論機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及特點(diǎn)

論機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及特點(diǎn)

　　一、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

　　機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段。20世紀(jì)6O年代以前為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們不斷地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。從總體上看基本上為自發(fā)的進(jìn)行研發(fā)。

　　由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展也只是初級(jí)階段，沒(méi)有達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能得到有效發(fā)展，因技術(shù)不成熟等原因造成已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法得到大量推廣。

　　20世紀(jì)90年代后期開(kāi)始至今，機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入了智能化發(fā)展的階段。尤其人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等的快速發(fā)展使得機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的領(lǐng)域，有了更深入、更廣闊的發(fā)展空間。光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)等與機(jī)電一體化的融合，以及對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)研究，使得其逐步建立了一個(gè)較為完整的科學(xué)體系。機(jī)電一體化的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　(一)智能化隨著科學(xué)技術(shù)的H益發(fā)展，智能化已經(jīng)成為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展一個(gè)重要內(nèi)容。它是建立在控制理論的基礎(chǔ)上，充分吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)的思維及智力，使產(chǎn)品能夠具有一定的判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，使產(chǎn)品在運(yùn)行和使用過(guò)程中能夠達(dá)到更好的控制作用。機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的推廣使用就是賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品智能效果的重要應(yīng)用。

　　(二)模塊化模塊化的發(fā)展，是機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠得到快速發(fā)展的一個(gè)重要方面，通過(guò)產(chǎn)品單元的模塊化，使得產(chǎn)品能夠更好、更快、更簡(jiǎn)單的進(jìn)行安裝、拆卸、維修。在模塊化發(fā)展的前提下，使機(jī)電一體化產(chǎn)品各功能的控制單元更趨向與統(tǒng)一化、系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，模塊化是產(chǎn)品規(guī)模效應(yīng)的重要因素，勢(shì)必給機(jī)電一體化企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)美好的前景。

　　(三)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)至今日，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)家喻戶曉，尤其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展不僅給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、軍事領(lǐng)域甚至是教育及人們的日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，以及其本身具備的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)，使得與智能融為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品更易于被人們所接受和使用。無(wú)論是企業(yè)的生產(chǎn)還是家用電器的使用，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)指揮控制、監(jiān)控已普遍為人們所樂(lè)見(jiàn)。

　　因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑會(huì)越來(lái)越依賴(lài)與網(wǎng)絡(luò)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化得到深入發(fā)展。

　　(四)綠色化如今，綠色的概念不僅僅代表著生態(tài)環(huán)境的好壞，在人們的工作中、日常生活中更是隨處可見(jiàn)，隨時(shí)被關(guān)注。綠色空氣、綠色農(nóng)作物、綠色產(chǎn)品更是被人們所津津樂(lè)道。綠色概念在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀過(guò)程中被得到了充分的考慮，綠色化是產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅符合人們的時(shí)代要求，更具有無(wú)限的發(fā)展前途。

　　二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

　　機(jī)電一體化產(chǎn)品一般由機(jī)械系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感與檢測(cè)系統(tǒng)、信息處理及控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)五部分組成。通過(guò)產(chǎn)品內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的整體功能 而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

　　從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性。

　　(一)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)該部分機(jī)械結(jié)構(gòu)有較高的要求，以確保機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)因材料不合格、鏈接不吻合、幾何尺寸不配套等原因造成的故障。

　　(二)動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品的能量來(lái)源，為機(jī)械系統(tǒng)完成要求的動(dòng)作提供能量和動(dòng)力。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。

　　(三)傳感與檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，傳感器和檢測(cè)系統(tǒng)的作用就是為機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行提供各種信息。兩者就相當(dāng)于人的眼睛與觸覺(jué)系統(tǒng)，產(chǎn)品幾個(gè)動(dòng)作的連續(xù)完成主要靠二者的測(cè)定與反饋。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　(四)信息處理及控制系統(tǒng)信息處理及控制系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品的中樞，相當(dāng)于人的大腦，其具體運(yùn)行過(guò)程為，將接收來(lái)的傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息，進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算并最終進(jìn)行決策，然后將決策結(jié)果以指令的形式傳達(dá)給產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

　　(五)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。

　　三、結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，是社會(huì)發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來(lái)越廣闊。

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