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第1篇

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化；技術(shù)；發(fā)展

1 機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門(mén)技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程中相互交叉、相互滲透而形成的一門(mén)新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科；其次，機(jī)電一體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)（即所謂的“3C”技術(shù)：Computer、Communication和 Control Technology）“滲透”到機(jī)械技術(shù)中，豐富了機(jī)電一體化的含義，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學(xué)）機(jī)電一體化、機(jī)電氣（氣壓）一體化、機(jī)電液（液壓）一體化、機(jī)電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話(huà)說(shuō)，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡(jiǎn)單疊加。

2 機(jī)電一體化的核心內(nèi)容

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，要了解機(jī)電一體化，必須從以下幾方面著手：

（一） 機(jī)械技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)，來(lái)提高其各項(xiàng)性能，滿(mǎn)足更廣的需求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)采用人工智能與專(zhuān)家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。

（二） 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)

凡是能擴(kuò)展人的信息功能的技術(shù)，都是信息技術(shù)。可以說(shuō)，這就是信息技術(shù)的基本定義。它主要是指利用電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信手段實(shí)現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲(chǔ)信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關(guān)技術(shù)。

（三） 系統(tǒng)技術(shù)

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(biāo)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(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

（四） 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀(jì)最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理、生活等各個(gè)領(lǐng)域，都離不開(kāi)自動(dòng)控制技術(shù)。就定義而言，自動(dòng)控制技術(shù)是控制論的技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，是通過(guò)具有一定控制功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)，來(lái)完成某種控制任務(wù)，保證某個(gè)過(guò)程按照預(yù)想進(jìn)行，或者實(shí)現(xiàn)某個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)。

（五） 傳感檢測(cè)技術(shù)

傳感技術(shù)是把各種量轉(zhuǎn)變成可物理識(shí)別的信號(hào)進(jìn)行輸出，檢測(cè)就是指人員對(duì)可是別的信號(hào)進(jìn)行處理的過(guò)程。傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受?chē)?yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

（一）綠色化

在人們?cè)絹?lái)越追求生活質(zhì)量和生活品質(zhì)的今天，綠色環(huán)保成為了人們生活關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著社會(huì)進(jìn)步和近年來(lái)人們對(duì)生態(tài)保護(hù)意識(shí)的重視和加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品概念也將成為時(shí)展的必然！綠色理念倡導(dǎo)消費(fèi)者在與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上,從事科學(xué)合理的生活消費(fèi),提倡健康適度的消費(fèi)心理,弘揚(yáng)高尚的消費(fèi)道德及行為規(guī)范,并通過(guò)改變消費(fèi)方式來(lái)引導(dǎo)生產(chǎn)模式發(fā)生重大變革,進(jìn)而調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的消費(fèi)理念。機(jī)電一體化技術(shù)也順應(yīng)了綠色理念，機(jī)電一體化產(chǎn)品在人們的生活使用時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染或者污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，而且在產(chǎn)品報(bào)廢后，其零件還能被再利用和再加工，資源利用率得到了大幅度的提高，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

（二）智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)，它由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用的智能集合,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復(fù)雜程度也越來(lái)越高，智能化的感念開(kāi)始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面，同樣，機(jī)電一體化的智能化研究也在各個(gè)國(guó)家普遍開(kāi)展。這里所提到的 “智能化”是指機(jī)器本身所具有的特性，它是在運(yùn)用控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、精細(xì)化制造、運(yùn)籌學(xué)等新學(xué)科、新技術(shù)和新方法，通過(guò)使機(jī)器模仿人類(lèi)所具有的一些能力，如思維、推理、決策等，可以在一個(gè)比較復(fù)雜的工作和困難的環(huán)境中代替人類(lèi)去工作。

（三）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的里程碑，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不僅推動(dòng)了人類(lèi)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)給人們的學(xué)習(xí),工作和生活帶來(lái)重大的改變，同時(shí)，也深刻的影響著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。其中最重要的影響就是對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制，控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（四）微型化

微型化也是機(jī)電一體化未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一，尤其是近10年來(lái)，由于包括納米級(jí)的精密機(jī)械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學(xué)研究成果、基因?qū)哟蔚纳飳W(xué)研究成果，以及高精密超性能特種功能材料研究成果和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣應(yīng)用成果等在內(nèi)的一大批當(dāng)代最新技術(shù)成果的競(jìng)相問(wèn)世，使得機(jī)電一體化領(lǐng)域朝著微型化有了質(zhì)的發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間，并易于進(jìn)行精細(xì)操作，因此在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。

第2篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；綜合采煤設(shè)備；現(xiàn)狀；應(yīng)用情況；相關(guān)技術(shù)

引言

從80年代開(kāi)始，西方發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)研究和推廣了機(jī)電一體化在綜合采煤設(shè)備中的使用，這些國(guó)家以微電子技術(shù)為前提，以計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)為核心，大量運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤機(jī)械設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，大力發(fā)展了本國(guó)的煤炭工業(yè)。此外，這些發(fā)達(dá)國(guó)家在設(shè)備運(yùn)行方面，設(shè)備的全自動(dòng)化監(jiān)控水平也在逐漸完善。但是就我國(guó)目前形勢(shì)來(lái)看，我國(guó)煤炭企業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距。因此，加大對(duì)綜合采煤機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化的研究力度有著重要的意義。本文針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)電一體化在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用情況進(jìn)行研究分析，探討改進(jìn)綜合采煤機(jī)械設(shè)備的相關(guān)技術(shù)，為我國(guó)煤炭企業(yè)加大機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用提供參考資料。

一、我國(guó)綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化的現(xiàn)狀

我國(guó)煤炭行業(yè)有一定程度的發(fā)展，尤其是近幾年煤炭的產(chǎn)量出現(xiàn)了大幅度的提高。隨著科技的飛速發(fā)展，國(guó)家綜合采煤設(shè)備的技術(shù)水平也得到了提升，國(guó)產(chǎn)采煤設(shè)備比重逐年呈高速上漲趨勢(shì)。為了進(jìn)一步滿(mǎn)足煤礦行業(yè)的高效高產(chǎn)要求，綜合采煤設(shè)備應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)能夠整體提升采煤設(shè)備的技術(shù)水平、工作效率與易維護(hù)性能。

雖然我國(guó)綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)有了一定程度的發(fā)展，但是和國(guó)際先進(jìn)煤炭企業(yè)還存在較大的差距。我國(guó)國(guó)家科研院和廠商合作研制出了交流型電牽引綜合采煤機(jī)，但是其中的電氣關(guān)鍵技術(shù)還是從國(guó)外引進(jìn)過(guò)來(lái)的。此外，重型工作面刮板的運(yùn)輸設(shè)備等還處于研究狀態(tài)，微機(jī)控制軟啟動(dòng)系統(tǒng)并不具有綜合采煤設(shè)備工況的故障檢測(cè)功能。總之，我國(guó)綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化還處于起步極端[1]。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用情況

為進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)的工作效率和安全性，我國(guó)一些煤礦企業(yè)不斷對(duì)綜合采煤設(shè)備的進(jìn)行技術(shù)的改進(jìn)。采煤機(jī)采用電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)從液壓牽引轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍碗姞恳岣吡藸恳乃俣龋部朔艘簤翰考y以避免的技術(shù)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，交流變頻型電牽引系統(tǒng)逐漸取代直流型電牽引系統(tǒng)，使得采煤機(jī)采煤速度得到了大大的提升，采煤機(jī)的可靠性和工作效率也得到了提升。此外，隨著微電子技術(shù)和信息科技的發(fā)展和應(yīng)用，采煤機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)得到了改善，提高了綜合采煤設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)水平。使得綜合采煤設(shè)備具備了：自動(dòng)管理、監(jiān)控工況、診斷故障、采集和整理數(shù)據(jù)、人機(jī)對(duì)話(huà)、故障報(bào)警等功能。

機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中也得到了廣泛的應(yīng)用，提高了設(shè)備的性能和功效。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用體現(xiàn)在：增強(qiáng)了一些自動(dòng)化操作的功能與自動(dòng)化調(diào)節(jié)的功能，使得采煤設(shè)備的可靠性能得到提高。利用自動(dòng)化診斷和停電措施等先進(jìn)技術(shù)后，改善了綜合采煤設(shè)備的操作性能，具備了不同程度的自動(dòng)化監(jiān)控功能、自適應(yīng)能力和智能化等；使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單化。因?yàn)榻涣餍蜋C(jī)電利用的是微機(jī)控制，使其具備了直流電機(jī)的調(diào)速功能，還具備了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、機(jī)械光量小、工作效率高等特征。生產(chǎn)綜合采煤設(shè)備方式朝著柔性化和自動(dòng)化的方向發(fā)展和改進(jìn)。電子技術(shù)的大量應(yīng)用，使得綜合采煤設(shè)備的檢測(cè)盒控制水平得到了提升，提高了自動(dòng)化的程度、診斷設(shè)備故障的能力和監(jiān)控檢測(cè)水平[2]。

三、綜合采煤設(shè)備的改進(jìn)和相關(guān)技術(shù)的探討

（一）綜合采煤設(shè)備的改進(jìn)

綜合采煤設(shè)備具備重型化、強(qiáng)功能化、大功率化、高性能化等特征。而高效高產(chǎn)的綜合采煤設(shè)備技術(shù)將會(huì)朝著大功率采煤機(jī)、交流型電牽引、智能化監(jiān)控檢測(cè)、強(qiáng)功能化和軟啟動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)、高操作阻力和電液控制的液壓支架等方面改進(jìn)[3]。

（二）相關(guān)技術(shù)的探討

（1）檢測(cè)傳感器

對(duì)檢測(cè)傳感器的研究包括電流電壓、功率測(cè)定、電機(jī)溫度、油液壓力、油液溫度、液位高度、牽引速度、電液閥等主要方面，但是還是存在著不同程度的問(wèn)題。企業(yè)需要加大對(duì)核心部件的研制力度，例如：采煤機(jī)機(jī)身的傾角、擺臂角、牽引速度、牽引力、移動(dòng)方向、煤礦和巖石的分離等。此外，煤礦企業(yè)需要進(jìn)一步提高設(shè)備傳感器的結(jié)構(gòu)性能、測(cè)量的精度與測(cè)量可靠性。

（2）監(jiān)控裝置

在研究檢測(cè)傳感器的同時(shí)，企業(yè)也要加大對(duì)綜合采煤設(shè)備的控制性能和維護(hù)能力的研究力度、檢測(cè)各種工況參數(shù)的不同，在通過(guò)微電子計(jì)算機(jī)處理和運(yùn)算后，需要按照預(yù)設(shè)動(dòng)作值進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)動(dòng)作。此外，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，結(jié)合井下工作的實(shí)際情況，依靠光和聲發(fā)出警示信號(hào)，顯示故障的具體部位和故障的性質(zhì)，對(duì)于這些過(guò)程的完成需要利用微機(jī)控制。

利用微機(jī)軟件系統(tǒng)具備運(yùn)算簡(jiǎn)便、靈活性強(qiáng)等特征，且對(duì)綜合采煤設(shè)備實(shí)行智能化和自動(dòng)化功率管理。企業(yè)需要進(jìn)一步研究對(duì)采煤機(jī)擺臂的自動(dòng)化調(diào)高控制技術(shù)。

（3）監(jiān)控工況與故障診斷

采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)診斷采煤設(shè)備是否存在故障，保障采煤設(shè)備能夠進(jìn)行自動(dòng)化診斷和自適應(yīng)。對(duì)監(jiān)控工況與故障診斷的研究主要包括：綜合采煤設(shè)備的故障診斷裝置、采煤機(jī)的綜合工況監(jiān)控裝置、采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)、刮板運(yùn)輸設(shè)備的故障診斷等內(nèi)容[4]。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步和機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)為核心，并具備多種傳感設(shè)備的監(jiān)控檢測(cè)與故障診斷設(shè)備成了先進(jìn)綜合采煤設(shè)備的特征。企業(yè)要加大機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤中的應(yīng)用力度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉丹陽(yáng)，李齊森，孫振華. 芻議機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用 [J].天津商學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10（03）：121-145.

[2]王云霞，趙永良.試論機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用 [J].黑龍江科技信息，2010，22（09）：112-130.

第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

一、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。

20世紀(jì)70年代～80年代為第二階段，為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法、機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

1.智能化趨勢(shì)

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)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(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能。

2.模塊化趨勢(shì)

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程，利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，便于各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)，因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。

4.微型化趨勢(shì)

微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。

微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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)。

第4篇

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代煤礦企業(yè)；生產(chǎn)；機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用策略

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用為現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。作為新時(shí)期背景下的煤礦企業(yè)，要想在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境中謀得生存和發(fā)展，就必須注重機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，著力提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。基于此，以下筆者就結(jié)合自身工作實(shí)踐，就現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用作出以下幾點(diǎn)僅供同行參考與交流的淺顯之見(jiàn)。

一、綜述煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)

最初的機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，起源于上世紀(jì)七十年代初，山西大同礦務(wù)局自行設(shè)計(jì)和制作與裝備的綜合型機(jī)械化采煤工作面，標(biāo)志著機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)問(wèn)世，并從隨后的八十年末期、九十年代的中期，機(jī)電一體化技術(shù)得到了迅速拓展，在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用也變得日益廣泛。近些年來(lái)，隨著科技信息時(shí)代的到來(lái)，微電子技術(shù)中的微型計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，信息技術(shù)迅猛地滲透到各行各業(yè)，尤其向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的滲透最為強(qiáng)烈，且在與機(jī)械電子技術(shù)進(jìn)行高效廣泛地結(jié)合，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)正是在這樣的背景下，將機(jī)械、微電子、自控、傳感測(cè)試、電力電子、軟件編程、接口等現(xiàn)代先進(jìn)電子信息技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用的系統(tǒng)技術(shù)。雖然該技術(shù)為煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但我們必須清醒的意識(shí)到，當(dāng)前我國(guó)對(duì)于這一技術(shù)的發(fā)展與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大的差距，加之我們煤炭工業(yè)興起相對(duì)于其他行業(yè)要慢的多，作為新時(shí)期背景下的煤礦企業(yè)必須不斷加大研發(fā)力度，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，對(duì)現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行不斷創(chuàng)新和升級(jí)，才能促進(jìn)我國(guó)煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化的完全實(shí)現(xiàn)，助推我國(guó)煤礦事業(yè)迅速走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

二、探討現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的重要意義

通過(guò)上述對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的分析和我們工作中的實(shí)際應(yīng)用不難發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)具有十分重要的意義，但具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中能極大的提升工作效率

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)手工工作方式的重大變革，越來(lái)越多的新型機(jī)電設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)模式進(jìn)行了完美的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，不僅能降低礦工朋友的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能大幅度的提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

（二）應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中能極大的提升生產(chǎn)安全系數(shù)

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅能讓礦工朋友擺脫繁重勞累的體力活動(dòng)，還能避免在粉塵滿(mǎn)天飛、潮濕陰暗的環(huán)境中高負(fù)荷、長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)，從而在提高煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)的同時(shí)保障廣大礦工朋友的生命安全，而利用機(jī)電設(shè)備替代傳統(tǒng)的煤炭資源挖掘、運(yùn)輸和提升等危險(xiǎn)大、任務(wù)重的工作，極大的確保了煤礦企業(yè)的安全高效生產(chǎn)和運(yùn)作。

（三）應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中能極大的提升勞動(dòng)效益

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，在提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)也提高了生產(chǎn)的勞動(dòng)效益，煤礦企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，廣大礦工朋友的薪資待遇也大幅度的提升，極大的改善了生活質(zhì)量，并隨著礦工培養(yǎng)收入的提高，極大的促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。

三、現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的采煤、提升和運(yùn)輸三個(gè)方面的應(yīng)用最為廣泛也是最為關(guān)鍵。基于此，以下筆者從這三個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略作出以下幾點(diǎn)分析。

（一）采煤機(jī)械設(shè)備方面機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

在現(xiàn)代煤礦采煤機(jī)械設(shè)備方面，電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的典范。由于該機(jī)械設(shè)備應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，其具備了傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機(jī)無(wú)法具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，例如其牽引特性極佳，采煤機(jī)在前進(jìn)的同時(shí)為其提供強(qiáng)大的牽引力，在下滑的同時(shí)能自行發(fā)電制動(dòng)，在大傾角煤層中也是應(yīng)用自如。傳統(tǒng)的液壓型牽引采煤機(jī)必須配備防滑裝置，而電牽引采煤機(jī)則是采用的制動(dòng)器，技術(shù)在傾角高達(dá)40到50度的煤層也能應(yīng)用自如。尤其是其具有的可靠運(yùn)行和使用年限長(zhǎng)的特點(diǎn)，被現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)企業(yè)所親睞。而這就是由于其只有電刷、整流子會(huì)出現(xiàn)磨損，其余元件幾乎沒(méi)有磨損，所以不僅能高效的運(yùn)行，還有較長(zhǎng)的使用壽命，維修和保養(yǎng)也相對(duì)簡(jiǎn)便，具有較靈敏的反應(yīng)和較好的動(dòng)態(tài)特性，尤其是其結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單和輕便，在運(yùn)行時(shí)只需要進(jìn)行一次電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換效率幾乎接近100%，而傳統(tǒng)的液壓型牽引采煤機(jī)的轉(zhuǎn)換效率最多能高達(dá)70%。而這一切的優(yōu)勢(shì)，歸根結(jié)底源于機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用。

（二）提升機(jī)械設(shè)備方面機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

在現(xiàn)代煤礦提升機(jī)械設(shè)備方面，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用效果最佳的就屬礦井提升機(jī)，該提升機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的交直流，其中內(nèi)裝式的提升機(jī)應(yīng)用效果最佳，不僅把驅(qū)動(dòng)和滾筒進(jìn)行了有機(jī)整合，對(duì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效的簡(jiǎn)化，還成為集計(jì)算機(jī)信息、自控、電力電子等電子信息技術(shù)為一體的煤礦提升機(jī)電設(shè)備。尤其是其全數(shù)字化的特點(diǎn)極大的提高了提升機(jī)械設(shè)備的安全性和可靠性，以總線的方式對(duì)電器的安裝進(jìn)行了升級(jí)和優(yōu)化，加上所需要配置的硬件簡(jiǎn)單且互有較強(qiáng)的兼容性。因而機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)械設(shè)備方面也得到了極為廣泛的應(yīng)用。

（三）輸送機(jī)械設(shè)備方面機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略分析

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中，輸送機(jī)械設(shè)備主要為帶式輸送機(jī)。這是由于其能長(zhǎng)距離、連續(xù)、大量、穩(wěn)定、高效的輸送煤炭資源，特別是其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化較為容易的優(yōu)點(diǎn)，在煤礦生產(chǎn)輸送中得到了廣泛的應(yīng)用。因而近些年來(lái)，各大煤礦生產(chǎn)企業(yè)都將其作為研究機(jī)電一體化技術(shù)的重點(diǎn)，具有代表性的是一種集機(jī)、電、液為一體的CST可控軟啟動(dòng)裝置在輸送機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，但由于目前相關(guān)技術(shù)壁壘還沒(méi)有攻破，我國(guó)的帶式傳輸機(jī)驅(qū)動(dòng)方式主要局限在單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅(qū)動(dòng)方式，而且監(jiān)控輸送機(jī)的設(shè)備儀器的靈敏度、可靠性、性能以及使用壽命相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家要低得多，具有較大的差距，還需要不斷努力攻克技術(shù)壁壘，才能進(jìn)一步提升機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平，從而更好的服務(wù)我國(guó)煤礦事業(yè)的發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)具有十分重要的意義。作為現(xiàn)代煤礦企業(yè)，只有致力于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，著力實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化，不斷提高企業(yè)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，才能提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，助推企業(yè)實(shí)現(xiàn)完美的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。（作者單位：天津科技大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

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[2] 李?lèi)?ài)芝.機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用前景分析[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào).2011（08）.

第5篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 機(jī)械制造 應(yīng)用現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。

機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門(mén)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。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：

(1).20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。

由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。

(2).20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

(3).20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)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。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。 轉(zhuǎn)貼于 中國(guó)論文下載中心

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：

1.智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。

2.模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情

3.網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4.微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

5.環(huán)保化

第6篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械制造；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。

機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門(mén)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。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：(1)20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。

由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。

(2)20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

(3)20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)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。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：1.智能化智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。

2.模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情3.網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4.微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

5.環(huán)保化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

綜上所述，機(jī)電一體化和機(jī)械制造的出現(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(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化和機(jī)械制造業(yè)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(shì)將越來(lái)越明顯，他們的發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

參考文獻(xiàn)

第7篇

英文名稱(chēng)：Mechatronics

主管單位：上海市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所

主辦單位：上海科技文獻(xiàn)出版社

出版周期：月刊

出版地址：上海市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：大16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1007-080X

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：31-1714/TM

郵發(fā)代號(hào)：4-565

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1995

期刊收錄：

核心期刊：

期刊榮譽(yù)：

聯(lián)系方式

期刊簡(jiǎn)介

《機(jī)電一體化》（月刊）創(chuàng)刊于1995年，由上海圖書(shū)館、上海科技情報(bào)研究所主管，上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社主辦，中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)協(xié)辦。

第8篇

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)閥門(mén) 繼電器保護(hù) 機(jī)電一體化技術(shù)總結(jié)

1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴(lài)于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程

1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè)；

2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來(lái)勃勃生氣；

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)；

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.

1.2 機(jī)電一體化發(fā)展趨向

1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

2智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類(lèi)似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話(huà)功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來(lái)極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。

3 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。

2、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

2.1數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。 開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶(hù)的使用效益。

WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

2.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

3 機(jī)電一體化中繼電器保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。

建國(guó)后，我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無(wú)到有，在大約10年的時(shí)間里走過(guò)了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過(guò)的道路。50年代，我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1]，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代，為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

機(jī)電一體化的發(fā)展歷程見(jiàn)證了人類(lèi)走向了高科技的時(shí)代，機(jī)電一體化化的發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)證了人類(lèi)對(duì)于高智能化的向往。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。在走向高智能化的時(shí)代步伐下，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。發(fā)展機(jī)電一體化，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶(hù)反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李運(yùn)華.機(jī)電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003；

[3]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004；

[4]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動(dòng)化，2006；

第9篇

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化;趨勢(shì);技術(shù)

一、緒論

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)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。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

二、機(jī)電一體化概要

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主要功能即動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)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。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。同時(shí),機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合與拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純機(jī)械技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù),其主要功能依然是代替和放大的體力工作。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)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延伸,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。

20世紀(jì)70―80年代為第二階段,可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是:第一:機(jī)電一體化(mechatronics)一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);第二:機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;第三:各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。

20世紀(jì)90年代后期至今為第三階段,開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),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(jìn)步,為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,也取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此,機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下:

1.智能化。智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類(lèi)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(biāo)。誠(chéng)然,使機(jī)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、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)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(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集成減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)等學(xué)科技術(shù)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?nèi)粘Ｉ疃紟?lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system, CIAS),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4.微型化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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(lèi)。

5.綠色化。工業(yè)技術(shù)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)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(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢后能回收利用。