對機電一體化的創新及發展方向的研究分析

居劍文（黃岡職業技術學院，湖北 黃岡 438002）

對機電一體化的創新及發展方向的研究分析

居劍文
（黃岡職業技術學院，湖北 黃岡 438002）

在工業生產的發展過程中，機電一體化已經逐漸成為了工業生產中的主流技術，在很大程度上推動了機械自動化的系統進程。為了進一步推進機械自動化發展，需要強化機電一體化技術的創新，本文通過機電一體化技術的全面研究，論述了這一技術的發展過程，以及具體的應用現狀，對技術上的創新進行了探討，并詳細論述了未來的技術發展趨勢。

機電一體化；技術創新；發展趨勢

0 前言

在人類社會整體科技水平持續提高的情況下，機電一體化也在進行著技術方面的突破，概念也隨著時代背景的不同，發生著一定程度的變化。這一技術最初相對簡單，僅僅是在機械工程中應用了一定程度的電子技術，隨著整體科技水平的提高，以及人類需求標準的提高，這一技術開始向著更加高端的方向發展，并且展現出了更多的技術性能。在這一技術系統中，融入進了更多的技術含量，有著更高的實用價值。

1 機電一體化技術的現狀

1.1 傳感器和自動化儀表

機電一體化技術對與相關的儀器儀表依賴性較大，需要通過相關的儀器儀表明確具體狀況，從而實現自動化控制。通過對微處理器的科學應用，在根本上改變了儀器儀表的性能，使其展現出了更加卓越的自動化性能，不僅更加智能，并且擁有更加卓越的精度以及可視性，同時操作起來更加簡單方便，更加安全可靠。而且從一定程度上實現了結構的優化，使重量以及體積得到了很大程度的精簡，功能更加多元化，性能更強，同時極大縮減了制造成本，使儀器性價比得到顯著提升。在技術優化的背景下，微處理器得到廣泛應用，使自動控制儀表功能更加多元化，不僅可以針對數據進行采集和整理，同時還具備相應的儲存記憶功能，通過自動化控制實現通訊以及顯示功能，甚至可以進行打印報表。

1.2 先進制造技術

在以傳統技術為基本框架的基礎上，廣泛吸收相關先進技術，最終匯集成先進制造技術[1]。在這一技術系統中，不僅包括機械信息技術，同時還有材料以及能源技術，除此之外還包括現代管理技術。通過對相關技術的有機應用，使整個制造過程得到了顯著優化，綜合性能更強，不僅可以進行更加高效的制造，產品也會更加優質，同時環保性能更強，不僅從技術層面，從經濟層面上講，先進制造技術都可以達到理想效果。

1.3 機器人技術

從某種程度上講，機器人技術作為未來的發展趨勢，有著多元化的發展方向[2]。在具體的發展過程中，不僅可以更加智能化，并且會更加模塊化，同時還會發展得更加家庭化，而且會更加微型。在智能化理論系統中，機器人需要逐漸具備人性化內涵，不僅需要具備人類的思維能力，同時還需要以人類的思維進行邏輯推理，并能夠遵照人類的情感，進行高端智能的自主決策。在模塊化理論系統中，具有標準化的構建集成，通過相關構件可以用最快的速度集成為一個機器人。具體來講，可以通過購買相關標準構件的方式進行組裝，通過人體功能的構件，如手、腦、腿等機器構件，可以進行針對性集成組裝，從而可以代替人類完成相關工作。

2 技術產品的具體創新

在當今社會的市場環境中，用戶在一定程度上決定著的格局，并且直接決定著企業生產的具體狀況[3]。所以，只有按照用戶的相關要求進行生產開發，才能獲得一定的市場空間，只有針對技術產品進行持續創新，才可以建立自身的市場競爭優勢。面對這樣的情況，需要在產品生產以及開發過程中，充分兼顧市場的實際需求，在此基礎上進行針對性的創新研究，是產品可以從造型或者功能方面滿足市場的整體需求，不僅如此，還需要針對產品的結構以及材料進行市場化調整，最終使產品在控制以及具體的傳感檢測方面的性能得到創造性突破。

2.1 創新造型

作為商品來講，在一定程度上與人臉有著同樣的作用和價值。用戶在購買產品的過程中，首先接觸到的就是產品的整體外形，如果產品在造型上更加美觀，將會使用戶產生賞心悅目的心理感受。在這種情況下，在產品生產過程中，需要針對造型外觀進行針對性創新，使得機電一體化的相關技術產品得到更加美觀的造型設計，在這一過程中，還需要對產品性能進行充分兼顧，使兩者之間可以得到充分銜接。在具體設計過程中，可以通過對CAD技術的應用，來使相關數據更加準確、更加標準。

2.2 創新功能

針對機電一體化來講，創新技術產品的功能可以從兩方面進行著手。首先醫院有的技術產品為基本框架，進行一定程度上的優化和改進，使相關性能得到完善和創新，從而與用戶的需求條件更加切合。除此之外，以社會的整體需求趨勢為基本導向，進行針對性創新，使產品具有針對性的全新功能。從研發角度來講，前者的創新過程相對平穩，不會出現較高的風險，只有以原有技術產品為基礎，就可以進行有計劃的優化升級。不僅如此，也無需投入大量的財力、物力以及時間就可以使經濟效益得到一定程度的增長，并強化產品的市場競爭力。后者需要投入大量的資金以及相關技術資源，并且需要經歷較長時間的開發周期，在這一過程中存在著較大不穩定性，極易出現市場風險。但是后一種創新方式擁有更好的長效性，如果一旦研發成功，將會在一定程度上改變市場格局，使企業建立其核心競爭力，確立市場競爭的主導性地位。

2.3 創新材料

在以材料為基本元素進行針對性創新過程中，需要從兩方面進行認知。首先是針對新材料進行具體的研發工作，具體來講，研發全新品種的金屬化合物，或者全新種類的智能以及納米材料等，同時還有高分子材料以及陶瓷材料。這種類型的研發工作，需要很強的專業基礎為背景，屬于科學研究的范疇，這可以在一定程度上對機電一體化技術起到相應的系統促進效果。除此之外，可以嘗試應用已有的新型材料，改善產品材料的性能，使產品從重量以及體積方面得到精簡，優化產品的整體強度，可以展現出良好的阻尼特性。同時還可以應用相關針對性性能的材料，如耐腐蝕的材料，或者耐磨和抗震的材料等。

2.4創新傳感

作為機電一體化技術系統中不可或缺的部分，傳感器發揮著重要作用。如果針對傳感器進行針對性創新，需要從幾方面著手，首先是傳感檢測原理，其次是敏感元件，最后是高性能傳感器，從這三方面著手進行創新，將會系統推進傳感創新。如果針對特定功能的技術產品進行傳感創新，將會使機電一體化技術得到系統優化，并且會使企業擁有市場競爭的核心優勢，并在市場競爭中拔得頭籌。

3 技術發展方向

3.1 模塊化

從某種程度上講，模塊化需要進行大量的工程建設，才可以逐漸成形。在機電一體化技術背景下，衍生出了大量的產品，不僅種類眾多，生產廠家更是數不勝數。在具體研發過程中，需要解決很多方面的問題，首先是機械接口，另外還有電氣接口，同時還有動力接口，以及環境接口，相關產品需要經過復雜的程序才能最終形成單元化。具體來講，在動力單元中，不僅包括減速，還有智能調速，同時還包括電機。不僅如此，還有控制單元，這一單元不僅包括視覺圖像處理，還擁有識別以及測距功能。

3.2 智能化

人類區別于動物的關鍵元素就是智能，通過智能進步人類社會才實現了不斷的自我突破。在這樣的背景下，針對機電一體化技術進行智能開發的過程中，需要強化技術產品的整體智能效果，無限接近于人類智能。所以，在某種程度上，智能化已經成為了這一技術的未來發展方向。在研發過程中，需要為技術產品注入人類的邏輯思維，可以通過人的價值觀進行判斷和推理，甚至需要在一定程度上擁有自主決策的能力。并且需要進行針對性的智能層次劃分，保證多樣化需求得到滿足。

4 結語

在針對機電一體化進行創新的過程中，需要對技術要點進行充分兼顧，明確技術創新的具體方向。針對技術進行系統結構，從不同環節以及組成部分進行針對性創新，在此基礎上明確技術產品未來的發展方向和趨勢，并進行針對性技術建設，這樣機電一體化技術才能得到發展。

[1]霍志普.機電系統虛實一體化的創新設計自動化理論與技術研究[J].浙江工業大學學報，2012,2（12）:10-13.

[2]裴羅光.新時代機電一體化的發展與創新——基于設計方法和發展方向的角度[J].北京工業大學學報，2014,2（02）:10-25.

[3]徐長鎖.信息物理融合的機電產品數字化設計關鍵技術研究[J].華中科技大學學報，2012,2（08）:10-20.