機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢研究

阿古達(dá)木

摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也有了新的進(jìn)展，尤其是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)等等在各個領(lǐng)域的不斷推廣和應(yīng)用，更使我國工程領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展。本文從對機(jī)電一體化的認(rèn)識入手，對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了深入的研究和探討。

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 技術(shù) 進(jìn)展 發(fā)展趨勢 研究

中圖分類號：TH239 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)水平的不斷推動下，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。機(jī)電一體化是機(jī)械、信息與微電子技術(shù)的綜合體，也是各項(xiàng)技術(shù)相互融合之后的產(chǎn)物，是新時代的一種高科技的工程機(jī)械系統(tǒng)工程，是機(jī)械領(lǐng)域主功能、動力功能、控制功能以及信息功能向著的現(xiàn)代化技術(shù)的邁進(jìn)。

1機(jī)電一體化技術(shù)的認(rèn)識及發(fā)展

1.1機(jī)電一體化的概要

機(jī)電一體化是一種綜合性的技術(shù)，它涵蓋了產(chǎn)品與技術(shù)兩個方面的內(nèi)容，并不是簡單的機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的組合，這也是機(jī)械加工及電氣維修與機(jī)電一體化的根本區(qū)別之所在。在機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展到了機(jī)電一體化之外，就賦予了它許多新的功能，可以實(shí)現(xiàn)自動化技術(shù)，比如說自動信息處理、自動化調(diào)節(jié)與管控、自動故障診斷等等，這也是機(jī)電一體化與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，并且還會向著更加高端化和智能化的方向發(fā)展。

1.2機(jī)電一體化的發(fā)展過程

機(jī)電一體化的發(fā)展經(jīng)歷了一個長期而復(fù)雜的過程，從大體上來講可以分為三個階段，即：初級階段（20世紀(jì)60年代以前）、發(fā)展階段（20世紀(jì)70年代到80年代）、智能化階段（20世紀(jì)90年代后期），而這三個不同的階段，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r也不盡相同。

第一階段，正處于我國二十世紀(jì)六十年代，這也是機(jī)電一體化技術(shù)的初級階段，在這個初始階段里，人們已經(jīng)能夠利用電子技術(shù)來對機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)性能進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，尤其在二戰(zhàn)期間，電子技術(shù)與各類機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)合，在戰(zhàn)爭中的軍用設(shè)備中起著不可忽視的作用，也在戰(zhàn)爭之后的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇中起到了推動性的作用，雖然當(dāng)時的機(jī)電一體化技術(shù)尚且處于無意識的自發(fā)狀態(tài)，卻大力的推動了電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合，使機(jī)電一體化的深入發(fā)展成為可能。

第二階段，也是機(jī)電一體化蓬勃發(fā)展的階段，這個時期的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及各種電子通信技術(shù)等等都已經(jīng)得到人們的認(rèn)可和肯定，而且一些大規(guī)模的集成電路也進(jìn)入了迅猛發(fā)展期，機(jī)電一體化技術(shù)就是在這樣優(yōu)越的環(huán)境中發(fā)展和壯大起來，并且受到了人們的關(guān)注、重視和支持。

第三階段，智能化階段，這是機(jī)電一體化技術(shù)邁向的新臺階，也是深入發(fā)展時期，這時的光學(xué)、通信技術(shù)等等已經(jīng)進(jìn)入了機(jī)電一體化，一些微加工技術(shù)也向著機(jī)電一體化的方向發(fā)展，同時，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。

2機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)展及發(fā)展趨勢研究

2.1智能化趨勢

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機(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)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，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。

2.2模塊化趨勢

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)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、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。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測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)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。

2.3網(wǎng)絡(luò)化趨勢

計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。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)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，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)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

2.4微型化趨勢

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，國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。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)。

2.5綠色化趨勢

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，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。

3結(jié)語

總而言之，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是隨機(jī)出現(xiàn)的，而是一個時代的產(chǎn)物，是科技發(fā)展到一定階段的必然要求，更是一個必然結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢必將越來越明顯，因?yàn)樗仁嵌囗?xiàng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，又極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，其發(fā)展前景也將越來越光明。

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