淺談機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展

【摘要】機電一體化作為一門重要的技術，在機械自動化的發(fā)展過程中起著至關重要的作用。因此，加強對機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展是非常重要的。這篇文章詳細地論述了機電一體化的發(fā)展過程及國外的發(fā)展狀況，并且對機電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展的趨勢進行了探討。

【關鍵詞】機電一體化；創(chuàng)新；發(fā)展

一、機電一體化的發(fā)展過程

機電一體化于1969年首次提出，它是機械學與機械結構學的總稱。二十世紀七十年代是傳統(tǒng)機電一體化階段，在這一階段，機電一體化是由機械學和電子學組合而成，主要用于自動售貨機、自動門以及自動對焦的照相機、攝影機等自動化產(chǎn)品的需求。二十世紀八十年代進入電腦控制機電一體化階段，為了適應產(chǎn)品多樣化的需求，滿足降低生產(chǎn)的成本、提高生產(chǎn)效率以及減少勞動力的需求，企業(yè)開始大量地研發(fā)機器人、電腦整合制造等與自動化生產(chǎn)相關的技術。在這一時期，電腦在其中扮演著非常重要的角色。到二十世紀九十年代，網(wǎng)絡傳輸技術、衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及無線與無線通訊技術也應用于機電一體化系統(tǒng)中。進入二十一世紀，機電一體化進入多元化的發(fā)展階段，又引入了光電技術、微機電系統(tǒng)技術等與生物相關的生物機電工程技術。

二、國外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

﹙1﹚制造技術的先進

總體來說，國外的機電一體化技術一直處于比較領先的地位。具體來看，先進的機電一體化技術就是綜合對傳統(tǒng)的機電一體化過程中的信息、能源等材料以及各種管理技術進行不斷的總結和吸納，使之綜合地運用到機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)與制造過程中去，逐漸形成更加清潔、高效、低耗的機電一體化的產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。從而使得制造技術更加完善、更加先進。

﹙2﹚傳感器與自動化儀表技術

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，機電一體化也得到了快速的發(fā)展，這也使得儀器、儀表技術發(fā)展得更為迅速。隨著微處理器在儀表中的運用，提高了儀表的可視度、可靠性以及可操作性。不僅使儀表的體積和重量得到了縮減，更使得其大大地降低了結構的設計難度，更為重要的是降低了機電一體化產(chǎn)品的制作成本。因此，以微處理器為核心的各種各樣的儀器、儀表以及傳感器在市場上得到了廣泛的銷售。例如，集成光學傳感器、生物傳感器、化學場效應晶體管等多種多樣的產(chǎn)品。在新時期，傳感器的發(fā)展也漸漸向小型化、智能化方向靠攏。

﹙3﹚機器人技術的智能化發(fā)展

機器人具體來說就是具有人的思維、情感及決策的高級的智能的機器。從人類發(fā)明機器人開始，該技術就以飛快的速度發(fā)展。在新時期，機器人的研究向家庭化方向發(fā)展，許多機器人已經(jīng)走進工廠，走入普通的家庭中。

三、機電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新及發(fā)展趨勢

首先，隨著時代的發(fā)展，未來機電一體化技術將會得到更為廣泛的運用。機電一體化的產(chǎn)品也更加多樣化，小至數(shù)字光碟大至高速列車，都是機電一體化技術的運用與開發(fā)的產(chǎn)品。而在當今的用戶至上的市場中，客戶是企業(yè)經(jīng)營的核心，只有不斷地研發(fā)出新的能滿足客戶日益增長的需求的產(chǎn)品，才能在激勵的企業(yè)競爭中始終立于不敗之地。因此，機電一體化的相關研究人員要時時地了解市場的需求，根據(jù)市場的需要對產(chǎn)品的功能、結構、材料及外形進行創(chuàng)新與調整，使之適合市場的需要。只有這樣，才能促進機電一體化的不斷發(fā)展。

﹙1﹚產(chǎn)品外形的創(chuàng)新

人們對一件產(chǎn)品的認識和了解首先是從它的外觀開始的，只有特別的、令人賞心悅目的外觀才能抓住客戶的眼球，吸引客戶的注意力，給人留下深刻的印象。因此，對機電一體化產(chǎn)品外形的設計要進行創(chuàng)新，在注重產(chǎn)品外觀的同時，也要使產(chǎn)品的外觀與功能相融合，使產(chǎn)品與其周邊的設備與接口相適應。

﹙2﹚產(chǎn)品功能的創(chuàng)新

功能作為機電一體化產(chǎn)品的重要內容，也是機電一體化產(chǎn)品在市場競爭中最重要的因素。機電一體化產(chǎn)品的功能創(chuàng)新主要包括兩方面的內容：一是在已有的機電一體化產(chǎn)品的基礎上，根據(jù)客戶的需求對其功能進行改進與完善，使之符合客戶要求；二是指企業(yè)不是根據(jù)客戶的需求而進行創(chuàng)新，而是依據(jù)市場的發(fā)展進行自主的創(chuàng)新，創(chuàng)造具有新功能的產(chǎn)品，引領市場的發(fā)展。當然，由于第一種創(chuàng)新是在原有的基礎上進行的創(chuàng)新與改造，因此，其所需的人力物力及資金也相對較少，并且投入市場的風險較小。而第二種則需要一定的資金技術及時間的投入，并且當新的產(chǎn)品投入市場時還存在著較大的風險。但是，創(chuàng)新是推動企業(yè)發(fā)展的動力，只有不斷地研發(fā)出新功能的產(chǎn)品，才能占據(jù)更大的市場份額，在眾多企業(yè)的競爭中獨占鰲頭。

﹙3﹚產(chǎn)品材料的創(chuàng)新

對機電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新，材料的創(chuàng)新也是其創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)。機電一體化產(chǎn)品對材料的創(chuàng)新也包括兩個方面：其一是指研發(fā)出新機電一體化產(chǎn)品的材料，例如，研發(fā)合金材料、納米材料等新的材料用于機電一體化產(chǎn)品的運用；其二是在機電一體化產(chǎn)品的研制過程中逐步地采用質量輕、體積小、強度大以及耐高溫、耐磨的材料，使機電一體化產(chǎn)品更符合人們的需求。

﹙4﹚產(chǎn)品控制功能的創(chuàng)新

機電一體化產(chǎn)品控制功能決定著產(chǎn)品性能的好壞 。隨著當今科技水平的迅速發(fā)展，微電子技術也在飛速地發(fā)展。如今，多功能的高速微處理器在市場中不斷出現(xiàn)。從而推動了在機電一體化產(chǎn)品中自適應控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等現(xiàn)代的控制技術得以實現(xiàn)。但是，就目前來說，大多數(shù)機電一體化產(chǎn)品還只具備低級智能，因此，對于具有控制功能、狀態(tài)監(jiān)視及故障自診斷等功能的產(chǎn)品的研究具有很高的發(fā)展需求與前途。如果企業(yè)能夠出奇制勝，研發(fā)出新的控制功能的產(chǎn)品，必然會贏得市場的競爭力，促進機電一體化的不斷創(chuàng)新。

﹙5﹚產(chǎn)品結構的創(chuàng)新

另外，對于產(chǎn)品結構的創(chuàng)新也是機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的一個重要的方面。對于機電一體化產(chǎn)品來說，無論是對產(chǎn)品進行再改進，還是對產(chǎn)品進行創(chuàng)新設計，對產(chǎn)品結構的創(chuàng)新都是極其重要的一部分。具體包括動力結構、機械結構、傳動結構以及周邊的接口等結構的創(chuàng)新。

四、機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向

機電一體化不是一門單獨的學科，它集計算機、電子等學科于一體，因此，隨著計算機、電子等技術不斷地向快速化、智能化和微型化飛速發(fā)展，在未來階段，機電一體化產(chǎn)品主要朝智能化、小型化、網(wǎng)絡化等方向發(fā)展。

另外，機電一體化作為一門新興的領域，涉獵研究的人員還比較少。機電一體化人才的欠缺是當前的一個嚴重的問題。因此，大力地推進機電一體化的發(fā)展，完善建立相關專業(yè)及培養(yǎng)機構，培養(yǎng)出更多機電一體化人才，是當前的主要任務及目標。例如，在各高校中設立相關的專業(yè)，國家加強對該專業(yè)的扶持；鼓勵相關專業(yè)培訓機構的發(fā)展等，吸引更多的學生學習機電一體化專業(yè)內容。只有這樣，才能盡快地培養(yǎng)出高素質的機電一體化人才。促進我國機電一體化向前發(fā)展。

總結

機電一體化作為與我們生活息息相關的內容，要不斷地進行創(chuàng)新才能適應發(fā)展的需要。在機電一體化的創(chuàng)新過程中，要在掌握已有的技術的基礎上著眼于為來，了解市場需求，創(chuàng)造出更多滿足未來需求的產(chǎn)品，在激烈的市場競爭中利于不敗之地。

參考文獻

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