机电一体化行业发展篇(1)

【关键词】机电一体化；电动机；机械技术；微电子技术

一、我国发展机电一体化面临的形势以及对策

（一）机电一体化技术发展历程及其趋势。自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，“机电一体化”技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意。“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时及70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将“机电一体化技术”与“机械电子学”并用，近年来“机电一体化”更流行使用。从系统科学的观点来看，机电一体化产品又可称之为机电一体化系统，它是集机械元件和电子元件于一体的复合系统。

（二）我国“机电一体化”工作面临的形势。1.我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度。2.我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。3.我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。

由于电力拖动具有控制简单调节性能好耗损小经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。

近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

（三）我国“机电一体化”工作的任务。我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。

二、我国发展“机电一体化”的对策

（一）加强统筹安排，协调发展计划。目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车！

（二）强化行业管理，发挥“协会”作用。目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构――理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作。

（三）优化发展环境、增大支持力度。优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

三、电动机的发展及工作原理

1、电动机技术发展及现状。电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性好精确度快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。

2、电动机工作原理

目前较常用的主要是交流电动机，它可分为两种：1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。起来，形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形，也可以接成三角形。

综上分析可知，三相异步电动机转动的基本工作原理是：

（1）三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。

（2）转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流。

（3）转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。

四、结论

随着电工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。经历了100多年的技术发展，电动机自身的理论基本成熟。未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批“巨无霸”电机、一批“光怪陆奇”电机将同时展现在世人眼前。

【参考文献】

[1]姜培刚，盖玉先.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2]刘政华.机械电子学[M].长沙：国防科技大学出版社，2009.

机电一体化行业发展篇(2)

【关键词】：机电一体化技术 行业应用 未来趋势

经过多年的发展，我国机电一体化技术实现了迅猛发展，应用在各行各业中，使其生产方式和生产效率受到了变革，并且通过与各个学科的整合，呈现出新的发展趋势。因此，我们应对其在行业中的应用进行简要分析和了解，并对其未来发展趋势进行探讨，为机电一体化技术的从业人员提供建设性思路。

一、机电一体化技术在各行各业的应用情况

1.在制造行业的应用

传统机械制造业一般是依靠重复劳动、大规模生产的方式来获取竞争力的，将传统人力生产转变为机械生产，降低了人的劳动量，提高了生产效率，用较低的成本获取较高的工作效率。而机电一体化在机械制造行业中的应用，实现了机械制造的全球化、信息化和网络化，通过对电子计算机技术的应用，实现了传统机械制造技术与创新科技的结合，产生了虚拟制造、计算机数字控制、现代集成制造系统等创新制造技术，实现了制造行业的飞速发展。

2.在钢铁企业的应用

通过机电一体化技术在钢铁企业中的应用，在钢铁企业中建立了计算机集成制造系统，实现了现场总线技术、交流传动技术等创新技术，并且在生产过程中建立了开放式控制系统，实现了对生产过程的全方面监督和控制。钢铁企业中的计算机集成制造系统，将整个生产过程联系在一起，使管理者能够从原料进厂、生产一直到产品发货的全过程中，都能够实现控制和管理。现场总线技术能够对取代传统信号传输技术，使更多的信息通过智能化仪表装置与高新控制系统相连接，实现信息的双向传递。开放式控制系统能够对不同厂家的仪器进行兼容，实现资源互享，进一步扩大了钢铁企业的信息交流速度。

3.在饮料行业的应用

机电一体化技术是当前发展最为迅速、成果最为广泛的技术之一，在饮料行业中也得到了广泛应用。当前，食品、饮料包装的设计和开发环节都应用了机电一体化技术，形成了具有连贯性的生产线，不仅使生产自动化程度得到提升，也大大提升了生产效率，降低了人为操作中存在的误操作行为，使饮料、食品的质量得到提升，使饮料企业在国内外市场中的竞争力得到提升。

二、机电一体化技术的未来发展趋势

1.网络化趋势

网络技术的快速发展使得各行各业出现了新的变革，并且网络的普及使得很多行业都实现了远程操控和监视。这种远程控制的设备就是机电一体化产品，能够将家庭中的所有设备连接在一起，实现集成电器系统，使人们在家庭中就可以享受机电一体化产品带给人们的好处。同时，这种远程机电一体化产品还能应用在工厂、办公室中，给人们的生活和生产带来便捷。

2.数字化趋势

随着计算机网络技术与机电一体化技术的融合，使机电一体化技术不断向着数字化的方向发展，出现了很多数控机床和机器人，并出现了虚拟设计等数字化设计，使机电一体化产品更加稳定、安全，并具有易操作性、便于维护、能够自我诊断等特性，并且能够实现远程操作和维护。

3.人性化趋势

机电一体化产品不仅应用在生产中，也应用在人们的日常生活中，因此机电一体化技术的人性化发展，除了使各项功能更加完善，符合人类的操作习惯，还能够使造型更加与人们的生活环境相协调，使人们在使用机电一体化产品的时候，能够更加贴近生活习惯。

4.微型化趋势

早在二十世纪八十年代，就有科学家对机电一体化提出了微型产品和微观领域的发展趋势。机电一体化的微型化发展主要包括两个方面的含义，一方面是指机电一体化产品的尺寸向着微小的方向发展，制作几何尺寸不小于一平方厘米的机电产品，并且向着微米、纳米发展，体积较小的机电产品能够在生物、医疗、军事等方面发挥不可替代的重要作用；另一方面，机电一体化的微型化是指对机电设备进行精细程度更高的的设计，例如加工生物智能计算机的芯片。在建各行各业中，精细化程度更高的机电一体化产品能提升建生产的准确性，对测量、勘察等方面的工作都提供了更高的支持和保障作用。

5.绿色环保化趋势

可持续发展一直是我国经济发展的主题，也成为当前世界各国的共同努力方向。传统的机电设备在运行的过程中会或多或少的产生一些噪音、沙尘、化学物质等，而当前机电一体化的发展方向就是尽量降低机电设备对环境的污染和对人的健康的伤害。而绿色环保技术在机电一体化产品中的应用和推广，将更好的践行了环境保护对可持续发展的重要性。尤其是在各种工厂的建设过程中，都应用了大量的机电设备，因此机电设备绿色环保化的发展也是工程建设和城市发展所需要考虑的问题。

6.模块化趋势

生产和研制机电一体化技术和设备的企业有很多，在研制和开发的过程中，很多接口的尺寸和大小并没有形成规范，使不同厂家的机电一体化技术在应用的过程中没有兼容性，影响了机电一体化技术的应用便捷性。因此，在未来的机电一体化技术和设备的研发过程汇总，模块化趋势将更加明显，厂家更加注重研制具有标准机械接口、动力接口和环境接口的机电一体化产品单元模块，这样能够快速研制出新产品，有效缩短研发时间，将创新机电一体化设备快速投放到市场中。

三、结语

随着时代的发展，机电一体化技术也得到了越来越多人的关注，并希望机电一体化技术向着现代化、智能化、信息化发展，改变人们的生活，给人们的生产带来更多的便捷。因此，我们应关注机电一体化技术在各行各业中的应用，并注重对其未来发展趋势进行思考，通过多学科的交叉和融合来创造更加新颖的产品，满足人们的生活和生产需求。

参考文献：

[1]周璇. 机电一体化技术在煤矿中的应用和发展趋势[J]. 科学之友，2013，10：15-16.

[2]杨卫平. 关于机电一体化技术的应用及其发展趋势的探讨[J]. 电子技术与软件工程，2015，12：124.

[3]郭广超. 机电一体化技术的应用及发展趋势探讨[J]. 电子世界，2014，06：196.

机电一体化行业发展篇(3)

关键词:机电一体化技术；应用；发展研究

科学技术的持续革命，使得整个社会都在以飞快的速度迈向科技化，科学技术对人类整个生活的影响日益紧密，机电领域当然也不可能脱离时代的怀抱，一枝独秀。在科学技术革命的影响下，机电一体化技术也逐渐应用于社会的相关行业，就笔者知道的就有很多煤矿都在采用机电一体化技术。机电一体化技术现如今应用状况和未来的发展又是怎样，这些都有待进一步探索、研究。

1机电一体化技术

机电一体化在20世纪90年代才开始进入发展的新阶段，纵观接近20年的发展成效，机电一体化技术取得了一定的成就。所谓机电一体化技术就是将机械、电工以及计算机等多种器械、技术融合在一起，并将其综合应用到相关的领域中。具体说来，机电一体化技术主要包括综合运用机械技术、自动控制技术、电子技术、计算机技术、接口技术、信息变换技术、传感测控技术以及软件编程技术。机电一体化技术的优势主要表现在以下几个方面：首先，采用多种技术和设备，功能众多，应用范围广，显著的提高生产质量和效率；其次，应用各种软件，尤其是编程技术，不仅应用效率高，而且检查和维修非常方便；再者，机电一体化技术和设备自带监督和控制功能，对于提高运行安全具有至关重要的作用，优化使用性能，显著的提高使用效率和质量。

2机电一体化技术的应用

机电一体化技术在我国各个领域都具有广泛的应用，典型的应用主要包括工业机器人、钢铁企业、煤矿机械以及数控机床等，具体表现为：

2.1机电一体化技术在工业机器人中的运用

现阶段，大量智能化、数字化的工业机器人，逐渐的取代传统的人工流水线作业模式，智能工业机器人的广泛使用，不仅能够解放了大量的人力，同时还显著的提高了工业生产水平和质量。此外，随着机电一体化技术在工业机器人优化、升级和换代中的应用，能够推动机电一体化技术逐渐的向数字化、智能化以及机械化方向发展。

2.2机电一体化技术在钢铁企业中的应用

机电一体化技术在钢铁企业中的应用，能够将仪器仪表、显示装置、通讯装置、工控系统以及微机系统联合起来，在提高钢铁企业的生产可靠性、安全性、质量以及精度等做出了重大的贡献。机电一体化技术在钢铁企业中的应用优势具体表现为：其一，其在高炉控制系统中的应用，能够实现系统的智能化控制；其二，计算机控制中心利用信息采集系统对钢铁企业各个单元的数据信息进行采集，并由计算机控制中心通过网络通信系统对各单元进行动态的控制；其三，利用现场总线技术，显著的提高信息数据通信传输效率和质量；其四，利用计算机集成制造系统对生产过程进行全面控制，为实现钢铁企业的一体化管控奠定坚实的基础。

2.3机电一体化技术

在煤矿企业中的应用机电一体化技术在煤矿企业生产中的应用，能够有效的提高煤矿机械设备的运行质量和效率，显著的提高矿井运输和安全监管效率，并且煤矿机电一体化设备重量轻、体积小、功能众多、操作方便等优点，降低操作人员工作强度的同时，在很大程度上提高煤矿的生产效率和质量，在提高煤矿企业经济效益方面发挥着至关重要的作用。

2.4机电一体化技术在数控机床中的应用

数控机床以其独特的优势被广泛的推广和应用在工业生产中，目前数控机床逐渐的多元化、数字化方向发展，通过将机电一体化技术应用在数控机床中，能够推动数控机床向模块化、总线式方向发展，显著的提高数控机床的制造效率和操作精度。同时，机电一体化技术的发展，数控机床逐渐的向智能化方向发展，显著的提高生产效率和精准度，和传统机械生产相比具有明显的优势。

3机电一体化技术的未来发展趋势

机电一体化技术以其独特的优势被广泛的推广和应用，并且随着科学技术的发展和应用，推动机电一体化技术不断的创新和发展，机电一体化技术的未来发展趋势主要表现在以下几个方面：

3.1绿色环保趋势

在低碳、环保的时代背景下，机电一体化技术的应用能够有效的提高资源的利用率，最大化的发挥资源的价值，降低资源的浪费，显著的降低对生态环境的破坏或者不良影响。同时，随着绿色、环保、可持续理念的推广和进一步深入，机电一体化技术不仅能够降低污染物的排放和资源的浪费，还能够对污染物进行回收和在利用，最大化的发挥资源的价值，实现经济效益和环境效益的双赢。

3.2微型化趋势

现阶段，不仅宏观经济逐渐的向微观经济发展，以机电一体化技术为代表的机械行业，也逐渐的想微机械方向发展，尤其是纳米技术、微米技术的推广和应用，为机电一体化技术和产品想微型化发展提供了便利。同时，微型机电一体化产品材料消耗少、重量轻、能耗低以及体积小，不仅在工业机电行业具有广泛的应用，在刑侦、医疗以及生物技术方面也具有良好的发展前景。

3.3智能化趋势

随着科学技术的快速发展，当今社会逐渐进入智能化时代，智能机器人的研发和在生活、工作中的应用，不仅能够代替人的大多数功能，而且部分功能比人类自身更加强大，并且智能机器人可以升级、改造，将生理学、管理学、自然科学、运筹学等知识编入智能机器人芯片，能够不断的丰富和完善智能机器的功能，其在机电一体化领域的应用，能够显著的提高机电一体化运行和工作效率。

3.4网络化趋势

互联网已经覆盖全球，并且随着计算机网络的推广和深入应用，其在机电一体化领域的应用取得了良好的效果，尤其是“互联网+物联网”的模式，在推动机电一体化向方格化和网络化方向发展发挥着至关重要的作用。结束语机电一体化技术的应用领域还比较少，所发挥的效力也比较有限。在未来的发展中，还需要众多的技术支撑。为了更快地推进我国工业化的实现，机电一体化技术是工业机械化发展的必然趋势。

参考文献

[1]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013(08):231.

[2]刘耀海.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势[J].信息系统工程,2012(10):89+95.

[3]梁俊彦,李玉翔,林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007(25):53-54.

机电一体化行业发展篇(4)

关键词：机电一体化技术；现状；发展趋势

中图分类号：TN810文献标识码： A

一、机电一体化概述分析

针对当前机电一体化技术的相关要点和关键点进行分析，是全面的研究技术重难点的一项重要的工作。机电一体化主要是通过将电子电工技术、机械化技术、微电子技术、接口技术、信息数据传感技术、信号技术等进行全面的融合，并且将融合之后的工艺应用到实践的生产之中。总的来讲，机电一体化技术是基于上述技术群体而产生的一种新型的、综合性极强的技术，不仅仅是将微电子技术以及机械技术等进行简单的组合，更是对相关技术的发展和改良。所以，这也是机电一体化技术与机械电气技术的一种本质上的区别。而从实践的应用角度着手，机电一体化技术还可以分为产品以及技术等两个层面，相关的产品可以将人的感官、肢体的动作以及思想等进行延伸，同时机电一体化的技术产品还具有高度的智能化，可以增强当前工业生产与制造工作的制动化程度，在今后也必将为产业的革新带来巨大的贡献。总的来讲，现代化的生产设备之中，机电一体化设备占到了半壁江山，对于行业的影响是非常深远的。

二、机电一体化技术的现状

（一）国内机电一体化技术的现状。大体上机电一体化技术共有三个发展阶段，20世纪60年代之前属于初级阶段，即第一阶段，该阶段人们更为广泛的承认电子技术，并不自觉的加以利用；第二阶段，许多国家对机电一体化技术给予关注，并支持其产品。1989年第一届国际先进机电一体化学术会议在东京召开，这也标志着机电一体化的纵深发展。机电一体化在20世纪90年代后期处于深入发展时期，融入了微细加工技术、通信技术和光学等，形成了微机电一体化与光机电一体化的新分支，深入研究了机电一体化系统分析、建模与集成方法及其发展趋势。其发展现状有以下几点表现：①全部制造业领域基本都应用了机电一体化产品。在工业发达国家30%-40%的机床都是数控机床，工业机器人也趋向系统化与智能化，并以25%-30%的速度在未来几年内呈增长趋势，今后在家庭、娱乐、管理和办公等多个领域都会逐渐应用智能机器人。②单机的机电一体化逐渐过渡到全部制造业的集成化。如今制造业在全球发展的总趋势就是计算机集成制造系统，它将原有部门间的接线打破，将基础定为制造对信息流与物流进行控制，从而有机结合决策经营、开发产品、生产准备、实际生产与管理等环节，综合全局动态。③机电一体化领域引入了激光技术，它结合了电子、机械技术，将机电一体化的应用领域进行扩展，更好的结合了制造业和信息业。④微细加工设备和技术飞速发展，也使许多高新技术的兴起得到带动，对电子产业的发展给予支持，也在一定程度上促进了微机械的产生与发展。

（二）国外机电一体化技术的现状。从20世纪80年代初期我国开始研究并应用机电一体化，国务院在“863”计划中列入了成立的机电一体化领导小组，许多有关机构和院校也对此进行研究。目前在机电一体化技术的发展发面，我国虽落后于欧美等先进国家，但伴随技术革命的开展，我国也进行了更深入的研究，作为我国高技术研究领域的重点，优先支持其发展，也获得了很大进步，主要体现在以下几个方面。①计算机集成制造系统方面。通过十几年的理论与技术准备，计算机集成制造系统在我国取得了一定的进展，清华大学目前已经建成了该工程的研究中心，其他的著名高校也建立了相关的培训中心与实验室。我国有许多行业和省市以及类型、规模不同的企业都在研究计算机集成制造系统，并获得了理想的经济效益，如今该技术已经被引入到了石油化工、冶金、纺织、轻工、航天、电子、机械等各个领域，许多行业也逐渐对其进行关注与投入。②工业机器人方面。机器人的开发研究于1986年被列入我国的国家科技计划，现对其操作机的设计制造、软件编程、控制系统、轨迹规划以及运动学等多种技术均已掌握，生产并应用了一些机器人的关键元器件，开发出了多种机器人，可以水下作业、爬墙或前后行走等。我国与工业机器人操作机有关的企业及科研机构目前已经掌握其优化制造技术、设计与编程机器人软件、设计驱动系统的技术、控制工业机器人的技术等，并可以自动生成点焊、弧焊与大型机器人，开发并制备其周边配套设备。③数控技术方面。该技术于1958年起步，在其50多年的发展过程中，先后经历了我国制定的几个“五年计划”，整体来说取得了较为理想的进步。我国的生产能力早在几年前就达到了年产3000多套数控系统、5000多套进给装置和主轴。加工普通级数控机床的精度在近十几年已经从10μm变为5μm，以前3-5μm精密加工中心也达到了1-1.5μm，同时达到了纳米级（0.01μm）的超精密加工精度。

三、机电一体化技术发展趋势

(一)智能化。智能化是对机器行为的描述,是综合现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术在某一方面的应用,是21世纪机电一体化技术发展的重要方向。它使机器能够具备人的思维、推理判断,并具有自主决策能力,达到更高的控制目标,可取代生产过程中人的部分脑力劳动。目前的机电一体化产品机器人、数控机床是智能化的体现,当然现在其技术还不完善,随着智能化所起的作用越来越明显,工程师对机电一体化技术的研究也越来越重视,随着各项技术的迅速发展,机电一体化技术的智能化将会越来越完善。

(二)标准化。机电一体化产品种类和生产厂家繁多,机械接口、电力接口、动力接口、环境接口等只有具有了一定的标准,才便于各部件、各单元的匹配。由于各生产商为了维护自己的利益,目前无论是国际还是国内都没有一个标准。随着经济全球化的发展,经营理念的进步,资源的共享,技术的进步,机电一体化技术的标准化已成为未来的一个发展趋势。机电一体化技术上的标准化有利于新技术、新产片的开发,有利于产品的规模化生产,同时反过来促进机电一体化企业的发展。

(三)网络化。自上世纪末,网络迅速发展,其应用渗透到各个行业,生产方式发生了巨大的变化,机电一体化技术也是如此。计算机网络技术的发展促进了机电一体化技术的进步,而机电一体化技术也促进了网络的发展,例如:网络的各种远程控制的终端设备就是机电一体化的产品。现场总线和局域网技术的应用逐渐出现了集成家电系统、企业内部局域网,人们的生活、工作方式,及企业的生产方式逐渐向网络化发展。为了服务于客户,机电一体化技术必须顺应时代的发展向着网络化方向发展。

(四)精密化。微型机电一体化是机电一体化的一个新的发展方向,它是微机械技术、微电子技术和软件技术的融合,使微型机电一体化产品体积更小、耗能更少、运动更加灵活。微型机电一体化技术在医学、军事、航空、信息领域具有较高的应用价值,发展前景广阔,它还将向微米、纳米级方向发展,在更多的领域发挥更加积极的作用。

(五)绿色环保。资源循环利用,绿色生产、不污染自然生态环境,已成为各行各业继续发展的必然趋势。机电一体化行业也是如此。绿色环保需要做到产品的设计、生产、运输、使用、维修、销毁等环节,不会对自然环境和人类健康造成威胁,在各环节对资源的利用率达到最高,不浪费资源,并且产品停止使用后可回收利用。机电一体化技术及其产品,应当朝着绿色环保的方向发展,走可持续发展的道路。

四、结语

机电一体化是在生产力发展、科学技术进步的基础上发展起来的新型学科,自机电一体化技术产生以来,对工业生产方式,企业管理方法,人们的生活工作方式,军事、医学、信息技术等各行的技术改革都产生了巨大影响。随着时代的变化,机电一体化的核心技术会不断完善,就目前来看,智能化、标准化、网络化、精密化、绿色环保是机电一体化技术的发展趋势,随着科学技术的发展、各项科学技术的亲密融合,机电一体化技术将会越来越完善、在各行业发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]雷耀军. 机电一体化技术的发展与思考探析[J]. 科技创业家,2012,20:87.

机电一体化行业发展篇(5)

关键词：机电技术；机电一体化；创新；智能化；环保

Abstract: the outbreak of the financial crisis, cause the world economic turmoil, China has greatly affected. Modern science and technology continue to promote the development of social productive forces, as the modern science and technology to promote the main source of mechanical and electronic technology plays a more at this time and for important role, to be able to in the fierce market competition environment of advantage, it is necessary to make our own technical structure to get updates, must be committed to mechanical and electrical technology innovation and development. In this paper, at first the electrical and mechanical technology development of the new age, electromechanical integration technology were reviewed in this paper, introduces the characteristics and development of the starting point. And then to our country the current situation of the development of the electromechanical integration technology are illustrated. Finally, the mechanical and electrical technology, prospect of the future trends of the forecast and the forecast.

Keywords: mechanical and electrical technology; Mechanical and electrical integration; Innovation; Intelligent; Environmental protection

中图分类号：TP271+.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

机电技术发展的创新时代——机电一体化技术

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，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”为特征的发展阶段。

（一）机电一体化技术概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将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。

机电一体化发展至今也已成为一门自成体系的新型学科,随着科学技术的快速发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为: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。由此产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

（二）机电一体化技术的特征

1、广而强的应用性

机电一体化技术是以机械为母体，以实践机电产品开发和机电过程控制为基础的技术，是可以渗透到机械系统和产品的普遍应用性技术，几乎不受行业限制。机电一体化技术应用计算机技术，以信息化为内涵智能化为核心，开发和生产了性能更好的功能更强的机电一体

化系统和产品。

2、多层次的系统化

机电一体化是将工业产品和过程利用各种技术综合成一个完整的系统，强调各种技术（特别是微电子技术与精密机械技术）的协同和集成，强调层次化和系统化。无论从单参数、单级控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到柔性及自动化生产线，直到整个系统工程设计，机电一体化技术都体现在系统各个层次的开发和应用中。

3、整体的最优化

从系统工程观点出发，充分利用新技术及其相互交叉融合的优势，实现机电一体化系统（或产品）的高附加值、高效率、高性能、省材料、省能源、低损耗、低污染、省时省力等等。比如采用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高科技机电一体化技术和系统以后，各企业就可以根据社会需求及时调整产品结构和生产过程，几乎不需要重新设计制造工艺设备，大大缩短了整个生产周期。

（三）加快我国机电一体化技术发展的着眼点

1、机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

2、传感技术

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。

我国机电一体化技术的发展现状

作为发展中国家,我国与发达国家相比工业技术水平存在一定差距,但有广阔的机电一体化应用空间。改革开放以来,特别是近年来,受国际金融危机影响,面临国际市场经济激烈竞争形势的挑战,国家和企业充分认识到机电一体化技术对我国经济发展的战略意义,机电一体化技术的研究、应用和产业化受到了前所未有的重视和发展。

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。

（一）数控技术方面

我国数控技术起步于1958年，在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了很好成绩。目前,已具有年产数控系统3000多套、主轴与进给装置5000多套的生产能力。

（二）工业机器人方面

我国1986年将机器人的研究开发列入国家科技计划,现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人的关键元器件,并进入实用化阶段，开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。目前，国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术，解决了工业机器人控制、驱动系统的设计技术，机器人软件的设计和编程等关键技术，还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线（工作站）与周边配套设备的开发和制备技术。现在，我国从事机器人研发的单位有200多家，专门从事机器人产业开发的企业有50家以上，中国市场上总共拥有近万台工业机器人，其中完全国产的工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右。

（三）计算机集成制造系统方面

我国经过多年的理论和技术准备,CIMS已经有了较快发展。目前,已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心,在著名高校和研究单位建立了7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心。2000年，全国已有20多个省市、10多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程,取得了巨大的经济效益。当前,CIMS的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域,正得到各行各业越来越多的关注和投入。

我国机电技术的发展趋势

纵观国内外机电技术应用的发展现状来看，机电技术革新将朝更系统化、网络化、智能化、微型化、环保化等方向发展。

（一）生物系统化趋势

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。

（二）高度网络化趋势

网络技术的高速发展，无疑对机电技术应用产生重大的影响，使其朝着网络化的方向发展。网络的普及和应用，使机电技术远程控制成为一个很现实的操作手法。

（三）集成智能化趋势

智能化即模拟人类智能，具有某种程度的逻辑思维、判断能力和自主决策能力，从而可以取代制造过程中某些人的部分。特别是随着21 世纪的到来，信息处理器速度的快速提高、高性能化，为传感器系统的集成创造了非常有利的条件，进而更有力的推动着机电技术应用

产品向智能化方向转移。

（四）微型化趋势

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。目前，利用半导体器件制造过程中的先进技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

（五）节能环保化趋势

机电技术应用的时代，我们不仅要重视机电技术为工业生产带来的效率，同时也要保护好生态环境，减少环境污染。因此，要不断革新技术，报废回收，发展更多可再生资源作为机电技术应用的原材料。机电技术应用不仅仅是科学技术水平发展到一定程度的结晶，更是社会生产力发展阶段的必然产物，它使传统产业发生了质的飞跃，使工业发生了战略性的变革。因此，认清机电技术应用的前景并对其进行探讨符合社会发展的需求。

结语

综上，机电一体化技术是科学技术高度发达的产物，其发展前景必然越来越广泛，也必然会给世界带来更大的技术力量。但生产力水平的提高离不开人才的培养，因此我国要加强对机电技术人才的培养力度，真正将机电技术提升到高速发展的轨道上来，促进各种技术的交互和融合，将我国机电技术的发展推向更高水平。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004.

[2]梁俊彦，李玉翔.机电技术应用的发展及应用[J].科技资讯，2007.9.

机电一体化行业发展篇(6)

关键词：机电一体化；应用；智能控制；研究；发展

Abstract: in recent years, with the reform and opening up, increasing demand for science and technology and society, China's electronic technology also obtained the rapid development, electromechanical integration technology has been more widely development, various industries in China, including the microprocessor, microcomputer, coal, automobile, dairy industry, construction industry mechanical production, etc.. Mechatronics is a product of many science and technology development eventually formed, is the necessary factor of social development. In the face of today's society the rapid development of science and technology, the development of the birth of a new generation of electromechanical integration products, not just a simple transformation of traditional equipment, more important is to promote the upgrading of equipment, opened a new era for machinery, is an important prerequisite for the development of industrial countries.

Keywords: mechanical and electrical integration; application; intelligent control; research; development

中图分类号： TH-39 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、机电一体化的慨念

我们所说的机电一体化是指在机械的动力功能、主功能、信息功能和控制功能的基础上引进的微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件功能有机结合而组成的系统，这个系统被称为机电一体化。机电一体化技术的重点是工程系统，结合电子机械等相关技术，充分实现最优化的系统或者设备的技术综合。机电一体化技术的重要思想是设计系统性的远离与集成性的技术，工程系统，信息控制理论相结合。

二、机电一体化技术在各个领域的应用

1、机电一体化技术在汽车行业中的应用

汽车的机电一体化主要源于发电机系统，从前的发电机基本都是直流类型的，自从机电一体化技术进一步改进后，广泛的被用于汽车行业。

通过微机控制发电机系统

控制发电机单元的核心部位是利用微处理器设计的发动机集成大规模电路，通过各个传感器接受电压模拟信号传输至发电机单元，信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。将这些信息都作为重要基础，在控制发电机单元对燃料空气比例，点火时间，循环排气效率实施最好的计算，将最终的计算结果当做喷射阀燃料控制与点火设备的驱动信息进行输出，用来对空气与燃料质量之间的比例实施控制。当燃料与空气的比例增加时，燃料十分稀薄，点火就会非常困难，反之比例减少时，打火就会容易很多。

2、汽车雷达系统

在我们日常生活中，经常会找停车位，进行倒车，在汽车正常行驶速度下或者倒车减速时对于前后方距离的观察，检测是否有障碍物体，在有障碍物的情况下就会发出自动报警，进一步提醒司机发生交通意外，这是用到了机电一体化技术中的激光测距雷达系统，方便了我们的日常生活。

行车制动系统

为了使汽车在正常行驶的速度下直接降为直接停车，保证汽车行驶的安全性，在我们的汽车上基本都安装有行车制动器，在早些时候一般都是汽车后轮上装有制动器，但是随着汽车质量和行车速度的提高，仅仅靠后轮停车制动根本不能满足刹车制动的需要，这样才在前轮上也安装了行车制动器，运用了机电一体化技术，更为有效的防止了交通事故的发生。

2、机电一体化技术在机械制造行业的应用

在传统的机械制造行业中工厂的效益主要靠工厂的规模大小、生产产品的数量、产品的结构和质量来进行传统竞争，它主要着重于现有资源的有效利用，用低成本的材料获取高利润，但是传统的机械制造主要靠人力和机械来完成，生产程序过于复杂。而现在的生产制造行业积极采用先进的生产设备、吸收国外的先进生产模式、学习先进的企业管理经验，以全新的模式重组了生产制造型企业，具有了全球化，网络化，智能化的营销网络。现代机械制造行业充分利用了机电一体化技术，将生产技术和生产要求提高了又一新的水平。近些年来许多新型机械技术相继诞生，比如计算机熟悉控制、LED显示、虚拟制造等。

3、机电一体化技术在食品行业的应用

以前在食品包装行业主要是靠人工来进行终极产品的包装程序，生产效率低，常常导致供不应求的状况。在机电一体化技术诞生后，许多工厂引进了自动化生产包装生产线，只需要少量的工人就可以完成操作，在设定的程序下完成包装生产，这大大提高了生产水平和能力，将企业的竞争力也显现出来。

4、机电一体化技术在煤矿行业中的应用

在原有的煤矿生产中主要靠矿工开采，在地下没有先进的开采挖掘设备和运输设备，生产效率地下，经常容易发生煤矿坍塌和爆炸的危险。机电一体化技术的产生，将运用在煤矿生产中的采煤机设备上，在采煤机上使用电牵引采煤机，在煤矿运输中投入了提升机，有效的提高的煤矿运输速度；这些应用都改变了我们过去原有的生产方式，减短了矿工在地下的滞留时间，降低了矿工的劳动强度，大幅度的提高了生产质量和开采效率，提高了劳动保障。在煤矿行业中采用机电一体化设备，不仅减轻了矿工繁重的体力劳动，还大大降低了事故的发生率，防止了职业病的发生，增加企业效益的同时也保证了矿工的生命安全，所以机电一体化技术的使用对煤矿行业的发展有着不可估量的作用。

5、机电一体化技术在建筑行业中的应用

机电一体化技术在建筑工程中主要应用于以下几个方面：机电一体化技术在建筑照明系统中主要通过通信信号与计算机控制联网，按照程序的设定，对每一个时间段的照明进行分段控制，主要是照明区域、照明时间、照明逻辑方面的设定控制。其次是对建筑物种的空调系统进行控制，通过程序的设定按照比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时不同的模式进行控制，在保证冷暖的情况下，更好的节约资源。

机电一体化在机器人领域的应用

随着社会经济的不断发展，生产企业大规模的使用自动化设备，越来越多的机器人被投入到机械生产中，首先机电一体化对于机器人手臂姿态及其动作的设定控制；其次是机电一体化对于机器人在行走路线以及机器人跟踪的控制与执行；机电一体化对于机器人视觉方面的控制也起到了决定性的作用；再次是专家通过机电一体化对机器人的运动环境进行定位、监测、以及规划的探索。

三、机电一体化技术的发展趋势

1、模块化

现在生产机电一体化的工厂很多，产品也种类繁多，研制的标准机械接口尺寸各不一样，这就需要利用机电一体化技术迅速开发出新的产品，采用国际标准生产标准接口，尽量统一化。

智能化

21世纪是智能化的时代，这是全球发展的主题，只有研发新型智能机械才能更好的满足社会的需要，提高企业的生产效率和产品质量。

微型化

机电一体化的发展趋势是微型化，所说的微型化指的是机电一体化产品的体积，需要提升加工技术，采用精细加工技术，即超精密技术，它主要包括光刻技术和蚀刻技术。

参考文献：

【1】姜培刚，盖玉先，机电一体化系统设计，机械工业出版社。

机电一体化行业发展篇(7)

论文关键词：机电一体化,电力行业,应用

机电一体化主要是指将机构的主要功能以及动力、信息处理、控制等功能与电子科技相结合，实现机械装置与电子化控制软件、设计有机结合，形成全新的系统。它具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗等特定功能价值，涵盖了“技术”和“产品”两个方面，是一个功能强大的系统。

当前，机电一体化已经发展成为了一门具有专门系统的学科领域，当今科学发展日新月异，机电一体化也将逐渐被赋予新的内容。

2 机电一体化技术发展现状

2.1 机电一体化技术在电力行业的发展现状

近年来，“机电一体化”这个名词越发流行，它最初只被认作为机械与电子的简单结合，但随着微机性能不断提高，以及信息技术、数据库、光学，尤其是通信技术逐渐进入机电一体化，机器可以通过遥控和网络化实现机电一体化，生产范围也日益普及。

机电一体化目前多应用于汽车制造、装备制造、机械加工等行业，其优越的性能在电力行业的应用还处于初级阶段。电力行业发展需要集成化、智能化，也需要人性化、绿色化，这些都是机电一体化技术能够做到的，因此，机电一体化技术在电力行业的应用还远远不能满足行业发展的需求，还有待进一步地研究并投入应用。

2.2 机电一体化技术的发展趋势

当今数字化、综合化、网络化以及个性化的技术革命是以微电子、软件、计算机和通信技术为核心引发的，对全球经济、社会、科技和军事等方面发展影响深刻，也影响了机电一体化学科的发展趋势。据有关预测表明，机电一体化技术的发展方向如下所述。

（1）朝着光电一体化发展：一般由传感、动力、信息处理、机械结构等部件即可组成机电一体化系统，加入光学技术，并利用其特点，能有效完善机电一体化系统中的传感、动力和信息处理部件。（2）朝着柔韧化发展：今后的机电一体化系列产品，会有足够的冗余度来运转执行和控制系统，对突发事件应对能力加强，柔韧化改善。该系统的子系统之间相互独立，均服务于总系统，而本身也具有“自律性”，能就不同环境而做出差异反应，同时，单个子系统的故障不会影响总系统性能发挥，使得总系统柔韧性加强。（3）朝着智能化发展：未来的机电一体化系列产品的“全息”特点将会更突出，表现为极强的智能化，这是由于信息技术、模糊技术都在快速发展，识别能力增强。

3 机电一体化技术在电力行业中的应用探究

3.1 交流电机的正反转控制设计

在生产实践过程中，常要求用一台电动机的正反转控制方向相反的两个运动，如小车的左行、右行，机械手的上升和下降等。

交流电机的正反转控制电气设计如图1所示。

要实现三项鼠笼型异步电动机的正反转控制，只要把三相线当中的任意两相调换位置即可。如图1，加入接触器KM1闭合时电动机正转，当接触器KM1断开，马克思主义论文接触器KM2闭合时，电动机就会反转。

3.2 机电一体化技术在水电站厂设备中的应用

随着光电式互感器、智能化开关等机电一体化设备的出现，水电厂的自动化技术逐渐进入到数字化阶段。

（1）水电厂设备机电一体化结构分析。

水电厂设备机电一体化结构主要分3层。其中过程层，随着信息技术发展，采用了新一代光电电压互感器、光电电流互感器，能够直接采集数字量，提高了抗干扰和抗饱和性能，开关装置也实现了紧凑化和小型化。

（2）水电厂自动化的发展趋势。

目前，水电厂机电一体化不断更新技术，其发展趋势主要有智能化、人性化及用户二次开发等。

智能化指系统可根据人为存储的命令对事件进行推理、判断及归纳。在一定条件下能代替人工操纵，经过归纳和判断，自动操作、提示信息，使机组安全地运行。智能化越高，对人员要求越低，对自身及控制设备的状态能给出准确判断、统计及报警提示。

3.3 机电一体化技术在电站辅机产品研制中的应用

（1）微机励磁调节器：该装置典型的有UNITROP系列，响应快、精度高、稳定可靠、结构紧凑、抗干扰、运行和维护方便、可靠性高，在市场上应用非常广泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自动调节器分别适用于≤50 MW等级的无刷励磁汽轮发电机、≤600 MW和≥135 MW等级的汽轮发电机组的自动励磁电压调节器。（2）励磁绕组绝缘电阻监测装置：该装置典型的有GFDS-9001E型，采用80C196单片机技术。用来测量励磁绕组与地之间的绝缘电阻，一般采用在线检测的方式，监测发电机与励磁机励磁绕组之间绝缘情况。（3）发电机气体纯度监测装置：该装置典型的有GHS-1型，由纯度风机、纯度仪和变送器等部件构成。优点为：性能稳、无污染、不漂移、维护便捷，独有的微处理器结构容易使压力、环境和温度相互补偿，精度高。（4）励磁电流电压测算仪：该装置典型的有GES-9001型，用于测量励磁电流和电压，并可显示发电机的电流、电压、功率因数、频率、有功和无功功率以及转子氢温、绕组温度等。适用范围较广，可供3～600 MW的发电机组使用，性能好，质量可靠。

4 结语

机电一体化技术伴随着当前科技的进步快速发展，所发挥的作用日益明显，但是其在电力行业的应用远不能满足当前的需求，还需要进一步地研究并应用。

参考文献

[1] 章浩，张西良，周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究，2006（7）：46-47.

[2] 袁中凡.机电一体化技术[M].北京：电子工业出版社，2006.