机电一体化未来精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇机电一体化未来，期待它们能激发您的灵感。

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摘 要：近些年来，随着计算机和微电子技术的不断发展及其在机械工业领域的广泛应用，促进了机电一体化技术的快速发展。本文从对机电一体化的相关概念的介绍谈起，然后分别就机电一体化的现状和未来发展做具体介绍。

关键词：机电技术；机电一体化；现状；未来

一、机电一体化的定义

机电一体化又称为机械电子学，英文为Mechatronics，它是由机械学英文Mechanics的前半部分与电子学英文Electronics的后半部分组合而成。对机电一体化初步定义为：在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称。它涉及机械制造技术、电子技术、信息处理技术、测试和传感器技术、控制技术、接口技术、计算机技术、伺服驱动等多种技术。

二、机电一体化的发展历程与现状

世界机电一体化的发展大体可分为三个阶段。第一阶段是20世纪60年代初，随着电子技术问世，机械技术与电子技术的结合就开始了；第二阶段是20世纪70至80年代，这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的高速发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础；第三阶段在出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，机电一体化技术有了明显进展，引起了人们的广泛注意，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。

我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863计划”，在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此带来的影响，结合国际机电发展方向，我国机电研究主要表现在三个方面。

1.数控技术方面。我国数控技术起步于1958年，到目前，已具有年产数控系统5000多套、主轴与进给装置10000多套的生产能力。近十年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级0.01μm。

2.工业机器人方面。我国1986年将机器人的研究开发列入国家科技计划，现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人的关键元器件，并进入实用化阶段，开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。目前，国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术，解决了工业机器人控制、驱动系统的设计技术，机器人软件的设计和编程等关键技术，还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术。

3.计算机集成制造系统方面。我国经过多年的理论和技术准备，CIMS已经有了较快发展。目前，已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究单位建立了16个CIMS单元技术实验室和12个CIMS培训中心。2010年，全国已有近30个省市、30多个行业、500多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程，取得了巨大的经济效益。当前，CIMS的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域，正得到各行各业越来越多的关注和投入。

三、机电一体化发展趋势

1.绿色化。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用的产品。进入21世纪，机电一体化技术要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性发展的“绿色产品”。

2.光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。引进光学技术后，实现光学技术的先天优点，能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

3.柔性化。柔性化是机电一体化产品的控制和执行系统有足够的“冗余度”，产品被设计成“自律分配系统”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

4.智能化。智能化是对机器行为的描述，是机电一体化技术发展的重要方向，即在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品系统实现智能化的4种主要技术，它们各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动。

5.生物软件化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物，当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。

6.模块化。机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分，模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向。

7、微型化。当前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件；在技术结合上已研究出微机电系统，微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术。当将这些成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

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关键词：智能 机电一体化 绿色

1 概述

机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此，“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。

2 机电一体化技术未来的发展

2.1 全息系统化 全息系统化也即智能化，是对机器的行为描述，即在控制理论的基础上，吸收计算机科学、模糊数学、运筹学、混沌动力学、人工智能、心理学和生理学等新的学科方法、新的设计思想，从而模拟人类的思维能力，使它如同人一样具有思维、意识等能力，以便达到更高水平的控制目标。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用。当然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的，也没有这个必要，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

2.2 微型机电化 在实验室中，目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。

2.3 光机电一体化 光机电一体化是机电产品发展的重要趋势，因为机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，因此，在机电一体化技术中引进光学技术，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。

2.4 产品网络全球化 计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，同时给日常生活都带来了全新的面貌，全球生产、经济被各种网络连成一片，企业间的竞争也将出现网络全球化，一旦研制出机电一体化新产品，只要其质量有保证，功能可靠，必然会畅销全球。因为有了网络的普及，那么只要是关于网络的各种远程监视和控制技术也就方兴未艾，然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品，因此，机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展。

2.5 产品绿色化 随着工业的发达，人们的生活也发生了巨大的变化：①物质需求丰富，生活舒适;②可用资源减少，生态环境受到严重破坏。因为这些现象的出现，人们开始呼吁保护环境资源，回归自然，那么此时，绿色产品的概念也就应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，在这里，机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。由于这种客观的存在性，设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高，但其具有远大的发展空间。

2.6 “生物——软件”化　未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系，即机电一体化的人格化，其有两层含义：①机电一体化产品的使用对象是人，怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要，尤其是家用机器人，其最高境界就是人机一体化;②模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展，机电一体化装置对信息的依赖性越来越大，很多时候类似于活的生物:当大脑停止工作时，生物便死亡，而大脑工作时，生物就充满活力，即信息决定系统的工作与否。目前，在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构，可为机电一体化产品提供新型的机体，但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题，这一研究领域被称之为“生物——软件”或者说“生物系统”，而生物的特点正是“肌体(硬件)——大脑(软件)”一体，不可分割。机电一体化产品向生物系统化发展是好，但是目前的技术与理论还是有很大的差距，因此，还需要更加倍的努力。

3 结束语

通过本文的论述可见，机电一体化的出现不是随机出现的，而是一个时代的产物，文中叙述的这些发展方向是科技发展到一定阶段的必然要求，更是一个必然结果。目前，因为科学技术的限制，其与一些相关技术的互融程度还是不是太明显，但是随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势必将越来越明显，因为它既是多项科学技术发展的结晶，又极大地推动了不同学科的交叉与渗透，其发展前景也将越来越光明，这必然会给世界带来更大的技术力量。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京.科学出版社.2004.

[2]高钟毓.机电控制工程[M].北京.清华大学出版社.2002.

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【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。

1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2 发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

[1] 刘志，朱文坚. 光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）

[2] 梁进秋. 微光机电系统国内外研究进展. 光机电信息，2000（8）

[3] 宋云夺编译. 光机电一体化业的未来. 光机电信息，2003（12）

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【关键词】：机电一体化技术 行业应用 未来趋势

经过多年的发展，我国机电一体化技术实现了迅猛发展，应用在各行各业中，使其生产方式和生产效率受到了变革，并且通过与各个学科的整合，呈现出新的发展趋势。因此，我们应对其在行业中的应用进行简要分析和了解，并对其未来发展趋势进行探讨，为机电一体化技术的从业人员提供建设性思路。

一、机电一体化技术在各行各业的应用情况

1.在制造行业的应用

传统机械制造业一般是依靠重复劳动、大规模生产的方式来获取竞争力的，将传统人力生产转变为机械生产，降低了人的劳动量，提高了生产效率，用较低的成本获取较高的工作效率。而机电一体化在机械制造行业中的应用，实现了机械制造的全球化、信息化和网络化，通过对电子计算机技术的应用，实现了传统机械制造技术与创新科技的结合，产生了虚拟制造、计算机数字控制、现代集成制造系统等创新制造技术，实现了制造行业的飞速发展。

2.在钢铁企业的应用

通过机电一体化技术在钢铁企业中的应用，在钢铁企业中建立了计算机集成制造系统，实现了现场总线技术、交流传动技术等创新技术，并且在生产过程中建立了开放式控制系统，实现了对生产过程的全方面监督和控制。钢铁企业中的计算机集成制造系统，将整个生产过程联系在一起，使管理者能够从原料进厂、生产一直到产品发货的全过程中，都能够实现控制和管理。现场总线技术能够对取代传统信号传输技术，使更多的信息通过智能化仪表装置与高新控制系统相连接，实现信息的双向传递。开放式控制系统能够对不同厂家的仪器进行兼容，实现资源互享，进一步扩大了钢铁企业的信息交流速度。

3.在饮料行业的应用

机电一体化技术是当前发展最为迅速、成果最为广泛的技术之一，在饮料行业中也得到了广泛应用。当前，食品、饮料包装的设计和开发环节都应用了机电一体化技术，形成了具有连贯性的生产线，不仅使生产自动化程度得到提升，也大大提升了生产效率，降低了人为操作中存在的误操作行为，使饮料、食品的质量得到提升，使饮料企业在国内外市场中的竞争力得到提升。

二、机电一体化技术的未来发展趋势

1.网络化趋势

网络技术的快速发展使得各行各业出现了新的变革，并且网络的普及使得很多行业都实现了远程操控和监视。这种远程控制的设备就是机电一体化产品，能够将家庭中的所有设备连接在一起，实现集成电器系统，使人们在家庭中就可以享受机电一体化产品带给人们的好处。同时，这种远程机电一体化产品还能应用在工厂、办公室中，给人们的生活和生产带来便捷。

2.数字化趋势

随着计算机网络技术与机电一体化技术的融合，使机电一体化技术不断向着数字化的方向发展，出现了很多数控机床和机器人，并出现了虚拟设计等数字化设计，使机电一体化产品更加稳定、安全，并具有易操作性、便于维护、能够自我诊断等特性，并且能够实现远程操作和维护。

3.人性化趋势

机电一体化产品不仅应用在生产中，也应用在人们的日常生活中，因此机电一体化技术的人性化发展，除了使各项功能更加完善，符合人类的操作习惯，还能够使造型更加与人们的生活环境相协调，使人们在使用机电一体化产品的时候，能够更加贴近生活习惯。

4.微型化趋势

早在二十世纪八十年代，就有科学家对机电一体化提出了微型产品和微观领域的发展趋势。机电一体化的微型化发展主要包括两个方面的含义，一方面是指机电一体化产品的尺寸向着微小的方向发展，制作几何尺寸不小于一平方厘米的机电产品，并且向着微米、纳米发展，体积较小的机电产品能够在生物、医疗、军事等方面发挥不可替代的重要作用；另一方面，机电一体化的微型化是指对机电设备进行精细程度更高的的设计，例如加工生物智能计算机的芯片。在建各行各业中，精细化程度更高的机电一体化产品能提升建生产的准确性，对测量、勘察等方面的工作都提供了更高的支持和保障作用。

5.绿色环保化趋势

可持续发展一直是我国经济发展的主题，也成为当前世界各国的共同努力方向。传统的机电设备在运行的过程中会或多或少的产生一些噪音、沙尘、化学物质等，而当前机电一体化的发展方向就是尽量降低机电设备对环境的污染和对人的健康的伤害。而绿色环保技术在机电一体化产品中的应用和推广，将更好的践行了环境保护对可持续发展的重要性。尤其是在各种工厂的建设过程中，都应用了大量的机电设备，因此机电设备绿色环保化的发展也是工程建设和城市发展所需要考虑的问题。

6.模块化趋势

生产和研制机电一体化技术和设备的企业有很多，在研制和开发的过程中，很多接口的尺寸和大小并没有形成规范，使不同厂家的机电一体化技术在应用的过程中没有兼容性，影响了机电一体化技术的应用便捷性。因此，在未来的机电一体化技术和设备的研发过程汇总，模块化趋势将更加明显，厂家更加注重研制具有标准机械接口、动力接口和环境接口的机电一体化产品单元模块，这样能够快速研制出新产品，有效缩短研发时间，将创新机电一体化设备快速投放到市场中。

三、结语

随着时代的发展，机电一体化技术也得到了越来越多人的关注，并希望机电一体化技术向着现代化、智能化、信息化发展，改变人们的生活，给人们的生产带来更多的便捷。因此，我们应关注机电一体化技术在各行各业中的应用，并注重对其未来发展趋势进行思考，通过多学科的交叉和融合来创造更加新颖的产品，满足人们的生活和生产需求。

参考文献：

[1]周璇. 机电一体化技术在煤矿中的应用和发展趋势[J]. 科学之友，2013，10：15-16.

[2]杨卫平. 关于机电一体化技术的应用及其发展趋势的探讨[J]. 电子技术与软件工程，2015，12：124.

[3]郭广超. 机电一体化技术的应用及发展趋势探讨[J]. 电子世界，2014，06：196.

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关键词：机电一体化；现状；发展

中图分类号：TU85文献标识码： A

一、机电一体化技术简介

机电一体化又称机械电子学，英语名称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体，是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。典型机电一体化系统功能原理构成实例如下图：

二、机电一体化技术的发展现状

1、初级发展阶段

二十世纪六十年代以前的时间是机电一体化技术发展的初级阶段，在初级发展阶段，人们开始能够自觉利用电子技术的成果完善机械产品的性能，在二战之后，战争在使科技发展滞后的同时，也促进了电子技术和机械产品的结合，在战争期间这种结合主要应用与军事，在战争结束够，电子技术与机械产品的结合用于经济发展中，并为经济的发展带来了巨大的作用，由于机电一体化技术刚刚产生，人们对这种技术的认可程度还不高，机电一体化技术还未得到广泛运用，这个阶段的机电一体化技术还算不上是真正的机电一体化技术。

2、深入发展阶段

从二十世纪六十年代到九十年代后期，机电一体化技术到了迅速发展阶段，在这一阶段，机电一体化技术逐渐智能化，并在迅速发展的基础上不断深入。这一时期，机电一体化技术中又加入了光学和通信技术，微细加工技术在初现在机电一体化技术中，同时，对机电一体化的系统分析和学科体系也进入了深入发展的阶段，神经网络技术、人工智能技术、光线技术的发展为机电一体化技术拓宽了发展前景，促进了机电一体化技术的发展与进步。这个阶段的机电一体化技术为当前的机电一体化发展打下了坚实的基础。

3、规划发展阶段

在二十世纪八十年代初期，国家就对机电一体化技术进行了研究，并且国务院还把机电一体化技术列入了863计划中，还成立了专门的机电一体化领导小组，由于国际机电一体化技术在飞速的发展过程中，我国充分考虑到国外技术的发展对我国的影响，还把机电一体化技术的发展方向与影响纳入九五规划和发展纲要中，不仅是国家对机电一体化技术非常重视，很多高等院校、国家企业也对机电一体化技术进行了研究与应用，并取得了一定的成果。当前阶段的机电一体化发展为我国的综合国力的提升做出了重要的贡献。

三、机电一体化技术的发展趋势

1、绿色化趋势

工业革命以后，机械领域的技术革新给人们带来了巨大的方便，对人们的生活、工作产生的深远的影响，但是，在给人们带来方便的同时，也带来了严重的环境污染和资源的浪费。于是，人们对环保型的设计、制造有着很高的呼声，符合绿色化的产品应当在适用时对环境的污染降到最低、对资源的利用提到最高，同时在报废后还能都回收利用。机电一体化的绿色产品要充分考虑到环保的特性，在设计之初就要将环保理念考虑进去，使设计的产品在使用过程中能够做到对资源的最大利用和对环境的最小危害。

2、智能化趋势

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。

3、系统化趋势

系统化发展的特点是采用开放化和模式化的系统体系结构，形成设备的系统发展，通过多种模式的组合和剪裁建立起机械设备的整体发展和设计系统，并且能够在系统整体发展和设计的基础之上实现子系统的系统管理和综合控制。系统化的机电一体化技术还能推动更为有效而便捷的通信技术发展模式的形成，从而实现更为有效的信息传播和个性化的设备管理、使用方式，为在人性化的设备管理原则之上设计生产出以使用个体需求为主的机电一体化设备提供有利条件。

4、网络化趋势

随着网络技术的不断发展，网络产品价格日益下降，为其的普及工作带来了便利条件。以网络为基础的各类远程监控技术逐渐发展起来。其远程控制终端便是机电一体化产品，当发展到一定程度时，人们可以利用家庭网络对家庭中的各项电气设备进行计算机集中管理，进而享受更加现代化的生活。

5、模块化趋势

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

6、微型化趋势

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术。

四、结束语

科学技术的进步为机电一体化的产生和发展创造了条件，社会需求则为之提供了动力。反过来，机电一体化的发展又不断促进科学技术的进步和社会需求。机电一体化已经显示出了强大的生命力，并正以空前的速度和力度冲击着传统的技术思想、生产方式和方法以及传统的机电产品和产业结构，国民经济的各个领域都将因此而发生深刻变革。

参考文献：

[1]张建宝. 浅谈煤矿机电一体化技术的发展趋势及展望[J]. 科技信息.2013（18）