機(jī)電一體化學(xué)術(shù)論文
機(jī)電一體化學(xué)術(shù)論文
“機(jī)電一體化”就是將機(jī)械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種高新技術(shù)。下面是由學(xué)習(xí)啦小編整理的機(jī)電一體化學(xué)術(shù)論文，謝謝你的閱讀。
機(jī)電一體化學(xué)術(shù)論文篇一
機(jī)電一體化技術(shù)
摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展迅速，“機(jī)電一體化”就是將機(jī)械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種高新技術(shù)。機(jī)電一體化是指在設(shè)備機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、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)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本特點(diǎn)，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 核心技術(shù) 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展趨勢
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后，刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持，20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
2、 核心技術(shù)
機(jī)電一體化的核心技術(shù)主要在于硬件和軟件。
2.1機(jī)械技術(shù)
機(jī)電一體化是以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)側(cè)重點(diǎn)是怎樣與機(jī)電一體化相適應(yīng)，機(jī)電一體化是取其精華去其糟粕，利用各科學(xué)發(fā)展的高、新技術(shù)來更新自身概念。機(jī)械本體應(yīng)該從改善自身性能、減輕質(zhì)量和提高工作精度等幾個(gè)重要方面方面考慮，以此減少工作時(shí)能量消耗，提高工作效率。為了提高機(jī)械系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，機(jī)電一體化要具有高精度、快速響應(yīng)性、良好的穩(wěn)定性。
2.2信息處理技術(shù)
由于微電子學(xué)的迅速發(fā)展、信息處理技術(shù)的普及極大的促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。信息處理技術(shù)包括信息交換、信息存取、信息運(yùn)算和最終決策等，實(shí)現(xiàn)信息處理的工具是現(xiàn)在已經(jīng)普及的計(jì)算機(jī)，所以計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與信息處理技術(shù)緊密相聯(lián)。要更好的發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性從而提高信息處理的速度同時(shí)解決信息處理的抗干擾問題。
2.3檢測技術(shù)
檢測與傳感技術(shù)指與傳感器及其信號檢測裝置相關(guān)的技術(shù)。由檢測技術(shù)自身的功能，傳感器的主要功能應(yīng)提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等，并且要經(jīng)受各種嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，因此必須提高其抗干擾能力。由此可見，發(fā)展檢測、傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展的必然趨勢。
2.4自動控制技術(shù)
在無人直接參與下，自動控制技術(shù)能通過控制裝置讓被控對象或過程的被控量能按照人們事先預(yù)定的規(guī)律變化的技術(shù)。自動控制技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，主要由自動控制理論、機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿生學(xué)中的系統(tǒng)仿真、工作時(shí)現(xiàn)場的調(diào)試、可靠運(yùn)行等從理論到實(shí)踐的整個(gè)過程。制動控制技術(shù)的難點(diǎn)在于自動控制理論的工程化與實(shí)用化，這是因?yàn)楸豢貙ο笈c理論的控制量 存在較大的差距，從而需要反復(fù)調(diào)試和修改，才能達(dá)到最佳效果。現(xiàn)在微型機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，自動控制系統(tǒng)已經(jīng)成為機(jī)電一體化中十分重要的一部分。
2.5驅(qū)動技術(shù)
驅(qū)動技術(shù)的主要研究對象是執(zhí)行元件及驅(qū)動裝置。驅(qū)動技術(shù)是執(zhí)行操作的技術(shù)，對機(jī)電一體化產(chǎn)品的動態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)精度、控制質(zhì)量等都有決定性的作用。電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用但其快速響應(yīng)和效率等方面還有一部分問題，驅(qū)動技術(shù)極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。
2.6軟件技術(shù)
機(jī)電一體化的發(fā)展過程中僅僅發(fā)展硬件是不夠的，必須在發(fā)展硬件的同時(shí)發(fā)展軟件，但是軟件的更新速度太快，這樣就導(dǎo)致研制成本提高了，為了降低成本，應(yīng)該推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化等措施。
3、機(jī)電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域
3.1數(shù)控機(jī)床
經(jīng)過多年的發(fā)展數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床又稱數(shù)字控制機(jī)床，它是一種裝有程序控制系統(tǒng)，通過數(shù)字化信息對機(jī)床的運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機(jī)床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床主要由動力源、操作機(jī)構(gòu)、傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器等組成。數(shù)控機(jī)床具有很高的柔性，能實(shí)現(xiàn)編程自動化，具有更高的可靠性以及強(qiáng)大的通信功能，還可以實(shí)現(xiàn)多種控制的功能。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展給機(jī)械領(lǐng)域的提高起到了促進(jìn)作用。
3.2機(jī)器人
機(jī)器人是眾所周知的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其最早是人們幻想出來可以聽從人們的命令，任勞任怨的從事各種勞動。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)形成了綜合性的科學(xué)。機(jī)器人主要由：機(jī)器手、操作機(jī)構(gòu)、傳感器、移動機(jī)構(gòu)、控制裝置、驅(qū)動器等部分組成，通過各部分之間相互協(xié)調(diào)，相互配合，機(jī)器人已經(jīng)能靈活的代替人類很多活動，在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農(nóng)業(yè)、建筑、服務(wù)、娛樂等領(lǐng)域都有應(yīng)用。機(jī)器人應(yīng)經(jīng)成為人類良好的助手和親密的伙伴。
3.3現(xiàn)代溫室設(shè)施
現(xiàn)代溫室設(shè)施是實(shí)現(xiàn)作物優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)的重要設(shè)施，也是機(jī)電一體化設(shè)備應(yīng)用較密集的地方。主要由：溫室框架結(jié)構(gòu)、覆蓋材料、通風(fēng)系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)、二氧化碳施肥系統(tǒng)、室內(nèi)噴霧/屋頂噴淋降溫系統(tǒng)、遮陽/保溫系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、防蟲系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及一些必要的生產(chǎn)工具等?？梢酝ㄟ^這些設(shè)施和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有效的提供一個(gè)適宜的環(huán)境條件，為作為優(yōu)產(chǎn)提供保障。
4、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
與其他科學(xué)一樣，機(jī)電一體化技術(shù)也經(jīng)歷一個(gè)漫長的過程?，F(xiàn)在機(jī)電一體化已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域。成為一門新興的科學(xué)，為了適應(yīng)各領(lǐng)域的需求機(jī)電一體化的主要發(fā)展趨勢體現(xiàn)在智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、人性化。機(jī)電一體化對機(jī)械工業(yè)也影響很大包括提高性能、擴(kuò)展功能、簡化結(jié)構(gòu)、提高可靠性、節(jié)約能源、操作簡單，可以說機(jī)電一體化的發(fā)展前景在未來的幾十年里一片光芒。
5、結(jié)論
綜上所述，機(jī)電一體化并不是獨(dú)立的，而是各個(gè)學(xué)科相互滲透，相互融合的產(chǎn)物，也是科技發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
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機(jī)電一體化學(xué)術(shù)論文篇二
淺談機(jī)電一體化
摘要:機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的概念與由來，綜述了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;概念;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
一、機(jī)電一體化的概念與由來
人類進(jìn)入了一個(gè)新的世紀(jì)──21世紀(jì)?；仡欉^去的20世紀(jì)，人類的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果超過了過去所有世紀(jì)的總和。傳統(tǒng)的學(xué)科正在脫胎換骨，新的學(xué)科不斷問世，技術(shù)的融合程度比任何一次技術(shù)革命都高。機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生于這一背景之下，自然符合科技發(fā)展的規(guī)律，也是機(jī)械學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果。“機(jī)電一體化”這一技術(shù)術(shù)語最初來源于日本學(xué)術(shù)界，他們根據(jù)英文的Mechanics(機(jī)械學(xué))和Electronics(電子學(xué))兩詞，組合出Mechantronics一詞，日文諧音記作“夕力卜口二少又”，其表意漢字為“機(jī)電一體化”,Mechantronics一詞從學(xué)科角度可以翻譯為“機(jī)械電子學(xué)”，我國科技界也經(jīng)常直接使用“機(jī)電一體化”作為漢語的表達(dá)詞匯。
一般認(rèn)為，機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科。其次，機(jī)電一體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)“滲透”到機(jī)械技術(shù)中，豐富了機(jī)電一體化的含義，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光(光學(xué))機(jī)電一體化、機(jī)電氣(氣壓)一體化、機(jī)電液(液壓)一體化、機(jī)電儀(儀器儀表)一體化等;最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
與其它科學(xué)技術(shù)一樣，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)較長期的過程。有學(xué)者將這一過程劃分為萌芽階段、快速發(fā)展階段和智能化階段三個(gè)階段，這種劃分方法真實(shí)客觀地反映了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程。
“萌芽階段”指20世紀(jì)60年代以前的時(shí)期。在這一時(shí)期，人們在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過程中總是自覺或不自覺地應(yīng)用電子技術(shù)的初步成果來改善機(jī)械產(chǎn)品的性能，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)良的軍事用途的機(jī)電產(chǎn)品。這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)70年代到80年代為第二階段，稱之為“快速發(fā)展階段”。在這一時(shí)期，人們自覺地、主動地利用3C技術(shù)的成果創(chuàng)造新的機(jī)電一體化產(chǎn)品，3C技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;③各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
從20世紀(jì)90年代開始的第三階段，稱之為“智能化階段”。在這一階段，機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)，其主要標(biāo)志是光學(xué)、通信技術(shù)等領(lǐng)域進(jìn)入機(jī)電一體化，同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，并取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)(Opto-mechatronics)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣。
機(jī)電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容：
(1)機(jī)械技術(shù)機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。
(2)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
(3)系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
(4)自動控制技術(shù)
其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
(5)傳感檢測技術(shù)
傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
(6)伺服傳動技術(shù)包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
四、結(jié)語
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
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