論述機電一體化技術在家用電器的應用與發展

候永祥

摘要：隨著人們生活水平的提高以及人類對生活環境的要求，機電一體化技術在家用電器中將是未來發展的核心。家用電器會在機電一體化技術的領導下向著自動化、環保化、智能化、微型化、人性化、網絡的方向發展。其產品功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。

關鍵詞：機電一體化技術;產品功能;協調與綜合;家用電器

1機械一體化技術

1.1機電一體化的基本概念

將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械裝置中的一種復合化技術。俗稱機電一體化。機械電子學主要研究目的是把機械技術與微電子技術和信息技術有機地結合為一體，實現整個系統的最優化。機械電子學可以充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的長處和特點，促進機械產品的更新換代。機械電子學系統主要由機械主體、傳感器、信息處理和執行機構等部分組成。較高級的系統不但有硬件，而且還有相應的軟件，利用軟件技術可以實現硬件難以實現的功能，使機械系統增加柔性。機械電子學技術除用于單個機器、設備或一般的生產系統的技術改造之外，還用于柔性制造系統、計算機集成制造系統、工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化等方面。

機電一體化發展至今已成為一門有著自身體系的新型學科。隨著科學技術的不斷發展還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機電技術、微電子技術，自動控制技術，計算機技術，信息技術，傳染測控技術及電力電子技術，同服驅動技術一級系統總體技術基礎之上的一種高新技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各種功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低消耗的意義上實現特定功能價值。并使整個系統最優化的工程技術。機電一體化是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求，他促進機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化，大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面，機電一體化是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其他技術的簡單組合、拼湊，這是機電一體化與機械加電氣所形成機械電氣化在概念上地根本區別。

1.2機電一體化產品的優越性

1.2.1使用安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。

1.2.2生產能力和工作質量提高

機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。

1.2.3使用性能改善

機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作。

1.2.4機電產品的分類

在工業生產中的應用：主要產品包括數控機床、機器人、發動機控制系統以及全自動洗衣機等。這類產品的特點是執行機構為機械裝置。在家用電器方面的應用：很多家用電器都采用機電一體化技術，主要包括電磁爐、全自動洗衣機、電冰箱、空調、電視機等。在醫療設備中的應用：在醫療設備中應用很廣泛，主要包括呼吸機、監護儀及病床呼叫系統等。

2機電一體化執行機構

空調制冷原理：空調器通電后，制冷系統內制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時軸流風扇吸人的室外空氣流經冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結為高壓液體。高壓液體經過過濾器、節流機構后噴人蒸發器，并在相應的低壓下蒸發，吸取周圍的熱量。同時貫流風扇使空氣不斷進入蒸發器的肋片間進行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內。如此室內空氣不斷循環流動，達到降低溫度的目的。制熱工作原理：熱泵制熱是利用制冷系統的壓縮冷凝器來加熱室內空氣。空調器在制冷工作時，低壓制冷劑液體在蒸發器內蒸發吸熱而高溫高壓制冷劑在冷凝器內放熱冷凝。熱泵制熱是通過電磁換向，將制冷系統的吸排氣管位置對換。原來制冷工作蒸發器的室內盤管變成制熱時的冷凝器，這樣制冷系統在室外吸熱向室內放熱，實現制熱的目的。

3。空調經過機電一體化技術改進后的優點

3.1.舒適度高

家用中央空調的工作原理是利用水系統換熱，出風溫度舒適，風大卻溫和，室內溫度均勻，不易得空調病。

3.2.不占空間

一般的空調需要裸露在外，這就需要占用一定的空間，對于房間大小有限的房屋來說就有一定的不便。而中央空調則可以放在儲藏室室等一些隱蔽的地方，不必擔心制冷效果不好，因為它可以同時對好幾個房間同時制冷。

3.3.噪音低

家用中央空調的主機和末端是分離開的，一般主機放在物流指定的設備區域，和生活區有一定的距離，這就使得噪音大大降低。

3_4_個性化安裝

中央空調安裝是一個周期性的工程，需要綜合解決方案，在這之前可以在客戶的要求下對安裝的方案進行詳細設計，以配合屋內設計。

3.5.節能省電

全程自動化運行，相對于一般空調可以省30%左右的電，戶型越大，比傳統空調使用費越低，適合大戶型住宅安裝。

3.6.長久耐用

家用中央空調的使用壽命一般在15到20年之間，是一般空調的一倍，同時出現故障的幾率也比傳統空調小很多，如果定期進行維護清洗，家用中央空調使用壽命可以更長。

4.我國發展“機電一體化”的對策

4.1.加強統籌安排，協調發展計劃

目前，我國從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車！

4.2.強化行業管理，發揮“協會”作用

目前，我國“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作。

結語：

迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，并以蓬勃的生機向前發展，不僅深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，而且也深刻影響著機電一體化的發展趨勢。