发展“机电一体化”的思路和对策论文

[机电一体化技术的应用及发展]机电一体化技术的应用及发展摘要：自从电子技术问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，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后，机电一体化技...+阅读

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。

(一)机电一体化的发展历程

1.数控机床的问世，写下了机电一体化历史的第一页;

2.微电子技术为机电一体化带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶。

(二)机电一体化发展趋势

1.光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

2.自律分配系统化柔性化。未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的冗余度，有较强的柔性，能较好地应付突发事件，被设计成自律分配系统。

在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的自律性，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体行动是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化智能化。今后的机电一体化产品全息特征越来越明显，智能化水平越来越高。

这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的从上到下的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.生物一软件化仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于静态时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便死亡，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。

仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的生命还有待于深入研究。这一研究领域称为生物软件或生物系统，而生物的特点是硬件(肌体)软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化微型化。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。

当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以融合，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

三、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。

典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

四、北京发展机电一体化而临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

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