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机电一体化作为一门新兴的学科领域，其起步发展较晚。20世纪60年代以来，随着电子技术和计算机技术的快速发展，其逐渐与传统的机械技术交汇融合，形成了早期的机电一体化技术。此后，以微型计算机为代表的微电子技术和信息技术越来越多的向机械工业领域渗透，机械和电子已不再彼此分离。新形势下，机电一体化技术已经广泛应用于工业生产的各个领域。而且随着计算机技术的迅猛发展，机电一体化技术展现了蓬勃的生命力，它代表着机械工业技术革命的前沿方向。新环境下，机电一体化技术已经综合了机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，正朝着以实现高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面技术要求的最佳功能价值系统工程技术方向发展。
1.2 机电一体化技术现状
机电一体化技术在一定程度上代表着一个国家在高端装备制造业领域的技术水平。特别是随着机电一体化越来越成为制造产业发展的主导，其在国家经济和社会发展的基础工业中扮演着越来越重要的角色。因此，必须对其发展给予足够重视。目前，引领机电一体化技术发展前沿的主要是美日及西欧国家。日本在智能传感器、智能工业机器人及柔性制造技术方面处于领先地位。而西欧则在研发集计算机辅助设计、制造、生产及管理于一体的柔性系统，以实现制造业的机电一体化。美国也在更新自己的装备制造产业链，发展实现设计—生产—质量控制一体化的新型加工技术。我国作为发展中大国，与西方先进国家相比，在机电一体化技术方面存在底子薄、基础差和发展不均衡等问题。但是经过改革开放30多年的自主创新发展，目前我国在先进数控技术、工业自动化控制仪表等多个领域实现了跨越式发展，已经达到世界先进水平。
2 新时期机电一体化技术展望
机电一体化作为一门综合性较强、多学科领域交叉融合的学科专业，其处于制造技术的发展前沿。近些年来，在微电子技术及信息化技术的发展推动下，新时期的机电一体化技术呈现出智能化、系统化、微型化等新的发展趋势。
2.1 机电一体化技术智能化趋势
随着机电一体化技术与信息技术及人工智能的深度融合，其也越来越表现出智能化的发展趋势。特别是在工业生产加工领域，需要机器完成更加复杂困难的任务。这就要求机电产品具有一定的智能，能够独立的进行推理判断、自主决策。智能化的发展主要与机器人技术联系紧密，随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展，智能化的机械设备将更好的取代人，使社会的生产生活变得更加简单便捷。
2.2 机电一体化系统化趋势
机电一体化技术作为一种新兴的技术，其发展不是孤立的。它是随着社会技术进步和生产力的提高而不断发展完善的。特别是依靠计算机技术和通信网络技术的飞速发展，机电一体化技术能够不断吸收融合其他加工制造领域的先进技术，实现自身的体系化发展。未来机电一体化技术的发展将更加开放、更加灵活。通过开放式的总线结构及丰富的扩展接口，机电一体化可以将机械、动力、环境及人等各因素组合起来，形成一个系统。这将极大释放机电一体化技术的潜力，增加其应用的对象范围。
2.3 机电一体化微型化趋势
微型化是机电一体化技术的另一重要发展趋势。随着工业生产加工质量的要求不断提高，人们需要在微小的尺寸上进行更加精细的加工。这就要求相应的加工设备能够微型化。同时，微型化的设备不仅占用空间小，而且能够集成实现功能的复合扩展。考虑到各种微型机器人在社会生产生活中的应用将更加普遍，传统笨重的机械电子设备将朝着小型化、轻量化、多功能、高可靠性等方向发展。机电一体化中具有智能、动力、运动和感知特征的部件也将逐渐朝着微型化的方向发展。
3 结论
随着计算机技术的飞速发展，机电一体化技术也得到了长足进步。在新时期新环境下，机电一体化技术创新发展表现出智能化、系统化和微型化的发展趋势。相比过去，机电一体化技术未来的发展潜力巨大。
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Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
机电一体化系统是机械、电子和信息等各种技术融合为一体的综合系统,其构成要素与子系统之间的接口部分就显得极为重要。在机械系统和电子系统各种技术的复合过程中,接口技术很重要,机电接口技术是解决如何把机电及相关领域技术有机地融为一体,从而设计出最优的机电一体化产品的研究领域,其性能的好坏对整个系统的综合性能起着决定性作用。
1机电一体化系统的设计
在早期的机电一体化系统中,机械部分的设计是系统设计的中心。电能仅用于驱动,为系统提供动力。利用直流电动机的变速功能虽然可以简化机械系统的传动结构,但因为无法控制运动部件的行程,因而程序自动化仍然是系统控制设计的主要目标。驱动电动机不再是机械运动链的起点,而成为联结机械运动和动力以及控制的接口。机电一体化系统设计已从“纯”机械的设计延伸到控制领域。计算机、数字电路、传感器以及自动控制理论已成为系统设计师不可或缺的知识基础。信息技术和软件设计已经成为表达系统设计思想和协调自动化工作的重要工具。机电一体化技术是一个不断发展和完善的过程。产品精度和生产效率对机电一体化系统提出了不断改进伺服驱动性能和发展控制算法的要求,而性能优良的伺服驱动既拓展了机械系统的功能、简化了传统的机构,又要求机械系统具有合理的惯量和更好的系统动态性能。传感器的在线监测确保了系统安全可靠的运行,反馈的信息通过闭环确保了先进控制理论的实现和产品的质量要求。机、电、信息的密切交叉已经使机电一体化系统中各部分的互相联结和影响成为设计必须综合考虑的重要内容。机电接口技术作为机电一体化设计的核心已经受到专家和学者越来越多的关注。
2机电接口技术的内涵
机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统,其子系统之间的接口极为重要,从某种意义上说,机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少,通过对机电一体化系统进行总结和归纳,我们提出了机电接口技术的概念,形成了如下几点认识。
2.1 机电接口技术的内涵机电接口技术是一门新兴的技术,它研究机电一体化系统中各组成部分(子系统)和各组成技术之间的接口问题。研究这门技术是为了更有效地进行系统中信息能量的交互,融合各种技术,实现机电一体化系统最优化设计。
2.2 机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能机电接口传递和转换信息和能量,并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件,硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接,为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程,协调和综合机电一体化组成技术,使各子系统集成并融合为一个整体,实现新的功能。
2.3 机电接口的分类①人―机接口。人与机电一体化系统之间的接口,通过此接口,可以监视系统的运行状态,控制其运行过程,即通过人―机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人-机接口是双向的,硬件包括输入/输出设备,主要有显示屏、键盘、按钮等。②动力接口。动力源连接到驱动系统的接口,为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等,动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点,能够通过较大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三处,控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂,但可以得出它的一些共性:智能接口传递和转换各种信息,按照不同技术的要求改变信息形式,使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起,形成完整的系统。通常,智能接口是软件表现出的功能连接。④机―电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号,或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。
3机电接口技术对机电一体化发展的影响
社会需求推动机电一体化技术的发展。当传统的机械技术无法满足日益增加的社会需求时,机械技术与电子技术、信息技术等结合形成的机电一体化技术就成了机械技术发展的必然。相应的系统内部的接口也就变得越来越复杂。机电一体化技术的各组成技术的研究已经进行得非常深入且日趋成熟,同时,人们也意识到单纯发展和研究各组成技术并不能保证机电一体化系统的最优化。而机电接口技术正为它们提供了一种有效的方法来进行系统研究,并将系统设计、集成和融合理论应用到实际的设计当中。目前,机电一体化正在向着智能化、模块化、网络化等方向发展,智能化必然要求系统各部分的结合要更加紧密,信息传递和反馈更加迅速准确。从机电一体化发展方向对机电接口技术的要求来看,机电接口技术的研究与发展已经成为必然,同时,机电接口技术的研究与发展也必然对机电一体化技术的发展起促进作用。
4结论
机电一体化系统是机械系统不断融合各种新技术、新知识发展起来的。因此,从机械技术发展起来的机电一体化技术的复杂性和多学科性就决定了此技术的研究重点是各种技术在机械技术上的融合与创新。机电接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机的结合在一起,形成完整的系统。机电接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。同时机电接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展,促进机电一体化系统理论的发展。
参考文献:
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关键词：机电一体化；现代工程；影响
1机电一体化发展历程
在1950年，机电一体化的理念最早被提出。当时，大概是科学家为了改善产品的质量，因而聚集在一起，尝试将电子技术和机械设备结合，虽然取得了初步成功，但这种观念还是不太成熟。当时，社会出于战乱时期，经济的发展不稳定，科研人员也缺少，再加上初始发展的电子技术，机电一体化的理念并没有被人们所熟知。在战争期间，机电一体化的发展在一定程度上依赖于人们对机械设备，但这时机电一体化的发展也只是停留再战争机械的应用。战争结束后，人们才把机械一体化应用到民用机械。
2机电一体化的发展趋势
在民用机械发展的过程中，工程机械是使用机电一体化最多的地方，社会经济逐渐发展并得到稳定，各种新兴科学技术的出现，这在一定程度上纠正了机电一体化的发展方向。由此，从下面几个方向详细介绍机电一体化。智能化发展。在发展过程中，机电一体化吸收了计算机工作的原理，进而完成自身的计算机通信技术，从而实现了机电一体化的智能化突破。因此，在智能化发展实际上就是在编程过程中，掺入人们的思维方式，通过整合各项技术，实现自动化控制。在研发过程中，相关人员应该注意全面考虑各项技术，在编程的过程中加入心理学，从智能的角度编程，以符合人们的心理需求。区域化发展。机电一体化的产生是顺应时代的脚步，因此在现代社会，必然会有区域性的发展。随着现代化进程的脚步加快，我国各区域城镇化建设的过程中，也开始运用各种先进的科学技术。从某方面来说，机电一体化不仅能够实现自动控制，也比较全面的整合了工程技术，并且被广泛应用到机械工程领域，这将推动我国城镇化的发展，进而带动现代工程的发展。网络化发展。在信息技术高速发展的今天，网络通信技术使人与人之间的通信变得更加方便，而且信息化的发展在工程机械方面也有所涉足。机电一体化发展过程中，网络通信技术不仅能使相关人员实时监控设备的运行情况，也能及时发现设备故障，不仅提高了工作效率，也保证了施工安全。
3机电一体化在现代工程中的应用及影响
机电一体化之所以在现代工程中被广泛应用，是因为其具有高效性、全面性，尤其在电子技术方面。机电一体化技术最开始发展的时候，便是利用电子技术和机械设备，两两结合，进而实现了机电一体化。现在，通过机电一体化的发展，电子技术实现了在机械设备上的可操作性、安全性，因此说，机电一体化推动了电子技术的发展。在现代工程中，机电一体化的影响贯穿整个过程。下面从施工前、施工中分别介绍机电一体化在现代工程中的影响。
3.1机电一体化在工程施工前的影响
更具有科学性的施工数据。在施工前，施工单位需要根据施工要求设计施工图纸，有了机电一体化技术后，相关人员你能够准确的利用精准仪器结合实际施工现场绘画图纸，从而保证图纸具有可操作性，以此减少实际误差，既保证了测量精度也保证了质量。为投标单位选择施工单位和施工材料提供了相应依据。施工单位组织设计工作时，利用机电一体化技术能够在现场采用高精度的精测仪器进行高精度的测量，进而减少施工误差，使施工操作按照规范性进行设计。有关单位在投标时，可以根据投单位提交的组织设计的规范性，来判断施工单位的机电一体化应用技术的程度。在选择施工材料时，也正是选择与设备适应性较强的材料，这样能保证工程的质量。
3.2机电一体化在工程施工中的影响
（1）使用机电一体化能提高施工工艺。社会经济正在快速发展，人们对生活质量开始有了更多的要求，因而对现代建筑的要求，不再是简单的保暖御寒。较于传统的工程建筑，利用机电一体化建造出的建筑物符合人们的生活要求，机电一体化技术的操作方式也符合人们生产生活的方式。（2）提高工程的准确度和速度。从某方面来说，机电一体化技术包含各项工程技术，因而能实现机械自动化，尤其在施工过程中，使用机电一体化技术不仅能提高施工效率，也能节约时间、缩短工期，降低成本。在使用过程中，机电一体化的设备操作起来更加灵活，不需要相关部门培养设备的操作人员。（3）机电一体化技术大多实现了自动化或者半自动化。在施工监测的过程中，如果施工人员或者施工技术出现问题，结合了计算机技术的机械设备能够自动报警，这在一定程度上保证了施工人员的安全，也保证了施工质量，即便出现质量问题，利用机电一体化设备也能自动报警，从而减少因浪费时间而造成的损失。（4）机电一体化技术能够提高施工效率。在施工过程中，使用机电一体化种技术，能够节约了施工材料以及能源。其操作技术快，因此能减少施工过程中材料的损耗，节约成本的同时，也能保护环境。
4.结语
由上可知，机电一体化技术顺应时代而生，不仅顺应了发展的潮流，也在工程建设中被广泛应用。经济为机电一体化技术的研究提供资金，机电一体化技术的发展促进经济的进步。这不仅促进了经济的发展，也促进了社会的和谐稳定发展。因此，科研人员应该大力支持，研发更多利于社会经济发展的新技术。
参考文献：
[1]杨俊.机电一体化对现代工程施工的影响[J].江西建材,2016,（21）:116+121.
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一、机电一体化的概念
机电一体化是指在机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称，其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。
二、机电一体化技术的现状
欧美等发达国家对机电一体化技术研究较早。但在初期，由于电子技术发展的局限，机电一体化技术发展缓慢。随着计算机技术、控制技术、通信技术的不断进步和大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，机电一体化技术有了充分的基础，得到了极大发展。到20世纪90年代以后，一方面光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；同时，由于人工智能技术、 神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步， 为机电一体化技术开辟了新的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的理论基础，逐渐形成完善的科学体系。
我国大约从20世纪80年代初开始在机电一体化方面进行研究和应用， 国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”。在制定发展规划和发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了可喜的成果：人工神经网络、专家系统等研究成果不断应用到机电一体化技术上来，数控技术、机器人和计算机集成制造系统等方面也取得了长足的进展。但是我们也清醒地看到，与日本、欧美等先进国家相比我国的机电一体化技术仍有相当差距。
三、机电一体化技术的发展趋势
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展进步有赖于相关技术的进步。纵观国内外机电一体化技术的发展动向，其发展的方向主要有智能化、模块化、网络化、微型化、人性化、绿色化。
1、 智能化
赋予机电―体化产品以某种程度的智能是机电一体化永恒的追求，智能化是机电一体化技术与传统机械自动化技术的主要区别之一，也是21世纪机电一体化技术发展的主要方向。机电一体化产品智能化的途径多种多样，包括模糊逻辑控制技术、专家系统技术、人工神经网络系统、智能工程等。
2、 模块化
和其他的技术发展类似，由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但很重要的事。有了标准接口的单元，产品的兼容性大大提高，而且开发新产品的周期也会更短，这对于机电一体化企业来说是发展的必然。
3、 网络化
20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络的普及使得基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
4、 微型化
微型化是机电一体化向微观领域发展的趋势。微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMs工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMs器件和系统，如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器)，各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微弹簧以及微机器人等)。
5、 人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给产品赋予人的智能、情感和人性，使产品和人之间的关系更加和谐显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，这些都对未来的机电一体化产品提出了更高的要求。
6、 绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。机电一体化产品的绿色化主要是指在其设计、制造、使用和销毁时都应符合环保和人类健康的要求，以求把对生态环境的危害降到最低。
四、结语
机电一体化作为高新技术的重要代表之一，是现代制造业的基础和核心。发展以机电一体化为基础的现代制造业将对传统制造业的全面优化升级起到巨大的促进作用，同时也将对经济的发展产生巨大的支撑、拉动和提升作用。在市场经济条件下，立足技术创新和自主开发，机电一体化的发展前景必将越来越广阔。
参考文献：
[1]韩瑞宝.我国机电一体化技术的发展趋势[J].应用科学，2008,(3).
[2]孟宝金.机电一体化发展现状的分析研究[J].航海工程，2009,38(1).
[3]曲文君.机电一体化技术的发展趋势和应用研究[J].电气与自动化，2009,38(4).
[4]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2008,36(8).
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机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域，其定义版本较多，其中一种较为权威的定义表述如下：机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中，应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等，把机械系统的控制中心进行集成化，并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信，一般来说，机电一体化技术也是一门交叉学科技术，涉及到的主要技术有通信技术，机械技术，微电子技术，电力电子技术等，机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来，形成一个整体并内嵌入机械系统中。
1.2机电一体化技术的基本特征
机电一体化技术作为一门应用广泛的技术，有其自身的特点，通过实际调查总结和查阅相关资料，本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点，接下来详细说明如下。（1）应用的广泛性：机电一体化技术由于涉及的技术较多，是一门涉及多学科的交叉技术，正是由于这一特点，使得机电一体化技术应用十分广泛，已经远远超出了机械工程的应用范畴，当然，本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。（2）具有很强的逻辑性：由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合，应用到机械领域中，把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体，也就是形成一个统一的整体，从这个层面来说，机电一体化技术具有很强的逻辑性，或者说拥有很强的系统性。（3）机电一体化具有很强的最优化建模理论：机电一体化技术经过多年的发展，已经形成完整的最优化理论体系，相关算法可以参阅相关文献，限于论文篇幅，在这里不再累述。
1.3机电一体化技术的最新发展趋势
经过多年的发展，机电一体化技术已经形成了自己的理论体系，随着我国高新技术不断发展，越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上，机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术，机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。
2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析
本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势，结合实际，本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势，下面详细讨论。
2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析
在国外，机电一体化技术应用到机械工程领域较早，通过查阅资料得知，美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域，我国相对起步晚，但是起点较高，20世纪60年代，我国通过引进苏联控制设备，逐渐把机电一体化技术应用到机械领域，并在20世纪80年代，实现机电控制设备国产化，随着科技不断进步，以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术，这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机，应用领域进一步扩大。
2.2机电一体化在现代机床控制上的应用
机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上，现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高，这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性，机电一体化技术由于采用计算机处理技术，处理速度快，精度高、内置多块DSP芯片，抗干扰能力强。
2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用
机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域，还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域，通过实际调查得知，我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术，由于包装机械不但设计机械工程知识，还涉及机电控制技术，微机处理技术等，所以一般的控制系统很难胜任，机电一体化技术由于是一门交叉学科，所以具有很强的灵活性，所以机电一体化技术较好的解决了这个问题，机电一体化把软件控制和机械控制结合起来，融为一体，通过上位机软件来控制包装机的运行状态。
3机电一体化技术在机械领域的发展前景
通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究，本文认为，机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点：（1）专用化趋势不断加强：随着机电一体化应用到机械领域的不断深化，机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。（2）智能化不断加强：近年来，随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域，机电一体化技术也呈现了智能化趋势。（3）能耗低：节约资源，保护环境成为全社会的共识，在这种背景下，机电一体化技术积极加强自身改革，不断研发新技术，把能耗进一步降低。
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根据机电一体化在行业中的应用，分析一体化的具体发展，由传统机电技术到现行技术，规划机电一体化的进程。
2.1数控机床阶段
数控机床阶段，代表了机电一体化的早期进程。数控机床在我国的发展速度比较快，推动了工业市场的发展，其为机电一体化的雏形。
2.2微电子技术阶段
微电子技术阶段，机电一体化的含量要高于数控机床，已经可以参与工业的设计、制造等环节，改进了工业生产的结构[2]。例如：微电子在当时汽车行业中的应用，电子装置占到总产品的70%，制造中引入了集成电路，实现了信息化的技术应用，提高了汽车制造的精确度。微电子技术阶段的到来，延长了设备的运行寿命，各大行业将微电子技术做为机电生产的核心。
3PLC控制阶段
PLC是具有编程能力的控制器，此项发展进程表明了机电一体化进入可编程控制的时代。PLC在机电一体化中的应用时间比较长，经历了单机向多CPU控制的过程，其可在机电系统中提供远程控制的方法。以PLC为基础的机电一体化中，常用的控制系统有：DCS系统、SCADA系统、ESD系统，后期发展中，在PLC控制中，实现了现场总线布设，提供通信功能接口，将网络技术引入到机电一体化中。
4新技术阶段
PLC在机电一体化中的应用，带动了发展进程，根据机电一体化的需求，实现了新技术的应用[3]。例举机电一体化在新技术阶段进程中所涉及的技术，如：（1）激光技术，其可在机电一体化中提供高度集中的控制条件，在材料打孔、穿孔等生产中较为常用，与普通光源不同，具有定位、集中等方面的优势；（2）模糊技术，主要是处理机电一体化中的模糊信息，根据设定目标，模糊的描述生产中的对象，打破了传统熟悉逻辑的限制；（3）信息技术，涵盖了整个IT领域，利用信息处理的方法，对机电信息进行获取、加工，促使计算机成为机电一体化中不可缺少的设备，常用的信息技术有通信技术、传感技术等，提高了信息技术在机电一体化中的应用效益。
5机电一体化的智能化思考
机电一体化的智能化发展，利用智能技术模拟人类的思维方式，促使计算机系统可以主动归类机电生产中的属性信息，进而根据机电一体化的要求，对信息进行规划和处理，预估机电一体化的生产模式和操作。智能化是机电一体化未来发展的方向，具有很强的实践能力，近几年，机电一体化非常重视智能技术的应用，构建人工智能系统，辅助人们解决机电生产中的问题。机电一体化的智能化思考中，总结了三项元素，即：解答、分析与学习。分析如：首先利用智能化系统，解决机电一体化中出现的问题，降低机电生产故障的发生机率，提高机电一体化的工作效率；然后根据机电一体化的运行状态，猜测后期的运营与发展，提前进行系统的调整和设计，基本不需要人工操作的参与；最后提高机电一体化的学习能力，加快智能化的开发速度。机电一体化的智能化建设中，对专家系统、模糊系统、神经网络控制的应用比较明显，促使机电一体化保持相互协作的关系，完善机电一体化中的智能推理、判断和结论[4]。机电一体化智能发展中，还在网络化、绿色化方面表现出一定的需求，辅助机电一体化进行智能设计，判断机电一体化的工作方式，保障系统可以根据外界的参数变化，完成设定。智能化能够减少机电一体化中的冗余系统，朝向系统化、微型化的方向发展，增加了对传感技术的应用压力，提出了人格化的构建思想，充分发挥智能化发展的优势，为人格化建设提供相关的条件，优化机电一体化的应用环境。
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机电一体化；现代工程；影响
机电一体化作为现代化的产物，因为其工作效率高、操作简单的优点被广泛的应用在施工现场和传播，促进了我国现代工程的发展。所谓的机电一体化就是从一个比较全面的角度出发，沿着系统的方向，将工程中可能用到的技术，例如电气技术、机械技术等有机的结合在一起，在进行了全面的概括之后，在逐一对其内部具体的技术进行细化，完善各技术的功能。机电一体化作为时展的潮流，有关大学也专门开设了机电一体化的相关专业，培养新技术的新人才。
1机电一体化发展历程
机电一体化理念最初被提出是在1950年，当时的观念还不太成熟，主要是科学家自发组织的，为了提高产品的质量和用途，尝试着将电子技术运用到机械设备中，初步的尝试成功的提高了设备的工作效率，但是由于当时的社会环境常年处于战争时期，经济发展不稳定，且科研人员少，再加上电子技术的发展也仅仅处于初始发展阶段，机电一体化的理念并没有被广泛宣传，更别说得到人们广泛认可了。在一定程度上，战争期间对机械设备的依赖也促进了机电一体化的发展，但发展方面仅停留在战争机械方面。在后来战争结束后，机电一体化的对象才逐渐由战争机械转移到民用机械，并促进了战后经济的恢复。
2机电一体化的发展趋势
后来在民用机械的发展中，机电一体化应用最广泛的领域就是工程机械，随着社会的发展，加上有稳定的社会、科学技术支持，机电一体化的发展逐渐走上了正轨，并逐步开展全面发展工作。以下对机电一体化的发展做详细介绍。
(1)智能化发展。机电一体化在发展的过程中融入了计算机技术，借助计算机的工作原理的成果，成功在其自身中运用计算机通信技术，实现机电一体化的智能化发展。机电一体化的智能化发展就是。在其编制过程中，加入人们的思维，对各项技术进行整合编制，实现自动化控制。有关研发人员在进行研发时应该注意要将机电一体化的各项技术考虑全面，而且在编制过程中要加入心里学科，在其自动化技术上需要根据人们的心理进行编制。
(2)区域化发展。在现代社会，机电一体化作为应时代而产生的新型技术，其区域性发展是必然的。随着我国城镇化进程加快，各区域的发展都离不开科学技术的支持。机电一体化实现了全面的工程技术的综合，并且具有自动化基础，其在工程机械领域起着非常重要的作用，将会带动现代工程的发展，促进我国的城市化发展。
(3)网络化发展。在如今信息化的社会，信息化的发展将人类带入了一个更加方便的社会，作为信息化发展的产物，手机、电脑在人类的生活与工作中都发挥着不小的作用。不仅如此，信息化的发展对工程机械领域也有所影响。网络通信技术在机电一体化发展的过程中，能够使相关技术人员对现场的机械设备进行实时监控，能够及时的发现问题，既提高了工作效率也在一定程度上保证了施工人员的安全。
3机电一体化在现代工程中的应用及影响
机电一体化由于其全面性、高效率性的特点在现代工程中得以广泛应用。特别是在电子技术方面，在机电一体化发展初期，就是电子技术与机械设备相结合，实现了机电一体化。现如今，机电一体化对电子技术的影响也最为广泛。机电一体化的应用实现了电子技术机械的可操作性、安全性。促进了电子技术的发展。机电一体化对现代工程的影响贯穿整个施工过程。以下将分为施工前、施工中两个方面分别介绍机电一体化对现代工程的影响。
3．1机电一体化在工程施工前的影响
(1)使施工需要准备的数据更加具有科学性。在施工前需要施工的要求设计施工图纸，同时也需要和实际施工现场相结合。有了机电一体化技术，有关图纸设计人员在进行现场勘察时，能够利用准确性能高的精准仪器对工程的关键部位进行实际测量，确保图纸的可操作性并减少图纸与施工现场的误差。这样能够有效的提高图纸的精度和质量。
(2)为选择施工单位和施工材料提供了相应依据。施工单位进行投标时，需要根据设计图纸编制工程预算和施工组织设计。施工单位在进行施工组织设计工作的时候，可以根据高精度的检测仪器对现场进行精准的测量，这样能够减少施工与设计的误差，使施工设计更加规范。有关建设单位在进行招标时可以通过观察投标单位所提交的施工组织设计的规范性来判断这个施工单位对机电一体化技术的应用，甚至可以看出整个施工单位的资质。而施工单位对施工材料的选择也是这个原理，要选取与机电一体化设备相适应的施工材料，能够在双重方面提高工程的质量。
3．2机电一体化在工程施工中的影响
(1)在施工过程中对机电一体化技术的应用提高了施工工艺。随着经济的发展，人们的生活水平有了显著的提高。对现代建筑的要求也有了提高，不再仅仅满足于过去御寒的基本要求，而是在此基础上，更加注重房屋建筑的环保性能、舒适性、采光性等多方面的高品质要求。机电一体化技术的应用就能够满足人们对房屋建筑的高品质要求。由于机电一体化操作起来在很大程度上符合人们的思维方式，产出的建筑物也比较美观。
(2)提高工程的准确度和速度。由于机电一体化综合了各方面的工程技术，并实现机械自动化，其在施工过程中的应用有效的提高了施工的效率，节省了施工时间，缩短了工期，减少了因为延误工期而赔偿的费用;运用了机电一体化的设备操作起来更加灵活，施工单位不用话费时间和成本去培养专门的设备操作人员;机电一体化的运用让机械设备的操作结果更加精准，减少了与设计图纸之间的误差，提高了工程的质量。
(3)机电一体化技术大都实现了自动化或者半自动化，加上其中计算机技术的应用，机械设备在施工现场的监测过程中，如果发现施工人员或者施工技术出现了问题，能够启动自动报警工能，这样一来，能够有效的减少施工人员的危险和减少施工过程中的质量问题，即使在出现质量问题后，由于机电一体化设备的自动报警，有关人员能够在第一时间内做出应对措施，减少了施工单位因为时间问题造成的损失。
(4)机电一体化之所以能够提高工程的施工效率时因为在使用了机电一体化技术后，减少了对施工材料、能源的损耗，加上其操作技术快，二者都促进了机电一体化高效率的性质。这样一来，机电一体化能够减少施工过程中施工材料的损耗，既节约了成本也保护了环境。同时随着机电一体化技术的发展，新型环保型建筑材料也得到了发展，被广泛应用于工程中，减少了对环境的发展，实现了经济的可持续性发展。同时机电一体化的智能化、区域化、网络化发展都也促进了经济的发展。
4结束语
正如上边所说的，机电一体化技术作为时展的产物，应时展潮流，为工程项目的建设做出了巨大贡献。同时和经济的发展二者相辅相成，经济的发展为机电一体化技术的研究提供经济支持，机电一体化技术的发展为工程项目提供了新科技，提高工程的质量和速度，又促进了经济的发展。二者之间和谐发展促进了社会的稳定，有关科技研发人员应该继续支持，研发出更高效的技术。
参考文献：
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［2］那凤华．工程施工机械中的机电一体化探讨［J］．中华民居(下旬刊)，2014(07):161－162．
［3］邱富永．浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用［J］．科技致富向导，2014(36):109．
篇8
一 调研目的
调研吴中区及周边机电类企业，通过对企业的用人标准、用人层次、招聘途径、员工培训以等各个方面的调研，分析企业对机电一体化专业人才需求、岗位要求、素质能力等方面的要求，探寻机电一体化专业人才培养中的关键问题和教学体系设计的思路，调整我校机电一体化专业下一步建设和发展的方向，为我校机电一体化专业办出特色、办出成效，为人才培养目标的修订奠定基础。
二 调研对象
调研对象为机电类国有、民营、外资等企业人事经理、部门经理、技术骨干、我校机电专业毕业生。具体企业有苏州新火花机床有限公司、苏州宝玛数控设备有限公司等企业。
三 调研方法
1.典型调研
重点调查与我校机电专业长期紧密合作的企业。调研该企业的生产岗位，岗位要求，企业招聘要求，员工的学历结构，企业管理制度，企业文化生活等。采用企业参观、企业骨干访谈等形式。
2.重点调研
重点调查近两年机电一体化专业毕业生。调研毕业生所在的企业、工作岗位、岗位要求、企业管理、企业文化等。
3.抽样调研
针对开办本专业来，抽样采集优秀企业生的典型案例。调研优秀毕业生成长过程中，基本素养、知识结构、能力结构等要素与个人成才的关系。
四 调研内容
1.现状及发展趋势
机电一体化技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是提高现代化制造产品质量和劳动生产率的重要手段。随着高新技术的快速发展，机电一体化技术在现代工业生产中得到广泛的应用，机电一体化产品的种类变得越来越广泛，在各行各业自动化生产、制造、运行与维修及其他环节中都占据了极其重要的战略地位。用高新技术来改造传统产业，而且新技术本身也要形成产业化。
2.人才供需状况
调研苏州产业结构，装备制造产业内的企业所占比重较高，图1说明苏州产业结构中装备产业内的企业占到35%。
3.岗位技能情况
本次主要调研17家企业，了解企业的主要生产产品，企业的基本性质，企业的主要岗位，以及主要岗位的基本要求等。表1为调研企业的主要信息。
苏州市教育科学“十二五”规划课题“中职机电专业‘工学六合一’人才培养模式的实践研究”（批准号：130502171）
本次对近两年的毕业生调查中，对于机电一体化技术专业所覆盖的职业岗位群进行汇总。用人单位对机电一体化技术专业毕业生所开设的岗位分布情况如下表2所示。机电一体化技术专业毕业生主要从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关的岗位，也有部分营销及售后服务和生产管理工作。
在近两年机电一体化专业毕业生调查中，不同性质的企业对近年来我校毕业生的整体素质和能力基本肯定，各单位对我校机电一体化技术专业毕业生的岗位能力提出不同的要求，见机电一体化专业岗位专项能力表。
五 调研分析
1.从业人员分析
企业中，目前招聘人员的途径主要是通过传统媒体广告招聘、校园招聘会、人才资源中介机构、内部员工推荐、现场招聘会、网络招聘等形式。职业学校学生主要以校园招聘会招聘为主。图2为企业员工招聘渠道与招聘数量比例图。
图2 企业员工招聘渠道
对于各个岗位人才层次需求，不同类型的企业需求有很大的不同，但是总体趋势是：技术工人的人才层次集中在高职和中专学生，现场管理人员集中在高职和本科学生；设计人员通常集中在本科生。其中调研的13家企业普遍认为高职学生基本素质好，基本功扎实，自我学习能力强，业务能力提升快，有团队合作精神，也更便于管理，而且到具体岗位后，上手较快，并能胜任多个岗位需求。图3为企业员工学历层次分布图。
图3 企业员工学历层次分布
对于现场管理人员来说，企业偏向选择高职生和本科生，这部分人员都需要从基层做起，了解具体产品的生产工艺流程，能在现场指导工人解决生产加工中出现的问题。对于选择高职还是本科生，企业的使用部门更多的是要看其工作中的表现和适应能力，并不是太注重其学历。图4为企业员工技能等级分布图。
图4 企业员工技能等级分布
2.课程设置分析
根据调研，明确机电一体化专业主要面向的职业与岗位，掌握具体岗位主要业务工作。表4为机电一体化职业岗位分析表。
结合企业具体岗位要求，将其细分于专业课程内，
并机电一体化专业的职业能力与课程相对应。
3.招生就业分析
2013、2014年我校招收的590名五年一贯制学生中，机电一体化技术专业人数稳定于13%。图5为2013、2014年江苏省吴中中等专业学校五年制专业招生比例。
近两年，机电一体化技术专业毕业学生共190人，就业率100%，专业对率92%。在175名专业对口人名中，按机电产品制造、机电产品维修、机电产品销售三个就业方向，见图6：机电一体化技术专业就业方向比例图。
4.同类院校分析
我校周边开设机电一体化技术专业的职业学校有苏州高等职业技术学校、苏州工业园区职业技术学校、苏州相城中等专业学校，它们都是江苏省联合职业技术学院的分院或办班点，它们具有相同的机电一体化技术专业人才培养方案。我校五年一贯制按江苏城市职业学院招生，在江苏城市职业学院机电一体化技术专业的框架内，结合我校的特色，制订出符合我区及苏州市对机电一体化专业的需求而开发的人才培养方案。
以开发的两分人才培养方案进行对比，我校的人才培养方案在修订中，更具特色，主要呈现以下几个特点：（1）岗位任务与职业能力更加细化。我校机电一体化技术专业在岗位工作任务与职业能力的分析上，围绕机电产品安装与调试、机电设备维护与维修、机械零部件生产、机电产品质量检验与管理、机电产品售后服务等核心岗位，更加具体，对职业能力要求与素质更加细化，培养方向更加清晰。（2）职业能力结构更加真实。我校机电一体化技术专业将职业能力培养细分为专业能力、社会能力、方法能力的三个维度，并呈现出具体的内涵。人才培养方案的实施更具可操作性。（3）课程的教学内容与要求更具针对性。我校机电一体化技术专业所包含的课程从课时分配、主要教学内容及要求、教学实施建设、考核方法等方面进行描述，为课程实施带来更大的便利。
六 调研结论
1.人才培养定位准确
在充分调研的基础上，我校机电一体化技术专业以“培养与我国社会主义现代化建设要求相适应，德、智、体、美全面发展，具备良好的职业道德和职业素养，从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关岗位的技术工作，适应生产、建设、服务和管理一线需要的发展型、复合型和创新型的技术技能人才”，作为人才培养目标，定位清楚，方向明确，符合企业、学生、家长的要求。
2.人才培养途径有效
我校在该专业的开办中，主要通过以下途径来完成人才培养。
第一，以专业建设提升专业内涵。在学校宏观调控下，机电一体化专业团队紧抓各种机遇，以专业建设为抓手，全面提升机电一体化专业内涵。在专业建设中，积极参与省市级各项评估，反复锤炼机电一体化专业的办学能力。近年来，专业教学设施设备得到不断充实，师资队伍不断壮大，教学管理更加规范，学生就业形势更加喜人。2013年机电一体化专业被评为省品牌专业。
第二，以课程改革促进教学效果。加强校企合作，在“工学六合一”教学模式下，开展课程改革。以机电一体化技术专业人才培养方案为纲领，开发专业课程标准，以建设校级、区级、市级精品课程为抓手，建设校本特色教材、课程资源库。
以校企联动、引入企业生产案例改革实训课程教学。建立学校专业教师与企业工程师联合教学团队，指导机电一体化专业学生技能训练。将企业生产案例引入校园，转化为教学内容，贯穿于实训教学中，提高学生技能训练的针对性与实效性。通过第三方（企业工程师、区技能鉴定员）对技能训练进行考核，提高考核的公平性。
第三，以技能竞赛提升实践能力。校技能节中车工、钳工、维修电工等项目的开设，为机电一体化专业学生技能的选择提供很大的平台。积极参与苏州市技能竞赛，更大程度地提升师生技能的水平。
第四，以“三创”基地引导创业意识。机电一体化技术专业所在系部，建立了学校“车娱水”洗车行、“衣香坊”洗衣房，为机电一体化专业学生提供了创业平台。课余时间在“三创”基地工作，提高学生创业意识，增加了创业的机会，提高服务能力。
3.教学改革成效明显
机电一体化技术专业人才培养目标的要求，推动教学工作必须进行一系列的改革。首先是建设好一支教师队伍。一方面以名师工作培养班、青年教师培养班的开设，梳理我校教师教育教学理念，增加现代职业教育改革意识。另一方面通过一些培训，提高教师职业教育的各项能力。其次是大力提升课堂教学效果。结合职业学校学生特点，加强理实一体化、项目化教学，转换教师角色，实现学生由被动学变为主动学。再次大力改革评价方式。将结果性考核转变为过程性考核，尝试学校考核转变为第三方考核，从而实现学生考核的合理性、公平性。
4.师资实力雄厚
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（一）效率得到提高
机电一体化的产品大都具有信息自动处理的功能和自动控制的功能。新产品的检测和控制的灵敏度、范围以及精度都有了很大的提高。机电一体化的产品通过自动控制的系统对机械进行控制，使机械规范的进行工作，可以精确的完成来自控系统设定的动作，从而得到最佳的操作，使其不受操作者的主观因素的影响。不但可以提高生产的效率，也大大的提高了产品的质量。
（二）使用性能得到提高
机电一体化的设备基本上都是采用了程序控制和数字显示的方式，操作台上的操作按钮以及操作手柄都已经在逐渐的减少，这样做可以使操作人员进行操作的时候简单、方便。机电一体化的产品是以程序为根本，电子控制系统根据已设定好的程序进行指挥实现操作，系统支持重复操作。
（三）功能得到提高
机电一体化的设备具有复合功能并且得到了广泛的应用，适用面也比较广泛。原有的机械只具有单一的功能、单一的技术，机电一体化的设备技术不再是单纯的只是单一技术，单一功能了，具有了复合的技术与功能，使得产品的自动化和功能水平上都有了很大的提高。
（四）维护得到提高
机电一体化产品维护和调整都变的方便了很多，产品在进行安装和调试的时候，是可以通过改变程序的控制来达到改变工作方式的目的。因此，更加的适应不同对象的需要以及现场的参数发生变化时的需求。机电一体化的的产品具有自动监视的功能和自动化检验的功能，可以在工作的过程中针对所出现的问题自动采取措施，使其恢复正常的工作状态。
二、机电一体化产品的结构
（一）机电一体化产品的机械系统
机械系统主要包括机身、机械传动、框架以及连接等部分。机械系统部分是实现产品功能最基础的部分，因此对于机械的结构要求也就更高了，需要在材料、结构、几何尺寸以及工艺加工等方面来实现产品的多功能、高效率、节能、可靠以及小型轻量等要求。
（二）机电一体化产品的动力系统
机电一体化产品的动力功能和能量都是由动力系统来完成的。动力的系统主要包括电、气、液等一类的动力源，一般的都是以电力为主的，比如电源、驱动电路、电动机等。
（三）机电一体化产品的传感与检测的系统
机电一体化产品在运行中所需要的自身和外在环境的各种各样的参数进行转换，使其成为能够测定的物理量，这个过程都是由传感器完成的。而检测的系统就是对这些物理量进行精确的测定，从而为机电一体化产品提供运行控制所需要的各个种类的信息。
（四）机电一体化产品的控制系统以及信息处理
为了满足机电一体化产品的功能和要求，信息处理以及控制系统接收到了检测和传感系统发送的信息，然后对这些信息进行一些处理、运算和一些决策，对正在运行按照要求进行控制，达到控制的功能。在产品中，信息处理以及控制系统只要是用计算机的软件、计算机的硬件以及各种接口组成的。
（五）机电一体化产品的执行机构
机电一体化产品的执行机构想要完成要求的动作，控制信息占据这重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成产品的主功能。 机电一体化产品的执行机构基本都是运动部件，经常性的采用电液、机械、气动等机构。
三、机电一体化未来的发展方向
（一）机电一体化的智能化
机电一体化技术中一个重要的发展方向就是智能化。智能系统广泛应用得到了机电一体化的研究建设的重视，最重要的应用体现在数控机床与机器人的智能化，以控制理论为基础，融合了人工智能、计算机科学、运筹学、心理学、模糊学、混沌动力学等新的思想与方法，对人类智能进行模拟，致使新一代的产品具有了推理、自主决定、逻辑思维等各种能力，得已达到更高的控制目标，更好的为工业加强效率。
（二）机电一体化的模块化
由于现在生产机电一体化产品的厂家与种类比较多，所以十分有必要研制和开发有着标准的机械接口、电力接口、电气接口、环境接口模块。同时还需要制定各项标准，这样可以方便各个部件，单元的匹配和接口。模块化将会为机电一体化企业铺垫一条畅通的大道。
（三）机电一体化的网络化
网络技术在20世纪90年代是计算机等最为突出的成就。机电一体化的新产品一旦问世，只要是拥有独特的功能，并且可靠性比较高，质量能够保证，相信很快就会风靡全球。现在的网络以及得到了普及，以网络为基础的各种远程操控和监控技术正在兴盛的时期，而远程的终端本身就是一种机电一体化的产品，因此机电一体化肯定也会向着网络的方向发展。
（四）机电一体化的微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，是指机电一体化向微型化的方面发展，国外称之为微电子，它的特点是体积小，耗能少，运动灵活。
四、小结
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一、前言
现代科学技术,特别是微电子技术和计算机技术的发展,使得传统的机械系统的设计受到了极大的冲击，电一体化产品在机械系统中发挥着越来越重要的作用。机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息机电一体化机电一体化技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。机电一体化是一门独立的综合叉学科，现已发展到光机电一体化、机械智能化和微机械化阶段。目前，机电一体化技术已经在的各个领域已得到广泛的应用，在机械系统设计领域也发挥着越来越重要的作用。
二、机电一体化机械系统概述
机电一体化是在传统的机械技术基础上，综合应用机械技术、信息技术、微电子技术、自动控制技术、软件编程技术等技术,根据优化组织结构目标和系统功能目标,以智力、结构、运动、动力和感知组成等要素为基础,进而对各个成要素和各要素之间的运动传递、信息处理、能量变换、接口耦合、物质运动等进行研究,使整个系统进行结合与集成,并在系统控制程序的信息流控制下,形成物质的和能量的有规则运动,在高质量、高功能、高精度、高可靠性等方面实现最佳功能价值系统工程技术。机电一体化的产生和发展对机械系统也起了极大的推动和促进作用，它提高了机械系统的性能，完成传统机械所不能完成的功能。一般来说，机械技术只能形成功能有限的纯机械的产品，但与信息技术、微电子技术相结合后，就可以形成机电一体化产品。但并非任何的机械产品都能改造成机电一体化产品，必须要对其零部件也要进行适当选择或替换，再结合相关技术等才能形成机电一体化产品。
图1 机电一体化系统组成结构示意图
机电一体化机械系统是通过计算机信息网络进行协调与控制，主要是用来完成动力学任务的机械及其机电部件的系统。机电一体化机械系统核心是由计算机控制的，包括机械、电子、液压等技术的伺服系统。机电一体化机械系统的主要功能是在计算机协调和控制下，单独由控制电动机、传动机构和执行机构组成的子系统来完成一系列机械运动，完成其系统功能要求。机电一体化机械系统的设计要从系统的角度进行合理化和最优化设计。机电一体化系统的机械结构主要包括执行机构、传动机构和支承部件。（1）执行机构是依据操作指令的要求在动力源的带动下，完成操作任务的直接装置。一般具有较高的灵敏度、精确度和可靠性等。由于计算机的越来与强大的性能，传统作为动力源的电动机已发展为具有动力、变速与执行等多重功能的伺服电动机，从而简化了传动和执行机构。 (2)传动机构是伺服系统的一部分，要根据伺服控制的要求进行选择设计。传动机构不但要满足传动精度的要求，还要满足轻量、低噪声和高可靠性的要求。（3）导向机构一般指起支承和导向作用的导轨、轴承等，为机械系统中各运动装置完成其特定方向的运动提供保障。此外，在机械系统设计时，为获得良好的伺服性能，必须考虑机械结构因素与整个伺服系统的电气参数、性能参数的匹配。
与一般的机械系统相比，机电一体化系统的机械系统要求较高的制造精度、良好的动态响应特性和良好的稳定性。（1）高精度。精度的高低直接影响产品的质量，机电—体化机械系统的高精度是其最重要的要求。机电—体化机械系统其技术性能、工艺水平和功能有很大的提高，如机械系统的精度不能满足要求，则无论机电—体化也无法完成其预定的机械操作。（2）快速响应。机电一体化系统的快速响应要求机械系统从接到指令到开始执行指令指定的任务之间的时间间隔应当短。只有这样，能控制系统也才能及时根据机械系统的运行情况获取相关信息，然后下达指令，从而精确地完成预定的任务要求。（3）良好的稳定性。机电一体化系统要求系统抵御外界环境的影响和抗干扰能力强，机械装置在外界干扰的作用下依然能够保证稳地进行工作。因此，在机电一体化系统的机械系统设计中，一般应当满足无间隙、低摩擦、高谐振频率等要求。此外，机械系统还要求具有高可靠性、寿命长、体积小、重量轻等特点。
三、机电一体化机械系统的设计
1.机械传动设计
机械传动系统的方案设计是机械设计工作中的一个重要组成部分，是最具创造性的设计环节。正确合理地设计机械传动系统，对提高机械的性能和质量、降低机械的制造成本和使用费用等都是至关重要的。机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置,是一种扭矩和转速的变换器,其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配,并可通过机构变换实现对输出的速度调节。机械传动设计的任务，是将动力机产生的机械能传输到操作机械上,因而机电一体化系统中机械传动系统的设计也就是伺服机械传动系统设计。在机电一体化系统中, 在一定程度上伺服电动机的伺服变速功能替代了传统机械传动中的变速机构,只有在伺服电机的转速范围满足不了系统要求的情况下,才会通过传动装置进行变速。由于机电一体化系统对快速响应指标要求一般都会很高，机械传动装置不仅要解决伺服电机与负载间的力矩匹配问题，还应当大力提高系统的伺服性能。因此，机电一体化系统要求机械传动部件转动应当满足惯量小、摩擦小、阻尼合理、间隙小、轻量和高可靠性等要求。因此机电一体化机械传动系统具有传动链短、转动惯量小、尽可能采用线性传递、无间隙传递等设计特点。
2.机械结构设计
机电一体化的机械结构仍属于传统机械技术的范畴,在满足伺服系统对其稳、准、快要求的前提下,从整体上说应该是朝着高速化、精密化和轻量化的方向发展。因而在进行结构设计时，必须要对具体的零部件的设计提出了更高、更严的要求,应当综合考虑到各个零部件的制造和安装精度、结构刚度、稳定性等具体情况。可以通过一些措施来改善机械结构零部件特性，如采用新材料和钢板焊接结构来提高支承件的刚度、采用合理的截面形状和尺寸、采用低摩擦系数的导轨提高运动的平稳性。近几年在结构上也出现了并联形式,如并联机器人、并联机床等,极大地简化了机械结构,提高了产品的刚度重量比及精度。除了以上两个方面以外,机电一体化机械系统设计还需工程技术人员在设计方法上大胆创新,充分利用已有的模块,,并且在设计之初,就考虑到产品在制造、使用过程中对生态环境的影响。
四、结束语
由于机电一体化的迅速发展，机电一体化技术已逐步渗透到机械工业的每一个领域，几乎不受行业的限制。机电一体化是机械设计理论的发展，设计好机电一体化机械系统是机电一体化产品的前提。面对日益发展信息时代,掌握机电一体化机械系统设计的思路,是开发机电一体化产品的关键所在。伴随着机电一体化技术的不断发展其机械部分的设计将会朝着结构更简单，控制更容易，可靠性更好，性能价格比更高的方向不断发展。
参考文献
篇11
引言
机电一体化经历了自然产生和发展的过程，20世纪年代70初，经日本科技工作者系统地概括和总结，形成了比较完整的机电一体化概念，越后由于大规模集成电路技术和微型计算机技术的迅速发震，使得机电结合的形式更加灵活活，内容更加丰富，应用更加广泛。我国的机电—体化经过几十年的发展取得了重大进展，主要表现在下面几个方面。
1 机电一体化的内容
1.1机电一体化技术是从系统工程观点出发，应用机械、电子等有关技术，使机械、电子有机结合，实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术，主要包括技术原理和使用机电一体化产品（或系统）得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群（族）的总称。
1.2机电一体化系统（产品）由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体，具有满足人的使用要求的最佳功能，机电一体化系统（产品）。主要是指机械系统（或部件）与微电子系统（或部件）相互置换和有机结合，从而赋予新的功能和性能的新一代产品，有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。
1.3机电一体化工程（ 机械电子工程）是机械工程与电子工程的综合集成，即给定机电一体化系统（或产品）“目的功能”与“规格”后，机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统（产品）中的具体应用。
1.4机电一体化思想体现了“ 系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电机一体化、机电液一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。
2机电一体化技术的发展方向
由于机电一体化技术是多学科技术交融的技术，因此其发展的程度必然受制于其相应支撑技术的发展，同时其相关技术的发展也必然促进机电一体化技术的发展。
2．1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向，而机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、生理学和混沌动力学等新方法，模拟人类智能，使它具有自学习、自组织、自适应、思维和决策等能力，以求得到更高的控制目标。
2．2模块化
机电一体化产品种类繁多。让它们自由地交换信息是一项十分复杂的事，因此有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等的机电一体化产品。如果机电产品能够象“搭积木”那样让需求者根据要求自由组合，那么无论是对资源的节约，还是服务于各行各界，都有着其巨大的作用。
2．3 网络一体化
由于网络的普及，推进了全球化的进程。而基于网络的各种远程监控技术，让家用电器网络化成为可能。把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统(Computer Integrated ApplianceSystem，CIAS)，使人们无论在家里还是在外面，都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此，机电_体化产品无疑会朝着网络化的方向发展。
2．4微机电化
微机电化指的是机电系统主要装置的特征尺寸在亚微米至亚毫米范围。微机电系统产品由于体积小、耗能少、运动灵活，在军事、生物医疗、航空、信息等方面具有不可比拟的优势。
2．5 绿色化
绿色化主要是指产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。
3机电一体化技术的应用
在人们的日常生活当中，自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的，因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下，接收指令，进行能量转换，从而得到目标输出。电子控制驱动系统框架见图1。
对于精密传动来说，需要在执行元件输出终端进行传动测量，如测量其位置、速度、加速度，同时将所测得的数据反馈给电子控制装置，让其进行比较，进行误差修正控制，最终实现精密传动。电子闭环控制驱动系统框架见图2。
当有多个执行元件，其输出动作规律各不相同时，一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的形式，另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系，可以让它们单独来工作，也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。图3为PC机二级管理的多驱动电子闭环控制系统结构框图。若工作联动内容经常变化，就应该构建一个可以直接识别联动输出的软件，将联动输出写入软件当中，让其直接转化为控制程序，这样就能灵活地应对动作输出的需求。图4为装载了位置控制模块的PC机二级管理多驱动电子闭环控制系统结构框图。
上述机电一体化技术的应用，仅论述了如何将传感技术、信息处理技术和驱动技术等技术简单的融合，各部件都是以模块形式搭建的，而模块间的信号传输及所涉及到的接口技术和信息处理技术是其中的重点。所以，在机电一体化技术应用中，以全局最优的观念去设计机电一体化产品，并且解决好每个功能模块信息处理和传输的问题，是能够迅速地利用好机电一体化技术的方法。
结束语
综上所述，机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果，是人们为了满足社会日益丰富的需求而不断地对已有的技术进行变革创新并且使它们有机结合的一门综合性技术。。因此，机电一体化技术对我们人类的发展有着极其深远的意义。
参考文献
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[2]杨兆伟，刘锦．机电一体化技术的发展趋势与分析[J]．机电产品开发与创新，2007
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1.20世纪90年代以来，欧美、日本等国家将机械技术、电子技术结合起来广泛应用于各个领域。它着重强调了机械技术与电子技术的结合逐渐产生了机电一体化这门学科。机电一体化是一门注重应用的跨学科的边缘科学。它使系统更优化，从而产生体积更小、功能更强的新一代智能化产品。
2.随着计算机的发明与应用，它与传统机械技术结合产生了数控机床技术。数控机床的问世，写下了机电一体化历史的新的篇章。它使机械制造装备业快速进行了技术革新和发展。自从第l台数控铣床问世以来，数控装备形成庞大的数控制造装备产业，每年全世界的产量有10万台左右，产值达几百亿美元。我国的数控机床技术也有了快速的发展，在制造业领域有了广泛应用，形成了繁荣的供求市场。
3.微电子新技术的加入为机电一体化带来了新的发展契机。几乎所有的传统产业只要与微电子技术结合，用集成电路芯片进行智能改造，就会使传统产业重新焕发青春。可编程序控制器PLC、电力电子等技术的发展为机电一体化的发展提供了坚实的基础。
4.激光技术把机电一体化更是把机电一体化推向高速发展轨道。以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了物理学、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的进步。
二、机电一体化技术的发展方向
以微电子技术、软件技术、计算机技术、通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也影响着机电一体化的发展趋势。机电一体化技术将向以下几个方向发展。
1.光机电一体化方向。一般机电一体化系统是由传感系统、能源（动力）系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。利用光学技术的先天优点，就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。
2.柔性化方向。未来机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在这种系统中，各子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同环境条件做出不同反应。
3.智能化方向。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术的发展。
4.仿生物系统化方向。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，往往在结构上处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。
5.微型化方向。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。机械和电子完全可以“融合”，机体、执行结构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。
三、机电一体化在教学中改革创新
目前部分高职院校对机电一体化专业人才培养规格的定位由于各高职院校的服务区域和学校教学传统及教学资源的不同，他们的机电一体化专业人才培养规格各有其特殊性。
1.大部分高职学院以传统机械制造业为基础，开发了以现代加工制造技术为主的数控技术应用专业，该专业的人才培养规格是：①工艺规格的编制及实施；②传统机械加工的工装设计；③数控加工程序的编制；④数控机床的操作、加工调试、维护与保养；⑤数控机床的安装调试；⑥数控机床故障诊断为初步维修。
2.高职机电一体化专业人才培养规格新要求（1）学校与企业在人才培养规格上的认识差距。根据对本次调研材料对比分析，学校与企业在人才培养规格上认识和实践方面有差距；①学校偏重于技术岗位，企业偏重综合实用岗位；②学校希望学生有后劲，企业希望学生立竿见影，马上有劲；③学校传递给学生的知识和培养的能力综合度不够，企业则对综合度要求高；④学校希望按专业培养人才，企业希望按项目培养人才；⑤学校的教学内容偏重理论，企业注重理论的实际运用。
3.现代企业技术岗位职责的新变化根据机械、电子行业的有关调查，现代企业技术岗位对人才的要求同过去相比有较大变化：①工作负荷（劳动强度）要求在降低，工作责任心的要求在提高；②专项技能要求在降低，综合理论知识要求在提高；③与物交流的能力要求在下降，与人交流的能力要求在上升；④对适应一个岗位的技能要求在下降，对适应多个岗位的技能要求在上升。
4.机电一体化技术的发展催促着教学内容进行改革机电一体化专业教学内容的改革涉及教学内容的选择、组织、实施等。围绕着教学内容而展开的工作复杂，社会对机电一体化专业性人才的需求、办学指导思想、学校教师整体教学水平、教学设备仪器和教学场地及日常教学经费等问题的相互制约，教学内容的改革只能循序渐进。
机电一体化专业的教学内容丰富，处理不好就容易成为知识的堆积。从调研情况来分析，重理论、轻实践，教学内容陈旧，实验和实训装备缺乏，双师型教师数量不足等问题不同程度困扰着机电一体化专业的教学改革。
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前言
我们所处的知识经济时代是一种全新的经济形态，它最突出的特点在于知识和信息的传播网络化和无形化交易的迅猛发展，内外环境的动态性越来越强，这也不断催生信息技术和工程技术的变革。随着科技的进步，机电技术的发展必然走向电子化，是现代科学技术发展的必然结果。机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合的新的技术，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。
二、机电一体化技术概要
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。一般来说，机电一体化技术是机械工业实现自动化控制的一个重要的标志。随着机电一体化技术的不断发展，目前，机电一体化技术已经发展为具有自身特色的新兴学科。基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及程序编写技术等群体技术，根据各个板块的功能和优化组织的目标，将各单元的功能尽量设计合理化，在功能多、质量高、可靠性好、能耗低的基础上展现特定功能价值，并最大限度优化整个系统的工作任务。因此，我们所说的“机电一体化”包括了“产品”和“技术”两个部分。将上述的各项群体技术进行综合的融合也就是机电一体化的主要任务。
三、国内外机电一体化技术发展历程与现状
1、国外发展历程与现状
国外的机电一体化技术于20世纪40年代代开始发展，经过萌芽阶段之后，于20世纪60年代向通信、控制、计算机技术发展，正式进入发展阶段，这个阶段是机电一体化技术的飞跃与转型的关键时期，这个时期内的机电一体化技术呈现多元化的迅猛发展态势，机电一体化产品层出不穷。20世纪80年代之后，以美国为主的西方国家为机电一体化技术的发展制定了一系列的发展策略，并大力推动机电一体化技术朝着智能化、网络化的方向迈进，智能化的机械工业产品不断涌现，今后，机电一体化技术仍会以智能化作为发展和改革的核心，智能化的机电一体化产品会为机械工业领域的发展奠定坚实的基础。
当前，全球机电一体化技术的发展除以智能化为核心和主要标志之外，还与激光技术、微细加工技术得到了很好的融合，其中，激光技术的加人，产生了“光机电一体化”的先进技术类型，大大拓宽了机电一体化技术领域范围；微细加工技术及相关设备的融合为电子技术的发展和革新提供了有力的支持。
2、我国机电一体化技术发展历程与现状
我国20世纪8O年代开始发展和革新机电一体化技术，并在技术与环境上给予了很大的支持。机电一体化技术在我国机械工业领域发展的这3O年来，国内社会经济及人民生活水平得到了很大的提升，人们对产品品质及种类的需求量越来越大、要求越来越高，传统机械制造业发生了很大的变革，机械制造业积极引进了国外先进的机电一体化技术和理念，将机电一体化列为国家高技术重点研究领域，研发了一系列拥有我国独立知识产权的产品和技术，使机电一体化领域取得了很大的进展。目前，我国机电一体化技术的发展主要体现在数控应用技术、流水线工业机器人及计算机集成制造系统等方面。
尽管我国机电一体化技术相比国外一些国家起步晚、技术发展程度低，但从近年来的发展态势和发展速度上看来，国内机电一体化技术领域前景广阔。目前，我国机电一体化技术发展中存在的主要问题有：技术研发与发展基础薄弱，支持力度不足；技术发展与产品研发不成正比，未能在产品上得到充分体现；技术对国民经济贡献不够。
四、机电一体化的发展趋势
机电一体化的发展是向智能化方向迈进。二十世纪9O年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有以下几个方面：
1、智能化。智能化就是要求机电产品有一定的智能，具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。人工智能技术在糊数学、灰色理论、神经网络、生理学、心理学和混沌动力学等领域得到不断与进步和发展，为机电一体化技术在智能化发展奠定了良好的基础和开辟了新的出路。
2、数字化。接口技术和微控制器的发展奠定了机电产品数字化的基础，数字化要求机电一体化产品的软件具有可靠性高、容易操作，普遍性，自诊断能力，可维护性及优质的人机界面。
3、模块化。模块在整个系统中是一个相对重要的工作。目前，生产机电一体化的厂家繁多，种类不能统一。在环境接口、动力接口、机械接口的研制开发过程中要逐步统一到标准化的接口道路上来。例如研制具有变频调速、集减速电机一体的动力驱动单元；具有图像处理、视觉、测距和识别等功能的电机一体控制单元等。此时，在研发设计产品时，可利用标准模块化单元相对比较快速研发出新的产品。从而避免各种相互冲突的关系，并能使之系列化、标准化。
4、网络化。信息网络应用技术的快速兴起和发展给各个领域都带来了变革。基于计算机网络普及的基础，各种远程控制和监视技术也不断发展。远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，人们足不出户可充分享受各种个科技带来的便利和好处，因此 机电一体化产品朝网络化方向发展是必然的趋势。
5、自源化。机电一体化产品自身带有能源是自源化最好的诠释，比如燃料电池、大容量电池和太阳能电池。因为很多场合由于电源的缺少使得很多产品不能使用，所以，自带动力源是非常有必要的。
6、人性化。任何产品必然会向人性化的方向发展，机电一体化产品也不例外，不但要完善产品性能，还要在造型、色彩等方面与环境相协调，使产品更加自然，更加接近人们生活习惯。
7、微型化。微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统指的是可以批量制作的，集微型机构、微型传感器、和信号处理，直至接口，通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品具有体积小、耗能少、运动灵活的显著特点，在生物医疗、信息等方面具有非常明显的优势。
8、绿色化。绿色产品指的是低能耗、低材耗、低污染、可再生利用的产品。机电一体化产品的绿色化主要是指在产品使用过程中不污染生态环境，产品寿命结束的时候，还可分解和再生利用。
五、结束语
机电一体化技术是振兴机械制造行业与国民经济的不可或缺的部分，是机械工业技术、电子计算机技术及信息科学技术的融合与交叉的产物。机电一体化发展至今，还处于发展阶段，并朝着智能化、网络化的方向不断发展，必将具有更加广阔的发展前景。
参考文献：
【1】杨保群．机电一体化技术发展及应用简介[j]．微电机，2009
