机电一体化的现状大全11篇

机电一体化的现状篇（1）

中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0039-02

1 机电一体化概述

1.1 机电一体化的定义

所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。

1.2 机电一体化的关键技术

机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。

1.2.1 信息处理技术

所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。

1.2.2 精密机械技术

精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。

1.2.3 自动控制技术

自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。

1.2.4 检测与传感器技术

检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。

1.2.5 伺服驱动技术

伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。

1.2.6 系统总体技术

系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。

2 机电一体化的发展现状

2.1 国外机电一体化的发展现状

2.1.1 绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品

在工业比较发达的国家，机电一体化产品遍及绝大多数的制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。

在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率为1nm（0.000001mm）的数控系统和机床已有产品。

在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的70%左右，与工业机器人相关的专利则有90%以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。 美国、德国分别居二、三位。

2.1.2 机电一体化开始逐步向集成化的方向发展

CIMS，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业各部门之间的界限，实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下，当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。

2.1.3 激光技术在机电一体化中的应用

激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。

2.1.4 微细加工技术发展迅速

当前微机电技术及其产业的高速发展，将带动微细加工技术的兴起。

2.2 国内机电一体化的发展现状

2.2.1 数控技术方面

我国对数控技术的研究起始于1985年，经过这些年的发展，我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。

2.2.2 工业机器人方面

我国对工业机器人的研究开始于1986年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作业施工的多种工业机器人。

2.2.3 计算机集成制造系统方面

经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中，已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家CIMS技术实验室、工程研究中心以及相关的CIMS培训中心。

3 机电一体化的未来发展

3.1 智能化

智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟，所以，一些智能化的机电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。

3.2 微型化

当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于1cm3，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。

3.3 模块化

从各方面来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就可以可利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生产效率。

3.4 网络化

计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现出来。

3.5 绿色化

根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势，其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的危害最小，而获得的资源利用率却最高。

4 结论

机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。

参考文献

机电一体化的现状篇（2）

引言：

机电一体化技术建立在计算机网络技术以及机械技术的基础之上，利用机械设备的自动处理技术，对机械设备进行多功能整合，有效改善设备精度、提升设备性能，使其朝着智能化的方向发展。随着现代科技的进步，促使机电一体化技术不断的变化和发展，微电子技术、传感测试技术、自动控制技术等也逐步融入到机电一体化技术当中，但是机电一体化技术绝不是这些技术的简单叠加，而是将这些技术有机结合，使机电一体化技术的适用范围更加广阔，日常生活中常见的智能洗衣机、空调、照相机等都是机电一体化产品的代表。机电一体化技术的应用，在一定程度上提高了机械工程技术的效率，使机械工程的要求得以更好的满足，实现了机械产品的自动调节、控制与检测，因此，机电一体化技术的发展越来越受到人们的重视，这项技术的未来发展前景将会越来越广阔。

一、机电一体化技术的发展现状

1.机电一体化技术的发展历程

早在上世纪60年代末期，日本企业界就提出了“机电一体化技术”的概念，他们将这一技术取名为“Mechatronics”，即机械技术与电子技术融为一体。直至70年代，人们都把机电一体化看成是机械与电子技术的结合。到了20世纪80年代，信息技术开始逐步发展起来，促使微处理机的性能有所提高，为数控机床、工业机器人以及汽车电子控制系统等机电一体化产品提供了有力的技术支持，超大规模集成电路及微型计算机的出现也为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。进入20世纪90年代后，机电一体化系统中融入了通信技术，使得机械设备变得更加智能，便于操控。机电一体化机械设备的功能更加多样，性能也有了很大程度的提升，尤其是微传感器和执行器技术与半导体技术、机电一体微型化方法相结合，形成了更加精密和集成的“微机电一体化”。随着自动化技术、人工智能技术、光纤技术的不断发展和进步，机电一体化技术逐步建立起完善的科学体系。

2.我国机电一体化技术的发展历史及现状

20世纪80年代，我国开始了对机电一体化技术的研究，国务院对这项技术予以高度重视，并将其列入“863”计划的重点发展项目之一。为加快机电一体化技术的发展，我国提出了发展这项技术的具体实施策略，并成立了专门的研发小组，着重研究如何促进机电一体化技术更快的进步。随着我国经济的发展和科技水平的提高，使机械与电子技术实现了有机结合，尤其是电子计算机技术、自动化控制技术、通信技术的发展，为机电一体化技术奠定了坚实的发展基础。尤其是我国自主研发出了微型计算机以及大规模的集成电路，这为机电一体化技术的发展提供了更为充足的条件。进入20世纪90年代，我国的机电一体化技术有了更为深入的发展，各种高科技技术逐渐被应用到机电一体化技术的研究当中，使机电一体化系统更加智能化，促进了机电一体化技术的快速发展。目前，我国已建立了计算机集成系统工程研究中心，很多企业通过实施计算机集成系统应用示范工程获得了巨大的经济效益，计算机集成系统也被广泛应用于诸多领域，得到了各行各业人们的关注。另外，我国现在已掌握了工业机器人操作机的设计制造及程序优化等技术，能够独立生产机器人的关键元器件，开发出适合各行各业作业的多种机器人，为企业的发展提供了便利。

二、机电一体化技术未来的发展趋势

机电一体化技术的应用对于机械产品的制造和加工起着非常重要的作用。就目前的状况来看，高智能将成为机电一体化技术未来的主要发展方向，智能机器人将变得更加普及。在控制系统的指引下，智能机器人将会具有一定的判断及推理能力，并根据不同指令自主学习相关知识，代替人类完成一些复杂的生产工作，使人们得到所需产品的同时，提高生产效率。因此，高智能化将成为机电一体化技术的主要发展趋势，研究人员将会根据不同层次的需求编写不同的控制系统，让机器人可以更好的为人类的生产生活而服务。

机电工业的不断发展，为人们的生活提供了极大的便利以及丰富的物质生活，但同时也对资源进行过度的开发，对生态环境造成了一定的恶劣影响。随着人们环保意识的增强，绿色生产、绿色产品越来越受到人们的欢迎。因此，未来的机电一体化技术将朝着绿色化的方向迈进，即以减少对环境的危害或对环境无危害为根本出发点，最大限度的回收与利用报废设备及产品，使用更加环保的生产原料及生产技术，使研发过程及产品符合环境保护的标准，以保证产品的市场价值。

计算机网络技术的兴起与发展推动着各行各业的发展，并且充分将全球资源整合，使企业间的竞争更为激烈。将计算机网络技术应用到机电一体化技术当中，不仅实现了机电一体化设备的远程自动化控制，而且使我国对于国际上一些先进的机电一体化产品有了更加深入的研究，促使国内机电一体化技术的发展趋于成熟。可以说，未来的机电一体化技术将会更加网络化，使机电一体化设备的无人值守运行成为现实，同时也能够让机电一体化技术的新产品通过便捷的途径得以向市场推广。

目前我国有很多企业生产机电一体化的产品，但是由于所生产的产品缺乏统一的标准，因此在生产过程以及以后的使用过程中难免会遇到麻烦。因此，这就要求机电一体化产品实现模块化，即将这些产品划分为独立的模块，使每个模块可以在机械设备更好的发挥其应有的功能，以适应不同生产的需要。模块化技术能够在一定程度上减少产品开发及生产的成本，使不同产品的零部件之间实现通用，这对产品的维修性、装配性与拓展性的提高也起着一定的促进作用。模块化的设计与制造也将成为未来机电一体化系统的发展趋势，并且随着微机械电子技术的发展而逐渐普及。利用这些模块，可以方便快捷的生产出各种新型机电一体化产品。

随着纳米技术的不断发展进步，很多领域的生产设备实现了“由大及小”的过渡，尤其是机电一体化技术，也逐渐朝着微型化方向发展。微型化，即机电一体化设备向微型机器及微观领域发展的趋势，微型化产品的体积小，耗能低，机电一体化产品的微型化使得其应用范围更加广泛，由此来看，微机电一体化技术是机电一体化技术的必然发展趋势，具有广阔的发展前景。

三、结论

我国机电一体化技术的发展受到了国家的重视和支持，获得了巨大的发展和进步。但是我国的机电一体化领域在某些技术方面还存在着不足，与发达国家相比还存在一些差距。因此，为了使我国机电一体化技术和产品的技术占有率和核心竞争力有所提升，国家应该继续鼓励机电一体化技术的研发和产品的开发，加大支持力度，采取有效措施提高机电一体化系统的研发能力，以促进我国机电一体化技术的进一步发展。

参考文献：

[1].张建宝. 浅谈煤矿机电一体化技术的发展趋势及展望[J]. 科技信息. 2013（18）

[2].胡家华. 机电一体化技术的应用及其发展趋势[J]. 中国高新技术企业. 2011（21）

机电一体化的现状篇（3）

前言

机电一体化不能单纯的理解为机械技术与计算机技术的简单相加，机电一体化区与机械电气化是从本质上不一样的，机械电气化只是将电气的观念引入了机械领域，并没有给传统的机械领域带来根本性的改变，而机电一体化在将计算机技术引入机械领域后赋予了传统机械许多新的功能，给传统机械带来了新的发展，在未来机与电的结合将会有更加广阔的发展舞台。

1、机电一体化发展现状

“机电一体化”一词最早起源于日本，并且第一届机电一体化的国际性学术会议于上世纪90年代末在日本召开，从此以后各国政府开始注重机电一体化技术的发展和产品的开发。就目前形势来看，日本和美国无论是在机电一体化的技术发展还是相关产品的开发方面都发展迅速，目前的研究方向主要集中在智能传感器、人工智能工业机器人、柔性制造系统、微细加工技术、光电一体化技术等，在这些领域都有大量的资源投入。

我国的机电一体化起步相对较晚，要晚于日、美等国，为了弥补这一方面的差距，我国加大了机电一体化技术的研究投入，国务院也为此给予了足够的重视，还专门成立了机电一体化研究小组。许多大专院校为适应时展的需要，都开设了机电一体化专业来满足社会发展对机电一体化专业学生的需求，由此也可反映出机电一体化将是未来的一个重要发展方向；许多研究机构和大中型企业也对我国的机电一体化发展做出了巨大的贡献，经过不懈的努力在相关的方面取得了丰硕的成果。

机电一体化普遍应用于机械制造业的各个领域，在我国，国产数控机床的自主生产能力已经有了重大突破，已具有年产数控系统3000套以上的能力；在精度方面，我国已经可以生产出精工精度性当高的数控加工机床。并在工业机器人的软件设计和编程等关键领域取得了技术上的巨大进步，如今，完全国产的工业机器人在行业占有率中超过三成。计算机集成制造方面的技术和理论经过多年的发展在我国已经有了长足的发展，并且在多地建立了CIMS单元技术实验室，计算机集成制造技术在各个领域的应用正在开展，并得到了极大的重视和投入。另外，我国的机电一体化技术在光电一体化技术和微细加工技术方面也取得了骄人的成绩。

2、机电一体化技术的发展趋势

机电一体化作为未来机械工程领域的发展方向，必然要适应未来社会的发展方向，未来的社会将会向环保、智能、轻型、网络等方向发展，所以机电一体化技术不可避免的将会向着这些方向发展。

2.1绿色化

工业革命以后，机械领域的技术革新给人们带来了巨大的方便，对人们的生活、工作产生的深远的影响，但是，在给人们带来方便的同时，也带来了严重的环境污染和资源的浪费。于是，人们对环保型的设计、制造有着很高的呼声，符合绿色化的产品应当在适用时对环境的污染降到最低、对资源的利用提到最高，同时在报废后还能都回收利用。机电一体化的绿色产品要充分考虑到环保的特性，在设计之初就要将环保理念考虑进去，使设计的产品在使用过程中能够做到对资源的最大利用和对环境的最小危害。

2.2智能化

进入21世纪人工智能领域有了较大的发展，智能化在机电一体化技术也取得了实际应用，并且形成了机电一体化发展的一个重要分支，区别于传统机床的数控机床就是人工智能在机电一体化领域应用的一个显著例子。

机电一体化的人工智能是在人工智能、计算机科学、心理学、运筹学等学科基础上发展起来的一种新的思想，可以模拟人的思维，对机械制造过程中遇到的问题，能够具有一定的判断能力和自我监控、维护能力，从而能够更好的控制机械系统。

2.3网络化

计算机技术普及后最主要的特征就是网络化的普及，网络技术的普及无形之中改变了人们的生活，给人们的生活带来了巨大的变革，同样也给机电一体化技术带来了前所未有的发展机会。

如今网络已经走进千家万户，给人们的生活带来了许多方便，正在改变着人们的生活，基于网络的远程控制技术和监控技术在日常生活中随处可见，例如可以实现远程控制的无线传输设备就是一个杰出的例子。可以预想，在未来的家庭生活中，机电一体化的网络化产品将会走进大众生活，最新的研究成果可以实现将家里常用电器连接成一个网络，利用一台计算机（甚至是一部手机）作为控制中心，构成一个完整的家庭控制系统，然后可以远程控制家里的一切电气设备，从而使寻常百姓真正体验到科技发展带来的实惠。

2.4微型化

微机电系统（MEMS）是机电一体化科技含量极高的一个重要分支，泛指几何尺寸不超过1cm3的产品。机电一体化的微型化不仅仅是尺寸的缩小，同时会在结构设计、加工方法等方面带来前所未有的发展前景。微机电一体化具有体积小、动作灵活等优势，因此在许多对结构尺寸有特殊要求的行业有着广泛的应用，例如医学、航空、军事等领域都有着广泛的应用。

总结

21世纪以来，机电一体化发展已成为机械领域发展的方向，促进了机械领域的各方面发展，为传统的机械行业带来了新的发展空间。在科学技术的各个分支高度发展以后，各分支间的相互交融是必不可少的，以机械技术和微电子技术为基础的机电一体化技术的发展也是应运而生，可以相信，在相当长的一段时期内机电一体化技术将是机械领域的一个新的发展方向。

参考文献

机电一体化的现状篇（4）

关键词： 机电一体化 现状 发展趋势

一、机电一体化的产生与应用

20世纪60年代以来,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后,刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期,机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持,20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。

二、机电一体化的发展现状

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70年代~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作,虽然取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

(一)智能化趋势

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。

(二)模块化趋势

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品,也可以扩大生产规模,制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

(三)网络化趋势

计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐,因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。

(四)微型化趋势

机电一体化的现状篇（5）

随着电子技术、机械技术、计算机技术的发展，出现了机电一体化这门发展迅猛的新技术。微电子技术以及大规模集成电路的发展又给机电一体化带来新的生机。随着科学技术的不断发展，机电一体化技术还将被赋予新的内容。

一、机电一体化的概念

机电一体化是指在机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称，其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

二、机电一体化技术的现状

欧美等发达国家对机电一体化技术研究较早。但在初期，由于电子技术发展的局限，机电一体化技术发展缓慢。随着计算机技术、控制技术、通信技术的不断进步和大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，机电一体化技术有了充分的基础，得到了极大发展。到20世纪90年代以后，一方面光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；同时，由于人工智能技术、 神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步， 为机电一体化技术开辟了新的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的理论基础，逐渐形成完善的科学体系。

我国大约从20世纪80年代初开始在机电一体化方面进行研究和应用， 国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”。在制定发展规划和发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了可喜的成果：人工神经网络、专家系统等研究成果不断应用到机电一体化技术上来，数控技术、机器人和计算机集成制造系统等方面也取得了长足的进展。但是我们也清醒地看到，与日本、欧美等先进国家相比我国的机电一体化技术仍有相当差距。

三、机电一体化技术的发展趋势

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展进步有赖于相关技术的进步。纵观国内外机电一体化技术的发展动向，其发展的方向主要有智能化、模块化、网络化、微型化、人性化、绿色化。

1、 智能化

赋予机电―体化产品以某种程度的智能是机电一体化永恒的追求，智能化是机电一体化技术与传统机械自动化技术的主要区别之一，也是21世纪机电一体化技术发展的主要方向。机电一体化产品智能化的途径多种多样，包括模糊逻辑控制技术、专家系统技术、人工神经网络系统、智能工程等。

2、 模块化

和其他的技术发展类似，由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但很重要的事。有了标准接口的单元，产品的兼容性大大提高，而且开发新产品的周期也会更短，这对于机电一体化企业来说是发展的必然。

3、 网络化

20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络的普及使得基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

4、 微型化

微型化是机电一体化向微观领域发展的趋势。微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMs工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMs器件和系统，如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器)，各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微弹簧以及微机器人等)。

5、 人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给产品赋予人的智能、情感和人性，使产品和人之间的关系更加和谐显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，这些都对未来的机电一体化产品提出了更高的要求。

6、 绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。机电一体化产品的绿色化主要是指在其设计、制造、使用和销毁时都应符合环保和人类健康的要求，以求把对生态环境的危害降到最低。

四、结语

机电一体化作为高新技术的重要代表之一，是现代制造业的基础和核心。发展以机电一体化为基础的现代制造业将对传统制造业的全面优化升级起到巨大的促进作用，同时也将对经济的发展产生巨大的支撑、拉动和提升作用。在市场经济条件下，立足技术创新和自主开发，机电一体化的发展前景必将越来越广阔。

参考文献：

[1]韩瑞宝.我国机电一体化技术的发展趋势[J].应用科学，2008,(3).

[2]孟宝金.机电一体化发展现状的分析研究[J].航海工程，2009,38(1).

[3]曲文君.机电一体化技术的发展趋势和应用研究[J].电气与自动化，2009,38(4).

[4]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2008,36(8).

机电一体化的现状篇（6）

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。

1机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2 机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

3 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

3．1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。 转贴于

3．2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。

3．3 网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3．4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3．5 环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

3．6 系统化

未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

机电一体化的现状篇（7）

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

随着科技的进步与工业的发展，不同学科之间的相互联系共同发展的现象越来越普遍，这些都极大的推动了社会生产力的进步，使工程技术掀起了一场 革命，促进了机电一体化的形成与发展。所谓机电一体化，就是指一种几种学科相互交叉形成的复合技术，其是机械技术与其他高科技技术相互结合而形成的新的产物，也是现代社会发展形势下工业的必然发展方向。这对于提高机械工业的生产技术、产品结构、管理模式等都是具有很大推动作用的。目前我国的机电一体化已经取得一定的发展成果，但相较于其他发达国家来讲，还是有着一定的差距，还必须要不断的进行改革发展，提高科技水平，以促进国内机电一体化水平的提高。

一、机电一体化的核心技术

一般来讲，机电一体化主要是由两大部分组成，即软件技术与硬件技术。其中硬件的组成部分大致有机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分，因而若要进一步的提高机电一体化的发展，就必须要对这些核心技术进行不断的创新与改进。

1、机械本体技术。机械本体对于机电一体化技术的影响主要体现在其性能的高低、质量的和精度的大小等几点内容上，而当前的机械主要是以钢材为主要的原材料，因而在减轻其质量时，可以考虑从更换质轻的材料入手，用非金属的复合高性能材料作为机械的主要结构材料，以此来减少驱动系统的负荷，以提高控制系统的效率，从而实现降低能耗、提高机电效率的目的。

2、传感技术。传感器的最大作用是为了提高其通信能力，即其可靠性的大小、灵敏度与精确度的高低都是影响到机电一体化的技术水平水平的。

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

3、信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

4、驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

5、接口技术

为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

6、软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域:数控机床、计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）、工业机器人。

2．机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段：20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

1、智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

2、系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

3、微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

4、模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

5、网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

6、绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

机电一体化的现状篇（8）

Status and development of the mechatronics technology

Wan Xing-li

(Shaanxi Han and Tang Dynasties Computer Co., Ltd Xi''an Shaanxi 710061)

【Abstract】The continuous development of modern science and technology, has greatly promoted the cross-penetration of different disciplines, has led to the technological revolution and the transformation of the fields of engineering. The advent of CNC machine tools, and wrote the first page of the history of the "mechatronics"; microelectronic technology for mechatronics, mechatronics implementation.

【Key words】Mechatronics;Organizations;Construction

1. 机电一体化概要

机电一体化是指传统的机电产品采用电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。机电一体化产品分系统和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2. 机电一体化技术的发展历程

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。有些相关技术研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70～80年代为第二阶段，称为快速发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。机电一体化技术和产品得到了极大发展。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

3. 发展“机电一体化”面临的形势和对策

机电一体化的现状篇（9）

一、前言

随着现代科学技术的不断发展，不同学科的交叉与渗透也越来越广泛，注定了各个领域的技术革命与发展。在机械工程领域中，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系等发生了翻天覆地的变化，从而将工业生产由"机械电气化"带入了"机电一体化"为特征的发展阶段。

二、概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将会被赋予新的内容。但是它的基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、可靠性高和低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统处于最优化的系统工程技术。由此产生的功能系统，就组成为一个机电一体化系统或者说机电一体化产品。

因此，"机电一体化"涵盖"技术"和"产品"两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的本质区别。机械工程技术是由纯技术发展到机械电气化，仍然属于传统机械。但是发展到机电一体化阶段后，其中的微电子装置除了可以取代一些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。拥有智能化的特点是机电一体化与机械电气化在功能上的一个本质的区别。

三、机电一体化的发展过程

"机电一体化"这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时即70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将"机电一体化技术"与"机械电子学"并用，近年来"机电一体化"更流行使用。

80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。

信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了"光机电一体化"的新领域。

进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支"微机电一体化"。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入了21世纪。

四、机电一体化的发展趋势

机电一体化是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科交叉综合的一门学科，各个学科互相促进、互补不足、相互发展。专家预测，未来机电一体化技术将向以下几个方向发展：

（一）智能化方向

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设的研究中得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要的应用。这里所说的"智能化"是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求达到更好的控制效果。

今后的机电一体化产品"全息"特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）的飞速发展。

（二）光机电一体化方向

一般机电一体化系统是由传感系统、能源、（动力）系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术，利用光学技术的先天特点，就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。

（三）模块化方向

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂而又非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。

这需要制定各项标准，以便各个部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，短时间内很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

（四）柔性化方向

未来机电一体化产品，控制和执行系统有足够的"冗余度"，有较强的"柔性"，能较好地应付突发事件，被设计成"自律分配系统"。在这系统中，各子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的"自律性"，可根据不同环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具有"行动"是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

（五）网络化方向

上个世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络（homenet）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

（六）微型化方向

微型化兴起于上世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

（七）仿生物系统化方向

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上处于"静态"时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便"死亡"，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。就目前情况看，机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势，但还有一段很漫长的道路要走。

（八）绿色化方向

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；而另一方面，资源减少，生态环境受到了严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

（九）系统化方向

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

五、结束语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，相信随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

机电一体化的现状篇（10）

纺织业是我国较为传统的一个行业，但古代的纺织业生产几乎全靠人力来完成，生产力水平较为低下，生产效率较低。自第一次产业革命之后，纺织业进入了机械化生产的时代，极大的提高了生产力水平，生产效率较高。直到今天，我国的纺织业已经实现了机械化大规模生产，促进了纺织业的快速发展。并且在工业科技不断进步的情况下，纺织机械正在向着机电一体化的方向不断进步发展。以下本文就对纺织机械的机电一体化发展现状与发展趋势进行探讨。

1.纺织机械机电一体化技术的发展特点

目前在我国，纺织机械的机电一体化发展已经取得了一定的成就，极大的促进了纺织机械生产自动化、智能化的发展。总体来说，纺织机械的机电一体化技术发展主要体现出两个特点。即普及推广了变频调速技术，提高了智能化控制技术水平。

1.1变频调速技术的推广

随着我国市场经济体制的不断完善，各行业之间的市场竞争更为激烈，纺织业也不例外。各个纺织企业为了提高自身的竞争力，都在不断的采用新技术与新的生产机械，以期提高生产效率，降低生产成本，从而获得更大盈利空间。而变频调速技术的应用极大的满足了企业生产力改革的这一需求，交流异步电机变频技术、交流伺服电机控制技术等等不同新科技的应用，都为纺织企业的机械性能改进提供了很大的技术支持，同时也促进了变频调速技术的普及与推广。当前我国的纺织企业生产中，对于变频调速技术的应用主要体现在以下几方面：

（1）通用变频器开环控制异步电机变频调速。这种方案的电机中，电路结构比较简单而且具有较强的可靠性，一般运用于对调速精度要求不高的产品生产中，适用于该调速的机械如针织机械和染整机械等。

（2）无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。该方案的电机中，电路结构也是较为简单，具有较好的工作可靠性，一般适用于调速精度为0.5%-1.0%的纺织机械设备中。

（3）带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。该方案中的电路结构则较为复杂，而且其需要投入的成本较大，但是这种方案具有较强的调速性能，能够获得较高的转速，调速的范围也能够达到100：1的范围。另外，该方案具有较强的特定，这种特性对于转速要求较高的机械十分实用，比如整经、浆纱、热定型等机械。一般常用的传动电机有两种，一种是普通的Y系列交流异步电机，另一种是交流变频专用异步电机。

从变频器的应用现状来看，我国的纺织企业在生产中所使用的变频器主要是由国外进口而来的。但随着我国科技的不断进步，国产变频器的性能也在不断完善，目前也已经开始被应用在纺织企业的生产活动中。虽然国产的变频器性能不及国外的好，但其价格较为便宜，且能够符合纺织生产的变频需求，具有一定的稳定可靠性，因而正逐渐替代国外的变频器在纺织机械中的应用。

1.2促进智能化控制技术的发展

自动化、智能化是当代机械发展的主要趋势，纺织机械同样也是朝着这个方向不断发展。当前例如PLC可编程控制器等智能产品都已经被广泛应用在纺织机械的生产运行中，这样就在一定程度上实现了生产的智能化控制，提高生产效率，减少了人工劳动量。智能化控制技术在纺织机械中的应用主要体现在以下几点：

（1）针对机电设备的转速进行准确的控制，对于机械设备的协调运转以及其运转的位置进行准确的定位。

（2）根据预先设定的生产要求的工艺曲线对各种机械和机件的运动轨道进行控制。

（3）根据预先设定的生产要求的操作工序以及加工的全过程进行有效的控制。

（4）PLC可编程控制器的使用，不仅能够使一般的逻辑控制程序得到很好使用，同时也能够对各项数据的通信功能进行模拟，并且通过网络形成一个分布式系统，对于系统内的各种控制要求都能够顺利的实现。其具有较大的灵活性，在性价比方面具有很大的优势，因此近年来PLC可编程控制器得到了广泛的应用。

2.纺织机械机电一体化的发展现状

当前现代纺织技术与机电一体化技术的有机结合及应用促成了纺织行业多种先进技术的发展，如喷气织造技术、喷气纺纱技术、梳棉机用管道喂给系统、粗细络联合系统、Barco织造监控系统、HVI纤维测试系统、自动络筒技术、自动整纬技术、计算机化的颜料化学品配方系统、梳棉机短片段自调匀整技术等。这些技术不仅反映了纺织技术与机电一体化技术结合应用后的跨多学科的特点，也体现了纺织技术和纺织设备在过去的几十年的结合应用中有了突破性发展。目前的纺织机械机电一体化技术主要是由检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术等关键技术组成。其应用功能主要有以下几点：

2.1调速系统的自动控制系统

该控制系统中一般包含有数字形式和模拟形式两种，数字形式中主要以单片机、PC机为主，而模拟形式则主要以私服调速系统和变频调速系统为主。

2.2电子自动测控系统

该系统抓哟是运用电子元件与不同的传感器执行结构进行组合，再根据生产过程中的各项参数要求进行采样与监测，以此来实现对生产系统的控制。

2.3计算机控制管理系统

该系统不仅能够实现对生产过程的实时监测和控制，同时也能够针对监测的数据进行收集和分析，而且能够实现对分析结果的打印，同时具有决策功能，通过该系统的决策功能对生产管理活动进行智能化控制，同时根据该结果成立专家系统，实现纺织机械机电一体化的智能化，这也是纺织机电一体化发展的主要方向。

3.纺织机械机电一体化的发展趋势

从当前的纺织机械发展现状与市场需求来看，机电一体化发展已经成为未来纺织机械发展的主要方向。而事实上，技术人员也确实正在充分利用当前先进的科学技术来不断的深化改革，研发和改进纺织机械的生产技术，促使其向着高速化、自动化、智能化的方向不断发展。微电子技术和机械动作的有机结合，使纺织设备重点向三高（高质、高速、高效）发展。机电一体化的实现，使纺织设备的自动化程度和连续化程度明显提高。在机械产品设计中，由于广泛采用PLC、PCC、PCS、FCS、工控机、单片机的解决方案，变频调速、交流伺服凋速的普及化，不仅使纺织设备的自动化水平大大提高，而且使机械传动结构大大简化。如必加乐的Gamma剑杆织机和OMNI喷气织机采用SUMO超级主电动机，由主电动机直接传动织机，不再需要传动皮带以及离合器和刹车盘；在新型电脑粗纱机中利用计算机控制下的多电动机分部传动就取消了复杂的铁炮变速、摆动成形等传动结构。

4.结语

总之，纺织机械机向着机电一体化的方向不断发展已经势在必行，这是市场对纺织企业生产技术提出的新的要求，也是科技不断进步的主要体现。尽管当前我国的机电一体化技术水平（下转第220页）（上接第88页）与国外先进技术相比还差有一段距离，但相信在业内技术人员的努力下，我国的纺织机械水平必然会得到更大的发展与进步，从而保证我国的纺织企业生产水平持续稳定上升，增大单位时间内纺织企业的生产量，降低生产成本，提高生产效率，增大我国纺织企业在国际市场中的竞争力。

【参考文献】

机电一体化的现状篇（11）

一、机电一体化技术发展的状况

1、机电一体化技术的第一阶段

在二十世纪的六十年代以前被称为第一阶段。这一时期。人们开始不自觉的去利用电子技术初步的成功去补充和完善机械的性能。尤其是二战的爆发，刺激了电子和机械的结合。战后这些军用技术逐渐转化为民用技术，使战后的经济迅速的恢复。但是当时的电子技术还没有达到一定的技术水平，电子和机械的相结合还没有能力深入的研究和开发，而那些已经开发出来了的产品也没有办法进行大量的推广。

2机电一体化技术的第二个阶段

在二十世纪的七十到八十年代被称为第二阶段，同时也是最为蓬勃发展的一个阶段。在这一时期，计算机技术、通信技术等都在的不断进步，为机电一体化技术奠定了强有力的技术基础。而大规模的集成电路也在迅速的的发展是机电一体化技术有了结实的物质基础。

3、机电一体化技术的第三个阶段

到了二十世纪九十年代的后期，就是机电一体化的第三个阶段，同时也开始了机电一体化技术向智能发展，进而进入了深入探索的新阶段。光学和通信的技术也融入了机电一体化的技术，那些细微的加工技术也慢慢从机电一体化技术中浮现出来，于是就出现了光机电一体化与微机电一体化两种体系。另外在对机电一体化技术进入深入研究的同时，也为机电一体化技术开辟了广阔的发展空间。

我国是从二十世纪的八十年代才开始对机电一体化进行研究并且开始应用的，在制定“九五”规划的时候考虑到了机电一体化给各个国家带来经济上的效益和影响。许多的大专的院校及研究机构开始对机电一体化的技术发展和应用做了大量的工作，并取得了一定的成果。

二、机电一体化技术的发展趋势

1、智能化

智能化在二十一世纪对于机电一体化技术来说是一个重要的发展方向，在对机电一体化技术的研究中人工智能慢慢的得到了重视。智能化是指在控制理论的基础上，接纳和吸收新的思想和方式模拟人类的智能达到更高的目标。然而使机电一体化的产品拥有和人类相同的智力是不可能的，也没有必要。但是高性能的微处理器让机电一体化的产品杨浦低级智能或者只是人的部分智能是完全有可能有必要的。

2、模块化

模块化是一项艰巨的工程，因为机电一体化的产品、种类太多，研制出标准的接口在机电一体化中是十分重要的事情。利用标准的单元迅速的开发新的产品，扩大生产规模。这时需要制定各项的准则，便于各部件、单元所匹配的接口。可以从对电气产品的标准化制度，对生产标准的机电一体化或是生产一体化产品的企业，规模化了这些企业会带来良好的经济效益。

3、网络化

在二十世纪的九十年代，计算机最突出的就是网络技术。网络的兴起和发展对于大到科学技术小到日常生活都带来了巨大的发展。网络将全球的经济和生产连了企业，企业之间的竞争也实现了全球化、机电一体化。只要有功能独到、性能可靠的新产品研制出来，马上就在全球畅销。网络的普及让人们在家也能享受到高科技所带来的便捷。由此可见，机电一体化的产品势必要朝着网络化的方向去发展。

4、微型化

二十世纪八十年代末所兴起的微型化是说，机电一体化朝着微型机器‘微观领域发展。而微机电一体化的产品有着体积小、运动相当的灵活、耗能少的优势。在医疗、信息等方面有着绝对的优势，

5、绿色化

随着工业日益的发达，给人们的生活可以说带来了翻天覆地的感觉。任何事物都存在着两面性，在享有物质丰富生活舒适的同时，我们的资源减少了，生态环境被污染了。便开始呼吁环保，在这种环境下绿色无污染的产品就产生了，而绿色化俨然成为了时代的一个趋势。绿色无污染的产品从设计到销毁的过程中，完全符合特定的环境要求和人类健康的要求，把对生态环境的危害降到最低。把环保的概念与机电一体化的产品相结合，有一定的发展前景。而绿色的机电一体化是指，使用的时候不污染环境，还可回收利用。

6、系统化

系统化所表现出来的重要特征之一，就是关对系统体系结构进一步的运用开放和模式化的结构。整个系统可以随意灵活的组成形态，并进行任意的剪裁组合，以便于实现多子的系统控制和管理。特征之二就是通信的功能加强了，在未来的机电一体化会更加的注重产品和人之间的关系。机电一体化的人格化有两个含义，第一个就是最终使用机电一体化产品的对象是人，不管在怎样的赋予机电产品一体化人的情感和智能。使之人性越来越明显，尤其是家用的机器人，最高的境界就是实现人机一体化。而另一个含义是指模仿生物的机理，从而研制出各种机电一体化的各种产品。实事也是如此。很多的机电一体化产品都是受到动物的启蒙而研究出来的。

结束语：

所以得出的结论就是机电一体化的出现并不是孤立存在的，它是由许多科学技术不断的发展所得出的结晶，也是社会生产力发展到一定程度必然的结果。机电一体化的技术将会成为二十一世纪机械工业的主角。在各个方面都可以带来明显的社会效益和经济上的效益。随着科学技术不断的发展，各个技术之间互相融合的的趋势也随之越来越明显。以机械技术和微电子的技术有效的结合起来，成为机电一体化技术的主体。成为机械工业的必然发展趋势，机电一体化技术的发展前景也将会越来越宽广。

参考文献：

[1] 田双月.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].工业设计,2011,(6):217-218.

[2] 张葆青,闫石,陈爽等.机电一体化技术的现状与发展趋势[J].机床与液压,2011,39(24):105-106,121.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2011.24.037.