阿古達木
摘 要 隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展和科學技術的進步,機電一體化技術也有了新的進展,尤其是微電子技術和計算機等等在各個領域的不斷推廣和應用,更使我國工程領域得到了迅猛的發(fā)展。本文從對機電一體化的認識入手,對其發(fā)展趨勢進行了深入的研究和探討。
關鍵詞 機電一體化 技術 進展 發(fā)展趨勢 研究
中圖分類號:TH239 文獻標識碼:A
0引言
在現(xiàn)代化科學技術水平的不斷推動下,機電一體化技術也得到了突飛猛進的發(fā)展。機電一體化是機械、信息與微電子技術的綜合體,也是各項技術相互融合之后的產物,是新時代的一種高科技的工程機械系統(tǒng)工程,是機械領域主功能、動力功能、控制功能以及信息功能向著的現(xiàn)代化技術的邁進。
1機電一體化技術的認識及發(fā)展
1.1機電一體化的概要
機電一體化是一種綜合性的技術,它涵蓋了產品與技術兩個方面的內容,并不是簡單的機械技術與電子技術的組合,這也是機械加工及電氣維修與機電一體化的根本區(qū)別之所在。在機械工程技術發(fā)展到了機電一體化之外,就賦予了它許多新的功能,可以實現(xiàn)自動化技術,比如說自動信息處理、自動化調節(jié)與管控、自動故障診斷等等,這也是機電一體化與科學技術發(fā)展的結晶,并且還會向著更加高端化和智能化的方向發(fā)展。
1.2機電一體化的發(fā)展過程
機電一體化的發(fā)展經(jīng)歷了一個長期而復雜的過程,從大體上來講可以分為三個階段,即:初級階段(20世紀60年代以前)、發(fā)展階段(20世紀70年代到80年代)、智能化階段(20世紀90年代后期),而這三個不同的階段,機電一體化技術的發(fā)展狀況也不盡相同。
第一階段,正處于我國二十世紀六十年代,這也是機電一體化技術的初級階段,在這個初始階段里,人們已經(jīng)能夠利用電子技術來對機械產品的各項性能進行不斷的改進和完善,尤其在二戰(zhàn)期間,電子技術與各類機械產品的結合,在戰(zhàn)爭中的軍用設備中起著不可忽視的作用,也在戰(zhàn)爭之后的經(jīng)濟復蘇中起到了推動性的作用,雖然當時的機電一體化技術尚且處于無意識的自發(fā)狀態(tài),卻大力的推動了電子技術與機械技術的結合,使機電一體化的深入發(fā)展成為可能。
第二階段,也是機電一體化蓬勃發(fā)展的階段,這個時期的計算機技術以及各種電子通信技術等等都已經(jīng)得到人們的認可和肯定,而且一些大規(guī)模的集成電路也進入了迅猛發(fā)展期,機電一體化技術就是在這樣優(yōu)越的環(huán)境中發(fā)展和壯大起來,并且受到了人們的關注、重視和支持。
第三階段,智能化階段,這是機電一體化技術邁向的新臺階,也是深入發(fā)展時期,這時的光學、通信技術等等已經(jīng)進入了機電一體化,一些微加工技術也向著機電一體化的方向發(fā)展,同時,由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
2機電一體化技術的進展及發(fā)展趨勢研究
2.1智能化趨勢
智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。
2.2模塊化趨勢
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品,也可以擴大生產規(guī)模,制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。
2.3網(wǎng)絡化趨勢
計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?,F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。
2.4微型化趨勢
微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢,國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術。
2.5綠色化趨勢
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發(fā)展前途。
3結語
總而言之,機電一體化的出現(xiàn)不是隨機出現(xiàn)的,而是一個時代的產物,是科技發(fā)展到一定階段的必然要求,更是一個必然結果。隨著科學技術的發(fā)展,各種技術相互融合的趨勢必將越來越明顯,因為它既是多項科學技術發(fā)展的結晶,又極大地推動了不同學科的交叉與滲透,其發(fā)展前景也將越來越光明。
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