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中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號：
現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)正以迅猛之勢進行發(fā)展，極大的推動了不同領(lǐng)域之間的交叉滲透與融合，機電一體化就是不同領(lǐng)域之間交融的產(chǎn)物。機電一體化產(chǎn)品是在原有的機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，融合了微電子技術(shù)與計算機的技術(shù)所生產(chǎn)出的新產(chǎn)品。機電一體化的產(chǎn)品應(yīng)用在工業(yè)上，大大提高了工作效率以及工作的質(zhì)量，已經(jīng)在工業(yè)中得到了普遍的使用。
一、關(guān)于機電一體化技術(shù)的特點
1、性能得到提高
機電一體化的生產(chǎn)設(shè)備在原有的基礎(chǔ)上加以改進，使得它在生產(chǎn)安全以及可靠性的方面都有了很大的提高。機電一體化的產(chǎn)品一般都具有報警、自動監(jiān)視、自動保護、自動診斷等功能。在工作期間如果遇到了一些突發(fā)的狀況，比如過載、過流、短路等一些問題，機電一體化的產(chǎn)品能夠自動采取保護的措施，盡可能的避免或者是減少設(shè)備和人身的事故，對于設(shè)備使用的安全性有了顯著的提高。
2、效率得到提高
機電一體化的產(chǎn)品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。新產(chǎn)品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機電一體化的產(chǎn)品通過自動控制的系統(tǒng)對機械進行控制，使機械規(guī)范的進行工作，可以精確的完成來自控系統(tǒng)設(shè)定的動作，從而得到最佳的操作，使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產(chǎn)的效率，也大大的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3使用性能得到提高
機電一體化的設(shè)備基本上都是采用了程序控制和數(shù)字顯示的方式，操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經(jīng)在逐漸的減少，這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。機電一體化的產(chǎn)品是以程序為根本，電子控制系統(tǒng)根據(jù)已設(shè)定好的程序進行指揮實現(xiàn)操作，系統(tǒng)支持重復(fù)操作。
4、功能得到提高
機電一體化的設(shè)備具有復(fù)合功能并且得到了廣泛的應(yīng)用，適用面也比較廣泛。原有的機械只具有單一的功能、單一的技術(shù)，機電一體化的設(shè)備技術(shù)不再是單純的只是單一技術(shù)，單一功能了，具有了復(fù)合的技術(shù)與功能，使得產(chǎn)品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。
5、維護得到提高
機電一體化產(chǎn)品維護和調(diào)整都變的方便了很多，產(chǎn)品在進行安裝和調(diào)試的時候，是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。因此，更加的適應(yīng)不同對象的需要以及現(xiàn)場的參數(shù)發(fā)生變化時的需求。機電一體化的的產(chǎn)品具有自動監(jiān)視的功能和自動化檢驗的功能，可以在工作的過程中針對所出現(xiàn)的問題自動采取措施，使其恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。
二、機電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)
機電一體化的產(chǎn)品是通過自身內(nèi)部各個組成部分功能的綜合與協(xié)調(diào)來實現(xiàn)它自身的功能。從機電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)方面來看，該產(chǎn)品具有智能化、自動化以及多功能等特點，但是想要實現(xiàn)這種多功能基本需要該類產(chǎn)品中擁有五種內(nèi)部的功能，就是主功能、檢測功能、動力功能、控制功能以及執(zhí)行的功能，而機電一體化產(chǎn)品或者系統(tǒng)都是由這些功能的組成部分和技術(shù)構(gòu)成的。
1、 機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)
機械系統(tǒng)主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。機械系統(tǒng)部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能最基礎(chǔ)的部分，因此對于機械的結(jié)構(gòu)要求也就更高了，需要在材料、結(jié)構(gòu)、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現(xiàn)產(chǎn)品的多功能、高效率、節(jié)能、可靠以及小型輕量等要求。
2、 機電一體化產(chǎn)品的動力系統(tǒng)
機電一體化產(chǎn)品的動力功能和能量都是由動力系統(tǒng)來完成的。動力的系統(tǒng)主要包括電、氣、液等一類的動力源，一般的都是以電力為主的，比如電源、驅(qū)動電路、電動機等。
3、 機電一體化產(chǎn)品的傳感與檢測的系統(tǒng)
機電一體化產(chǎn)品在運行中所需要的自身和外在環(huán)境的各種各樣的參數(shù)進行轉(zhuǎn)換，使其成為能夠測定的物理量，這個過程都是由傳感器完成的。而檢測的系統(tǒng)就是對這些物理量進行精確的測定，從而為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需要的各個種類的信息。
4、機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)以及信息處理
為了滿足機電一體化產(chǎn)品的功能和要求，信息處理以及控制系統(tǒng)接收到了檢測和傳感系統(tǒng)發(fā)送的信息，然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策，對正在運行按照要求進行控制，達到控制的功能。在產(chǎn)品中，信息處理以及控制系統(tǒng)只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。
5、 機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)
機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)想要完成要求的動作，控制信息占據(jù)這重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成產(chǎn)品的主功能。 機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)基本都是運動部件，經(jīng)常性的采用電液、機械、氣動等機構(gòu)。
三、機電一體化未來的發(fā)展方向
1 機電一體化的智能化
機電一體化技術(shù)中一個重要的發(fā)展方向就是智能化。智能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用得到了機電一體化的研究建設(shè)的重視，最重要的應(yīng)用體現(xiàn)在數(shù)控機床與機器人的智能化，以控制理論為基礎(chǔ)，融合了人工智能、計算機科學(xué)、運籌學(xué)、心理學(xué)、模糊學(xué)、混沌動力學(xué)等新的思想與方法，對人類智能進行模擬，致使新一代的產(chǎn)品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力，得已達到更高的控制目標，更好的為工業(yè)加強效率。
2機電一體化的模塊化
由于現(xiàn)在生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的廠家與種類比較多，所以十分有必要研制和開發(fā)有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環(huán)境接口模塊。同時還需要制定各項標準，這樣可以方便各個部件，單元的匹配和接口。模塊化將會為機電一體化企業(yè)鋪墊一條暢通的大道。
3機電一體化的網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。機電一體化的新產(chǎn)品一旦問世，只要是擁有獨特的功能，并且可靠性比較高，質(zhì)量能夠保證，相信很快就會風(fēng)靡全球?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)以及得到了普及，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各種遠程操控和監(jiān)控技術(shù)正在興盛的時期，而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產(chǎn)品，因此機電一體化肯定也會向著網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。
4機電一體化的微型化
微型化興起于20世紀80年代末，是指機電一體化向微型化的方面發(fā)展，國外稱之為微電子，它的特點是體積小，耗能少，運動靈活。
5機電一體化的系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的特征之一就是將系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)更進一步采用開放式與模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以進行靈活的組態(tài)，裁剪和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制以及進行綜合管理。第二個特征就是它的通信功能得到了加強。
總結(jié)：
經(jīng)過本文的分析，可以看出，機電一體化并不是一個孤立的個體，是一個由很多科學(xué)與領(lǐng)域交叉融合后的產(chǎn)物，隨著時代的發(fā)展以及生產(chǎn)力的需求，機電一體化的發(fā)展是必然的，因此機電一體化的技術(shù)將會有著廣闊的發(fā)展前景。
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機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術(shù)
1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)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(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。
3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)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(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測技術(shù)：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(guān)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(shù)：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(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術(shù)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(shè)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(yīng)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Modular DigitalController（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(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。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(luò)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(guān)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(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)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(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)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(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)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(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)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(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)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(chǔ)。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(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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(luò)化：20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。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(luò)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(lǐng)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(shè)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(shè)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(guān)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(dāng)然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。
近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。
一、光機電一體化技術(shù)特征
光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1、體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便
光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。
2、功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制?水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
3、部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。
4、?產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
5、?產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
二、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1、研究現(xiàn)狀
自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2、發(fā)展趨勢
光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。?從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括。
（1）激光技術(shù)
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術(shù)
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
（3）激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。
（4）光能驅(qū)動技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。
參考文獻
中圖分類號：TP271 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-00144-02
1.機電一體化的基本概念
根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標。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(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)
機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，合理配置與布局各功能單元，還將被賦予新的內(nèi)容。并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，是綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，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。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。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，還能賦予許多新的功能。其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，但是發(fā)展到機電一體化后?！皺C電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面，其主要功能依然是代替和放大的體力，機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，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。而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)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。因此，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)。
2.機電一體化的優(yōu)越性
（1）顯著提高設(shè)備的使用安全性。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，使用安全性和可靠性提高，機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。避免和減少人身和設(shè)備事故。能自動采取保護措施。（2）保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響。生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，數(shù)控機床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，使得生產(chǎn)能力大大提高。機電一體化產(chǎn)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，同時。生產(chǎn)效率比普通機床提高5～6倍。（3）機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示。使得操作大大簡化并且方便、簡單，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，使用性能改善。系統(tǒng)可重復(fù)實現(xiàn)全部動作，高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序。實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。（4）機電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能。使其應(yīng)用范圍大為擴大，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，例如。滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，。機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，電子式空氣斷路器具有保護特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。具有復(fù)合功能并且適用面廣。（5）機電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。即可按指定的預(yù)定程序進行自動工作，使工作恢復(fù)正常，對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，然后根據(jù)不同的工作對象。調(diào)整和維護方便，機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時。只需給定一個代碼信號輸入，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。
3.機電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點
（1）機械系統(tǒng)。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求，機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。因此對機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。（2）動力系統(tǒng)。驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能，機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主。動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源，包括電源、電動機及驅(qū)動電路等。（3）傳感與檢測系統(tǒng)。為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進行測定。傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，傳感與檢測系統(tǒng)的功能一般由測量儀器或儀表來實現(xiàn)，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。（4）信息處理及控制系統(tǒng)。信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測系統(tǒng)反饋的信息，機電一體化產(chǎn)品中。并對其進行相應(yīng)的處理、運算和決策，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計算機的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成，根據(jù)機電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，以對產(chǎn)品的運行施以按照要求的控制，實現(xiàn)控制功能。（5）執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)因機電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對象不同而有較大的差異。機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構(gòu)，其性能好壞決定著整個產(chǎn)品的性能。因而是機電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分，機電一體化產(chǎn)品的五個組成部分在工作時相互協(xié)調(diào)。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其相應(yīng)的軟件有機地結(jié)合在一起，執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者。共同完成所規(guī)定的目的功能。實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能，。執(zhí)行機構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動作，構(gòu)成一個內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。
4.機電一體化的發(fā)展趨勢
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A
機電一體化又稱機械電子學(xué)，是以機械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科，發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，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(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，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。
1機電一體化技術(shù)特點
1.1綜合性
機電一體化技術(shù)是由機械技術(shù)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)等有機結(jié)合形成的一門跨學(xué)科的邊緣科學(xué)。各種相關(guān)技術(shù)被綜合成一個完整的系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，它們相互苛刻要求，彼此又取長補短，從而不斷地向著理想化的技術(shù)發(fā)展。因此機電一體化技術(shù)是具有綜合性的高水平技術(shù)。
1.2應(yīng)用性
機電一體化技術(shù)是以機械為母體，以實踐機電產(chǎn)品開發(fā)和幾點過程控制為基礎(chǔ)的技術(shù)，是可以滲透到機械系統(tǒng)和產(chǎn)品的普遍應(yīng)用性技術(shù)，幾乎不受行業(yè)限制。機電一體化技術(shù)應(yīng)用計算機技術(shù)，以信息化為內(nèi)涵智能化為核心，開發(fā)和生產(chǎn)了性能更好的功能更強的機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品。
1.3系統(tǒng)性
機電一體化是將工業(yè)產(chǎn)品和過程利用各種技術(shù)綜合成一個完整的系統(tǒng)，強調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成，強調(diào)層次化和系統(tǒng)化。無論從單參數(shù)、單擊控制到多參數(shù)、多級控制，還是從單件單品生產(chǎn)工藝到柔性及自動化生產(chǎn)線，直到整個系統(tǒng)工程設(shè)計，機電一體化技術(shù)都體現(xiàn)在系統(tǒng)各個層次的開發(fā)和應(yīng)用中。
1.4可靠性
機電一體化系統(tǒng)幾乎沒有機械磨損，因此系統(tǒng)的壽命提高，故障率降低，可靠性和穩(wěn)定性增強。有些機電一體化系統(tǒng)甚至可以做到不需要維修，具有自動診斷、自動修復(fù)的功能。
2機電一體化的發(fā)展趨勢
2.1智能化
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，機電一體化技術(shù)“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(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展。智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是未來機電一體化的發(fā)展方向。機電產(chǎn)品應(yīng)具有一定的智能，使它與具有類似人的邏輯思考、判斷處理、自主決策能力。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。
2.2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)品種類繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口等接口的機電一體化產(chǎn)品單元變得至關(guān)重要，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。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。
2.3綠色化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以開發(fā)和研制出綠色環(huán)保的產(chǎn)品變得至關(guān)重要。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低耗材、低污染、可再生利用的產(chǎn)品。在研制、使用過程中復(fù)合環(huán)保的要求，銷毀處理時對環(huán)境污染小，機電一體化產(chǎn)品綠色化主要也是要滿足環(huán)境保護要求，在整個使用周期內(nèi)不污染環(huán)境，可持續(xù)利用。
2.4微型化
微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，機械部分和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器等器件可以集成在一起，減小體積，這種微型的機電一體化產(chǎn)品也是重要的發(fā)展方向。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器和微構(gòu)件等。
2.5集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)又安全運轉(zhuǎn)，然后再通過執(zhí)行部分將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。
2.6數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人，同時計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，為數(shù)字化設(shè)計與制造奠定了基礎(chǔ)，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及人機交互界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。
機電一體化技術(shù)是一個多種學(xué)科技術(shù)相互融合影響的技術(shù)，是科技發(fā)展的見證和結(jié)晶，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和進步，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也變得更加廣闊。
1 機電一體化概述
日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機電一體化技術(shù)”這一概念，它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個新詞，取名為“Mechatronics”，意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合，機電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計算機技術(shù)迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣泛。
2 機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機電一體化的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個階段。上世紀60年代以前是機電一體化發(fā)展第一階段（初級階段）。這個時期，人們主要利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。第二個階段是上世紀70-80年代（快速發(fā)展階段）。這一時期計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)都得到了快速發(fā)展，為后來的機電一體化發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。而大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路與微型計算機的迅猛發(fā)展，則為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。第三階段則是上世紀90年代后期至今，這一階段機電一體化技術(shù)開始向智能化方向邁進，進入深入發(fā)展時期。此時光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)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(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。我國則是從上世紀80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。
3 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
（一）機床數(shù)控領(lǐng)域
機電一體化在數(shù)控機床領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)有40年的歷史，在技術(shù)領(lǐng)域有了進一步的提高，無論是在結(jié)構(gòu)上功能上還是在操作上都發(fā)展的比較完善。類型具有總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，在開放性設(shè)計中，這種設(shè)計硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性的，可以大大提高用戶的使用效益和智能化的。在機電一體化的系統(tǒng)研究中分出多級的網(wǎng)絡(luò)，這樣能使復(fù)雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力的運行。
（二）計算機集成制造系統(tǒng)的領(lǐng)域及工業(yè)機器人
計算機系統(tǒng)的組合不是分散的子系統(tǒng)的組合，它是由全局的實踐總結(jié)出最優(yōu)的系統(tǒng)的組合，它需要各個部門加強溝通，圍繞制造展開工作。當(dāng)產(chǎn)品的集成度越高，就能夠使各個生產(chǎn)要素間的配置更加合理和完善。工業(yè)機器人首先出現(xiàn)的是不夠靈活的半機器人，它根據(jù)示范的動作進行重復(fù)的運動，在工作中，不會考慮工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化。而現(xiàn)代的機器人，里面裝有不同的傳感元件，機器人可以作業(yè)環(huán)境和對象做出簡單的信息判斷，并能做出簡單的分析。這是機電一體化發(fā)展的新成果，也是其發(fā)展的前景所在。
4 機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向分析
機電一體化是機械工業(yè)發(fā)展的進步的表現(xiàn)，近年來，機電一體化在國內(nèi)外都有了全新的發(fā)展，并且廣泛的被人們用于各個行業(yè)，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。進入21世紀機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展。
（一）機電一體化發(fā)展的智能化、數(shù)字化趨勢
首先機電一體化發(fā)展的智能化趨勢。機電一體化的發(fā)展打破了傳統(tǒng)機械自動化或者半自動化的局面，實現(xiàn)了智能化，這也是今后機電一體化的重要發(fā)展方向。嵌入式智能控制的算法運用，使機電一體化的產(chǎn)品發(fā)展為智能化，是模擬人腦的人工智能的產(chǎn)品，它可以根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置來做出判斷以及決策，可以取代人們的部分腦力勞動。其次機電一體化發(fā)展的數(shù)字化趨勢。奠定機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)是微控制器及其發(fā)展（如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人）；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起則為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路（如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等）；數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。
（二）機電一體化發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化趨勢
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀90年代異軍突起，其興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、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(luò)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(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)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(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)（CIAS），使人們在家里分享各種高技術(shù)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(luò)化方向發(fā)展。
（三）機電一體化發(fā)展的微型化、模塊化趨勢
首先機電一體化將向微型化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的廠家很多，但是如果統(tǒng)一開發(fā)標準機械、電氣、動力等方面的機電一體化產(chǎn)品并不是一件容易的事情，制定統(tǒng)一的標準，才能使各部件、單元匹配成功。機電一體化的生產(chǎn)商也可以根據(jù)自己產(chǎn)品的需要或者國外最新的產(chǎn)品的模型來進行創(chuàng)新，更新?lián)Q代自己的產(chǎn)品，并不斷地擴大生產(chǎn)規(guī)模，使機電一體化的發(fā)展走向正規(guī)化和統(tǒng)一化。其次機電一體化將向微型化方向發(fā)展。在20世紀80年代末機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展。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t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(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
（四）機電一體化發(fā)展的綠色化、系統(tǒng)化趨勢
Abstract: along with the development of information technology, mechanical and electrical integration technology development is rapid, "mechanical and electrical integration" is to take machinery, electronics and information technology to organic union, in order to realize the industrial production and process optimization of the whole a high and new technology. Mechanical and electrical integration is refers to the Lord in the equipment institutions function, power function, the information processing functions and control function introduce electronic technology, mechanical and electronic device design and software combined form the floorboard of the system. Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology, this paper introduces the basic characteristics of the electromechanical integration technology, this paper analyzes the development trend of the electromechanical integration technology.
Keywords: electromechanical integration, process, intelligent, development
中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號：
“機電一體化”在國外被稱為Mechatronics，意為機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。它是在以微型計算機、機械電子技術(shù)深度結(jié)合的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，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，對各組成要素間的信息處理、接口耦合、運動傳遞和能量變換進行研究，使整個系統(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)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、低能耗等方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。
一、機電一體化的核心技術(shù)
（一）、機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)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(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應(yīng)借助于計算機輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。
（二）、其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。
（三）、系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
（四）、傳感檢測技術(shù)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(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。
（五）、自動控制技術(shù)其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適
應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
二、機電一體化的技術(shù)基本特征
機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，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(shù)。機電一體化是一個綜合的概念，涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩方面內(nèi)容。前者是指包括技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)原理在內(nèi)的、使機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。后者是指采用機
電一體化技術(shù)，在機械產(chǎn)品基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來的新一代機電一體化產(chǎn)品?！皺C電一體化”已成為當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，也帶動了傳統(tǒng)機械工業(yè)的一場新的革命。機械工業(yè)要爭生存，求發(fā)展，必須走機電一體化之路。學(xué)科隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展, 還將被賦予新的內(nèi)容。
三、機電一體化的發(fā)展進程
（一）、我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965 年，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)已初步形成了包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。微電子技術(shù)是現(xiàn)代電子信息技術(shù)的直接基礎(chǔ)，如微機控制的數(shù)控機床己不再是傳統(tǒng)的機床；又如汽車的電子化導(dǎo)致汽車工業(yè)的革命，目前先進的現(xiàn)代化汽車，其電子裝備已占其總成本的70% 。進入信息化社會，集成電路成為武器的一個組成單元，電子戰(zhàn)、智能武器應(yīng)運而生。雷達的精確定位和導(dǎo)航，戰(zhàn)略導(dǎo)彈的減重增程，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)，巡航導(dǎo)彈的圖形識別與匹配，以及各類衛(wèi)星的有效載荷和壽命的提高等等，其核心技術(shù)都是微電子技術(shù)。
（二）、以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)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(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)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分支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)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(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)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(chǔ)。
（一）、智能化是21 世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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。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其重要應(yīng)用。
（二）、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(lǐng)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。
（三）、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)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(guān)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)論：
機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)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(dāng)然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻：
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我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。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(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果，但與先進國家相比仍有相當(dāng)差距,科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和進步,也推動著機電一體化的進步和發(fā)展,它是集機械、電子、控制、計算機、信息等多學(xué)科于一體的科學(xué), 計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,是機電一體化快速發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ),其今后的主要發(fā)展方向如下:
1、智能化
智能化是21世紀機電一體化技術(shù)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(shè)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體現(xiàn)?，F(xiàn)代工廠中已經(jīng)很少見過去那種人山人海堆在一起工作的場面了,機電一體技術(shù)的運用,使得許多的工作都可以遠程控制,而不需要重多的人手,更多的人員集中在了技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用上,由機器人去做那些比較危險 ,人工操作又比較困難的工作,使機電一體化的產(chǎn)品具有部分人的智能,這將是未來機電一體化發(fā)展的首要方向. DCS系統(tǒng)的應(yīng)用 ,是黃化集團機電一體化應(yīng)用最好的實例,它大大的節(jié)約了人工,降低了勞動強度.
2、網(wǎng)絡(luò)化
20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、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(luò)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(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)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(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)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),使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。海爾的智能化家電不是已經(jīng)問世了嘛,因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3、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。如今,人們早已認識到破壞環(huán)境所帶來的危害,現(xiàn)在的企業(yè),都要把保護環(huán)境做為一項重要的工作來做,我們不能再以破壞環(huán)境為代價來換取經(jīng)濟的增長.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(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢,也符合環(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，資源利用率極高的綠色機電產(chǎn)品,是人們的首選。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
我們所處的知識經(jīng)濟時代是一種全新的經(jīng)濟形態(tài)，它最突出的特點在于知識和信息的傳播網(wǎng)絡(luò)化和無形化交易的迅猛發(fā)展，內(nèi)外環(huán)境的動態(tài)性越來越強，這也不斷催生信息技術(shù)和工程技術(shù)的變革。隨著科技的進步，機電技術(shù)的發(fā)展必然走向電子化，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合的新的技術(shù)，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。
二、機電一體化技術(shù)概要
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(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。一般來說，機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)實現(xiàn)自動化控制的一個重要的標志。隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，目前，機電一體化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為具有自身特色的新興學(xué)科?；咎卣骺筛爬椋簷C電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及程序編寫技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)各個板塊的功能和優(yōu)化組織的目標，將各單元的功能盡量設(shè)計合理化，在功能多、質(zhì)量高、可靠性好、能耗低的基礎(chǔ)上展現(xiàn)特定功能價值，并最大限度優(yōu)化整個系統(tǒng)的工作任務(wù)。因此，我們所說的“機電一體化”包括了“產(chǎn)品”和“技術(shù)”兩個部分。將上述的各項群體技術(shù)進行綜合的融合也就是機電一體化的主要任務(wù)。
三、國內(nèi)外機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
1、國外發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
國外的機電一體化技術(shù)于20世紀40年代代開始發(fā)展，經(jīng)過萌芽階段之后，于20世紀60年代向通信、控制、計算機技術(shù)發(fā)展，正式進入發(fā)展階段，這個階段是機電一體化技術(shù)的飛躍與轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，這個時期內(nèi)的機電一體化技術(shù)呈現(xiàn)多元化的迅猛發(fā)展態(tài)勢，機電一體化產(chǎn)品層出不窮。20世紀80年代之后，以美國為主的西方國家為機電一體化技術(shù)的發(fā)展制定了一系列的發(fā)展策略，并大力推動機電一體化技術(shù)朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進，智能化的機械工業(yè)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，今后，機電一體化技術(shù)仍會以智能化作為發(fā)展和改革的核心，智能化的機電一體化產(chǎn)品會為機械工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
當(dāng)前，全球機電一體化技術(shù)的發(fā)展除以智能化為核心和主要標志之外，還與激光技術(shù)、微細加工技術(shù)得到了很好的融合，其中，激光技術(shù)的加人，產(chǎn)生了“光機電一體化”的先進技術(shù)類型，大大拓寬了機電一體化技術(shù)領(lǐng)域范圍；微細加工技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的融合為電子技術(shù)的發(fā)展和革新提供了有力的支持。
2、我國機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
我國20世紀8O年代開始發(fā)展和革新機電一體化技術(shù)，并在技術(shù)與環(huán)境上給予了很大的支持。機電一體化技術(shù)在我國機械工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的這3O年來，國內(nèi)社會經(jīng)濟及人民生活水平得到了很大的提升，人們對產(chǎn)品品質(zhì)及種類的需求量越來越大、要求越來越高，傳統(tǒng)機械制造業(yè)發(fā)生了很大的變革，機械制造業(yè)積極引進了國外先進的機電一體化技術(shù)和理念，將機電一體化列為國家高技術(shù)重點研究領(lǐng)域，研發(fā)了一系列擁有我國獨立知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)，使機電一體化領(lǐng)域取得了很大的進展。目前，我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在數(shù)控應(yīng)用技術(shù)、流水線工業(yè)機器人及計算機集成制造系統(tǒng)等方面。
盡管我國機電一體化技術(shù)相比國外一些國家起步晚、技術(shù)發(fā)展程度低，但從近年來的發(fā)展態(tài)勢和發(fā)展速度上看來，國內(nèi)機電一體化技術(shù)領(lǐng)域前景廣闊。目前，我國機電一體化技術(shù)發(fā)展中存在的主要問題有：技術(shù)研發(fā)與發(fā)展基礎(chǔ)薄弱，支持力度不足；技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)品研發(fā)不成正比，未能在產(chǎn)品上得到充分體現(xiàn)；技術(shù)對國民經(jīng)濟貢獻不夠。
四、機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化的發(fā)展是向智能化方向邁進。二十世紀9O年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)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(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)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(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)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(chǔ)。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有以下幾個方面：
1、智能化。智能化就是要求機電產(chǎn)品有一定的智能，具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。人工智能技術(shù)在糊數(shù)學(xué)、灰色理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生理學(xué)、心理學(xué)和混沌動力學(xué)等領(lǐng)域得到不斷與進步和發(fā)展，為機電一體化技術(shù)在智能化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)和開辟了新的出路。
2、數(shù)字化。接口技術(shù)和微控制器的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有可靠性高、容易操作，普遍性，自診斷能力，可維護性及優(yōu)質(zhì)的人機界面。
3、模塊化。模塊在整個系統(tǒng)中是一個相對重要的工作。目前，生產(chǎn)機電一體化的廠家繁多，種類不能統(tǒng)一。在環(huán)境接口、動力接口、機械接口的研制開發(fā)過程中要逐步統(tǒng)一到標準化的接口道路上來。例如研制具有變頻調(diào)速、集減速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有圖像處理、視覺、測距和識別等功能的電機一體控制單元等。此時，在研發(fā)設(shè)計產(chǎn)品時，可利用標準模塊化單元相對比較快速研發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免各種相互沖突的關(guān)系，并能使之系列化、標準化。
4、網(wǎng)絡(luò)化。信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的快速興起和發(fā)展給各個領(lǐng)域都帶來了變革?；谟嬎銠C網(wǎng)絡(luò)普及的基礎(chǔ)，各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)也不斷發(fā)展。遠程控制的終端設(shè)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(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，人們足不出戶可充分享受各種個科技帶來的便利和好處，因此 機電一體化產(chǎn)品朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是必然的趨勢。
5、自源化。機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源是自源化最好的詮釋，比如燃料電池、大容量電池和太陽能電池。因為很多場合由于電源的缺少使得很多產(chǎn)品不能使用，所以，自帶動力源是非常有必要的。
6、人性化。任何產(chǎn)品必然會向人性化的方向發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品也不例外，不但要完善產(chǎn)品性能，還要在造型、色彩等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使產(chǎn)品更加自然，更加接近人們生活習(xí)慣。
7、微型化。微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)指的是可以批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、和信號處理，直至接口，通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品具有體積小、耗能少、運動靈活的顯著特點，在生物醫(yī)療、信息等方面具有非常明顯的優(yōu)勢。
8、綠色化。綠色產(chǎn)品指的是低能耗、低材耗、低污染、可再生利用的產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在產(chǎn)品使用過程中不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束的時候，還可分解和再生利用。
五、結(jié)束語
機電一體化技術(shù)是振興機械制造行業(yè)與國民經(jīng)濟的不可或缺的部分，是機械工業(yè)技術(shù)、電子計算機技術(shù)及信息科學(xué)技術(shù)的融合與交叉的產(chǎn)物。機電一體化發(fā)展至今，還處于發(fā)展階段，并朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向不斷發(fā)展，必將具有更加廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻：
【1】楊保群．機電一體化技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用簡介[j]．微電機，2009
摘要:
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展．極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)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．
關(guān)鍵詞:機電一體化； 發(fā)展； 趨勢
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展．極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)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．筆者結(jié)合自身的實踐經(jīng)驗淺談如下的看法與觀點，供大家參考：
1機電一體化的發(fā)展歷史
2O世紀6O年代以來．人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能后．刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，再后來計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展更進一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ) 大約到20世紀8O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(shù)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(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持：2O世紀9O年代后期．開始了機電一體化技術(shù)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(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化．微細加工技術(shù)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(shè)計、分析和集成方法．機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。
我國是從20世紀8O年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。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(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作．取得了一定成果，但與歐美、日本等先進國家相比仍有相當(dāng)差距機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合。它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。
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(xué)科．隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展．還將被賦予新的內(nèi)容。
2機電一體化的優(yōu)點
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(shù)．將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱 其涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面．是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)．而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊．這是機電一體化與機械+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(shù)由純機械發(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 即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸．還是人的感官與頭腦的眼神。機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別是智能化 機電一體化產(chǎn)品的典型例子有：數(shù)控加工中心、機器人以及具有檢測控制性能的數(shù)碼相機等?？傊粋€機電一體化的系統(tǒng)主要是由機械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機這五個要素構(gòu)成。
3"機電一體化"發(fā)展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。
3.1光機電一體化。
一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.
3.2自律分配系統(tǒng)化——柔性化。
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(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)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，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。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(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.3全息系統(tǒng)化——智能化。
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。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
3.4“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。
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)上是處于“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(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。
3.5微型機電化——微型化。
機電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。筆者結(jié)合自身的學(xué)習(xí)心得淺談如下幾點看法：
一、機電一體化技術(shù)的特點
1、在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)日新月異的時代，各種新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn)，已不再是單純某一門學(xué)科的發(fā)展，而是各門相關(guān)學(xué)科，多種先進技術(shù)的互相滲透和相輔相成的結(jié)果。機電一體化技術(shù)就是一種這樣的新技術(shù)，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的綜合技術(shù)。其實質(zhì)是從系統(tǒng)觀點出發(fā)，運用過程控制原理，將機械、電子與信息、檢測等有關(guān)技術(shù)進行有機地組合，實現(xiàn)整體最佳化。具體地講，它是將微機技術(shù)引入到包裝機械中。
2、機電一體化從根本上改變了包裝機械的面貌。在這種包裝機械中，微機作為它的大腦，取代了常規(guī)的控制系統(tǒng)。機械結(jié)構(gòu)是其主體和軀干，各種儀器、儀表、傳感器是其感官，它們感受各種包裝參數(shù)的變化，并反饋到大腦（微機）中，各種執(zhí)行機構(gòu)則是它的手足，用以完成包裝操作所必需的動作。
3、一個完整的機電一體化系統(tǒng)，一般包括微機、傳感器、動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等部分。它摒棄了常規(guī)包裝機械中的繁瑣和不合理部分，而將機械、微機、微電子、傳感器等多種學(xué)科的先進技術(shù)融為一體，給包裝機械在設(shè)計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化，從根本上變了包裝機械的面貌。
二、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
1、智能化
智能化是21世紀機電一體化技術(shù)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(shè)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(yīng)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(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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。
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(fù)雜但又是非常重要的事。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，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)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3、網(wǎng)絡(luò)化
20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、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(luò)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(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)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(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（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(shù)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(luò)化方向發(fā)展。
4、系統(tǒng)化
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(guān)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，研制各種機電一體化產(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。
5、微型化
