传感器、温度传感器、湿度传感器、气敏传感器等等。
4 绦凶爸
所谓执行装，就是把从电源、液压、气压等动力源获得的能量变换成旋转运动或者直线运动的一种装置。执行装置主要由执行元件、传动原件等构成。主要的执行装置有如下几种：步进电机装置、伺服电机装置、普通电机装置、液压油缸装置、液压马达装置、气压装置、气动马达装置。这些机械装置是控制系统的控制对象，也叫控制系统的执行装置。普通电机装置也是控制系统的控制对象，如采用变频器可以控制转速，PLC也可以控制转速和角位移。普通电机采用控制器的控制精度和效率没有步进电机和伺服电机高，但是在一些控制要求不太高的机电一体化设备中，目前应用还是比较广泛的，毕竟普通电机价格比步进电机和伺服电机低得多。
5 计算机控
机械设备的控制系统从最初的的强电控制到现在的计算机控制，经历了如下过程：简单的开关控制――继电器控制――单片机控制――单板机控制――PLC控制――PC控制。事实上，到现在为止机械设备的控制系统无论从简单的开关控制，继电器控制到复杂的单片机控制、单板机控制、PLC控制、PC控制都有它们的使用价值。随着时间的发展，使用的比例肯定会按上述顺序，前面的越来越少，后面的越来越多。目前来看单片机控制、PLC控制系统在机电一体化应用领域的数量上应该是最多的。
数控技术是指用数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是为止、角度、速度、等机械量和开关量，以及温度、流量、压力等物理量。数控技术和计算机控制技术是相互关联的。数控技术的特点：精度高、速度快、可靠性高。
6 机电一体化的设计方法
机电一体化设计类型可分为：
根据受控对象的不同，进行机电一体化设计；
改进型机电一体化设计；
创造发明性机电一体化设计；
不同的机电一体化设计类型，也有不同的设计方法。所谓根据受控对象的不同进行机电一体化设计，也就是不同行业有不同的受控对象。比如数控机床、包装机械一类的受控对象基本上是机械动作；在化工机械中，处理机械动作外还有对温度、流量、压力、配比等物理量的控制；也有将化学量作为受控对象的，如土壤分析仪对土壤酸碱度、钙、镁、磷的分析等。当然受控对象最多的还是机械动作问题。
改进型机电一体化设计是应用非常广泛的一类设计。比如，我国数控机场普及度不高的现状的主要原因一方面是数控机床的售价太贵，对于许多企业来说很难承担这笔开支的。所以对现有机床进行数控化改造，提高现有机床的生产效率和质量、节约成本等起到很好的效果。
在机电一体化设计中，我们主要考虑3部分的设计：机械部分、控制部分、传感器部分。事实上，为了简化问题，机电一体化的设计思路完全可以从两部分来考虑。即机械部分和控制部分，因为传感器完全可以在控制部分中一起考虑。机电一体化设计发展到今天，机械部分的设计仍然是这三部分中最重要的部分。过去在机电一体化设计的学习和实际工作中存在一种错误的认识和看法：认为机械设计直观简单，技术含量没有控制部分高。这是一种本末倒置的认识。
参考文献
关键词：机电一体化；发展；趋势
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1672-3198(2010)11-0330-01
1 机电一体化概述
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将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。“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面，是一种综合技术，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。
2 机电一体化的核心技术
2.1 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，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
2.2 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。
2.3 系统技术
即以整体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，是实现系统各部分有机连接的保证。
2.4 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。
2.5 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。
3 机电一体化的发展过程
机电一体化的发展过程大体可以分为三个阶段：
3.1 初级阶段
20世纪60年代以前为第一阶段，也称为初级阶段。在这一时期，人们自觉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。
3.2 高速发展阶段
20世纪70-80年代为第二阶段，也称为高速发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，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出现，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：mechatronics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；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。
3.3 智能化阶段
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，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，使机电一体化进一步建立了坚实的基础，并且逐渐形成完整的学科体系。
4 机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下。
4.1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设研究中得到日益重视，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，以求达到更高的控制目标。诚然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，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，则是完全可能的和必要的。
4.2 模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品的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和非常重要的事。例如研制集减速、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。若能利用标准单元迅速开发出新产品，也可扩大生产规模。但这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内的标准，但可通过组建一些大企业逐渐形成。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。
4.3 网络化
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、人们日常生活，都带来了巨大变革。各种网络将全球经济和生产连成一片，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和快乐。因此，机电一体化产品无疑应朝着网络化方向发展。
4.4 微型化
微型化兴起于20世纪80年代末。机电一体化有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，泛指几何尺寸不超过lcm3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，在生物医疗、军事、信息等方面具有显著优势。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两类。
4.5 绿色化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，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，回归自然；‘绿色产品’概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用、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。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。
4.6 系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：
关键词：机电一体化技术；医疗仪器；医疗科学技术；医学工程；机械工程
机电一体化技术为一种由多种学科交织发展所形成的产物，为一类维持社会生产力不断发展与提升的必然产物，在提高工程技术手段以及工作效率方面扮演着重要的角色。机电一体化技术通过将微电子、机械工程、信息技术等方面相互渗透于融合，促进提高了对信息的处理与控制。目前国内外机电一体化技术得到了广泛的发展，同时也在一定程度上改变了其原本的功能及生产方式，而这一改变在医疗器械方面得到了明显的体现。现我院对此展开分析，结果总结报告如下：
1机电一体化的概念
机电一体化为一个综合的概念，主要是指通过利用软件系统将电子装置与机械装置相结合，将微电子技术应用于机械各项功能中的一个系统。有研究报道指出，机电一体化技术通过将自动保护、自动诊断及自动控制等功能与机械系统相互结合起来，明显提高了信息的处理及控制能力。另外，机电一体化技术反映出了现代机电发展的最前沿最高新的技术，在现代医疗仪器使用中可发挥重要的作用。
2机电一体化在我国的发展现状
机电一体化的应用对我国发展承担着重要的意义，标志着一个国际的工业发展水平。早在20世纪80年代，我国就开始了与机电一体化技术的相关研究，并经过30多年的研发与努力，我国的机电一体化技术取得了较大的进展，明显提高了工作效率。近年来，机电一体化技术虽然已经在医疗仪器中得到了应用，但有专家指出，由于此项技术仍较为新颖，部分医疗工作人员缺乏正确认知以及相关操作方法，在使用期间导致了医疗仪器应用不当。因此，医疗工作人员需不断完善自身的知识结构，提高专业素养，掌握有关于医疗仪器的正确使用方法。例如，应用了机电一体化技术的多功能监护仪器相比于以往临床工作中使用的监护仪器，将相应的开关与案件显示到了内部菜单中，通过手动按键在菜单中选择设置的参数与功能，且通常发展为了一键多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情况。
3机电一体化在医疗仪器中的应用
3.1机电一体化技术在诊断仪器中的应用
医疗诊断仪器作为医学诊断工作中不可缺少的工具，较为常用的包括心电图仪器、核磁共振诊断仪、超声诊断仪、脑电图仪、血管造影设备仪器等。其中血管造影设备在诊断心脑血管疾病中得到了广泛的应用，通过为患者注射血管造影剂，利用计算机记录造影剂达到病灶前后的图像，在采用软件系统对两组图像的变化情况给予分析，即可得到血管的模拟分布信息，以帮助医生完成对患者病情的诊断。
3.2机电一体化技术在检验仪器中的应用
随着医疗技术的不断革新，基因与分子生物学得到了广泛的发展，为了科学地对患者进行临床检验，现医疗人员开始将信息技术、机械技术、生物技术及微电子技术等紧密地结合到一起，并相继研究出了电解质分析仪器、血细胞分析仪器、血气分析仪等。大量临床经验证实，上述较为常用的医疗机器通过帮助临床医生从血液学以及免疫学等方向对混着的疾病进行的检验与诊断，极大程度地降低了传统检验效率低、准确率较低等问题，提高了诊断的敏感性及准确性。
3.3机电一体化技术在治疗仪器中的应用
近年来，机电一体化技术在治疗仪器中也得到了准确与高效的应用，并引起了相关临床工作者的足够重视。通过采用机电一体化技术，我国相继研究出了手术机器人、伽马刀等仪器，并在微创手术中发挥了重要的作用。结合以往操作经验，我们发现这些治疗仪器可通过准确捕捉医生的操作动作，利用软件系统将指令向机械臂进行传递，以帮助完成相应的各类手术操作，获得更好的效果。另外，这些应用了机电一体化技术的仪器不仅改善了传统手术操作方法，缩短了手术时间，减少了术中出血量，还在一定程度上降低了医疗人员的压力，极大程度地提高了手术的工作效率及成功率。
3.4机电一体化技术在监护仪器中的应用
除了上述医疗仪器外，包括脑电图仪以及心电图仪器在内的监护仪器也在医疗工作中占有重要的地位，上述两类常用的仪器通过准确收集与处理与患者相关的生命体征信息，能够准确地对患者心率、血压等指标进行监测，有利于对疾病的观察。另外，随着计算机网络系统的不断发展与应用，机电一体化技术在综合监护系统中得到了广泛的应用，保证医生对患者的生命体征进行了更好的监控与分析，不仅可应用于医疗场所，同时也可在患者日常生活中得到更加广泛的应用，有利于对疾病的监护，一旦发展异常立即给予治疗。
4结语
近年来，随着科学技术的不断快速发展为机电一体化技术提供了更加可靠的技术支持，且该项技术也不断成熟，发展机电一体化技术不仅在改变人们生产方式、产业机构以及生活理念方面具有重要的意义，还可应用于医疗仪器中更好地对疾病进行诊断与治疗，并得到了广泛的应用。综上所述，将机电一体化技术应用于医疗仪器中可有效促进医疗仪器的发展，期间需根据院内实际需求并结合现有的科学技术，对机电一体化技术进行合理的应用。
参考文献
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关键词：机电一体化；核心技术；发展进程；发展趋势
引言： 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。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。
1、机电一体化的基本概念
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装Z与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化是在以技术和科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。
机电一体化涵盖技术和产品两个方面。只是，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。机械工程技术有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Z除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，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。即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。
2、机电一体化的核心技术
机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。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，必须从以下几方面着手：
2.1 机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
2.2 传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
2.3 信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
2.4 接口技术
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光耦器的大容量化、小型化、标准化等问题。
2.5 软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
3、机电一体化技术未来发展趋势
3.1.智能化
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，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。
3.2.网络化
20世纪90年代，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。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3.3.微型化
兴起于20世纪80年代末，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1立方厘米的机电一体化产品，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，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
3.4.绿色化
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。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。
3.5.系统化
其表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。
3.6. 模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
4、结束语： 综上所述，机电一体化技术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。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。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必由之路。机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并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与应用也将更加广阔。
参考文献：
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