機(jī)電一體化的定義精選(九篇)

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第1篇：機(jī)電一體化的定義范文

關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)電一體化系統(tǒng)；應(yīng)用

伴隨著中國社會主義科學(xué)技術(shù)及市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，有關(guān)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建造也進(jìn)入了一個快速成長的黃金階段，機(jī)電一體化的技能也逐步老練成熟。由于相關(guān)系統(tǒng)所處外部環(huán)境在不斷變化，在機(jī)電一體化的系統(tǒng)中開始廣泛使用智能系統(tǒng)，其在機(jī)電一體化技術(shù)的成長過程別是在現(xiàn)時期有著舉足輕重的地位，同時也將進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體出現(xiàn)飛躍的發(fā)展。本文從機(jī)電一體化及智能系統(tǒng)的視點動身，將這兩部分進(jìn)行融合，剖析研究機(jī)電一體化體系中智能操控的使用。需注意的是，雖然中國機(jī)電一體化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域及工業(yè)領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，但其在實際工程過程中面臨的對象存在不確定性、多層次及非線性等特點，從而給該系統(tǒng)的發(fā)展造成了很多阻礙。伴隨著智能控制系統(tǒng)的使用給該系統(tǒng)帶來了良好的外部環(huán)境，有利于其科學(xué)發(fā)展。所以在機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制逐步受到各領(lǐng)域的關(guān)注重視，對其進(jìn)行相關(guān)分析研究是需要的。

1機(jī)電一體化系統(tǒng)的概述及定義

1.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的含義

機(jī)電一體化系統(tǒng)又被稱作機(jī)械電子學(xué)，其具體內(nèi)容是由多種技能進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，且在實際工作生活中進(jìn)行歸納綜合應(yīng)用的一種綜合性技能。其所有機(jī)融合的多種技術(shù)主要包括以下幾種：信號改換技能、傳感器技能、電工電子技能、接口技能、信息技能、微電子技能及機(jī)械技能等。

1.2機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本內(nèi)容原則要求組成要素

該系統(tǒng)的基本內(nèi)容主要包括6個環(huán)節(jié)，即：a)計算機(jī)與信息技能；b)自動操控技能；c)機(jī)械技能；d)系統(tǒng)技能；e)伺服傳動技能；f)傳感檢查技能。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本原則要求主要包括4個方面，即：a)能量變換；b)構(gòu)造耦合；c)構(gòu)造耦合；d)運動傳遞。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素主要包括4個方面，即：a)感知構(gòu)成要素；b)結(jié)構(gòu)構(gòu)成要素；c)運動構(gòu)成要素；d)功能構(gòu)成要素[1]。

2機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用和前景

2.1煤礦機(jī)械

增加機(jī)電一體化技術(shù)含量，提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)能力。機(jī)電一體化可把有關(guān)煤炭生產(chǎn)的各種機(jī)械與技能科學(xué)的進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，同時將其在煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行綜合應(yīng)用。這些機(jī)械與技能有很多種，主要包括：微電子技能、傳感器技能、信息變換技能、電子電工、接口技能等。在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用機(jī)電一體化可依據(jù)煤炭企業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵點及技能要求對相應(yīng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，或?qū)δ承┘夹g(shù)技能進(jìn)行改革完善。同時，應(yīng)用機(jī)電一體化還可借助智能化的操控系統(tǒng)從而不斷增加機(jī)電一體化技術(shù)含量，有效提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)能力。

2.2有效提高煤礦企業(yè)實際的生產(chǎn)效益

機(jī)電一體化本身具有很多特性，采煤機(jī)械具備良好的牽引能力便是其中之一。在煤礦的采煤過程中，采煤機(jī)行走時可為其提供較大的牽引力，幫助其有效攻克移動前進(jìn)過程中遇到的阻力，同時還可在采煤機(jī)變頻降速時進(jìn)行有效制動。在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用機(jī)電一體化可把煤礦企業(yè)的能量、物流及信息融為一體，從而進(jìn)一步提升整個煤礦企業(yè)實際的生產(chǎn)能力，有利于煤礦企業(yè)在不久的將來走向高效、安全及可持續(xù)發(fā)展道路[2]。

3智能控制的概述及定義

3.1智能控制的含義

智能控制其本質(zhì)指的是在沒有人進(jìn)行干預(yù)的狀況下，可自主自立地驅(qū)動相關(guān)智能機(jī)械做到對目標(biāo)進(jìn)行有效操控的一類自動操控技能。其是借助計算機(jī)進(jìn)行人類智能擬的一類重要范疇，主要針對比以往傳統(tǒng)控制更加復(fù)雜多樣的操控任務(wù)和目的，給目前中國社會各大領(lǐng)域的發(fā)展提供了更加廣泛的適應(yīng)空間，同時有效解決了傳統(tǒng)操控不能完成的復(fù)雜體系的操控。以往傳統(tǒng)的操控僅歸屬于智能操控的一個簡單環(huán)節(jié)，是智能操控最底層的組成部分。智能操控的理論基礎(chǔ)有很多，如主動操控論、信息論、人工智能及運籌學(xué)等。其屬于一項由多種學(xué)科彼此相互穿插所構(gòu)成的學(xué)科。

3.2智能控制的基本特征

智能控制的基本特征主要包括以下7個方面，即：a)其具有組織性特點，核心主要是由高層來進(jìn)行有效控制的；b)智能操控具有變構(gòu)造特色；c)其智能控制器具備非線性的特點；d)智能操控系統(tǒng)可達(dá)到多樣性方針的高性能要求；e)智能操控系統(tǒng)具備總體自尋優(yōu)的特點；f)智能操控系統(tǒng)屬于一種新興的研討課題；g)智能操控系統(tǒng)歸屬于一種邊緣交叉的學(xué)科。

3.3智能控制的基本類型

智能控制的基本類型主要包括以下7個方面，即：a)專家操控體系（ExpertSystem）；b)進(jìn)化核算與遺傳算法；c)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操控體系；d)組合智能操控辦法；e)分級遞階操控體系；f)復(fù)合（混合）或集成操控；g)學(xué)習(xí)操控體系。

3.4智能控制的發(fā)展趨勢

這些年，智能操控技能在世界上很多國家都取得了較大的發(fā)展，甚至很多已進(jìn)入實用化及工程化的時期。不過智能操控技能作為一種新式的理論技能，目前依然處于發(fā)展階段。但伴隨著計算機(jī)技能及人工智能技能的快速成長，智能操控也一定會在不久的將來走進(jìn)一個屬于它的新時期。機(jī)電一體化系統(tǒng)中往往會應(yīng)用很多技能，其中最常用的便是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家體系及遺傳算法等相關(guān)技能，這些技能彼此之間相輔相成、相互依存。而目前機(jī)電一體化方面未來的主要發(fā)展趨勢便是廣泛使用智能控制系統(tǒng)，因為其具備很多良好的特性，有利于機(jī)電一體化健康發(fā)展，如其具備極強(qiáng)的適應(yīng)性、組織及學(xué)習(xí)功能等[3]。

4智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

自20世紀(jì)90年代后期開始，機(jī)電一體化系統(tǒng)開始往智能控制方向發(fā)展，從而打開了機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用智能控制的新時代，該系統(tǒng)將來發(fā)展的主要方向一定是以智能化為主，其將直接影響到機(jī)電一體化系統(tǒng)的全體水平。

4.1智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械制造過程中的應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)中包括很多環(huán)節(jié)，其中機(jī)械制造便是重要的環(huán)節(jié)之一，把計算機(jī)輔佐技能和智能操控技能進(jìn)行有機(jī)融合的技術(shù)便是目前最領(lǐng)先的機(jī)械制作技能，往智能控制方向發(fā)展，借助科學(xué)的計算機(jī)技能來代替部分腦力勞動，來模仿人們有關(guān)機(jī)械制作的行動，這是其最終的意圖目標(biāo)。同時，智能操控技能可借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系的核算方式來動態(tài)模擬制作機(jī)械的詳細(xì)過程。對所搜集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器融合技能來進(jìn)行預(yù)處理，然后操控修正模式中的有關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。智能操控在機(jī)械制作中的應(yīng)用環(huán)節(jié)有很多，其中主要包含以下幾種：智能學(xué)習(xí)、智能監(jiān)控與檢查、智能診斷機(jī)械故障及智能傳感器等。

4.2智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用

伴隨著中國社會主義科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各大領(lǐng)域?qū)C(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)控技能也逐漸有著越來越高的要求標(biāo)準(zhǔn)，不但需要其實現(xiàn)很多智能功能，還需要其具有模仿、延伸及拓展等新的智能功能，從而促使其數(shù)控技能完成智能監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫及智能編程等意圖，在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的科學(xué)應(yīng)用智能操控技能就可完成這些任務(wù)。例如借助專家系統(tǒng)能綜合解決數(shù)控領(lǐng)域里的很多問題，如難以確定及結(jié)構(gòu)不明確的算法等；使用推理規(guī)則可有效推理數(shù)控現(xiàn)場的部分?jǐn)?shù)控故障熟悉信息，得到某些指導(dǎo)性建議從而有利于數(shù)控機(jī)械的維修等。

4.3智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

機(jī)器人在動力系統(tǒng)中存在很多自身的特點，如時變性、強(qiáng)耦合及非線性等，而多邊變性及多任務(wù)性是機(jī)器人在控制參數(shù)的系統(tǒng)容易體現(xiàn)的特征。這些特點有利于智能操控技能的使用。現(xiàn)在機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)器人領(lǐng)域中使用智能操控技能主要體現(xiàn)在下面四大環(huán)節(jié)：a)機(jī)器人在視覺處理及多傳感器信息融合這兩方面能實現(xiàn)智能操控；b)可智能控制機(jī)器人的手臂動作及相關(guān)姿態(tài)；c)經(jīng)過專家操控體系可科學(xué)定位、建模、計劃及監(jiān)測機(jī)器人所處的運動環(huán)境，從而進(jìn)行相關(guān)的控制及探究；d)可以智能控制跟蹤機(jī)器人的行走軌跡及走路等。

4.4智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)建筑工程中的應(yīng)用

智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)建筑工程中的使用主要體現(xiàn)在以下兩個環(huán)節(jié)，即：a)能智能操控建筑物內(nèi)的空調(diào)，例如能智能控制有關(guān)空調(diào)的風(fēng)閥，不僅能有效保證建筑內(nèi)空氣質(zhì)量，還能大幅度減少浪費能量的現(xiàn)象發(fā)生；同時還可經(jīng)過比例積分來對其閉環(huán)方法進(jìn)行調(diào)整，從而有效設(shè)置在冬季和夏季時空調(diào)的使用模式；b)可經(jīng)過計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和通信實現(xiàn)智能操控所有照明系統(tǒng)，如智能操控照明體系的節(jié)能、照明時刻及照明邏輯等。

4.5智能控制在煤礦機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦機(jī)械所處工作環(huán)境一般情況下比較惡劣，往往都是在井下進(jìn)行作業(yè)，從而導(dǎo)致煤礦機(jī)械容易被惡劣的環(huán)境侵襲，同時還可能會遭受各種采煤沖擊及振動的干擾。由此可知，井下作業(yè)具有某種程度的危險性，同時還需要煤礦機(jī)械能適應(yīng)各種環(huán)境并達(dá)到高產(chǎn)的要求。而應(yīng)用智能控制技術(shù)就可將井下作業(yè)的危險性大幅度降低，從而在某種程度上確保其安全性。

5結(jié)語

由20世紀(jì)90年代后期以來，機(jī)電一體化系統(tǒng)已逐步開始往智能控制方向發(fā)展。針對智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用做了詳細(xì)講解，闡述了有關(guān)機(jī)電一體化系統(tǒng)的概述定義、原則要求、基本內(nèi)容及組成要素等。介紹了智能操控的概述及定義、基本類型、發(fā)展趨勢及基本特征。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中很多領(lǐng)域都可使用智能控制系統(tǒng)，如：煤礦機(jī)電、機(jī)器人領(lǐng)域、數(shù)控領(lǐng)域、統(tǒng)建筑工程及機(jī)械制造過程等。

作者:龐海龍 單位:同煤集團(tuán)機(jī)電管理處

參考文獻(xiàn)：

［1］田永利，鄒慧君，郭為忠，等.基于DPAM-F的機(jī)電一體化系統(tǒng)廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)智能設(shè)計［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報，2005(1)：66-70.

第2篇：機(jī)電一體化的定義范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；應(yīng)用；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”的發(fā)展階段。迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，并蓬勃向前發(fā)展，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。

1.機(jī)電一體化概述

1.1機(jī)電一體化的定義

所謂機(jī)電一體化就是指通過將微電子技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上，并利用相關(guān)軟件將電子裝置與機(jī)械裝置有機(jī)整合在一起所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。從字面上的定義可以看出，機(jī)電一體化技術(shù)并不是機(jī)械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù)。因此，機(jī)電一體化涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面的內(nèi)容。

1.2機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)主要包括信息處理技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測與傳感器技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)等幾個方面的關(guān)鍵技術(shù)，以下將分別給予詳細(xì)的說明。

1.2.1信息處理技術(shù)

所謂的信息處理技術(shù)就是指在生產(chǎn)基于機(jī)電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品的過程中，對與產(chǎn)品生產(chǎn)過程相關(guān)的各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關(guān)的信息所進(jìn)行的處理。

1.2.2精密機(jī)械技術(shù)

精密機(jī)械技術(shù)作為實現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，它是實現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的相關(guān)功能和構(gòu)造功能的重要前提和首要的技術(shù)支撐。

1.2.3自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應(yīng)控制以及補(bǔ)償和校正等技術(shù)。而且隨著自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及功能的不斷增強(qiáng)，基于自動控制技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量在獲得不斷的提高。

1.2.4檢測與傳感器技術(shù)

檢測與傳感器技術(shù)主要用于實現(xiàn)各種基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品運行時的相關(guān)參數(shù)、工作狀態(tài)以及其他相關(guān)信息的接受，以及參數(shù)和相關(guān)信息準(zhǔn)確度的檢測，通過檢測以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來實現(xiàn)產(chǎn)品運行過程的自動控制。

1.2.5伺服驅(qū)動技術(shù)

伺服驅(qū)動技術(shù)主要是基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的驅(qū)動裝置設(shè)計中的核心技術(shù)，它作為驅(qū)動設(shè)備執(zhí)行操作的重要支撐技術(shù)，在很大程度上決定了基于機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2.6系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是用系統(tǒng)的觀點和方法，從整體目標(biāo)出發(fā)，將基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的總體功能劃分為若干個各功能模塊，然后結(jié)合各個功能模塊的實際情況，找出能夠有效解決各個功能模塊實際需求的可行技術(shù)方案，再把相應(yīng)的技術(shù)方案進(jìn)行匯總，從而設(shè)計出合理的功能技術(shù)方案。

2.當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)主要的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)

經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在:總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)；開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益；WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制；大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能；能實現(xiàn)多過程、多通道控制；系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

2.2柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

2.3交流傳動技術(shù)

傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以用同步電機(jī)或異步電機(jī)實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

3.機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢

3.1機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：

（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

（2）20世紀(jì)70—80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

（3）20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅實的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。

3.2未來機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

在未來，利用高新技術(shù)對機(jī)電一體化進(jìn)行改造與提升，機(jī)電一體化涉及的學(xué)科領(lǐng)域很廣，是一門獨立的綜合性、交叉性學(xué)科，我國應(yīng)更加注重對機(jī)電一體化產(chǎn)品的自主開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，利用高新技術(shù)對機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計的智能化，自動化和快速化，才能趕上或超過世界發(fā)達(dá)國家機(jī)電一體化水平，提高產(chǎn)品的市場競爭能力。

此外，新一代的機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)，設(shè)計和研制各種性能優(yōu)良、穩(wěn)定高效的機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備，實現(xiàn)各種作業(yè)的柔性化和自動化，使機(jī)械設(shè)備具有更高的柔性。其具體表現(xiàn)在：

（1）計算機(jī)集成制造系統(tǒng)。在CIMS發(fā)展過程中，要注重人機(jī)一體化。在CIMS系統(tǒng)，中處于核心地位的過程控制級計算機(jī)，應(yīng)配備必要的硬件和一定的軟件功能。在軟件方面，要做到計算輔助設(shè)計(CAD)和計算輔助制造(CAM)與硬件的有機(jī)結(jié)合，在發(fā)展過程中，要重視基本技術(shù)，不盲目追求高度自動化，數(shù)字化，逐步實現(xiàn)機(jī)電一體化的柔性、自動化、全局化。

（2）智能制造技術(shù)。智能制造系統(tǒng)(IMT)是由智能機(jī)器和人類專家組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)，是在人類專家的指導(dǎo)下，做到人機(jī)的有機(jī)結(jié)合，而不是取代人，智能制造系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自律能力。人機(jī)一體化能力，高水平的人機(jī)一體化(即虛擬制造技術(shù))，在軟件的支持下，有一定自組織能力，自我優(yōu)化能力，自我修正能力，歐美各國都花費了很多人力物力在這方面的研究。

（3）綠色化也是機(jī)電一體化未來的一個研究熱點，綠色化是指產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，而且是低能耗、低材耗、協(xié)調(diào)而可再生的產(chǎn)品。

4.結(jié)語

機(jī)電一體化是很多學(xué)科相互發(fā)展和相互促進(jìn)的結(jié)果，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)所融合的技術(shù)將越來越廣泛，而以機(jī)械和微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)將成為機(jī)電一體化的必然發(fā)展趨勢，機(jī)電一體化的發(fā)展前景非常廣闊。

參考文獻(xiàn)：

第3篇：機(jī)電一體化的定義范文

關(guān)鍵詞:自動控制技術(shù)；智能化；仿生物系統(tǒng)化；綠色壓力；機(jī)電一體化產(chǎn)品

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）04-0116-02

機(jī)電一體化產(chǎn)品簡單的理解就是機(jī)械產(chǎn)品與電子產(chǎn)品的融合，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的融合，機(jī)械零件與電子元件的融合。兩者共同完成某一機(jī)電功能。這也只能是傳統(tǒng)意義上的機(jī)電一體化產(chǎn)品的定義。

現(xiàn)實生活中的機(jī)電一體化產(chǎn)品舉不勝數(shù)。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫目照{(diào)、洗衣機(jī)、微波爐、油煙機(jī)、吸塵器、電吹風(fēng)等都是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品；在機(jī)械制造領(lǐng)域中廣泛使用的各種鑄造設(shè)備、鍛造設(shè)備及機(jī)床、數(shù)控加工中心等也是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品；在工程機(jī)械領(lǐng)域中的挖掘機(jī)、裝載機(jī)、起重機(jī)、攪拌站、樁工機(jī)械、路面機(jī)械等，都是用得較為廣泛的機(jī)電一體化產(chǎn)品；在冶金設(shè)備領(lǐng)域，高爐、轉(zhuǎn)爐、連鑄機(jī)、軋鋼機(jī)等更是高度機(jī)電一體化產(chǎn)品。

一、機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)構(gòu)成

機(jī)電一體化技術(shù)是各種高新技術(shù)的融合體，它主要包括以下幾方面技術(shù)：機(jī)械技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和計算機(jī)與信息技術(shù)等交叉融合的系統(tǒng)技術(shù)等。

（一）機(jī)械技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，實現(xiàn)從機(jī)械原理的選擇到機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和機(jī)械零件的選材，都能達(dá)到最優(yōu)化配置；并且保證最佳的使用性能與壽命；在維修保養(yǎng)上最大限度地做到簡潔、明快，甚至達(dá)到免維護(hù)。

（二）自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用自動控制裝置使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)機(jī)械自動地按照某種規(guī)律運行，使被控對象的一個或幾個物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉(zhuǎn)速等）或加工工藝按照預(yù)定要求變化的技術(shù)。自動控制系統(tǒng)主要由：控制器，被控對象，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和變送器四個環(huán)節(jié)組成。

（三）傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(shù)是機(jī)電一體化產(chǎn)品的系統(tǒng)感受器官，它負(fù)責(zé)把一線的實況用各種信號傳遞給機(jī)電一體化產(chǎn)品的指揮中樞，即計算機(jī)或自動控制單元，是將電子系統(tǒng)或光電系統(tǒng)無法處理的外界物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號的關(guān)鍵技術(shù)，它包括：電阻式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、溫度傳感器及光電式和數(shù)字式、波式和射線式傳感器，還有相應(yīng)的測試電路和信號處理技術(shù)等。

（四）伺服傳動技術(shù)

伺服傳動技術(shù)是指在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使機(jī)械系統(tǒng)的運動部件按照指令要求進(jìn)行運動。采用不同的分類方法，可以得到不同類型的伺服系統(tǒng)。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)三種形式；按被控制量性質(zhì)不同有位移、速度、力和力矩等伺服系統(tǒng)形式；按驅(qū)動方式不同有電氣、液壓和氣壓等伺服驅(qū)動形式；按執(zhí)行元件不同分為步進(jìn)電機(jī)伺服、直流電機(jī)伺服和交流電機(jī)伺服形式。

（五）計算機(jī)與信息技術(shù)

機(jī)電一體化產(chǎn)品中的信息存取、交換、運算、判斷與決策、記錄等都屬于此類范疇，計算機(jī)與信息技術(shù)在整個機(jī)電一體化產(chǎn)品中起到類似于人類大腦和中樞神經(jīng)的作用，它是指導(dǎo)其它功能部分完成各自任務(wù)的總指揮。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的未來發(fā)展趨勢

“2011 IEEE 機(jī)電一體化與自動化國際會議”于2011年8月7日至10日于北京召開。IEEE 機(jī)電一體化與自動化國際會議（ICMA）是機(jī)電一體化、自動化領(lǐng)域的權(quán)威會議，在國際機(jī)器人及自動化等領(lǐng)域具有重要影響力。曾在中國、加拿大、中國香港、日本等國家和地區(qū)成功舉辦過7次。來自各國近440名學(xué)者參加了會議，圍繞智能機(jī)電一體化、機(jī)器人系統(tǒng)和自動控制方面的最新研究成果及未來發(fā)展方向等問題充分交流。從此次會議的議題不難看出機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢趨向于智能機(jī)電一體化方向。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品目前不僅向智能化方向發(fā)展，而且還向仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣。

（一）智能化

隨著人類文明的進(jìn)步和科技的超越式發(fā)展，人類扮演的角色越來越趨于簡單、明了化，人們追求高品質(zhì)與快節(jié)奏的生活與工作方式，那么機(jī)電一體的發(fā)展也就越來越趨于“傻瓜”式與“一鍵操作”式，這樣能把人類的活動從復(fù)雜的按部就班的程序化中解脫出來，用更多的時間來享受生活和工作給我們帶來的諸多便捷。未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在開發(fā)與設(shè)計的時候，順其自然，第一先考慮的就是智能化。

智能化簡單的說就是具有人工智能或模擬人類智能的系統(tǒng)。目前，專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法，是機(jī)電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)智能化的的主要核心技術(shù)。這四種技術(shù)相互關(guān)聯(lián)，密切聯(lián)系。隨著機(jī)械制造與自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現(xiàn)問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。可以認(rèn)為把類似于人類的“大腦”（人類高度文明的匯縮體）裝在了機(jī)電一體化產(chǎn)品之上，產(chǎn)品隨時啟動，“大腦”隨時工作，去判斷人類想要達(dá)到的各種需求，并能做出令我們滿意的行為。人類的大腦思維系統(tǒng)被模塊化的復(fù)制到機(jī)電一體化產(chǎn)品之上。

目前機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化應(yīng)用已成為趨勢， 例如智能機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床等。智能機(jī)器人是通過視覺、觸覺和聽覺等各類傳感器檢測工作狀態(tài)，根據(jù)實際變化過程反饋信息并做出判斷與決定。數(shù)控機(jī)床的智能化體現(xiàn)在各類傳感器對切削加工前后和加工過程中的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，并通過計算機(jī)系統(tǒng)做出判斷，自動對異常現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)整與補(bǔ)償，以保證加工過程的順利進(jìn)行，確保加工精度和質(zhì)量要求，最后加工出合格的產(chǎn)品。

（二）仿生物系統(tǒng)化

今后的機(jī)電一體化對信息的處理會做得更加完美與準(zhǔn)確，這就依賴先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與模塊仿真系統(tǒng)的支持。人們從動物那里獲得了啟示，依據(jù)動物對外界反應(yīng)的習(xí)性與規(guī)律，模擬其習(xí)慣做法，把其應(yīng)用到機(jī)電一體化方向。比如說我們開發(fā)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在接受外界刺激的時候，根據(jù)動物常規(guī)習(xí)性和一般反應(yīng)規(guī)律，機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)該做出類似于動物的反應(yīng)動作或程序準(zhǔn)備工作，根據(jù)目標(biāo)完成任務(wù)獨立選擇最優(yōu)的行為動作，來實現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)的準(zhǔn)確反應(yīng)與目標(biāo)的圓滿完成。

更準(zhǔn)確地說，仿生物系統(tǒng)化是集動物習(xí)性、智能化于一身的技術(shù)。此類產(chǎn)品如仿生物寵物狗、動物園里的仿生物虎媽媽等，這都是研究的課題。考慮到仿生物系統(tǒng)化研究過程的復(fù)雜性，最關(guān)鍵的是被仿的生物習(xí)性與要完成的機(jī)電一體化產(chǎn)品行為之間的相似性研究與系統(tǒng)模塊的生成，仿生物系統(tǒng)化的道路還有很長的路要走。

新的時代脈搏在涌動，賦予我們在新的領(lǐng)域更高層次的挑戰(zhàn)，機(jī)電一體化的發(fā)展也被賦予了嶄新的使命。在發(fā)展科技不辱使命的前提下，我們更應(yīng)該注重人性化理念與倫理道德，科技和信息的快速發(fā)展帶來的綠色壓力，充分考慮科技與生存環(huán)境的關(guān)系，共同建設(shè)好一個和詣、健康、高度文明的國家。

參考文獻(xiàn)

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[2] 周樹文．北工大成功承辦2011 IEEE 機(jī)電一體化與自動化國際會議，北京工業(yè)大學(xué)新聞網(wǎng)，2011-08-23．

[3] 金志向．光機(jī)電一體化技術(shù)特征和發(fā)展趨勢[J]．科技咨詢導(dǎo)報，2007，（15）．

[4] 王敏，溫斌，王秀麗.機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能化[J]．太原科技，2006，（6）.

第4篇：機(jī)電一體化的定義范文

【關(guān)鍵詞】機(jī)電 一體化 技術(shù)

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

前言

科學(xué)技術(shù)的不斷變化與發(fā)展，極大的推動了各個學(xué)科的相互交叉與滲透，尤其是在機(jī)械技術(shù)工程方面，計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的廣泛發(fā)展與應(yīng)用更是加速了機(jī)電一體化的發(fā)展，從而使機(jī)械工業(yè)逐漸朝著一體化的趨勢發(fā)展。機(jī)械工業(yè)的使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由機(jī)械電氣化邁入了機(jī)電一體化的特殊發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的定義

機(jī)電一體化技術(shù)是以微型計算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，在與機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進(jìn)行研究，使得整個系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)直接導(dǎo)致了自動化技術(shù)的產(chǎn)生。

二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。

1、機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ), 機(jī)械技術(shù)的著眼點在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng), 利用其高、新技術(shù)來更新概念, 實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更, 滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主, 為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn), 還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量, 才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化, 進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性, 減少能量消耗, 提高效率。

2、信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備(特別是微型計算機(jī))的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化, 必須提高信息處理設(shè)備的可靠性, 包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性, 進(jìn)而提高處理速度, 并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

3、傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面, 提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾, 目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說, 目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

4、驅(qū)動技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)已被廣泛采用, 但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前, 正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動單元。

5、軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本, 提高生產(chǎn)維修的效率, 要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化, 包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

6、接口技術(shù)

為了與計算機(jī)進(jìn)行通信, 必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修, 而且可以簡化設(shè)計。目前,技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口,來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光耦器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1、國外機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化占據(jù)主導(dǎo)地位是制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而制造產(chǎn)業(yè)是整個科學(xué)技術(shù)和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)工業(yè)，因而機(jī)電一體化在當(dāng)前激烈的國際政治、軍事、經(jīng)濟(jì)競爭中有舉足輕重的作用，受到各工業(yè)國家的極大重視，并給予資金支持和必要的政策優(yōu)惠。就國外而言，機(jī)電一體化的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段的發(fā)展歷程。第一，在1959 年以前，這個時期電子技術(shù)的發(fā)展大大推動了機(jī)電一體化的進(jìn)程與發(fā)展。很多制造產(chǎn)業(yè)不斷的將電子技術(shù)運用于其中，從而創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。第二，隨著各種新技術(shù)的大量涌現(xiàn)，機(jī)電一體化技術(shù)也在不斷的向前發(fā)展，并結(jié)合其原有的技術(shù)，不斷開始創(chuàng)新，新產(chǎn)品不斷的涌現(xiàn)于市場。第三，也是機(jī)電一體化備受關(guān)注的時期，各國都開始探索機(jī)電一體化的工藝流程與產(chǎn)品技術(shù)。

2、國內(nèi)機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

就中國而言，我國最早關(guān)注機(jī)電一體化的研究與使用，是在1989 年。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，制定了各種有關(guān)機(jī)電一體化的發(fā)展規(guī)劃文件。在2010 年，由于受到各個方面的影響，我國不斷的引進(jìn)新的技術(shù)和工藝。在結(jié)合本國實際情況的時候，不斷的摒棄那些不好的技術(shù)措施，在一些大的學(xué)校和大的企業(yè)進(jìn)行實踐研究。但由于各種原因的影響，我國在機(jī)電一體化進(jìn)程之中，相對于國外而言，還是比較落后的。為此，我們必須加強(qiáng)其進(jìn)一步的研究與發(fā)展，以此來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

四、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1、數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40 年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

(1)總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

(2)開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

(3)WOP 技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

(4)大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強(qiáng)了CNC 系統(tǒng)的控制功能。

(5)能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

(6)系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

(7)以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

2、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS 的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

3、柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

4、工業(yè)機(jī)器人

第1 代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2 代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏? 代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5 代計算機(jī)關(guān)系密切。

結(jié)論

機(jī)電一體化的出現(xiàn)是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景將越來越廣闊，它對人類社會進(jìn)步的推動力將越來越大。

【參考文獻(xiàn)】

第5篇：機(jī)電一體化的定義范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造 自動化 發(fā)展趨勢

1 機(jī)械自動化的定義

對于現(xiàn)代機(jī)械的定義，由于研究的角度不同，進(jìn)而給出不同的定義。例如美國機(jī)械工程師協(xié)會，在1984年將其定義為：“現(xiàn)代機(jī)械就是通過計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的機(jī)械和（或）機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以完成機(jī)械力、運動和能量流等動力學(xué)任務(wù)”。而國際機(jī)器與機(jī)構(gòu)理論聯(lián)合會將現(xiàn)代機(jī)械定義為：機(jī)電一體化是精密機(jī)械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的協(xié)同結(jié)合。

2 機(jī)械設(shè)計制造及自動化的設(shè)計原則

2.1 滿足機(jī)器的功能要求 機(jī)械自動化系統(tǒng)通過處理進(jìn)入系統(tǒng)的物質(zhì)、能量和信息等，進(jìn)而在一定程度上輸出所需特性的物質(zhì)、能量與信息。

2.2 利用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新 基于物料搬運、加工、能量轉(zhuǎn)換、信息處理等功能構(gòu)成原理，便于對各種機(jī)械自動化的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計或分析。

3 機(jī)械自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 鍋爐汽包水位控制

3.1.1 單沖量控制系統(tǒng)

汽包水位控制是通過對給水控制來實現(xiàn)的，單沖量控制系統(tǒng)如圖1所示：

3.1.2 雙沖量控制系統(tǒng)

引入蒸汽流量信號，購入雙沖量控制系統(tǒng)，如圖2所示：

3.1.3 三沖量控制系統(tǒng)

在實施方案方面，三沖量控制系統(tǒng)比較多，典型控制方案如圖3所示：

三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，如圖4所示：

加法器可以接在控制器之前或者之后，如圖5（a）、（b）所示：

3.2 冷卻器控制方案的研究

3.2.1 冷卻劑流量的控制

如圖6所示：

物料出口溫度與液位的串級控制方案，如圖7所示，對液位的上限進(jìn)行限制?；蛘卟捎眠x擇性控制方案，如圖8所示：

3.2.2 控制氣氨排量

4 機(jī)械自動化的優(yōu)勢

4.1 提高工作質(zhì)量 根據(jù)設(shè)計的要求，機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的動作，自動化控制系統(tǒng)提供了精確地保證，工作質(zhì)量和產(chǎn)品合格率得到有效地保證。

4.2 安全和可靠性高 機(jī)械自動化產(chǎn)品在工作過程中，由于使用電子元器件，可動構(gòu)件和磨損部件在機(jī)械產(chǎn)品中明顯減少，在一定程度上確保了靈敏度和可靠性。

4.3 調(diào)整和維修方便 借助被控對象的數(shù)學(xué)模型和外界參數(shù)的變化，高級機(jī)械自動化產(chǎn)品在一定程度上尋找最佳的工作程序，進(jìn)而對自動化操作進(jìn)行最優(yōu)化。

4.4 復(fù)合功能 自動化控制，以及自動補(bǔ)償、校驗、調(diào)節(jié)、保護(hù)等，以及智能化是機(jī)械自動化產(chǎn)品必須具備的基本功能，通常情況下都能滿足用戶的需要。

4.5 改善勞動條件 機(jī)械自動化產(chǎn)品自動化程度高，工廠、辦公、農(nóng)業(yè)、交通等的自動化，以及家庭的自動化等，在一定程度上都可以實現(xiàn)。

4.6 節(jié)約能源 對于機(jī)械自動化產(chǎn)品來說，通過降低驅(qū)動機(jī)構(gòu)的能耗，通過調(diào)節(jié)控制，在一定程度上提高了能源的利用率，實現(xiàn)節(jié)能效果。

5 機(jī)械設(shè)計制造自動化的發(fā)展方向

5.1 機(jī)電一體化 機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路就是向著機(jī)電一體化的方向發(fā)展和延伸。

5.2 智能化 機(jī)械自動化產(chǎn)品具有低級智能或人的部分智能。

5.3 模塊化 電氣產(chǎn)品的模塊化在一定程度上為機(jī)械自動化企業(yè)指明方向。

5.4 網(wǎng)絡(luò)化 以計算機(jī)為中心，將各種家用電器利用家庭網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，構(gòu)成計算機(jī)集成家電系統(tǒng)，讓人民享受高科技帶來的便利和快樂。

5.5 微型化 微機(jī)械自動化具有不可比擬的優(yōu)勢。

5.6 綠色化 通常情況下，機(jī)械自動化產(chǎn)品的綠色化是指使用時不對環(huán)境構(gòu)成污染，報廢后能回收利用。

5.7 人性化 一方面人是機(jī)械自動化產(chǎn)品的最終使用者，另一方面結(jié)合生物機(jī)理、研制機(jī)械自動化產(chǎn)品。

6 結(jié)論

綜上所述，我們可知，機(jī)電一體化的發(fā)展從本質(zhì)上就是機(jī)械自動化的發(fā)展，為此，廣大設(shè)計人員需要對機(jī)械設(shè)計制造提高認(rèn)識，因為只有機(jī)械自動化設(shè)計制造才是未來的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉武發(fā)，劉德平.機(jī)電一體化設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2007.5.

第6篇：機(jī)電一體化的定義范文

關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)電一體化系統(tǒng)；應(yīng)用策略

一、智能控制的定義

智能控制是建立在傳統(tǒng)的控制理論之上的，但是它和傳統(tǒng)控制理論有著明顯的區(qū)別。相比而言，智能控制系統(tǒng)開放性更強(qiáng)，級別區(qū)分更完善，有著良好的信息處理能力。這種控制方法所針對的隊形可以是不確定的或者非線性的，這就決定了它能夠滿足復(fù)雜的任務(wù)要求。它獲取知識的途徑主要包括兩種：一種是自主學(xué)習(xí)，另一種是專家經(jīng)驗。它主要利用擬人化的方法來表達(dá)，能夠模仿人類的智能。但是，智能控制系統(tǒng)并不排斥傳統(tǒng)控制理論。它同樣需要利用傳統(tǒng)方法來對“簡單的”問題進(jìn)行處理，并以此為基礎(chǔ)對方法進(jìn)行改進(jìn)，以滿足各種各樣的復(fù)雜問題的需要。

智能控制建立在控制理論、信息技術(shù)、智能技術(shù)等學(xué)科的先進(jìn)理論之上，對傳統(tǒng)的理論研究進(jìn)行了有效的擴(kuò)充，形成了不少新研究方法，其中最為常見的方法包括專家控制、模糊控制、混沌控制以及組合智能控制等。作為當(dāng)前機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢，智能化近幾年已經(jīng)在學(xué)界引起了較大的關(guān)注。事實上，機(jī)電一體化的水平高低會受到控制系統(tǒng)的影響，因此，選擇合適的方法提升智能化系統(tǒng)水平對發(fā)展機(jī)電一體化有著非常重要的作用。

二、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用策略

1.在數(shù)控領(lǐng)域的智能控制策略

現(xiàn)在，數(shù)控系統(tǒng)一方面對性能有著較高的需要，另一方面還需要具備不少智能功能。換言之，數(shù)控系統(tǒng)需要具備良好的知識處理功能。在這部分功能里，有些功能模塊需要以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，利用傳統(tǒng)的控制理論來控制。但是需要注意的是，不少環(huán)節(jié)是沒有辦法進(jìn)行建模的，這主要是由于某些相關(guān)信息的清晰度比較低，這就需要智能控制系統(tǒng)來完成相應(yīng)的任務(wù)，實現(xiàn)更好的控制效果。利用智能控制中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)ο到y(tǒng)里的問題進(jìn)行檢查和處理，對系統(tǒng)進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)和修補(bǔ)。這種方法能夠利用各種各樣的零件來進(jìn)行連接，創(chuàng)建出“數(shù)據(jù)點的密化處理”。

2.機(jī)器人領(lǐng)域的智能控制

現(xiàn)在，智能控制技術(shù)已經(jīng)在機(jī)器人研究方面有了較為深入的應(yīng)用，比如說機(jī)器人的信息處理能力、快速移動能力以及四肢控制能力等。利用智能控制技術(shù)，設(shè)計者可以使機(jī)器人具備學(xué)習(xí)和適應(yīng)各種任務(wù)的能力。隨著智能控制技術(shù)的逐漸成熟，機(jī)器人設(shè)計已經(jīng)在很多方面取得了明顯進(jìn)展。比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身的學(xué)習(xí)能力比較好，能夠進(jìn)行非線性映射，這種技術(shù)在機(jī)器人動力學(xué)上有著較為良好的應(yīng)用，它能夠使機(jī)器人更好地進(jìn)行現(xiàn)場控制，以更為自由的方式進(jìn)行機(jī)械臂的擺動。利用這樣的方法，機(jī)器人能夠?qū)Ω魇礁鳂拥男畔⑦M(jìn)行有效的融合，具備良好的魯棒性。

3.交流伺服系統(tǒng)里的智能控制

伺服驅(qū)動設(shè)備是機(jī)電一體化設(shè)備最為重要的構(gòu)成要素，它能夠幫助產(chǎn)品將信號變?yōu)榫唧w的動作，對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生非常直接的影響。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用，相關(guān)系統(tǒng)的性能也得到了極大的改善。作為一種較為復(fù)雜的系統(tǒng)，交流伺服系統(tǒng)有著一定的不確定性，這種不確定性主要表現(xiàn)在參數(shù)時變、交流電動機(jī)自身的非線性特定等方面，這就決定了針對其構(gòu)建出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的難度比較大。如果以較為相似的模型取代精確的數(shù)學(xué)模型，是無法滿足系統(tǒng)本身較高的要求的。把智能控制系統(tǒng)應(yīng)用到交流伺服中來能夠使其更加滿足任務(wù)的需要，達(dá)到原本難以達(dá)到的性能指標(biāo)。

三、結(jié)語

智能控制是機(jī)電一體化和傳統(tǒng)的自動化處理技術(shù)最主要的不同點，也是本世紀(jì)機(jī)電一體化未來進(jìn)步和發(fā)展的主要內(nèi)容。智能控制技術(shù)近幾年發(fā)展非常迅速，怎樣把它和機(jī)電一體化技術(shù)以及其賴以生存的傳統(tǒng)理論進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)這一系統(tǒng)的智能化，依舊是一個尚未解決的問題，依舊需要學(xué)界的不斷研究和分析。

參考文獻(xiàn)：

第7篇：機(jī)電一體化的定義范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械工程 ；核心技術(shù)； 運用

中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

引言：機(jī)電一體化技術(shù)定義機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué),英語稱為Mcchatronics,它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。一般來說，現(xiàn)代機(jī)電一體化是當(dāng)今目前自動化技術(shù)發(fā)展的相對較高級的階段。它同時也以計算機(jī)產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)和主要特征的自動化技術(shù)，同時也是生產(chǎn)實踐對自動化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的需要。因此，根據(jù)整個行業(yè)的未來發(fā)展來看，整個工程機(jī)械的機(jī)電智能化和一體化將是今后的主要發(fā)展方向。

1.機(jī)電一體化概要

機(jī)電一體化技術(shù)的形成機(jī)電一體化技術(shù)是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展至今已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測控技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息變換技術(shù)、接口技術(shù)、及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，按優(yōu)化組織目標(biāo)與系統(tǒng)功能目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。所以，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上面訴述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有著純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，屬傳統(tǒng)機(jī)械，它主要功能依舊是代替和放大的體力。但發(fā)展到機(jī)電一體化之后，其中的微電子裝置除可以代替某些機(jī)械部件的原有功能之外，還可以賦予許多新的功能，比如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)、自動顯示記錄和控制自動診斷與保護(hù)等等。所以機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅僅是人的手和肢體的延伸，并且人的感官和頭腦的眼神，而具有智能化的特點是機(jī)電一體化和機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2.機(jī)電一體化的核心技術(shù)

2.1機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)電一體化的基礎(chǔ)是機(jī)械技術(shù)，在實踐中如何才可以能夠?qū)C(jī)械技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行有效的相互適應(yīng)，是機(jī)械技術(shù)主要的著眼點。利用其他高新技術(shù)的更新概念，對結(jié)構(gòu)、材料和性能實現(xiàn)有力的變更，能滿足重量的減小及體積的縮小與精度的全面提高等等。在機(jī)電一體化整體系統(tǒng)制造的過程當(dāng)中，借助計算機(jī)輔助技術(shù)才能可以有效實現(xiàn)經(jīng)典的機(jī)械理論及工藝，同時還需有效的采用過人工智能及專家系統(tǒng)等，把機(jī)械制造技術(shù)在當(dāng)今年社會中進(jìn)行有力的更新。

機(jī)械本體必須要將性能及重量和精度等進(jìn)行綜合考慮，性能需進(jìn)行總體的一個改善使之更加的有力，重要需進(jìn)一步的給予有效減輕，精度更需全方位進(jìn)行提高。現(xiàn)代社會中存在的機(jī)械產(chǎn)品，一般都是把鋼材當(dāng)作主要材料，那在重量方面就需進(jìn)行有效的控制，想要有效的減輕鋼材的質(zhì)量，不僅需要在結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行改進(jìn)而且還要考慮利用非金屬的復(fù)合材料。只有機(jī)械本身的重量可以有效的控制從而減輕，對驅(qū)動系統(tǒng)的小型化才能夠得到有效的實現(xiàn)，從而在控制方面可有效的改善快速響應(yīng)特性，有效的將能量消耗進(jìn)行相應(yīng)的減少，有效的提升了實際功效。

2.2信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

2.3傳感技術(shù)

傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器可以快速、精確地獲取信息并且能夠經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的一個保證。傳感器的問題集中在提高靈敏度、可靠性與精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為避免電干擾，當(dāng)前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。而對外部信息傳感器來說，現(xiàn)在主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

2.4驅(qū)動技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動結(jié)構(gòu)在社會當(dāng)中已廣泛的被接受并且采用，但在快速響應(yīng)及效率等諸多方面，仍然存在許多需要繼續(xù)有效的解決的問題。當(dāng)前，我國針對內(nèi)部裝有編譯器的電機(jī)及控制專用組件和傳感器，三位于一體的伺服驅(qū)動單元正在積極的發(fā)展當(dāng)中。

3.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)從20世紀(jì)70年代中期開始在國外工程機(jī)械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起．推動了工程機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著微型計算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在工程機(jī)械上的應(yīng)用，不但提高了施工工藝，還節(jié)約了大量的人力、物力和資源，使工程機(jī)械的性能得到了前所未有的提高，無論是在動力性、安全性、節(jié)能性和操控性上都有了極大的改善，充分滿足了現(xiàn)代社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。從根本上改變了工程機(jī)械的面貌，極大促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高，使工程機(jī)械進(jìn)入了一個全新的發(fā)展階段。工程機(jī)械的機(jī)電一體化和智能化將是今后的發(fā)展方向現(xiàn)代工程施工中，工程機(jī)械的性能、自動化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可直接影響到施工工藝的好壞：而工程機(jī)械的電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量與性能的優(yōu)劣又直接影響到工程機(jī)械的動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。

4..現(xiàn)代機(jī)電一體化在工程機(jī)械應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

4.1 高性能化的應(yīng)用發(fā)展

這里面主要包含：高速的應(yīng)用化模式、高精度的應(yīng)用模式以及高效率的應(yīng)用模式、高可靠性的應(yīng)用。新一代CNC系統(tǒng)采用多CPU結(jié)構(gòu)以多總線連接，就是以此“四高”為滿足生產(chǎn)而誕生的。這種系統(tǒng)采用精簡指令集機(jī)，可同時實時多任務(wù)操作系統(tǒng)并行處理，從而來保證該機(jī)電一體化的產(chǎn)品具有相對高性能。

4.2 微型化的應(yīng)用發(fā)展

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)電一體化的一個新發(fā)展方向，同時也是電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物，國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品，泛指幾何尺寸向微米、納米級發(fā)展，其體積一般不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)越性，并且其耗能小、體積小、運動靈活，是近年和將來十大關(guān)鍵技術(shù)之一。

4.3 機(jī)電一體化智能化的應(yīng)用發(fā)展

一般來說，現(xiàn)代機(jī)電一體化的發(fā)展和進(jìn)步都主要體現(xiàn)在控制理論的基礎(chǔ)上，也就是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械自動化技術(shù)的主要區(qū)別之一就是智能化技術(shù)，而且這種在實際中的區(qū)別表現(xiàn)就是表現(xiàn)在其產(chǎn)品的智能上。它是吸收計算機(jī)科學(xué)、人工智能、生理學(xué)等一系列智能的新方法、新思想，模擬人類智能，這樣的技術(shù)目前任然在探索和應(yīng)用中，相信將來是有非常廣闊的應(yīng)用前景。

5.結(jié)語

隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟(jì)效益與社會效益。

參考文獻(xiàn)：

［1］孫永利.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用［J］.農(nóng)機(jī)使用與維修，2009，（1）.

［2］冷俊.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用［J］.科技資訊，2011，（7）.

［3］陶尚華.機(jī)電一體化與發(fā)展及趨勢[J]. 科技信息. 2008(35)

第8篇：機(jī)電一體化的定義范文

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化 故障 可靠性

中圖分類號：TN83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0067-01

0 引言

何謂機(jī)電一體化，國際上普遍采用日本1983年機(jī)械振興協(xié)會的定義：“機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱 ?！弊詮娜毡臼状翁岢鰴C(jī)電一體化（mechatronics）這一概念以來，機(jī)電一體化技術(shù)得到了飛速發(fā)展，已成為一門新興的交叉學(xué)科。它涉及到機(jī)械制造技術(shù)、電子技術(shù)、信息處理技術(shù)測試與傳感技術(shù)、控制技術(shù)、接口技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)等多種技術(shù)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品不斷進(jìn)入生產(chǎn)與生活領(lǐng)域，人們對該類產(chǎn)品的輸出柔性、工作性能及可靠性方面提出了嚴(yán)格的要求。但由于機(jī)電一體化設(shè)備不同于一般的機(jī)械設(shè)備或電子設(shè)備，它有著其獨特的故障特點和可靠性，所以，我們不能沿用傳統(tǒng)的故障診斷方法。本文針對新興的機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)備進(jìn)行了故障特點分析及可靠性探討。

1 機(jī)械與電子之間的相互關(guān)系

機(jī)電一體化設(shè)備主要由機(jī)械本體、動力單元、控制單元、檢測單元、執(zhí)行單元等組成，構(gòu)成系統(tǒng)的要素一般包括機(jī)、電、液、氣、光、磁等，而機(jī)械與電子是機(jī)器的重要組成部分。大多數(shù)機(jī)器主要由這兩部分組成，只是兩者所占的比例不同而已。機(jī)電一體化設(shè)備不是單純的機(jī)械和電子的疊加，而是兩者的有機(jī)結(jié)合。一般來說，機(jī)械是動作的執(zhí)行者，電子是動作的控制者，只有兩者的協(xié)調(diào)運行，機(jī)器才能正常工作。兩者之間的關(guān)系就像四肢和大腦的關(guān)系，機(jī)電一系化系統(tǒng)的最終目的是實現(xiàn)可控的運動行為，它是充分利用電子計算機(jī)信息處理和控制功能，利用可控驅(qū)動元件特性的現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)。

2 機(jī)電一體化設(shè)備的故障表象分析

2.1 機(jī)械設(shè)備的故障表象特點

（1）機(jī)械設(shè)備的運行過程是一個動態(tài)的過程.在不同時段的測試數(shù)據(jù)是不可重現(xiàn)的，用檢測數(shù)據(jù)直接判斷運行過程中的故障也是不可靠的。

（2）從系統(tǒng)特性來看，機(jī)械系統(tǒng)的故障具有隨機(jī)性、連續(xù)性、離散性、緩變性、突發(fā)性、間歇性、模糊性等，其產(chǎn)生的原因有一對多性（一個故障結(jié)果可能由多種原因產(chǎn)生）、復(fù)合性（多個原因同時作用產(chǎn)生某個故障結(jié)果）。

2.2 電子設(shè)備的故障表象特點

電子設(shè)備的故障特點具有隱蔽性、突發(fā)性、敏感性（如對溫度、濕度等外界工作條件）。

2.3 機(jī)電一體化設(shè)備的故障表象特點

機(jī)電一體化系統(tǒng)除具有原有機(jī)械和電子設(shè)備的特點外，又增加了故障轉(zhuǎn)移性、表征復(fù)雜性、集成性、融合性、交叉性等特點。

一般來說，南于機(jī)械部分是動作的執(zhí)行者、完成者，從故障表面現(xiàn)象來看，如果機(jī)器出現(xiàn)不動作，或未按預(yù)定動作執(zhí)行，我們很容易認(rèn)為足機(jī)械部件故障。事實上，機(jī)器不動作或未按預(yù)定動作執(zhí)行，多半是由于電子（電氣）部分出現(xiàn)了問題。原因可能是電子線路發(fā)不出動作指令，形成機(jī)械部件不動作；可能是電子部件檢測到機(jī)械部件動作不到位，發(fā)出了停止信號，造成機(jī)械部件在后續(xù)工序出現(xiàn)錯誤。例如，NP1215型復(fù)印機(jī)由于輸紙皮帶長期與驅(qū)動輪接觸，造成打滑現(xiàn)象，使得輸紙帶速度低于正常速度，紙路傳感器檢測到規(guī)定時間內(nèi)紙張未能到達(dá)指定位置，從而發(fā)出停止指令，使輸紙皮帶停止前進(jìn)，從而出現(xiàn)卡紙現(xiàn)象。從表面來看，是在故障位（定影部位）發(fā)生卡紙現(xiàn)象，使我們懷疑可能是定影上、下輥之間的縫隙偏小，或分離爪分離不到位產(chǎn)生卡紙。經(jīng)反復(fù)觀察輸紙帶，發(fā)現(xiàn)有時有短暫間隙停頓現(xiàn)象，肉眼幾乎看不出來。一個行之有效的故障排除方法是將輸送帶翻轉(zhuǎn)過來，讓毛邊與驅(qū)動輪相接觸，增加它們之間的摩擦力，重新開機(jī)后故障消除。該故障的原因可總結(jié)為：機(jī)械磨損引起傳送帶運行速度變慢，速度傳感器測到后發(fā)出停止信號，于是發(fā)生卡紙現(xiàn)象。此例體現(xiàn)了機(jī)電一體化設(shè)備故障的轉(zhuǎn)移性。

3 機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷方法

由于機(jī)電一體化設(shè)備所具有的獨特特點，我們不能沿用傳統(tǒng)的單獨針對機(jī)械或電子的維修診斷方法，而應(yīng)將機(jī)電有機(jī)結(jié)合，轉(zhuǎn)變思維方法 。首先，要對機(jī)電一體化系統(tǒng)有一個深入的分析、了解，熟悉各功能模塊框圖，根據(jù)各組成部分的功能、組合形式和工作環(huán)境，分析故障可能的形式和影響程度。必要時可作故障樹分析，根據(jù)故障發(fā)生的現(xiàn)象，層層分解，找出與故障形式的邏輯關(guān)系及與可靠性有關(guān)的各種因素 ，弄清產(chǎn)生故障的實質(zhì)和根源。機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷法有故障樹分析法、拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)分析法、自診斷法（故障代碼、故障指示燈、報警聲等）、溫度檢測診斷法、壓力檢測診斷法、振動檢測診斷法、噪聲檢測診斷法、金相分析檢測診斷法、時域模型分析法等。

具體診斷方法有以下3種：

（1）先機(jī)后電 由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的直觀性，我們可以通過肉眼看到明顯的故障表象，如斷裂、變形、打滑、碰撞、卡死等，所以，先從機(jī)械部分人手，檢查機(jī)械部分是否能正常工作，行程開關(guān)能否自如接通和斷開，液壓、氣動裝置是否能正常循環(huán)，然后再判斷電子（電氣）部分是否存在問題。一般而言，由于機(jī)械的工作特點，它是以執(zhí)行元件、驅(qū)動元件等身份出現(xiàn)的，它們更容易因為磨損、變形等原因發(fā)生失效。

（2）先外后內(nèi) 由執(zhí)行部件到控制部件再到驅(qū)動部件逐個檢查，找到故障源頭。

（3）先干后葉先分析主要部件，后分析次要部件，尤其要重點分析結(jié)合部零件或接口部件。

4 機(jī)電一體化系統(tǒng)可靠性分析及提高可靠性對策可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。機(jī)電設(shè)備的可靠性與機(jī)電設(shè)備在使用環(huán)境、工作條件、運行情況、維修保養(yǎng)等有關(guān)，與各個組成單元自身的可靠性相關(guān)。機(jī)電設(shè)備的可靠性可用可靠度R來表示，R=R1+R2+R3 ，其中，R1為整個機(jī)電一體化設(shè)備的可靠度，R2為機(jī)械部件的可靠度，R3為電氣部件的可靠度， 為機(jī)電接口的可靠度。由此可見，為了提高整個機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性，必須對其各組成部分進(jìn)行分析，提高各組成部分的可靠性，找出薄弱環(huán)節(jié)，改善設(shè)計方法，合理配置結(jié)構(gòu)，必要時對重要部分可以采用冗余設(shè)計。

機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性還可通過提高機(jī)械工作精度（如運行精度、加工精度、控制精度等）來獲得，可采用精密機(jī)械改造傳統(tǒng)機(jī)械；電路控制部分也可用PLC（可編程控制器）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸控制；還可采用先進(jìn)的NC（數(shù)字控制）、PC（計算機(jī)控制）代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制方法等。

5 結(jié)束語

我們必須針對機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點，找出行之有效的故障診斷方法。隨著其他各類技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的有機(jī)融合，傳統(tǒng)機(jī)械正朝著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、微型化、自動化等方向發(fā)展 J，逐步形成了一個全新的機(jī)電產(chǎn)品理念。相應(yīng)的故障診斷技術(shù)也朝著人工智能、專家系統(tǒng)發(fā)展，使機(jī)電一體化系統(tǒng)具有自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)功能。

參考文獻(xiàn)

第9篇：機(jī)電一體化的定義范文

關(guān)鍵詞：中職；機(jī)電一體化；現(xiàn)代學(xué)徒制

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9094-（2017）02/03C-0051-03

機(jī)電一體化專業(yè)是一門交叉性、綜合性的學(xué)科專業(yè)，它高度融合了機(jī)械技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等基本學(xué)科，在人們的日常生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要的作用，并且隨著科技的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化專業(yè)的發(fā)展前景更為廣闊，發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?。[1]

中等職業(yè)教育最重要的目標(biāo)就是向企業(yè)輸送動手能力強(qiáng)的基層專業(yè)技術(shù)人才，而中職機(jī)電一體化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是既有豐富的理論專業(yè)知識，又有較高動手實踐能力的維修電工、PLC編程員、單片機(jī)編程員等。然而，現(xiàn)行的人才培養(yǎng)模式離這一目標(biāo)還有一定的差距。[2]

一、中職機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀

中職院校機(jī)電一體化專業(yè)目前比較普遍的教學(xué)模式是理論授課+理實一體化教學(xué)方式，即理論部分采用純理論教學(xué)的教學(xué)方式，實踐部分采用理實一體化的教學(xué)方式。與更早以前那種教師在講臺上講、學(xué)生坐在下面聽的教學(xué)模式相比，目前的教學(xué)模式能夠提高學(xué)生的動手實踐能力，同時也便于教學(xué)的開展。但由于中職院校師資力量有限、相關(guān)專業(yè)設(shè)備不夠先進(jìn)等因素的影響，使得目前以理實一體化為主的教學(xué)模式遇到了發(fā)展的瓶頸，亟待進(jìn)一步改革和完善。

（一）理論與實踐脫節(jié)

以機(jī)電一體化專業(yè)核心課程《維修電工》為例，該課程的理論部分與實踐部分分開教學(xué)，由2位不同的教師分別授課，其中理論部分的授課在普通教室完成，實踐部分的授課在實訓(xùn)室采取“理實一體化”的方式進(jìn)行。同樣的課程、同樣的學(xué)生，卻由2位教師進(jìn)行授課，學(xué)生要分別去適應(yīng)不同教師的不同授課風(fēng)格，對于本就聽課不夠積極的中職學(xué)生來講，他們在心理上抗拒這種教師更換給他們帶來的不適應(yīng)感，導(dǎo)致聽課更加不積極，進(jìn)而影響了教學(xué)的順利開展，使得理論與實踐部分授課學(xué)習(xí)脫節(jié)。

（二）實訓(xùn)設(shè)備不夠先進(jìn)

機(jī)電一體化專業(yè)對學(xué)生的動手能力要求很高，因此對實訓(xùn)設(shè)備的要求也很高，要求實訓(xùn)設(shè)備要與時俱進(jìn)，及時更新，否則畢業(yè)后的學(xué)生會很難適應(yīng)新設(shè)備新要求。然而，中職院校受限于投資力度等原因，很難做到機(jī)電一體化專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備跟得上時代的步伐。

（三）教學(xué)知識體系比較落后

除了硬件方面的實訓(xùn)設(shè)備需要不斷更新以外，軟件方面的教學(xué)知識體系也需持續(xù)更新。這其中包含兩個方面：其一，現(xiàn)行的教學(xué)內(nèi)容比較落后。雖然中職院校機(jī)電一體化專業(yè)的教材也在不斷更新，但由于教材編寫、出版等還需一定的周期，使得教材的更新永遠(yuǎn)跟不上專業(yè)技術(shù)的發(fā)展；其二，教師的知識體系也比較落后。教師不同于企業(yè)一線的員工，不能像他們那樣經(jīng)常接觸到最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，這不利于教師將重要的專業(yè)知識講透徹，不利于教學(xué)的順利開展。[3]

（四）校企合作流于形式

如今，幾乎所有的中職院校都有校企合作，但合作的深度和廣度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠[4]，合作大多限于雙方領(lǐng)導(dǎo)層的交流訪問以及文件紙面上的合作，而且還存在著“一頭熱”的情況，即校方合作意愿非常強(qiáng)，但是企業(yè)方面并不十分情愿或者沒有足夠的精力和時間投入到校企合作中去，從而使得校企合作難以實現(xiàn)既定目標(biāo)，最終流于形式。

二、現(xiàn)代學(xué)徒制在中職機(jī)電一體化專業(yè)的實踐

現(xiàn)代學(xué)徒制可很好地解決上述問題。關(guān)于現(xiàn)代學(xué)徒制，迄今都沒有統(tǒng)一確定的定義，但在以下方面取得了共識：現(xiàn)代學(xué)徒制的本質(zhì)依然是一種人才培養(yǎng)模式，其基礎(chǔ)是校企合作，其核心是工學(xué)結(jié)合，其最終目的還是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和辦學(xué)質(zhì)量。我國教育部明確指出：鼓勵職業(yè)學(xué)校和企業(yè)聯(lián)合開展先招工、后入學(xué)的現(xiàn)代學(xué)徒制試點。[5]這充分說明了現(xiàn)代學(xué)徒制的時代性和優(yōu)勢所在。

（一）制定人才培養(yǎng)方案

實施現(xiàn)代學(xué)徒制的第一步就是制定人才培養(yǎng)方案，這是中職院校實施人才培養(yǎng)工作的根本性指導(dǎo)文件。[6]與以往不同，現(xiàn)代學(xué)徒制制定人才培養(yǎng)方案必須校企合作共同制定，這是前提。校企雙方應(yīng)就人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)、具體實施方案等細(xì)節(jié)逐一進(jìn)行討論制定，真正實現(xiàn)校企合作共同制定。

（二）課程體系改革

課程體系是一門專業(yè)的重中之重。所謂體系，指的是課程目標(biāo)、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)等組成部分的綜合體。[7]目前，絕大多數(shù)中職院校機(jī)電一體化專業(yè)的課程體系都是三段式，即：剛?cè)雽W(xué)時學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程，然后重點學(xué)習(xí)專業(yè)課程，最后是畢業(yè)頂崗實習(xí)。這樣的課程體系以知識為基礎(chǔ)、遵循由易到難的邏輯，但已經(jīng)不適應(yīng)企業(yè)對人才的要求，亟待改革。

基于現(xiàn)代學(xué)徒制的中職機(jī)電一體化專業(yè)課程體系改革依然緊緊圍繞校企合作展開。首先，校企合作，根據(jù)企業(yè)崗位情況劃分專業(yè)方向：機(jī)電設(shè)備操作、機(jī)電設(shè)備安裝和調(diào)試、機(jī)電設(shè)備維修與售后服務(wù)、機(jī)電產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計等4個大方向；其次，根據(jù)各專業(yè)方向，有針對性地制定課程標(biāo)準(zhǔn)；第三，課程內(nèi)容的選擇不應(yīng)拘泥于正式出版物，應(yīng)將企業(yè)員工內(nèi)部培訓(xùn)內(nèi)容、相關(guān)的國家職業(yè)資格鑒定標(biāo)準(zhǔn)以及學(xué)校選用的教材內(nèi)容三者有機(jī)地結(jié)合在一起；最后，課程的學(xué)習(xí)情況考核應(yīng)該多元化，不應(yīng)僅僅局限于期末考試和平時作業(yè)、測驗。

（三）建立師徒關(guān)系

其實學(xué)徒制自古就有，在古代被稱之為“師徒”關(guān)系。在我國歷史中，學(xué)徒制對制造業(yè)、紡織業(yè)、建筑業(yè)等方面的專業(yè)技術(shù)傳承起到了關(guān)鍵性的作用。[8]現(xiàn)代學(xué)徒制師徒關(guān)系的建立要科學(xué)規(guī)范得多。中職院校機(jī)電一體化專業(yè)宜采用“雙導(dǎo)師”制，即學(xué)校里的導(dǎo)師+企業(yè)里的師傅，其中，學(xué)校里的導(dǎo)師一般為學(xué)生的班主任，而企業(yè)里應(yīng)優(yōu)先選擇技術(shù)水平高、責(zé)任心強(qiáng)的優(yōu)秀員工擔(dān)任師傅，且每位師傅所帶的徒弟不能超過5名。為了穩(wěn)定學(xué)生的專業(yè)思想，新生一入學(xué)就要通過雙向選擇確定企業(yè)師傅。所謂雙向選擇，不僅僅指的是徒弟有權(quán)利選擇師傅、師傅有權(quán)利選擇自己的徒弟，還包括徒弟有一定的權(quán)利選擇自己感興趣的專業(yè)方向?qū)W習(xí)，而師傅也有權(quán)利采用自己的方法教徒弟。師徒關(guān)系的確立通過簽訂培養(yǎng)合同來實現(xiàn)，合同一經(jīng)簽訂即具有一定的效力，師徒雙方均需嚴(yán)格遵守。

（四）評價考核機(jī)制

首先是ρ生的考核。無論是在學(xué)校學(xué)習(xí)還是在企業(yè)實踐，校企雙方均需對學(xué)生進(jìn)行雙重全程追蹤考核。[9]除了要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)，還要關(guān)注學(xué)生的生活和思想動態(tài)，努力穩(wěn)定學(xué)生的專業(yè)思想。其次是對學(xué)校教師和企業(yè)師傅的考核。與學(xué)生一樣，對教師和師傅的考核也需要校企雙方雙重考核，應(yīng)制定詳細(xì)的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體制，通過學(xué)生評價、自我評價、學(xué)校評價、企業(yè)評價等多方面共同監(jiān)督考核，確?，F(xiàn)代學(xué)徒制教學(xué)質(zhì)量不斷提升。

（五）實施的保障措施

第一，政府加強(qiáng)引導(dǎo)。在實施現(xiàn)代學(xué)徒制的過程中，政府主要起引導(dǎo)的作用，主要包括政策扶持和資金保障兩大方面。政策扶持方面，政府應(yīng)出臺相應(yīng)的法律政策制度，采用立法的形式，在法律層面明確各方職責(zé)，確保企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等全力與學(xué)校合作，積極實質(zhì)地參與到現(xiàn)代學(xué)徒制的建設(shè)中去；資金保障方面，應(yīng)通過撥款、稅費減免等方式鼓勵校企合作開展現(xiàn)代學(xué)徒制，針對學(xué)生，政府應(yīng)通過減免學(xué)費、設(shè)立獎學(xué)金等途徑激勵。第二，行業(yè)積極參與。要充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的作用，行業(yè)協(xié)會在現(xiàn)代學(xué)徒制的開展實施過程中起著重要的作用，主要作用是與學(xué)校、企業(yè)合作制定中職機(jī)電一體化專業(yè)的職業(yè)崗位要求、共謀職業(yè)發(fā)展方向、協(xié)助職業(yè)資格考試認(rèn)定等。第三，全社會的大力支持。要營造支持現(xiàn)代學(xué)徒制的社會氛圍，使現(xiàn)代學(xué)徒制在社會上得到廣泛的認(rèn)可，尤其是得到學(xué)生家長和學(xué)生本人的認(rèn)可，這樣有利于現(xiàn)代學(xué)徒制獲得最佳的實施效果。

三、結(jié)語

中職機(jī)電一體化專業(yè)作為傳統(tǒng)熱門專業(yè)，要想繼續(xù)發(fā)揮其“熱量”，培養(yǎng)出更多符合企業(yè)需求的畢業(yè)生，必須與時俱進(jìn)，緊跟時代的步伐，積極改革人才培養(yǎng)方式，大力推動實施現(xiàn)代學(xué)徒制，必將使中職機(jī)電一體化專業(yè)煥發(fā)新的活力。

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