时间：2023-10-13 15:35:44
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【关键词】光机电一体化、技术特征、现状研究、发展趋势
【 abstract 】 : introduces the technical features light machine electricity integration, the present situation and development trend of domestic and foreign technology, and points out that the future development prospects and some important technical hot
【 key words 】 integrates light, technical characteristics, current situation, development trend
中图分类号：R-1 文献标识码：A 文章编号：
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。 1.光机电一体化技术特征光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。 1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。 1.2 功能增加，精度大幅提高光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。 1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。 2.研究现状和发展趋势 2.1研究现状自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。 2.2 发展趋势光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
关键词 机电技术；机电一体化；现状；发展
中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0039-02
1 机电一体化概述
1.1 机电一体化的定义
所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。
1.2 机电一体化的关键技术
机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。
1.2.1 信息处理技术
所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。
1.2.2 精密机械技术
精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。
1.2.3 自动控制技术
自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。
1.2.4 检测与传感器技术
检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。
1.2.5 伺服驱动技术
伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。
1.2.6 系统总体技术
系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。
2 机电一体化的发展现状
2.1 国外机电一体化的发展现状
2.1.1 绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品
在工业比较发达的国家，机电一体化产品遍及绝大多数的制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。
在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率为1nm（0.000001mm）的数控系统和机床已有产品。
在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的70%左右，与工业机器人相关的专利则有90%以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。 美国、德国分别居二、三位。
2.1.2 机电一体化开始逐步向集成化的方向发展
CIMS，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业各部门之间的界限，实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下，当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。
2.1.3 激光技术在机电一体化中的应用
激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。
2.1.4 微细加工技术发展迅速
当前微机电技术及其产业的高速发展，将带动微细加工技术的兴起。
2.2 国内机电一体化的发展现状
2.2.1 数控技术方面
我国对数控技术的研究起始于1985年，经过这些年的发展，我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。
2.2.2 工业机器人方面
我国对工业机器人的研究开始于1986年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作业施工的多种工业机器人。
2.2.3 计算机集成制造系统方面
经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中，已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家CIMS技术实验室、工程研究中心以及相关的CIMS培训中心。
3 机电一体化的未来发展
3.1 智能化
智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟，所以，一些智能化的机电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。
3.2 微型化
当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于1cm3，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。
3.3 模块化
从各方面来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就可以可利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生产效率。
3.4 网络化
计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现出来。
3.5 绿色化
根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势，其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的危害最小，而获得的资源利用率却最高。
4 结论
机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。
参考文献
[l]钱忠梅.机电一体化技术的发展现状研究[J]行业前沿，2010(5).
【关键词】机电一体化；应用分析；未来展望
目前，经过很多年的发展，机电一体化已经成为一门拥有完善体系的学科，并且随着时代的发展和技术的革新，机电一体化学科还会不断的更新内容。可以将机电一体化的基本特征进行概括，指的是将系统的观点作为出发点，将一系列先进的技术进行综合的运用，比如机械技术、微电子技术、自动控制技术、光学技术、电力电子技术、接口技术、计算机技术等等，对各个功能单元进行合理的配置，在将特定功能价值实现的基础上，保证具有较多的功能、较高的质量、可靠安全性更好以及耗能更低等特点，优化整个系统。通过应用机电一体化技术，让原来机械电气化的工业生产迈向了机电一体化的阶段。
1.机电一体化技术的应用
在现代机械制造业中的应用：传统的机械制造行业要想在激烈的市场竞争中获得优势，主要是依据一定的规模和经济基础，加大企业的规模，进行重复性和批量的生产来获得的，它强调最大限度的利用资源，在获得高质量和高效率的基础上，降低成产成本；从实质上来讲，传统的机械制造行业就是将原来的人力替换成机械，将人的技能替换成复杂的机械加工。而先进的机械制造业则将主导设置为信息，对生产模式进行创新和发展，采用具有技术较高的制造系统，对组织管理模式进行创新和发展，从而发展为全新的机械制造业，它有着很多的特征，比如网络化、虚拟化、智能化以及全球化等等。现代制造业充分的应用先进的科学技术，比如电子计算机技术等等，从而促进制造技术的不断发展；近些年来，随着科技的日新月异，又出现了更多的新兴技术，比如敏捷制造、柔性制造、并行工程和计算机数字控制技术等等。
在饮料行业中的应用：目前，应用最快、发展最快以及有着最大发展前景中，很重要的一项技术就是机电一体化。在饮料食品行业也逐渐的开始广泛应用机电一体化，比如包装机械开发、设计、以及制造等等。通过应用机电一体化技术，大大的提高了单机的自动化程度，并且可以自动化的控制整条包装生产线，生产能力的提高也代表着企业在激烈的市场竞争中获得了很大的优势。
在钢铁企业的应用：在计算机集成制造系统方面，钢铁企业的计算机集成制造系统主要是有效的连接人、生产经营、生产管理以及过程控制等等各个方面，保证可以一体化控制生产过程全局，包括原料进厂、生产加工以及产品发货等等。
在现场总线技术方面：现场总线技术实质上来讲，是一种数字式、双向以及多站通信链路，它可以有效的连接设置在现场的仪表和设置在控制室内的控制设备。将现行的信号传输技术替换成现场总线技术，可以在共同的通信媒体上让智能化现场仪表装置和更高一级的控制系统之间的控制系统双向传送更多的信息。
在交流传动技术方面：交流传动技术具有很多的优点，特别是随着数字技术的发展，已经实现了矢量控制技术的实用化，那么在未来，直流传动势必会被交流传动所替代。
2.机电一体化技术的发展趋势
目前，各个学科领域中都已经应用了光机电一体化技术，它作为一种新兴的学科，经过近些年的发展，已经逐渐成为了一种产业，并且人们也对此越来越重视。光机电一体化技术的未来发展趋势可以分为这些方面：
激光技术：激光技术具有较高的单色性，在精密测量的时候如果合理的应用高激光单色性，那么测量的精度和量程就会得到很大程度的提高；激光技术具有很高的方向性，这是因为激光技术在传输光能和传输控制指令的时候可以进行很长的距离，从而在激光通信、激光测距以及激光雷达和激光导航以及遥控方面实现更远的距离。激光技术具有很高的亮度性，如果将激光的高亮度特性充分的利用起来，那么中等亮度激光束的焦点附近就会有很高的温度，甚至会达到几千度和几万度，这样就可以充分的熔化和汽化照射点的物体；依据这一特性，在加工各种各样材料和产品的时候就可以有效的利用激光技术。激光技术还具有相干性，因为激光技术有着单一的频率，并且有着相同的相位方向，那么在激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制等方面就可以有效的应用，在实际的运用中，如果要想对激光辐射的特性进行改变，那么就可以有效的利用一些激光技术，因此，就有着更加广泛的应用范围。
传感检测技术：传感检测技术具有激光准直功能，因此它可以对平直度、平面度、平行度和垂直度等进行测量，在测量三维空间的基准时也可以有效的应用。传感检测技术有着激光测距功能，它有着很多的优点，比如有着较远的探测距离、较高的测距精度以及较强的抗干扰性，并且有着较小的体积和较轻的重量，但是，在一系列优点的背后，还存在着很多的问题，比如会在很大程度上受到天然因素的影响。在光纤探测器方面，可以将其应用在有着较小目标、间隔有限或者是比较危险的环境中。此外，还有着其他的一些技术，比如激光打孔、光化学沉积等技术。
激光快速成型技术：激光快速成型技术指的是对计算机技术进行充分应用，将复杂的三维物体转化为简单的二维层，然后将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，那么零件的面层就有点和线来构造，最后逐层就成型了。采用激光快速成型技术可以缩短产品投放市场的时间，在汽车生产企业中如果合理的应用，那么就可以实现对市场适应能力提高的目的，在提高产品竞争能力方面也有着很大的作用。
光能驱动技术：如果对光致变性材料可以有效的组合和应用，那么就可以制作光致动器或者光机器人。目前，我国已经研制成功了光致动器，它主要是在形状记忆合金上照射光，然后不断的伸缩材料，将感温磁性体的温度特性给充分的发挥出来，从而有效的在衬底上吸附材料末端；再加上材料本身的伸缩特性和端部的吸附特性，然后不断的对光进行通断，就可以让动作符合相关的要求。
3.结语
随着时代的发展和社会经济的进步，特别是市场经济体制的确立和完善，市场竞争越来越激烈，各行各业要想在激烈的市场竞争中获得优势，就需要对传统的技术进行革新；机电一体化技术已经被广泛的应用于很多的行业中，并且经过实践证明，机电一体化技术对于提高产品的质量和工作的效率很有帮助，因此，就需要大力进行推广和发展。本文简要分析了机电一体化的应用，然后分析了机电一体化技术的发展趋势，希望可以提供一些有价值的参考意见。
【参考文献】
[1]孙素闪，李云涛，徐士峰.机电一体化技术的应用和未来发展[J].科技向导，2011，2（30）：123-125.
【关键词】机电一体化技术；发展现状；发展方向
工业生产对于人们的生活有重要意义，例如人们日常生活中的家用电器及生产工作中所用的机械设备等都属于工业生产，因此工业的发展能直接影响人们的生活质量。随着社会的不断发展，科学技术逐步渗透到人们生活的各个方面，在推动各行业技术水平发展的同时，也进一步推进了工业技术的发展。机电一体化技术正是处于这种社会背景之下，机械化生产方式才逐步向智能化、网络化、环保节能化迈进。
一、机电一体化技术的发展现状
机电一体化技术的起步较早，从上世纪60年代开始一些发达国家的工业生产中就已经应用了数控机床的生产方式，而后有了计算机数控机床、柔性制造单元、柔性制造系统、无人化工厂、计算机集成制造系统、纳米技术等。随着科学技术的不断发展，我国机电一体化技术也得到了广泛应用，但是因为许多因素的制约，我国机电一体化技术的总体水平与发达国家相比还有不小的差距。上世纪60年代我国机械行业应用的生产机床仍然是最基本的装备，不仅工艺落后，并且劳动强度较大，生产效率低，严重影响企业自身的经济效益。到90年代后期，机电一体化技术的简单应用逐渐开始发展，一直到现在人工智能技术才得到了广泛的应用，机电一体化技术的发展也加快了速度。
随着机电一体化技术研究的不断深入，该技术在人们生活中得到了广泛的应用，例如电视机、电脑、洗衣机等等；此外，许多工厂的数控机床生产功能的控制等也属于机电一体化应用。目前，随着我国计算机系统技术的不断发展，电子智能技术与机电一体化技术开始逐步结合，使机电一体化技术在智能化发展方面有了显著的进步。例如，智能机器人不仅可以帮助人们清洁家庭卫生，为人们带来乐趣，还可以进行废墟搜救等工作。虽然智能机器人的发展还处于初级阶段，但是随着科学技术的发展，机电一体化技术必将为人类的生活与生产作出更多贡献。
二、机电一体化技术的未来发展方向
21世纪是属于信息化、智能化的新时代，科学技术的发展速度使各种新型技术处于不断改革创新的过程中。将机械技术、电子技术、自动处理技术等相互整合发展产生的新型技术不断推进机电一体化技术的发展。因此，我国必须加强这一方面的理论研究与应用研究工作，进一步缩短与发达国家在机电一体化技术上的差距。以宏观角度研究我国机电一体化的发展现状，科学的预测该技术未来发展方向，对于提高该技术的研发能力具有极大的促进作用。
（一）系统化
将机电一体化技术系统的应用开放化、多样化，不仅能够提高工业生产效率，还能更加方便人们的生活。虽然多种单一的机电一体化产品能够在不同方面满足市场需求，但是多种机电一体化产品的整合运用，则能同时满足实际情况中多个方面的市场需求。针对市场的多样化需求，机电一体化产品也逐渐向系统化方向发展。努力实现不同种类机电一体化产品的兼容并用，是机电一体化技术的必然发展方向。
（二）微型化
将机械技术与电子技术以纳米尺度相融合所产生的产品，就是微型机电一体化产品。简单来说，是将传统尺度的机电一体化产品进行最大限度的缩小，在通常体积上不超过1立方厘米。这种缩小并不是简单的缩小尺寸，而是将传统机械制造方式转变为智能化制造，这已经成为了机电一体化学科中的新型技术。体积小、能耗低、运用灵活等都是微型化机电一体产品的特点，其在医学、军事等领域都已经被广泛运用。例如医疗过程中的微创技术就属于微型机电一体化技术；军事所用的微型间谍窃听器也是微型机电一体化产品。
（三）智能化
机电一体化技术未来发展的重要方向之一必定包含智能化发展。随着计算机技术的快速发展，人们正在不断研发可以在多种领域替代人类智能活动的产品。机电一体化技术智能发展，主要表现在机电产品能产生类似人类逻辑思考及自我决策能力等方面。例如，在数控机床上设置人机对话功能、人类生产模拟程序等，都能给产品的生产操作与维护等工作方面带来极大便利。因此，智能化发展在推动机电一体化技术的发展上可以起到较大的促进作用。
（四）环保化
随着社会的不断发展，自然界的各种资源物质越来越匮乏，环境破坏问题日益严重，人们在寻求发展的过程已经注意到环境保护的重要性，环保成为了各行各业技术发展的重要考虑因素。所以机电一体化技术的发展趋势也必然会朝着环保化前进。机电一体化产品在设计、生产、包装、使用、甚至在销毁的整个过程中，都可以尽量提高对有限资源的利用率，最大限度的减少环境污染问题，并且保证产品质量。环保化机电一体化产品应具有最大限度利用资源、最小限度破坏坏境的特点，这不仅是技术发展的趋势，也是社会可持续发展的需要。
（五）网络化
网络技术随着科学技术的进步也在飞速的发展之中，已经全面渗透到人们日常生活的各方各面，为人类生活与生产提供了极大便利，对其它技术的发展也起到了促进作用，机电一体化技术的未来发展方向也必然会趋于网络化。如今，全球经济的发展十分迅速，市场经济已经逐步由国内市场转向国际市场，机电一体化技术想要掌握最新的发展状况，就必须充分利用网络了解最新技术咨询。研究人员也可以通过网络进行无国界交流，促进机电一体化技术的发展。
结束语
机电一体化技术不仅促进了工业发展，也提高了人们的生活质量。随着科学技术的不断进步，将会有更多的学科技术相互交叉整合，出现更多有利于人类生活与生产的先进技术，机电一体化技术的未来发展前景也会更加广阔。
参考文献
[1]李舜.浅析我国机电一体化技术发展现状及走向[J].科技致富向导，2014，03：220.
[关键词]智能 机电一体化 绿色
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0325-01
本论文主要从机电一体化技术未来的发展等进行讲述。主要包括了全息系统化、微型机电化、光机电一体化、产品网络全球化、产品绿色化、“生物――软件”化、全息系统化也即智能化、光机电一体化是机电产品发展的重要趋势、未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系等。具体材料请详见：
1 概述
机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此，“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。
2 机电一体化技术未来的发展
2.1 全息系统化
全息系统化也即智能化，是对机器的行为描述，即在控制理论的基础上，吸收计算机科学、模糊数学、运筹学、混沌动力学、人工智能、心理学和生理学等新的学科方法、新的设计思想，从而模拟人类的思维能力，使它如同人一样具有思维、意识等能力，以便达到更高水平的控制目标。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用。当然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的，也没有这个必要，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
2.2 微型机电化
在实验室中，目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
2.3 光机电一体化
光机电一体化是机电产品发展的重要趋势，因为机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，因此，在机电一体化技术中引进光学技术，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。
2.4 产品网络全球化
计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，同时给日常生活都带来了全新的面貌，全球生产、经济被各种网络连成一片，企业间的竞争也将出现网络全球化，一旦研制出机电一体化新产品，只要其质量有保证，功能可靠，必然会畅销全球。因为有了网络的普及，那么只要是关于网络的各种远程监视和控制技术也就方兴未艾，然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品，因此，机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展。
2.5 产品绿色化
随着工业的发达，人们的生活也发生了巨大的变化：①物质需求丰富，生活舒适；②可用资源减少，生态环境受到严重破坏。因为这些现象的出现，人们开始呼吁保护环境资源，回归自然，那么此时，绿色产品的概念也就应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，在这里，机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。由于这种客观的存在性，设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高，但其具有远大的发展空间。 2.6“生物――软件”化未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系，即机电一体化的人格化，其有两层含义：①机电一体化产品的使用对象是人，怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要，尤其是家用机器人，其最高境界就是人机一体化；②模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展，机电一体化装置对信息的依赖性越来越大，很多时候类似于活的生物：当大脑停止工作时，生物便死亡，而大脑工作时，生物就充满活力，即信息决定系统的工作与否。目前，在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构，可为机电一体化产品提供新型的机体，但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题，这一研究领域被称之为“生物――软件”或者说“生物系统”，而生物的特点正是“肌体（硬件）――大脑（软件）”一体，不可分割。机电一体化产品向生物系统化发展是好，但是目前的技术与理论还是有很大的差距，因此，还需要更加倍的努力。
【关键词】机电一体化；发展；趋势
从20世纪80年代以来，由于计算机科学技术的飞速发展，尤其是在大规模集成电路技术和微电子技术取得重大突破后，计算机逐渐向价格低、体积小、性能高、功能强方向发展。因此，计算机也就具备了与工业生产结合、向其它学科渗透的基本条件。这对其它领域的生产技术的革命与改革将起到极大地推进作用。比如在机械工程方面，计算机已经被广泛用于产品和工艺流程的控制，它将计算机、电器、机械变成一个有机的整体，进而形成一门新的技术—机电一体化。机电一体化的出现，极大地改变了整个机械工业的面貌；它引导了机械工业在技术、产品、管理、生产方式等方面发生巨变；使得生产力提高、原料损耗降低、劳动强度下降、市场竞争力提高、效益显著提升。从此，工业化生产就告别了以往的“机械电气化”，迈进“机电一体化”的方向发展。
1、机电一体化概论
所谓的机电一体化是一门综合技术群（族）的总称，它主要目的是运用一些技术原理来使用、发展机电一体化产品。从系统工程的观点上来看，就是将有关电子技术运用到机械的主体、动力、控制以及信息处理等功能上去；将机械装置、电子化设计、软件有机结合起来形成一个系统；进而促使系统和产品展现最优的整体。
随着科学技术的飞速发展，机电一体化正在被赋予许多新的内容和功能。比如能够自动检测和处理信息；能够先通过自动诊断来发现问题，然后进行自动调节与控制，达到自动保护的目的；这表明机电一体化已经具备智能化的特征。而传统的机械电气化只是将机械技术、微电子技术等其它几种新技术进行简单组合和拼凑，这样效果只是将体系代替和放大。所以，两者在功能上有着本质的区别。
目前市面上机电一体化产品主要有三类。一是将机与电结合在一起的典型产品，比如彩色复印机、自动绘图机；二是用电子装置来代替一部分控制功能和机构的机械产品，如机电一体化照相机、带数字显示的机械设备；三是通过微电子装置代替原设备的信息处理机构的产品，如全电子式电话交换机、指针式石英电子表。这些机电一体化产品都具有轻巧化、多功能化和智能化的特点。
2、机电一体化的发展历程
机电一体化主要经过了三个阶段的发展：第一阶段为20世纪60年代以前，在这一初级的阶段，由于人们对机电研究和开发从总体上还处在一种自发的状态，电子技术的水平也尚未发展到一定程度，所以当时的机械技术和电子技术还不能够广泛和深入的结合；正是由于这些原因，尽管第二次世界大战刺激了当时的机械产品与电子技术的结合，而且在战后这项机电结合的军用技术也转化为民用，人们还是只有自觉地利用这些初步的电子技术成果来改善机械产品的性能，因而那些过去开发的产品也就无法推广和普及。第二阶段为20世纪70-80年代，在这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术都得到蓬勃发展，同时大规模的集成电路和微型计算机也出现了，这些就为机电一体化的发展提供了大量的物质和技术基础；至此，机电一体化开始受到世界的广泛关注和支持，极大加速了它的发展。进入到20世纪90年代后期，机电一体化的发展迈入到深入发展的第三阶段，机电一体化技术正逐渐迈向智能化；由于光纤技术、神经网络技术、人工智能技术等都取得了重大突破，再加上微细加工技术的新技术的引入和系统完整的学科体系的形成，都极大促进了机电一体化的发展。
3、机电一体化发展趋势
3.1微型化和智能化
智能化和微型化是未来机电一体化技术的两个重要发展方向。所谓智能化，就是具有模拟人类智能，能够进行独立的判断、推理、决策等逻辑思维能力。由于科学技术的飞速发展，特别是模糊技术、软件技术、芯片技术的取得长足的进步，机电一体化的智能性越来越强、产品的信息越来越凸显；再加上生理和心理学、运筹学、混沌学的引入，机电一体化的目标也越来越高；因此，人们越来越重视机电一体化中的智能化研究。另一方面，机电一体化的产品正在向微米，甚至纳米的微观领域发展，对机电一体化产品的微型化研究起源于20世纪80年代，由于该产品具有灵巧、轻便、低耗能等优势，因此被广泛地用于通信、医疗、军事等多个领域；虽然目前微机械技术的不成熟，阻碍了其发展步伐，但在未来必将取得重大突破。
3.2系统化和网络化
所谓系统化，就是以灵活的方式来进行多种组合，力求对多子系统进行协调、控制、管理的一种具备模式化而又开放式的总线结构；它不仅能够增强机电的通信能力，甚至可以根据仿生学来赋予机电一体化产品人的感情，从而不断地开发出新的机电一体化产品。另外，由于网络技术的普及和发展，对各种远程控制和监测的终端设备的需求量不断增大，而这些设备本身就属于机电一体化产品的范畴。由此可见，机电一体化绝对会向着系统化和网络化发展。
3.3柔性化和环保化
为了更好的应对一些突然事故，未来的机电一体化必须是一个包含多个相互独立子系统的母系统；这其中每个子系统可以拥有对多变的环境做出相应的反应的能力的，这样就显得机电一体化在控制系统过程中具有柔性化，不会显得生硬、死板。除此之外，为了适应时代的趋势，未来的机电一体化还应该注重环保化；多设计和制造一些无污染、无公害的绿色产品，大力保护自然环境和资源，维护人们的身体健康；所以环保化也极其重要。
关键词：机电一体化；发展现状；未来趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
所谓的机电一体化技术，指的是利用电子信息技术，改善生产机械的可控性、自动化和生产效能。而且，在机电一体化的实际应用中，其表现也非常令人满意。随着我国经济规模的进一步扩大，对机电一体化的发展水平也提出了更高的要求。而作为机电一体化技术发展的后起之秀，中国在这方面的进展也表现出了一些独特的特点。
1.我国机电一体化技术的发展现状分析
1.1.发展速度很快
自从我国实施改革开放的战略国策以来，经过长期的中外技术交流，我国机电一体化技术获得了长足的进步。而且，随着我国机械技术和电子信息技术的进一步发展，机电一体化技术的前进步伐也越来越快。这主要得益于以下几个因素：首先，我国政府对机电一体化的研究非常重视。无论在研究资金还是在研究人员上，都给予了鼎力支持。特别在新的发展时期，国家对机电一体化研发的投入进一步加大，使得我国机电一体化的发展没有了后顾之忧；其次，我国经济对机电一体化技术的需求非常强烈。《资本论》中说：只有有需求，才会有供应。随着我国社会生产水平的进一步提高，机电一体化的需求市场也越来越大。在市场需求的强烈刺激下，机电一体化技术的快速发展也在情理之中；最后，国内外在机电一体化技术方面的交流也日益频繁。由于我国在机械和电子信息技术技术水平方面和发达国家存在着很大的差距，通过广泛而深入的技术交流，我国可以在吸收国外先进技术的技术上进行进一步的消化，从而促进我国机电一体化技术的快速发展。
1.2.整体技术水平仍然不高
虽然我国机电一体化技术的发展速度非常快，但由于发展起点比较低，发展时间也不长，使得我国机电一体化技术整体水平仍然不高。特别在电子信息技术的发展水平上，与国外先进技术相比差距多达二三十年。由于电子信息技术是机电一体化技术的核心，一旦这方面存在落后，就会在很大程度上降低机电一体化的整体发展水平。而且，机电一体化发展中还存在发展不平衡的情况。例如，在尖端信息技术方面，尤其在集成电路和超高集成电路方面，整体发展水平并不落后，有些还走在了世界前列。但是，在机械技术和控制技术方面，发展步伐就慢得多了。特别在机械技术的发展上，甚至落后于韩国等中等发达国家。总而言之，我国机电一体化技术整体技术水平仍然不高，还需要科研部门继续努力。
2.我国机电一体化技术的未来发展趋势探讨
2.1.模块化发展
所谓模块化，指的是在机电产品生产过程中，将复杂的零部件简单化，尽量减少零部件的数量，并尽可能地统一规格，从而提高机电一体化技术的发展水平以及机电产品的生产效率。在传统技术状态下，由于机电一体化产品的零部件比较多，规格在比较复杂，不仅使得机电产品的运行效率不够高，也在很大程度上影响了生产效率。为了进一步提高机电技术的整合水平，业界提出了机电一体化技术模块化的发展思路。在西方发展国家，机电一体化模块化技术已经发展到了相当高的水平，并且取得了非常好的经济效益，对促进机电一体化技术发展的作用也非常明显。但是，我国模块化技术的发展还处在概念研究阶段，还没有投入到实际应用中。因此，模块化是我国机电一体化技术的未来重点发展方向之一。
2.2.智能化发展
智能是知识以及运用知识解决问题的总和，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。使机电一体化产品具有智能化，就是使机电一体化产品具有人的部分智能，即一定的分析、思考、独立判断能力。机电一体化技术的智能化发展水平，代表了一个国家机电技术整体实力。而且，机电技术的智能化所带来的好处也是显而易见的：一方面，智能化的机电产品能够在很大程度上代替认的职能，从而节约大量的人力资源。而且，智能化程度较高的机电产品还能够独立完成一些比较危险的生产任务，从而在最大程度上保证生产人员的安全；另一方面，智能化机电技术能够大幅度地提高生产效率。智能化机电技术的中央处理系统能够自主地处理生产任务，能够组织生产流水线，还能够处理一些生产故障。这种智能化的机电一体化技术能够很容易实现高速自主生产，其生产效率是传统生产方式的数倍甚至数十倍。虽然我国在机电一体化智能技术方面的研究取得了不小的进步，且逐渐开始了实际应用。但是，这种机电产品的整体技术水平不够高，生产成本也比较高昂。因此，在未来的一段时间内，智能化和降低应用成本，是机电一体化技术发展的重要任务。
2.3.微型化发展
随着集成电路和超高集成电路的不断发展，电子元器件的体积越来越小，质量也越来越轻，使得机电一体化技术呈现出了微型化的发展趋势。机电一体化技术的微型化有两大好处：一方面，更小的体积不仅使得机电一体化产品更加便于安装和应用，也能够在很大程度上降低生产使用成本。例如美国研发出的微型无人机，体积仅仅只有一只蜜蜂大小，但它的探测和侦查能力却非常强大，而成本仅仅几十美元，堪称微型机电技术的典范；另一方面，机电一体化技术的微型化，还有助于大幅度地降低能量消耗。传统的机电设备一般体积比较庞大，单位时间内需要消耗大量的电能或者油料，而且操作也不够灵活。而在机电技术微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且灵活性也大大增强，拓展了机电技术的应用范围。因此，机电技术微型化，是我国科研工作者的努力方向之一。
2.4.人性化发展
发展机电一体化技术，开发机电一体化产品，其最终目的是为人类服务，离开了以人为本这个原则，任何技术、产品都是没有前途的，因此，如何赋予机电一体化产品的人性显得越来越重要。这就需要，一方面，机电一体化产品将模仿生命机体实现某功能；另一方面，机电一体化产品将注重产品和人的关系，体现出人—机—环境的高度协调性。例如，在国内某大型电器生产企业，就十分看重机电一体化技术和人的有效契合。在布置生产线的过程中，无论在设备的选型上，还是在安装调试上，都以“最方便”工人操作作为主要的参考因素。特别是为了进一步实现“人机合一”，该企业还按照人因管理的理念，要求机电设备的生产厂家针对本企业公认的一些特点，进行特殊化改造，使得工人在操纵这些机电生产设备时，不仅能够很快做到得心应手，还大大节省了体力和精力。
2.5.绿色化发展
现代工业在提高人们生活水平的同时，也带来了非常严重的环境污染。随着可持续发展理念的提出，绿色发展就成了各行各业共同的目标。机电一体化技术也是一样，绿色化的发展是一条必走之路。因此，我国的科技工作者在研究机电一体化技术时，务必要本着节约能源、节约材料和少用或者不用有毒材料的原则，进行家电产品的研发与制造。特别是在生产机电产品电路板的过程中，应当尽可能地降低有毒重金属的使用量，同时尽量应用可降解的高分子合成材料，从而实现环境友好化。
3.结束语：在科研工作者的不写努力下，我国机电一体化技术在智能化、微型化和模块化等方面取得了重大进步。相信在未来的一段时间内，我国一定能够赶上国际先进水平，从而促进我国的经济发展。
参考文献：
关键词:机电一体化;机械工程;发展
机械工程不仅仅是工业领域有关，其与医学的发展也存在着密切的联系，医院中的各类医学设备都属机械工程的范畴，所以在机械工程中应用机电一体化具有一定程度上的必要性。具体的说，传统机械工程受到应用条件的限制，无论是在工作质量方面还是在工作效率方面都无法满足现实需求，不利于医学等行业的发展，而机电一体化作为机械工程当中的主要控制系统，其存在着多种先进的技术，能提升机械工程的工作效率，保证机械工程的工作质量，同时还可以节省成本，避免资源的浪费。据此，本文对机电一体化系统在机械工程中的实际应用问题进行分析，希望能够为机电一体化在现实中的发展打下坚实的基础。
1机电一体化的概念
想要对整体问题进行分析，就必须要在一定程度上对机电一体化的概念进行明确。所谓机电一体化主要就是科学技术与机械工程结合的机械知识体系，作为一门具备创新意义的新兴学科，机电一体化不仅仅包括着电子信息技术，还具备数据应用功能，能够为机械工程未来的发展打下坚实的基础。在国家经济持续发展的背景下，机电一体化也成为了提升机械工程工作效率的重要手段，由此可见，机电一体化的实践价值较为明显，通过机械系统与微电子系统的相互融合，能实现对机械进行控制的目的，以软件控制机械，这一技术也适合在医学等领域中进行应用。以上所述，基本就是机电一体化的概念。
2机电一体化系统在机械工程中的实际应用研究
2．1机电一体化系统中控制技术在机械工程中的实际应用
在机电一体化系统中存在控制技术，在没有对控制技术进行应用时，需要依靠相关的工作人员对工程的控制点进行判断，不仅效率较低，同时也无法达到应用的精度，为了对这个问题进行解决，进一步的完善机电一体化系统，相关人士根据具体的工程特点对控制技术进行了完善，使其具备了自动化的特征，较好的解放了人力，提升了效率，无论是在效率控制的相关问题上还是在速度控制的问题上，技术的具体应用精度都得到了提高。控制技术具备自动化特征，与机电一体化技术的关系十分密切，想要提升机电一体化技术的效果就必须要对控制技术进行应用，而从目前的实践应用情况来看，虽然控制技术已经得到了完善，但仍然还存在着一些问题需要解决，所以相关人士应持续优化控制技术，充分发挥机电一体化系统的价值，诠释机电一体化系统的作用，保证整体系统都具备自动化的特征，更好的提升控制机械的效率［1］。例如目前一些三甲医院已经开始通过自动化机械为患者送药，说明机电一体化系统中的控制技术水平正在不断的提升。
2．2机电一体化系统中信息处理技术在机械工程中的实际应用
在机电一体化系统中存在信息处理技术，这也是机电一体化系统中最具应用难度的技术类别之一，目前在对信息处理技术进行应用的过程中还存在着一些问题，需要专业人士对其进行不断的研究，提升机电一体化系统的应用效率。除此之外，在机电一体化系统当中最关键的技术基本就是信息处理，该技术还存在着很大的发展潜力，不仅仅会影响到机电一体化系统对数据进行分析的效果，还决定着机电一体化系统对信息进行处理的效率，尤其是在机械工作当中，信息处理技术决定着机电一体化系统的具体表现。所以，相关人士应在对机电一体化系统进行应用的过程中充分重视信息处理技术，减少一切的干扰因素，避免外界因素对其稳定性进行影响，另外还应该注意信息处理过程中的一些细节，针对其应用特点对使用标准进行确定，及时处理相关故障。
2．3机电一体化系统中检测传感技术在机械工程中的实际应用
在机电一体化系统中存在检测传感技术，检测传感技术的重要性相比较于信息处理技术虽然较为逊色，但仍然需要在机械工程当中进行合理应用，检测传感技术的灵敏度较高，精度较强，想要对其进行应用具有一定难度，由于机电一体化系统中存在着很多的传感器，所以检测传感技术能够通过传感器实现人类感受器官的相关功能，通过对该技术进行应用，不仅仅可在各个方面发挥作用，同时也具备着全面的功能，可解决机电一体化系统应用过程中存在的问题，进一步发挥机电一体化系统的作用，丰富机电一体化系统的功能［2］。机电一体化系统中的传感技术对质量的要求较高，所以相关人员也需要对机电一体化系统进行完善，确保其应用效果在现实情况中能够持续提升。
3机电一体化系统在机械工程中的未来应用方向
在机械工程中，机电一体化系统的未来应用方向如下:想要持续提升机械工程的稳定性并促进其发展，就必须要合理的应用机电一体化系统，而在对其进行应用的过程中，需要不断完善机电一体化系统的功能，提升机电一体化系统的运行效率，简化机电一体化系统的基本流程，为机械工程的发展打下坚实的基础。除此之外，相关人士需要注意一点，虽然在机械工程中机电一体化系统存在着发展潜力，但是想要确保发展过程中不出现较为严重的问题，减少相关的损失，就必须要根据机电一体化系统的实际情况不断加强设计水平，使其具备智能化的特点。在未来的发展中，机电一体化系统必须要具备智能化的特点，只有如此才能够通过机电一体化系统对机械工程未来的发展方向进行引导。在我国科技水平已然较强的情况下，很多具备智能化特征的机器都已经融入到了各行各业当中，所以机电一体化系统需要在此背景下持续进行发展，相关人士也该将多种不同的智能技术融入到机电一体化系统当中。除此之外，在人们的环保意识水平已经得到提升的背景下，在经济发展的同时很多人都开始注意环保问题，这也要求机械工程在对机电一体化系统进行应用的过程中必须要融入环保理念理念，减少对资源、能源的消耗，避免对人们的生活环境产生影响。由于传统工业的发展会影响人们赖以生存的环境，所以在机电一体化系统的未来发展中，融入绿色环保理念十分必要，这也有利于对工作效率机芯提升并落实我国的生态环境保护政策［3］。具体的说，在机械工程中对机电一体化系统进行应用，需要整理相关的废料，并争取对废料进行利用、回收，不仅仅可以提升经济收入，避免资源的浪费，还可以减少对环境的影响，丰富机电一体化系统的功能。
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