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所谓的机电一体化技术，指的是利用电子信息技术，改善生产机械的可控性、自动化和生产效能。而且，在机电一体化的实际应用中，其表现也非常令人满意。随着我国经济规模的进一步扩大，对机电一体化的发展水平也提出了更高的要求。而作为机电一体化技术发展的后起之秀，中国在这方面的进展也表现出了一些独特的特点。
1.我国机电一体化技术的发展现状分析
1.1.发展速度很快
自从我国实施改革开放的战略国策以来，经过长期的中外技术交流，我国机电一体化技术获得了长足的进步。而且，随着我国机械技术和电子信息技术的进一步发展，机电一体化技术的前进步伐也越来越快。这主要得益于以下几个因素：首先，我国政府对机电一体化的研究非常重视。无论在研究资金还是在研究人员上，都给予了鼎力支持。特别在新的发展时期，国家对机电一体化研发的投入进一步加大，使得我国机电一体化的发展没有了后顾之忧；其次，我国经济对机电一体化技术的需求非常强烈。《资本论》中说：只有有需求，才会有供应。随着我国社会生产水平的进一步提高，机电一体化的需求市场也越来越大。在市场需求的强烈刺激下，机电一体化技术的快速发展也在情理之中；最后，国内外在机电一体化技术方面的交流也日益频繁。由于我国在机械和电子信息技术技术水平方面和发达国家存在着很大的差距，通过广泛而深入的技术交流，我国可以在吸收国外先进技术的技术上进行进一步的消化，从而促进我国机电一体化技术的快速发展。
1.2.整体技术水平仍然不高
虽然我国机电一体化技术的发展速度非常快，但由于发展起点比较低，发展时间也不长，使得我国机电一体化技术整体水平仍然不高。特别在电子信息技术的发展水平上，与国外先进技术相比差距多达二三十年。由于电子信息技术是机电一体化技术的核心，一旦这方面存在落后，就会在很大程度上降低机电一体化的整体发展水平。而且，机电一体化发展中还存在发展不平衡的情况。例如，在尖端信息技术方面，尤其在集成电路和超高集成电路方面，整体发展水平并不落后，有些还走在了世界前列。但是，在机械技术和控制技术方面，发展步伐就慢得多了。特别在机械技术的发展上，甚至落后于韩国等中等发达国家。总而言之，我国机电一体化技术整体技术水平仍然不高，还需要科研部门继续努力。
2.我国机电一体化技术的未来发展趋势探讨
2.1.模块化发展
所谓模块化，指的是在机电产品生产过程中，将复杂的零部件简单化，尽量减少零部件的数量，并尽可能地统一规格，从而提高机电一体化技术的发展水平以及机电产品的生产效率。在传统技术状态下，由于机电一体化产品的零部件比较多，规格在比较复杂，不仅使得机电产品的运行效率不够高，也在很大程度上影响了生产效率。为了进一步提高机电技术的整合水平，业界提出了机电一体化技术模块化的发展思路。在西方发展国家，机电一体化模块化技术已经发展到了相当高的水平，并且取得了非常好的经济效益，对促进机电一体化技术发展的作用也非常明显。但是，我国模块化技术的发展还处在概念研究阶段，还没有投入到实际应用中。因此，模块化是我国机电一体化技术的未来重点发展方向之一。
2.2.智能化发展
智能是知识以及运用知识解决问题的总和，智能化是21 世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。使机电一体化产品具有智能化，就是使机电一体化产品具有人的部分智能，即一定的分析、思考、独立判断能力。机电一体化技术的智能化发展水平，代表了一个国家机电技术整体实力。而且，机电技术的智能化所带来的好处也是显而易见的：一方面，智能化的机电产品能够在很大程度上代替认的职能，从而节约大量的人力资源。而且，智能化程度较高的机电产品还能够独立完成一些比较危险的生产任务，从而在最大程度上保证生产人员的安全；另一方面，智能化机电技术能够大幅度地提高生产效率。智能化机电技术的中央处理系统能够自主地处理生产任务，能够组织生产流水线，还能够处理一些生产故障。这种智能化的机电一体化技术能够很容易实现高速自主生产，其生产效率是传统生产方式的数倍甚至数十倍。虽然我国在机电一体化智能技术方面的研究取得了不小的进步，且逐渐开始了实际应用。但是，这种机电产品的整体技术水平不够高，生产成本也比较高昂。因此，在未来的一段时间内，智能化和降低应用成本，是机电一体化技术发展的重要任务。
2.3.微型化发展
随着集成电路和超高集成电路的不断发展，电子元器件的体积越来越小，质量也越来越轻，使得机电一体化技术呈现出了微型化的发展趋势。机电一体化技术的微型化有两大好处：一方面，更小的体积不仅使得机电一体化产品更加便于安装和应用，也能够在很大程度上降低生产使用成本。例如美国研发出的微型无人机，体积仅仅只有一只蜜蜂大小，但它的探测和侦查能力却非常强大，而成本仅仅几十美元，堪称微型机电技术的典范；另一方面，机电一体化技术的微型化，还有助于大幅度地降低能量消耗。传统的机电设备一般体积比较庞大，单位时间内需要消耗大量的电能或者油料，而且操作也不够灵活。而在机电技术微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且灵活性也大大增强，拓展了机电技术的应用范围。因此，机电技术微型化，是我国科研工作者的努力方向之一。
2.4.人性化发展
发展机电一体化技术，开发机电一体化产品，其最终目的是为人类服务，离开了以人为本这个原则，任何技术、产品都是没有前途的，因此，如何赋予机电一体化产品的人性显得越来越重要。这就需要，一方面，机电一体化产品将模仿生命机体实现某功能；另一方面，机电一体化产品将注重产品和人的关系，体现出人—机—环境的高度协调性。例如，在国内某大型电器生产企业，就十分看重机电一体化技术和人的有效契合。在布置生产线的过程中，无论在设备的选型上，还是在安装调试上，都以“最方便”工人操作作为主要的参考因素。特别是为了进一步实现“人机合一”，该企业还按照人因管理的理念，要求机电设备的生产厂家针对本企业公认的一些特点，进行特殊化改造，使得工人在操纵这些机电生产设备时，不仅能够很快做到得心应手，还大大节省了体力和精力。
2.5.绿色化发展
现代工业在提高人们生活水平的同时，也带来了非常严重的环境污染。随着可持续发展理念的提出，绿色发展就成了各行各业共同的目标。机电一体化技术也是一样，绿色化的发展是一条必走之路。因此，我国的科技工作者在研究机电一体化技术时，务必要本着节约能源、节约材料和少用或者不用有毒材料的原则，进行家电产品的研发与制造。特别是在生产机电产品电路板的过程中，应当尽可能地降低有毒重金属的使用量，同时尽量应用可降解的高分子合成材料，从而实现环境友好化。
3.结束语：在科研工作者的不写努力下，我国机电一体化技术在智能化、微型化和模块化等方面取得了重大进步。相信在未来的一段时间内，我国一定能够赶上国际先进水平，从而促进我国的经济发展。
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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).
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篇3
一、概述机电一体化
所谓机电一体化，指的就是把电子技术引入到机构（包括主功能、信息处理功能、控制功能和动力功能）的各个功能上，把机械装置和电子化设计以及软件结合起来所形成的系统。其特征为：它从系统的观点入手，综合运用各种技术（包括微电子技术、机械技术、计算机技术、传感测控技术、借口技术、信息以及其变换技术、软件编程技术、电力电子技术等）通过系统功能和优化组织的目标，实现各功能单元的合理配置和布局，还有实现其他特定功能，同时优化整个系统。以上所述而产生的系统构成机电一体化系统，或者是机电一体化产品。所以，机电一体化是以产品和技术为主，而后者是在以上群体技术的基础上进行有机融合，而不是单纯的技术组合和拼凑，而机械电气化和机电一体化的本质不同就在于此，机械工程技术仍然是属于传统机械，最主要的功能还是代替体力，而机电一体化除了能够通过微电子装置取代一些机械部件的之前功能外，还赋予了很多其他新的功能（例如自动显示记录、自动诊断和保护、自动调节和控制、自动处理信息以及自动检测等）。从某种意义上来讲，机电一体化既延伸了人的手和肢体，也延伸了感官和头脑，实现了智能化，这是真正与机械电气化的区别。
二、机电一体化的发展情况
从其发展情况上来看，大致可分三个阶段。第一阶段是在二十世纪六十年代，是初级阶段，这个时候，人们通过电子技术不断对机械产品的性能进行完善，尤其是二战的时候，战争加速了电子技术和机械产品的结合，最先是运用在军队上，然后开始民用，这对战后经济的快速恢复来说是件好事。可是当时的电子水平一般，两者的结合还不够深入，所以对开发的产品也不能广泛推广。第二阶段是在二十世纪七八十年代，这是一个迅速发展的阶段，此时，控制技术、通信技术、计算机技术都为机电一体化的发展奠定了基础，很多集成电路和微型计算机都不断发展，这样的物质基础促进了机电一体化的发展。第三阶段是在二十世纪九十年代，这个阶段最明显的特征就是机电一体化向智能化迈进，因为此时光学还有通信技术被引入到机电一体化当中，而且微细加工技术也在机电一体化中开始发挥作用，同时建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系都开始逐渐成熟，另外，例如人工智能技术、光纤技术以及神经网络技术都在各自领域获得了成功，这些因素也为机电一体化指明了方向。
就现在形势来看，我国的机电一体化技术和国外比起来还是有很大差距，从国内外开发煤矿机电大功率厚煤层点牵引采煤机来分析，其技术分析如下。
第一，总体技术。由国外公司（Eickhoff公司）开发的SL500系列采煤机，其规格如下，截高为2米～6米，截割功率为2×825 kW，装机总功率为1 965 kW。而由JOY公司开发的7LS5型采煤机规格如下，截高2米～4.8米，截割功率为2×750kW，装机总功率为1 860 kW。通过对比来看，国内引进了6LS3，6LS5 和 7LS5 型 6 台，SL500 型 3 台，EL3000 型 1台，最大装机总功率为1 860 kW，最大截高为5.5米，国产现有的采煤机其规格如下，最大装机总功率为1 200 kW，最大截高4.9米，而正在研究的MG750/1820 - GWD 型采煤机，最大装机总功率为1820KW，最大截高5.5米，通过参数规格的对比，唯有最后型号的采煤机才和世界先进水平接轨，之前讨论的都是有很大差距。
第二，交流变频电牵引技术。JOY牵引功率能够达到 2×110 kW，是最大的，其次是Eickhoff ，其可以达到2×90 kW。而国内牵引功率最大才为2×55kW，即使是正在研究的也只是能和Eickhoff牵引功率持平，也为2×90 kW。交流变频电牵引采煤机的自动调速技术在国内外都比较成熟，而我国采用的能量回馈型四象限运行的交流变频电牵引采煤机技术在世界处于领先地位。
第三，工况检测、故障诊断技术。国外采煤机是微机控制，而且传感器比较多，信息量比较大，显示屏大，显示点也多，能够通过数字和曲线的形式显示，可远程记录和传输工作数据和故障信息。国内只是在研的采煤机其控制系统才和世界水平接轨，其特点如下：实现控制电机变频调速箱的功率和温度、液压系统压力和温度以及减速箱油温，实现恒功率控制和自动调速、记忆截割和区域速度控制、远程通讯和集中控制以及多点操作及显示，还有数据存储等。
第四，自动调高技术。通过位置传感器和计算机的记忆截割技术实现起来比较容易，例如引入的SL500采煤机拥有的传感器比较多（同步位置、采煤机位置、机身纵向和横向倾斜等）具有两种功能，记忆截割和固定截割高度，现在在用的采煤机能够实现记忆截割。
第五，远程通讯和集中控制技术。通过电缆LS500采煤机和顺槽集中控制站进行连接，而其又和液压支架控制系统、工作面输送机、转载机和采煤机相连，通过中继站连接数据转换器，可以集中和远程控制地面设备和顺槽设备。
三、机电一体化发展趋势研究
第一，智能化。机电一体化中的智能化现在越发受到人们的关注，而且应用也越来越多，例如机器人和数控机床的智能化就是其具体应用，在以后必将是一个发展方向。
第二，网络化。计算机技术最突出的就是网络技术，通过网络技术实现远程控制和监视的技术一直都在不断研究，其远程控制的终端设备本身也是机电一体化产品。
第三，微型化。其在二十世纪八十年代兴起，把机电一体化引向微型机器和微观领域。微机电一体化的产品都比较小，而且能耗也少，比较灵活，在军事、医疗信息等方面都有很好的应用。
第四，绿色化。其旨在产品设计、制造、使用和销毁的过程中，能够避免对环境造成污染，不影响人类身体健康，而且不破坏生态环境，同时可以回收利用，利用率比较高。
第五，系统化。最明显的特征就是其总线结构仍为开放式和模式化。系统能够进行灵活组合和剪裁，而且寻求实现多子系统协调控制和综合管理，另外比较突出的特征就是通信功能比较好。
四、结语
总而言之，机电一体化的出现是个必然，其是社会生产力发展到一定阶段以后，众多科学技术发展相互融合的结晶。机电一体化涉及的技术比较多，随着社会的需求和技术的不断进步，机电一体化还会覆盖越来越多的科学技术，它们相互结合的机会越来越多，也定为机电一体化的发展做好铺垫工作。
篇4
一、机电一体化技术应用现状
机电一体化技术，是运用系统综合利用微电子、计算机网络、自动化处理、传感测控、信息变换、自动控制等方面的群体技术，通过把机械设备以及电子技术相结合，使得机械设备的信息处理方面、动力方面以及控制方面的功能进入智能化和自动化状态的工程技术。虽然机电一体化在我国的研究和应用起步较晚，但我国自起步开始就不断加大投入，以期弥补与他国的差距，目前已经在一些方面取得较大成就，诸如工业机器人制造、数控方面以及计算机系统集成制造等方面。
（一）工业机器人制造
目前，我国已将工业方面机器人的操作技术进行了优化，机器人的软件及编程等设计技术和控制技术等关键技术得以解决，机器人的规模和应用范围逐渐扩大化，相应的配套设备得以开发。
（二）数控技术
在数控技术方面，我国多年来一直借鉴外国先进经验，同时坚持自主研发，目前产业形式已经成形。关键技术都已具有自我研发能力，生产能力已经形成，极大促进工业众领域的发展，已为我国综合实力的增强发挥巨大作用
（三）计算机现代集成制造
当前，我国已经从CIMS转变为“现代集成制造和现代集成制造系统”。这一系统已经对原来CIM/CIMS的内涵进行了从广度和深度上的扩展，是将人、管理和技术进行综合集成后的结果。国内对该系统的应用已经较为广泛，具有良好的经济效益。
在计算机技术与集成电路等不断发展的基础上，机电一体化已经随之向更高方面发展。机电一体化产品的应用已经十分广泛，除日常生活之外，也应用到生产和其他各个方面。还有一些人聚焦到电子智能方面的深入研究上，使其向更加智能化这一目标迈进。可以想见，科技不断进步的今天，机电一体化技术必将达到更为先进的层次，取得的成果也会更多。
二、机电一体化技术的智能化趋势
现代社会对科技的要求已逐渐向着智能化、模块化、网络化、微型化、环保化等发展，这些方向都是未来的主流发展方向，机电一体化技术要作为机械工程领域的未来，势必将无法避免与这些方向接轨。而作为引领未来科技主要求的智能化，是机电一体化的发展必须追随的方向。
（一）微处理器的发展与人工智能
自上世纪九十年代后期，人工智能这一模块已经引起人们的广泛重视，各国纷纷将重点转移至如何实现更高层次的人工智能化上来。所谓智能化描述的是机器的行为，它是将来自各学科的新思想和新知识充分整合，以控制理论作为基础，使得机器具有能够自主决策、简单逻辑思维和判断推理等能力。尽管机器不能够具有和人等同的逻辑思维和判断能力，但是在一些具有较高性能，运转速度更快的微处理器的发展基础上，令机器智能化实现略微低级的地步是可以实现的。
（二）计算机科技崛起与人工智能
现今社会计算机科技迅速崛起，并且日渐普及，数字化产品设计和生产具有良好的基础，虚拟设计和超级计算机等技术已经十分先进。数字化结合到机电一体化当中时就需要其操作软件达到更高条件，如：操作性强、可靠性高、具自我诊断维护能力等等。实现人工智能化之后，机电产品可具备一定智能，也就能够实现远程操作，自我诊断和自我修复这些功能也都是可以实现的。在这一方面，数控机床有异于传统机床就在于实现机电一体化，例如智能I/O接口的设置、添加的人机之间对话功能以及智能更新的数据库，其操作和使用等十分便利。
（三）人工智能理论的加入与人工智能
人工智能的进步和发展继续进行过程中，以模糊控制理论、小波理论和神经网络理论、灰色理论以及混沌与分岔等为代表的人工智能理论也已经糅合进机电一体化的进程中。光纤技术以及通讯技术的加入，微细加工的拓展，丰富了人工智能理论的内容，为机电一体化的人工智能增加了筹码，开拓了更为广阔的领域。
（四）人工智能化与绿色化
科技发展日新月异，带给人的不是只有便利，产生的巨大变化当中也包含着对环境等的影响。机电一体化的受益对象是人，人的智能和情感等人性化体验相对来说也极为重要，因此也要关注到人机关系，在色彩以及造型方面进行改进使人感觉到协调一致，满足人的各类需求，达到更加舒适自然的目的。享受物质的同时，不可避免会对环境造成一些破坏性的效果，如：环境恶化，资源浪费。因此可持续发展策略应运而生。绿色产品的观念要深入人心，机电一体化在达到智能化的过程当中，必须兼顾绿色化。
三、结语
机电一体化不可能单独发展，它是多门科学技术多种学科交叉发展的整合和结晶。它是社会生产力达到一定水平之后必然出现的一种技术体系，目前已对人们的生产和生活的水平等的提高起到了极为重要的作用。有许多与其相关的科学技术也都得到了更多的发展，由此可见技术融合已经成为一种趋势，随着越来越多的研究深入，一定会出现更多的融合技术，使得技术领域更为便利和有效。在走向更高智能化的道路上，机电一体化的前景必然十分广阔，带来更高层次的社会进步。
篇5
二、机电一体化发展现状
20世纪60年代以前为第一阶段，称为初级阶段。人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。在二战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械与电子两技术的结合还不可能广泛和深入发展。
20世纪70到80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。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展露头脚，出现了光机电和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的分析和集成方法、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，更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用并把机电一体化技术列为“863计划”中。
三、机电一体化发展趋势
1.智能化趋势
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。 “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、模糊数学、心理学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
2.模块化趋势
模块化是一项重要而艰巨的工程。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机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元间匹配。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，对生产标准机电一体化单元的企业规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.网络化趋势
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，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已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
4.微型化趋势
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
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现代的科学技术正以迅猛之势进行发展，极大的推动了不同领域之间的交叉渗透与融合，机电一体化就是不同领域之间交融的产物。机电一体化产品是在原有的机械产品的基础上，融合了微电子技术与计算机的技术所生产出的新产品。机电一体化的产品应用在工业上，大大提高了工作效率以及工作的质量，已经在工业中得到了普遍的使用。
一、关于机电一体化技术的特点
1、性能得到提高
机电一体化的生产设备在原有的基础上加以改进，使得它在生产安全以及可靠性的方面都有了很大的提高。机电一体化的产品一般都具有报警、自动监视、自动保护、自动诊断等功能。在工作期间如果遇到了一些突发的状况，比如过载、过流、短路等一些问题，机电一体化的产品能够自动采取保护的措施，尽可能的避免或者是减少设备和人身的事故，对于设备使用的安全性有了显著的提高。
2、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。
3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。
4、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。
5、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
机电一体化的产品是通过自身内部各个组成部分功能的综合与协调来实现它自身的功能。从机电一体化产品的结构方面来看，该产品具有智能化、自动化以及多功能等特点，但是想要实现这种多功能基本需要该类产品中拥有五种内部的功能，就是主功能、检测功能、动力功能、控制功能以及执行的功能，而机电一体化产品或者系统都是由这些功能的组成部分和技术构成的。
1、 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。
2、 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。
3、 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。
4、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。
5、 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
1 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。
2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。
3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。
4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。
5机电一体化的系统化
系统化的特征之一就是将系统的体系结构更进一步采用开放式与模式化的总线结构。系统可以进行灵活的组态，裁剪和组合，同时寻求实现多子系统的协调控制以及进行综合管理。第二个特征就是它的通信功能得到了加强。
总结：
经过本文的分析，可以看出，机电一体化并不是一个孤立的个体，是一个由很多科学与领域交叉融合后的产物，随着时代的发展以及生产力的需求，机电一体化的发展是必然的，因此机电一体化的技术将会有着广阔的发展前景。
参考文献：
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机电一体化是一项综合的机械电子技术。其融合了机械、电工电子、微电子、信息以及传感器技术等，并将这些技术充分地应用到实际问题的解决当中。
机电一体化的发展现状
20世纪90年代后期，机电一体化技术已经进入了智能化新阶段，这说明机电一体化已经进入了深度发展阶段。随着光学以及通信技术的不断融入，微细加工技术已经成为了机电一体化中的重要技术。并且，演变出光机电一体化以及微机电一体化。另外，机电一体化建模设计、分析以及集成方法，也已经呈现出深入研究趋势。
随着人工智能、神经网络以及光纤技术的创新与发展，机电一体化步入了新的发展阶段。并逐步形成了完整的机电一体化科学体系。国内对这方面的研究工作起步较晚，上个世纪八十年代才开始深入研究与应用。随着对其重要性认识的不断加强，2010年，国家发展纲要中对机电一体化技术的发展动向以及其深远影响进行了充分的探索。目前，在国家政策的宏观促进下，我国的各大高校、研究机构以及相关的企业集团对机电一体化技术进行了深入的应用与研究。不过，同欧美的一些国家相比，仍存在一定的差距有待于进一步提高。
机电一体化的发展趋势
机电一体化随着计算机信息技术以及机械技术等领域的快速发展，其未来将朝着数字化、智能化以及网络化等方向发展。
1.数字化发展
微控制器的不断创新与发展，使得机电产品向数字化方面发展成为可能，例如：数控机床以及机器人等。并且，随着计算机网络技术的快速发展，虚拟设计以及集成制造等功能的实现为机电一体化产品设计与制造数字化打下坚实基础。数字化的实现，有助于远程控制以及维护的有效实现。
2.智能化发展
智能技术的快速发展，使得机电产品智能化实现成为了可能。具有“智能”的机电产品，可以拥有类似于人类的逻辑思考模式，对事物进行简单的推理和判断。例如：在CNC数控机床上，配置智能输入/输出接口以及智能工艺数据库，不仅能够有效降低操作人员的工作量，还能够降低大量的维护成本。同时，随着神经网络、小波理论等人工智能技术的不断进步与创新，机电一体化的智能化优势将会越来越大。
3.模块化发展
目前，机电一体化产品品种众多。为机电一体化标准机械接口、动力接口以及环境接口集成的单元模块提供了良好的发展前景。例如：构建动力驱动单元，使其具有减速以及变频调速功能。或者，同时具备图像处理以及识别的电机一体控制单元。
4.网络化发展
随着网络技术的不断发展，网络产品价格日益下降，为其的普及工作带来了便利条件。以网络为基础的各类远程监控技术逐渐发展起来。其远程控制终端便是机电一体化产品，当发展到一定程度时，人们可以利用家庭网络对家庭中的各项电气设备进行计算机集中管理，进而享受更加现代化的生活。
5.人性化发展
机电一体化产品最终的服务对象是人，在设计的过程中，为其增加类似于人类的智能以及情感等人性化特征，以便于为人类提供更加人性化的服务，是机电一体化产品的设计需要，也是一个必然的发展趋势。
6.微型化发展
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。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），各种微构件等。
7.绿色化发展
绿色环保是所有工业发展的必然趋势，机电一体化也不例外。随着科技的快速发展，人们的生活也发生了翻天覆地的变化。然而，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
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机电一体化是一个综合的概念，包含了技术和产品两方面内容，它首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包含技术基础、技术原理在内的，使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术，机电一体化产品是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代机电产品。
二、机电一体化发展现状
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：第一阶段（又称初级阶段）是20世纪60年代以前，这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认；第二阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展；第三阶段，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。
我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863 计划”。在制定“九五”规划和2010 年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。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，但随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了对机电一体化技术的研究力度，并将其确定为国家高技术重点研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩。
三、机电一体化发展趋势
1.智能化
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、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
2.光机电一体化
光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高功能和附加值；产品具有体积小、重量轻、适应性强、使用寿命长、操作更方便的特点。
3.网络化
由于网络的普及，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已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
4.微型化
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
5.绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色产品在其设计、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，设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。
6、柔性化
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机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外机械上得到应用。20世纪80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。
目前机械的电子(微电脑)控制系统主要用以实现如下功能:
1)在线监控、自动报警及故障自诊
即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。
2)节能降耗,提高生产效率
例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高了。
3)自动化或半自动化程度的提高
煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。
4)其他应用
一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。
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引言：现代科学技术的发展极大地推动机械工业领域的技术改造与革命。在机械工业领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”的发展阶段。迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，并蓬勃向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。
1.机电一体化概述
1.1机电一体化的定义
所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从字面上的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。
1.2机电一体化的关键技术
机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。
1.2.1信息处理技术
所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。
1.2.2精密机械技术
精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。
1.2.3自动控制技术
自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。
1.2.4检测与传感器技术
检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受，以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。
1.2.5伺服驱动技术
伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。
1.2.6系统总体技术
系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。
2.当前机电一体化技术主要的应用领域
2.1数控机床数控机床及相应的数控技术
经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在:总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构；开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益；WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制；大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能；能实现多过程、多通道控制；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
2.2柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
2.3交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
3.机电一体化的发展状况及趋势
3.1机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：
（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。
（2）20世纪70—80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受，末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。
（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，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，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。这些研究，使机电一体化进一步建立了坚实的基础，并且逐渐形成完整的学科体系。
3.2未来机电一体化技术的发展趋势
在未来，利用高新技术对机电一体化进行改造与提升，机电一体化涉及的学科领域很广，是一门独立的综合性、交叉性学科，我国应更加注重对机电一体化产品的自主开发与技术创新，利用高新技术对机电一体化产品进行创新设计，推进产品设计的智能化，自动化和快速化，才能赶上或超过世界发达国家机电一体化水平，提高产品的市场竞争能力。
此外，新一代的机电一体化系统的开发，设计和研制各种性能优良、稳定高效的机器人和机电一体化设备，实现各种作业的柔性化和自动化，使机械设备具有更高的柔性。其具体表现在：
（1）计算机集成制造系统。在CIMS发展过程中，要注重人机一体化。在CIMS系统，中处于核心地位的过程控制级计算机，应配备必要的硬件和一定的软件功能。在软件方面，要做到计算辅助设计(CAD)和计算辅助制造(CAM)与硬件的有机结合，在发展过程中，要重视基本技术，不盲目追求高度自动化，数字化，逐步实现机电一体化的柔性、自动化、全局化。
（2）智能制造技术。智能制造系统(IMT)是由智能机器和人类专家组成的人机一体化系统，是在人类专家的指导下，做到人机的有机结合，而不是取代人，智能制造系统具有很强的自律能力。人机一体化能力，高水平的人机一体化(即虚拟制造技术)，在软件的支持下，有一定自组织能力，自我优化能力，自我修正能力，欧美各国都花费了很多人力物力在这方面的研究。
（3）绿色化也是机电一体化未来的一个研究热点，绿色化是指产品在其设计、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。
4.结语
机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。
篇11
随着科技的进步与工业的发展，不同学科之间的相互联系共同发展的现象越来越普遍，这些都极大的推动了社会生产力的进步，使工程技术掀起了一场 革命，促进了机电一体化的形成与发展。所谓机电一体化，就是指一种几种学科相互交叉形成的复合技术，其是机械技术与其他高科技技术相互结合而形成的新的产物，也是现代社会发展形势下工业的必然发展方向。这对于提高机械工业的生产技术、产品结构、管理模式等都是具有很大推动作用的。目前我国的机电一体化已经取得一定的发展成果，但相较于其他发达国家来讲，还是有着一定的差距，还必须要不断的进行改革发展，提高科技水平，以促进国内机电一体化水平的提高。
一、机电一体化的核心技术
一般来讲，机电一体化主要是由两大部分组成，即软件技术与硬件技术。其中硬件的组成部分大致有机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分，因而若要进一步的提高机电一体化的发展，就必须要对这些核心技术进行不断的创新与改进。
1、机械本体技术。机械本体对于机电一体化技术的影响主要体现在其性能的高低、质量的和精度的大小等几点内容上，而当前的机械主要是以钢材为主要的原材料，因而在减轻其质量时，可以考虑从更换质轻的材料入手，用非金属的复合高性能材料作为机械的主要结构材料，以此来减少驱动系统的负荷，以提高控制系统的效率，从而实现降低能耗、提高机电效率的目的。
2、传感技术。传感器的最大作用是为了提高其通信能力，即其可靠性的大小、灵敏度与精确度的高低都是影响到机电一体化的技术水平水平的。
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
3、信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
4、驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
5、接口技术
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
6、软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域:数控机床、计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）、工业机器人。
2．机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段：20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。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。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。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”中。在制定“九五”规划和2010年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，
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：
1、智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
2、系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。
3、微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。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。
4、模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。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机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
5、网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，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。
6、绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
篇12
一、我国配电网建设的现状
如今，我国有意识地改变原先的“重发电、轻输送配电”的现状，并取得了一定的成果，使得整体上配电网的设置都趋向了正规、合理。但是由于我国在配电网规划上发展较晚，依旧存在一些不合理的因素。
1.基础差、底子薄。基础差、底子薄是我国配电网建设的真实写照。在过去的电网建设中，由于缺乏早期的勘测、考察和规划，导致我国配电网的设置分布不合理，供电线路较长，损坏较严重。一些城市出现了市中心电源丰富，周边村落电源稀少的现状，这种情况致使一些周边农村长期处于没有电用的状态。
2.电路结构不合理，转换复杂、不灵活。我国在电网建设中呈现出电路复杂、互相交错、难以移动等现象。近电远送、电网接线复杂、迂回供电、专用线路占有主线路过多等不合理的安排也为之后重新建设新电路结构带来了极大的不便，也增大了电路维修的困难。
3.供电质量下降，故障多。由于基础差、底子薄，加上线路设置的不合理，就必然会影响供电的质量和效率，降低了供电的可靠性。直到现在还有很多地区都在采用架空线输送电能的方式，这也直接影响着供电的可靠性。同时，采用这种架空线路的方式，故障出现的频率较高，容易引发电路漏电、触电等事故的发生，增加了危险性。
二、我国城市配电网规划存在的问题分析
由于一直倾向于对发电能源的开发，很少关注于基础的配电网的建设，致使我国电力事业建设出现偏颇。随着科学技术的不断发展和信息产业的出现，高速度、高质量、安全、可靠成为了人们对电力发展的新要求。这也迫使专家和相关的工作人员对配电网规划作出了重新的审视，对城市配电网的规划进行了新的研究，并取得了一定的成果，但基于各方面的因素，我国城市配电网规划还面临着一些问题。
1.城市发展不稳定。国家建设部2003年提出“以人为本，以安全舒适为基础，重新调整修改城市建设规划”。该规划指出，各个城市应根据自身特色和现代化建设的需求，重现对出现的不合理的城市规划进行修改，将城市规划的重点放在危房改造、处理城市垃圾、缓解低收入家庭的住房条件的目标上来，同时建设相应的市政基础设施和文化设施，努力改善城市综合服务和人居环境。这个规划的提出对于城市电网建设来说既是好事，也是难题。城市规划标准的提高必然影响着城市电网建设的提升，但是由于每个城市的发展状况都不一致，而且也在不断改进和变化，这给城市电网配电网的规划带来相当大的困难。
2.城市规划的衔接存在问题。城市电网规划的衔接问题一般分为两方面，城市电网规划和城市规划衔接存在问题，城市电网建设和城市建设衔接存在问题。这两者相辅相成，互相影响。城市规划包含电网规划，电网规划又对城市规划起着至关重要的作用。依据规划进行建设，所以也导致城市建设与电网建设之间有着很深的摩擦。城市在规划中一般是同一时间编制，所以在面临突发问题时不能及时快速地进行修改和协调，导致了城市规划与电网建设规划之间出现问题。另一方面，城市建设和电网建设有时候不能同时建设，这样也导致了资源的极大浪费。
3.配电网规划数据难以统计收集。配电网在建设过程中需要海量数据进行考证和收集，以保障能做出合理有效的电网规划，同时还要注意各方面的因素。如前期考证、收集数据时耗费大量的人力资源，花费大量成本等，这都需要我们事先做好规划。但是这样的复杂大工程，其实施难度可想而知，也是摆在我们面前的一个巨大难题。
三、城市配电网规划问题的若干解决措施
城市配电网规划牵扯着国家现代化建设的步伐，更对整个电力系统的发展具有重要意义，所以我们要排除万难，将城市配电网的规划落实到实处，真正为电网建设的可靠性和经济性、安全性做好先驱保障工作。结合笔者多年来的工作经验，分析当前解决城市配电网规划问题的措施，为在以后配电网建设中指明一些方向。
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2机电一体化的发展现状
我国机电一体化技术发展始于上世纪六十年代，从一片空白到当前人工智能技术的广泛应用，这充分证明了我国机电一体化发展飞快，并且很快的成为影响人们生活和生产不可或缺的重要技术基础。当前随着集成电路和计算机系统技术的快速发展，我国机电技术发展也朝着更高层次方面去前进，无论是我们经常使用的电视机，还是工业生产中使用的流水线生产设备，或者是电子数码产品，都可以看到机电一体化技术的应用。但是相对于国外其他国家机电一体化发展水平来讲，当前我国机电一体化发展还存在很多缺陷和不足，具体来讲其主要体现在以下几个方面的内容：其一，机电一体化产品质量难以保证，很多机电产品还处于较低的层次中，难以在激烈的市场中占据有利地位，属于机电一体化产品体系中的最低层次；其二，机电一体化的技术基础比较薄弱，自主研发能力欠缺，专业化机电一体化设计人才缺乏，难以保证机电一体化技术创新发展；其三，机电一体化技术进步趋势不明显，高水平的机电一体化产品在整个工业体系中的比重不大，其对于经济增长造成的影响也不是很明显。当然随着人们对于机电一体化产品的认知不断提升，需求不断增加，国家政策环境不断完善，科研创新能力不断提升，上述的各种问题都将一一解决，由此引领我国机电一体化技术朝着更加理想的方向发展和进步。
3机电一体化的发展趋势
立足当前机电一体化的发展现状，依照当前机电一体化发展规律和特点，对于机电一体化的发展趋势进行预测，并且依照这样的预测结果去引导机电一体化的技术创新和理论研究工作，是很有必要的。具体来讲，当前机电一体化的发展趋势主要呈现在以下几个方面：
3.1光学化
原始机电一体化系统主要是有传感系统，能源系统，信息处理系统，机械结构等部件构成，相信随着光学技术的融入，不仅仅使得传感系统，能源系统和信息处理系统的性能得以提升，还打开了机电产品设计的新格局，即光机电一体化。其特点主要体现在以下几个方面：其一，层次多，覆盖面积比较广泛；其二，结构不断简化，方便操作；其三，精度得以不断提高，功能朝着多样化发展；其四，可靠性不断提升，保证了稳定运行，并且有着较高的使用寿命。
3.2智能化
机电一体化技术的智能化，主要是指将计算机技术运用到机械设备中去，只要输出简单的程序命令，就使得机械设备按照理想的方式去运行。其技术优势主要体现在：技术应用范围比较广泛，需求的技术人员不多，实现了劳动力的缩减，可以达到资源优化配置的作用；其二，依靠智能技术，使得机械设备能够做好简单重复操作的工作，但是在人工智能技术体系不断健全的背景下，机电一体化系统下的机械设备活动能力将越来越灵活，甚至可以具备基本的逻辑判断思维，能够自发的根据情况进行自我决策，以达到预期的运行效益。以数控机床的诞生为例，其就是利用数控技术，采用计算机对于机械加工过程进行控制和管理，发挥驱动单元和机械执行的效能。
3.3环保化
为了机电一体化的发展同样需要秉持可持续发展观，处理好机械设备运行与资源消耗，经济发展质量之间的关系。因此，新时代的机电一体化也需要向着环保化的方向发展和进步。具体来讲，其主要体现在：其一，在进行机电一体化产品设计的时候，融入环保理念，将生产，包装，使用和销毁等多个阶段考虑进去，本着提高资源利用率，减少环境污染的目的，去进行优化设计；其二，从机电一体化能耗消耗的方向入手，保证机电一体化系统效益发挥的同时，实现机电一体化能耗量的降低，引导其朝着集约化的方向发展和进步。
