對機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向的研究分析

居劍文（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002）

對機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向的研究分析

居劍文
（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002）

在工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展過程中，機(jī)電一體化已經(jīng)逐漸成為了工業(yè)生產(chǎn)中的主流技術(shù)，在很大程度上推動了機(jī)械自動化的系統(tǒng)進(jìn)程。為了進(jìn)一步推進(jìn)機(jī)械自動化發(fā)展，需要強(qiáng)化機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新，本文通過機(jī)電一體化技術(shù)的全面研究，論述了這一技術(shù)的發(fā)展過程，以及具體的應(yīng)用現(xiàn)狀，對技術(shù)上的創(chuàng)新進(jìn)行了探討，并詳細(xì)論述了未來的技術(shù)發(fā)展趨勢。

機(jī)電一體化；技術(shù)創(chuàng)新；發(fā)展趨勢

0 前言

在人類社會整體科技水平持續(xù)提高的情況下，機(jī)電一體化也在進(jìn)行著技術(shù)方面的突破，概念也隨著時代背景的不同，發(fā)生著一定程度的變化。這一技術(shù)最初相對簡單，僅僅是在機(jī)械工程中應(yīng)用了一定程度的電子技術(shù)，隨著整體科技水平的提高，以及人類需求標(biāo)準(zhǔn)的提高，這一技術(shù)開始向著更加高端的方向發(fā)展，并且展現(xiàn)出了更多的技術(shù)性能。在這一技術(shù)系統(tǒng)中，融入進(jìn)了更多的技術(shù)含量，有著更高的實用價值。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 傳感器和自動化儀表

機(jī)電一體化技術(shù)對與相關(guān)的儀器儀表依賴性較大，需要通過相關(guān)的儀器儀表明確具體狀況，從而實現(xiàn)自動化控制。通過對微處理器的科學(xué)應(yīng)用，在根本上改變了儀器儀表的性能，使其展現(xiàn)出了更加卓越的自動化性能，不僅更加智能，并且擁有更加卓越的精度以及可視性，同時操作起來更加簡單方便，更加安全可靠。而且從一定程度上實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使重量以及體積得到了很大程度的精簡，功能更加多元化，性能更強(qiáng)，同時極大縮減了制造成本，使儀器性價比得到顯著提升。在技術(shù)優(yōu)化的背景下，微處理器得到廣泛應(yīng)用，使自動控制儀表功能更加多元化，不僅可以針對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整理，同時還具備相應(yīng)的儲存記憶功能，通過自動化控制實現(xiàn)通訊以及顯示功能，甚至可以進(jìn)行打印報表。

1.2 先進(jìn)制造技術(shù)

在以傳統(tǒng)技術(shù)為基本框架的基礎(chǔ)上，廣泛吸收相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，最終匯集成先進(jìn)制造技術(shù)[1]。在這一技術(shù)系統(tǒng)中，不僅包括機(jī)械信息技術(shù)，同時還有材料以及能源技術(shù)，除此之外還包括現(xiàn)代管理技術(shù)。通過對相關(guān)技術(shù)的有機(jī)應(yīng)用，使整個制造過程得到了顯著優(yōu)化，綜合性能更強(qiáng)，不僅可以進(jìn)行更加高效的制造，產(chǎn)品也會更加優(yōu)質(zhì)，同時環(huán)保性能更強(qiáng)，不僅從技術(shù)層面，從經(jīng)濟(jì)層面上講，先進(jìn)制造技術(shù)都可以達(dá)到理想效果。

1.3 機(jī)器人技術(shù)

從某種程度上講，機(jī)器人技術(shù)作為未來的發(fā)展趨勢，有著多元化的發(fā)展方向[2]。在具體的發(fā)展過程中，不僅可以更加智能化，并且會更加模塊化，同時還會發(fā)展得更加家庭化，而且會更加微型。在智能化理論系統(tǒng)中，機(jī)器人需要逐漸具備人性化內(nèi)涵，不僅需要具備人類的思維能力，同時還需要以人類的思維進(jìn)行邏輯推理，并能夠遵照人類的情感，進(jìn)行高端智能的自主決策。在模塊化理論系統(tǒng)中，具有標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)建集成，通過相關(guān)構(gòu)件可以用最快的速度集成為一個機(jī)器人。具體來講，可以通過購買相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的方式進(jìn)行組裝，通過人體功能的構(gòu)件，如手、腦、腿等機(jī)器構(gòu)件，可以進(jìn)行針對性集成組裝，從而可以代替人類完成相關(guān)工作。

2 技術(shù)產(chǎn)品的具體創(chuàng)新

在當(dāng)今社會的市場環(huán)境中，用戶在一定程度上決定著的格局，并且直接決定著企業(yè)生產(chǎn)的具體狀況[3]。所以，只有按照用戶的相關(guān)要求進(jìn)行生產(chǎn)開發(fā)，才能獲得一定的市場空間，只有針對技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新，才可以建立自身的市場競爭優(yōu)勢。面對這樣的情況，需要在產(chǎn)品生產(chǎn)以及開發(fā)過程中，充分兼顧市場的實際需求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行針對性的創(chuàng)新研究，是產(chǎn)品可以從造型或者功能方面滿足市場的整體需求，不僅如此，還需要針對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及材料進(jìn)行市場化調(diào)整，最終使產(chǎn)品在控制以及具體的傳感檢測方面的性能得到創(chuàng)造性突破。

2.1 創(chuàng)新造型

作為商品來講，在一定程度上與人臉有著同樣的作用和價值。用戶在購買產(chǎn)品的過程中，首先接觸到的就是產(chǎn)品的整體外形，如果產(chǎn)品在造型上更加美觀，將會使用戶產(chǎn)生賞心悅目的心理感受。在這種情況下，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，需要針對造型外觀進(jìn)行針對性創(chuàng)新，使得機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品得到更加美觀的造型設(shè)計，在這一過程中，還需要對產(chǎn)品性能進(jìn)行充分兼顧，使兩者之間可以得到充分銜接。在具體設(shè)計過程中，可以通過對CAD技術(shù)的應(yīng)用，來使相關(guān)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、更加標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 創(chuàng)新功能

針對機(jī)電一體化來講，創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品的功能可以從兩方面進(jìn)行著手。首先醫(yī)院有的技術(shù)產(chǎn)品為基本框架，進(jìn)行一定程度上的優(yōu)化和改進(jìn)，使相關(guān)性能得到完善和創(chuàng)新，從而與用戶的需求條件更加切合。除此之外，以社會的整體需求趨勢為基本導(dǎo)向，進(jìn)行針對性創(chuàng)新，使產(chǎn)品具有針對性的全新功能。從研發(fā)角度來講，前者的創(chuàng)新過程相對平穩(wěn)，不會出現(xiàn)較高的風(fēng)險，只有以原有技術(shù)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，就可以進(jìn)行有計劃的優(yōu)化升級。不僅如此，也無需投入大量的財力、物力以及時間就可以使經(jīng)濟(jì)效益得到一定程度的增長，并強(qiáng)化產(chǎn)品的市場競爭力。后者需要投入大量的資金以及相關(guān)技術(shù)資源，并且需要經(jīng)歷較長時間的開發(fā)周期，在這一過程中存在著較大不穩(wěn)定性，極易出現(xiàn)市場風(fēng)險。但是后一種創(chuàng)新方式擁有更好的長效性，如果一旦研發(fā)成功，將會在一定程度上改變市場格局，使企業(yè)建立其核心競爭力，確立市場競爭的主導(dǎo)性地位。

2.3 創(chuàng)新材料

在以材料為基本元素進(jìn)行針對性創(chuàng)新過程中，需要從兩方面進(jìn)行認(rèn)知。首先是針對新材料進(jìn)行具體的研發(fā)工作，具體來講，研發(fā)全新品種的金屬化合物，或者全新種類的智能以及納米材料等，同時還有高分子材料以及陶瓷材料。這種類型的研發(fā)工作，需要很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)為背景，屬于科學(xué)研究的范疇，這可以在一定程度上對機(jī)電一體化技術(shù)起到相應(yīng)的系統(tǒng)促進(jìn)效果。除此之外，可以嘗試應(yīng)用已有的新型材料，改善產(chǎn)品材料的性能，使產(chǎn)品從重量以及體積方面得到精簡，優(yōu)化產(chǎn)品的整體強(qiáng)度，可以展現(xiàn)出良好的阻尼特性。同時還可以應(yīng)用相關(guān)針對性性能的材料，如耐腐蝕的材料，或者耐磨和抗震的材料等。

2.4創(chuàng)新傳感

作為機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)中不可或缺的部分，傳感器發(fā)揮著重要作用。如果針對傳感器進(jìn)行針對性創(chuàng)新，需要從幾方面著手，首先是傳感檢測原理，其次是敏感元件，最后是高性能傳感器，從這三方面著手進(jìn)行創(chuàng)新，將會系統(tǒng)推進(jìn)傳感創(chuàng)新。如果針對特定功能的技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行傳感創(chuàng)新，將會使機(jī)電一體化技術(shù)得到系統(tǒng)優(yōu)化，并且會使企業(yè)擁有市場競爭的核心優(yōu)勢，并在市場競爭中拔得頭籌。

3 技術(shù)發(fā)展方向

3.1 模塊化

從某種程度上講，模塊化需要進(jìn)行大量的工程建設(shè)，才可以逐漸成形。在機(jī)電一體化技術(shù)背景下，衍生出了大量的產(chǎn)品，不僅種類眾多，生產(chǎn)廠家更是數(shù)不勝數(shù)。在具體研發(fā)過程中，需要解決很多方面的問題，首先是機(jī)械接口，另外還有電氣接口，同時還有動力接口，以及環(huán)境接口，相關(guān)產(chǎn)品需要經(jīng)過復(fù)雜的程序才能最終形成單元化。具體來講，在動力單元中，不僅包括減速，還有智能調(diào)速，同時還包括電機(jī)。不僅如此，還有控制單元，這一單元不僅包括視覺圖像處理，還擁有識別以及測距功能。

3.2 智能化

人類區(qū)別于動物的關(guān)鍵元素就是智能，通過智能進(jìn)步人類社會才實現(xiàn)了不斷的自我突破。在這樣的背景下，針對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行智能開發(fā)的過程中，需要強(qiáng)化技術(shù)產(chǎn)品的整體智能效果，無限接近于人類智能。所以，在某種程度上，智能化已經(jīng)成為了這一技術(shù)的未來發(fā)展方向。在研發(fā)過程中，需要為技術(shù)產(chǎn)品注入人類的邏輯思維，可以通過人的價值觀進(jìn)行判斷和推理，甚至需要在一定程度上擁有自主決策的能力。并且需要進(jìn)行針對性的智能層次劃分，保證多樣化需求得到滿足。

4 結(jié)語

在針對機(jī)電一體化進(jìn)行創(chuàng)新的過程中，需要對技術(shù)要點進(jìn)行充分兼顧，明確技術(shù)創(chuàng)新的具體方向。針對技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從不同環(huán)節(jié)以及組成部分進(jìn)行針對性創(chuàng)新，在此基礎(chǔ)上明確技術(shù)產(chǎn)品未來的發(fā)展方向和趨勢，并進(jìn)行針對性技術(shù)建設(shè)，這樣機(jī)電一體化技術(shù)才能得到發(fā)展。

[1]霍志普.機(jī)電系統(tǒng)虛實一體化的創(chuàng)新設(shè)計自動化理論與技術(shù)研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012,2（12）:10-13.

[2]裴羅光.新時代機(jī)電一體化的發(fā)展與創(chuàng)新——基于設(shè)計方法和發(fā)展方向的角度[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014,2（02）:10-25.

[3]徐長鎖.信息物理融合的機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報，2012,2（08）:10-20.