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      對機電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向的研究分析

      2015-08-19 03:23:09居劍文
      山東工業(yè)技術(shù) 2015年16期
      關(guān)鍵詞:機電一體化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢

      居劍文

      摘 要:在工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展過程中,機電一體化已經(jīng)逐漸成為了工業(yè)生產(chǎn)中的主流技術(shù),在很大程度上推動了機械自動化的系統(tǒng)進程。為了進一步推進機械自動化發(fā)展,需要強化機電一體化技術(shù)的創(chuàng)新,本文通過機電一體化技術(shù)的全面研究,論述了這一技術(shù)的發(fā)展過程,以及具體的應(yīng)用現(xiàn)狀,對技術(shù)上的創(chuàng)新進行了探討,并詳細論述了未來的技術(shù)發(fā)展趨勢。

      關(guān)鍵詞:機電一體化;技術(shù)創(chuàng)新;發(fā)展趨勢

      0 前言

      在人類社會整體科技水平持續(xù)提高的情況下,機電一體化也在進行著技術(shù)方面的突破,概念也隨著時代背景的不同,發(fā)生著一定程度的變化。這一技術(shù)最初相對簡單,僅僅是在機械工程中應(yīng)用了一定程度的電子技術(shù),隨著整體科技水平的提高,以及人類需求標準的提高,這一技術(shù)開始向著更加高端的方向發(fā)展,并且展現(xiàn)出了更多的技術(shù)性能。在這一技術(shù)系統(tǒng)中,融入進了更多的技術(shù)含量,有著更高的實用價值。

      1 機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

      1.1 傳感器和自動化儀表

      機電一體化技術(shù)對與相關(guān)的儀器儀表依賴性較大,需要通過相關(guān)的儀器儀表明確具體狀況,從而實現(xiàn)自動化控制。通過對微處理器的科學(xué)應(yīng)用,在根本上改變了儀器儀表的性能,使其展現(xiàn)出了更加卓越的自動化性能,不僅更加智能,并且擁有更加卓越的精度以及可視性,同時操作起來更加簡單方便,更加安全可靠。而且從一定程度上實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,使重量以及體積得到了很大程度的精簡,功能更加多元化,性能更強,同時極大縮減了制造成本,使儀器性價比得到顯著提升。在技術(shù)優(yōu)化的背景下,微處理器得到廣泛應(yīng)用,使自動控制儀表功能更加多元化,不僅可以針對數(shù)據(jù)進行采集和整理,同時還具備相應(yīng)的儲存記憶功能,通過自動化控制實現(xiàn)通訊以及顯示功能,甚至可以進行打印報表。

      1.2 先進制造技術(shù)

      在以傳統(tǒng)技術(shù)為基本框架的基礎(chǔ)上,廣泛吸收相關(guān)先進技術(shù),最終匯集成先進制造技術(shù)[1]。在這一技術(shù)系統(tǒng)中,不僅包括機械信息技術(shù),同時還有材料以及能源技術(shù),除此之外還包括現(xiàn)代管理技術(shù)。通過對相關(guān)技術(shù)的有機應(yīng)用,使整個制造過程得到了顯著優(yōu)化,綜合性能更強,不僅可以進行更加高效的制造,產(chǎn)品也會更加優(yōu)質(zhì),同時環(huán)保性能更強,不僅從技術(shù)層面,從經(jīng)濟層面上講,先進制造技術(shù)都可以達到理想效果。

      1.3 機器人技術(shù)

      從某種程度上講,機器人技術(shù)作為未來的發(fā)展趨勢,有著多元化的發(fā)展方向[2]。在具體的發(fā)展過程中,不僅可以更加智能化,并且會更加模塊化,同時還會發(fā)展得更加家庭化,而且會更加微型。在智能化理論系統(tǒng)中,機器人需要逐漸具備人性化內(nèi)涵,不僅需要具備人類的思維能力,同時還需要以人類的思維進行邏輯推理,并能夠遵照人類的情感,進行高端智能的自主決策。在模塊化理論系統(tǒng)中,具有標準化的構(gòu)建集成,通過相關(guān)構(gòu)件可以用最快的速度集成為一個機器人。具體來講,可以通過購買相關(guān)標準構(gòu)件的方式進行組裝,通過人體功能的構(gòu)件,如手、腦、腿等機器構(gòu)件,可以進行針對性集成組裝,從而可以代替人類完成相關(guān)工作。

      2 技術(shù)產(chǎn)品的具體創(chuàng)新

      在當今社會的市場環(huán)境中,用戶在一定程度上決定著的格局,并且直接決定著企業(yè)生產(chǎn)的具體狀況[3]。所以,只有按照用戶的相關(guān)要求進行生產(chǎn)開發(fā),才能獲得一定的市場空間,只有針對技術(shù)產(chǎn)品進行持續(xù)創(chuàng)新,才可以建立自身的市場競爭優(yōu)勢。面對這樣的情況,需要在產(chǎn)品生產(chǎn)以及開發(fā)過程中,充分兼顧市場的實際需求,在此基礎(chǔ)上進行針對性的創(chuàng)新研究,是產(chǎn)品可以從造型或者功能方面滿足市場的整體需求,不僅如此,還需要針對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及材料進行市場化調(diào)整,最終使產(chǎn)品在控制以及具體的傳感檢測方面的性能得到創(chuàng)造性突破。

      2.1 創(chuàng)新造型

      作為商品來講,在一定程度上與人臉有著同樣的作用和價值。用戶在購買產(chǎn)品的過程中,首先接觸到的就是產(chǎn)品的整體外形,如果產(chǎn)品在造型上更加美觀,將會使用戶產(chǎn)生賞心悅目的心理感受。在這種情況下,在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,需要針對造型外觀進行針對性創(chuàng)新,使得機電一體化的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品得到更加美觀的造型設(shè)計,在這一過程中,還需要對產(chǎn)品性能進行充分兼顧,使兩者之間可以得到充分銜接。在具體設(shè)計過程中,可以通過對CAD技術(shù)的應(yīng)用,來使相關(guān)數(shù)據(jù)更加準確、更加標準。

      2.2 創(chuàng)新功能

      針對機電一體化來講,創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品的功能可以從兩方面進行著手。首先醫(yī)院有的技術(shù)產(chǎn)品為基本框架,進行一定程度上的優(yōu)化和改進,使相關(guān)性能得到完善和創(chuàng)新,從而與用戶的需求條件更加切合。除此之外,以社會的整體需求趨勢為基本導(dǎo)向,進行針對性創(chuàng)新,使產(chǎn)品具有針對性的全新功能。從研發(fā)角度來講,前者的創(chuàng)新過程相對平穩(wěn),不會出現(xiàn)較高的風險,只有以原有技術(shù)產(chǎn)品為基礎(chǔ),就可以進行有計劃的優(yōu)化升級。不僅如此,也無需投入大量的財力、物力以及時間就可以使經(jīng)濟效益得到一定程度的增長,并強化產(chǎn)品的市場競爭力。后者需要投入大量的資金以及相關(guān)技術(shù)資源,并且需要經(jīng)歷較長時間的開發(fā)周期,在這一過程中存在著較大不穩(wěn)定性,極易出現(xiàn)市場風險。但是后一種創(chuàng)新方式擁有更好的長效性,如果一旦研發(fā)成功,將會在一定程度上改變市場格局,使企業(yè)建立其核心競爭力,確立市場競爭的主導(dǎo)性地位。

      2.3 創(chuàng)新材料

      在以材料為基本元素進行針對性創(chuàng)新過程中,需要從兩方面進行認知。首先是針對新材料進行具體的研發(fā)工作,具體來講,研發(fā)全新品種的金屬化合物,或者全新種類的智能以及納米材料等,同時還有高分子材料以及陶瓷材料。這種類型的研發(fā)工作,需要很強的專業(yè)基礎(chǔ)為背景,屬于科學(xué)研究的范疇,這可以在一定程度上對機電一體化技術(shù)起到相應(yīng)的系統(tǒng)促進效果。除此之外,可以嘗試應(yīng)用已有的新型材料,改善產(chǎn)品材料的性能,使產(chǎn)品從重量以及體積方面得到精簡,優(yōu)化產(chǎn)品的整體強度,可以展現(xiàn)出良好的阻尼特性。同時還可以應(yīng)用相關(guān)針對性性能的材料,如耐腐蝕的材料,或者耐磨和抗震的材料等。

      2.4創(chuàng)新傳感endprint

      作為機電一體化技術(shù)系統(tǒng)中不可或缺的部分,傳感器發(fā)揮著重要作用。如果針對傳感器進行針對性創(chuàng)新,需要從幾方面著手,首先是傳感檢測原理,其次是敏感元件,最后是高性能傳感器,從這三方面著手進行創(chuàng)新,將會系統(tǒng)推進傳感創(chuàng)新。如果針對特定功能的技術(shù)產(chǎn)品進行傳感創(chuàng)新,將會使機電一體化技術(shù)得到系統(tǒng)優(yōu)化,并且會使企業(yè)擁有市場競爭的核心優(yōu)勢,并在市場競爭中拔得頭籌。

      3 技術(shù)發(fā)展方向

      3.1 模塊化

      從某種程度上講,模塊化需要進行大量的工程建設(shè),才可以逐漸成形。在機電一體化技術(shù)背景下,衍生出了大量的產(chǎn)品,不僅種類眾多,生產(chǎn)廠家更是數(shù)不勝數(shù)。在具體研發(fā)過程中,需要解決很多方面的問題,首先是機械接口,另外還有電氣接口,同時還有動力接口,以及環(huán)境接口,相關(guān)產(chǎn)品需要經(jīng)過復(fù)雜的程序才能最終形成單元化。具體來講,在動力單元中,不僅包括減速,還有智能調(diào)速,同時還包括電機。不僅如此,還有控制單元,這一單元不僅包括視覺圖像處理,還擁有識別以及測距功能。

      3.2 智能化

      人類區(qū)別于動物的關(guān)鍵元素就是智能,通過智能進步人類社會才實現(xiàn)了不斷的自我突破。在這樣的背景下,針對機電一體化技術(shù)進行智能開發(fā)的過程中,需要強化技術(shù)產(chǎn)品的整體智能效果,無限接近于人類智能。所以,在某種程度上,智能化已經(jīng)成為了這一技術(shù)的未來發(fā)展方向。在研發(fā)過程中,需要為技術(shù)產(chǎn)品注入人類的邏輯思維,可以通過人的價值觀進行判斷和推理,甚至需要在一定程度上擁有自主決策的能力。并且需要進行針對性的智能層次劃分,保證多樣化需求得到滿足。

      4 結(jié)語

      在針對機電一體化進行創(chuàng)新的過程中,需要對技術(shù)要點進行充分兼顧,明確技術(shù)創(chuàng)新的具體方向。針對技術(shù)進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從不同環(huán)節(jié)以及組成部分進行針對性創(chuàng)新,在此基礎(chǔ)上明確技術(shù)產(chǎn)品未來的發(fā)展方向和趨勢,并進行針對性技術(shù)建設(shè),這樣機電一體化技術(shù)才能得到發(fā)展。

      參考文獻:

      [1]霍志普.機電系統(tǒng)虛實一體化的創(chuàng)新設(shè)計自動化理論與技術(shù)研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,2(12):10-13.

      [2]裴羅光.新時代機電一體化的發(fā)展與創(chuàng)新——基于設(shè)計方法和發(fā)展方向的角度[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,2(02):10-25.

      [3]徐長鎖.信息物理融合的機電產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報,2012,2(08):10-20.endprint

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