時間：2023-08-27 15:04:37
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關鍵詞：機電一體化；基本概念；核心技術；發(fā)展進程；發(fā)展方向
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼： A
隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(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)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、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?！皺C電一體化”意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認，我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機電一體化技術基本概念
機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發(fā)展，向機械工業(yè)領域迅猛滲透，機械電子技術深度結合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術功能復合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術。
二、機電一體化的核心技術
1、機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2、計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3、系統(tǒng)技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
4、自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5、傳感檢測技術：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
三、機電一體化的發(fā)展進程
1、數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設備制造市場一派繁榮。
2、微電子技術的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結構。
3、激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現(xiàn)：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發(fā)展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
四、機電一體化的發(fā)展方向
20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、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、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：
1、智能化：是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎上，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。
2、網(wǎng)絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。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。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
3、自動化：所謂自動化技術，是指人類利用各種技術手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實預期的目標、功能。一個自動化系統(tǒng)通常由多個環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實現(xiàn)自動運行目標。
4、綠色化：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。綠色產(chǎn)品在其設計、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。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。
關鍵詞：機電一體化；自動控制技術；發(fā)展趨勢
機電一體化的外文名詞是Mechantronics，起源于日本，是取英語Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示機械學與電子學兩種學科的綜合。目前，國內(nèi)外對機電一體化的涵義有各種各樣的認識，其各自的出發(fā)點和著眼點不盡相同，再加上機電一體化本身的涵義還在隨著生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展不斷被賦予新的內(nèi)容。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體，是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果。隨著現(xiàn)代科學技術日新月異的發(fā)展，不斷地推動不同學科的交叉和滲透，從而導致整個工程領域的技術革命。
1.機電一體化概要
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(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，隨著科學技術的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。機電一體化涵蓋技術和產(chǎn)品兩個方面，只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合、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。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械。機電一體化系統(tǒng)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能。
2.我國機電一體化的現(xiàn)狀
世界范圍內(nèi)機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結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。第二階段可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。第三階段，20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術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。
計算機數(shù)控機床（CNC）是一種由計算機或?qū)Ｓ秒娮佑嬎阊b置控制的高效自動化機床。它綜合應用了計算機技術、自動控制、精密測量和機械設計等方面的最新成就，是典型的機電一體化產(chǎn)品，是機床發(fā)展的必然趨勢。
汽車的機電一體化中心內(nèi)容是以微機為中心通過自動控制來改善汽車的性能，增加汽車的功能，實現(xiàn)汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛的安全性、可靠性、操作方便和舒適性。近幾十年，國際各大汽車公司都加大了對汽車機電一體化的研究，使其發(fā)展有了質(zhì)的飛躍。
工業(yè)機器人（IR）一般應由機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)等組成，是一種能模擬人的手、臂的部分動作，按照預定程序、軌跡及其要求，實現(xiàn)抓取、搬運工件或操作工具的自動化裝置，是具有發(fā)展前途的機電一體化典型產(chǎn)品。
3.機電一體化的發(fā)展趨勢
3.1自律分配系統(tǒng)化
未來的機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，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，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.2系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放和模塊化的結構。系統(tǒng)可以靈活組套，進行任意裁減和組合，同時要求實現(xiàn)多坐標系列控制功能的NC系統(tǒng)。表現(xiàn)特征之二是通話功能的大大加強，即網(wǎng)絡化趨勢。
3.3人工智能化
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。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。
3.4全息系統(tǒng)化
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。其系統(tǒng)的層次結構，也由簡單的“從上到下”的形勢而變?yōu)閺碗s的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
3.5綠色化
環(huán)境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主題。
3.6微型機電化
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，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.7面向21世紀的制造模式
一次制造成功，采用成組技術和分組作業(yè)方式，按質(zhì)、按量、按時完成，做到零廢品、零庫存、零設備故障、零環(huán)境污染，從以“技術”為中心向以“人”為中心轉變，從“金字塔式多層次管理”向“網(wǎng)絡式管理”、由順序工作方式向并行工作方式、由固定組織
加工向敏捷制造加工轉變。
4.結語
機電一體化的出現(xiàn)并不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念正在發(fā)生著革命性的變化。21世紀，機電一體化技術將扮演機械工業(yè)的主角，與機電一體化相關的技術還有很多。隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯。我國可以利用后發(fā)的成本優(yōu)勢和廣闊的市場潛力，用全新的方式和更短的時間研發(fā)更多具有知識產(chǎn)權的機電一體化產(chǎn)品。隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
關鍵詞：機電一體化 發(fā)展過程 發(fā)展趨勢
一、前言
隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，不同學科的交叉與滲透也越來越廣泛，注定了各個領域的技術革命與發(fā)展。在機械工程領域中，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(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)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、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，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(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、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，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。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"和"產(chǎn)品"兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、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。機械工程技術是由純技術發(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合。國內(nèi)早期將"機電一體化技術"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。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統(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用。
信息技術驅(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)設計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設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"的新領域。
進入90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡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)行器技術的發(fā)展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結合，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與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）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)、機械結構等部件組成。引進光學技術，利用光學技術的先天特點，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"，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成"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，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。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)絡化方向
上個世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、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)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡（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，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
（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，并且往往在結構上處于"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運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、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)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。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，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，相信隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻
[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004.
論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果,本文簡述了機電一體化技術的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機電一體化技術的現(xiàn)狀，分析了機電一體化技術的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(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)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、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，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(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、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，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。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”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、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。機械工程技術有純技術發(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)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，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)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結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90年代后期，開始了機電一體化技術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、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術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、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(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用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“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于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，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
3.1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發(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)絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、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)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
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，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
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運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、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)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。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。
結語
綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻
[1]李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．
關鍵詞：機電一體化；發(fā)展；趨勢
中圖分類號：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198(2010)11-0330-01
1 機電一體化概述
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱?！皺C電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面，是一種綜合技術，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。
2 機電一體化的核心技術
2.1 機械技術
是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.2 計算機與信息技術
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
2.3 系統(tǒng)技術
即以整體概念組織應用各種相關技術。從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
2.4 自動控制技術
其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
2.5 傳感檢測技術
傳感檢測技術是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
3 機電一體化的發(fā)展過程
機電一體化的發(fā)展過程大體可以分為三個階段：
3.1 初級階段
20世紀60年代以前為第一階段，也稱為初級階段。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)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，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)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結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。
3.2 高速發(fā)展階段
20世紀70-80年代為第二階段，也稱為高速發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。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。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和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。
3.3 智能化階段
20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術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、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術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，人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎，并且逐漸形成完整的學科體系。
4 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技術的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下。
4.1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設研究中得到日益重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。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，以求達到更高的控制目標。誠然，要使機電一體化產(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，則是完全可能的和必要的。
4.2 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)品的種類和生產(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和非常重要的事。例如研制集減速、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。若能利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，也可擴大生產(chǎn)規(guī)模。但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)的標準，但可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。
4.3 網(wǎng)絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、人們?nèi)粘Ｉ?，都帶來了巨大變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟和生產(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)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡，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)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利和快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
4.4 微型化
微型化興起于20世紀80年代末。機電一體化有向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過lcm3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、信息等方面具有顯著優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(即超精密技術)，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
4.5 綠色化
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；‘綠色產(chǎn)品’概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用、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。
4.6 系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。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)特征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)品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：
【關鍵詞】機電一體化；發(fā)展過程；應用；發(fā)展趨勢
1 機電一體化的發(fā)展過程
目前，人們普遍將機電一體化的發(fā)展概括為三個階段：一是二十世紀六十年代之前；在這之前人們開始將電子技術應用到機械產(chǎn)品上，尤其是隨著二戰(zhàn)的爆發(fā)，加快了電子技術和機械產(chǎn)品的結合速度。隨后這些技術逐漸在人們的生活中得到應用，也極大的促進了經(jīng)濟的發(fā)展。但是，由于電子技術并不成熟，在很大程度上限制了機電結合技術的應用和發(fā)展。二是二十世紀七十年代至八十年代之間；在該時期內(nèi)是機電一體化技術發(fā)展的一個鼎盛時期，尤其是伴隨著計算機技術、通信技術等技術的快速發(fā)展以及應用，以及集成電路的規(guī)?；⑽⑿陀嬎銠C的發(fā)展，這些技術的產(chǎn)生都為機電一體化技術的發(fā)展打下了堅實的基礎。而且，機電一體化也受到了很多國家的關注，發(fā)展十分迅速。三是九十年代后期；隨著計算機技術等相關技術的成熟和在機電控制中的應用，機電一體化技術已經(jīng)開始向著智能化的方向發(fā)展。在這一時期，伴隨著機電一體化技術體系的不斷研究和完善，在很多領域都已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化，而且光機電一體化技術的出現(xiàn)和應用也豐富了機電一體化系統(tǒng)。
我國研究機電一體化技術的時間相對較晚，是從二十世紀八十年代開始的，在經(jīng)過了幾代人的共同努力，取得了較為滿意的成果，而且在促進我國經(jīng)濟發(fā)展方面也做出了巨大貢獻。但是，我國現(xiàn)階段機電一體化技術發(fā)展仍然存在以下幾點問題：首先，機電一體化的基礎理論研究方面，科研力量不足，自主研發(fā)能力較差。尤其是在一些重要的機電技術領域的研發(fā)，和發(fā)達國家相比存在很大的差距。其次，沒有充分體現(xiàn)出一些科技含高的技術產(chǎn)品，對我國經(jīng)濟發(fā)展的推動作用并不明顯。最后，機電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量和設計水平還需要不斷的提高。針對這三點問題，需要在今后的工作上有針對性的進行改進，促進機電一體化技術的健康穩(wěn)步發(fā)展。
2 國內(nèi)機電一體化技術應用現(xiàn)狀
當前我國正處于市場經(jīng)濟的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟制度也大有裨益。從促進產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，推動完整的機電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術升級，實現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行微電子技術改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5， 6]。
首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標準的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機電一體化技術改造。其次，我國機電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，發(fā)展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機構，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導行業(yè)布點布局的調(diào)整，發(fā)展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復、生產(chǎn)上撞車。再次，通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺，及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持 “機電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時，盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口，但對技術貿(mào)易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產(chǎn)業(yè)的先進技術，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結構調(diào)整日益完善的捷徑。
2 機電一體化的核心技術
2.1 機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是采用鋼鐵材料為主創(chuàng)造的，為了減輕質(zhì)量，除了在結構上加以改進外，主要應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了質(zhì)量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，在控制方面才能夠改善快速響應特性，減少消耗能量，提高效率。
2.2 信息處理技術
機電一體化是與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用分不開的。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數(shù)轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
2.3 驅(qū)動技術
電機作為驅(qū)動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件―傳感器―電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。
2.4 接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅給信息傳遞和維修帶來方便，而且可以簡化設計。目前，正致力于發(fā)展低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
2.5 傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術。
3 機電一體化的發(fā)展趨勢
3.1 智能化
智能化是21 世紀機電一體化技術發(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 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路。如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。
3.3 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，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.4 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運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、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。
參考文獻：
[1]郭偉民.機電一體化技術的應用和發(fā)展[J].中外企業(yè)家，2014（8）.
[2]周瑋.機電一體化技術的發(fā)展與應用[J].新材料新裝飾，2014（3）.
[3]康存麗，楊保群.機電一體化技術發(fā)展及應用簡介[J].微電機，2009 （8）.
【關鍵詞】機電一體化；現(xiàn)狀；方向
一、機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
（1）起步慢，與發(fā)達國家仍有一定差距
機電一體化的發(fā)展在國際上主要分為三個階段，二十世紀六十年代之前為第一個階段，為機電一體化的起步階段，人們開始將電子技術小范圍的在機械工程領域進行應用，發(fā)現(xiàn)機電一體化帶來的便利，機電一體化取得了初步成果，二十世紀七十到八十年代為機電一體化發(fā)展的第二個階段，也就是其高速發(fā)展的階段，在這一過程中，計算機技術通信技術和控制技術的蓬勃發(fā)展為機電一體化帶來了很大的可能性，到了八十年代，機電一體化已經(jīng)普遍被各國所接受，其產(chǎn)品也被廣泛的應用，例如細微加工技術在機電一體化中得到實現(xiàn)，其產(chǎn)品的生產(chǎn)更加的迅速且細致，為提高生產(chǎn)效率帶來了機會，而我國也正是從二十世紀八十年代開始才關注起這個領域的發(fā)展，盡管很快認識到了機電一體化的重要作用，并迅速成立的研究小組，但是相比日本歐洲等發(fā)達國家來說，我們的起步仍然較晚，在很多技術上十分的不成熟，且機電一體化在生產(chǎn)中的各個領域應用不廣泛，與其他國家仍然保持著一定的差距，使得我國的機電一體化在發(fā)展中仍然面臨著較大的問題。
（2）機電一體化成本較高
由于技術發(fā)展不完全，很多地方還不太成熟，故我國的機電一體化帶來的生產(chǎn)成本十分巨大，其產(chǎn)品取代技術含量較低，對于水電的能耗十分的高，材料的消費也很高，且容易造成環(huán)境污染和擾民，近年來，盡管我國不斷的對工業(yè)結構進行調(diào)整，但是仍然存在著分工不合理且消耗成本高的現(xiàn)象，機電一體化工業(yè)尤為明顯，另外，隨著市場化的不斷發(fā)展，我國機電一體化的產(chǎn)品在國際上的競爭力仍然不太理想，眾所周知，機電一體化產(chǎn)品功能強，性能好，質(zhì)量高，可是中國唯有成本低這一目標達不到，企業(yè)缺乏生產(chǎn)成本的節(jié)制，并且造成了大量的污染，死守就業(yè)，在國際的激烈競爭中必然無法占據(jù)有利地位，又由于我國的機電一體化研究時間較短，技術不成熟，在很多方面無法滿足世界市場的需求，每年還需要從國外大量的進口，這在很大程度上都給了我國機電一體化行業(yè)巨大的壓力。
二、未來企業(yè)機電一體化的發(fā)展方向
（1）加強結合，實現(xiàn)網(wǎng)絡一體化
縱觀現(xiàn)階段的各行各業(yè)，一個突出的特征就是計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展突飛猛進，這對于知識經(jīng)濟來說是一個十分有利的機會，而現(xiàn)如今的企業(yè)很多通過網(wǎng)絡技術和計算機技術的應用實現(xiàn)了新的突破，這對于機電一體化來說也是一個新的靈感，機電一體化盡管將電子技術融入了機械工程領域，但是由于技術不全面而導致的產(chǎn)品不成熟或者競爭力不夠的現(xiàn)象普遍存在，當今的企業(yè)和單位應當不斷思考如何將網(wǎng)絡技術和計算機技術有效的融入機電一體化的實踐中，綜合利用遠程控制終端，將機電一體化帶上一個新的樓梯，使得機電一體化的產(chǎn)品不斷的進入家庭，利用家庭網(wǎng)絡來將各種家用電器鏈接成一個計算機為中心的集成家電系統(tǒng)，使人們在家中就可以享受機電一體化產(chǎn)品與網(wǎng)絡技術的有效結合，給生產(chǎn)和生活帶來更多的方便。
（2）提高技術，降低能耗
當前中國的企業(yè)一個普遍的特點就是生產(chǎn)成本較高，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的能耗，這為中國的企業(yè)在國際市場上的競爭造成了很大的負擔，無法實現(xiàn)有效的盈利，這與企業(yè)的生產(chǎn)計劃和發(fā)展策略有著直接的關系，由于機電一體化在能耗方面的特點尤為顯著，作為機電一體化的企業(yè)應當合理制定生產(chǎn)計劃，對企業(yè)生產(chǎn)的各項指標進行嚴格的控制，各個車間廠區(qū)積極的組織能耗降低的競賽，對于有效的降低能耗的廠區(qū)進行有效的獎勵，同時在日常的生產(chǎn)過程中積極的進行技術的學習和探討，使得優(yōu)良的技術不僅僅在個別的廠區(qū)實施，而是在整個工廠得到普及，使得技術變?yōu)槠髽I(yè)的利潤，讓企業(yè)能夠在技術的不斷革新中獲得有利的競爭地位。
（3）響應社會，倡導環(huán)保
工業(yè)化的不段發(fā)展給社會帶來的巨大的改變，同時也給環(huán)境帶來了巨大的壓力，一方面，人們的物質(zhì)生活豐富了，生活日漸舒適，但是另一方面資源不斷的減少且生態(tài)環(huán)境受到了嚴重的污染，現(xiàn)階段全社會都在呼吁保護環(huán)境，作為對資源造成巨大壓力的機電一體化行業(yè)來說，倡導環(huán)保是十分有必要的，在日常的生產(chǎn)中，企業(yè)應當不斷的進行探索和技術創(chuàng)新，力求建立一套自己的節(jié)能減排機制，同時在產(chǎn)品的設計上也要不斷將綠色概念應用到其中，無論是在生產(chǎn)制造還是在使用過程中都應當遵循綠色的觀念，符合環(huán)境保護和人類健康的標準，在產(chǎn)品的材料使用上也要不斷的進行研究和開發(fā)，同時綠色的的機電一體化，具有遠大的發(fā)展前途，也可以幫助企業(yè)在競爭上獲得有利的地位。
（4）改革創(chuàng)新，加強智能
機電一體化在很多的方面還存在著創(chuàng)新的余地，例如隨著社會的不斷發(fā)展，智能化在也成為21世紀的一個發(fā)展的方向，人工智能在不斷的發(fā)展過程中也在機電一體化上得到了廣泛的應用，在機床的操作，數(shù)控方面人工智能的優(yōu)勢也體現(xiàn)的淋漓盡致，同時仿生物系統(tǒng)化也不斷的得到了應用，將數(shù)控操作和人工智能進行有效的結合，利用人的生理機能去帶給機電一體化新的靈感，讓機電一體化的操作更加便利，應用更加廣泛。
結語
通過上述分析我們不難看出機電一體化的發(fā)展不是一個獨立的過程，是歷史的必然和社會發(fā)展的結晶，隨著科學技術的不斷發(fā)展，機電一體化定會向一個更高的層次發(fā)展，而公司和企業(yè)若想在此領域取得一定的競爭優(yōu)勢就必須從自身進行改革和創(chuàng)新，不斷的探索新的技術，力求將機電技術與網(wǎng)絡技術，生物智能等相結合，用技術革新代替能耗盈利，讓企業(yè)在創(chuàng)新的道路上取勝。
參考文獻
[1]李曉培.淺談機電一體化特點及發(fā)展研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013（12）
[2]范基華.機電一體化技術的發(fā)展與思考[J].科協(xié)論壇（下半月），2013（09）
[3]李榮昌.機電一體化在煤礦機械中的應用研究[J].煤炭技術，2013（08）
[4]童友彬.機電設備在采礦過程中的應用[J].才智，2013（14）
[5]黃衛(wèi)方，龔棟成.如何加強機電一體化的理論與實踐結合發(fā)展[J].科技風，2013（09）
[6]黃鴻輝.對機電一體化技術發(fā)展趨勢的探究[J].電子制作，2013（07）
[關鍵詞]新時期；機電一體化；關鍵技術；發(fā)展趨勢
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）27-0146-01
機電一體化技術也就是現(xiàn)代制造業(yè)的關鍵和核心技術，在機電產(chǎn)業(yè)以及其他制造業(yè)發(fā)展中應該得到更廣泛的應用，也是我國今后重點發(fā)展方向。隨著對產(chǎn)品的更高要求，對機電一體化技術和產(chǎn)品也就有了更高的要求，不斷朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益和社會效益。
一、機電一體化中的關鍵技術
1、信息處理技術
信息處理技術主要是指在機電一體化設備的運作過程中，與設備狀態(tài)、參數(shù)及功能控制相關的信息的運算、判斷、存儲及分析等等。在機電一體化設備中，實現(xiàn)信息處理功能的主要載具是計算機。計算機的技術主要包含通信技術與網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術及數(shù)據(jù)處理技術、軟件技術與硬件技術等等。而且計算機處理裝置是機電一體化設備的核心，其對整個設備的運行有著指揮與控制的作用。所以計算機的信息處理技術應用是機電一體化技術中最關鍵的因素。具體技術分支包含專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術以及人工智能技術等等。
2、機械技術
機械技術是支撐機電一體化技術的基礎力量。機電一體化設備的主要功能及輔助功能多數(shù)都是借助機械技術來實現(xiàn)的。在機械控制、傳動功能與電子技術互相融合的過程中，設備對機械技術的要求也在不斷提升。例如對傳動精確性的要求較比以往就有了很大的提升?，F(xiàn)今機械技術的發(fā)展過程中，新工藝、新材料、新結構及新原理都在不斷的被發(fā)掘與應用，滿足了設備對重量、體積、剛度及性能等方面的需求。
3、自動控制技術
應用在一體化設備上的控制技術主要包含速度控制、高精度定位控制、校正、補償及自適應控制等等。設備控制功能的不斷擴展，使得設備的工作效率與精確度都在持續(xù)提升。而且通過自動的控制，機電一體化設備在運作過程當中也能夠更加快速及時的發(fā)現(xiàn)設備內(nèi)的故障，并及時的進行預警，進而有效減少了故障造成的停機時長，讓設備的利用率有了很大的提升。由于計算機技術的廣泛普及，自動控制技術也逐漸與計算機控制技術融合在了一起，并且成為了支撐機電一體化設備的核心技術。但這項技術的難點在于對干擾的預防、對控制模型的優(yōu)化、對控制邊界條件的確認以及控制理論的實用化與工程化等方面。
4、傳感器與檢測技術
在設備工作過程中，設備的運作過程、運作狀態(tài)、各項參數(shù)等相關的數(shù)據(jù)及信息，都要用傳感器來進行接收，并且要通過信號檢測裝置來進行具體的測試。之后再將信息傳送到處理裝置中，向控制裝置進行反饋，進而實現(xiàn)設備工作過程的自動化?，F(xiàn)今的一體化設備對傳感器的精確性與實時性都有著很高的要求，并且要確保獲取信息的過程不會受到外部環(huán)境的影響。所以，為了確保傳感器能夠及時、精確的反饋信息，就要對傳感器及其信號檢測裝置進行進一步的強化。
二、新時期機電一體化技術的發(fā)展趨勢
1、綠色化方向
工業(yè)的快速發(fā)展對推動社會經(jīng)濟建設有著積極的影響，但在工業(yè)高速發(fā)展的同時我們必須要正視的問題是社會資源的減少以及對人類賴以生存生態(tài)環(huán)境所帶來的影響。為了能夠保證工業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的同時，又不對人類的生存環(huán)境造成破壞，大力生產(chǎn)綠色化的產(chǎn)品是當今全世界各國共同關注的重要問題。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。綠色化是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，加強對機電一體化產(chǎn)品的綠色化研究和開發(fā)是當前我們需要面對和解決的重要課題。
2、智能化方向
人工智能化系統(tǒng)包括知識表示、知識利用和知識獲取三大內(nèi)容，其本質(zhì)是一個知識處理系統(tǒng)，最終是為了通過模擬人的思維方式對問題進行分析、推理和求解。智能化其實是對機器行為的描述，是在掌握控制理論的基礎上，結合人工智能、運籌學、計算機科學、心理學、模糊數(shù)學、生理學以及混沌力學等學科知識對機器系統(tǒng)進行設計、編程使其具有人的思維能力、判斷能力，從而能夠高效完成某個高難度生產(chǎn)操作動作或任務。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現(xiàn)的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策。
3、網(wǎng)絡化方向
網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展對社會政治、工業(yè)生產(chǎn)、軍事、生活及科研等帶來了深刻的影響，同樣機電一體化融合了網(wǎng)絡技術、電子技術、通信技術等，在某種程度上分析，網(wǎng)絡技術對推動機電一體化技術的向前發(fā)展也有著舉足輕重的作用。目前，現(xiàn)場總線技術和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成為必然趨勢，利用家庭網(wǎng)絡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)，給人們的生活增添了更多獲取和分享信息資源、節(jié)目的機會。所以機電一體化產(chǎn)品也必將向網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
4、人格化方向發(fā)展
人格化是機電一體化發(fā)展的重要方向，機電一體化人格化的發(fā)展主要是指機電一體化系統(tǒng)能夠有效的模仿人類的生命機能，而且這整個過程當中非常的注重人和產(chǎn)品之間的聯(lián)系，因此是一種比較適合人類操作和使用的機電一體化的產(chǎn)品，和人之間具有一種共性的存在。同時也由于機電一體化產(chǎn)品的最終操作使用者還是人，因此其形成和產(chǎn)出的主要目的也是為了能夠有效的完成人類所需要完成的目標和任務，所以提升機電一體化產(chǎn)品的智能化的過程，其實也就是以人的情感融入其中，從而真正實現(xiàn)機電一體化人格化的發(fā)展趨勢。
5、微型化方向發(fā)展
為了能夠?qū)崿F(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的微型化發(fā)展，以此來制造出更多具有微型化性質(zhì)的機電一體化產(chǎn)品，這都是未來發(fā)展的主要趨勢之一。機電一體化技術經(jīng)過多年的發(fā)展，如今在這方面已經(jīng)取得了一些客觀的研究成果，然而這其中與之相關的產(chǎn)品體量仍然比較大。因此，這對機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向來說，其發(fā)展趨勢必將是一些尺寸不過1立方厘米的機電一體化的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品通常都將生產(chǎn)的重點偏向于微米級和納米級的發(fā)展方向靠攏。正是由于微機型的機電一體化產(chǎn)品所具有的體積普遍較小，因此其所要消耗的能源也相對較少，真正運用起來必然將十分的靈活，因此就可以利用這個特點真正的進入到很多機械都無法進入到的微型空間當中，這就非常方便于精細化的操作過程，而這這種微機型的產(chǎn)品在生物醫(yī)療、軍事以及信息等多個方面都有著非常獨特的發(fā)展優(yōu)勢。
6、模塊化
由于機電一體化裝置的制造商較多，為降低系統(tǒng)升級改造的成本，并為維修提供便利，模塊化將是一個非常有前途的研究方向。通過對功能單元進行模塊化改造，可在需要增加或改變功能時直接將對應的功能模塊進行組裝或更換，即便出現(xiàn)故障，只需將損害的模塊進行更換即可，工作效率極高，通用性的增強為企業(yè)節(jié)約了大量的成本。
綜上所述，隨著機電一體化的逐步發(fā)展，其在機械制造以及機電產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。機電一體化技術是在傳統(tǒng)技術基礎之上進行革新，引進更多的現(xiàn)代元素，促使其不斷進步和完善。
參考文獻
[1] 趙鐵軍.試論機電一體化在煤礦開采領域的發(fā)展[J].企業(yè)導報.2015（02）.
關鍵詞：機電一體化 發(fā)展 工程機械中的應用
1.機電一體化的概述
我們所熟知的機電一體化技術就是將微電子技術、電工電子技術、機械技術、傳感器技術、接口技術、信息技術、信號變換技術等多種技術進行結合，并綜合應用到實際中去的技術。它是將機械裝置、電子設計和軟件結合起來的系統(tǒng)總稱。所以是自動化生產(chǎn)設備幾乎就可以說成是機電一體化設備。
現(xiàn)代的工程機械正處于一個發(fā)展時期，引入機電一體化技術，使液壓、機械和電子控制等技術有機的結合，極大的提高了工程機械的各項性能。
2.機電一體化發(fā)展狀況和趨勢
2.1機電一體化發(fā)展狀況大致可分為3個階段
第一階段是初期階段，指在20世紀60年代以前，這一時期，人們利用電子技術來簡單的完善機械的產(chǎn)品和性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)，更加刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，軍用技術在戰(zhàn)后轉為了民用，這對那時的經(jīng)濟恢復起到了很大的作用。因為，在那時機電結合多是自發(fā)的行為，尚未達到一定的水平，固其結合還不能夠得到廣泛而深入的發(fā)展。
第二階段是蓬勃發(fā)展的階段，指在20世紀70～80年代，這一時期，隨著計算機通信與控制技術的發(fā)展，為機電一體化奠定了技術基礎。微型計算機和大規(guī)模的集成電路迅速發(fā)展起來，這就為我們今后的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎。
第三階段是向智能化邁進的新階段，指在20世紀90年代后期，在這一時期，通信與光學技術進入了機電一體化，細微的加工技術開始嶄露頭角，并出現(xiàn)了像微機電一體化和光電一體化這樣的新分支。同時，因為人工智能、光纖及神經(jīng)網(wǎng)絡技術取得很大程度上的進步，也為機電一體化開辟的廣闊的天地。通過對這些技術的研究，促使機電一體化逐步建立了完整的科學體系。
2.2機電一體化發(fā)展的趨勢
因為機電一體化是集電子、機械、光學、控制、信息、計算機等多學科的綜合體，它的發(fā)展與進步是與技術的不斷創(chuàng)新分不開的。所以，其主要發(fā)展方向如下：
①模塊化
模塊化是一項重要的工程。由于機電一體化產(chǎn)品的種類比較多，研發(fā)具有標準接口產(chǎn)品單元是非常復雜的工作。如研發(fā)智能調(diào)速、動力及控制單元、完成典型操作的機械裝置，可利用標準單元很快的開發(fā)出新產(chǎn)品，擴大生產(chǎn)規(guī)模。由于利益方面的沖突，很難制定國內(nèi)和國際之間的標準，但是可以通過組建一些比較大的企業(yè)來逐漸形成統(tǒng)一。可以肯定的是，模塊化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前景。
②智能化
作為21世紀技術重要發(fā)展方向，智能化得到了更多的重視，如數(shù)控機床和機器人就是智能化重要的應用方面。我們使機電一體化產(chǎn)品能夠具備與人完全相同的智能幾乎是不大可能，但高性能的微處理器使產(chǎn)品賦有低級或人的部分智能，是完全可能且是生活生產(chǎn)中完全必要的。
③網(wǎng)絡化
20世紀90年代，為網(wǎng)絡化的發(fā)展做出突出貢獻的就是計算機技術。它不但給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)帶來了發(fā)展，而且給政治、軍事、教育乃至日常生活帶來的巨大的變化。網(wǎng)絡化已經(jīng)將全球經(jīng)濟生產(chǎn)聯(lián)系到了一起，企業(yè)間的競爭與合作也將全球化?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術作為家用電器網(wǎng)絡化已成為大勢所趨，這樣就可以享受各種高科技帶來的便利。
④微型化
它興起于20世紀80年代末，是機電一體化向微觀領域發(fā)展的趨勢。微型機電一體化產(chǎn)品體積小、能耗少、運動靈活的特點將在生物醫(yī)藥、軍事等方面帶來巨大的變革
⑤綠色化
隨著人們意識的不斷提高，保護資源環(huán)境已經(jīng)得到了越來越多的重視。綠色產(chǎn)品在設計、生產(chǎn)制造、使用和銷毀這一連串生命過程中，要符合特定的環(huán)境和健康要求。綠色化是具有很大的發(fā)展前途的。
⑥系統(tǒng)化
其表現(xiàn)特征就是系統(tǒng)體系進一步采用開放式和模式化的總線結構，還有就是通信功能加強。未來機電一體化產(chǎn)品會更加注重與人之間的關系。
3.機電一體化在工程機械中的應用
3.1機電一體化技術在旋挖鉆機上的運用
旋挖鉆機是我國近幾年來廣泛采用的一種重要工程機械，其主要集中在大型的樁基礎施工中。旋挖鉆機因為施工時工藝較為復雜，且過程中要求的精度相對較高，所以就要引進自動化控制功能以提高施工時的精度和整體效率。其最常見的有兩種功能：一種是鉆孔工程自動回位功能，一種是鉆桅自動調(diào)垂直功能。
3.2機電一體化中的遙控技術在工程機械上應用
隨著工程機械功能的不斷擴展，遙控技術被運用到了很多環(huán)境中。其很多時候是出于為了操作的便利和保護操作的人員。例如在水泥混凝土的泵車上就廣泛的采用遙控技術，還有一些小型多功能的產(chǎn)品上也有應用到。
3.3機電一體化在路基機械設備中的應用
現(xiàn)今，機械化施工已成為道路建設的行業(yè)趨勢，這就使我國道路修建事業(yè)向著現(xiàn)代化、專業(yè)化及規(guī)范化方向發(fā)展。路基工程機械化施工，就是通過合理選擇施工時的機械，科學合理的完成工程作業(yè)。對路基機械化的重點就是要對設備進行機電一體化，做到機械化，要做到以下幾點：第一，選用合適的設備充分發(fā)揮其效率，在施工時要確保技術和質(zhì)量標準，做到配套機械和周圍環(huán)境要協(xié)調(diào)一致在滿足使用要求的同時減少人員工作的強度等等。第二，確保機械的養(yǎng)護和維修，提高機械的完整度，在設備的管理中要擁有保養(yǎng)和維修計劃，保證在機械生產(chǎn)期間能夠高效的使用。把設備生產(chǎn)使用中的運轉效率作為關注的重點，要使在設備故障出現(xiàn)時對機械的影響程度達到最小。在道路路基施工中要考慮到故障機械設備對整個工程的質(zhì)量影響、維修費及其影響質(zhì)量效果的程度比重。
以道路路基工程水泥混凝土攪拌設備為例，它就應用了先進的控制電子稱量的系統(tǒng)，這就使其稱量過程實現(xiàn)了現(xiàn)代化，出成品料的效率和精度得到了保證。在瀝青混凝土攤鋪機中應用了自動找平系統(tǒng)，這就使工程質(zhì)量得到了很大程度上提高，同時在供料系統(tǒng)中引進超聲波技術等，這些都有效的提高了瀝青混凝土攤鋪機的作業(yè)質(zhì)量。還有我們所熟知的鏟運機鏟斗刀刃、推土機鏟刀和平地機刮刀中都應用了電子控制系統(tǒng)，這樣就使作業(yè)的精度和效率得到提高，有效降低了勞動的強度?？傊瑱C電一體化技術在道路路基機械設備中被廣泛的應用，它也將受到越來越多的重視，為道路建設做出應有的貢獻，而作為設備的使用者和管理者，要能夠順應發(fā)展，學習和掌握機電一體化技術，只有這樣才能參與到現(xiàn)代化工程建設中，為建設事業(yè)做出貢獻。
4.結束語
隨著機電一體化技術的不斷發(fā)展，各種產(chǎn)品和裝置中實現(xiàn)了機電一體化，這樣就有利于實現(xiàn)整體的優(yōu)化，提高了產(chǎn)品本身的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)產(chǎn)品的準備周期，也加速了成果向商品的轉化，這樣就有利于推動各產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革，隨著對產(chǎn)品不斷的研發(fā)和高精密儀器設備的生產(chǎn)，要求新一代的機電一體化技術朝著智能化、系統(tǒng)化、微型化等方向發(fā)展，這樣就可以為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟社會效益。
參考文獻：
[1]楊光.淺析機電一體化在工程機械中的應用.城市建設.2012年19期.
[2]陸偉.淺析機電一體化技術在工程機械中的應用.中國科技縱橫.2013年5期.