機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成及應(yīng)用發(fā)展

韓大明

【摘 要】 機(jī)電一體化技術(shù)就是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等其他技術(shù)相互滲透和融合而形成的一種交叉學(xué)科的獨(dú)立技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展最終形成的產(chǎn)物，是社會(huì)發(fā)展的必然因素。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化 結(jié)構(gòu) 應(yīng)用 發(fā)展

一、機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)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(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)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(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

二、淺析機(jī)電一體化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用

1、汽車行業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。汽車的機(jī)電一體化主要源于發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，從前的發(fā)電機(jī)基本都是直流類型的，自從機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)后，廣泛的被用于汽車行業(yè)。

（1）通過(guò)微機(jī)控制發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。控制發(fā)電機(jī)單元的核心部位是利用微處理器設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)集成大規(guī)模電路，通過(guò)各個(gè)傳感器接受電壓模擬信號(hào)傳輸至發(fā)電機(jī)單元，信號(hào)模擬利用數(shù)字模擬直接轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)數(shù)字。將這些信息都作為重要基礎(chǔ)，在控制發(fā)電機(jī)單元對(duì)燃料空氣比例，點(diǎn)火時(shí)間，循環(huán)排氣效率實(shí)施最好的計(jì)算，將最終的計(jì)算結(jié)果當(dāng)做噴射閥燃料控制與點(diǎn)火設(shè)備的驅(qū)動(dòng)信息進(jìn)行輸出，用來(lái)對(duì)空氣與燃料質(zhì)量之間的比例實(shí)施控制。當(dāng)燃料與空氣的比例增加時(shí)，燃料十分稀薄，點(diǎn)火就會(huì)非常困難，反之比例減少時(shí)，打火就會(huì)容易很多。

（2）汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，?jīng)常會(huì)找停車位，進(jìn)行倒車，在汽車正常行駛速度下或者倒車減速時(shí)對(duì)于前后方距離的觀察，檢測(cè)是否有障礙物體，在有障礙物的情況下就會(huì)發(fā)出自動(dòng)報(bào)警，進(jìn)一步提醒司機(jī)發(fā)生交通意外，這是用到了機(jī)電一體化技術(shù)中的激光測(cè)距雷達(dá)系統(tǒng)，方便了我們的日常生活。

（3）行車制動(dòng)系統(tǒng)。為了使汽車在正常行駛的速度下直接降為直接停車，保證汽車行駛的安全性，在我們的汽車上基本都安裝有行車制動(dòng)器，在早些時(shí)候一般都是汽車后輪上裝有制動(dòng)器，但是隨著汽車質(zhì)量和行車速度的提高，僅僅靠后輪停車制動(dòng)根本不能滿足剎車制動(dòng)的需要，這樣才在前輪上也安裝了行車制動(dòng)器，運(yùn)用了機(jī)電一體化技術(shù)，更為有效的防止了交通事故的發(fā)生。

2、機(jī)械制造行業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中工廠的效益主要靠工廠的規(guī)模大小、生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量來(lái)進(jìn)行傳統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)，它主要著重于現(xiàn)有資源的有效利用，用低成本的材料獲取高利潤(rùn)，但是傳統(tǒng)的機(jī)械制造主要靠人力和機(jī)械來(lái)完成，生產(chǎn)程序過(guò)于復(fù)雜。而現(xiàn)在的生產(chǎn)制造行業(yè)積極采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、吸收國(guó)外的先進(jìn)生產(chǎn)模式、學(xué)習(xí)先進(jìn)的企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)，以全新的模式重組了生產(chǎn)制造型企業(yè)，具有了全球化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化的營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)充分利用了機(jī)電一體化技術(shù)，將生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)要求提高了又一新的水平。近些年來(lái)許多新型機(jī)械技術(shù)相繼誕生，比如計(jì)算機(jī)熟悉控制、LED顯示、虛擬制造等。

3、食品行業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。以前在食品包裝行業(yè)主要是靠人工來(lái)進(jìn)行終極產(chǎn)品的包裝程序，生產(chǎn)效率低，常常導(dǎo)致供不應(yīng)求的狀況。在機(jī)電一體化技術(shù)誕生后，許多工廠引進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)包裝生產(chǎn)線，只需要少量的工人就可以完成操作，在設(shè)定的程序下完成包裝生產(chǎn)，這大大提高了生產(chǎn)水平和能力，將企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力也顯現(xiàn)出來(lái)。

4、煤礦行業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。在原有的煤礦生產(chǎn)中主要靠礦工開采，在地下沒(méi)有先進(jìn)的開采挖掘設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，生產(chǎn)效率地下，經(jīng)常容易發(fā)生煤礦坍塌和爆炸的危險(xiǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生，將運(yùn)用在煤礦生產(chǎn)中的采煤機(jī)設(shè)備上，在采煤機(jī)上使用電牽引采煤機(jī)，在煤礦運(yùn)輸中投入了提升機(jī)，有效的提高的煤礦運(yùn)輸速度；這些應(yīng)用都改變了我們過(guò)去原有的生產(chǎn)方式，減短了礦工在地下的滯留時(shí)間，降低了礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅度的提高了生產(chǎn)質(zhì)量和開采效率，提高了勞動(dòng)保障。在煤礦行業(yè)中采用機(jī)電一體化設(shè)備，不僅減輕了礦工繁重的體力勞動(dòng)，還大大降低了事故的發(fā)生率，防止了職業(yè)病的發(fā)生，增加企業(yè)效益的同時(shí)也保證了礦工的生命安全，所以機(jī)電一體化技術(shù)的使用對(duì)煤礦行業(yè)的發(fā)展有著不可估量的作用。

5、機(jī)器人領(lǐng)域中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)大規(guī)模的使用自動(dòng)化設(shè)備，越來(lái)越多的機(jī)器人被投入到機(jī)械生產(chǎn)中，首先機(jī)電一體化對(duì)于機(jī)器人手臂姿態(tài)及其動(dòng)作的設(shè)定控制；其次是機(jī)電一體化對(duì)于機(jī)器人在行走路線以及機(jī)器人跟蹤的控制與執(zhí)行；機(jī)電一體化對(duì)于機(jī)器人視覺(jué)方面的控制也起到了決定性的作用；再次是專家通過(guò)機(jī)電一體化對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)環(huán)境進(jìn)行定位、監(jiān)測(cè)、以及規(guī)劃的探索。

三、淺探機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1、模塊化：現(xiàn)在生產(chǎn)機(jī)電一體化的工廠很多，產(chǎn)品也種類繁多，研制的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口尺寸各不一樣，這就需要利用機(jī)電一體化技術(shù)迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)接口，盡量統(tǒng)一化。

2、智能化：21世紀(jì)是智能化的時(shí)代，這是全球發(fā)展的主題，只有研發(fā)新型智能機(jī)械才能更好的滿足社會(huì)的需要，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

3、微型化。機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)是微型化，所說(shuō)的微型化指的是機(jī)電一體化產(chǎn)品的體積，需要提升加工技術(shù)，采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它主要包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化的技術(shù)并不是孤立存在的，它結(jié)合了很多科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果，是社會(huì)發(fā)展到一定階段的需求，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化的發(fā)展優(yōu)勢(shì)更加明顯，發(fā)展前景也會(huì)越來(lái)越廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 淺談機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J].劉耀海.信息系統(tǒng)工程.2012（10）.