機電一體化的核心技術及應用領域論文

　　機電一體化的核心技術及應用領域論文

　　【摘 要】現在科學不斷發展，極大的促進了各個學科的相互融合，機電一體化是現代科學技術發展的必然結果，本文簡述了機電一體化技術的基本概要、核心技術、應用領域，并指出機電一體化的發展趨勢。

　　【關鍵詞】機電一體化 核心技術 應用領域

　　一、前言

　　人類進入了一個新的世紀──21世紀。

　　回顧過去的20世紀，人類的經濟和科學技術發展成果超過了過去所有世紀的總和。

　　傳統的學科正在脫胎換骨，新的學科不斷問世，技術的融合程度比任何一次技術革命都高。

　　機電一體化技術產生于這一背景之下，自然符合科技發展的規律，也是機械學科發展的必然結果。

　　“機電一體化”這一技術術語最初來源于日本學術界，他們根據英文的Mechanics(機械學)和Electronics(電子學)兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機電一體化”，Mechantronics一詞從學科角度可以翻譯為“機械電子學”，我國科技界也經常直接使用“機電一體化”作為漢語的表達詞匯。

　　機電一體化是把傳統機械的多種功能與電子技術緊密聯系，它是一門新興的綜合性科學。

　　其實它在技術上并沒有什么新發現或新發明，而是把機械技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術等多門學科有機的聯結在一起，形成了一門有著自身體系的學科。

　　機電一體化是以這些學科為基礎，最后形成了一門綜合性的技術，而不是各門技術簡單的拼湊，這就是機電一體化同機械自動化的最大區別。

　　隨著電子技術的迅速發展，從而帶動了機電一體化的發展，機電一體化將在未來的發展中起著至關重要的作用。

　　二、核心技術

　　機電一體化的核心技術主要在于硬件和軟件。

　　(一)機械技術.機電一體化是以機械技術為基礎，機械技術側重點是怎樣與機電一體化相適應，機電一體化是取其精華去其糟粕，利用各科學發展的高、新技術來更新自身概念。

　　機械本體應該從改善自身性能、減輕質量和提高工作精度等幾個重要方面方面考慮，以此減少工作時能量消耗，提高工作效率。

　　為了提高機械系統的傳動精度和工作穩定性，機電一體化要具有高精度、快速響應性、良好的穩定性。

　　(二)信息處理技術。

　　由于微電子學的迅速發展、信息處理技術的普及極大的促進了機電一體化的發展。

　　信息處理技術包括信息交換、信息存取、信息運算和最終決策等，實現信息處理的工具是現在已經普及的計算機，所以計算機技術的發展與信息處理技術緊密相聯。

　　要更好的發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性從而提高信息處理的速度同時解決信息處理的抗干擾問題。

　　(三)檢測技術。

　　檢測與傳感技術指與傳感器及其信號檢測裝置相關的技術。

　　由檢測技術自身的功能，傳感器的主要功能應提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等，并且要經受各種嚴酷環境的考驗，因此必須提高其抗干擾能力。

　　由此可見，發展檢測、傳感器技術是機電一體化發展的必然趨勢。

　　(四)自動控制技術。

　　在無人直接參與下，自動控制技術能通過控制裝置讓被控對象或過程的被控量能按照人們事先預定的規律變化的技術。

　　自動控制技術應用非常廣泛，主要由自動控制理論、機械控制系統的設計、仿生學中的系統仿真、工作時現場的調試、可靠運行等從理論到實踐的整個過程。

　　制動控制技術的難點在于自動控制理論的工程化與實用化，這是因為被控對象與理論的控制量存在較大的差距，從而需要反復調試和修改，才能達到最佳效果。

　　現在微型機的應用非常廣泛，自動控制系統已經成為機電一體化中十分重要的一部分。

　　(五)軟件技術。

　　機電一體化的發展過程中僅僅發展硬件是不夠的，必須在發展硬件的同時發展軟件，但是軟件的更新速度太快，這樣就導致研制成本提高了，為了降低成本，應該推行軟件標準化等措施。

　　三、機電一體化的應用領域

　　(一)數控機床。

　　經過多年的發展數控機床已經得到了廣泛的應用，數控機床又稱數字控制機床，它是一種裝有程序控制系統，通過數字化信息對機床的運動及加工過程進行控制的機床。

　　數控機床主要由動力源、操作機構、傳感器、電子控制單元、執行器等組成。

　　數控機床具有很高的柔性，能實現編程自動化，具有更高的可靠性以及強大的通信功能，還可以實現多種控制的功能。

　　數控機床的發展給機械領域的提高起到了促進作用。

　　(二)機器人。

　　機器人是眾所周知的一種高新技術產品，是典型的機電一體化產品。

　　其最早是人們幻想出來可以聽從人們的命令，任勞任怨的從事各種勞動。

　　經過幾十年的發展，機器人技術已經形成了綜合性的科學。

　　機器人主要由：機器手、操作機構、傳感器、移動機構、控制裝置、驅動器等部分組成，通過各部分之間相互協調，相互配合，機器人已經能靈活的代替人類很多活動，在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農業、建筑、服務、娛樂等領域都有應用。

　　機器人應經成為人類良好的助手和親密的伙伴。

　　(三)現代溫室設施。

　　現代溫室設施是實現作物優質、高效生產的重要設施，也是機電一體化設備應用較密集的地方。

　　主要由：溫室框架結構、覆蓋材料、通風系統、灌溉施肥系統、二氧化碳施肥系統、室內噴霧/屋頂噴淋降溫系統、遮陽/保溫系統、加熱系統、防蟲系統、計算機控制系統及一些必要的生產工具等。

　　可以通過這些設施和計算機系統有效的提供一個適宜的環境條件，為作為優產提供保障。

　　四、結束語

　　與其他科學一樣，機電一體化技術也經歷一個漫長的過程。

　　現在機電一體化已經滲透到各個學科、領域。

　　成為一門新興的科學，為了適應各領域的需求機電一體化的主要發展趨勢體現在智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化、人性化。

　　機電一體化對機械工業也影響很大包括提高性能、擴展功能、簡化結構、提高可靠性、節約能源、操作簡單，可以說機電一體化的發展前景在未來的幾十年里一片光芒。

　　參考文獻：

　　[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京：電子工業出版社.2006.

　　[2]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京：機械工業出版社.2004.

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