機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

時間：2022-10-08 20:34:13 機電一體化畢業(yè)論文我要投稿

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　　機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　摘要機電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，本文綜述了國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵字機電一體化;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

　　1機電一體化的發(fā)展及現(xiàn)狀

　　1.1初級階段(20世紀60年代以前)。

　　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。

　　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(fù)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。

　　1.2蓬勃發(fā)展階段(20世紀70年代～80年代)。

　　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)。

　　1.3深入發(fā)展階段(20世紀90年代后期)。

　　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(xué)、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(xué)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，更為機電一體化技術(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(xué)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(dǎo)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。

　　2機電一體化的發(fā)展趨勢

　　2.1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(xué)、計算機科學(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。

　　機電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。

　　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。

　　2.2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(fù)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，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。

　　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。

　　2.3網(wǎng)絡(luò)化趨勢。

　　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(xué)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。

　　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。

　　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(shù)帶來的便利與快樂，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。

　　2.4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，國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)，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。

　　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)。

　　2.5綠色化趨勢。

　　工業(yè)的發(fā)達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。