機(jī)電一體化新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

韓小東（西安航空學(xué)院校辦工廠技術(shù)室，西安 710077）

機(jī)電一體化新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

韓小東
（西安航空學(xué)院校辦工廠技術(shù)室，西安 710077）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，在社會(huì)各項(xiàng)生產(chǎn)當(dāng)中，電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)相互滲透、結(jié)合，在相互結(jié)合使用中產(chǎn)生了一項(xiàng)新興技術(shù)——機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)充分融合了機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠同時(shí)具備更多樣的生產(chǎn)功能，在技術(shù)不斷成熟與應(yīng)用下，極大促進(jìn)了生產(chǎn)力的提高。本文將對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行研究，表現(xiàn)該技術(shù)對(duì)生產(chǎn)變革的深刻影響。

機(jī)電一體化；技術(shù)發(fā)展；現(xiàn)狀分析；趨勢(shì)

0　引言

人們生活中常見(jiàn)的一些家用電器以及生產(chǎn)當(dāng)中的機(jī)械設(shè)備都能看到工業(yè)生產(chǎn)的影子，也可以說(shuō)人們的生活離不來(lái)工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)與人們的生活相關(guān)聯(lián)。在科技不斷進(jìn)步下，也使科學(xué)技術(shù)相互滲透與融合，機(jī)電一體化就是就是技術(shù)結(jié)合應(yīng)用下的產(chǎn)物，智能化、環(huán)?；约熬W(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)發(fā)展已經(jīng)成為必然，也使推動(dòng)生產(chǎn)進(jìn)步的重要保證。

1　機(jī)電一體化技術(shù)概述

在生產(chǎn)中，為進(jìn)一步滿足生產(chǎn)需要，將機(jī)械能、動(dòng)力能以及信息處理功能融合到微電子技術(shù)內(nèi)，充分結(jié)合電子裝置以及機(jī)械裝置中的軟、硬件，從而構(gòu)成一個(gè)新的生產(chǎn)裝置，這就是機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化不僅包含了技術(shù)，也體現(xiàn)著產(chǎn)品價(jià)值，技術(shù)主要指內(nèi)在的原理、基礎(chǔ)技術(shù)，而產(chǎn)品則通過(guò)使用來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)價(jià)值，主要是指通過(guò)使用機(jī)電一體化技術(shù)生產(chǎn)出的機(jī)電產(chǎn)品。各種機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，由此表示一種高新技術(shù)總稱［1］。

2　機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化技術(shù)從二十世紀(jì)六十年代就開始發(fā)展，到了九十年代已經(jīng)開始與智能技術(shù)一起應(yīng)用，出現(xiàn)了機(jī)電一體化的雛形，使生產(chǎn)更加便利。進(jìn)一步發(fā)展下出現(xiàn)了智能光纖技術(shù)、人工智能等，使生產(chǎn)方式出現(xiàn)了巨大變革。但是，在我國(guó)集成電路技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展下，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的沖擊，機(jī)電一體化技術(shù)不再滿足于當(dāng)前的技術(shù)水平，人們對(duì)其提出了更高發(fā)展要求，開始將它應(yīng)用在家電生產(chǎn)制造上，比如，微波爐、洗衣機(jī)、電視機(jī)等，因?yàn)榕c人們生活密切相關(guān)，安全需求也開始增大，在技術(shù)安全性提升上也有新的嘗試。此外，還有一些研究人員將視線放在了智能技術(shù)上，在智能化領(lǐng)域也有了新的突破。比如，對(duì)智能機(jī)器人輸入指令，可以跳舞、行走，甚至打掃家務(wù)、地質(zhì)搜救［2］。機(jī)電一體化技術(shù)開始朝著更高層次、更加進(jìn)步的方向發(fā)展，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

3　機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

3.1光機(jī)電一體化趨勢(shì)

隨著微電子以及控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)開始獨(dú)占鰲頭，促使很多學(xué)科開始和這些技術(shù)融合、交叉，成為了眾多高新技術(shù)裝備研發(fā)的技術(shù)支持。光機(jī)電一體化就是將光學(xué)、微電子以及自動(dòng)化控制、機(jī)械、通信技術(shù)結(jié)合到一起能夠產(chǎn)生更高的附加值，在功能上也更加完善的新技術(shù)。在該技術(shù)支持下生產(chǎn)的產(chǎn)品體積更加輕便、使用周期更長(zhǎng)并且操作便捷性也相應(yīng)增強(qiáng)。光機(jī)電一體化技術(shù)不再與技術(shù)的應(yīng)用，而是在于技術(shù)原理的價(jià)值，因?yàn)榫邆淞烁冗M(jìn)的技術(shù)原理，才使光機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)更加高效、適應(yīng)性更強(qiáng)。由此，充分借鑒技術(shù)原理，使產(chǎn)品附加值更高，為企業(yè)創(chuàng)造了更大效益于價(jià)值。激光技術(shù)、傳感檢測(cè)以及光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)都是光機(jī)電一體化技術(shù)原理下的成果，也成為了未能技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向［3］。

3.2柔性化趨勢(shì)

技術(shù)在發(fā)展到一定階段以后，就會(huì)衍生出附加值更高的技術(shù)因子，產(chǎn)品的自適應(yīng)性也會(huì)大幅度增強(qiáng)，柔性化趨勢(shì)就是建立在這種自適應(yīng)性基礎(chǔ)上，比如，紡織廠應(yīng)用的紡紗設(shè)備能夠生產(chǎn)出不同質(zhì)量的纖維，即使紡織品種變化了也能使紡織工業(yè)要求滿足，這就是設(shè)備自適應(yīng)性的體現(xiàn)。此外，生產(chǎn)廠家會(huì)根據(jù)不同用戶的需求增加模塊化設(shè)計(jì)模式，這種模塊化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)柔性化的基礎(chǔ)也是必要條件。由此，在未來(lái)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，可編程控制器、過(guò)程控制裝置以及總線控制裝置都是設(shè)計(jì)能夠依據(jù)與參考的，為生產(chǎn)制定出更加科學(xué)的解決方案［4］。推廣應(yīng)用交流伺服調(diào)速以及變頻調(diào)速方法還能使設(shè)備自動(dòng)化效果大大增強(qiáng)，使生產(chǎn)效率大大增強(qiáng)。

3.3微型化趨勢(shì)

微型化產(chǎn)品不僅攜帶方便、操作可控，還能在一定程度上將制造成本節(jié)約，使資源得以優(yōu)化利用。微型機(jī)電系統(tǒng)外形看上去非常小，并且內(nèi)部眾多構(gòu)成元件都是微米級(jí)的，外觀尺寸設(shè)計(jì)都控制在了毫米級(jí)以下。人們?cè)趹?yīng)用這種微型化裝置進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，使能耗減少，還使操作更加靈活，不管是軍事、醫(yī)療、航天都能使用其執(zhí)行看似不可能完成的任務(wù)，備受人們矚目。

3.4仿生物系統(tǒng)化趨勢(shì)

不管是哪種智能本質(zhì)上都可以看做是生物控制邏輯或者推理方法的仿生。比如，反應(yīng)式智能、分布式智能與生物控制緊密相關(guān)，但是受外界不確定環(huán)境的影響，生物智能片面性以及局限性增大，也使模仿變得畏手畏腳，不能讓模仿變得更加真實(shí)。由此，在未來(lái)的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)發(fā)展上，在模式中融入“感知-控制-規(guī)劃-行動(dòng)”使模仿更加受控，信息處理效率提高，一切設(shè)想都是有準(zhǔn)備的，在未來(lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品要想實(shí)現(xiàn)生物仿真還需要準(zhǔn)備充足的理論與技術(shù)［5］。

4　結(jié)語(yǔ)

總之，科技進(jìn)步帶動(dòng)生產(chǎn)力的提高，機(jī)電一體化技術(shù)是科技進(jìn)步發(fā)展下的產(chǎn)物，反過(guò)來(lái)又對(duì)科技進(jìn)步起到促進(jìn)作用。在未來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)將與更多學(xué)科交融下帶來(lái)更大的生產(chǎn)變革。

［1］田偉雁，黃振喜.電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用探析［J］.科學(xué)時(shí)代，2013（01）.

［2］李富銀，王曉龍，尹華等.國(guó)內(nèi)企業(yè)機(jī)電一體化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（10）:48-49.

［3］譚得健，徐?？?我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考［C］.煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)及裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專集，2010:36-38.

［4］陳彬.淺述機(jī)電一體化在建筑工程的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（16）.

［5］許勇，鄒慧君.機(jī)電一體化系統(tǒng)功能原理求解［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，40（07）:1196-1199.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.142

韓小東（1963-），男，陜西西安人，工程師，研究方向：機(jī)電一體化。