機電一體化技術的結構組成及應用發展

韓大明

【摘 要】 機電一體化技術就是由計算機技術、信息技術、微電子技術、自動控制技術、機械技術等其他技術相互滲透和融合而形成的一種交叉學科的獨立技術。機電一體化技術是眾多科學技術發展最終形成的產物，是社會發展的必然因素。

【關鍵詞】 機電一體化 結構 應用 發展

一、機電一體化技術的結構組成

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化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、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

二、淺析機電一體化技術在各個領域的具體應用

1、汽車行業中機電一體化技術的應用。汽車的機電一體化主要源于發電機系統，從前的發電機基本都是直流類型的，自從機電一體化技術進一步改進后，廣泛的被用于汽車行業。

（1）通過微機控制發電機系統。控制發電機單元的核心部位是利用微處理器設計的發動機集成大規模電路，通過各個傳感器接受電壓模擬信號傳輸至發電機單元，信號模擬利用數字模擬直接轉變為信號數字。將這些信息都作為重要基礎，在控制發電機單元對燃料空氣比例，點火時間，循環排氣效率實施最好的計算，將最終的計算結果當做噴射閥燃料控制與點火設備的驅動信息進行輸出，用來對空氣與燃料質量之間的比例實施控制。當燃料與空氣的比例增加時，燃料十分稀薄，點火就會非常困難，反之比例減少時，打火就會容易很多。

（2）汽車雷達系統。在我們日常生活中，經常會找停車位，進行倒車，在汽車正常行駛速度下或者倒車減速時對于前后方距離的觀察，檢測是否有障礙物體，在有障礙物的情況下就會發出自動報警，進一步提醒司機發生交通意外，這是用到了機電一體化技術中的激光測距雷達系統，方便了我們的日常生活。

（3）行車制動系統。為了使汽車在正常行駛的速度下直接降為直接停車，保證汽車行駛的安全性，在我們的汽車上基本都安裝有行車制動器，在早些時候一般都是汽車后輪上裝有制動器，但是隨著汽車質量和行車速度的提高，僅僅靠后輪停車制動根本不能滿足剎車制動的需要，這樣才在前輪上也安裝了行車制動器，運用了機電一體化技術，更為有效的防止了交通事故的發生。

2、機械制造行業中機電一體化技術的應用。在傳統的機械制造行業中工廠的效益主要靠工廠的規模大小、生產產品的數量、產品的結構和質量來進行傳統競爭，它主要著重于現有資源的有效利用，用低成本的材料獲取高利潤，但是傳統的機械制造主要靠人力和機械來完成，生產程序過于復雜。而現在的生產制造行業積極采用先進的生產設備、吸收國外的先進生產模式、學習先進的企業管理經驗，以全新的模式重組了生產制造型企業，具有了全球化，網絡化，智能化的營銷網絡。現代機械制造行業充分利用了機電一體化技術，將生產技術和生產要求提高了又一新的水平。近些年來許多新型機械技術相繼誕生，比如計算機熟悉控制、LED顯示、虛擬制造等。

3、食品行業中機電一體化技術的應用。以前在食品包裝行業主要是靠人工來進行終極產品的包裝程序，生產效率低，常常導致供不應求的狀況。在機電一體化技術誕生后，許多工廠引進了自動化生產包裝生產線，只需要少量的工人就可以完成操作，在設定的程序下完成包裝生產，這大大提高了生產水平和能力，將企業的競爭力也顯現出來。

4、煤礦行業中機電一體化技術的應用。在原有的煤礦生產中主要靠礦工開采，在地下沒有先進的開采挖掘設備和運輸設備，生產效率地下，經常容易發生煤礦坍塌和爆炸的危險。機電一體化技術的產生，將運用在煤礦生產中的采煤機設備上，在采煤機上使用電牽引采煤機，在煤礦運輸中投入了提升機，有效的提高的煤礦運輸速度；這些應用都改變了我們過去原有的生產方式，減短了礦工在地下的滯留時間，降低了礦工的勞動強度，大幅度的提高了生產質量和開采效率，提高了勞動保障。在煤礦行業中采用機電一體化設備，不僅減輕了礦工繁重的體力勞動，還大大降低了事故的發生率，防止了職業病的發生，增加企業效益的同時也保證了礦工的生命安全，所以機電一體化技術的使用對煤礦行業的發展有著不可估量的作用。

5、機器人領域中機電一體化技術的應用。隨著社會經濟的不斷發展，生產企業大規模的使用自動化設備，越來越多的機器人被投入到機械生產中，首先機電一體化對于機器人手臂姿態及其動作的設定控制；其次是機電一體化對于機器人在行走路線以及機器人跟蹤的控制與執行；機電一體化對于機器人視覺方面的控制也起到了決定性的作用；再次是專家通過機電一體化對機器人的運動環境進行定位、監測、以及規劃的探索。

三、淺探機電一體化技術的發展趨勢

1、模塊化：現在生產機電一體化的工廠很多，產品也種類繁多，研制的標準機械接口尺寸各不一樣，這就需要利用機電一體化技術迅速開發出新的產品，采用國際標準生產標準接口，盡量統一化。

2、智能化：21世紀是智能化的時代，這是全球發展的主題，只有研發新型智能機械才能更好的滿足社會的需要，提高企業的生產效率和產品質量。

3、微型化。機電一體化的發展趨勢是微型化，所說的微型化指的是機電一體化產品的體積，需要提升加工技術，采用精細加工技術，即超精密技術，它主要包括光刻技術和蝕刻技術。

結束語

機電一體化的技術并不是孤立存在的，它結合了很多科學技術的發展成果，是社會發展到一定階段的需求，隨著科學技術的不斷發展，機電一體化的發展優勢更加明顯，發展前景也會越來越廣闊。

【參考文獻】

[1] 淺析機電一體化技術的應用及發展趨勢[J].姜新嘉.電子制作.2013（08）.

[2] 淺談機電一體化技術的應用與發展趨勢[J].劉耀海.信息系統工程.2012（10）.