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關(guān)鍵詞：膨脹土地區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害；物探技術(shù)

中圖分類號：F301.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 物探技術(shù)在膨脹土地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用分析

對膨脹土地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行勘查主要是對膨脹土地區(qū)形變、膨脹土地區(qū)誘發(fā)因素以及膨脹土地區(qū)變形破壞的相關(guān)因素進(jìn)行監(jiān)測。但是由于導(dǎo)致膨脹土地區(qū)的因素很多、不同地質(zhì)的不同地質(zhì)條件，因此對膨脹土地區(qū)進(jìn)行勘查時(shí)，所采取的技術(shù)方法也就存在差異，主要采取定性和定量這兩種勘查方法，定量勘查主要是將各種不同儀器和方法應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測工作中去，例如 GPS 監(jiān)測法等。但是在實(shí)際的監(jiān)測工作中，不管采取哪種勘查技術(shù)均會有較大的局限性，為此，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際所需靈活地選擇勘查技術(shù)，唯有如此才能夠使物探技術(shù)發(fā)揮最佳的作用，現(xiàn)將主要的物探技術(shù)進(jìn)行簡單地介紹：

1.1 淺層地震映像法

淺層地震法主要是通過人工對巖土層發(fā)出地震波，并觀察分析其傳播的規(guī)律，進(jìn)而確定符合地質(zhì)條件的問題解決措施。地質(zhì)災(zāi)害勘查過程中，地震波通常運(yùn)用落錘發(fā)或者敲擊法的激發(fā)。需要注意的是，淺層地震映像法中對每一個(gè)測點(diǎn)的波形進(jìn)行記錄時(shí)，均應(yīng)當(dāng)根據(jù)相同的偏移距離來接收和激發(fā)，并且在對地震進(jìn)行記錄時(shí)，若時(shí)間出現(xiàn)了變化則主要是由于地下地質(zhì)出現(xiàn)異常情況所致，可以通過數(shù)字對相關(guān)資料進(jìn)行解釋。該方法的工作原理主要為：第一，不同的巖層所具備的彈性特征（例如：密度）存在差異，因此，當(dāng)人工制造的地震波在巖土層中傳播時(shí)，地震波在進(jìn)入不同的巖層分界面，就會發(fā)出相應(yīng)的折射或者反射；第二，運(yùn)用儀器對地震波在巖層中波形和傳播時(shí)間等方面進(jìn)行了解，掌握其變化規(guī)律，并對所收集的地震記錄進(jìn)行總結(jié)，推測出所需的參考數(shù)據(jù)，（例如：巖石的結(jié)構(gòu)、幾何位置以及性質(zhì)等）；第

三；取得結(jié)果，完成勘查。

1.2 高密度電阻率法

高密度電阻率法與常規(guī)電阻率法的原理基本相同，均是屬于直流電阻率法，并且測量結(jié)果均屬于三維視電阻率斷面。其主要特點(diǎn)表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)密度較大、點(diǎn)距較小且運(yùn)作效率較高，這三大優(yōu)勢使該方法能夠非常準(zhǔn)確地對地下電性異常體的形態(tài)進(jìn)行顯示。在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，高密度電阻率法是一種將巖土體導(dǎo)電性差異作為測量基礎(chǔ)的電探方法，是一種多種排列的資料自動反演處理向綜合與常規(guī)電阻率法相融合的方法，同時(shí)由于該方法的電極設(shè)置是一次性完成的，因此，有效避免了電極布設(shè)導(dǎo)致電極出現(xiàn)干擾和故障等不利于測量的情況。

1.3 CPS物探法

GPS 物探法，是一種操作簡單方便且定位精確度非常高的方法，是當(dāng)前實(shí)際運(yùn)用最多的一種方法，該方法不會受到氣候條件的影響，并且能夠全天候保持監(jiān)測，但是該方法仍然存在一定的不足之處，主要表現(xiàn)為：若監(jiān)測的精度過高則需要在上面花費(fèi)大量的人力和物力。為此，了解位移速度、復(fù)測周期及膨脹土地區(qū)監(jiān)測精度這三之間的聯(lián)系就顯得非常重要，并且在這樣的基礎(chǔ)條件上，根據(jù)勘查的實(shí)際情況明確復(fù)測周期及膨脹土地區(qū)監(jiān)勘查度的方法。例如：在對重慶萬州區(qū)傅家?guī)r實(shí)施膨脹土地區(qū)監(jiān)測時(shí)，運(yùn)用 GPS 法取得了監(jiān)測點(diǎn)位移量，進(jìn)而獲得了位移的具體速度；再結(jié)合其位移速度，對膨脹土地區(qū)不同階段的不同特征進(jìn)行對比，準(zhǔn)確確定了膨脹土地區(qū)體現(xiàn)今所處位置，這就為膨脹土地區(qū)預(yù)測最好了最充分地準(zhǔn)備。

2膨脹土滑坡治理

為避免路基進(jìn)一步發(fā)展至整體破壞，須立即對該段水毀路基進(jìn)行搶險(xiǎn)加固處治，要求施工單位首先對路面開裂處進(jìn)行灌漿并用彩條布覆蓋，以防雨水再次入侵。后經(jīng)過方案比選，決定采用鋼管群樁加鋼筋混凝土系梁加固坡腳位置，鋼管樁加鋼筋混凝土框架格梁加固路堤邊坡，并采用壓力化學(xué)灌漿對填方土體及基底軟弱土體進(jìn)行固結(jié)，以增強(qiáng)土體自穩(wěn)能力，確保路基整體穩(wěn)定。微型鋼管抗滑樁一般是成排布置，主要有獨(dú)立成單排布置和呈平面或空間剛架體系布置。根據(jù)微型鋼管樁在邊坡治理工程中布置方式的不同，微型鋼管抗滑樁所起的作用也不同。若獨(dú)立成單排布置，樁與樁之間的間隔較大，載荷主要由樁承擔(dān)，故微型鋼管樁的作用相當(dāng)于常規(guī)樁。若微型鋼管樁作為多排群樁的形式布置，樁與樁之間的間隔較窄，且樁頂用聯(lián)系梁相互連接起來，則載荷由樁－土復(fù)合結(jié)構(gòu)共同承受，微型鋼管樁及其周圍的巖土體共同形成了一個(gè)復(fù)合型擋土墻，起著抗滑擋墻的作用。微型鋼管樁的設(shè)計(jì)計(jì)算目前尚無一套成熟的理論，當(dāng)樁與樁間隔較小、樁頂有系梁聯(lián)接時(shí)，可將其視為一個(gè)修筑在土體中的三維結(jié)構(gòu)，受力分析時(shí)將其看作是一個(gè)重力式抗滑擋土墻。由于樁在土中起到加筋的作用，因而土的剛度發(fā)生了變化，所以樁的變形顯著減少。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，樁及土的許多參數(shù)都是采用經(jīng)驗(yàn)值。對于在坡體內(nèi)呈單排布置的微型鋼管抗滑樁，樁與樁之間的間隔較大，樁與樁之間是相互獨(dú)立的，可按常規(guī)樁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

微型鋼管樁設(shè)計(jì)參數(shù)主要有：樁長、樁徑、樁距、砂漿強(qiáng)度等。設(shè)計(jì)時(shí)要確定土的相關(guān)強(qiáng)度參數(shù)、土體可能的滑動面、計(jì)算土壓力；根據(jù)計(jì)算及工程類比進(jìn)行鋼管樁設(shè)計(jì)，根據(jù)坡體結(jié)構(gòu)及巖土類型，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范的要求等確定樁長；樁距取決于坡體布樁后產(chǎn)生的群樁效應(yīng)、巖體性質(zhì)、嵌固段的錨固力大小等。

鋼筋混凝土框架格梁作為微型鋼管樁的反力裝置，框架的設(shè)計(jì)計(jì)算理論上以三維空間受力計(jì)算比較合理，但實(shí)際工程設(shè)計(jì)中多簡化為按豎梁和橫梁分別設(shè)計(jì)。本處為了施工方便，設(shè)計(jì)時(shí)豎梁和橫梁同樣分擔(dān)滑坡推力，取每一微型鋼管樁為一節(jié)點(diǎn)，豎梁和橫梁各一半按懸臂梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 結(jié)論

總而言之，除了這三種物探技術(shù)外，還有 TDR 監(jiān)測法、遙感監(jiān)測法、INSAR 監(jiān)測法。由于我國的地形結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，使得我國成為了地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國之一，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全留下了非常大的隱患。為此，筆者認(rèn)為在對膨脹土地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行勘查時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合膨脹土地區(qū)發(fā)育的不同機(jī)理來選擇符合其實(shí)際所需的膨脹土地區(qū)預(yù)測方式，在此需要注意的是，必要的情況下，可以將多種勘查技術(shù)聯(lián)合其來進(jìn)行綜合應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在某地質(zhì)災(zāi)害勘查中將高密度電阻率法與多道瞬態(tài)瑞利面波法等綜合連用，取得了非常好效果。同時(shí)操作人員還應(yīng)當(dāng)積極總結(jié)，將勘查技術(shù)的最佳效果充分地發(fā)揮出來，盡可能地避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化 形成 發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。

解放和發(fā)展生產(chǎn)力是人類社會活動的基本任務(wù)。隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對于社會生產(chǎn)力的要求也越來越高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)不能滿足需求。至此，人們努力尋找新的生產(chǎn)方式來更好的發(fā)展生產(chǎn)力。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在不斷地探索研究中，多學(xué)科技術(shù)之間的碰撞結(jié)合，很好的解決了一些實(shí)際問題，因此，一些新興的多學(xué)科結(jié)合技術(shù)逐漸興起并得到了很好的發(fā)展。以計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來更多的實(shí)際應(yīng)用。

上世紀(jì)70年代初日本人提出"機(jī)電一體化技術(shù)"這一概念，即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)與一體。機(jī)電一體化是以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，借助計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)。采用人工智能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策等。 再通過系統(tǒng)技術(shù)將各種技術(shù)組織起來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分的有機(jī)連接，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

機(jī)電一體化的發(fā)展大體分為三個(gè)階段：

20世紀(jì)60 年代以前為第一階段，稱為初級階段。

這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)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(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)的研制和開發(fā)，從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(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(jì)70～80 年代為第二階段，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)。

20世紀(jì)90 年代后期， 開始了機(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。

一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳， 出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都有了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖技術(shù)等取得巨大進(jìn)步， 為機(jī)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(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：

1）智能化：智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。這里所說的智能化是模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達(dá)到更高的控制目標(biāo)；

2）模塊化：模擬化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜和非常重要的事。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程；

3）網(wǎng)絡(luò)化：計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、政治、軍事、生活等各個(gè)方面帶來巨大改革。基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成了機(jī)電一體化發(fā)展的一個(gè)必然方向；

4）微型化：微型機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)用靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有顯著優(yōu)勢。也是機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展的必然趨勢；

5）綠色化：工業(yè)的發(fā)達(dá)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(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。因此，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。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化， 主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用；

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(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232 外，還有RS485、DCS 人格化。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯， 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越廣闊。由此可見，"機(jī)"與"電"已是不可分割的，"機(jī)電一體化"將會迎來更好、更持久的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李運(yùn)華 機(jī)電控制[M] 北京航空航天大學(xué)出版社。

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1.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)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)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(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)：即以整體概念組織應(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，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4.自動控制技術(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.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程

1.數(shù)控機(jī)床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個(gè)年頭。我國數(shù)控機(jī)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(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術(shù)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(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個(gè)發(fā)展時(shí)期。90年代后期進(jìn)入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運(yùn)用同一個(gè)操作系統(tǒng)、同一個(gè)編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家經(jīng)濟(jì)、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)

20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，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)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：

1.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，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)。

2.網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.微型化：興起于20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。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)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。

4.綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)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(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

5.系統(tǒng)化：其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機(jī)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(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。

結(jié)束語：

當(dāng)然，機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]王靜。淺析機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].同煤科技。2006.（4）

[2]石美峰。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].山西焦煤科技。2007.（3）

篇4

[關(guān)鍵詞] 機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 經(jīng)濟(jì)發(fā)展

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命。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)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化概要

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機(jī)電一體化發(fā)展至今已成為一門自成體系的新型學(xué)科。其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

二、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)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。

20世紀(jì)70年～90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)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：

(1)meehatronies一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)。(2)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。(3)各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(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。一方面光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)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，促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國從20世紀(jì)80年代初開始了這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)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(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：

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。這里所說的“智能化”是對機(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)。機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。

2.模塊化。模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)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(jī)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(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代，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、教育等都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)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(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，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)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4.微型化。微型化興起于20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。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)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。

5.綠色化。工業(yè)的發(fā)達(dá)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(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。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)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(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

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(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。

四、機(jī)電一體化技術(shù)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響

1.機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)國民經(jīng)濟(jì)的影響。機(jī)電一體化技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用將大大提高企業(yè)產(chǎn)品的競爭力,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代,對國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大的推動作用。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)制造業(yè)直接拉動著自動化制造裝備的整體需求。另一方面,新興技術(shù)發(fā)展刺激了新的技術(shù)裝備的發(fā)展,如信息、材料、生物等。還有戰(zhàn)略性可持續(xù)發(fā)展所迫切要求的特種高精尖自動化裝備的研究發(fā)展,如海洋、空間、地下資源開發(fā),國防工業(yè)精密加工,微機(jī)電器件制造,等領(lǐng)域。所以, 機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)國民經(jīng)濟(jì)的影響是長期的、持久的,甚至是決定性的。

2.機(jī)電一體化技術(shù)與產(chǎn)品的應(yīng)用。機(jī)電一體化在機(jī)械和電子行業(yè)的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，如數(shù)控機(jī)床(ONC系統(tǒng))工業(yè)機(jī)器人等，此外，機(jī)電一體化技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用于化工部門，能預(yù)先報(bào)警，減少停車事故造成的損失。減少電能和化工原料消耗，并提高產(chǎn)品質(zhì)量：應(yīng)用于電力部門，能提高發(fā)電輸電穩(wěn)定性，優(yōu)化電力分配并避免重大事故；應(yīng)用于生活方面，電子化家用器械減少了人們的家務(wù)勞動量；應(yīng)用于現(xiàn)代管理部門，自動化辦公機(jī)械大大提高了管理效率和輔助人們決策實(shí)施各種戰(zhàn)略方案。

3.機(jī)電一體化與企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在生產(chǎn)、管理等各個(gè)方面的現(xiàn)代化，由于機(jī)電一體化的出現(xiàn)，使得生產(chǎn)方式向“柔性”轉(zhuǎn)化，并向綜合（集成）自動化發(fā)展，使信息在生產(chǎn)經(jīng)營管理中的地位顯著增大。機(jī)電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得工廠自動化、辦公自動化和社會服務(wù)自動化成為現(xiàn)實(shí)。

在企業(yè)管理中，機(jī)電一體化就是將市場信息供需變化有機(jī)的結(jié)合起來，成為指導(dǎo)生產(chǎn)的依據(jù)，所以把信息的收集、分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)測和經(jīng)營決策結(jié)合起來，用于指導(dǎo)生產(chǎn)、強(qiáng)化銷售和技術(shù)服務(wù)是保證企業(yè)常勝不衰的重要工作。

在未來的企業(yè)里，一流的機(jī)電一體化設(shè)備、機(jī)電一體化產(chǎn)品和機(jī)電一體化在管理中的應(yīng)用，將是企業(yè)進(jìn)步和發(fā)展的標(biāo)志。

五、結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(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)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

總之，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，大幅提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，成為當(dāng)今新技術(shù)發(fā)展的主流。

參考文獻(xiàn)：

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[2]章浩張西良周士沖:機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用.農(nóng)機(jī)化研究, 2006,(07)

篇5

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；創(chuàng)新；發(fā)展

一、機(jī)電一體化的發(fā)展過程

機(jī)電一體化于1969年首次提出，它是機(jī)械學(xué)與機(jī)械結(jié)構(gòu)學(xué)的總稱。二十世紀(jì)七十年代是傳統(tǒng)機(jī)電一體化階段，在這一階段，機(jī)電一體化是由機(jī)械學(xué)和電子學(xué)組合而成，主要用于自動售貨機(jī)、自動門以及自動對焦的照相機(jī)、攝影機(jī)等自動化產(chǎn)品的需求。二十世紀(jì)八十年代進(jìn)入電腦控制機(jī)電一體化階段，為了適應(yīng)產(chǎn)品多樣化的需求，滿足降低生產(chǎn)的成本、提高生產(chǎn)效率以及減少勞動力的需求，企業(yè)開始大量地研發(fā)機(jī)器人、電腦整合制造等與自動化生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)。在這一時(shí)期，電腦在其中扮演著非常重要的角色。到二十世紀(jì)九十年代，網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及無線與無線通訊技術(shù)也應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中。進(jìn)入二十一世紀(jì)，機(jī)電一體化進(jìn)入多元化的發(fā)展階段，又引入了光電技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)等與生物相關(guān)的生物機(jī)電工程技術(shù)。

二、國外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

﹙1﹚制造技術(shù)的先進(jìn)

總體來說，國外的機(jī)電一體化技術(shù)一直處于比較領(lǐng)先的地位。具體來看，先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)就是綜合對傳統(tǒng)的機(jī)電一體化過程中的信息、能源等材料以及各種管理技術(shù)進(jìn)行不斷的總結(jié)和吸納，使之綜合地運(yùn)用到機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)與制造過程中去，逐漸形成更加清潔、高效、低耗的機(jī)電一體化的產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。從而使得制造技術(shù)更加完善、更加先進(jìn)。

﹙2﹚傳感器與自動化儀表技術(shù)

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化也得到了快速的發(fā)展，這也使得儀器、儀表技術(shù)發(fā)展得更為迅速。隨著微處理器在儀表中的運(yùn)用，提高了儀表的可視度、可靠性以及可操作性。不僅使儀表的體積和重量得到了縮減，更使得其大大地降低了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，更為重要的是降低了機(jī)電一體化產(chǎn)品的制作成本。因此，以微處理器為核心的各種各樣的儀器、儀表以及傳感器在市場上得到了廣泛的銷售。例如，集成光學(xué)傳感器、生物傳感器、化學(xué)場效應(yīng)晶體管等多種多樣的產(chǎn)品。在新時(shí)期，傳感器的發(fā)展也漸漸向小型化、智能化方向靠攏。

﹙3﹚機(jī)器人技術(shù)的智能化發(fā)展

機(jī)器人具體來說就是具有人的思維、情感及決策的高級的智能的機(jī)器。從人類發(fā)明機(jī)器人開始，該技術(shù)就以飛快的速度發(fā)展。在新時(shí)期，機(jī)器人的研究向家庭化方向發(fā)展，許多機(jī)器人已經(jīng)走進(jìn)工廠，走入普通的家庭中。

三、機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新及發(fā)展趨勢

首先，隨著時(shí)代的發(fā)展，未來機(jī)電一體化技術(shù)將會得到更為廣泛的運(yùn)用。機(jī)電一體化的產(chǎn)品也更加多樣化，小至數(shù)字光碟大至高速列車，都是機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用與開發(fā)的產(chǎn)品。而在當(dāng)今的用戶至上的市場中，客戶是企業(yè)經(jīng)營的核心，只有不斷地研發(fā)出新的能滿足客戶日益增長的需求的產(chǎn)品，才能在激勵(lì)的企業(yè)競爭中始終立于不敗之地。因此，機(jī)電一體化的相關(guān)研究人員要時(shí)時(shí)地了解市場的需求，根據(jù)市場的需要對產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、材料及外形進(jìn)行創(chuàng)新與調(diào)整，使之適合市場的需要。只有這樣，才能促進(jìn)機(jī)電一體化的不斷發(fā)展。

﹙1﹚產(chǎn)品外形的創(chuàng)新

人們對一件產(chǎn)品的認(rèn)識和了解首先是從它的外觀開始的，只有特別的、令人賞心悅目的外觀才能抓住客戶的眼球，吸引客戶的注意力，給人留下深刻的印象。因此，對機(jī)電一體化產(chǎn)品外形的設(shè)計(jì)要進(jìn)行創(chuàng)新，在注重產(chǎn)品外觀的同時(shí)，也要使產(chǎn)品的外觀與功能相融合，使產(chǎn)品與其周邊的設(shè)備與接口相適應(yīng)。

﹙2﹚產(chǎn)品功能的創(chuàng)新

功能作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要內(nèi)容，也是機(jī)電一體化產(chǎn)品在市場競爭中最重要的因素。機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能創(chuàng)新主要包括兩方面的內(nèi)容：一是在已有的機(jī)電一體化產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，根據(jù)客戶的需求對其功能進(jìn)行改進(jìn)與完善，使之符合客戶要求；二是指企業(yè)不是根據(jù)客戶的需求而進(jìn)行創(chuàng)新，而是依據(jù)市場的發(fā)展進(jìn)行自主的創(chuàng)新，創(chuàng)造具有新功能的產(chǎn)品，引領(lǐng)市場的發(fā)展。當(dāng)然，由于第一種創(chuàng)新是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新與改造，因此，其所需的人力物力及資金也相對較少，并且投入市場的風(fēng)險(xiǎn)較小。而第二種則需要一定的資金技術(shù)及時(shí)間的投入，并且當(dāng)新的產(chǎn)品投入市場時(shí)還存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)。但是，創(chuàng)新是推動企業(yè)發(fā)展的動力，只有不斷地研發(fā)出新功能的產(chǎn)品，才能占據(jù)更大的市場份額，在眾多企業(yè)的競爭中獨(dú)占鰲頭。

﹙3﹚產(chǎn)品材料的創(chuàng)新

對機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新，材料的創(chuàng)新也是其創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)。機(jī)電一體化產(chǎn)品對材料的創(chuàng)新也包括兩個(gè)方面：其一是指研發(fā)出新機(jī)電一體化產(chǎn)品的材料，例如，研發(fā)合金材料、納米材料等新的材料用于機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)用；其二是在機(jī)電一體化產(chǎn)品的研制過程中逐步地采用質(zhì)量輕、體積小、強(qiáng)度大以及耐高溫、耐磨的材料，使機(jī)電一體化產(chǎn)品更符合人們的需求。

﹙4﹚產(chǎn)品控制功能的創(chuàng)新

機(jī)電一體化產(chǎn)品控制功能決定著產(chǎn)品性能的好壞 。隨著當(dāng)今科技水平的迅速發(fā)展，微電子技術(shù)也在飛速地發(fā)展。如今，多功能的高速微處理器在市場中不斷出現(xiàn)。從而推動了在機(jī)電一體化產(chǎn)品中自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等現(xiàn)代的控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。但是，就目前來說，大多數(shù)機(jī)電一體化產(chǎn)品還只具備低級智能，因此，對于具有控制功能、狀態(tài)監(jiān)視及故障自診斷等功能的產(chǎn)品的研究具有很高的發(fā)展需求與前途。如果企業(yè)能夠出奇制勝，研發(fā)出新的控制功能的產(chǎn)品，必然會贏得市場的競爭力，促進(jìn)機(jī)電一體化的不斷創(chuàng)新。

﹙5﹚產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新

另外，對于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新也是機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的一個(gè)重要的方面。對于機(jī)電一體化產(chǎn)品來說，無論是對產(chǎn)品進(jìn)行再改進(jìn)，還是對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新都是極其重要的一部分。具體包括動力結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)以及周邊的接口等結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。

四、機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向

機(jī)電一體化不是一門單獨(dú)的學(xué)科，它集計(jì)算機(jī)、電子等學(xué)科于一體，因此，隨著計(jì)算機(jī)、電子等技術(shù)不斷地向快速化、智能化和微型化飛速發(fā)展，在未來階段，機(jī)電一體化產(chǎn)品主要朝智能化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。

另外，機(jī)電一體化作為一門新興的領(lǐng)域，涉獵研究的人員還比較少。機(jī)電一體化人才的欠缺是當(dāng)前的一個(gè)嚴(yán)重的問題。因此，大力地推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，完善建立相關(guān)專業(yè)及培養(yǎng)機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)出更多機(jī)電一體化人才，是當(dāng)前的主要任務(wù)及目標(biāo)。例如，在各高校中設(shè)立相關(guān)的專業(yè)，國家加強(qiáng)對該專業(yè)的扶持；鼓勵(lì)相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的發(fā)展等，吸引更多的學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)電一體化專業(yè)內(nèi)容。只有這樣，才能盡快地培養(yǎng)出高素質(zhì)的機(jī)電一體化人才。促進(jìn)我國機(jī)電一體化向前發(fā)展。

總結(jié)

機(jī)電一體化作為與我們生活息息相關(guān)的內(nèi)容，要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新才能適應(yīng)發(fā)展的需要。在機(jī)電一體化的創(chuàng)新過程中，要在掌握已有的技術(shù)的基礎(chǔ)上著眼于為來，了解市場需求，創(chuàng)造出更多滿足未來需求的產(chǎn)品，在激烈的市場競爭中利于不敗之地。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展趨勢

引言： 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。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)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化邁入了機(jī)電一體化為特征的發(fā)展階段。

1、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝Z與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化是在以技術(shù)和科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。

機(jī)電一體化涵蓋技術(shù)和產(chǎn)品兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝Z除可取代某些機(jī)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(hù)等。即機(jī)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(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

2.1 機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)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(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

2.2 傳感技術(shù)

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(guān)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(shù)。

2.3 信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

2.4 接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光耦器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

2.5 軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

3、機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展趨勢

3.1.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，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)。

3.2.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.3.微型化

興起于20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。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)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。

3.4.綠色化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)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(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

3.5.系統(tǒng)化

其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機(jī)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(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。

3.6. 模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

4、結(jié)束語： 綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】：機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

20世紀(jì)60年代以來,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后,刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。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)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期,開始了機(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)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

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)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時(shí)期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)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(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)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(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(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(jì)70年代~80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)。

20世紀(jì)90年代后期,開始了機(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。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法、機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),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,更為機(jī)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(jī)電一體化進(jìn)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(jì)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(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)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(jī)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(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

(一)智能化趨勢

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。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(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)。機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。

(二)模塊化趨勢

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)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(jī)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(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

(三)網(wǎng)絡(luò)化趨勢

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)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(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨(dú)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(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,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。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(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)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(jī)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。

(四)微型化趨勢

微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢,國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢。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)。

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微技術(shù)和機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的特征

1、機(jī)電一體化技術(shù)具備較高的安全性

在整個(gè)工作過程中，一旦電力發(fā)生了超載與過流等故障時(shí)，可以采取自動化保護(hù)措施，最大限度地避免和減少人員、機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)事故，加強(qiáng)了機(jī)械設(shè)備的安全性能。此外，機(jī)電一體化有關(guān)產(chǎn)品具備了自動化監(jiān)控、自動化診斷、警報(bào)與自動化保護(hù)等功能。

2、機(jī)電一體化具備了較強(qiáng)生產(chǎn)能力

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了自動化監(jiān)控目的，所以提高了設(shè)備的生產(chǎn)能力。此外，機(jī)電一體化產(chǎn)品多數(shù)具備自動處理信息和信息控制等能力，其檢車控制的精確度、靈敏性和應(yīng)用范圍得到了很大程度的提升，采用自動化控制系統(tǒng)可以保障機(jī)械設(shè)備的執(zhí)行情況能夠根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，從而保障了產(chǎn)品的質(zhì)量。

3、機(jī)電一體化具備了較高的使用性能

機(jī)電一體化產(chǎn)品采用了數(shù)字顯示和程序控制，這使得手柄和按鈕的數(shù)量得到很大程度的減少，方便了操作過程。機(jī)電一體化產(chǎn)品可以重復(fù)大量的動作，更先進(jìn)的產(chǎn)品還能夠篩選工作程序。

4、機(jī)電一體化具備了較大的適用范圍機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和功能，不具有單技術(shù)、單功能的局限性，這使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動化的程度。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的自動和智能功能可以輕松應(yīng)對用戶的需求。

二、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

1、數(shù)控機(jī)床

數(shù)控技術(shù)已經(jīng)有40年的發(fā)展史了，它在多個(gè)方面都有明顯的提高，比如結(jié)構(gòu)、功能和控制精度，具體表現(xiàn)為：1）結(jié)構(gòu)為多CPU、多主總線形式，具有緊湊、模塊化的特點(diǎn)。2）設(shè)計(jì)具有開放性，硬件系統(tǒng)和功能模塊可以最大限度地使用戶受益。3）系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)仿真二、三維加工過程，通過在線診斷和模糊控制等向車間提供編程技術(shù)。4）存儲器采用了大容量同時(shí)軟件設(shè)計(jì)為模塊化，這種改變使得數(shù)控的功能變得更加豐富，也使得CNC系統(tǒng)具有更強(qiáng)大的控制功能。5）一個(gè)機(jī)床可以通過多過程和多通道控制實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立任務(wù)同時(shí)完成，并且系統(tǒng)中還集成了刀具破損檢測等。

2、工業(yè)機(jī)器人

第一代機(jī)器人對工作對象和環(huán)境的適應(yīng)性較低、靈活性較差，也被稱為示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們在進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動時(shí)只能根據(jù)示教內(nèi)容進(jìn)行。在第一代機(jī)器人的基礎(chǔ)上改進(jìn)的第二代機(jī)器人擁有了先進(jìn)的傳感設(shè)備，它和計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切，可以通過計(jì)算機(jī)來對工作進(jìn)行處理和分析，從而做出自己的判斷進(jìn)而控制動作，這表明工業(yè)機(jī)器人開始變得實(shí)用化，表現(xiàn)出了低級智能。第三代機(jī)器人即是我們所稱的智能機(jī)器人了，它的工作離不開第五代計(jì)算機(jī)，通過傳感元件和計(jì)算機(jī)的作用來達(dá)到復(fù)雜的邏輯、判斷和決策能力。

3、計(jì)算機(jī)的集成系統(tǒng)

全局動態(tài)最有綜合幫助實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，它并非是由各分散系統(tǒng)簡單組合而成的。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)打破了原有部門間的界限，制造是它的基干，通過這個(gè)基干達(dá)到對“物流”和“信息流”的控制，最終將經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)等有機(jī)結(jié)合起來。一個(gè)企業(yè)如果具有很高的集成度將會更好地優(yōu)化各種生產(chǎn)要素的配置關(guān)系，更大程度地開發(fā)出各生產(chǎn)要素的潛力。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、數(shù)字化：微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。如不斷發(fā)展的數(shù)控設(shè)備，利用計(jì)算機(jī)生產(chǎn)過程進(jìn)行機(jī)種監(jiān)視、操作、管理和控制。

2、網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，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。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3、模塊化：模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。

4、人性化：各類產(chǎn)品的生產(chǎn)都是為了方便于人類，故機(jī)電一體化向人性化是個(gè)必然的趨勢。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求除了能夠達(dá)到人類最基本的使用需求外還需要考慮它的外觀結(jié)構(gòu)包括形狀及顏色等從而使產(chǎn)品更接近生活，讓人們在使用過程中更自然，更便捷。

5、微型化：機(jī)電一體化的新目標(biāo)是向著微型化轉(zhuǎn)化。機(jī)電一體化的微型化又稱為微型機(jī)電一體化系統(tǒng)，國外對其幾何尺寸定義為一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。微型機(jī)電一體化系統(tǒng)主要特點(diǎn)為具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等，由于微型化的特點(diǎn)，其可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故非常受生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域的歡迎。

6、綠色環(huán)保化：工業(yè)不斷發(fā)展、我們的生活舒適度不斷提升的同時(shí)環(huán)境污染缺越來越嚴(yán)重，資源也越來越緊缺。人們都在強(qiáng)烈呼吁保護(hù)環(huán)境、節(jié)約社會資源，所以機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢就是綠色環(huán)保。在新的時(shí)代背景下機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品必須要無害或者對生態(tài)環(huán)境的危害極小，必須符合人類健康要求，必須有極高的資源利用率，回收利用率也要很高，這就是綠色環(huán)?；跈C(jī)電一體化產(chǎn)品中的具體體現(xiàn)。

7、系統(tǒng)化：其特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。特征之二是通信功能的大大加強(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系當(dāng)然，機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多技術(shù)的結(jié)晶，是生產(chǎn)力發(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)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁中凡.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社.2006

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，發(fā)展方向，技術(shù)應(yīng)用

 

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。

1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機(jī)床的問世,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來了勃勃生機(jī); 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺階.

2機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。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，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受。

2.6 微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.7 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 2.8 帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨(dú)特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化

綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化基礎(chǔ)元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

4 機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用

在重工業(yè)企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(shù)(IC)

由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。 4.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機(jī)自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來重工業(yè)企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競爭力。

4.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動技術(shù)

傳動技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用，同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

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篇10

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 煤礦生產(chǎn) 趨勢

1 機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

當(dāng)前礦山開采中，機(jī)電一體化技術(shù)占據(jù)著相當(dāng)重要的位置。它是液壓控制技術(shù)、電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，能夠極大的提高煤礦機(jī)械的操作舒適性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性以及維護(hù)方便性、安裝拆除速度、使用壽命、作業(yè)效率、作業(yè)精度等性能。目前，以微處理器和微機(jī)為核心的控制裝置和電子技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到煤礦機(jī)械中，尤其是電子控制技術(shù)，應(yīng)用更為普遍，如煤礦機(jī)械的故障報(bào)警、故障自診、在線監(jiān)控、提升機(jī)的PLC 系統(tǒng)、采煤機(jī)的變頻控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，伴隨著對煤礦機(jī)械性能要求的進(jìn)一步提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在煤礦機(jī)械中，電子控制裝置的應(yīng)用會更加普遍，維護(hù)會更專業(yè)，結(jié)構(gòu)也會更復(fù)雜。

首先是在礦井綜合采煤方面的應(yīng)用。作為機(jī)電一體化技術(shù)典型應(yīng)用的電牽引采煤機(jī)，在牽引特性上，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于液壓牽引，可以應(yīng)用在大傾角煤層上，具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)特性好、反映靈敏、使用壽命長、運(yùn)行可靠的等特點(diǎn)。第二是礦井運(yùn)輸提升設(shè)備的應(yīng)用。比如帶式輸送機(jī)，它是煤礦輸送系統(tǒng)的重要運(yùn)輸設(shè)備，具有易于實(shí)現(xiàn)自動化、效率高、運(yùn)行可靠、輸送量大、可實(shí)現(xiàn)長距離連續(xù)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。另外還有礦井提升機(jī)，它能夠完成全數(shù)字化交直流提升工作，尤其是對內(nèi)裝式提升機(jī)，驅(qū)動和滾筒連接成為一個(gè)整體，作為典型的機(jī)電一體化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡化。煤礦供電設(shè)備是屬于其他機(jī)電一體化設(shè)備的范疇，煤礦供電的特點(diǎn)是必須滿足大功率設(shè)備要求，質(zhì)量高、運(yùn)行可靠。所以需要采取就地補(bǔ)償和集中補(bǔ)償兩種方式相結(jié)合的方法來減少無功功率損耗，減少供電系統(tǒng)無功電流，提高功率因數(shù)，目前廣泛采用的是“微機(jī)保護(hù)”開關(guān)，網(wǎng)絡(luò)功能齊備。此外，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)還包括礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，作為一項(xiàng)高效合理的措施，能夠?qū)γ旱V管理和安全生產(chǎn)，起到積極的支撐和保證作用，它采取的是Windows操作系統(tǒng)軟件，具有連接網(wǎng)絡(luò)的功能，能夠提升測控分站的智能化水平。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

2.1 智能化和模塊化

“智能化”是描述機(jī)器行為，是基于控制理論的，對人工智能、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)等新思想與新方法的全面吸收，通過提高判斷推理、邏輯思維和自主決策等能力，從而實(shí)現(xiàn)更高的控制目標(biāo)。研發(fā)制造具有高性能、高速的微處理機(jī)電一體化產(chǎn)品，并賦有其低級智能或者人的部分智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I/O 接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。模塊化也是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。推動電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化能夠產(chǎn)生很多好處，無論是對于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)，還是對于生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化都將給他們帶來美好的未來。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化和微型化

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)得以迅速發(fā)展和普及，而機(jī)電一體化產(chǎn)品就是遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備，應(yīng)用現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)，使家電網(wǎng)絡(luò)化已形成優(yōu)勢，從而以計(jì)算機(jī)為中心，利用其把各種家用電器連接成的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，能夠使待在家里的人們充分感受到各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展。在國外稱為微電子機(jī)械系統(tǒng)，可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。一般指不超過1立方厘米的幾何尺寸的機(jī)電一體化產(chǎn)品，進(jìn)而向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化產(chǎn)品具有體積小、耗能低、運(yùn)動靈活的特點(diǎn)，尤其運(yùn)用在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面，可以產(chǎn)生無可比擬的優(yōu)勢，對于煤礦生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用也能帶來前所未有的改觀。

2.3 環(huán)?；妥栽椿?/p>

綠色環(huán)保是時(shí)展的必然趨勢。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在特定的環(huán)境下，對綠色產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過程，符合保護(hù)環(huán)境和人類健康的要求，不僅有效減少了對生態(tài)環(huán)境的危害，而且極大地提高了資源的利用率。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。所以說，順應(yīng)綠色化的發(fā)展趨勢，積極進(jìn)行綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，具有廣闊的發(fā)展前景。自源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨(dú)特的好處。

3 結(jié)束語

機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是偶然的，這些發(fā)展方向是達(dá)到一定階段的必然要求，更是滿足需求的必然結(jié)果。隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)正在不斷地深入到各個(gè)領(lǐng)域并迅猛地向前推進(jìn)。礦山機(jī)電中，采用先進(jìn)的一體化設(shè)備，具有性能可靠、保護(hù)安全、維護(hù)方便、操作簡單、體積小、信息化、程序化和高智能化的特點(diǎn)，所以能夠廣泛的應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中。機(jī)電一體化設(shè)備不僅能夠提供勞動安全保障、減輕操作人員的勞動負(fù)擔(dān)、提高上作效率，還能增加礦工的經(jīng)濟(jì)收入，增加礦山企業(yè)的市場競爭力，帶動相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)全球化的前提下，在礦山機(jī)電中，大量投入機(jī)電一體化設(shè)備，將會創(chuàng)造巨大的效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)大量使用各種新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，必然會不斷的完善和提高其性能和技術(shù)，提升我國煤礦生產(chǎn)的綜合國力，為煤礦生產(chǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)。在不久的未來，機(jī)電一體化技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，將在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、企業(yè)的技術(shù)改造和電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代方面發(fā)揮舉足輕重的作用，而其自身的發(fā)展與應(yīng)用也將具有跨時(shí)代的里程碑意義。

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