導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機電一體化綜述，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1 機電一體化的基本概念

機電一體化是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術(shù)學科在機電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學科。這里面包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學、電子學與信息科學等學科相互融合而形成的學科；其次，機電一體化是一個發(fā)展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調(diào)機械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計算機技術(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”到機械技術(shù)中，豐富了機電一體化的含義，現(xiàn)代的機電一體化不僅僅指機械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學）機電一體化、機電氣（氣壓）一體化、機電液（液壓）一體化、機電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機電一體化表達了技術(shù)之間相互結(jié)合的學術(shù)思想，強調(diào)各種技術(shù)在機電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機電一體化是多種技術(shù)學科有機結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。

2 機電一體化的核心內(nèi)容

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

（一） 機械技術(shù)

機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來，來提高其各項性能，滿足更廣的需求。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應(yīng)借助于計算機輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。

（二） 計算機與信息技術(shù)

凡是能擴展人的信息功能的技術(shù)，都是信息技術(shù)。可以說，這就是信息技術(shù)的基本定義。它主要是指利用電子計算機和現(xiàn)代通信手段實現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲信息、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)中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

（四） 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)是20世紀發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理、生活等各個領(lǐng)域，都離不開自動控制技術(shù)。就定義而言，自動控制技術(shù)是控制論的技術(shù)實現(xiàn)應(yīng)用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統(tǒng)，來完成某種控制任務(wù)，保證某個過程按照預想進行，或者實現(xiàn)某個預設(shè)的目標。

（五） 傳感檢測技術(shù)

傳感技術(shù)是把各種量轉(zhuǎn)變成可物理識別的信號進行輸出，檢測就是指人員對可是別的信號進行處理的過程。傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(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)受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

（一）綠色化

在人們越來越追求生活質(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，隨著社會進步和近年來人們對生態(tài)保護意識的重視和加強，綠色產(chǎn)品概念也將成為時展的必然！綠色理念倡導消費者在與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上,從事科學合理的生活消費,提倡健康適度的消費心理,弘揚高尚的消費道德及行為規(guī)范,并通過改變消費方式來引導生產(chǎn)模式發(fā)生重大變革,進而調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu),促進生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的消費理念。機電一體化技術(shù)也順應(yīng)了綠色理念，機電一體化產(chǎn)品在人們的生活使用時不會對環(huán)境造成污染或者污染遠遠小于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，而且在產(chǎn)品報廢后，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，達到節(jié)約資源的目的。

（二）智能化

智能化是21世紀機電一體化發(fā)展的一個顯著特點，它由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對某一個方面的應(yīng)用的智能集合,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復雜程度也越來越高，智能化的感念開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，機電一體化的智能化研究也在各個國家普遍開展。這里所提到的 “智能化”是指機器本身所具有的特性，它是在運用控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機技術(shù)、精細化制造、運籌學等新學科、新技術(shù)和新方法，通過使機器模仿人類所具有的一些能力，如思維、推理、決策等，可以在一個比較復雜的工作和困難的環(huán)境中代替人類去工作。

（三）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是計算機技術(shù)發(fā)展的里程碑，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不僅推動了人類的科學技術(shù)的發(fā)展,同時給人們的學習,工作和生活帶來重大的改變，同時，也深刻的影響著機電一體化技術(shù)的發(fā)展。其中最重要的影響就是對機電一體化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制，控制的終端設(shè)備就是機電一體化產(chǎn)品。

（四）微型化

篇2

摘要本文從機電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的現(xiàn)狀出發(fā)，簡要探討了機電一體化對于采煤的重要性，并分析采煤設(shè)備機電一體化在煤礦中的應(yīng)用和發(fā)展，以期能為所需者提供借鑒。

關(guān)鍵詞 綜合采煤設(shè)備 機電一體化 應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對能源的需求越來越旺盛，由此也帶動了采煤設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展。同時，機電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中有了更為廣泛的運用，其在煤礦生產(chǎn)中的地位也越來越高。采煤設(shè)備作為一種較為專用的機械，其所使用的環(huán)境較為惡劣，產(chǎn)品自動化技術(shù)要求較高。研究、運用綜合采煤設(shè)備機電一體化技術(shù)，讓采煤機電產(chǎn)品具有機械與電子技術(shù)相結(jié)合的整體優(yōu)勢，進而更好地提升煤礦生產(chǎn)安全和生產(chǎn)的效益。

一、機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體技術(shù)及相應(yīng)的產(chǎn)品是從上世紀的70 年代末開始在煤礦生產(chǎn)中有了應(yīng)用，80 年代之后，發(fā)達國家對于采煤設(shè)備的研制、開發(fā)有了長足進步，設(shè)備更加的趨向于自動化和大型化，其可靠性和使用壽命都有了更好的提升，體現(xiàn)出機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。我國在全國“十二五”期間要實現(xiàn)大型煤礦采掘機械化程度達到95％以上，中型煤礦達到80％以上，小型煤礦機械化、半機械化程度也達到40％。

但是，相比較國外的先進設(shè)備，我國對于采煤設(shè)備的機電一體化技術(shù)還處在較為初級的階段。對于近年來的綜采設(shè)備機電一體化除了引進，也進行著國產(chǎn)化的嘗試。通過科研院所制造的交流電牽引采煤機，其中電氣關(guān)鍵部分變頻器由國外引進，部分電控設(shè)備采用引進技術(shù)。電液控制的液壓支架國內(nèi)均處于試驗階段。重型工作面刮板運輸機微機控制的軟啟動系統(tǒng)也處于研制和試驗中，不具備綜采設(shè)備工況監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)。

二、機電一體化技術(shù)對煤礦生產(chǎn)的重要性

綜合煤礦機電一體化技術(shù)，可以讓電子技術(shù)、機械以及液壓控制技術(shù)等進行有機地結(jié)合，從而很好的提升煤礦機械的各種性能。目前，以微機或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機械中的應(yīng)用已很普及，電子控制技術(shù)已深入到煤礦機械的許多領(lǐng)域，如提采煤機的變頻控制系統(tǒng)和提升機PLC系統(tǒng)操作，煤礦機械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報警等。

煤礦機械的性能隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展也有著更高的要求，電子(微機)控制裝置在煤礦機械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復雜、維護也將更加專業(yè)化。采煤設(shè)備機電一體化不但涉及煤礦生產(chǎn)安全，而且對煤礦影響巨大。隨著我國進口及國產(chǎn)煤礦機械數(shù)量的逐年增加，應(yīng)用和管理好這些價格昂貴的煤礦機械，使其發(fā)揮出最大的經(jīng)濟效益和社會效益，將成為煤礦機電部門的重要使命。

三、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

1.提高員工使用機電一體化的水平。隨著采煤設(shè)備機電一體化的不斷發(fā)展，電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機械中所占的比重越來越大，其功能將會越來越強，應(yīng)用范圍也將越來越廣，但其復雜程度也相應(yīng)提高。在煤礦生產(chǎn)中，采煤設(shè)備的自動化程度，不但影響著生產(chǎn)安全，也影響到供電、排水、通風、提升等設(shè)備的安全。煤礦機械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機械的動力性、經(jīng)濟性、可靠性從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。為了合理有效利用好這些設(shè)備，使其發(fā)揮出較好的效益，必須對使用與維修維護這些設(shè)備的煤礦工作人員進行相關(guān)的培訓，提高他們的管理、使用和維護水平。

2.提高采煤設(shè)備的自動化或半自動化程度。煤礦機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足對作業(yè)精度的影響。如冀中能源黃沙礦2009 年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO 公司合作生產(chǎn)的PM31 型液壓支架電液控制系統(tǒng)，就是微電腦控制，只要在支架操作控制器上輸入程序，支架使會自動連續(xù)動作也可實現(xiàn)遠程控制和工作面無人操作。

3.節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率。在煤礦生產(chǎn)中使用機電一體化采煤設(shè)備，隨著自動化程度的提高，降低了人工使用數(shù)量，提高了采煤產(chǎn)量，從而為煤礦生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能降耗，提高了生產(chǎn)效率。如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等，使用變頻起動、PLC 控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30％左右，同時生產(chǎn)效率也大大提高。

4.在線監(jiān)控、自動報警及故障自診。煤礦生產(chǎn)中使用機電一體化采煤設(shè)備，實現(xiàn)了對煤礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動報警并準確地指出故障的部位從而改善操作員的工作條件，提高機器的工作效率，簡化設(shè)備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設(shè)備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC 控制，可實現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診，還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來越智能化。

5.其他應(yīng)用。對于不少在國外生產(chǎn)的采煤機、輸送機、綜掘機等都使用了電子(微電腦)控制的自動變速器，其可以很好的依照外負荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比，進而能更好地改變功率，其充分地利用了電動機功率，更好地提高了能耗經(jīng)濟性，同時還簡化了操作，讓勞動強度得到降低，提高了設(shè)備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前，我國在綜合機械化采煤機上采用電子(微電腦)控制，可實現(xiàn)無人操作，使機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業(yè)，也配備了無線遙控裝置，可遠程遙控也可微電腦編程控制。

四、結(jié)束語

機電一體化在煤礦采煤設(shè)備中越來越重要，煤礦企業(yè)應(yīng)提高相關(guān)員工的使用維護和應(yīng)用水平，加強采煤設(shè)備管理，結(jié)合煤礦生產(chǎn)情況，對設(shè)備進行相關(guān)的研究和改良，提升機電一體化采煤設(shè)備的各種功能，從而實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，提高煤礦綜合效益。

篇3

智能電網(wǎng)系統(tǒng)雖然能夠顯著提高各電壓等級電力傳輸?shù)男剩瞧湓谝欢ǔ潭壬弦蔡岣吡讼到y(tǒng)事故的發(fā)生概率，所以相關(guān)技術(shù)然預案還必須對智能告警技術(shù)進行完善，在具體運行過程中，對電網(wǎng)各種告警信息進行實時監(jiān)測和跟蹤，同時對各種信息進行匯總和分析，提出相應(yīng)的解決措施。文章針對調(diào)控一體化電網(wǎng)綜合智能告警系統(tǒng)，對其基本架構(gòu)和告警技術(shù)進行分析，以期能夠給同行帶來一點參考價值。

1 調(diào)控一體化電網(wǎng)綜合智能告警系統(tǒng)的基本構(gòu)架

智能告警技術(shù)軟件具有在線智能告警分析的作用，該軟件是建立在告警專家規(guī)則庫、實時告警信息基礎(chǔ)上的，在線決策則需要利用狀態(tài)估計板塊、風險評估板塊、靈敏度分析板塊、負荷轉(zhuǎn)移板塊等，協(xié)助相關(guān)負責人對告警信息進行分析和處理。

電網(wǎng)綜合智能告警系統(tǒng)的硬件架構(gòu)是建立在安全三區(qū)內(nèi)，需要的實時數(shù)據(jù)、模型、圖形等都是從能量系統(tǒng)中獲取的，事故信息由保護信息系統(tǒng)中獲取。軟件架構(gòu)具體包括兩個層面，一是實時狀態(tài)監(jiān)測，主要是對獲取的實時數(shù)據(jù)、圖形和模型進行狀態(tài)估計，對事故信息進行匯總上報，同時利用計算機對各種信息進行計算，統(tǒng)計出靈敏度分析數(shù)據(jù)、風險評估數(shù)據(jù)，同時將告警信息上傳至可視化界面上。二是狀態(tài)預測，針對可能發(fā)生的事故，停電預案模塊能夠進行負荷轉(zhuǎn)移分析，并制定相關(guān)的應(yīng)對方案，在可視化界面上展示相關(guān)的輔助決策供決策者選擇。檢修模塊主要是用來實施假想潮流計算，其能夠?qū)⑥D(zhuǎn)移路徑上的關(guān)鍵支路挖掘出來，利用可視化界面提醒工作人員重點監(jiān)視。

2 調(diào)控一體化電網(wǎng)綜合智能告警系統(tǒng)的評估技術(shù)

2.1 風險評估技術(shù)

大型電網(wǎng)若首先模擬出一個數(shù)值結(jié)果，同時計算出相關(guān)指標，這樣就能實現(xiàn)電網(wǎng)風險評估的要求。其中在電網(wǎng)規(guī)劃中要實現(xiàn)風險評估，可以采用蒙特卡洛模擬法，即借助隨機生成的方法對真實系統(tǒng)的功能及發(fā)展特點進行模擬，進而將系統(tǒng)的運行規(guī)律揭示出來。該方法通常用于大型電網(wǎng)負荷預測模擬中，能夠得到各項評估指標在風險事故中所占比例。

設(shè)備一旦發(fā)生告警信息，在預想狀態(tài)下，設(shè)備立刻停止運行，并對該設(shè)備負荷進行蒙特卡洛模擬，結(jié)合具體情況，針對最大負荷的不確定性進行重點分析。利用蒙特卡洛模擬對電網(wǎng)最大負荷點的潮流進行分析時，其能夠全面展示線路或者斷面所能承受尖鋒潮流的狀態(tài)，如果網(wǎng)絡(luò)承受力小于尖峰值，就表示電網(wǎng)運行方式存在一定的風險，必須要在能夠承受的風險范圍內(nèi)進一步優(yōu)化方案。

2.2 負荷轉(zhuǎn)移技術(shù)

在高壓、超高壓、特高壓電網(wǎng)中，有功潮流間線性關(guān)系普遍良好，而且局部具有良好的線性化效果，計算誤差偏低，由此可見，電網(wǎng)預想故障前有功潮流與故障后有功潮流具有線性化關(guān)系。即電網(wǎng)設(shè)備各項參數(shù)與有功潮流有著直接的關(guān)系，而且各設(shè)備間的有功潮流也具有線性關(guān)系，合理誤差范圍內(nèi)對有功潮流進行計算，有功潮流在監(jiān)視控制系統(tǒng)中屬于一個自由變量，其與直流潮流模型存在一定的相似性，因此具有有功潮流的各種設(shè)備就稱為設(shè)備組。

預想開斷一旦發(fā)生，有功潮流在電網(wǎng)中各設(shè)備間也會重新分布，其中，預想開斷的位置、開斷前的潮流與預想開斷前后的潮流變化有著密切的關(guān)系。在發(fā)生預想開斷時，部分切除設(shè)備的有功潮流將會借助該設(shè)備組中剩下的其他設(shè)備繼續(xù)進行傳輸，剩下的有功潮流則會逐步轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備組中。其中，若設(shè)備組中有設(shè)備出現(xiàn)預想開斷，那么，開斷后剩余的潮流/開斷前有功潮流，這個比值就是剩余系數(shù)，其他設(shè)備組開斷前后有功潮流的增量/設(shè)備組預想開斷開斷前的潮流，這個比值為轉(zhuǎn)移系數(shù)。

環(huán)網(wǎng)線路電流一旦超過限度，那么電網(wǎng)綜合智能告警軟件會反映其下帶的主變壓器拓撲結(jié)構(gòu)，同時將各主變壓器對越線線路的有功靈敏度提示給相關(guān)工作人員。在離線系統(tǒng)進行仿真時，剩余系數(shù)、轉(zhuǎn)移系數(shù)就已經(jīng)存儲到專家?guī)熘?，如果設(shè)備出現(xiàn)切除風險，那么剩余系數(shù)與轉(zhuǎn)移系數(shù)就能直接調(diào)用。如果電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)異常告警，而且告警具有特殊性時，異常設(shè)備就變成假想對象，工作人員要立刻分析設(shè)備故障，并且確定各設(shè)備組故障后的潮流，當前負荷狀態(tài)仍需要借助蒙特卡洛模擬法進行分析，得出切負荷/切設(shè)備的概率，概率小于設(shè)定值，表示事故未發(fā)生，反之，表示事故已經(jīng)發(fā)生，此時工作人員需要將事故等級予以確定。軟件在主變壓器負荷超限狀態(tài)下，會主動展示其下帶的線路與拓撲結(jié)構(gòu)，并提出相關(guān)的建議。

2.3 事故評價系統(tǒng)

根據(jù)各地區(qū)電網(wǎng)的具體情況，電網(wǎng)事故具體劃分了7個等級。為了增強安全度，許多地區(qū)針對運行電網(wǎng)均配置備自投裝置，當設(shè)備故障發(fā)生時，失電母線在備自投裝置作用下，就會自動倒入到對策變壓器或帶電線路上，而且智能告警系統(tǒng)具有備自投仿真作用，進一步提高了風險評估的精度。電網(wǎng)綜合智能告警系統(tǒng)能夠結(jié)合網(wǎng)架自動生成備自投裝置模型，在假想分析故障時，借助備自投模型將失電負荷導入到帶電供區(qū)，這樣計算精度就得到了大幅度的提升。

而且，該系統(tǒng)能夠通過保護系統(tǒng)獲取實時事故簡報，自動將事故簡報與事故告警聯(lián)系在一起。

此外，電網(wǎng)綜合智能告警系統(tǒng)能夠在線對停電預案與實時拓撲的觸發(fā)條件進行比對分析，如果實時拓撲與預案能夠成功匹配，那么匹配成功的預案就會直接顯示在監(jiān)視界面上。物理隔離計劃、停電區(qū)域恢復計劃、關(guān)鍵之路監(jiān)視信息等均是停電預案的重要內(nèi)容。

3 總結(jié)

綜上所述，智能告警系統(tǒng)目前已經(jīng)投入使用的模塊有遙信智能告警、故障診斷、遙測智能告警、停電預案輔助鞠策等。利用智能告警系統(tǒng)能夠?qū)Ω婢嚓P(guān)設(shè)備進行分析，不僅提升了告警分析的效率，而且出現(xiàn)告警時，還能立刻對故障應(yīng)急方案進行提示，促進整體工作效率的提升。

參考文獻

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篇4

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用為現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)自動化的實現(xiàn)奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。作為新時期背景下的煤礦企業(yè)，要想在競爭日益激烈的市場環(huán)境中謀得生存和發(fā)展，就必須注重機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，著力提高自身的核心競爭力，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?；诖耍韵鹿P者就結(jié)合自身工作實踐，就現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用作出以下幾點僅供同行參考與交流的淺顯之見。

一、綜述煤礦生產(chǎn)中機電一體化技術(shù)

最初的機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，起源于上世紀七十年代初，山西大同礦務(wù)局自行設(shè)計和制作與裝備的綜合型機械化采煤工作面，標志著機電一體化技術(shù)在我國問世，并從隨后的八十年末期、九十年代的中期，機電一體化技術(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，隨著科技信息時代的到來，微電子技術(shù)中的微型計算機的問世，信息技術(shù)迅猛地滲透到各行各業(yè)，尤其向機械工業(yè)領(lǐng)域的滲透最為強烈，且在與機械電子技術(shù)進行高效廣泛地結(jié)合，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的機電一體化技術(shù)正是在這樣的背景下，將機械、微電子、自控、傳感測試、電力電子、軟件編程、接口等現(xiàn)代先進電子信息技術(shù)進行綜合運用的系統(tǒng)技術(shù)。雖然該技術(shù)為煤礦生產(chǎn)自動化奠定了堅實的基礎(chǔ)，但我們必須清醒的意識到，當前我國對于這一技術(shù)的發(fā)展與西方發(fā)達國家存在較大的差距，加之我們煤炭工業(yè)興起相對于其他行業(yè)要慢的多，作為新時期背景下的煤礦企業(yè)必須不斷加大研發(fā)力度，引進先進技術(shù)，對現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)機電一體化技術(shù)進行不斷創(chuàng)新和升級，才能促進我國煤礦生產(chǎn)自動化的完全實現(xiàn)，助推我國煤礦事業(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)用機電一體化技術(shù)的重要意義

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

（一）應(yīng)用機電一體化技術(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)用機電一體化技術(shù)，是對傳統(tǒng)手工工作方式的重大變革，越來越多的新型機電設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)模式進行了完美的轉(zhuǎn)型和升級，不僅能降低礦工朋友的勞動強度，還能大幅度的提升勞動生產(chǎn)效率。

（二）應(yīng)用機電一體化技術(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，還能避免在粉塵滿天飛、潮濕陰暗的環(huán)境中高負荷、長時間的生產(chǎn)，從而在提高煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)的同時保障廣大礦工朋友的生命安全，而利用機電設(shè)備替代傳統(tǒng)的煤炭資源挖掘、運輸和提升等危險大、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)和運作。

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

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，在提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時也提高了生產(chǎn)的勞動效益，煤礦企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟效益的同時，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，極大的促進了當?shù)亟?jīng)濟的飛速發(fā)展。

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

機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中的采煤、提升和運輸三個方面的應(yīng)用最為廣泛也是最為關(guān)鍵?；诖?，以下筆者從這三個方面對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用策略作出以下幾點分析。

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

在現(xiàn)代煤礦采煤機械設(shè)備方面，電牽引采煤機是機電一體化技術(shù)應(yīng)用的典范。由于該機械設(shè)備應(yīng)用了機電一體化技術(shù)，其具備了傳統(tǒng)液壓型牽引采煤機無法具備的特點和優(yōu)勢，例如其牽引特性極佳，采煤機在前進的同時為其提供強大的牽引力，在下滑的同時能自行發(fā)電制動，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必須配備防滑裝置，而電牽引采煤機則是采用的制動器，技術(shù)在傾角高達40到50度的煤層也能應(yīng)用自如。尤其是其具有的可靠運行和使用年限長的特點，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、整流子會出現(xiàn)磨損，其余元件幾乎沒有磨損，所以不僅能高效的運行，還有較長的使用壽命，維修和保養(yǎng)也相對簡便，具有較靈敏的反應(yīng)和較好的動態(tài)特性，尤其是其結(jié)構(gòu)極為簡單和輕便，在運行時只需要進行一次電能到機械能的轉(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的轉(zhuǎn)換效率最多能高達70%。而這一切的優(yōu)勢，歸根結(jié)底源于機電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用。

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

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

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

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中，輸送機械設(shè)備主要為帶式輸送機。這是由于其能長距離、連續(xù)、大量、穩(wěn)定、高效的輸送煤炭資源，特別是其實現(xiàn)自動化較為容易的優(yōu)點，在煤礦生產(chǎn)輸送中得到了廣泛的應(yīng)用。因而近些年來，各大煤礦生產(chǎn)企業(yè)都將其作為研究機電一體化技術(shù)的重點，具有代表性的是一種集機、電、液為一體的CST可控軟啟動裝置在輸送機械設(shè)備的應(yīng)用，但由于目前相關(guān)技術(shù)壁壘還沒有攻破，我國的帶式傳輸機驅(qū)動方式主要局限在單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅(qū)動方式，而且監(jiān)控輸送機的設(shè)備儀器的靈敏度、可靠性、性能以及使用壽命相對于西方發(fā)達國家要低得多，具有較大的差距，還需要不斷努力攻克技術(shù)壁壘，才能進一步提升機電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平，從而更好的服務(wù)我國煤礦事業(yè)的發(fā)展。

四、結(jié)束語

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

參考文獻：

[1] 劉慶君.淺談機電一體化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2009（12）.

篇5

一、機電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

20世紀60年代以來，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能，刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀80年代末期，各國均開始對機電一體化技術(shù)給以很大的關(guān)注。20世紀90年代后期，機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進。目前，機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。

二、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。20世紀60年代以前為第一階段，在這一時期，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。但當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，C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)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20世紀70年代～80年代為第二階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，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)域取得的巨大進步，更為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作，雖然取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

三、機電一體化的發(fā)展趨勢

（一）智能化趨勢。智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、計算機科學、模糊數(shù)學、生理學和混沌動力學等新思想，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力。

（二）模塊化趨勢。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。不過這樣可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。

（三）人性化。機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受。

（四）網(wǎng)絡(luò)化趨勢。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，因此機電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。

（五）微型化趨勢。微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微型化產(chǎn)品泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。

（六）綠色化趨勢。科技的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的問題。綠色產(chǎn)品概念在這種情況下應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求。

（七）帶源化。是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

四、典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展

目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數(shù)控機床只占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達國家數(shù)控機床占10%）。近些年來數(shù)控機床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。

（1）高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動速度由過去的10～20m/min提高到120m/min；在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達15G；

（2）高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機床達到0.0005mm左右；納米級機床達到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。

（3）復合加工，新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)，如5軸5面體復合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機床，串并聯(lián)絞鏈機床等。

結(jié)束語：綜上所述， 經(jīng)過20多年的發(fā)展，機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當今世界最熱門、最重要的技術(shù)發(fā)展方向之一，并影響到幾乎全部的工業(yè)行業(yè)。我國從80年代初對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開始予以重視，先后在國家科技攻關(guān)計劃、863高科技計劃和國家自然科學基金中列專項對機電一體技術(shù)加以研究，并取得了一系列重大科技成果。1990年，國家將用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)列為“八五”及本世紀后十年發(fā)展全民經(jīng)濟的重要戰(zhàn)略技術(shù)措施，機電一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用已取得相當進展。

參考文獻：

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現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(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“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機電一體化概述

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(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：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機械制造技術(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、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(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)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(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。機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

三、機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：(1)20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。

由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

(2)20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

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

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組，并將該技術(shù)列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

1.智能化

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

2.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復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)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)的興起，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

4.微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。

5.環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。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)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

綜上所述，機電一體化和機械制造的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當然，與機電一體化和機械制造業(yè)相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，他們的發(fā)展前景也將越來越光明。

篇7

主管單位：上海市科學技術(shù)情報研究所

主辦單位：上海科技文獻出版社

出版周期：月刊

出版地址：上海市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1007-080X

國內(nèi)刊號：31-1714/TM

郵發(fā)代號：4-565

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1995

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聯(lián)系方式

期刊簡介

篇8

一、前言

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，不同學科的交叉與滲透也越來越廣泛，注定了各個領(lǐng)域的技術(shù)革命與發(fā)展。在機械工程領(lǐng)域中，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系等發(fā)生了翻天覆地的變化，從而將工業(yè)生產(chǎn)由"機械電氣化"帶入了"機電一體化"為特征的發(fā)展階段。

二、概述

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，還將會被賦予新的內(nèi)容。但是它的基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(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)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、可靠性高和低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)處于最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，就組成為一個機電一體化系統(tǒng)或者說機電一體化產(chǎn)品。

因此，"機電一體化"涵蓋"技術(shù)"和"產(chǎn)品"兩個方面。機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的本質(zhì)區(qū)別。機械工程技術(shù)是由純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍然屬于傳統(tǒng)機械。但是發(fā)展到機電一體化階段后，其中的微電子裝置除了可以取代一些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。擁有智能化的特點是機電一體化與機械電氣化在功能上的一個本質(zhì)的區(qū)別。

三、機電一體化的發(fā)展過程

"機電一體化"這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當時即70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將"機電一體化技術(shù)"與"機械電子學"并用，近年來"機電一體化"更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設(shè)計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產(chǎn)生了"光機電一體化"的新領(lǐng)域。

進入90年代，通信技術(shù)進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡(luò)化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支"微機電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。

四、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合的一門學科，各個學科互相促進、互補不足、相互發(fā)展。專家預測，未來機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：

（一）智能化方向

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)的研究中得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要的應(yīng)用。這里所說的"智能化"是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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，以求達到更好的控制效果。

今后的機電一體化產(chǎn)品"全息"特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的飛速發(fā)展。

（二）光機電一體化方向

一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源、（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學技術(shù)，利用光學技術(shù)的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

（三）模塊化方向

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜而又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，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械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

這需要制定各項標準，以便各個部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，短時間內(nèi)很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

（四）柔性化方向

未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的"冗余度"，有較強的"柔性"，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成"自律分配系統(tǒng)"。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的"自律性"，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有"行動"是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

（五）網(wǎng)絡(luò)化方向

上個世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，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)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（六）微型化方向

微型化興起于上世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

（七）仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于"靜態(tài)"時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便"死亡"，而當控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。

（八）綠色化方向

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；而另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到了嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

（九）系統(tǒng)化方向

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)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)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

五、結(jié)束語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，相信隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻

篇9

關(guān)鍵詞

機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀產(chǎn)品制造技術(shù)發(fā)展趨勢

0．緒論

現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1．機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(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)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(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)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2．機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20世紀70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3．機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產(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、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，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械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，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)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem,CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。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)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3.6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)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)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

4．結(jié)語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

5．參考文獻

1.李建勇．機電一體化技術(shù)．北京：科學出版社，2004．

2.李運華．機電控制．北京：北京航空航天大學出版社，2003．

篇10

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A

智能控制技術(shù)是近三十幾年來發(fā)展起來的一門新興科技，通常通過智能控制系統(tǒng)（智能控制系統(tǒng)主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、專家控制、遺傳算法等）發(fā)揮作用。它的出現(xiàn)改變了人們的傳統(tǒng)的控制思想，作為自動控制領(lǐng)域的一次重大變革，它有著其自身不可忽視的優(yōu)勢：科技力量強大；綜合多種學科的優(yōu)勢形成獨特的自身優(yōu)勢。如今的智能控制技術(shù)主要應(yīng)用于解決那些用傳統(tǒng)的方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題，如智能機器人系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、復雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)、航空航天控制系統(tǒng)、社會經(jīng)濟管理系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、環(huán)保與能源系統(tǒng)等。

1機電一體化發(fā)展

機電一體化迄今為止已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，在各個階段都有其不同的應(yīng)用側(cè)重點：（1）在萌芽時期，最具代表性的莫過于二戰(zhàn)帶來的機遇――在二戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了許多性能相當優(yōu)良的軍事用途的機電產(chǎn)品。這些機電結(jié)合的軍事用途的技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后的經(jīng)濟的恢復和技術(shù)進步起到了積極作用。有這樣的一個基礎(chǔ)后，在以后的發(fā)展歷程中，人們自覺不自覺的利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。（2）處于蓬勃發(fā)展階段的人們主動的利用3C技術(shù)的巨大成果創(chuàng)造出了新的機電一體化產(chǎn)品，在這個階段最具代表性的是日本。日本在推動機電一體化技術(shù)的發(fā)展方面起到了主導作用。（3）智能化階段時期，機電一體化技術(shù)向智能化新階段邁進，在人工智能技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步的基礎(chǔ)上，機電一體化技術(shù)又向前進行發(fā)展進化，開辟出自身發(fā)展的廣闊天地――大量的智能化機械產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，人們的生活中隨處可見的智能機就是一個很好的代表；選擇、模糊控制技術(shù)已經(jīng)相當普遍，甚至還出現(xiàn)了混沌控制的產(chǎn)品。在這種程度上我們可以說機電一體化技術(shù)將以智能化為內(nèi)核進入二十一世紀。

2智能控制技術(shù)與機電一體化

（1）自從二十一世紀到來之后，科技力量迅猛發(fā)展，同時也帶動了智能化控制技術(shù)的發(fā)展。隨著人們生活水平的不斷提高，對生活質(zhì)量的要求也在不斷提升?？旃?jié)奏的要求促使人們把智能控制技術(shù)與機電一體化進行結(jié)合，服務(wù)于人類社會。典型的機電一體化系統(tǒng)由兩大部分組成：控制器與受控對象。其中受控對象包括：機械本體、檢測元件、執(zhí)行元件?？刂破鲃t由認知、信息處理和控制三部分組成。將智能控制技術(shù)與機電一體化結(jié)合起來，這樣的做法不僅為機電一體化提供了一個廣闊的發(fā)展空間，完善其自身的不足之處，還可以有效的促進工業(yè)化的生產(chǎn)，滿足人類需求，同時為人類社會工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展打下了扎實的基礎(chǔ)，當前狀態(tài)下，我們除了將智能控制技術(shù)應(yīng)用到機電一體化當中，還將許多先進的科學理論融入其中，從而形成了許多的新思想、新理論，進而為機電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定了厚實的基礎(chǔ)，同時也提供了良好的發(fā)展前景。

（2）智能控制技術(shù)是控制理論發(fā)展的新階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。機電一體化技術(shù)是多種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上，在計算機、傳感器和軟件的三者的支撐下發(fā)展起來的。實際上，機電一體化技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限于機械與電子技術(shù)的有機結(jié)合，而是融合檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密機械技術(shù)、計算機技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)交于一體的交叉學科與綜合技術(shù)。它與智能控制系統(tǒng)進行相容，更可以發(fā)揮出產(chǎn)品的作用，最大限度開發(fā)其利用價值。其中，信息處理技術(shù)是機電一體化技術(shù)中必不可少的部分，以微電子技術(shù)和計算機技術(shù)為龍頭的信息處理技術(shù)是使機電一體化產(chǎn)品具有自動化、數(shù)字化、智能化的關(guān)鍵所在。機電一體化技術(shù)是控制理論的最新發(fā)展，是機械理論與計算機、網(wǎng)絡(luò)等信息理論的結(jié)合，是機械設(shè)計理論的發(fā)展，在智能控制的技術(shù)管理下，不僅能提高工作效率，更可以對信息進行分類，減少工作量，優(yōu)化整個工作流程。

3結(jié)語

通過以上分析，我們可以看出智能控制系統(tǒng)與機電一體化的應(yīng)用前景是十分光明的。在機電一體化系統(tǒng)中使用智能控制技術(shù)與其他技術(shù)相比是具有相當大的優(yōu)勢的――不僅在加工效率上提高到了一個層次，產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了一定的保證。在傳統(tǒng)的方法逐漸不適應(yīng)與當今時代的時期，運用新興科技是當務(wù)之急。為了更好的提高工作效率，減少工作失誤，我們還需要繼續(xù)加強對智能控制系統(tǒng)與機電一體化的結(jié)合，開發(fā)出更高效的產(chǎn)品。

參考文獻