機(jī)械電氣一體化技術(shù)分析

王騰輝 賴(lài)海軍

摘 要： 機(jī)電一體化經(jīng)過(guò)多年的研究與發(fā)展， 如今已經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科， 在工業(yè)科技領(lǐng)域， 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。機(jī)電一體化作為一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，它是與其他技術(shù)相結(jié)合的構(gòu)成的一門(mén)獨(dú)立的交叉學(xué)科，其中包括了微電子技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)。本文對(duì)機(jī)械電氣一體化技術(shù)進(jìn)行較為深入的研究分析。

關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化;一體化研究;機(jī)械電氣

一、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主多項(xiàng)功能上引進(jìn)電子技術(shù)，例如，在控制功能、信息處理功能以及在動(dòng)力功能等等方面都能夠體現(xiàn)機(jī)電一體化的特征。簡(jiǎn)單來(lái)講，機(jī)電一體化指的是電子技術(shù)軟件與各類(lèi)機(jī)械設(shè)備的全面融合，從而建構(gòu)按起來(lái)的智能化、信息化控制體系。

機(jī)電一體化技術(shù)是將微電子技術(shù)、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)變化技術(shù)等等這一類(lèi)目前市面上十分先進(jìn)的電子技術(shù)進(jìn)行了整合，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化，其中，制造業(yè)領(lǐng)域所涉及到的相關(guān)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備均屬于機(jī)電一體化設(shè)備。目前，制造領(lǐng)域之中涵蓋了現(xiàn)代化的機(jī)電一體化的產(chǎn)品，機(jī)電一體化技術(shù)在微電子技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的各方面都取得了一定的成果。

機(jī)電一體化出現(xiàn)到今天，已經(jīng)基本形成了一個(gè)較為完整的技術(shù)體系， 同時(shí)隨著時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展以及技術(shù)的不斷更新?lián)Q代， 它也會(huì)增添很多新的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械電氣一體化發(fā)展到今天已成為一門(mén)擁有自己系統(tǒng)的科目。

二、機(jī)電一體化的技術(shù)解讀

關(guān)于一體化技術(shù)的解讀，可以從機(jī)械制造技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)以及傳感器技術(shù)這些方面進(jìn)行分析，從而明確機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)，有利于更好地應(yīng)用于實(shí)踐。

機(jī)械制造技術(shù)：機(jī)械制造技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)其另外多項(xiàng)技術(shù)之間存在著一定的關(guān)聯(lián)性。在機(jī)電一體化技術(shù)中，機(jī)械制造技術(shù)并非是其十分重要的一項(xiàng)技術(shù)，但是由于機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工藝和機(jī)械制造等多方面都需要該項(xiàng)技術(shù)，使得機(jī)械制造技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域依然有著十分大的發(fā)展空間。

傳動(dòng)技術(shù)：這項(xiàng)技術(shù)包括了電力傳動(dòng)、磁力傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)以及氣壓傳動(dòng)等多個(gè)內(nèi)容，這些技術(shù)都以微電子技術(shù)作為支撐，將不一樣內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)都給顯示出來(lái)，相互之間競(jìng)爭(zhēng)、發(fā)展，從而進(jìn)一步滿(mǎn)足人們?cè)趧?dòng)作和其他功能上逐漸增長(zhǎng)的需求。

傳感器技術(shù)：這項(xiàng)技術(shù)包含了許多物理量傳感器方面的技術(shù)，但是其中有一種技術(shù)最為特別，那就是“一器多感”技術(shù)。除此之外，近年來(lái)發(fā)展最快的一項(xiàng)傳感技術(shù)就是光感纖維傳感器，光感纖維傳感器的不斷發(fā)展，使令其對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)起到了十分重要的影響和作用。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)械電氣一體化發(fā)展時(shí)期基本上可以劃分成一下幾個(gè)時(shí)期：

第一，初始時(shí)期。機(jī)電一體化技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間為20世紀(jì)60年代在這一時(shí)期。 在此階段，人們開(kāi)始嘗試應(yīng)用電子技術(shù)的相關(guān)成果，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的各類(lèi)性能進(jìn)行完善，以便能夠滿(mǎn)足各類(lèi)生產(chǎn)的需求。在此時(shí)期內(nèi)，人們開(kāi)始把電子技術(shù)獲得的成就運(yùn)用于機(jī)械產(chǎn)品性能研發(fā)基礎(chǔ)上，以此來(lái)提高機(jī)械產(chǎn)品性能。尤其是戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)程中，一些人員把電子與機(jī)械產(chǎn)品聯(lián)系在一起，從而變成軍用機(jī)電技術(shù)[3]。機(jī)電一體化技術(shù)當(dāng)時(shí)的出現(xiàn)是為了戰(zhàn)爭(zhēng)服務(wù)，這方面主要體現(xiàn)在二戰(zhàn)期間，各方都渴望贏得戰(zhàn)爭(zhēng)最后的勝利，而武器與能源是贏得戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)鍵，其中武器的需求刺激了機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)，促使了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的全面融合。隨著時(shí)代的進(jìn)步，機(jī)電一體化更多的應(yīng)用于其他生活領(lǐng)域，戰(zhàn)爭(zhēng)期間所研發(fā)的相關(guān)技術(shù)在戰(zhàn)后逐漸運(yùn)用到民間，一定程度上還推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)方面的恢復(fù)與發(fā)展，特別是在金屬冶煉、航空航天、食品加工等方面也逐漸發(fā)揮了巨大的作用。

第二，發(fā)展時(shí)期。二十世紀(jì)70、80年代出現(xiàn)了機(jī)電一體化快速發(fā)展的時(shí)期。計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)等尖端技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，給機(jī)械電氣一體化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在這一期間，集成電路和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展規(guī)模日漸壯大，使得有了足夠的物質(zhì)基礎(chǔ)確保機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展。并且每個(gè)國(guó)家對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)也變得越來(lái)越重視，這樣一來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)就得到了蓬勃的發(fā)展，而且機(jī)電一體化的產(chǎn)品也逐漸的增多[4]。

第三，深度發(fā)展時(shí)期。二十世紀(jì)九十年后期，機(jī)電一體化得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，并朝著智能化不斷前進(jìn)。同時(shí)，在相關(guān)科學(xué)家的不斷研究與深入之下，機(jī)電一體化成為了獨(dú)立的、系統(tǒng)的知識(shí)體系學(xué)科。在這個(gè)使時(shí)期，人們完成了機(jī)電一體化系統(tǒng)相關(guān)的建模設(shè)計(jì)、學(xué)科體系建設(shè)以及分析與集成方法;同時(shí)，將通信技術(shù)與光學(xué)技術(shù)等等融入到了機(jī)電一體化體系之中，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的完善有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在我國(guó)，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間比其他國(guó)家較晚，在加上當(dāng)時(shí)我國(guó)并未重視相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)比較落后，所以我國(guó)的機(jī)電一體化與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的差距。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

1、智能化

智能化是21世紀(jì)以及未來(lái)發(fā)展的主要方向，智能化電子技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于污染低、耗損小、數(shù)據(jù)廣，而功能多、精度高及智能是電子技術(shù)主要特征， 使電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)操作體系有效融合， 從而使機(jī)械設(shè)備的精密度得到不斷提升。在以后的運(yùn)用中， 智能化無(wú)疑是社會(huì)進(jìn)步的巨大推動(dòng)力， 這要求我們社會(huì)的進(jìn)步和知識(shí)的進(jìn)步， 更是人才進(jìn)步的強(qiáng)烈要求。

2、系統(tǒng)化

機(jī)電一體化將會(huì)越來(lái)越系統(tǒng)化，所有的機(jī)械電氣技術(shù)運(yùn)用都將相互貫通連接，不再是相互孤立的技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)走向系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征有兩點(diǎn)，第一就是通信功能的大大加強(qiáng)。第二是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。

3、網(wǎng)絡(luò)化

二十世紀(jì)九十年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等等計(jì)算機(jī)技術(shù)得以快速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的完善與成熟，為工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、科學(xué)技術(shù)、教育以及日常生活等等方面都帶來(lái)了巨大的影響。機(jī)電一體化作為新型技術(shù)，相關(guān)設(shè)備產(chǎn)品都擁有遠(yuǎn)程控制功能，能夠讓人們?cè)谑褂酶鞣N產(chǎn)量的過(guò)程中，感受到高科技的帶來(lái)的改變。因此，網(wǎng)絡(luò)一體化將是機(jī)電一體化發(fā)展的主要方向。

4、環(huán)?；?/p>

縱觀歷史每一次的工業(yè)發(fā)展都會(huì)帶來(lái)自然生態(tài)上的破壞，而現(xiàn)代的機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用在保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上更加注重可持續(xù)發(fā)展，在機(jī)電一體化的生產(chǎn)，運(yùn)輸，銷(xiāo)售和使用上都加入了綠色化的理念，減少工業(yè)污染，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用和能源污染的低排放。

5、微型化

隨著我國(guó)大規(guī)模集成電路及集成件發(fā)展越來(lái)越快， 進(jìn)而為電子產(chǎn)品向小型發(fā)展奠定基礎(chǔ)。目前， 欽合金有塑料合金在電子產(chǎn)品構(gòu)造中使用最為普遍， 使產(chǎn)品外形有了巨大變化， 使其更加輕巧。在與電子元件進(jìn)行連接過(guò)程中， 運(yùn)用片式元件或片狀元件命名元件變得更加小巧。與傳統(tǒng)的插裝元件進(jìn)行比較， 貼片元件的外形及重量都發(fā)生了很大改變。運(yùn)用表面組裝技術(shù)， 使電子產(chǎn)品體積只有原來(lái)的一半， 總重量還不到以前的30%。

五、 總結(jié)

綜上所述，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，機(jī)電一體化技術(shù)得以全面普及與應(yīng)用，一方面能夠提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量，另外一方面也是機(jī)械設(shè)備的功能更加完善。機(jī)電一體化技術(shù)不僅在現(xiàn)在與其他技術(shù)息息相關(guān)，并且我相信，隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)進(jìn)一步與其相互融合，在未來(lái)綻放出更加絢爛的光芒。

參考文獻(xiàn)

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[3]成龍 . 淺論機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) [J]. 工程技術(shù)：引文版 ，2016（06）：00265-00266.