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重要方面方面考慮，以此減少工作時能量消耗，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)普及的計算機(jī)，所以計算機(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、仿生學(xué)中的系統(tǒng)仿真、工作時現(xiàn)場的調(diào)試、可靠運(yùn)行等從理論到實(shí)踐的整個過程。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?，F(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)、計算機(jī)控制系統(tǒng)及一些必要的生產(chǎn)工具等。可以通過這些設(shè)施和計算機(jī)系統(tǒng)有效的提供一個適宜的環(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)歷一個漫長的過程?，F(xiàn)在機(jī)電一體化已經(jīng)滲透到各個學(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年代以前的時期。在這一時期，人們在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計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)。這個時期的特點(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，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計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時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)借助于計算機(jī)輔助技術(shù)，同時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，設(shè)計后的系統(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。
參考文獻(xiàn)：
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