探究機電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向

貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭克朝

探究機電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向

貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭克朝

機電一體化是一門重要的科學(xué)技術(shù)，在社會的發(fā)展中起著重要作用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。機電一體化的創(chuàng)新和發(fā)展方向也是一個重要的研究方面，它促進了機電一體化自身的發(fā)展變革。

機電一體化 創(chuàng)新 發(fā)展方向

隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，機電一體化技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展和應(yīng)用，它的應(yīng)用極大促進了機械智能化和人性化，機電一體化的創(chuàng)新和發(fā)展關(guān)乎社會的發(fā)展方向和發(fā)展進程。

一、機電一體化的內(nèi)涵

機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機結(jié)合，綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)?，F(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機電一體化的設(shè)備。

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，機電一體化的優(yōu)勢有以下幾個方面：①功能增強并且應(yīng)用廣泛；② 精度大大提高；③安全性和可靠性提高；④操作改善；⑤柔性提高；⑥生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機電一體化是將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械裝置中的一種復(fù)合化技術(shù)，它極大地提高了傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)水平，而且能解決目前資源能源短缺的境況。

二、機電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新

社會經(jīng)濟是不斷發(fā)展的，只有不斷發(fā)展創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品才能滿足時代的要求，符合社會發(fā)展的需要。因此，機電一體化的研究人員要實時根據(jù)調(diào)查的市場情況調(diào)整自己的產(chǎn)品，滿足市場的需要，推動自身發(fā)展。

1.外觀的創(chuàng)新?？蛻艚佑|產(chǎn)品的第一印象就是產(chǎn)品的外觀，追求美是人類的天性，漂亮的產(chǎn)品外觀會給產(chǎn)品增添許多印象分，刺激客戶的購買需求。因此，機電一體化產(chǎn)品需要注重外觀的創(chuàng)新設(shè)計并且結(jié)合產(chǎn)品的功能使產(chǎn)品與其他設(shè)備協(xié)調(diào)得更好。

2.材料的創(chuàng)新。材料創(chuàng)新是機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的一個關(guān)鍵部分，主要包括兩個方面的創(chuàng)新應(yīng)用：第一，新產(chǎn)品的研發(fā)材料選擇。選擇運用一些像納米材料、合金材料等的新型材料來研制新的機電一體化產(chǎn)品。第二，選擇物理性能高的材料，如輕便、耐磨、抗震的材料。

3.結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。機電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新包括產(chǎn)品的技術(shù)改進、產(chǎn)品的重新設(shè)計、產(chǎn)品的重新研制等方面，是產(chǎn)品創(chuàng)新的一個重要環(huán)節(jié)。具體的實施內(nèi)容有：產(chǎn)品內(nèi)部的動力結(jié)構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)、動力配置等方面。

4.功能的創(chuàng)新。機電一體化產(chǎn)品的功能是其在競爭中獲勝的最重要因素。機電一體化產(chǎn)品的功能創(chuàng)新有兩個方面：一方面是根據(jù)客戶和市場的需要對原有產(chǎn)品功能進行改進；另一方面是根據(jù)客戶和市場的需求研發(fā)具有新功能的產(chǎn)品，促進自身發(fā)展。

三、機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向

從二十世紀(jì)九十年代后期開始，許多發(fā)達國家的機電一體化開始向智能化方向邁進，并取得了一些成就。未來機電一體化的發(fā)展方向集中在以下六個方面：

1.智能化。智能化是人類追求、探索的一個目標(biāo)，是社會進步、發(fā)展的一個體現(xiàn)，機電一體化的發(fā)展進步也是在產(chǎn)品的智能化方面得到體現(xiàn)。產(chǎn)品的智能化在機電一體化研究中越來越得到重視，機器人、數(shù)控機床是智能化的重要應(yīng)用之一。機電一體化的產(chǎn)品不可能具備有和人一樣的自主思維、決策能力，但是采用先進的微處理器使產(chǎn)品具有相對的智能是可以實現(xiàn)的，它可以更方便、快捷地解決生產(chǎn)上的一些問題，提高工作效率。

2.模塊化。模塊化是將一種處理復(fù)雜系統(tǒng)分解為更好的可管理模塊的方式。模塊化用來分割、組織、打包軟件，每個模塊完成一個特定的子功能，所有的模塊按某種方法組裝起來，成為一個整體，完成整個系統(tǒng)要求的功能。模塊化是機電一體化發(fā)展的一個重要目標(biāo)和方向，這是一項艱苦而復(fù)雜的工程。機電一體化的產(chǎn)品名目繁多、廠商眾多，但是這些產(chǎn)品的研制沒有形成系統(tǒng)的單元模式和標(biāo)準(zhǔn)，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。為了維護自身利益，我國很難從國際上引入這些單元設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，只能通過自身的組織、摸索實現(xiàn)。

3.網(wǎng)絡(luò)化。計算機技術(shù)的應(yīng)用推動了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，給生產(chǎn)、軍事、政治、科技和人類的日常生活帶來了翻天覆地的變化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用把各個地區(qū)、各個國家聯(lián)系在了一起，促進了全球化的進程，加速了信息的傳播，同時加劇了企業(yè)之間的競爭。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，機電一體化的產(chǎn)品一經(jīng)研發(fā)只要其質(zhì)量高、性能好、滿足人們的需求就可以很快地傳遞到世界各個角落。因此，網(wǎng)絡(luò)化必將是機電一體化發(fā)展的一個重要方向。

4.微型化。微型化是把機電一體化的產(chǎn)品向著微型機器、微型領(lǐng)域的方向發(fā)展的一種趨勢。在國外稱為微電子機械系統(tǒng)（MEMS)，主要是指幾何的尺寸小于1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的體積小、運動靈活性高、耗能較少，在軍事技術(shù)、信息科技和生物醫(yī)療方面具有不可替代的優(yōu)勢，是未來社會的發(fā)展方向之一。

5.綠色化。工業(yè)技術(shù)的發(fā)展給人類帶來極大物質(zhì)滿足的同時也帶來許多環(huán)境問題，如生態(tài)環(huán)境的污染、資源的破壞、能源的減少等。環(huán)境的保護、可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)提上日程，此時誕生的綠色產(chǎn)品極大地滿足了社會和人類的需求，綠色化是社會發(fā)展的必然要求和必然趨勢。設(shè)計具有無污染、節(jié)能環(huán)保的機電一體化產(chǎn)品具有廣闊的利潤空間和發(fā)展前途。

6.系統(tǒng)化。系統(tǒng)化是指采用一定的方式對已經(jīng)制定頒布的規(guī)范性文件或者流程進行歸類、整理或加工，使其集中起來作有系統(tǒng)的排列，以便于使用的活動。表現(xiàn)特征之一就是體系結(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)可以進行靈活的組合、裁剪，也可以進行多個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和綜合管理。另一表現(xiàn)特征就是大大加強通信功能，注重產(chǎn)品與人之間的關(guān)系，實現(xiàn)“人格化”。

機電一體化的產(chǎn)生和發(fā)展是社會生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果，是各領(lǐng)域技術(shù)融合的結(jié)晶。機電一體化的應(yīng)用廣泛，具有廣闊的發(fā)展空間，在發(fā)展過程中要找對方向，及時改革創(chuàng)新，促進自身不斷發(fā)展，獲得更多的社會效益和經(jīng)濟效益。

ISSN2095-6711/Z01-2015-06-0035