機電一體化技術的發展及應用

[摘 要]：機電一體化技術是通過機械、電子技術及計算機技術間相互融合滲透而產生的一種高新技術，由于其自身具有很多明顯的優勢，很多行業中都對機電一體化技術采取了深度應用。隨著科學技術的不斷發展，機電一體化技術也會不斷完善，并且會更好的在各行各業中發揮其功效。本文將對機電一體化技術展開探討，分析機電一體化的發展及應用，并且重點分析其在礦井中的應用。

[關鍵詞]：機電一體化 發展 應用

一、機電一體化技術概述

機電一體化（Mechatronics）是機械學（Mechanics）與電子學（Electronics）間緊密集合而形成的一門新技術，機電一體化讓傳統的機電產品更智能也更人性化，它的發展有賴于機械、電子技術及計算機科學間的相互滲透于融合。機電一體化的應用在工程領域也有很好的體現，它使得不同技術間能夠發生有效的綜合與集合，是建立在機械技術、自動控制技術、電力電子技術、計算機和信息處理技術、微電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術之上的一種高新技術。

機電一體化技術打造的產品比起傳統的機電產品有明顯的優勢，首先對于產品的質量就能夠有顯著提升。機電一體化借助其信息自動處理及自動控制功能讓產品更智能，靈敏度與精度也更高。自動控制技能能夠讓設備嚴格按照預先設定的標準準確無誤的完成任務，這個過程不會受到操作者的主觀影響，從而保證了機器的工作質量及工作效率。此外，機電一體化讓機器具備了自動化能力，這能讓生產效率大大提升。

機電一體化技術的應用也使得產品具有更好的安全性及可靠性。一體化技術讓產品能夠實現自動監控、報警并且實現自動保護等功能，這些功能的具備能夠有效避免生產過程中由于過載、過壓、過流或短路等電力設備故障而帶來的事故或損傷，這對于提升設備的安全性是很大的保障。

機電一體化的另一個很大優勢在于它實現了機電產品的多技術多功能的融合，避免了產品單技術和單項功能的限制，這將能大大提升產品的功能水平和自動化程度。由于具備了多功能并且融合了多項技術，機電一體化產品往往能夠在不同的場合及不同領域中投入使用，能夠滿足不同用戶的要求。

二、機電一體化技術的發展

隨著機電一體化技術的不斷成熟，其在各個領域的應用中不斷深入，其發展方向大致可以概括如下：

1.光機電一體化方向

光學技術是十分前沿的一門技術，有了光學技術的引入，機電一體化中的傳感技術、能源（動力）系統及信息處理系統都會有很大提升，機電一體化的智能程度也會發生一個飛躍。

2.柔性化方向

柔性化是機電一體化的一個必然的發展方向，所謂柔性化是指產品自身會具備更好的應對突發狀況的能力，未來的機電一體化產品會設計成“自律分配系統”，在這個系統的構成中會有很多子系統，每一個子系統都能夠獨立完成其被分配的任務并且不被其它子系統所干擾，同時，它也能接受總系統的信息及指令，需要的時候行動是能夠及時發生變化的。這樣的設計讓產品在運作時不僅更為獨立也更為靈活，這大大提升了其工作效率。

3.智能化方向

以后的機電一體化產品必然會伴隨著智能化程度越來越高，這主要是借助計算機和信息處理技術、微電子技術及芯片技術的發展與引入，這些先進技術的加入讓今后的產品在使用功能上及自身性能上都會有很大的提升。

4.仿生物系統化方向

仿生物系統化發展方向是現代機電一體化技術的一個發展趨勢，但還需要經歷一段相對漫長的路程。仿生物系統化體現在一體化產品上的特征則為：當控制系統不工作時，其“思維”會停滯，甚至伴隨著產品的死亡，而一旦控制系統進入工作狀態，它馬上表現出穩定的特質，并且十分具有活力，這種靜態時不穩定而動態時很穩定的特性和生物系統有很大的相似性。

5.微型化方向

微型化方向是機電一體化產品發展的一個必然趨勢，這和集成技術的發展是有很大關聯的。隨著蝕刻技術的引用，亞微米級的機械元件已經誕生，它的產生能夠實現機械和電子的完全融合，這能夠讓多種元件集成在一起形成一種高效的自律元件。

三、機電一體化技術的應用

機電一體化技術在很多行業都有重要應用。在現代機械制造業中，不同于傳統機械制造業通過低成本獲得高質量和高效率來盈利，現代機械制造業是通過引入各項先進技術，以信息為主導，通過先進的生產模式、制造系統及制造技術來實現企業利潤的最大化。在飲料行業中機電一體化更是得到了空前的發展及應用，是目前一體化技術應用最為廣泛的行業之一。機電一體化技術使得食品飲料的包裝生產線的自動化程度更高，生產能力更強，從而提升整體的產品生產質量及效率。此外，機電一體化技術在鋼鐵企業中也有很好的應用。

四、重點分析——機電一體化技術在礦井中的應用

機電一體化技術在礦井中的應用大大提升了礦井工作的勞動效率。借助機電一體化技術，越來越多的智能程度更高、自動化程度更高的新型設備得以產生，這些設備的使用很大程度轉變了傳統煤礦產業的作業模式，在降低工人的勞動強度的同時還提升了勞動生產率。

傳統的采礦工作是一項工作環境惡劣、工作強度大并且伴隨著很多不安全因素的工種，長期處在潮濕并且充滿煤塵污染的環境下進行長時間勞作，這對于礦工的身體健康會帶來很負面的影響，很多情況下，還會威脅到工人的人身安全。

以工作時長為例，傳統的煤礦工人在沒有先進的設備引進時每天的工作時長相當長，很多礦工一天要工作數十個小時還未必有很好的收獲，工作過程中還需要承擔各種風險。機電一體化設備的引進后對于礦工的工作時長和工作方式都帶來了革新，借助這些先進的設備在工作時長明顯有縮短的前提下還能提升產出率，這是機電一體化技術為礦井工作帶來的重大貢獻。

結 語：機電一體化技術借助其自身很多明顯的優勢在很多行業得以利用，它不僅能夠讓產品質量得到顯著提升，機電一體化技術的應用也使得產品具有更好的安全性及可靠性，此外，它的另一個很大優勢在于它實現了機電產品的多技術多功能的融合，避免了產品單技術和單項功能的限制，這將能大大提升產品的功能水平和自動化程度。機電一體化技術對于現代工業技術是一種革新，隨著其自身的不斷發展與完善，必然會為各行各業帶來更多的益處。

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