針對機電一體化設計的關鍵技術分析

徐樹軍

摘要：機電一體化是微電子技術和機械工業的有機結合，涉及到的技術內容較多，發展、更新的速度較快。機電一體化設計為滿足用戶需求必須將多種技術進行相互滲透，緊跟時代的發展和科技水平的進步，才能設計出性能優異的機電一體化產品，為人們的生產、生活提供便利。

關鍵詞：機電一體化；設計；關鍵技術

引言

在進行機電一體化設計時，需要運用到多種技術，其中傳感器用于傳遞外界信息，并對信息進行計測量，機械是產品的骨骼，提供動力源之后，通過計算機進行控制，用戶利用執行元件進行操作。所以設計時應合理把握關鍵的技術，使各個部分之間環環相扣，進而才能實現一體化操作。本文首先對當前進行機電一體化產品的設計方法進行了簡述，重點分析了設計當中需要使用到了關鍵技術。

1機電一體化設計方法

1.1開發性設計

開發性設計是指對產品和技術進行深度的挖掘和探索，通過對產品的各項性能的預期以及設計當中各種類型的要求，通過想象、計算和模擬等過程，設計出新型的機電一體化產品。這種設計對于開發人員的專業要求較高，是初次設計時所采用的正向設計方法，實現起來的難度較高，設計周期較長，創新性很強，是最原始的設計方法，也是開發新型產品的必備方法之一，設計的產品能夠有效助推機電工程整體的發展。

1.2逆向設計

逆向設計通常用于產品的外觀設計當中，通過掃描技術，在原有的產品的基礎上進行調整和改良，對產品進行再設計。這種設計思路和正向設計的過程相反，通過模型重構設計新產品能夠有效縮短設計所需的時間，提升設計效率，而且還有助于發現原始設計當中存在的不足，是開發新型的機電一體化產品時經常和正向設計合用的設計方法。

1.3變型設計

隨著各類機電一體化產品的不斷推陳出新，初次設計，或者說完全原創型的產品設計逐漸減少，變型設計相對更能滿足實際需要。這種設計以實現功能為目的，通過關系的推理，設計的變型，以及各種類型的變型設計手段，進行大規模的產品設計、更新與定制，用更短的周期設計出性能相對穩定的新型產品。

1.4適應性設計

適應性設計和變形設計在機電產品設計中占據了絕大多數，適應性設計可以用于產品的更新換代當中，通過對原有產品的部分機械或電子部分進行革新和調整，提高機電產品的使用性能，調整在使用過程當中發現的缺點，滿足當前的用戶需求，提高產品的適應性和整體質量。

2機電一體化設計的關鍵技術

2.1信息處理技術

信息處理技術是對機電設備整體進行統籌控制的管理中樞，通常是通過計算機實現信息和數據的處理工作。在大部分的機電一體化設備當中，信息處理是模擬計算機和數字計算機共同進行的。所以無論是軟件還是硬件，對于機電設備而言都非常重要，元件的好壞決定了信息處理的速度，而信息處理的速度又在很大程度上決定了設備整體的運行速度。所以在進行計算機的配置時應綜合考慮到軟件、硬件以及數據庫等方面的因素，嘗試使用當前最新的智能處理、專家處理以及一些仿生學信息處理裝置，有助于提高機電一體化產品的使用性能。

2.2機械技術

機械是機電設備的骨骼，是實現機電設備各項功能的基礎性技術，內部構件的形狀大小、相互之間的間距，以及運轉之后可能出現的問題，都是機電設備設計時需要考慮的內容。產品的大部分功能都是通過機械技術來進行實現的，雖然機械技術不具備智能型，但是對于精準度的要求較為嚴格，是不容出現數據錯誤，失之毫厘差之千里的技術類型。如今進行機械部分設計的技術已經推陳出新，設計階段即可模擬機電設備運行時的狀態，節省了模擬生產和小批量試驗生產的步驟，能夠更好的把握設計時的各項數據的精準度和元件設計的合理性。機械技術的推進，要求設計時應優先使用新型的制圖工具，結合新型的技術材料，加工較為精細、壽命較長、適用于不同環境的元件和設備，讓機械技術為機電一體化設備提供堅實的基礎。

2.3自動控制技術

自動化系統和設備在當期的機電一體化產品當中占據著重要地位，自動控制技術是從理論到實踐都貫穿始終的現代化技術之一。主要可以用于對設備的運行當中的故障檢測，動態調整當前的設備運行狀態，以及矯正、補償、自適應和檢索等方面的自動控制。自動控制技術能夠減少機電設備操作時的技術含量，通過周期性的自檢，及時排查設備可能出現的問題，避免設備突然停機，減少人工操作。自動控制技術通常會和上文中提到的信息處理技術一同使用，通過智能的信息處理系統，實現信息的處理和判斷，并根據實際的情況進行自動控制。當前的技術能夠實現的自動控制類型較多，如工業機器人、無人搬運車、自動加工設備、辦公設備、制冷設備等等。不但是當前研究的熱點，而且也是未來發展的方向，自動控制需要考慮到控制的實用性和即時性，為設備處理各種情況建立起相應的數據庫，在經過反復的試驗和調整之后，能夠明顯提升機電設備使用方的工作效率。

2.4檢測與傳感技術

檢測與傳感技術在機電一體化中，體現在傳感器和信號檢測裝置的設計當中。傳感器就好比人體當中收集各類感受的器官，將外部當中的信息收集之后，通過信號的發送向中央處理器，也就是信息處理系統進行傳輸，是實現自動控制的重要環節。檢測的準確性和傳感氣的即時性都會對信息處理和后續工作的判斷產生直接的影響，機電設備能否在不同的環境下，高效傳輸準確的數據，是檢測與傳感技術需要解決的首要問題。

上述技術的使用應當從整體的設計理念出發，為滿足系統整體的目標，先將系統拆分為不同的技術組成部分，妥善處理各個部分之間的關系，把握其內在的聯系，最終將分散的各個部分貫通起來，形成有機的整體。

結語

機電一體化發展的速度飛快，為用戶提供了自動化、數字化、智能化的各種類型的現代產品，能夠隨著科技的發展而不斷進步。合理把握并及時更新機電一體化設計當中所使用的關鍵技術，能夠提高設計的實用性、創新性和有效性，設計出更令人滿意的機電一體化產品。

參考文獻：

[1]王連弟.淺述機電一體化設計[J].天津科技，2016，43（05）：10-11.

[2]王赴京.機電一體化設計在工作實踐中的運用[J].電子技術與軟件工程，2013，（10）：35-36.

[3]Keith Curtis.機電一體化設計的整體分析[J].工業設計，2009，（02）：26-27.