機電一體化概念
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機電一體化概念范文第1篇
中圖分類號：TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 10-0005-02
一、引言
機電一體化（Mechatronics）這一概念，是日本學者在1971年首次提出來的。至今，經歷了40多年的發展，隨科技的發展不斷豐富，不斷更新，機電一體化的內涵也發生了根本性的變化。尤其是進入21世紀以來，人們的消費觀念不斷變化，圍繞消費者之間的市場競爭日趨激烈和白熱化，重點是針對機電一體化產品的輸出柔性、工作性能及可靠性等方面，在這些方面的，人們的要求越來越高。
新時代背景下，機電一體化技術在計算機技術、人工智能技術、網絡技術、信息技術、傳感器技術等相關學科的快速發展下得到了飛躍發展，面臨著更加廣闊的應用前景和發展空間。電子產品結構也在集成技術、新材料、微電子的快速發展背景下發生了革命性的變化，傳統的機械產品向智能化、小型化、網絡化、模塊化、自動化、柔性化、機電一體化邁進，已經步入了一個新的發展階段。再就是隨著傳感、信息技術和傳統機械產品的融合，機電一體化技術已成為一個新興的跨學科的技術，它涉及到的信息處理技術、制造技術、驅動技術、傳感技術、自動控制技術、接口技術等關鍵技術。
總之，科學技術越是向更新更高層次發展，就越能給人們帶來更多的驚喜和生活空間，也能給人們更加豐富物質、文化和精神享受。可以說，機電一體化技術在21世紀的機械產品的設計和發展中發揮著重要的作用，重點研究機電一體化產品控制系統概念原理及設計方法具有重要的理論意義及現實意義。
二、機電一體化系統及其組成原理
機電一體化系統是一個各種技術之間相互協調和整合的有機的、完整的體系，不是一個簡單的各種技術拼湊和堆積。機電一體化系統從技術層面來說綜合保函和運用了控制系統、機械工程、計算機技術、電子技術、電子技術和其他技術。尤其是機電一體化系統的中的驅動元件和執行器子系統是核心的執行機構，是實現可控電動機行為的終極目標，充分利用計算機信息處理和控制功能，利用現代控制驅動元件特性的機械系統。
（一）機電一體化系統概述
1.由計算機進行信息處理和控制的現代機械系統最終目的就是要實現機械運動和動作協調，這個也是機電一體化系統功能設計的根本出發點。
2.機電一體化系統從完成工藝動作過程這一總功能的角度來看，可劃分為：信息處理及控制子系統、傳感檢測子系統、廣義執行機構子系統（如圖1），它們分別完成信息處理及控制、信息檢測、機械運動和動作。
3.由驅動元件和執行件（或執行機構）融為一體的廣義執行機構執行子系統，具有它的特殊性、可控性。
（二）機電一體化系統的組成原理
1.廣義執行機構子系統。由剛性物件組成的形形機構組合而成的傳統，他們的缺乏可控性是傳動和執行機構系統上最大的問題。而驅動元件與執行件（或執行機構）融為一體是廣義執行機構的一個特點（如圖2），從而實現可控運動。
電機、氣動馬達和動作缸是驅動元件中的一兩種，同時還有液壓、電磁鐵、彈性元件、形狀記憶合金、光能馬達等，這足以說明驅動元件種類繁多。機電一體化系統得到更加有效工作就必須依靠驅動元件的多樣性。傳統機構中的輸出件可以為執行件，單一構件也可以是執行件。同時，驅動元件與執行件（或執行機構）的集成應用使機電一體化系統更加有效地工作。
2.信息處理及控制子系統。信息處理和控制子系統檢測傳感器所提供的信息，技術和控制策略和執行的廣義執行機構控制的基礎上采取行動的過程中。應執行的控制來實現，廣義的運動學模型是由一臺計算機和軟件實現。信息處理和控制子系統是實現智能化的現代機械系統，自動化的關鍵。
3.檢測傳感子系統。檢測傳感器是實現物理量的檢測和信號采集的功能載體，也是連接廣義執行子系統的中間紐帶。
三、機電一體化產品控制系統概念設計過程
總體而言，要從功能需求出發建立機電一體化產品控制系統概念設計圖3所示：
（一）用戶需求模型
1.用戶需求調查與分解。用戶需求表達的是用戶自己的意愿，要想獲得這些意愿與想法，需要通過市場調查，但是這樣的可操作性不強，很難使設計者完全把握用戶的需求，對此可以將用戶需求進行細分。機電一體化系統用戶需求可分為控制域、機械域和其他域，控制域又可分為硬件域和軟件域。將最初的用戶需求（父需求）對應于所設計的產品向各個領域進行分解（圖4：用戶需求調查與分解），獲得最終的用戶需求（葉需求）.分解后的需求可以更具體的體現設計目標。
圖4 用戶需求調查與分解
用戶需求分解后，要進一步對客戶需求進行評估，尤其是重點對每一個葉需求進行重審核，以此進一步用衡量的方法進行分析.
2.衡量過程。衡量用戶需求的優先次序，在關鍵的用戶需求中做出挑選。衡量方法的原理是：如果一個“希望需求”與一定數量的“必須需求”之間存在相關性，那么這個希望需求也應該“必須”滿足，作為額外的必須需求。衡量過程如下：
（2）標記0表示希望需求與必須需求之間沒有相關性。
（3）標記1表示希望需求與必須需求之間有很強的相關性。
（4）如果希望需求的綜合值在[3，5]之間或更高的作為額外的必須需求。
（二）建立功能模型
功能是系統輸出量和輸入量之間的關系，常被稱為流，通常分為物料流、能量流和信息流。功能結構是功能模型或功能分析結果的一種表達形式。產品的總功能分解成若干功能元，將系統的各個功能元用流有機的組合起來就得到功能結構。
使用功能基建立功能結構的步驟如下：
1.確定系統的總功能及輸入、輸出流。
2.對于每一個輸入流創建功能鏈。成立為每個輸入的功能鏈。設計者設想成為流，考慮從輸入到輸出，或在每個操作發生對流的轉換操作每個功能組按時間順序排列，并建立功能鏈。可分為兩個時間順序，串行和并行的功能鏈。串行函數鏈對流操作發生的時間順序，并聯功能鏈的基礎上發生的操作一次，串行并行功能鏈的功能鏈，共享一個或多個公共流的數量。在功能結構所表達的支流。
3.連接各功能鏈得到功能結構。信號的檢測，處理和反饋的過程其實就是所控制的過程。創建功能框圖，對所有信號進行分析。通過分析，可以得出不同類型的信號和復雜的控制系統，尤其是進一步的功能的控制系統，然后在此基礎上提出若干控制方案。
四、結束語
在本文中，對機電一體化系統做出了新的認識，提出了一種在機電一體化產品的概念設計過程中，并促進機電一體化系統的理解，尤其是提出了如何設計一個控制系統的分析方法，使控制系統滿足用戶的需求，并確保控制系統是最合理的。
參考文獻：
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機電一體化概念范文第2篇
關鍵詞：機電一體化；概念；現狀；發展趨勢
一、機電一體化的概念與由來
人類進入了一個新的世紀──21世紀。回顧過去的20世紀，人類的經濟和科學技術發展成果超過了過去所有世紀的總和。傳統的學科正在脫胎換骨，新的學科不斷問世，技術的融合程度比任何一次技術革命都高。機電一體化技術產生于這一背景之下，自然符合科技發展的規律，也是機械學科發展的必然結果。“機電一體化”這一技術術語最初來源于日本學術界，他們根據英文的Mechanics（機械學）和Electronics（電子學）兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機電一體化”,Mechantronics一詞從學科角度可以翻譯為“機械電子學”，我國科技界也經常直接使用“機電一體化”作為漢語的表達詞匯。
一般認為，機電一體化是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術學科在機電產品發展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科。這里面包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學、電子學與信息科學等學科相互融合而形成的學科。其次，機電一體化是一個發展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調機械與電子的結合，即將電子技術“溶入”到機械技術中而形成新的技術與產品。隨著機電一體化技術的發展，以計算機技術、通信技術和控制技術為特征的信息技術“滲透”到機械技術中，豐富了機電一體化的含義，現代的機電一體化不僅僅指機械、電子與信息技術的結合，還包括光（光學）機電一體化、機電氣（氣壓）一體化、機電液（液壓）一體化、機電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機電一體化表達了技術之間相互結合的學術思想，強調各種技術在機電產品中的相互協調，以達到系統總體最優。換句話說，機電一體化是多種技術學科有機結合的產物，而不是它們的簡單疊加。
二、機電一體化的發展現狀
與其它科學技術一樣，機電一體化技術的發展也經歷了一個較長期的過程。有學者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發展階段和智能化階段三個階段，這種劃分方法真實客觀地反映了機電一體化技術的發展歷程。
“萌芽階段”指20世紀60年代以前的時期。在這一時期，人們在機械產品的設計與制造過程中總是自覺或不自覺地應用電子技術的初步成果來改善機械產品的性能，特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，出現了許多性能優良的軍事用途的機電產品。這些機電結合的軍用技術在戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復和技術的進步起到了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發展階段”。在這一時期，人們自覺地、主動地利用3C技術的成果創造新的機電一體化產品，3C技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics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得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
從20世紀90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機電一體化技術向智能化方向邁進，其主要標志是光學、通信技術等領域進入機電一體化，同時，由于人工智能技術、神經網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展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，并取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發展趨勢
隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發展，應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內容：
（1）機械技術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，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。
（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、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
（3）系統技術
系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統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，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，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、檢索等。
（5）傳感檢測技術
傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。
（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，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
四、結語
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發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，并且隨著科學技術的發展，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展前景也將越來越光明。
參考文獻：
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機電一體化概念范文第3篇
關鍵詞：機電一體化技術；醫療儀器；醫療科學技術；醫學工程；機械工程
機電一體化技術為一種由多種學科交織發展所形成的產物，為一類維持社會生產力不斷發展與提升的必然產物，在提高工程技術手段以及工作效率方面扮演著重要的角色。機電一體化技術通過將微電子、機械工程、信息技術等方面相互滲透于融合，促進提高了對信息的處理與控制。目前國內外機電一體化技術得到了廣泛的發展，同時也在一定程度上改變了其原本的功能及生產方式，而這一改變在醫療器械方面得到了明顯的體現。現我院對此展開分析，結果總結報告如下：
1機電一體化的概念
機電一體化為一個綜合的概念，主要是指通過利用軟件系統將電子裝置與機械裝置相結合，將微電子技術應用于機械各項功能中的一個系統。有研究報道指出，機電一體化技術通過將自動保護、自動診斷及自動控制等功能與機械系統相互結合起來，明顯提高了信息的處理及控制能力。另外，機電一體化技術反映出了現代機電發展的最前沿最高新的技術，在現代醫療儀器使用中可發揮重要的作用。
2機電一體化在我國的發展現狀
機電一體化的應用對我國發展承擔著重要的意義，標志著一個國際的工業發展水平。早在20世紀80年代，我國就開始了與機電一體化技術的相關研究，并經過30多年的研發與努力，我國的機電一體化技術取得了較大的進展，明顯提高了工作效率。近年來，機電一體化技術雖然已經在醫療儀器中得到了應用，但有專家指出，由于此項技術仍較為新穎，部分醫療工作人員缺乏正確認知以及相關操作方法，在使用期間導致了醫療儀器應用不當。因此，醫療工作人員需不斷完善自身的知識結構，提高專業素養，掌握有關于醫療儀器的正確使用方法。例如，應用了機電一體化技術的多功能監護儀器相比于以往臨床工作中使用的監護儀器，將相應的開關與案件顯示到了內部菜單中，通過手動按鍵在菜單中選擇設置的參數與功能，且通常發展為了一鍵多用，甚至有部分操作采用的英文、字符等情況。
3機電一體化在醫療儀器中的應用
3.1機電一體化技術在診斷儀器中的應用
醫療診斷儀器作為醫學診斷工作中不可缺少的工具，較為常用的包括心電圖儀器、核磁共振診斷儀、超聲診斷儀、腦電圖儀、血管造影設備儀器等。其中血管造影設備在診斷心腦血管疾病中得到了廣泛的應用，通過為患者注射血管造影劑，利用計算機記錄造影劑達到病灶前后的圖像，在采用軟件系統對兩組圖像的變化情況給予分析，即可得到血管的模擬分布信息，以幫助醫生完成對患者病情的診斷。
3.2機電一體化技術在檢驗儀器中的應用
隨著醫療技術的不斷革新，基因與分子生物學得到了廣泛的發展，為了科學地對患者進行臨床檢驗，現醫療人員開始將信息技術、機械技術、生物技術及微電子技術等緊密地結合到一起，并相繼研究出了電解質分析儀器、血細胞分析儀器、血氣分析儀等。大量臨床經驗證實，上述較為常用的醫療機器通過幫助臨床醫生從血液學以及免疫學等方向對混著的疾病進行的檢驗與診斷，極大程度地降低了傳統檢驗效率低、準確率較低等問題，提高了診斷的敏感性及準確性。
3.3機電一體化技術在治療儀器中的應用
近年來，機電一體化技術在治療儀器中也得到了準確與高效的應用，并引起了相關臨床工作者的足夠重視。通過采用機電一體化技術，我國相繼研究出了手術機器人、伽馬刀等儀器，并在微創手術中發揮了重要的作用。結合以往操作經驗，我們發現這些治療儀器可通過準確捕捉醫生的操作動作，利用軟件系統將指令向機械臂進行傳遞，以幫助完成相應的各類手術操作，獲得更好的效果。另外，這些應用了機電一體化技術的儀器不僅改善了傳統手術操作方法，縮短了手術時間，減少了術中出血量，還在一定程度上降低了醫療人員的壓力，極大程度地提高了手術的工作效率及成功率。
3.4機電一體化技術在監護儀器中的應用
除了上述醫療儀器外，包括腦電圖儀以及心電圖儀器在內的監護儀器也在醫療工作中占有重要的地位，上述兩類常用的儀器通過準確收集與處理與患者相關的生命體征信息，能夠準確地對患者心率、血壓等指標進行監測，有利于對疾病的觀察。另外，隨著計算機網絡系統的不斷發展與應用，機電一體化技術在綜合監護系統中得到了廣泛的應用，保證醫生對患者的生命體征進行了更好的監控與分析，不僅可應用于醫療場所，同時也可在患者日常生活中得到更加廣泛的應用，有利于對疾病的監護，一旦發展異常立即給予治療。
4結語
近年來，隨著科學技術的不斷快速發展為機電一體化技術提供了更加可靠的技術支持，且該項技術也不斷成熟，發展機電一體化技術不僅在改變人們生產方式、產業機構以及生活理念方面具有重要的意義，還可應用于醫療儀器中更好地對疾病進行診斷與治療，并得到了廣泛的應用。綜上所述，將機電一體化技術應用于醫療儀器中可有效促進醫療儀器的發展，期間需根據院內實際需求并結合現有的科學技術，對機電一體化技術進行合理的應用。
參考文獻
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機電一體化概念范文第4篇
關鍵字：機電一體化 核心技術 發展趨勢
前言
機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,是跨學科技術。從機電一體化技術的基本概要和發展歷程,可看出機電一體化技術的發展趨勢。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、相互滲透的結果。現代科學技術的不斷發展，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。
1機電一體化的基本概要
機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。近年來，隨著微電子技術和計算機應用技術的快速發展，機電一體化技術領域在不斷地擴大和完善。
2機電一體化的發展背景
隨著機電一體化技術的快速發展， 機電一體化產品有逐步取代傳統機電產品的趨勢，這完全取決于機電一體化技術所存在的優越性和潛在的應用性能。
2.1 使用安全性和可靠性提高
機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中， 遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。機電一體化產品由于采用電子元器件，減少了機械產品中的可動構件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產品的故障率低，壽命得到了提高。 2.2生產能力和工作質量提高
機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。
2.3 使用性能改善
機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作。
3 機電一體化的核心技術
3.1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，實現結構上、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。
3.2 信息處理技術。信息處理技術是指在機電一體化產品工作過程中，與工作過程各種參數和狀態以及自動控制有關的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析等。在機電一體化產品中，實現信息處理技術的主要工具是計算機。計算機技術包括硬件和軟件技術、網絡與通信技術、數據處理技術和數據庫技術等。在機電一體化產品中，計算機信息處理裝置是產品的核心，它控制和指揮整個機電一體化產品的運行，因此，計算機應用及其信息處理技術是機電一體化技術中最關鍵的技術，它包括目前廣泛研究并得到實際應用的人工智能技術、專家系統技術以及神經網絡技術等。
3.3系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。
3.4 自動控制技術。機電一體化產品中的自動控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、校正、補償等。機電一體化產品中自動控制功能的不斷擴大，使產品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制，機電一體化產品在工作過程中能及時發現故障，并自動實施切換，減少了停機時間，使設備的有效利用率提高。
3.5 傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。
3.6 系統總體技術。系統總體技術是從整體目標出發，用系統的觀點和方法， 將機電一體化產品的總體功能分解成若干功能單元， 找出能夠完成各個功能的可能技術方案，再把功能與技術方案組合成方案組進行分析、評價，綜合優選出適宜的功能技術方案。系統總體技術的主要目的是在機電一體化產品各組成部分的技術成熟、組件的性能和可靠性良好的基礎上，通過協調各組件的相互關系和所用技術的一致性來保證產品實現經濟、可靠、高效率和操作方便等。
4 機電一體化的發展趨勢
4.1智能化趨勢
智能化作為一個多個專業的邊緣科學，是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數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。 例如：冷凍機組，通過測量各類物理量與微機內部已經設定的對應的參數比較，自動實現機械設備的啟停、報警、故障自修復等事宜。
4.2模塊化趨勢
由于機電一體化產品涉及各行各業，種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、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出新產品，同時也可以擴大生產規模。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。 例如在OA產品中的電腦與打印機等各類外設之間，各個廠家通過標準接口（UBS）實現機電一體。
4.3網絡化趨勢
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。 這些技術已經成熟，并且在OA中司空見慣，經過權限級別，可以實現遙控、遙信、遙測。
4.4 微型化趨勢
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展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產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。
4.5綠色化趨勢
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。 隨著材料科學的發展，新型材料不斷涌現，和現實對綠色材料的需要的催生下，綠色化在幾點一體工業中將會發生日新月異的發展。
4.6系統化趨勢
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、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品。
4.7大眾化趨勢
產品只有成為普羅大眾都能理解、需要，才能具有強有力的經濟性，生命才會長盛不衰。成為建筑以及日常生活中不可缺少的商品。機電一體化技術通過產品來展示的，經過網路化、模塊化等技術的攻關，成為生產、生活中的消費品將屬于必然。建筑中的空調系統可以通過溫度、壓力、流量等各類非電物理參數，通過傳感器、變送器傳輸到中央處理器，電流、電壓、頻率等電氣參數通過采樣傳輸到中央處理器；中央處理器的芯片當前已經可以進行編程處理；這樣各類用戶根據自己的需要，選用模塊、處理器等硬件，通過網絡或者售后服務獲取軟件資料和程序，通過協議等進行簡短的鏈接與安裝調試即可實現用戶的目的。
5結語
隨著科學技術的發展，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展與應用也將更加廣闊。
參考文獻
機電一體化概念范文第5篇
【關鍵詞】電子 機械 工業 一體化
Primary understanding to the incorporate machinery and electron
Lu Mingchun
【Abstract】Since the electron technology came out, the combination of the electron technology with the machinery technology has started. Now, the technology, the incorporate machinery and electron has got an obvious development, which has aroused people’ wide attention. It makes the industry production step into the developing period with the “incorporate machinery and electron” as the character from the “machinery electrization”.
【Keywords】Electron Machinery Industry Integration
機電一體化是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的，融合機械工程、電氣工程、計算機科學、信息技術等為一體的新興交叉學科。
其中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，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。
1．機電一體化概述。機電一體化是指在機構的主功能、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合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今已經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展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，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，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”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別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，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、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產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區別。
2．機電一體化的發展狀況。機電一體化的發展大體可以分為三個階段：①20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品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。②20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。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得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。③20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角，出現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”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發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，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發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 模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產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出新產品，同時也可以擴大生產規模。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。
3．3 網絡化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（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（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，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
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展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產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 環保化。工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極小，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
