浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文

浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文（精选9篇）

1.浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文 篇一

浅谈机电一体化技术发展趋势及机械零部件的创新设计

【摘 要】机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。文章针对传统机械零部件的设计局限性，提出了现代设计思想和方法。

【关键词】机电一体化； 发展趋势； 现状； 机械制造；零部件设计；现代思想；科学发展； 技术

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化 ”为特征的发展阶段。

机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,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。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。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可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。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、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。

3.2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。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等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。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,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3.3 网络化

20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,CIAS),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,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1cm3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,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。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两类。

3.5 环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。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。

3.6 系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外,还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

关于机械零部件的创新设计

一、机械零部件传统的设计局限

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。

二、创新思维机械零部件的设计思想

机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。

（一）运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。

（二）运用发散思维

发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

（三）运用创新思维

创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。

三、科学的进行机械零部件设计

（一）把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。

（二）严格计算机械零部件的失效形式

机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

（三）正确选择机械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。

（四）全面优化机械零部件方法

要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。

【参考文献】

[1]李建勇.机电一体化技术

­­­­­.北京:科学出版社,2004.[2]李运华.机电控制

­­­­­.北京:北京航空航天大学出版社,2003.[3]王启．常用机械零部件可靠性设计

­­．北京：机械工业出版社

[4]隋明阳．机械设计基础

­．北京：机械工业出版社

[5]郭仁生．机械设计基础

­­．北京：清华大学出版社

[6]许尚贤．机械零部件现代设计方法

­­­．北京：高等教育出版社

2.浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文 篇二

进入21世纪以来, 科学技术得到迅猛的发展, 各个学科、领域的研究工作也越来越深入, 同时也出现了不同学科的交叉与各学科间的相互渗透, 并进一步导致工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域也是如此, 由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化, 使机械工业的技术结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化, 使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

1.机电一体化概要

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术, 将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科, 随着科学技术的不断发展, 还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发, 综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术, 根据系统功能目标和优化组织目标, 合理配置与布局各功能单元, 在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术[1]。

由此而产生的功能系统, 则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此, “机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是, 机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化, 仍属传统机械, 其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后, 其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外, 还能赋予许多新的功能, 如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸, 还是人的感官与头脑的眼神, 具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2.机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段:

20世纪60年代以前为第一阶段, 这一阶段称为初级阶段。在这一时期, 人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间, 战争刺激了机械产品与电子技术的结合, 这些机电结合的军用技术, 战后转为民用, 对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平, 机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展, 已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70～80年代为第二阶段, 可称为蓬勃发展阶段。这一时期, 计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 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迅猛发展, 为机电一体化的发展提供了充分的物质基础[2]。

这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受, 大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

20世纪90年代后期, 开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段, 机电一体化进入深入发展时期。一方面, 光学、通信技术等进入了机电一体化, 微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚, 出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法, 机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时, 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步, 为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究, 将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。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可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作, 取得了一定成果, 但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

3.机电一体化技术发展趋势

机电一体化是指机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉融合, 纵观国内外机电一体化技术发展动向, 将朝着以下几个方向发展[3]:

(1) 智能化

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。诚然, 使机电一体化产品具有与人完全相同的智能是不可能的, 也是不必要的。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, 则是完全可能而又必要的。

(2) 模块化

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。这需要制定各项标准, 以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突, 近期很难制定国际或国内这方面的标准, 但可以通过组建一些大企业逐渐形成。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。

(3) 高性能化

高性能化一般包含高速、高精度、高效率、高可靠性。新一代CNC系统就是以此“四高”为满足生产而诞生的。它采用多种CPU结构, 以多总线连接, 进行高速数据传递, 采用精简指令集机, 实时多任务操作系统并进行处理, 设置多重缓冲器、故障诊断、自动检错、纠错、系统自动恢复等技术保证机电一体化产品具有高性能。

(4) 网络化

网络化20世纪90年代, 计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片, 企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来, 只要其功能独到, 质量可靠, 很快就会畅销全球。由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势, 利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统, 使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此, 机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

(5) 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末, 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1cm3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, 在生物医疗、军事、信息等方面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两类。微型机电一体化产品向微米、纳米级发展。体积小、耗能小、运动灵活、在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优越性, 是近年来乃至未来十大关键技术之一。

(6) 系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态, 进行任意剪裁和组合, 同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强, 一般除RS232外, 还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系, 机电一体化的人格化有两层含义。一层是, 机电一体化产品的最终使用对象是人, 如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要, 特别是对家用机器人, 其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理, 研制各种机电一体化产品。事实上, 许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

(7) 绿色化

绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面, 物质丰富, 生活舒适;另一方面, 资源减少, 生态环境受到严重污染。于是, 人们呼吁保护环境资源, 回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生, 绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中, 符合特定的环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品, 具有远大的发展前途。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。

4.结语

综上所述, 机电一体化的出现不是孤立的, 它是许多科学技术发展的结晶, 是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然, 与机电一体化相关的技术还有很多, 并且随着科学技术的发展, 各种技术相互融合的趋势将越来越明显, 机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景, 综述了国内外机电一体化技术的现状, 分析了机电一体化技术的发展趋势。

关键词：机电一体化,技术现状,发展趋势

参考文献

[1]刘冰.浅谈光机电一体化技术的发展方向.北京:职业, 2010, (6) .

[2]徐文强.机电一体化技术的现状及其发展趋势.北京:硅谷, 2010, (21) .

3.浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文 篇三

一、机电一体化的产生与应用

我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。

二、机电一体化的发展现状

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70年代-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，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迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

4.机电一体化的发展及趋势 篇四

关键词 机电一体化;核心技术;发展进程;发展趋势

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。

1 机电一体化的核心技术

1.1 机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

1.2 计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

1.3 系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

1.4 自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

1.5 传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

5.机电一体化技术的发展趋势 篇五

2.1.机电一体化在智能化道路上的发展。

如今的时代是一个信息化高速膨胀的时代，人们在享受信息的便捷传递之外对智能化的要求也越来越高。

具体的说智能化是利用计算机技术，把计算机技术和机电技术进行融合。

然后计算机通过一定的指令程序进行运作从而操控我们的机械设备按照人们的指令来进行工作。

现在的计算机也越来越微小，凭借一块微型的计算机我们可以设计出来很多智能的机电一体化设备。

目前很多精密机械的生产线上应用的就是智能化的机器人来进行操作。

在一些比较人类不能承受的环境下，就可以用智能机器人代替人类来完成各种艰难的实验。

智能化是一个大的趋势，随着技术的发展未来的智能化将会更加符合人们的生活习惯，甚至会有感官、神经等方面的智能机器人出现。

2.2.机电一体化在环保方向的发展。

环境保护是多少年来我们一直面临的最大问题，目前环境问题已经对人类的生活造成很多不利影响。

2.3.机电一体化技术在网络化方向的发展。

网络的发展改变了我们的生活方式，网络的方便性让我们感受到了网络技术的先进。

以及追求网络技术在更多方面的应用。

目前的智能家居，智能汽车都是机电一体化技术在网络化方向的发展，目前物联网技术也在告诉发展，未来我们的社会就是一个网络化的社会。

2.4.机电一体化技术在微型化道路上的发展。

电子技术的发展促进了电子元件和电子芯片的微型化发展。

目前的一块电路板上能够集成成百上千的电子元件。

这种小型化的发展对于机电一体化技术来说也是一种革命，通过对这些技术的运用机电一体化产品也越来越小型化，而我们产品的精密性也越来越高，含金量越来越高。

小型化给人们带来的就是方便的可移动性，从而扩大了产品的使用领域。

2.5.机电一体化在系统化方向的发展。

在这方面主要是使现有的机电一体化产品具有更加开放的结构，采用模块化的组合，可以使产品的可扩展性大大增强，同时对于产品与其他智能设备的连接创造了条件，具有更加强大的通信能力。

通过上面的分析我们可以看出机电一体化的发展经历了三个阶段，从萌芽到迅速发展到最后的和最新技术进行融合发展。

这一切的发展都是顺应了社会生产力的发展，科技是第一生产力在这里得到了完美的体现。

这是技术发展到一定水平的必然结果。

是人类社会走向高科技的必然要求。

对于机电一体化技术的未来趋势探讨，我们看到了机电一体化技术在未来的广阔前景。

未来的生活必然到处充斥着机电一体化产品。

对于机电一体化技术我国更要加大投入力度，从各个方面进行支持，组建一支优秀的科研队伍，逐渐缩小与国外的技术差距。

在政策上要多加鼓励和引导，使我国的机电一体化技术在正确的道路上快速前进。

机电一体化技术在发展的过程中会与更过的前沿科技进行交叉融合，从而形成自己的特色，吸取各行各业的最优秀技术和设计理念让自己的产品更加有竞争力，通过与其他技术的融合也让机电一体化技术更加具有生命力，更加方便人们的生活。

6.浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文 篇六

(1)产品操控更加智能化。机电一体化技术的运用在机械制作领域有非常重要的意义。因为机电一体化技术以微处理为核心，通过将数据信息操控系统结合在一起就可以大大增强整个系统控制的准确下。在机械生产的过程中，整个工业具有高速化、连续性的特点，如果不采用机电一体化技术就难以对产品线进行智能化的控制，无法配套各个设备的系统控制。

(2J机电一体化技术可以采用分布式控制，实现生产最优化。通过分布式控制能够对现场的计算机一级操作系统实现集中监视、分散操作。因此，随着分布式控制系统的发展以及应用，能够实现对整个生产过程的控制，从而红外线调度生产以及产品统计管理的最优化，提高整个综合系统的生产效率。

(3)多产品兼容，有效实现资源共享。通过开放式的控制系统，可以实现对于信息的互换以及兼容不同种类的产品，实现产品兼容资源共享。通过互联计算机设备，可以实现与控制设备额互连，从而实现控制一体化。

(4)计算机集成化程度高。通过计算机集成制造系统将生产经营管理以及过程控制整合为整体，实现从原料进厂到生产加工的一体化控制。在实现计算机全过程自动化的基础上，实现信息资源的有效共享，实现对生产过程的统一管理，适应现代企业的发展

7.浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文 篇七

1 沥青混凝土搅拌设备应用机电一体化技术概述

随着20世纪80年代机电一体化技术向智能化方向迈进, 沥青混凝土搅拌设备也进入深入发展时期。国外许多公司设计和制造了具有一定机电一体化技术的沥青混凝土搅拌设备, 如英国PARKER公司和德国边宁荷夫 (Benninghoven) 公司、意大利和日本的公司等。进入21世纪以来, 计算机、自动化控制、信息技术以及电子技术的长足发展, 使得机电一体化技术在沥青混凝土搅拌设备上的设计应用越来越广泛。综合运用了机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息交换技术以及软件编程技术等等。

我国沥青混凝土搅拌设备自20世纪80年代末起步, 到90年代才初具规模, 应用机电一体化技术, 开始设计制造具有现代电子控制和智能技术的沥青搅拌设备是最近几年的事情。国内企业通过引进、消化和吸收国外的先进制造技术, 沥青混凝土搅拌设备设计、制造技术有了快速发展, 如徐工科技引进了英国ACP公司技术、西安筑路引进英国PARKER公司和德国边宁荷夫 (Benninghoven) 公司技术等。目前整机设计技术已接近国际前沿水平, 但其核心技术主要来自国外, 国产沥青混凝土搅拌设备更多地吸收了以英国、德国和意大利等欧洲国家产品为代表的技术和风格。国内专业自动控制技术公司和沥青混凝土搅拌设备厂家, 在研发和试验上也有较大投入, 但由于关键配套元件依赖进口, 加上思维方式和应用实践验证过程长, 因此技术升级比较缓慢。

具有智能化的特征是现代沥青混凝土搅拌设备与传统设备在功能上的本质区别。与传统的设备相比, 应用机电一体化技术设计制造的现代沥青混凝土搅拌设备具有以下的特点。

1.1 安全性和可靠性极大提高

现代沥青混凝土搅拌设备一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在生产过程中, 遇到诸如除尘布袋温度超限、沥青计量超量等故障时, 能够及时报警并自动采取相应的保护措施, 避免和减少人身和设备事故, 显著提高设备的使用安全性和可靠性。

1.2 生产能力和工作质量显著提高

现代沥青混凝土搅拌设备大都具有信息自动处理和自动控制功能, 其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高。自动控制系统可以精确根据预设参数及工艺流程进行各种原材料的称量、投放来进行沥青混凝土的拌合生产, 使之不受操作人员主观因素的影响, 从而实现最佳操作, 保证最佳的成品料质量。同时, 由于实现了工作的自动化, 减轻了操作人员的劳动强度, 使得生产能力大大提高。

1.3 使用性能改善

现代沥青混凝土搅拌设备普遍采用程序控制和数字显示, 操作按钮和手柄数量显著减少, 使得操作大大简化并且方便、简单。生产过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现, 系统可重复实现全部动作。甚至根据外界参数的变化自动进行程序的调整, 实现自动最优化操作, 例如根据骨料的称量情况自动调整沥青的称量数量, 使成品料的油石比始终保持在最佳比例。

1.4 调整和维护方便

现代沥青混凝土搅拌设备在安装调试时, 可通过改变控制程序来实现工艺流程的改变, 以适应不同工程项目的需要以及现场参数的变化。这些控制程序可通过多种手段输入到控制系统中, 而不需要改变设备中的任何部件或零件。可以事先存入若干套不同的执行程序及参数, 然后根据不同的生产要求, 只需选定一个程序代码, 即可按指定的预定程序进行自动工作。自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动报警, 以便进行及时维护恢复正常生产。

2 沥青混凝土搅拌设备应用机电一体化技术的主要方面

沥青混凝土搅拌设备应用机电一体化技术包括软件和硬件两个方面。硬件主要是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。软件主要是自动控制程序、计算机人机界面等。具体有以下几个方面。

2.1 机械本体技术

机械本体从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面进行发展。现代沥青混凝土搅拌设备一般都是以钢铁材料为主, 为了减轻质量除了在结构上加以改进, 更考虑利用非金属复合材料。机械本体减轻了重量, 实现驱动系统的小型化, 如各种新型减速器、气动元件等, 进而在控制方面改善快速响应特性, 减少了能量消耗, 提高生产效率。

2.2 传感器技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面, 现代沥青混凝土搅拌设备上的传感器主要是称量传感器、温度传感器及压力传感器等。称重系统采用世界上先进的控制装置 (如美国mettlertoledo公司的panther (磐狮) 称重显示仪表和传感器) , 稳定性好, 计量精度高;模拟信号进入plc进行控制和飞料计算、落差自动补偿功能且具备工作稳定性好和抗干扰能力强的特点。温度信号:热集料仓、沥青、除尘器装有温度计, 并有报警显示、声光报警和重要温度记录。其中干燥滚筒出口加装快速响应的非接触式红外线测温仪, 此信号反馈给燃烧器控制器, 自动调节风油比跟踪设定的热骨料温度。布袋除尘器温度计, 一方面显示尾气温度指导操作人员有效调节;一方面采集信号进行二级温控保护 (一级超温自动打开混风阀, 二级超高温时强制停止燃烧器) 。

2.3 信息处理技术

现代沥青混凝土搅拌设备广泛的应用信息数据处理单元 (特别是微型计算机) , 提高了信息处理的可靠性, 包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性, 进而提高处理速度, 并解决了抗干扰及标准化问题。其具有强大的数据库连接、数据处理、配方功能、报表功能。能准确记录生产数据, 并以各种方式进行打印和储存。

2.4 驱动技术

电机作为沥青混凝土搅拌设备的驱动机构已被广泛应用, 但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前, 正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。如沥青混凝土搅拌设备的主喷燃器上用来控制供油量大小、风油比等动作的伺服电机。

2.5 接口技术

为了与沥青混凝土搅拌设备上的计算机进行通信, 必须使数据传递的格式标准化、规格化。各数据接口采用了同一标准规格, 不仅有利于信息传递和维修, 而且简化了设计。目前, 接口技术正在朝低成本、高速串行的方向发展, 来解决信号数据传递高速化、标准化等问题。

2.6 软件技术

软件技术方面, 现代沥青混凝土搅拌设备为了提高生产维修的效率, 逐步推行了软件标准化, 包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。重视人机界面的设计, 所见既所用, 触摸操作, 上手迅速, 控制方便可靠。

3 沥青混凝土搅拌设备应用机电一体化技术的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖于相关各科学技术的发展和进步。沥青混凝土搅拌设备应用机电一体化技术就不可避免的要遵循机电一体化的发展趋势, 因此它的发展主要有以下几个方面的趋势:

3.1 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。让沥青混凝土搅拌设备的自动控制系统能够模拟人类智能, 使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力, 使它能更智能的控制生产, 减少操作人员的主观因素影响。高性能、高速的微处理器使设备具有低级智能或人的部分智能, 在不久的将来是完全可能的。

3.2 模块化、系统化趋势

由于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、环境接口的沥青混凝土搅拌设备单元是一项十分复杂的工程。但是沥青混凝土搅拌设备模块化、系统化带来的好处又让人无比期待, 系统体系结构进一步采用开放式和模式化的结构。整个系统可以灵活组态, 进行任意剪裁和组合, 同时实现多子系统协调控制和综合管理。当真正实现模块化、系统化的时候, 沥青混凝土搅拌设备不仅仅能生产沥青混凝土, 也许通过各种模块化单元的组合, 就能让它生产水泥稳定土, 当然那个时候也就不叫沥青混凝土搅拌设备, 而应该叫多功能搅拌设备了。

3.3 网络化趋势

20世纪90年代, 计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展将给沥青混凝土搅拌设备赋予强大的远程通讯监控功能, 甚至能支持手机短信功能, 可通过手机及时了解生产状况。支持gprs、cdma、电话拨号等通讯方式来及时监控现场状况及生产数据, 可提供视频采集设备, 支持无线网络和局域网传输, 通过视频服务器和监控站能看到生产现场图像。

3.4 小型化趋势

现在的沥青混凝土搅拌设备为了满足更大的生产能力, 设计制造的体积、重量也越来越大, 这是由于机械设计制造技术、材料技术的相对落后造成的。我这里所说的小型化并不是指降低沥青混凝土搅拌设备的生产能力为代价的小型化, 而是依托先进的机械设计制造技术, 采用重量更轻、强度更好的新型材料, 制造出的新型的沥青混凝土搅拌设备, 它体积更小巧、重量更轻, 但生产能力不会降低。或许那时候, 大小如现在1000型的沥青混凝土搅拌设备的生产能力就能媲美或超越现在的3000型沥青混凝土搅拌设备。

3.5 环保化趋势

绿色环保化是时代的趋势。国家对环保要求越来越苛刻, 尤其是路面机械施工产品。我国的沥青搅拌设备主要用于高速公路的建设和维护, 沥青混凝土在搅拌过程中产生大量的粉尘和噪声, 严重污染了周边的环境, 因此开发环保型的沥青搅拌设备产品, 成了当务之急。节能技术、采用人机工程学设计, 减少噪声和振动, 注重外观造型设计。沥青混凝土搅拌设备的环保化, 符合环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率高, 报废后能回收利用。是其发展的必由之路。

3.6 人性化

沥青混凝土搅拌设备的最终使用对象是人, 除了完善的性能外, 还要求在色彩、造型等方面与环境相协调, 使用这些设备, 对人来说还是一种艺术享受。未来的沥青混凝土搅拌设备更加注重与人的关系, 以人为本的设计理念将会深入人心。

4 结语

综上所述, 沥青混凝土搅拌设备应用机电一体化技术依赖于许多科学技术发展、碰撞融合, 是沥青混凝土搅拌设备设计制造发展到一定阶段的必然要求和趋势。当然, 沥青混凝土搅拌设备应用机电一体化相关的技术还有很多, 随着科学技术的发展, 机电一体化技术在沥青混凝土搅拌设备上的应用将会越来越成熟。

参考文献

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[5]刘君华.智能传感器系统[M].西安:西安电子科技大学出版社, 1999.

[6]张超群.国内沥青搅拌设备技术现状和发展趋势[J].北京:建筑机械杂志社, 2007 (17) :15-18.

8.机电一体化技术的概况及发展趋势 篇八

【摘要】机电一体化是机电与微电子技术的有机结合，是现代科学技术发展的必然结果。本文简述了机电一体化技术的基本概况，分析了机电一体化技术的发展趋势，并就如何提高我国的机电一体化水平提出几点看法。

【关键词】机电一体化技术 概况 发展趋势 看法

机电一体化不是机械装置与电子装置的简单组合，而是在功能上取其所长、有机融合，以实现系统的最佳构成。其目的是提高生产效率、降低生产成本，提高产品的性能和质量、增加企业效益。机械技术、微电子技术、计算机技术、信息技术的发展，使机电一体化技术不断创新和发展。

一、我国机电一体化技术的应用概况

二十世纪九十年代，大规模集成电路和微型电子计算机技术的迅速发展，使机电结合形式更加灵活、内容更加丰富、应用更加广泛，因而在以机械工业为主的传统产业中引发了一场大规模的机电一体化技术革命。目前，机电一体化产品已经渗透到了国民经济和日常工作、生活的各个领域。如电冰箱、全自动洗衣机、电子打印机、复印机、数控机床、工业机器人等都属于典型的机电一体化产品。我国对机电一体化技术的研究起步较晚，但在八十年代以来，制定了一系列有利于机电一体化发展的政策法规，确定了数控机床、工业机器人、汽车电子等十五个优先发展领域和六项关键技术的研究方向和课题。当前在我国机电一体化技术主要应用在传统产业的改造，机电一体化产品的开发，以及机电产品的更新换代。经过多年来的努力，我国机电一体化技术已经取得了巨大的发展，正在逐步接近国际先进水平。

二、机电一体化技术的发展趋势

机电一体化技术融合了电子技术、计算机技术、机械技术等多个领域的内容，随着现代电子技术和科学技术的日趋成熟，进一步推动机电一体化技术向绿色化、智能化、信息化方向发展。

任何一项新技术和新产品的发明创造， 都是为了人类生活服务这个根本性的目的而产生的。因此，随着全球性环境污染，人类生活居住条件恶化的现实情况下，不管是大的工程机械，还是小的家用电器的制造使用都要从环保的角度出发，机电一体化的发展趋势也不例外，环保是其技术研发创新的必然要考虑到的重要问题之一。从其产品的设计、生产、包装、应用等多个环节上选择环保材料，使其具有环境保护和保护人类生命健康的功用。并且尽可能的减少资源的浪费，在工业得到迅速发展的同时，也要保护人类居住环境的绿色环保。

在改革开放以后，我国自行投入到机电一体化技术的研发中来，在各方面都取得了一定的成绩。但还只是在原来简单的机器设备中添加了自动化服务的功能。在高科技迅速发展的今天，自动化已不能满足我国工业发展的需求，而智能化将是机电一体化发展的重要方向之一。 人工智能化是不仅要上机器具备自动行动的能力，还要有判断推理，对某些事物能够自主决策，并且具备一定的逻辑思维。

本世纪初，我国信息技术得到了突飞猛进的发展，并且快速的应用到了国防、教育 、卫生、农业、政治等多个领域。给人们的生活工作带来了极大的变化。同样也给机电一体化技术的发展提供了更多的便利。利用网络无限制的传输和通信功能，对机电一体化设备进行远程控制，指挥操作带来了极大的方便。当前随着信息化技术普及与广泛应用，机电一体化的信息化程度也将会相应的提高。

三、结语

科学技术的进步为机电一体化的创新和发展提供了条件，社会需求则为之提供了动力，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】

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[3]曹新生. 析机电一体化技术的发展趋势[J]. 职大学报，2009.

9.浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文 篇九

一.机电一体化的含义

机电一体化(mechatronics)一词是英语外来术语,原见于日本的科技书刊。从词义上看即 机械与电子的结合,所以有的学术刊物翻译为机械电子学。但机电一体化并非由机械与电 子技术的简单叠加或一般的结合,而是有机的融合。它的一般含义包括技术和产品两方面。机电一体化技术是机械工程和电子工程,机械技术和电子技术合成的产物。国外较权威 的解释是:“机电一体化是指在机构的主功能,动力功能,信息处理功能和控制功能上引入 电子技术,并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成的产品或系统”。机电 一体化产品一般是在机械产品的基础上采用电子技术、控制技术和计算机技术等通过相 互渗透和融合所产生出来的新一代产品和系统。机电一体化的主要研究范围是工厂自动 化、办公自动化及家庭自动化。

二．机械工业和机电一体化的发展状况

机械工业在社会发展历史中起着巨大的推进作用,提高着生产社会化的程度,由于发电机 和电动机的出现,以机电一体化为中心的改造传统工业的新科技革命自本世纪70年代以来 ,首先在美日西欧等国蓬勃兴起,并迅速波及到世界其他主要国家和地区,直接为第一,二 ,三产业的技术进步提供了大量适用的技术装备,并满足了各方面的设备更新及各类生产 技术更新的要求,大大推动了国民经济的发展,使其产生质的飞跃,机电一体化的发展不仅 是科技革命的内容,关系到国民经济的发展方向。在新科技革命飞速发展的形势下,重视 发展科技,并把发展科技置于国家发展战略的的突出位置,所以,要大力提高机械工业的现 代化水平就应加强对机电一体化项目的支持。长期以来, 机械工业最充分体现了技术进 步,它不仅大量吸收科技领域的各项成果,提高本身的科技水平,同时以其创造的先进技术 武装了国民经济各部门,加速了社会生产的电气化,科学化,机械化和自动化,加速了国民 经济现代化,并有助于减少资源的消耗,提高社会劳动生产率,从经济发展来说,机电一体 化是生产力但其本身绝不是简单就科技谈科技,而是同经济,军事力量的进步的社会的发 展有着密切的关系,机械工业的规模和水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标 志。机械工业是技术密集型加工工业,与一般加工工业相比,它具有如下特点(1)科技经费 比重高(2)科技人员比重大(3)产品更新快(4)技术贸易额度高(5)机械工业多数部门属于 高技术部门。同时机械工业又是高附加值和高出口创汇产业,其附加值率普遍高于其他工 业创汇也高,所以各国都优先发展,同时机械工业属于高就业产业,有较大就业容量。且与 钢铁,橡胶,化工,等多种行业有关,有助于解决劳动的就业问题。机械工业在我国实现工 业化和现代化的过程中,属于举足轻重的地位。

机电一体化产业是机械工业中的高科技产业，融合了机械和电子技术，近年来计算机控 制也渗透于其中。机电一体化产业的发展主要包括机电一体化研究、机电一体化商业化 开发和机电一体化应用扩散三个基本层次。机电一体化的发展过程实质上是一个不断地 技术创新过程。

并不是全新的技术才可以创造更高的效益，才算是技术创新。事实说明，有些技术在一 定范围内已经比较充分地得到利用，但在其他领域的应用潜力却还很大。在学科和产业 间进行较大跨度的转移，可能找到许多可以发挥作用的领域，因此可以说，一项新技术 的发明和首次创新的成功，只是走过了其生命期的一小段历程。对于大多数缺少资金、技术和人才的发展中国家来说，注重融合型的技术创新，是一个值得注意的问题。创新 的概念一般包括五个方面的内容：（1）制造新的产品（2）采用新的生产方法（3）开辟 新的市场（4）获得新的供应源（5）形成新的组织形式。围绕这五个方面展开的创新活 动有一个共同的特征，即强烈的利润动机和潜在的盈利前景。把竞争机制升华为创新机 制，从而使人们更为准确地把握现代经济发展的脉搏。目前，国外已形成了8种有代表性 的理论。（1）模仿论（2）市场结构论（3）企业规模论（4）经济增长论（5）线型序列 论（6）扩散模式论（7）源泉论（8）方法论。在机电一体化产业的发展过程中，我们更 需要创新意识，更好地应用创新理论指导产业发展方向。

三．我国机电一体化发展状况

中国机电工业在我国实现工业化和现代化的过程中,已经形成了具有一定实力的比较 完整的生产体系,从六五以来,机电产业结构已大大优化,为国民经济发展作出了巨大贡献。

我国是发展中国家,经济发展水平还相当低,工业化只是初步实现,机电企业产值低 ,效益差,产品质量不高,技术含量低,科技附加值在出口创汇中竞争力不强,开发能力低, 产品层次低,生产不集中,规模经济效益差,要迎头赶上世界经济发达国家,发展机电一体 化,是刻不容缓的要求

1995年我国机电产品对外贸易蓬勃发展,进出口总额过千亿,达1030.4亿美元,占全国外贸 总值的36.7%,比上一年增长15.6%,其中出口438.6亿,增长37.1%。机电产品出口第一次跃 居出口商品首位,1995年以438.6亿,增长37.1%。1995年以438.6亿美元的的出口成绩超过 了329亿美元的纺织服装出口值。所占比重由上午的26.4%提高到29.6%。

一般贸易出口机电产品124.5亿美元，增长41%，占机电产品出口的28.4%。加工贸易出口 机电产品306.4亿美元，占机电产品出口的70%。以下是我国近6年机电产品出口情况。

年份 机电产品出口创汇总额（亿美元）占总出口额百分比 1990

110．9

17．9 1991

1991

1992

1993

141．3

141．3

195．5

221．0

19．6 19．6 23．0 24．7 1994

320．0

26．4 1995

438．6

29．6 技术及资本密集型的机电仪表产品出口比重进一步增大，1995年全国共出口技术技术及 资本密集型的机电仪表产品386.5亿美元，增长38.2%，占机电出口总额的88.1%。以数控 机床为例：95年出口980万台，金额达1164万美元。到1997年，机电产业日益成为中国扩大对外出口的支柱产业。1997年机电工业增长速度主要是靠出口增速。

同时出口市场进一步集中于亚洲，欧洲不变，美洲份额下降，同时国有企业仍是出口主 力。各地发展不平衡,如95年广州省出口达241.21亿美元,而某某出口仅有2.81亿美元占 全国第12位。

到1997年，机械工业全行业共有企业115334个，产值144929。5亿元，工业增加值3831。03亿元，产品销售收入13651。21亿元，利税总额878。86亿元，利润总额257。66亿元。其中机电一体化产业（包括电气机械及器材制造业、仪器仪表及文化办公机械制造业）企业有22966个，产值4085亿元，占28。18%，工业增加值968。23亿元占25。27%，产品销售收入3617。63亿元，占26。5%，利税227。56亿元，占25。89%，利润82。59亿元，占73。42%。总体表现为企业数减少，职工人数减少，工业总产值取得较高的增长幅度，工业增加值增加，利税增加。

企业经济类型日趋多元化，1997年机械工业中，国有经济企业16739个，占全行业企业数 的14.51%;集体经济企业81980个，占71.08%;三资企业8907个，占7.72%。从几项主要效 益指标对比，集体经济企业各项指标较好，三资除劳动生产率、工业成本费用利润率较 高外，其余方面不占优势。但总的来说，公有经济是主要的。

1998年机电产业经济及技术条件，无论是从本行业还是从当代国际水平来看，明显偏低。技术进步对产值增长速度的贡献率只有34%，西方国家一般都在60%以上，新产品产值 率不到30%，西方国家在50%以上，机床产值数控化率，我国只有25%左右，日本早达70%。技术开发经费1。78%，技术开发人员占职工比重3。73%，都明显偏低。所以经济及技术水平低，结构调整任务重。

四．我省的机电一体化产业情况

某某省机电一体化研究起步较早，研究范围也十分广泛，据商品是市场经济的重要 组成部分，在市场经济条件下，省区经济要求持续稳定地发展，关键是组织好具有鲜明 地方特色和优势的各种产品,机电一体化产品是传统加工工业和现代高科技结合的产物, 也是省区经济实力的一个重要标志。某某省作为华中地区重要省区之一,其机电一体化的 发展,和机电一体化产品销售也应立足本省实际情况,制订科学的长远规划。某某机电产品国内市场占有率分析。

机电一体化的代表产品数控机床近年产量如下： 年份 1993 1994 1995 1996 1997 1998 产量(台)269 131 48 36 116 69 但考虑到数控机床属大型机电一体化产品，销售市场容易出现饱和，前一销售大幅 增长可能导致后一销售不畅。从表中数据我们看出在1993年达到销售高峰后，连续 3年产品呈下滑态势。1997年有所回升，1998年又下降。而且缺乏与同期全国其它省市同 期水平比较。所以选用多产品品种行业进行整体趋势分析较为科学。以电气机械及器材 制造为例，其全国市场占有率如下: 年份

1985 1990 1991 1992 1993 年份

1985 1990 1991 1992 1993 全国市场占有率(%)3.70 2.75 2.68 2.40 2.25

由数据可以看出从1985-1993年机电产品在全国市场上的占有率普遍逐年下降，全省 经济指标在全国的地位也逐年下滑，进入90年代以来，某某机电一体化产品呈调出外省 市场少，调入外省市产品增加的趋势。看出某某机电一体化的产品市场呈萎缩状态。

而1993年部分省市电气机械及器材制造产品国内市场占有率如下： 省份 上海 江苏 浙江 广东 山东 辽宁

四川 某某

占有率(%)10.5 14.6 8.7 19.8 5.9 0.4 3.6 2.3 到了1997年,从省市看,总产值江苏省局第一,利税总额上海市居第一。总产值1997年国内 占有率在10%以上的3省市分别是江苏（16.21），广东（12.65%）和上海（10.83%）。1994-1997年年均发展速度在15%以上的省市如下：

省份 海南 安徽 广东 山东 上海 某某 福建 河北

发展速度 25．2% 20．3% 19．3% 19.1% 18．2% 16．7% 16．5% 15．5% 全国近55%的工业品市场被前七省占领，某某产品只有江浙上海的1/4--1/5，广东的1/8 悬殊很大。而且某某省机电产品发展速度仍落后于大部分沿海省份。

某某的商品的出口额自1985年以来逐渐增长，机电产品的占全省出口总额的比重也迅 速上升，出口的机电产品中，技术密集并能发挥机电一体化优势的商品比例上升，占机 电产品出口总额的40%以上，目前已经同140多个国家和地区建立了贸易关系。以下是部分产品的出口数据

我省机械设备出口公司出口额: 年份 1994 1995 1996 1997 出口额(万元)1942 2733 6004 18000

其中,1995年电机车及设备零件，音像设备及其零件 5432 万元，医疗用仪器及设备

其中,1995年电机车及设备零件，音像设备及其零件 5432 万元，医疗用仪器及设备，精密仪器及设备82万元

但和江浙广东等机电强省相比，某某机电一体化产品出口的增长率要低得多。

到1997年,全省工业机械系统归口企业453个。按企业规模划分,特大企业1个,大一型企业 8个,大二型企业30个,中一型企业22个,中二型企业85个,小型企业307个。全系统完成工 业总产值329亿元,比1996年增长29.6%。主要经济指标见下表。

1997年某某机械工业系统概况

行业 企业数 全部职工平均人数 工业总产值 工业增加值 产品销售收入 利润总额 合计 453 421202 3294151 700130 3141000.5-91696.6 农业 74 41676 163283 45767.9 139109.8-7259 仪器仪表 18 13919 110165 21575.4 70559.7-1558.1 工程机械 8 3276 12754 3206 12217.2 58.5 石化 33 20271 78013 22023.2 59185.9-748.5 重型矿山 19 12514 41582 12054.1 31288.1-1332.6 机床工具 35 31077 51152 10246 49956.7-6388 电工电器 56 44605 261053 72785.2 247677.7 9059.6 机械基础件 27 24008 84345 29720.1 81845 1700.8 食品包装 1 247 1801 1086.6 1307.5 1.2 汽车 149 2446958 2446958 468535.1 2409818-84667.3 其他 33 43045 43045 13130.4 38034.8-563.2 全省工业企业经济运行的主要特点:(1)生产步入正轨,呈平稳过渡态势(2)产销衔接逐月趋好,库存有所下降(2)产销衔接逐月趋好,库存有所下降

(3)大中型企业两极分化(4)经济效益滑坡有所抑制

从上表中可以看出属于机电一体化产业的电工电器成为某某省利润快速增长的新兴行 业。

进入1998年,在机电一体化产业部分工业制造业与1997年比较如下(单位:亿元)产业分组 企业单位数 工业总产值 利润总额 利税总额

1997 1998 1997 1998 1997 1998 1997 1998 专用设备制造业 629 322 86.71 89.41 0.11-1.49 1.59 0.85 电气机械及器材制造业 409 107 73.89 70.78-0.19-0.26 0.71 0.43 仪器仪表及文化办公用机械制造业 109 66 11.00 13.01-0.59-0.71-0.30-0.39

从上表我们可以看出,某某机电一体化产业呈萎缩态势,利润利税大幅度下滑,形势十分 严峻。这一方面是由于国内需求不大，经济有待拉动，另一方面也说明某某省机电一体 化产业结构不佳，缺乏内在推动力。作为工业强省的某某,如果无法把机电一体化作为支 柱产业扶持,则会出现工业水平下滑,竞争力逐年丧失,产业结构劣化等恶果。

1998年工业企业效益低下的状况并未改变,1-11月全省综合工业指数下降1.14个百分 点,国有工业效益下降更为显著。国有大中型企业效益下滑尤其严重。产业分组 企业单位数 工业总产值 利润总额 利税总额

1997 1998 1997 1998 1997 1998 1997 1998 专用设备制造业 629 322 86.71 89.41 0.11-1.49 1.59 0.85 电气机械及器材制造业 409 107 73.89 70.78-0.19-0.26 0.71 0.43 仪器仪表及文化办公用机械制造业 109 66 11.00 13.01-0.59-0.71-0.30-0.39

从上表我们可以看出,某某机电一体化产业呈萎缩态势,利润利税大幅度下滑,形势十分 严峻。这一方面是由于国内需求不大，经济有待拉动，另一方面也说明某某省机电一体 化产业结构不佳，缺乏内在推动力。作为工业强省的某某,如果无法把机电一体化作为支 柱产业扶持,则会出现工业水平下滑,竞争力逐年丧失,产业结构劣化等恶果。

1998年工业企业效益低下的状况并未改变,1-11月全省综合工业指数下降1.14个百分 点,国有工业效益下降更为显著。国有大中型企业效益下滑尤其严重。

五．某某省机电一体化产业发展缺陷。

某某省机电一体化的发展及其产业化并不尽人意，存在着许多急待解决的问题。

(1)全省没有一个全面统一的协调与管理机构,在机电一体化的发展上缺乏统一规划和有 效指导,妨碍了机电一体化产业的合理布局和健康发展。(2)各种因素制约了某某机电产品竞争力

一般来说，产品竞争力的大小总是受制于产品的质量（包括产品的档次，规格），价格，和销售手段（包括销售方式和售后服务等）这三大要素，而某某发展机电一体化 产业，提高市场占有率和出口创汇，并创造效益也要从这几方面入手。

技术装备陈旧，制造工艺落后，生产手段测试条件与发展明显不适应。

这是某某机电一体化产业发展的老大难问题，从“七五”以来，一直制约着某某机电一体 化竞争力的重大因素，因为在商品市场上质量与价格（受制于人工。原材料，和能源消 耗水平）的竞争背后是生产技术水平的竞争。