機電一體化的發展歷程及發展趨勢

張凱 張沛堯 胡恒偉 陳鎖

（北華航天工業學院 河北廊坊市 065000）

機電一體化的發展歷程及發展趨勢

張凱 張沛堯 胡恒偉 陳鎖

（北華航天工業學院 河北廊坊市 065000）

機電一體化又稱機械電子學，英文稱Machatronics，機電一體化最早出現在1971年日本雜志上，隨著機電一體化技術的逐漸成熟，機電一體化得到普遍應用。計算機技術的迅猛發展使得機電一體化技術獲得前所未有的發展。微電子技術和計算機技術的滲入使得冷冰冰的機器人性化，智能化。使機械工業的技術結構、產品結構、生產方式及管理體系發生了巨大變化。并繼續朝著智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化、系統化發展。

機電一體化；機電一體化的現狀；發展趨勢

機電一體化已經成為一門新型學科，其基本特征是從系統的觀點出發綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感的空技術、電力電子技術接口技術、信息交換技術以及軟件編程技術、伺服控制技術等，實現特定的功能，提高質量和可靠性，盡量保證低能耗，并使整個系統可以達到最優化，也使得產品的性能所以說機電一體化涵蓋了技術和產品兩個方面。微電子裝置除可以取代某些機械部件的原有功能，并有自動檢測、自動顯示記錄、自動處理信息、自動調節控制、自動診斷和保護的功能。機電一體化由機械本體（機構）、信息處理與控制部分（計算機）、能源部分（動力源如電源）、檢測部分（傳感器）、執行元件（如電動機、電磁推桿等）五個字系統組成，并存在在圖1關系。

圖1

20世紀60年代為機電一體化發展的初級階段，這一階段人們開始探索利用電子技術的成果來完善機械產品的性能，提高加工精度，降低加工難度，第二次世界大戰也在一定程度上促進了機電一體化的發展，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰斗經濟恢復起到了巨大的作用。但是由于當時計算機技術和電子技術發展還不成熟機電結合還不能汗好的結合和推廣。20世紀70～80年計算機技術、通訊技術、控制技術、超大規模電路和計算機迅速發展，為機電一體化提供了物質基礎，機電一體化蓬勃發展。20世紀80年代末機電一體化概念廣泛傳播，并得到世界范圍的認可，機電一體化技術得到極大發展，生產的產品種類逐漸增多，質量也越來越高并引起了世界各國對機電一體化的興趣。這一時期我國也開始在這一方面的研究和探索，國務院還出臺了“863計劃”成立了機電一體化領導小組專門研究這方面工作，到了20世紀90年代后期機電一體化進入了一個智能化的新階段，微細加工技術、光學、通信技術的技術逐漸運用在機電一體化中，機電一體化呈現出向多元化方向發展的趨勢。機電一體化形成了一個完整的科學體系，對機電一體化形成完整的科學體系做出巨大貢獻的有神經網絡技術、人工智能技術、光纖技術等技術方面取得的巨大進步。所以說機電一體化的發展和進步和相關技術的發展和進步相輔相成互相促進。

現階段機電一體化正朝著智能化、網絡化、模塊化、微型化、系統化綠色化、方向發展。這里的智能化是21世紀機電一體化發展的一個重要方向，是指運用計算機科學、運籌學、混沌動力學、模糊數學新思想新方法使系統具有邏輯判斷反饋決策的能力，數控機床的智能化和機器人就是智能化的重要應用。機電一體化的形成離不開計算機技術的發展，而計算機技術的突出成就就是網絡技術，機電一體化正朝著網絡化方向發展，利用網絡可以將各種電器鏈接成以計算機為中心的系統可以是生活更加便利，各種網絡將經濟生產聯系在一起。機電一體化新產品一但研究出來，只要其具有獨到的功能，質量可靠就能很快的被大家接受和推廣。模塊化是一項可以規?；a的發展方向，也是一項重要而艱巨的工程，因為機電一體化產品種類繁多，加工工序比較繁瑣，想要大量規?；a必然要朝著模塊化發展。例如研制智能調速、具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，和能執行典型操作的機械裝置。模塊化可以利用制造的標準單元、典型的機械裝置和各種工藝迅速開發出新的產品使得機電一體化更具生命力。微型化起于20世紀80年代，外國稱之為微電子機械系統，是指機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，幾何尺寸不超過1cm3并朝著微米納米級發展。它具有體積小、運動靈活、低耗能的特點在生物、信息、醫療、等方面有著巨大的優勢。他的出現解決了很多以前我們用傳統方法解決不了的問題，在這些方面有著巨大的優勢。不過現階段我國的微機械技術，超精密加工技術還不成熟，有待進一步發展。系統體系結構進一步采用模式化和開放式是系統化的表現特征之一。系統可以進行隨意組合裁剪以實現多子系統綜合管理，協調控制。社會的發展工業的進步讓人們的物質世界越來越豐富生活質量越來越高同時也使得資源減少，環境嚴重污染。人們意識到自然地承載能力不是無限的，于是綠色產品概念應運而生。機電一體化的綠色化是指生產過程中不危害環境活著對環境危害極小報廢后能夠回收利用。隨著世界環保意識的提高綠色化機電一體化產品有著巨大的發展前景。

機電一體化產品是為人服務的，所以在以后的發展過程中會更加注重與人的關系，功能會越來越強大越來越智能，可靠性和精度會越來越高，影響范圍會越來越廣，而且在外觀和審美方面也會更加成熟。

機電一體化是多門科學和技術發展的結晶，為我們的生活帶來了巨大的方便，人們的生活已經離不開機電一體化的產品，所以機電一體化有著巨大的發展前景。

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1004-7344（2016）06-0286-01

2016-2-10