时间：2023-09-21 16:38:30
序论：在您撰写机电化一体技术时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：机电一体化技术
前言:随着现代化工业生产的发展，由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术，已成为当今工业科技的重要组成部分。
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、机电一体化技术发展
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，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
2.1.光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
2.2.自律分配系统化――柔性化。未来的机电一体化产品，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”。在自律分配系统中，各个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”，可根据不同的环境条件作出不同反应。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，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。如日本福岛核电站在遭受地震和海啸冲击后，电站的核反应堆冷却系统陷入瘫痪，堆内气压过高而被迫打开阀门减压；因放出的气体含有氢气而造成若干机组爆炸的事故。究其原因就是其反应堆系统的柔性不足，未能完整地考虑其外部环境可能发生的状况。
2.3.全息系统化――智能化。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。这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
2.4.“生物一软件”化―仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“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。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件（肌体）――软件（大脑）一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
2.5.微型机电化――微型化。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。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件，这样的元件对发展军事工业、极端环境下的民用机械、医疗应用有非常重要的意义。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
3、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务
机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。
3.1我国“机电一体化”工作面临的形势
(1). 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度.
(2). 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。
(3). 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。
另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此需花大力气搞好研究、做反求工程等以掌握核心科技。
3.2 我国“机电一体化”工作的任务
我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。
总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。
关键词：机电一体化；农业机械；电子信息技术
中图分类号：F323.3 文献标识码：A
前言
随着电子信息技术的快速发展，其与机械技术的融合形成了一股机电一体化的浪潮。大规模的集成电路技术的成熟奠定了机电一体化的基础，数控机床的出现则给机械工业带来了飞跃式的发展，微电子技术赋予了机电一体化更大的潜力。同时，可编程序控制器、激光技术、信息技术以及模糊技术等技术的发展，都让机电一体化的技术水平不断提升。从机电一体化产品的功能与作用来看，可以将其分为2类，即整机与基础元件。前者包括数控机床、智能化仪表仪器、CAD/CAM系统等；后者包括传感器、模糊控制器和电力电子器件等。机电一体化技术的飞速发展为农业机械的现代化带来了强劲动力，应该特别关注机电一体化技术在农业机械中的运用。
1 机电一体化技术在农业机械现代化中的应用特点
1.1 提升了农业机械的智能化水平
农业机械正在融合越来越多的机电一体化技术，尤其是微电子控制技术和计算机处理技术的应用，使得农业机械的智能化水平不断提升。这种发展趋势不仅优化了农业机械的结构，提升了其工作效率，还使得农业机械的用途不断增加，利用率大幅上升。机电一体化技术在增加农业机械功能的基础上，使得其智能化水平有了很大提升，与其他各生产领域的智能化生产相呼应。
1.2 增加了农业机械的功能
机电一体化不是一个单项技术，是一系列技术的有机综合体，其囊括了微电子技术、机械技术、计算机与信息技术、传感测控与自动控制技术、信息变换与接口技术、软件编程技术以及电力电子技术等。这一系列技术赋予了农业机械丰富而强大的功能，并将这些功能整合在一起，形成了农业机械功能多、质量高、可靠性强于耗能少的发展趋势。
1.3 提高了农业机械的自动化水平
机电一体化技术的运用能够提升农业机械的信息化水平与自动化水平，作业的规范性与精确性得到提升。自动化水平的提升能够有效提高农业机械的产能，提升农业生产效率。
1.4 农业生产过程的人性化
电子监控与报警、故障诊断与自我防护等技术在农业机械上的运用，能够充分保障操作人员的人身安全，减少机械故障。在数字化和程控技术的帮助下，农业机械人体学设计更加合理，操作也变得更加灵活高效。同时，农业机械的技术水平的提升使得其维护更加方便，减少了不必要的人力资源浪费。
2 国内外机电一体化技术在农业机械运用中的实际情况
2.1 在国外的运用情况
在美国、澳大利亚、加拿大、德国等西方发达国家，农业机械的现代化水平非常高，机电一体化技术在农业机械中运用成熟。其农业机械设计有4大特点，即作业速度的提升、作业宽幅的提高、农机功率的增大和操作更加人性化。现在部分农机制造巨头正试图将一些尖端技术整合到农业机械上去，从而提升农业机械的智能化水平，增加其科技含量，提高工作效率。这些尖端技术有遥感技术、激光扫描技术、全球定位系统、信息数据的自动化采集与批量处理技术等。农用激光平地机就是一个很好的例子，其通过激光调平传感微机处理技术，能够获得高度平整的田地。约翰·迪尔公司将精密作业系统安装到水稻联合收割机中，对水稻的收获进行实时监控、计算与评估，能够快速获得产量、谷物湿度等信息；其内置的定位系统与示差定位能够帮助农场主获得位置信息，从而能够对机械实施有效调配。
2.2 在国内的运用情况
由于诸多原因，农机现代化在我国起步较晚，技术水平相对落后，滞后于我国农业现代化的要求，严重制约了我国现代化农业与生态农业体系的建立。随着我国机械工业、信息化产业等的发展，我国的农业机械的技术水平正在不断提升。尤其是我国在微电子处理技术、传感器技术以及信息化技术上的突破，我国的科技创新能力不断提升，这也让机电一体化技术能够更加娴熟地运用到农业机械中来。同时，应该充分借鉴美国、澳大利亚等农业技术大国的经验，结合自身特点，探索一条有中国特色的农业机械现代化道路。目前，一些经济发达地区在农业机械的机电一体化技术应用上取得一系列进展，施肥播种机、拖拉机和谷物干燥机等的机电一体化技术水平有了明显提升。虽然，我国农业机械化水平有了明显提升，但是其发展水平远远落后于西方国家，应该正视这一问题。
3 农业机械机电一体化的发展趋势
3.1 农业机械的光机电一体化
在融合传统的机电一体化技术的基础上，激光技术与计算机技术将会充分整合与优化农业机械的组成，获得最佳的工作机制，从传感系统、动力系统与信息处理系统等多个方面全面提升农业机械的技术水平。
3.2 农业机械的柔性化与智能化整合
柔性化即自律分配系统化，建立起既能独立工作又能为总体服务的系统，能够充分应对各类突发事件。在这种情况下，子系统出现故障对于整体工作影响不大，提高了农业机械的利用率。机电一体化技术的发展让农业机械的智能化不断提升，在模糊技术与信息技术的推动下，双向联系加强，智能化整合力度不断上升。
3.3 农业机械的微型机电化与信息化
随着技术的进步，尤其是纳米技术和蚀刻技术的发展，机械元件的小型化变得越来越容易，这为其微型机电化提供了技术保障。通过将一些列传感器、处理器和执行元件等整合在一起，形成自律元件。充分利用外界信息，进行信息化改造，通过处理外界最新技术信息，获得最佳的生产方式。
参考文献
[1] 赵志强，卢昕，林甦君.机电一体化技术对农业机械化发展的影响[J].农民致富之友，2012（20）：132-133.
关键词:机电一体化技术;电驱动系统;应用;研究。
Abstract: this paper introduced the concept of the electromechanical integration technology and significance, and summarizes its support to this technology of the electromechanical integration technology development direction. Finally through the electric drive system construction, this paper introduces how to the idea of system, gradually put the electric drive system perfect, so as to realize the mechanical and electrical ¬-body of the application of the technology.
Keywords: mechanical and electrical integration technology; Electric drive system; Application; Research.
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1 机电一体化技术的概念
现代科学技术的飞速发展,推动了不同科学的相互交叉与渗透,并引发了几乎所有工程领域的技术革命与改造。而以机械技术和电子技术为主体,多学科技术交融渗透、相互结合的新兴学科――机电一体化,正逐渐变成了当今学界研究的重点之一。
2 机电一体化技术的意义
2.1功能增强
机电一体化产品具有多种复合功能,如加工中心可以将多台普通机床的多道工序在一次装夹中完成,并自动检测工件和刀具精度,显示刀具运动轨迹。
2.2精度提高
机电一体化技术简化了机构链,使机械磨损、配合间隙及受力变形等引起的误差大大减少。由于采用计算机检测与控制技术补偿和校正因各种干扰造成的动态误差,从而达到纯机械技术手段所无法实现的工作精度。
2.3结构简化
由于机电一体化技术采用微处理器、大规模集成电路、电力电子器件代替了原来的电器控制柜和传动装置,使机电一体化产品零部件数量减少、体积变小,结构得到简化。
2.4可靠性提高
随着集成电路的集成度越来越高,材料性能越趋稳定,机电一体化产品可靠性不断增强,同时由于具备了安全连锁控制、过载及失控保护、断电保护的功能,进一步提高了机电一体化产品的安全可靠性。
2.5改善操作
由于机电一体化产品采用了计算机技术,从而提升了产品的自动化程度,减少了操作按钮及手柄,改善了设备的操作性能,构建了良好的人机界面。
2.6提高柔性
由于软件技术的引入,从而实现了机器工作程序的可修改性,能够通过软件的修改来满足工作情况改变的需要。
3 机电一体化技术的构成
3.1机械技术
机电产品的功能和作用大部分都是由机械本体来体现的。本体材料的优良、结构的新颖、精密的加工技术,能够使机械结构重量减轻、体积变小,改善其快速响应特性,提高零部件的精度、刚度和可靠性。
3.2传感技术
传感技术是机电一体化技术的关键技术,它将所测得的各种参数量如位移、速度、加速度、力等信号转换为统一格式的电信号输入到信息处理系统中,并由此产生出相应的控制信号以决定执行机构的运动形式。
3.3信息处理技术
信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术。机电一体化产品的工作是受控于信息处理装置的,因此信息处理是否正确及时,将直接影响到产品工作的质量和效率。
3.4自动控制技术
自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。自动控制技术范围很广,包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。而机电一体化系统中自动控制技术包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制和自适应控制等。
3.5接口技术
机电一体化系统通常由许多要素和子系统构成,为了确保各个要素与系统之间能够顺利地进行信息、物质能量的传输和交换,必须在它们之间建立一定的联系条件,而这些条件统称为接口。这些接口既可能是硬件,也可能是软件,或者是两者的结合。
3.6驱动技术
驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。执行元件分为电动、气动、液压等, 机电一体化产品中多采用电动式执行元件,驱动装置主要指各种电动机的驱动电源电路,其主要以采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。
3.7系统总体技术
系统总体技术是一种从全局角度和系统目标出发,用系统的观点和方法,将系统分解成若干相互联系的功能单元,找到能完成各个功能的技术方案,并将其进行分析、评价和优化的综合应用技术。
4 机电一体化技术的应用
在人们的日常生活当中,自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的,因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下,接收指令,进行能量转换,从而得到目标输出。电子控制驱动系统框架。
对于精密传动来说,需要在执行元件输出终端进行传动测量,如测量其位置、速度、加速度,同时将所测得的数据反馈给电子控制装置,让其进行比较,进行误差修正控制,最终实现精密传动。电子闭环控制驱动系统框架。
当有多个执行元件,其输出动作规律各不相同时,一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的形式,另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系,可以让它们单独来工作, 也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。图1为PC机二级管理的多驱动电子闭环控制系统结构框图。若工作联动内容经常变化,就应该构建一个可以直接识别联动输出的软件,将联动输出写入软件当中,让其直接转化为控制程序,这样就能灵活地应对动作输出的需求。图2为装载了位置控制模块的PC机二级管理多驱动电子闭环控制系统结构框图。
图1PC 机二级管理的多驱动电子闭环控制系统结构框图
图2带位置控制模块的PC 机二级管理多驱动电子闭环控制系统结构框图
上述机电一体化技术的应用,仅论述了如何将传感技术、信息处理技术和驱动技术等技术简单的融合,各部件都是以模块形式搭建的,而模块间的信号传输及所涉及到的接口技术和信息处理技术是其中的重点。所以,在机电一体化技术应用中,以全局最优的观念去设计机电一体化产品,并且解决好每个功能模块信息处理和传输的问题,是能够迅速地利用好机电一体化技术的方法。
5 机电一体化技术的发展方向
由于机电一体化技术是多学科技术交融的技术,因此其发展的程度必然受制于其相应支撑技术的发展, 同时其相关技术的发展也必然促进机电一体化技术的发展。
5.1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,而机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。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、心理学、生理学和混沌动力学等新方法,模拟人类智能,使它具有自学习、自组织、自适应、思维和决策等能力,以求得到更高的控制目标。
5.2模块化
机电一体化产品种类繁多,让它们自由地交换信息是一项十分复杂的事,因此有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等的机电一体化产品。如果机电产品能够象“搭积木”那样让需求者根据要求自由组合,那么无论是对资源的节约,还是服务于各行各界,都有着其巨大的作用。
5.3网络一体化
由于网络的普及,推进了全球化的进程。而基于网络的各种远程监控技术,让家用电器网络化成为可能。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(Compu ter Integrated App liance
System,CIAS),使人们无论在家里还是在外面,都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此,机电一体化产品无疑会朝着网络化的方向发展。
5.4微机电化
微机电化指的是机电系统主要装置的特征尺寸在亚微米至亚毫米范围。微机电系统产品由于体积小、 耗能少、运动灵活,在军事、生物医疗、航空、信息等方面具有不可比拟的优势。
5.5绿色化
绿色化主要是指产品在其设计、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,而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。
6 结束语
“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。当时及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。
上世纪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。
关于“机电一体化”这个名词的起源，说法很多。早在1971年，日本“机械设计”杂志副刊就提出了“Electronics”这一名词，从图47.6-1可见它是融合机械技术、电子技术、信息技术等多种技术为一体的新兴的技术。采用机电一体化技术设计和制造出的产品，称之为机电一体化产品。
从系统科学的观点来看，机电一体化产品又可称之为机电一体化系统，它是集机械元件和电子元件于一体的复合系统。
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。
一、光机电一体化
一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
二、自律分配系统化――柔性化
未来的机电一体化产品，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”。在自律分配系统中，各个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”，可根据不同的环境条件作出不同反应。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，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
三、全息系统化――智能化
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。这主要受益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
四、“生物一软件”化―仿生物系统化
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“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。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物――系统”，而生物的特点是硬件（肌体）――软件（大脑）一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋势，但有一段漫长的道路要走。
五、微型机电化――微型化
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。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
参考文献
[1]黄勇 陈子辰 《机床数控系统的发展趋势》.浙江大学出版社，2010。
【关键词】机电一体化技术；应用；发展
0.引言
机电一体化技术是机械工业技术、微电子技术和信息技术相互交叉融合的新产物，在电子技术的推动下，已被广泛应用于各个技术领域，逐步提高各行业领域的智能控制水平。机电一体化技术在我国机械制造、饮料生产和钢铁生产中应用更为广泛，具有良好发展前景。
1.机电一体化技术的应用
1.1应用于现代机械制造工业
传统机械制造工业是基于市场规模经济建立的，主要依靠企业生产规模、生产批量和产品结构来增强自身竞争优势，其根本目的是真正实现资源的有效利用，以生产机器取代人力，通过低成本获取高质量、高效率。现代机械制造工业以信息技术为先导，其生产模式、制造系统、制造技术和组织管理形式得到全面改革，是具有全球化、网络化、智能化特性的绿色环保制造业。机电一体化技术应用于现代机械制造工业，能让企业的制造技术得到良好发展[1]。
1.2应用于饮料行业
事实上，机电一体化技术是现今应用最广泛的、发展前景最好的应用技术，它广泛应用于食品饮料包装机械的开发、设计和制造中。这不仅可以有效提高单机自动化程度，还能全面增强整条包装生产线的自动化控制能力和生产能力，让其竞争能力远远优胜于其他传统的机械控制同类设备，从根本上改善食品饮料包装工作质量。
1.3应用于钢铁企业
1.3.1现代集成制造系统
在钢铁企业中，现代集成制造系统（CIMS）能实现人与生产经营、生产管理和生产过程的一体化控制，对生产原料进厂、生产加工到产品发货的全过程都真正实现全过程一体化控制。
1.3.2现场总线技术
现场总线技术（FBI）主要用于连接设置在现场的仪表与控制室内的控制设备，真正实现数字化双向多站通信连接。[2]用现场总线技术取代当前常用的信号传输技术可以让大量信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统进行双向传输，保证数据传输的有效性。
1.3.3交流调速技术
交流调速技术是电力电子技术和微电子技术飞速发展的衍生物，由于交流传动性质优越，已广泛应用于生产实际中。随着科学技术的飞速发展，不仅能让复杂的矢量控制技术实用化变成现实，还大大改善交流调速系统的调整性能，甚至远远超过直流调素水平。
1.3.4开放式控制系统
开放式控制系统能对一种标准的信息交换规程进行识别是支持，能实现不同厂家生产产品的兼容和互换。通过工业通信网络，开放式控制系统能使各种控制机械设备、管理计算机互联，实现测量与控制的一体化管理。
2.机电一体化技术的发展
2.1信息智能化
信息智能化是基于控制理论基础，对计算机科学、数学理论、运筹学、动力学和人工智能进行吸收强化的新学科思想，它能模拟人类思维能力，实现高水平的控制目的。随着科学技术的不断发展，机电一体化技术必然日趋智能化，机电一体化产品智能化会成为明显特征，目前我国的机器人与数控机床的智能结合就是机电一体化技术智能化体现。
2.2微型机电化
目前，借助半导体蚀刻技术已经成功制造出亚微米级的机械元件，若将该成果应用于实际产品中，就能完全实现机械和电子的相互融合，将CPU、机体、传感器、执行机构有效集成，不仅体积小，还能组成一种自律元件[3]。这表明了机电一体化朝着微型机械学发展的重要趋势，一旦研究成功，必然会给军事、生物医疗、信息科技领域带来重大影响。
2.3光机电一体化
事实上，机电一体化系统包括机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件，若在机电一体化技术中积极引进光学技术，就能充分利用光学技术的优点，全面改进机电一体化系统的各个处理系统，提高机电一体化工作效率。
2.4产品网络全球化
在全球互联网的影响下，全球生产、经济被连成一体，企业间竞争也将上升到网络全球化的竞争，只要研制出具有质量保证、功能可靠、性质稳定的机电一体化新产品，必然会在短期内畅销全球。由此可见，机电一体化产品必然会朝着网络全球化的趋势发展。
2.5产品绿色化
机电一体化产品绿色化主要是指产品在使用过程中不会对生产环节造成破坏，即使报废后也能回收利用。由此可见，机电一体化绿色产品在其设计、生产、使用和销毁的过程中，是完全符合自然环境和人类健康的要求，尽可能对生态环境不造成危害或仅有极小危害，其资源利用率高。虽然机电一体化绿色产品制作成本和技术成本较高，但其具有可观的发展前景，值得深入研究。
随着社会的不断进步，机电一体化技术已渗透到我们生活的方方面面，给我们的生活带来重大影响。科学技术的飞速发展，使机电一体化技术的发展前景更为广阔。机电一体化技术的完善发展，必然会给新世界新形势下的生产活动带来更多的技术支持。
【参考文献】
[1]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作，2013（08）：231.
[关键词]智能 机电一体化 绿色
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0325-01
本论文主要从机电一体化技术未来的发展等进行讲述。主要包括了全息系统化、微型机电化、光机电一体化、产品网络全球化、产品绿色化、“生物――软件”化、全息系统化也即智能化、光机电一体化是机电产品发展的重要趋势、未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系等。具体材料请详见：
1 概述
机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此，“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。
2 机电一体化技术未来的发展
2.1 全息系统化
全息系统化也即智能化，是对机器的行为描述，即在控制理论的基础上，吸收计算机科学、模糊数学、运筹学、混沌动力学、人工智能、心理学和生理学等新的学科方法、新的设计思想，从而模拟人类的思维能力，使它如同人一样具有思维、意识等能力，以便达到更高水平的控制目标。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用。当然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的，也没有这个必要，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
2.2 微型机电化
在实验室中，目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
2.3 光机电一体化
光机电一体化是机电产品发展的重要趋势，因为机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，因此，在机电一体化技术中引进光学技术，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。
2.4 产品网络全球化
计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，同时给日常生活都带来了全新的面貌，全球生产、经济被各种网络连成一片，企业间的竞争也将出现网络全球化，一旦研制出机电一体化新产品，只要其质量有保证，功能可靠，必然会畅销全球。因为有了网络的普及，那么只要是关于网络的各种远程监视和控制技术也就方兴未艾，然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品，因此，机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展。
2.5 产品绿色化
随着工业的发达，人们的生活也发生了巨大的变化：①物质需求丰富，生活舒适；②可用资源减少，生态环境受到严重破坏。因为这些现象的出现，人们开始呼吁保护环境资源，回归自然，那么此时，绿色产品的概念也就应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，在这里，机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。由于这种客观的存在性，设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高，但其具有远大的发展空间。 2.6“生物――软件”化未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系，即机电一体化的人格化，其有两层含义：①机电一体化产品的使用对象是人，怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要，尤其是家用机器人，其最高境界就是人机一体化；②模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展，机电一体化装置对信息的依赖性越来越大，很多时候类似于活的生物：当大脑停止工作时，生物便死亡，而大脑工作时，生物就充满活力，即信息决定系统的工作与否。目前，在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构，可为机电一体化产品提供新型的机体，但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题，这一研究领域被称之为“生物――软件”或者说“生物系统”，而生物的特点正是“肌体（硬件）――大脑（软件）”一体，不可分割。机电一体化产品向生物系统化发展是好，但是目前的技术与理论还是有很大的差距，因此，还需要更加倍的努力。
【关键词】机电接口技术；机电一体化发展；电子机械技术
0 前言
随着社会经济的不断发展，在科学技术方面，我国取得了较为突出的成就，很多学科之间都实现了有效地渗透与融合。当科学之间实现了渗透与融合之后，新的研究方向就会产生，比如机电一体化技术就是融众多学科为一体的学科。伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术、网络通讯技术、计算机技术、检测传感技术、系统整体技术等都是机电一体化技术中融合的技术内容。因此，在设计机电一体化产品的时候，要对多种学科技术中各相关学科的特性展开研究，其特性参量之间的各种物理关系都要理清楚，各学科特性参量间的关系、要求以及耦合条件都要正确地处理好，并正确分析与研究各学科特性之间的耦合关系及内在联系，这样可以有效地解决好在设计机电一体化产品系统工程中出现的具体问题。在这种状况下，机电接口技术便应运而生，运用这一项技术，可以很好地将机电及其相关领域技术融为一体过程中出现的具体问题进行有效地解决，并将最好的机电化产品的研究领域设计出来。
1 机电接口技术的内涵
所谓机电接口指的是机电一体化产品中控制微机与机械装置之间的接口，其产生的基础为机电一体化发展[1]。机电接口根据信息传递的方向可以分为控制量输出接口与信息采集接口（传感器接口）。在机电一体化产品中有很多常用的传感器，在输出信号的时候，大多采用的都是模拟量的形式，比如使用热电偶对温度进行检测、使用测速发电机对转速进行检测、使用差动变压器对位置进行检测等，但是控制量输出接口却是一个特殊的形式，其采用的是数字系统。
所谓机电接口技术指的是对机电系统（集电子、机械、信息等各种功能技术为一体的综合系统）中各项组成技术与各项组成部分（子系统）的连接问题进行研究，以此对系统中信息能量的融合与交互进行有效地解决，达到机电系统最优化设计的目的[2]。
机电接口有硬件与软件两大类，机电系统或者子系统之间与环境或者操作者之间建立一种有效地连接，并给予相应的物理通道输出或者输入、转换、传递一定的能量与信息为机电接口的硬件主要表现形式；为系统信息之间的转换、交互与调整提供相应的方法，并对机电一体化组成技术进行综合与协调，从而促成各子系统融合成为一个统一的整体，达到实现其新功能的目的为机电接口软件的主要表现形式[3]。
现阶段，机电接口主要可以分为四大类，分别为智能接口、人-机接口、机-电接口与动力接口[4]。智能系统在应用方面较为复杂，不同的技术，其信息形式也要求发生相应的改变，这样智能接口在进行各种信息传递与转换的时候，不同的技术与不同的子系统才能有机的结合在一起，成为一个完整、全新的系统；人-机接口是在操作者与机电系统之间存在的一个接口，运用人-机接口，系统运行的状态便可以显示在操作者的眼前，有利于操作者对系统进行监控，使系统在运转的过程中更加人性化；机-电接口可以有效地连接起驱动系统、执行机构以及传感器，将驱动信号成功转换成为符合执行机构要求的信号，也可以将执行机构中运行的机械信号成功转换成为符合传感器要求的要求；动力接口是有效地将动力源与机电系统连接起来的接口，给予一定的动力给机电系统中的驱动单元[5]。在机电系统中，动力有很多不同的类型，比如交流电、直流电、液压与气动等，系统中运用的动力类型不同，与之相适应的动力接口形式也应该是不同的，不过可以通过比较大的功率是所有动力接口共同拥有的一大特点。
2 机电一体化发展现状
所谓机电一体化指的是将电子技术与机械技术有机地结合在一起并运用的一种综合技术，在综合应用的过程中需要运用到机械、自动监控、接口、传感测试、信息、电力电子以及电力等多项技术。伴随科学技术的不断发展，计算机技术已经逐渐得到普及，并广泛应用于各个领域与行业中，在各领域与各行业中，机电一体化的运用也逐渐增多[6]。比如机床、量具、低压电器、机器人、量仪、电动传动装置、军事装备、电站控制系统、焊接设备、急用电器等都对机电化一体技术进行了较为广泛的应用，在这种状况下，机电一体化也正朝着网络化、微型化、智能化、模块化、绿色化、系统化等方向发展。
3 机电接口技术对机电一体化发展的影响
随着社会经济的不断发展，人们的生活水平得到了提高，人们对科学技术的要求也越来越高，传统的机械技术已经无法满足人们日益增长的技术需求。在这种状况下集电子技术、机械技术及信息技术为一体的机电一体化便应运而生了，机电一体化技术的诞生符合时展的需求。刚产生机电一体化技术的时候，只不过是将电子技术与机械技术进行简单的结合，而且连接它们的接口也是非常简单的。但是随着社会经济以及科学技术的不断发展，机电一体化技术也得到了不断地发展。现阶段，机电一体化产品已经不再简单，而是发展成为了融多项技术为一身的复杂系统，与之相适应的系统内部接口也发展得愈来愈复杂。
当前，对机电一体化技术的各项组成技术研究已经发展得较为深入与成熟，而且研究人员也注意到对各项组成技术进行单一的研究与发展并不能有效的对机电一体化系统的最优化进行保障。然而机电一体化系统具有一定的复杂性，单纯地研究机电一体化系统设计理论或者单纯地研究机电一体化融合与集成理论，都无法实现对机电一体化系统展开具体的研究。在这种情况下，对机电接口技术进行研究可以为研究机电一体化系统提供有利的方式，并在实际设计的过程中对集成与融合理论、系统设计理论进行灵活的运用。
现阶段，机电一体化正朝着网络化、微型化、智能化、模块化、绿色化、系统化等方向发展，这一发展方向也必然对模块化以及接口提出更高的要求。在保持接口一致性的同时还要对系统技术融合、能量与信息的传递进行保障。
4 结语
综上所述，所谓机电接口技术指的是对机电系统中各项组成技术与各项组成部分的连接问题进行研究，以此对系统中信息能量的融合与交互进行有效地解决，达到机电系统最优化设计的目的。所谓机电一体化指的是将电子技术与机械技术有机地结合在一起并运用的一种综合技术，在综合应用的过程中需要运用到机械、自动监控、接口、传感测试、信息、电力电子以及电力等多项技术。研究和发展机电接口技术，可以有效地加速机电一体化技术发展的进程，有利于推动机电一体化发展。
【参考文献】
[1]郑刚，费仁元，张慧慧，孙树文.机电接口技术的内涵与机电一体化发展[J].制作业自动化，2007（06）：1-4.
[2]袁耀辉.关于机电一体化系统的接口技术探讨[J].广东科技，2013（02）：46-47.
[3]郑刚，费仁元，张慧慧.几点接口技术的内涵和发展[J].北京工业大学学报，2007（04）：414-417.
[4]金丽敏，乔玉坛.机电一体化中接口技术的分析应用[J].科技传播，2010（10）：144-145.
