機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

[摘 要]：機(jī)電一體化技術(shù)是通過(guò)機(jī)械、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)間相互融合滲透而產(chǎn)生的一種高新技術(shù)，由于其自身具有很多明顯的優(yōu)勢(shì)，很多行業(yè)中都對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)采取了深度應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)不斷完善，并且會(huì)更好的在各行各業(yè)中發(fā)揮其功效。本文將對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)展開(kāi)探討，分析機(jī)電一體化的發(fā)展及應(yīng)用，并且重點(diǎn)分析其在礦井中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]：機(jī)電一體化 發(fā)展 應(yīng)用

一、機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化（Mechatronics）是機(jī)械學(xué)（Mechanics）與電子學(xué)（Electronics）間緊密集合而形成的一門新技術(shù)，機(jī)電一體化讓傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品更智能也更人性化，它的發(fā)展有賴于機(jī)械、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)科學(xué)間的相互滲透于融合。機(jī)電一體化的應(yīng)用在工程領(lǐng)域也有很好的體現(xiàn)，它使得不同技術(shù)間能夠發(fā)生有效的綜合與集合，是建立在機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、微電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)之上的一種高新技術(shù)。

機(jī)電一體化技術(shù)打造的產(chǎn)品比起傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品有明顯的優(yōu)勢(shì)，首先對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量就能夠有顯著提升。機(jī)電一體化借助其信息自動(dòng)處理及自動(dòng)控制功能讓產(chǎn)品更智能，靈敏度與精度也更高。自動(dòng)控制技能能夠讓設(shè)備嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確無(wú)誤的完成任務(wù)，這個(gè)過(guò)程不會(huì)受到操作者的主觀影響，從而保證了機(jī)器的工作質(zhì)量及工作效率。此外，機(jī)電一體化讓機(jī)器具備了自動(dòng)化能力，這能讓生產(chǎn)效率大大提升。

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也使得產(chǎn)品具有更好的安全性及可靠性。一體化技術(shù)讓產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控、報(bào)警并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)等功能，這些功能的具備能夠有效避免生產(chǎn)過(guò)程中由于過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流或短路等電力設(shè)備故障而帶來(lái)的事故或損傷，這對(duì)于提升設(shè)備的安全性是很大的保障。

機(jī)電一體化的另一個(gè)很大優(yōu)勢(shì)在于它實(shí)現(xiàn)了機(jī)電產(chǎn)品的多技術(shù)多功能的融合，避免了產(chǎn)品單技術(shù)和單項(xiàng)功能的限制，這將能大大提升產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度。由于具備了多功能并且融合了多項(xiàng)技術(shù)，機(jī)電一體化產(chǎn)品往往能夠在不同的場(chǎng)合及不同領(lǐng)域中投入使用，能夠滿足不同用戶的要求。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷成熟，其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中不斷深入，其發(fā)展方向大致可以概括如下：

1.光機(jī)電一體化方向

光學(xué)技術(shù)是十分前沿的一門技術(shù)，有了光學(xué)技術(shù)的引入，機(jī)電一體化中的傳感技術(shù)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)及信息處理系統(tǒng)都會(huì)有很大提升，機(jī)電一體化的智能程度也會(huì)發(fā)生一個(gè)飛躍。

2.柔性化方向

柔性化是機(jī)電一體化的一個(gè)必然的發(fā)展方向，所謂柔性化是指產(chǎn)品自身會(huì)具備更好的應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的能力，未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品會(huì)設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”，在這個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成中會(huì)有很多子系統(tǒng)，每一個(gè)子系統(tǒng)都能夠獨(dú)立完成其被分配的任務(wù)并且不被其它子系統(tǒng)所干擾，同時(shí)，它也能接受總系統(tǒng)的信息及指令，需要的時(shí)候行動(dòng)是能夠及時(shí)發(fā)生變化的。這樣的設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品在運(yùn)作時(shí)不僅更為獨(dú)立也更為靈活，這大大提升了其工作效率。

3.智能化方向

以后的機(jī)電一體化產(chǎn)品必然會(huì)伴隨著智能化程度越來(lái)越高，這主要是借助計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、微電子技術(shù)及芯片技術(shù)的發(fā)展與引入，這些先進(jìn)技術(shù)的加入讓今后的產(chǎn)品在使用功能上及自身性能上都會(huì)有很大的提升。

4.仿生物系統(tǒng)化方向

仿生物系統(tǒng)化發(fā)展方向是現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，但還需要經(jīng)歷一段相對(duì)漫長(zhǎng)的路程。仿生物系統(tǒng)化體現(xiàn)在一體化產(chǎn)品上的特征則為：當(dāng)控制系統(tǒng)不工作時(shí)，其“思維”會(huì)停滯，甚至伴隨著產(chǎn)品的死亡，而一旦控制系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，它馬上表現(xiàn)出穩(wěn)定的特質(zhì)，并且十分具有活力，這種靜態(tài)時(shí)不穩(wěn)定而動(dòng)態(tài)時(shí)很穩(wěn)定的特性和生物系統(tǒng)有很大的相似性。

5.微型化方向

微型化方向是機(jī)電一體化產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，這和集成技術(shù)的發(fā)展是有很大關(guān)聯(lián)的。隨著蝕刻技術(shù)的引用，亞微米級(jí)的機(jī)械元件已經(jīng)誕生，它的產(chǎn)生能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械和電子的完全融合，這能夠讓多種元件集成在一起形成一種高效的自律元件。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在很多行業(yè)都有重要應(yīng)用。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，不同于傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)通過(guò)低成本獲得高質(zhì)量和高效率來(lái)盈利，現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)是通過(guò)引入各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，以信息為主導(dǎo)，通過(guò)先進(jìn)的生產(chǎn)模式、制造系統(tǒng)及制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤(rùn)的最大化。在飲料行業(yè)中機(jī)電一體化更是得到了空前的發(fā)展及應(yīng)用，是目前一體化技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的行業(yè)之一。機(jī)電一體化技術(shù)使得食品飲料的包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度更高，生產(chǎn)能力更強(qiáng)，從而提升整體的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量及效率。此外，機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中也有很好的應(yīng)用。

四、重點(diǎn)分析——機(jī)電一體化技術(shù)在礦井中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在礦井中的應(yīng)用大大提升了礦井工作的勞動(dòng)效率。借助機(jī)電一體化技術(shù)，越來(lái)越多的智能程度更高、自動(dòng)化程度更高的新型設(shè)備得以產(chǎn)生，這些設(shè)備的使用很大程度轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)煤礦產(chǎn)業(yè)的作業(yè)模式，在降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)還提升了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

傳統(tǒng)的采礦工作是一項(xiàng)工作環(huán)境惡劣、工作強(qiáng)度大并且伴隨著很多不安全因素的工種，長(zhǎng)期處在潮濕并且充滿煤塵污染的環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間勞作，這對(duì)于礦工的身體健康會(huì)帶來(lái)很負(fù)面的影響，很多情況下，還會(huì)威脅到工人的人身安全。

以工作時(shí)長(zhǎng)為例，傳統(tǒng)的煤礦工人在沒(méi)有先進(jìn)的設(shè)備引進(jìn)時(shí)每天的工作時(shí)長(zhǎng)相當(dāng)長(zhǎng)，很多礦工一天要工作數(shù)十個(gè)小時(shí)還未必有很好的收獲，工作過(guò)程中還需要承擔(dān)各種風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)電一體化設(shè)備的引進(jìn)后對(duì)于礦工的工作時(shí)長(zhǎng)和工作方式都帶來(lái)了革新，借助這些先進(jìn)的設(shè)備在工作時(shí)長(zhǎng)明顯有縮短的前提下還能提升產(chǎn)出率，這是機(jī)電一體化技術(shù)為礦井工作帶來(lái)的重大貢獻(xiàn)。

結(jié) 語(yǔ)：機(jī)電一體化技術(shù)借助其自身很多明顯的優(yōu)勢(shì)在很多行業(yè)得以利用，它不僅能夠讓產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提升，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也使得產(chǎn)品具有更好的安全性及可靠性，此外，它的另一個(gè)很大優(yōu)勢(shì)在于它實(shí)現(xiàn)了機(jī)電產(chǎn)品的多技術(shù)多功能的融合，避免了產(chǎn)品單技術(shù)和單項(xiàng)功能的限制，這將能大大提升產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度。機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)是一種革新，隨著其自身的不斷發(fā)展與完善，必然會(huì)為各行各業(yè)帶來(lái)更多的益處。

參考文獻(xiàn)：

[1] 關(guān)同；孟祥波；淺論機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)[J]；黑龍江科技信息；2011年22期.

[2] 鄭明輝；論機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]；科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)；2011年23期.

[3] 張宇馳；機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用探討[J]；科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)；2011年20期.