机电一体化技术应用发展问题研究论文.docx

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1、机电一体化技术的应用与发展摘要随着机电一体化技术的应用，由于科技的数字化、集成化和交叉化，微电子信息技术的快速发展变得更加普遍。随着中国经济实力的不断提高，中国的科技水平也在不断发展，尤其是在一些相关领域，已经走在了世界的前列。机电一体化背景下工程机械的应用随着相关技术的发展而发展。本文首先从机电一体化的相关特点出发，简要介绍了机电一体化在机械工程中的相关概况、现状及应用。最后是机电一体化技术在我国的发展趋势。关键字：机电一体化；技术；应用刖现代科学技术的不断发展极大地促进了不同学科的交叉和渗透，引发了工程领域的技术革命和变革。在机械工程领域，微电子技术、传感技术、计算机技术和智能控制技术的飞

2、速发展及其与机械工业的紧密结合,彻底改变了机械工业的技术结构、产品组织、功能和组成、生产方式和管理体系。传统机械产品正朝着智能化、网络化、模块化、柔性化、小型化、自动化的复杂机电系统的新阶段发展。自1971年日本学者首次提出机电一体化概念以来，机电一体化经历了30多年的发展。随着科学技术的发展，其内涵不断更新和丰富。尤其是进入21世纪以来，面对日益激烈的市场竞争和不断变化的消费观念，人们对机电一体化产品的输出灵活性、工作性能和可靠性提出了越来越高的要求。然而,人工智能技术、计算机技术、传感技术、网络技术、信息技术等相关学科的发展，为机电系统开辟了更广阔的应用前景。机电一体化技术已成为一门新兴的

3、交叉学科技术，涉及机械制造技术、信息处理技术、传感器技术、伺服驱动技术、太阳接收技术、自动控制技术等关键技术。这些技术的更新将机电产品的发展推向了一个更高的水平，以满足人们不断丰富和发展的物质、文化和精神需求。机电一体化技术将在21世纪机械产品的设计和开发中发挥重要作用，机电一体化技术的发展水平是通过机电设备来实现和反映的。特别是21世纪以来，随着我国经济和科技的快速发展，机电设备的功能要求越来越复杂。为适应国家生产、国防建设、经济发展等领域的需要，对现代复杂机电系统的创新设计、自主研发、精密制造、智能控制、系统集成等关键技术的研究，已成为一项重要的研究课题学术界和工业界的研究热点。一、机电一

4、体化技术的概述（一）机电一体化概念20世纪70年代初，在日本出版的一份杂志中，引入了机电一体化的概念。现在机电一体化对生活、工作、工业发展、生产和其他相关活动的影响是比较明显的。因此，机电一体化的概念已经成为一个普遍的概念，并在世界范围内得到应用和认可。目前，机电一体化的概念运用了多种技术，特别是机械技术和电子信息技术的集成，从而使机电一体化智能化。因此，为了使机械设备能够进行信息处理和电子操作,有必要将电子信息化的相关技术应用于生产过程中各个单元的信息处理、设计和控制功能，形成更加智能化和现代化的机械制造系统，这是机电一体化的定义。机电一体化又称机电技术，从国外逐渐转移到中国，它是机械工程和

5、自动化技术的结合。因此，可以说机电一体化技术离不开机械工程技术作为载体，也不能脱离自动化技术来升华它。虽然与机电一体化技术相结合的技术类型比较明确,但该技术涵盖的领域非常广泛。除了依靠机械工程技术和自动化技术之外，计算机技术和电子信息技术必须结合起来才能达到真正的自动化目的。近年来，人工智能技术也在迅速兴起，人工智能技术的研究成果也很多。因此，机电一体化技术的下一个发展阶段将与人工智能技术相结合。与机电一体化技术相关的机械设备离人们的生活并不遥远。除了工厂和农场的机械设备，汽车的安全气囊、防滑刹车系统和自动售票机都用于机电一体化。机电一体化技术是机械技术、传感器技术、计算机与信息处理技术、接口

6、技术、伺服驱动技术、自动控制技术等高新技术的结合。机电一体化是一门典型的现代交叉学科，涉及机械、电气等多种技术，它是一种将电子设备的信息处理和控制功能集成到机械设备中的复合技术。传统上，它是一套功能性的机械制造和电子技术。就现代化而言，它是人工智能的主要方式之一，尤其是它的控制和执行机制，因此它招发挥重要作用。机电一体化的基本思想是智能地集成各行业的有用功能，以满足日益增长的人工智能需求。现代工业机器人需要传感、控制和操作技术的集成，以及高水平的机电一体化技术支持，特别是现代计算机的持续信息化，具体实现方法不断更新，集成变得更加复杂和智能。（二）机电一体化发展历程从历史上看，机电一体化仍处于2

7、0世纪60年代的初级阶段，当时技术人员对机电一体化的相关内容仍知之甚少。为了在机械产品的制造中炫耀，他们将利用现有的技术条件来应用于他们的产品。在第二次世界大战期间，战争仓库中的许多战争机器都很肤浅，电子技术也得到了改进。直到战争结束后，它才慢慢渗透到生活中。战后，它在世界经济重建中占有非常重要的地位。虽然当时的电子信息技术还处于初级阶段，但没有高阶计算能力和网络技术，所以当时的机电一体化无法达到完全一体化的效果。随后，机电一体化逐渐融合了电子通信和光学技术，使机电一体化的智能化发展走上了正轨。架，也开始使用机电一体化的分支学科。此外，在光缆技术和人工智能技术的支持下，机电一体化的发展更加明显

8、。与此同时，科学实用的学科体系已经建立，成为一门独立的学科。改革开放后，为了研究机电一体化的技术内容，国务院批准成立机电一体化综合研究小组。从这个角度来看，无论是在世界上还是在我国，机电一体化的发展都是紧随其后的。进步决定着国民经济的发展。除了国家研究小组，国内一些相关机构和高等院校也开始在机电一体化研发领域投入大量的时间和精力。虽然取得了明显的成就，但从技术角度来看，仍有一些进展。与美国和日本等发达国家相比，早期研究和战后经济复苏之间仍有很大差距。机电一体化始于20世纪末。当时，随着电子技术与传统产业的不断紧密联系，我们开始探索机电一体化的简单横切技术，为机电一体化奠定基础。随后，第一届机电

9、一体化国际会议在日本举行。机电一体化正式上演并正式开放。21世纪，随着计算机信息和电子技术的发展，机电一体化发展迅速，已成为集光、电、计算机和通信为一体的现代技术。多年来，人工智能一直是每个人关注的焦点。机电智能产品的机电一体化，特别是工业机器人，以及智能电子机械和光学集成技术提供了新的机遇。他们对机电一体化提出了更多的要求，如网络化、小型化和模块化。目前，机电一体化技术已经成为人工智能的核心技术之一，它直接决定着人工智能是否可行，并在未来发挥更重要的作用。这可以通过以下几个阶段来大致解释。(1)模型阶段在模型过程中，可以对所有系统组件进行优化。在模拟的帮助下，可以测试和分析这些组件的适用性。

10、而且可以检测响应频率；并能分析模型。此外，可以生成物理/拓扑系统模型，包括面向机械、液压和控制的组件。需要一个模型工具来支持机电系统的物理模型。换句话说，当有物理对象和节点时，这些模型可以按1:1的比例进行测试，并在原型研究阶段的要求实时环境中执行。(2)测试阶段系统完成模型周期后，测试平台可以验证生成的特定性能数据。这可以测试系统参数波动的鲁棒性，以及连续运行和功率储备的特性。通过这种方式，用户可以测试或使用CAMe1-ViewTestRig来实现硬件在环测试。要进行硬件在环测试，需要详细确认相关设备的物理特性，这些特性必须基于测试平台。确定在测试平台上测试的组件，允许它们在模型中被识别，并

11、确保整个系统的仿真分析布局。(3)原型阶段一旦测试成功，将创建一个原型。这里特别注意模型特征，其特征在于特别费力的模拟情况下的特征，例如部件损耗(性能)。这些数据结果可用于模型的基本分析，也为进一步的研究和开发提供了知识基础。(三)机电一体化技术的发展现状机电一体化技术包括机械技术、微电子技术和信息技术，机械设备的控制需要信息技术。微电子技术是信息技术控制设备运行的有效途径，信息技术与机械设备的有机结合，可以促进机械本体技术、传感技术、驱动技术的发展，太阳接收技术和软件技术的进一步发展。科技水平的提高在机电一体化技术的发展中取得了良好的成绩。微电子技术也成为信息技术的重要组成部分，信息技术是机

12、电一体化产业发展的最终方向。从20世纪60年代至今，机电一体化技术已经从简单的应用阶段向智能自动化阶段转变。这种小规模只能实现人力资源的合理利用,提高其经济效益。在日常生产中，机电一体化技术的应用对企业的发展起到了非常积极的作用。目前，机电领域正在积极研究光纤与人工智能的集成技术，这也是机电技术发展的必然趋势。随着科技水平的提高，机电一体化技术已经广泛应用于各个领域，机电一体化技术的智能化和自动化水平也有了很大提高。在日常生活中，机电一体化的应用也非常频繁，包括微波炉、电视、洗衣机等。机电一体化技术在厂企计算机集成系统、自动包装机中的应用、自动码垛机和数控机床等方面。二、机电一体化关键技术在现

13、代机械制造应用中，传统机械制造基于规模经济。它依靠公司的规模、生产批次、商品结构和可重复性来获得竞争优势。它强调以低成本有效利用和获取资源。它的生产利润是以机器取代人类技能为基础的。先进机械制造是一种新型的信息机械制造，它采用先进的生产方法、先进的制造系统、先进的制造技术和先进的组织管理。它具有虚拟化、全球化、智能化等特点。现代制造业是电子科学与计算机技术的结合，是现代科学技术的发展，将制造技术推向一个新的水平。多年来，并行工程、虚拟制造、柔性制造和计算机数控等新技术出现在制造工程领域。（一）机械技术机械技术是机电一体化的基础。机械技术的关键是如何适应机电一体化技术。运用其他高科技最新概念，来

14、实现结构、材料与性能的变化，以减轻重量、减少体积、提高准确性、增加刚度并提高性能。在机电一体化系统的制造时期，经典机械理论与技术，应以计算机辅助技术、人工智能和专家系统为基础，形成新一代的机械制造技术。（二）计算机与信息技术计算机信息处理技术包括神经网络技术、人工智能技术、计算与信息交换技术等，内容更丰富、更全面。（三）系统技术系统技术以整体方式组织与应用各个有关技术。从整体视角与系统目标来看,整个系统被分解成几个相互关联的功能单元，接口技术是系统技术的关键环节，是实现系统各部分连接的保证。（四）自动控制技术在控制理论基础上，实施系统设计，之后的系统仿真，当场调节，控制技术，如检索、复制、高精

15、度定位控制、自适应控制、速度控制等。（五）传感检测技术传感器检测技术，是系统的传感机理，是自动控制和调节的重要方面。它越强大，系统就越自动化。现代工程需要传感器，快速准确地捕获信息，并承受恶劣环境中的检验，它是保持高水准机电一体化系统的保障。传感器是一种对于外界信息获取与传递的元器件,是对事物进行信息感应进而监测，而且还能够将感应到的信息转换成具体形态信号的一种仪器，它的应用能够对信息的传递、加工、显示等不同程序的需求得到满足。传感器技术在信息时代下被列为高新技术的代表行列，它是通过测量效能在机电一体化系统中得以实现的，传感技术是在测量模块的基础上，一系列参数，如操作对象的位移和强度,然后通过

16、一定的操作程序将这些数据进行加工处理再通过机电一体化系统所反映出来，从而为工作人员提供数据作为参考，可以说，传感器及是是机电一体化系统的核心武器，它是推动机电一体化发展的重要环节。在20世纪末，传感器技术在工业生产上已经被充分利用了，为工业的发展起到了促进作用。随着传感器技术的不断发展与进步，与信息技术及现代通信技术进行了有效的结合，机电一体化系统中的传感器技术将在中国的各行各业得到应用，更好地实现传感器技术的应用价值。（六）伺服传动技术包含电动、气动、液压传动设备在内，伺服系统是一种转换装置和元件，机械动作的电信号，对控制系统的动态性能、质量和功能起着非常重要的作用。三、机电一体化技术的运用（-）机电一体化在节能设备中的应用从2011年到2030年，各种建筑工地仍揩增加。人与地球之间的矛盾将永远存在。我认为要缓解和解决它，我们必须从两个方面考虑。一是密切监测人口规模，努力提高我国的人口素质；在土壤资源严重缺乏的情