探究機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向

貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭克朝

探究機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向

貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭克朝

機(jī)電一體化是一門重要的科學(xué)技術(shù)，在社會(huì)的發(fā)展中起著重要作用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。機(jī)電一體化的創(chuàng)新和發(fā)展方向也是一個(gè)重要的研究方面，它促進(jìn)了機(jī)電一體化自身的發(fā)展變革。

機(jī)電一體化 創(chuàng)新 發(fā)展方向

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展和應(yīng)用，它的應(yīng)用極大促進(jìn)了機(jī)械智能化和人性化，機(jī)電一體化的創(chuàng)新和發(fā)展關(guān)乎社會(huì)的發(fā)展方向和發(fā)展進(jìn)程。

一、機(jī)電一體化的內(nèi)涵

機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)?，F(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機(jī)電一體化的設(shè)備。

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)方面：①功能增強(qiáng)并且應(yīng)用廣泛；② 精度大大提高；③安全性和可靠性提高；④操作改善；⑤柔性提高；⑥生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機(jī)電一體化是將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機(jī)械裝置中的一種復(fù)合化技術(shù)，它極大地提高了傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)水平，而且能解決目前資源能源短缺的境況。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新

社會(huì)經(jīng)濟(jì)是不斷發(fā)展的，只有不斷發(fā)展創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品才能滿足時(shí)代的要求，符合社會(huì)發(fā)展的需要。因此，機(jī)電一體化的研究人員要實(shí)時(shí)根據(jù)調(diào)查的市場(chǎng)情況調(diào)整自己的產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)的需要，推動(dòng)自身發(fā)展。

1.外觀的創(chuàng)新?？蛻艚佑|產(chǎn)品的第一印象就是產(chǎn)品的外觀，追求美是人類的天性，漂亮的產(chǎn)品外觀會(huì)給產(chǎn)品增添許多印象分，刺激客戶的購買需求。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品需要注重外觀的創(chuàng)新設(shè)計(jì)并且結(jié)合產(chǎn)品的功能使產(chǎn)品與其他設(shè)備協(xié)調(diào)得更好。

2.材料的創(chuàng)新。材料創(chuàng)新是機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的一個(gè)關(guān)鍵部分，主要包括兩個(gè)方面的創(chuàng)新應(yīng)用：第一，新產(chǎn)品的研發(fā)材料選擇。選擇運(yùn)用一些像納米材料、合金材料等的新型材料來研制新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。第二，選擇物理性能高的材料，如輕便、耐磨、抗震的材料。

3.結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新包括產(chǎn)品的技術(shù)改進(jìn)、產(chǎn)品的重新設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的重新研制等方面，是產(chǎn)品創(chuàng)新的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。具體的實(shí)施內(nèi)容有：產(chǎn)品內(nèi)部的動(dòng)力結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力配置等方面。

4.功能的創(chuàng)新。機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是其在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的最重要因素。機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能創(chuàng)新有兩個(gè)方面：一方面是根據(jù)客戶和市場(chǎng)的需要對(duì)原有產(chǎn)品功能進(jìn)行改進(jìn)；另一方面是根據(jù)客戶和市場(chǎng)的需求研發(fā)具有新功能的產(chǎn)品，促進(jìn)自身發(fā)展。

三、機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向

從二十世紀(jì)九十年代后期開始，許多發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)電一體化開始向智能化方向邁進(jìn)，并取得了一些成就。未來機(jī)電一體化的發(fā)展方向集中在以下六個(gè)方面：

1.智能化。智能化是人類追求、探索的一個(gè)目標(biāo)，是社會(huì)進(jìn)步、發(fā)展的一個(gè)體現(xiàn)，機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)步也是在產(chǎn)品的智能化方面得到體現(xiàn)。產(chǎn)品的智能化在機(jī)電一體化研究中越來越得到重視，機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床是智能化的重要應(yīng)用之一。機(jī)電一體化的產(chǎn)品不可能具備有和人一樣的自主思維、決策能力，但是采用先進(jìn)的微處理器使產(chǎn)品具有相對(duì)的智能是可以實(shí)現(xiàn)的，它可以更方便、快捷地解決生產(chǎn)上的一些問題，提高工作效率。

2.模塊化。模塊化是將一種處理復(fù)雜系統(tǒng)分解為更好的可管理模塊的方式。模塊化用來分割、組織、打包軟件，每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的子功能，所有的模塊按某種方法組裝起來，成為一個(gè)整體，完成整個(gè)系統(tǒng)要求的功能。模塊化是機(jī)電一體化發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)和方向，這是一項(xiàng)艱苦而復(fù)雜的工程。機(jī)電一體化的產(chǎn)品名目繁多、廠商眾多，但是這些產(chǎn)品的研制沒有形成系統(tǒng)的單元模式和標(biāo)準(zhǔn)，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。為了維護(hù)自身利益，我國(guó)很難從國(guó)際上引入這些單元設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，只能通過自身的組織、摸索實(shí)現(xiàn)。

3.網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，給生產(chǎn)、軍事、政治、科技和人類的日常生活帶來了翻天覆地的變化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用把各個(gè)地區(qū)、各個(gè)國(guó)家聯(lián)系在了一起，促進(jìn)了全球化的進(jìn)程，加速了信息的傳播，同時(shí)加劇了企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，機(jī)電一體化的產(chǎn)品一經(jīng)研發(fā)只要其質(zhì)量高、性能好、滿足人們的需求就可以很快地傳遞到世界各個(gè)角落。因此，網(wǎng)絡(luò)化必將是機(jī)電一體化發(fā)展的一個(gè)重要方向。

4.微型化。微型化是把機(jī)電一體化的產(chǎn)品向著微型機(jī)器、微型領(lǐng)域的方向發(fā)展的一種趨勢(shì)。在國(guó)外稱為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS)，主要是指幾何的尺寸小于1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的體積小、運(yùn)動(dòng)靈活性高、耗能較少，在軍事技術(shù)、信息科技和生物醫(yī)療方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，是未來社會(huì)的發(fā)展方向之一。

5.綠色化。工業(yè)技術(shù)的發(fā)展給人類帶來極大物質(zhì)滿足的同時(shí)也帶來許多環(huán)境問題，如生態(tài)環(huán)境的污染、資源的破壞、能源的減少等。環(huán)境的保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)提上日程，此時(shí)誕生的綠色產(chǎn)品極大地滿足了社會(huì)和人類的需求，綠色化是社會(huì)發(fā)展的必然要求和必然趨勢(shì)。設(shè)計(jì)具有無污染、節(jié)能環(huán)保的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有廣闊的利潤(rùn)空間和發(fā)展前途。

6.系統(tǒng)化。系統(tǒng)化是指采用一定的方式對(duì)已經(jīng)制定頒布的規(guī)范性文件或者流程進(jìn)行歸類、整理或加工，使其集中起來作有系統(tǒng)的排列，以便于使用的活動(dòng)。表現(xiàn)特征之一就是體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以進(jìn)行靈活的組合、裁剪，也可以進(jìn)行多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和綜合管理。另一表現(xiàn)特征就是大大加強(qiáng)通信功能，注重產(chǎn)品與人之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)“人格化”。

機(jī)電一體化的產(chǎn)生和發(fā)展是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果，是各領(lǐng)域技術(shù)融合的結(jié)晶。機(jī)電一體化的應(yīng)用廣泛，具有廣闊的發(fā)展空間，在發(fā)展過程中要找對(duì)方向，及時(shí)改革創(chuàng)新，促進(jìn)自身不斷發(fā)展，獲得更多的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

ISSN2095-6711/Z01-2015-06-0035