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談機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)
摘要：機(jī)電一體化是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展自動(dòng)化控制技術(shù)的集成應(yīng)用正起著越來(lái)越重要的作用。由于氣動(dòng)技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLc技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等學(xué)科的強(qiáng)烈相互滲透而形成的具有真正意義的.. 機(jī)電一體化技術(shù)，它是集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)于一體的機(jī)電一體化技術(shù)。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，造就了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。機(jī)電～體化技術(shù)始于電子技術(shù)的發(fā)展及電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合，尤其是大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展并引起廣泛注意。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世寫(xiě)下機(jī)電一體化技術(shù)新篇章；微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)帶來(lái)勃勃生機(jī)；可編程序控制器.. 電力電子的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)：激光技術(shù)模糊技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展使機(jī)電一體化技術(shù)躍上新臺(tái)階。
機(jī)電一體化的概念機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，英文稱為Mechatronics，它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前部分與電子學(xué)glectronics的后半部分組合而成。一般認(rèn)為機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門(mén)技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程中相互交叉、相互滲透而形成的一門(mén)新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。它有三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科。其次，機(jī)電～體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合。最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說(shuō)，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡(jiǎn)單疊加。
機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征廣而強(qiáng)的應(yīng)用性；2)多層次的系統(tǒng)化；3)整體的最優(yōu)化；4)使用簡(jiǎn)易化。
機(jī)電一體化技術(shù)的主要包含內(nèi)窖機(jī)械制造技術(shù)。機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其他高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。2)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)。其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。3)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(biāo)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(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。4)自動(dòng)控制技術(shù)。其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。5)傳感檢測(cè)技術(shù)。傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。6)伺服傳動(dòng)技術(shù)。包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)將電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換的裝置與部件它對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
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3個(gè)階段。20世紀(jì)6O年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)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。由于技術(shù)的局限性已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。2O世紀(jì)7O一8O年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。
這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)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(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。2O世紀(jì)9O年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。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(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。
我國(guó)是從20世紀(jì)8O年代初才開(kāi)始在這方面進(jìn)行研究和應(yīng)用。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)．1智能化。智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。這里所說(shuō)的.. 智能化是對(duì)機(jī)器行為的描述是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)生理學(xué)和混沌動(dòng)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(biāo)。
網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)9O年代，計(jì)算機(jī)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)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
微型化。微型化興起于2O世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng).. (MEMS)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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。
綠色化。工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
綜上所述，機(jī)電一體化是在與其相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科的充分發(fā)展的前提下出現(xiàn)的一種新型技術(shù)，它的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)相互交叉，互相融合發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到～定階段的必然要求。隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，各種新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，各學(xué)科相互融合進(jìn)一步深入，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展空間也將越來(lái)越廣闊。
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