时间：2023-08-27 15:04:37
导语：在机电一体化前途的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：机电一体化；基本概念；核心技术；发展进程；发展方向
中图分类号：TH-39 文献标识码： A
随着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。“机电一体化”意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。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。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。
一、机电一体化技术基本概念
机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
二、机电一体化的核心技术
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、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：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。
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：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。
三、机电一体化的发展进程
1、数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。
2、微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。
3、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。
四、机电一体化的发展方向
20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。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角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；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，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，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：
1、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。
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、自动化：所谓自动化技术，是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作，以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成，以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能，最后实现自动运行目标。
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。
关键词：机电一体化；自动控制技术；发展趋势
机电一体化的外文名词是Mechantronics，起源于日本，是取英语Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示机械学与电子学两种学科的综合。目前，国内外对机电一体化的涵义有各种各样的认识，其各自的出发点和着眼点不尽相同，再加上机电一体化本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展不断被赋予新的内容。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体，是现代科学技术发展的必然结果。随着现代科学技术日新月异的发展，不断地推动不同学科的交叉和渗透，从而导致整个工程领域的技术革命。
1.机电一体化概要
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。机电一体化发展至今也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。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、微电子技术以及其他新技术的简单组合、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。机电一体化系统由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体，具有满足人的使用要求的最佳功能。
2.我国机电一体化的现状
世界范围内机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段也称为初级阶段。20世纪60年代以前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。第二阶段可称为蓬勃发展阶段。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。第三阶段，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。
计算机数控机床（CNC）是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就，是典型的机电一体化产品，是机床发展的必然趋势。
汽车的机电一体化中心内容是以微机为中心通过自动控制来改善汽车的性能，增加汽车的功能，实现汽车降低油耗，减少排气污染，提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。近几十年，国际各大汽车公司都加大了对汽车机电一体化的研究，使其发展有了质的飞跃。
工业机器人（IR）一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成，是一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照预定程序、轨迹及其要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置，是具有发展前途的机电一体化典型产品。
3.机电一体化的发展趋势
3.1自律分配系统化
未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.2系统化
系统化的表现特征之一是系统体系结构进一步采用开放和模块化的结构。系统可以灵活组套，进行任意裁减和组合，同时要求实现多坐标系列控制功能的NC系统。表现特征之二是通话功能的大大加强，即网络化趋势。
3.3人工智能化
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。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，则是完全可能而又必要的。
3.4全息系统化
机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。其系统的层次结构，也由简单的“从上到下”的形势而变为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
3.5绿色化
环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主题。
3.6微型机电化
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。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。
3.7面向21世纪的制造模式
一次制造成功，采用成组技术和分组作业方式，按质、按量、按时完成，做到零废品、零库存、零设备故障、零环境污染，从以“技术”为中心向以“人”为中心转变，从“金字塔式多层次管理”向“网络式管理”、由顺序工作方式向并行工作方式、由固定组织
加工向敏捷制造加工转变。
4.结语
机电一体化的出现并不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，传统的机械设计方法和设计概念正在发生着革命性的变化。21世纪，机电一体化技术将扮演机械工业的主角，与机电一体化相关的技术还有很多。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。我国可以利用后发的成本优势和广阔的市场潜力，用全新的方式和更短的时间研发更多具有知识产权的机电一体化产品。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。
关键词：机电一体化 发展过程 发展趋势
一、前言
随着现代科学技术的不断发展，不同学科的交叉与渗透也越来越广泛，注定了各个领域的技术革命与发展。在机械工程领域中，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等发生了翻天覆地的变化，从而将工业生产由"机械电气化"带入了"机电一体化"为特征的发展阶段。
二、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。
机电一体化发展至今也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，还将会被赋予新的内容。但是它的基本特征可概括为：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、可靠性高和低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统处于最优化的系统工程技术。由此产生的功能系统，就组成为一个机电一体化系统或者说机电一体化产品。
因此，"机电一体化"涵盖"技术"和"产品"两个方面。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本质区别。机械工程技术是由纯技术发展到机械电气化，仍然属于传统机械。但是发展到机电一体化阶段后，其中的微电子装置除了可以取代一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。拥有智能化的特点是机电一体化与机械电气化在功能上的一个本质的区别。
三、机电一体化的发展过程
"机电一体化"这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时即70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将"机电一体化技术"与"机械电子学"并用，近年来"机电一体化"更流行使用。
80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。
信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了"光机电一体化"的新领域。
进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支"微机电一体化"。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入了21世纪。
四、机电一体化的发展趋势
机电一体化是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科交叉综合的一门学科，各个学科互相促进、互补不足、相互发展。专家预测，未来机电一体化技术将向以下几个方向发展：
（一）智能化方向
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。人工智能在机电一体化建设的研究中得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要的应用。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，以求达到更好的控制效果。
今后的机电一体化产品"全息"特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）的飞速发展。
（二）光机电一体化方向
一般机电一体化系统是由传感系统、能源、（动力）系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术，利用光学技术的先天特点，就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。
（三）模块化方向
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而又非常重要的事。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。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。
这需要制定各项标准，以便各个部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，短时间内很难制定国际或国内这方面的标准，但可以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。
（四）柔性化方向
未来机电一体化产品，控制和执行系统有足够的"冗余度"，有较强的"柔性"，能较好地应付突发事件，被设计成"自律分配系统"。在这系统中，各子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的"自律性"，可根据不同环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具有"行动"是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
（五）网络化方向
上个世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活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是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络（homenet）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（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
（六）微型化方向
微型化兴起于上世纪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1cm3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。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。
（七）仿生物系统化方向
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上处于"静态"时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便"死亡"，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。就目前情况看，机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势，但还有一段很漫长的道路要走。
（八）绿色化方向
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；而另一方面，资源减少，生态环境受到了严重污染。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。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。
（九）系统化方向
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。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，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。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
五、结束语
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，相信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[M].北京：科学出版社，2004.
论文摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。
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 机电一体化概要
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。
机电一体化发展至今也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，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
因此，“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，其中的微电子装置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 机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。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，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，不取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
3 机电一体化的发展趋势
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。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，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。诚然，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，则是完全可能而又必要的。
3.2 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。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。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这方面的标准，但可以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。
3.3 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。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活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。
3.4 微型化
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1cm3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。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。
3.5 绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。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。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。
3.6 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。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，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。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
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．
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；发展过程；应用；发展趋势
1 机电一体化的发展过程
目前，人们普遍将机电一体化的发展概括为三个阶段：一是二十世纪六十年代之前；在这之前人们开始将电子技术应用到机械产品上，尤其是随着二战的爆发，加快了电子技术和机械产品的结合速度。随后这些技术逐渐在人们的生活中得到应用，也极大的促进了经济的发展。但是，由于电子技术并不成熟，在很大程度上限制了机电结合技术的应用和发展。二是二十世纪七十年代至八十年代之间；在该时期内是机电一体化技术发展的一个鼎盛时期，尤其是伴随着计算机技术、通信技术等技术的快速发展以及应用，以及集成电路的规模化、微型计算机的发展，这些技术的产生都为机电一体化技术的发展打下了坚实的基础。而且，机电一体化也受到了很多国家的关注，发展十分迅速。三是九十年代后期；随着计算机技术等相关技术的成熟和在机电控制中的应用，机电一体化技术已经开始向着智能化的方向发展。在这一时期，伴随着机电一体化技术体系的不断研究和完善，在很多领域都已经实现了机电一体化，而且光机电一体化技术的出现和应用也丰富了机电一体化系统。
我国研究机电一体化技术的时间相对较晚，是从二十世纪八十年代开始的，在经过了几代人的共同努力，取得了较为满意的成果，而且在促进我国经济发展方面也做出了巨大贡献。但是，我国现阶段机电一体化技术发展仍然存在以下几点问题：首先，机电一体化的基础理论研究方面，科研力量不足，自主研发能力较差。尤其是在一些重要的机电技术领域的研发，和发达国家相比存在很大的差距。其次，没有充分体现出一些科技含高的技术产品，对我国经济发展的推动作用并不明显。最后，机电一体化产品的质量和设计水平还需要不断的提高。针对这三点问题，需要在今后的工作上有针对性的进行改进，促进机电一体化技术的健康稳步发展。
2 国内机电一体化技术应用现状
当前我国正处于市场经济的发展阶段，尽管较之以往我们的机电产品出口取得了显著的成绩，但是仍然不能忽视存在的问题。正确对待机遇和挑战，思考并解决当前存在的问题无疑会有助于提高我国机电技术产品的水平和性能，对于完善我们的市场经济制度也大有裨益。从促进产业结构调整，推动完整的机电一体产业形成的角度看，我们的机电一体化面临以下两点任务：其一，要进一步推动传统工业技术升级，实现节能高效，这就需要对传统产业进行微电子技术改造。其二，大张旗鼓地开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代[5， 6]。
首先，在技术政策上，要对能耗高、效率低下、不符合环保标准的传统产业进行限制，加快对落后产品的淘汰。同时，要鼓励对传统产业实施机电一体化技术改造。其次，我国机电一体化产业覆盖面广，发展迅速，而我们的财力、人力和物力是有限的，产业的规划和发展不可能面面俱到，所以我们应建立机电一体化行业“协会”性质的统管合作机构，并赋予其职能，既有利于深入的行业调查，指导行业布点布局的调整，发展重点项目，又有助于制定出纵览全局的“机电一体化”发展计划和战略规划，以避免开发上重复、生产上撞车。再次，通过“协会”的有效组织和广泛宣传，一来可以建立行业信息平台，及时分享更多的行业内部信息，二来可以增加产业在社会上的认知，使行业内外都重视和支持 “机电一体化”的发展，既可以吸引外商到我国投资发展“机电一体化”的眼球，又可以更加方便合理调配资源。同时，尽管人民币升值短期内会减缓我国机电产品出口，但对技术贸易来讲，却可以利用此时的时机，大量引进相关产业的先进技术，反哺自身加工业，提高企业的利润空间。作为世界上最大的发展中国家，大力发展机电一体化技术，用微电子技术改造传统产业，开发数字化、智能化机电产品，既是振兴我国传统机电工业的新鲜血液和源动力，也是一条促使机电行业产业、产品结构调整日益完善的捷径。
2 机电一体化的核心技术
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采用钢铁材料为主创造的，为了减轻质量，除了在结构上加以改进外，主要应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了质量，才有可能实现驱动系统的小型化，在控制方面才能够改善快速响应特性，减少消耗能量，提高效率。
2.2 信息处理技术
机电一体化是与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用分不开的。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。
2.3 驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件―传感器―电机三位一体的伺服驱动单元。
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给信息传递和维修带来方便，而且可以简化设计。目前，正致力于发展低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
2.5 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。
3 机电一体化的发展趋势
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。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，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。诚然，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，则是完全可能而又必要的。
3.2 数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路。如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
3.3 微型化
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1cm3 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。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。
3.4 绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。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。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。
参考文献：
[1]郭伟民.机电一体化技术的应用和发展[J].中外企业家，2014（8）.
[2]周玮.机电一体化技术的发展与应用[J].新材料新装饰，2014（3）.
[3]康存丽，杨保群.机电一体化技术发展及应用简介[J].微电机，2009 （8）.
【关键词】机电一体化；现状；方向
一、机电一体化发展现状
（1）起步慢，与发达国家仍有一定差距
机电一体化的发展在国际上主要分为三个阶段，二十世纪六十年代之前为第一个阶段，为机电一体化的起步阶段，人们开始将电子技术小范围的在机械工程领域进行应用，发现机电一体化带来的便利，机电一体化取得了初步成果，二十世纪七十到八十年代为机电一体化发展的第二个阶段，也就是其高速发展的阶段，在这一过程中，计算机技术通信技术和控制技术的蓬勃发展为机电一体化带来了很大的可能性，到了八十年代，机电一体化已经普遍被各国所接受，其产品也被广泛的应用，例如细微加工技术在机电一体化中得到实现，其产品的生产更加的迅速且细致，为提高生产效率带来了机会，而我国也正是从二十世纪八十年代开始才关注起这个领域的发展，尽管很快认识到了机电一体化的重要作用，并迅速成立的研究小组，但是相比日本欧洲等发达国家来说，我们的起步仍然较晚，在很多技术上十分的不成熟，且机电一体化在生产中的各个领域应用不广泛，与其他国家仍然保持着一定的差距，使得我国的机电一体化在发展中仍然面临着较大的问题。
（2）机电一体化成本较高
由于技术发展不完全，很多地方还不太成熟，故我国的机电一体化带来的生产成本十分巨大，其产品取代技术含量较低，对于水电的能耗十分的高，材料的消费也很高，且容易造成环境污染和扰民，近年来，尽管我国不断的对工业结构进行调整，但是仍然存在着分工不合理且消耗成本高的现象，机电一体化工业尤为明显，另外，随着市场化的不断发展，我国机电一体化的产品在国际上的竞争力仍然不太理想，众所周知，机电一体化产品功能强，性能好，质量高，可是中国唯有成本低这一目标达不到，企业缺乏生产成本的节制，并且造成了大量的污染，死守就业，在国际的激烈竞争中必然无法占据有利地位，又由于我国的机电一体化研究时间较短，技术不成熟，在很多方面无法满足世界市场的需求，每年还需要从国外大量的进口，这在很大程度上都给了我国机电一体化行业巨大的压力。
二、未来企业机电一体化的发展方向
（1）加强结合，实现网络一体化
纵观现阶段的各行各业，一个突出的特征就是计算机技术和网络技术的发展突飞猛进，这对于知识经济来说是一个十分有利的机会，而现如今的企业很多通过网络技术和计算机技术的应用实现了新的突破，这对于机电一体化来说也是一个新的灵感，机电一体化尽管将电子技术融入了机械工程领域，但是由于技术不全面而导致的产品不成熟或者竞争力不够的现象普遍存在，当今的企业和单位应当不断思考如何将网络技术和计算机技术有效的融入机电一体化的实践中，综合利用远程控制终端，将机电一体化带上一个新的楼梯，使得机电一体化的产品不断的进入家庭，利用家庭网络来将各种家用电器链接成一个计算机为中心的集成家电系统，使人们在家中就可以享受机电一体化产品与网络技术的有效结合，给生产和生活带来更多的方便。
（2）提高技术，降低能耗
当前中国的企业一个普遍的特点就是生产成本较高，在生产过程中产生大量的能耗，这为中国的企业在国际市场上的竞争造成了很大的负担，无法实现有效的盈利，这与企业的生产计划和发展策略有着直接的关系，由于机电一体化在能耗方面的特点尤为显著，作为机电一体化的企业应当合理制定生产计划，对企业生产的各项指标进行严格的控制，各个车间厂区积极的组织能耗降低的竞赛，对于有效的降低能耗的厂区进行有效的奖励，同时在日常的生产过程中积极的进行技术的学习和探讨，使得优良的技术不仅仅在个别的厂区实施，而是在整个工厂得到普及，使得技术变为企业的利润，让企业能够在技术的不断革新中获得有利的竞争地位。
（3）响应社会，倡导环保
工业化的不段发展给社会带来的巨大的改变，同时也给环境带来了巨大的压力，一方面，人们的物质生活丰富了，生活日渐舒适，但是另一方面资源不断的减少且生态环境受到了严重的污染，现阶段全社会都在呼吁保护环境，作为对资源造成巨大压力的机电一体化行业来说，倡导环保是十分有必要的，在日常的生产中，企业应当不断的进行探索和技术创新，力求建立一套自己的节能减排机制，同时在产品的设计上也要不断将绿色概念应用到其中，无论是在生产制造还是在使用过程中都应当遵循绿色的观念，符合环境保护和人类健康的标准，在产品的材料使用上也要不断的进行研究和开发，同时绿色的的机电一体化，具有远大的发展前途，也可以帮助企业在竞争上获得有利的地位。
（4）改革创新，加强智能
机电一体化在很多的方面还存在着创新的余地，例如随着社会的不断发展，智能化在也成为21世纪的一个发展的方向，人工智能在不断的发展过程中也在机电一体化上得到了广泛的应用，在机床的操作，数控方面人工智能的优势也体现的淋漓尽致，同时仿生物系统化也不断的得到了应用，将数控操作和人工智能进行有效的结合，利用人的生理机能去带给机电一体化新的灵感，让机电一体化的操作更加便利，应用更加广泛。
结语
通过上述分析我们不难看出机电一体化的发展不是一个独立的过程，是历史的必然和社会发展的结晶，随着科学技术的不断发展，机电一体化定会向一个更高的层次发展，而公司和企业若想在此领域取得一定的竞争优势就必须从自身进行改革和创新，不断的探索新的技术，力求将机电技术与网络技术，生物智能等相结合，用技术革新代替能耗盈利，让企业在创新的道路上取胜。
参考文献
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[关键词]新时期；机电一体化；关键技术；发展趋势
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0146-01
机电一体化技术也就是现代制造业的关键和核心技术，在机电产业以及其他制造业发展中应该得到更广泛的应用，也是我国今后重点发展方向。随着对产品的更高要求，对机电一体化技术和产品也就有了更高的要求，不断朝着高性能、智能化、系统化方向发展，为国家带来更大的经济效益和社会效益。
一、机电一体化中的关键技术
1、信息处理技术
信息处理技术主要是指在机电一体化设备的运作过程中，与设备状态、参数及功能控制相关的信息的运算、判断、存储及分析等等。在机电一体化设备中，实现信息处理功能的主要载具是计算机。计算机的技术主要包含通信技术与网络技术、数据库技术及数据处理技术、软件技术与硬件技术等等。而且计算机处理装置是机电一体化设备的核心，其对整个设备的运行有着指挥与控制的作用。所以计算机的信息处理技术应用是机电一体化技术中最关键的因素。具体技术分支包含专家系统技术、神经网络技术以及人工智能技术等等。
2、机械技术
机械技术是支撑机电一体化技术的基础力量。机电一体化设备的主要功能及辅助功能多数都是借助机械技术来实现的。在机械控制、传动功能与电子技术互相融合的过程中，设备对机械技术的要求也在不断提升。例如对传动精确性的要求较比以往就有了很大的提升。现今机械技术的发展过程中，新工艺、新材料、新结构及新原理都在不断的被发掘与应用，满足了设备对重量、体积、刚度及性能等方面的需求。
3、自动控制技术
应用在一体化设备上的控制技术主要包含速度控制、高精度定位控制、校正、补偿及自适应控制等等。设备控制功能的不断扩展，使得设备的工作效率与精确度都在持续提升。而且通过自动的控制，机电一体化设备在运作过程当中也能够更加快速及时的发现设备内的故障，并及时的进行预警，进而有效减少了故障造成的停机时长，让设备的利用率有了很大的提升。由于计算机技术的广泛普及，自动控制技术也逐渐与计算机控制技术融合在了一起，并且成为了支撑机电一体化设备的核心技术。但这项技术的难点在于对干扰的预防、对控制模型的优化、对控制边界条件的确认以及控制理论的实用化与工程化等方面。
4、传感器与检测技术
在设备工作过程中，设备的运作过程、运作状态、各项参数等相关的数据及信息，都要用传感器来进行接收，并且要通过信号检测装置来进行具体的测试。之后再将信息传送到处理装置中，向控制装置进行反馈，进而实现设备工作过程的自动化。现今的一体化设备对传感器的精确性与实时性都有着很高的要求，并且要确保获取信息的过程不会受到外部环境的影响。所以，为了确保传感器能够及时、精确的反馈信息，就要对传感器及其信号检测装置进行进一步的强化。
二、新时期机电一体化技术的发展趋势
1、绿色化方向
工业的快速发展对推动社会经济建设有着积极的影响，但在工业高速发展的同时我们必须要正视的问题是社会资源的减少以及对人类赖以生存生态环境所带来的影响。为了能够保证工业快速稳定发展的同时，又不对人类的生存环境造成破坏，大力生产绿色化的产品是当今全世界各国共同关注的重要问题。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。绿色化是工业发展的必然趋势，加强对机电一体化产品的绿色化研究和开发是当前我们需要面对和解决的重要课题。
2、智能化方向
人工智能化系统包括知识表示、知识利用和知识获取三大内容，其本质是一个知识处理系统，最终是为了通过模拟人的思维方式对问题进行分析、推理和求解。智能化其实是对机器行为的描述，是在掌握控制理论的基础上，结合人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、模糊数学、生理学以及混沌力学等学科知识对机器系统进行设计、编程使其具有人的思维能力、判断能力，从而能够高效完成某个高难度生产操作动作或任务。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。
3、网络化方向
网络技术的快速发展对社会政治、工业生产、军事、生活及科研等带来了深刻的影响，同样机电一体化融合了网络技术、电子技术、通信技术等，在某种程度上分析，网络技术对推动机电一体化技术的向前发展也有着举足轻重的作用。目前，现场总线技术和局域网技术使家用电器网络化已成为必然趋势，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，给人们的生活增添了更多获取和分享信息资源、节目的机会。所以机电一体化产品也必将向网络化方向发展。
4、人格化方向发展
人格化是机电一体化发展的重要方向，机电一体化人格化的发展主要是指机电一体化系统能够有效的模仿人类的生命机能，而且这整个过程当中非常的注重人和产品之间的联系，因此是一种比较适合人类操作和使用的机电一体化的产品，和人之间具有一种共性的存在。同时也由于机电一体化产品的最终操作使用者还是人，因此其形成和产出的主要目的也是为了能够有效的完成人类所需要完成的目标和任务，所以提升机电一体化产品的智能化的过程，其实也就是以人的情感融入其中，从而真正实现机电一体化人格化的发展趋势。
5、微型化方向发展
为了能够实现机电一体化产品的微型化发展，以此来制造出更多具有微型化性质的机电一体化产品，这都是未来发展的主要趋势之一。机电一体化技术经过多年的发展，如今在这方面已经取得了一些客观的研究成果，然而这其中与之相关的产品体量仍然比较大。因此，这对机电一体化产品的发展方向来说，其发展趋势必将是一些尺寸不过1立方厘米的机电一体化的产品，这类产品通常都将生产的重点偏向于微米级和纳米级的发展方向靠拢。正是由于微机型的机电一体化产品所具有的体积普遍较小，因此其所要消耗的能源也相对较少，真正运用起来必然将十分的灵活，因此就可以利用这个特点真正的进入到很多机械都无法进入到的微型空间当中，这就非常方便于精细化的操作过程，而这这种微机型的产品在生物医疗、军事以及信息等多个方面都有着非常独特的发展优势。
6、模块化
由于机电一体化装置的制造商较多，为降低系统升级改造的成本，并为维修提供便利，模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造，可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换，即便出现故障，只需将损害的模块进行更换即可，工作效率极高，通用性的增强为企业节约了大量的成本。
综上所述，随着机电一体化的逐步发展，其在机械制造以及机电产业中发挥着不可替代的重要作用。机电一体化技术是在传统技术基础之上进行革新，引进更多的现代元素，促使其不断进步和完善。
参考文献
[1] 赵铁军.试论机电一体化在煤矿开采领域的发展[J].企业导报.2015（02）.
关键词：机电一体化 发展 工程机械中的应用
1.机电一体化的概述
我们所熟知的机电一体化技术就是将微电子技术、电工电子技术、机械技术、传感器技术、接口技术、信息技术、信号变换技术等多种技术进行结合，并综合应用到实际中去的技术。它是将机械装置、电子设计和软件结合起来的系统总称。所以是自动化生产设备几乎就可以说成是机电一体化设备。
现代的工程机械正处于一个发展时期，引入机电一体化技术，使液压、机械和电子控制等技术有机的结合，极大的提高了工程机械的各项性能。
2.机电一体化发展状况和趋势
2.1机电一体化发展状况大致可分为3个阶段
第一阶段是初期阶段，指在20世纪60年代以前，这一时期，人们利用电子技术来简单的完善机械的产品和性能。特别是在第二次世界大战，更加刺激了机械产品与电子技术的结合，军用技术在战后转为了民用，这对那时的经济恢复起到了很大的作用。因为，在那时机电结合多是自发的行为，尚未达到一定的水平，固其结合还不能够得到广泛而深入的发展。
第二阶段是蓬勃发展的阶段，指在20世纪70～80年代，这一时期，随着计算机通信与控制技术的发展，为机电一体化奠定了技术基础。微型计算机和大规模的集成电路迅速发展起来，这就为我们今后的发展提供了物质基础。
第三阶段是向智能化迈进的新阶段，指在20世纪90年代后期，在这一时期，通信与光学技术进入了机电一体化，细微的加工技术开始崭露头角，并出现了像微机电一体化和光电一体化这样的新分支。同时，因为人工智能、光纤及神经网络技术取得很大程度上的进步，也为机电一体化开辟的广阔的天地。通过对这些技术的研究，促使机电一体化逐步建立了完整的科学体系。
2.2机电一体化发展的趋势
因为机电一体化是集电子、机械、光学、控制、信息、计算机等多学科的综合体，它的发展与进步是与技术的不断创新分不开的。所以，其主要发展方向如下：
①模块化
模块化是一项重要的工程。由于机电一体化产品的种类比较多，研发具有标准接口产品单元是非常复杂的工作。如研发智能调速、动力及控制单元、完成典型操作的机械装置，可利用标准单元很快的开发出新产品，扩大生产规模。由于利益方面的冲突，很难制定国内和国际之间的标准，但是可以通过组建一些比较大的企业来逐渐形成统一。可以肯定的是，模块化将给机电一体化企业带来美好的前景。
②智能化
作为21世纪技术重要发展方向，智能化得到了更多的重视，如数控机床和机器人就是智能化重要的应用方面。我们使机电一体化产品能够具备与人完全相同的智能几乎是不大可能，但高性能的微处理器使产品赋有低级或人的部分智能，是完全可能且是生活生产中完全必要的。
③网络化
20世纪90年代，为网络化的发展做出突出贡献的就是计算机技术。它不但给科学技术、工业生产带来了发展，而且给政治、军事、教育乃至日常生活带来的巨大的变化。网络化已经将全球经济生产联系到了一起，企业间的竞争与合作也将全球化。现场总线和局域网技术作为家用电器网络化已成为大势所趋，这样就可以享受各种高科技带来的便利。
④微型化
它兴起于20世纪80年代末，是机电一体化向微观领域发展的趋势。微型机电一体化产品体积小、能耗少、运动灵活的特点将在生物医药、军事等方面带来巨大的变革
⑤绿色化
随着人们意识的不断提高，保护资源环境已经得到了越来越多的重视。绿色产品在设计、生产制造、使用和销毁这一连串生命过程中，要符合特定的环境和健康要求。绿色化是具有很大的发展前途的。
⑥系统化
其表现特征就是系统体系进一步采用开放式和模式化的总线结构，还有就是通信功能加强。未来机电一体化产品会更加注重与人之间的关系。
3.机电一体化在工程机械中的应用
3.1机电一体化技术在旋挖钻机上的运用
旋挖钻机是我国近几年来广泛采用的一种重要工程机械，其主要集中在大型的桩基础施工中。旋挖钻机因为施工时工艺较为复杂，且过程中要求的精度相对较高，所以就要引进自动化控制功能以提高施工时的精度和整体效率。其最常见的有两种功能：一种是钻孔工程自动回位功能，一种是钻桅自动调垂直功能。
3.2机电一体化中的遥控技术在工程机械上应用
随着工程机械功能的不断扩展，遥控技术被运用到了很多环境中。其很多时候是出于为了操作的便利和保护操作的人员。例如在水泥混凝土的泵车上就广泛的采用遥控技术，还有一些小型多功能的产品上也有应用到。
3.3机电一体化在路基机械设备中的应用
现今，机械化施工已成为道路建设的行业趋势，这就使我国道路修建事业向着现代化、专业化及规范化方向发展。路基工程机械化施工，就是通过合理选择施工时的机械，科学合理的完成工程作业。对路基机械化的重点就是要对设备进行机电一体化，做到机械化，要做到以下几点：第一，选用合适的设备充分发挥其效率，在施工时要确保技术和质量标准，做到配套机械和周围环境要协调一致在满足使用要求的同时减少人员工作的强度等等。第二，确保机械的养护和维修，提高机械的完整度，在设备的管理中要拥有保养和维修计划，保证在机械生产期间能够高效的使用。把设备生产使用中的运转效率作为关注的重点，要使在设备故障出现时对机械的影响程度达到最小。在道路路基施工中要考虑到故障机械设备对整个工程的质量影响、维修费及其影响质量效果的程度比重。
以道路路基工程水泥混凝土搅拌设备为例，它就应用了先进的控制电子称量的系统，这就使其称量过程实现了现代化，出成品料的效率和精度得到了保证。在沥青混凝土摊铺机中应用了自动找平系统，这就使工程质量得到了很大程度上提高，同时在供料系统中引进超声波技术等，这些都有效的提高了沥青混凝土摊铺机的作业质量。还有我们所熟知的铲运机铲斗刀刃、推土机铲刀和平地机刮刀中都应用了电子控制系统，这样就使作业的精度和效率得到提高，有效降低了劳动的强度。总之，机电一体化技术在道路路基机械设备中被广泛的应用，它也将受到越来越多的重视，为道路建设做出应有的贡献，而作为设备的使用者和管理者，要能够顺应发展，学习和掌握机电一体化技术，只有这样才能参与到现代化工程建设中，为建设事业做出贡献。
4.结束语
随着机电一体化技术的不断发展，各种产品和装置中实现了机电一体化，这样就有利于实现整体的优化，提高了产品本身的质量和生产效率，缩短开发产品的准备周期，也加速了成果向商品的转化，这样就有利于推动各产业发生变革，随着对产品不断的研发和高精密仪器设备的生产，要求新一代的机电一体化技术朝着智能化、系统化、微型化等方向发展，这样就可以为国家带来更大的经济社会效益。
参考文献：
[1]杨光.浅析机电一体化在工程机械中的应用.城市建设.2012年19期.
[2]陆伟.浅析机电一体化技术在工程机械中的应用.中国科技纵横.2013年5期.
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