科學技術(shù)一體化特征精選(九篇)

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第1篇：科學技術(shù)一體化特征范文

機電一體化是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞

機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀產(chǎn)品制造技術(shù)發(fā)展趨勢

0．緒論

現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1．機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2．機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術(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90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組并將該技術(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，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3．機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。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(chǔ)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。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)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(chǎn)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(diào)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(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)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)(computerintegratedappliancesystem,CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)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1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)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。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)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(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3.6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

4．結(jié)語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術(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。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

5．參考文獻

1.李建勇．機電一體化技術(shù)．北京：科學出版社，2004．

2.李運華．機電控制．北京：北京航空航天大學出版社，2003．

3.高鐘毓．機電控制工程．北京：清華大學出版社，2002．

第2篇：科學技術(shù)一體化特征范文

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，使自動化的發(fā)展提升具有良好的技術(shù)支持，并在機電一體化技術(shù)的應(yīng)用過程中，有效減少人力物力在生產(chǎn)加工中的多余消耗，并降低了安全問題發(fā)生的幾率，因此在煤炭行業(yè)、建筑行業(yè)中創(chuàng)造了巨大社會效益與經(jīng)濟效益。機電一體化技術(shù)包含信息傳感器技術(shù)、電工電子技術(shù)、接口技術(shù)、機械技術(shù)等多項技術(shù)的有機結(jié)合，并能夠綜合應(yīng)用在實際操作中。

1.機電一體化的應(yīng)用范圍

1.1建筑材料

在當前建筑施工的工作中，對建筑材料的要求也越來越高，且建筑材料作為建筑施工中比例較多的內(nèi)容，對其的質(zhì)量要求標準也更高。要想保證建筑材料能夠有更高的質(zhì)量發(fā)展特征，就要確保機電一體化的技術(shù)能夠在建筑材料中得到科學應(yīng)用[1]。此外，建筑材料的選擇調(diào)配對建筑質(zhì)量有直接影響，若是材料調(diào)配沒有滿足規(guī)定要求，將會減少建筑工程中的使用壽命，甚至引發(fā)嚴重的安全隱患，從而產(chǎn)生經(jīng)濟損失。正因如此，應(yīng)用機電一體化技術(shù)到建筑材料中，就能實現(xiàn)建筑材料的正確配比，以免誤差產(chǎn)生，進而推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

1.2自動生產(chǎn)線與數(shù)控機床

作為一個生產(chǎn)大國，我國在產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，對機床的使用量非常大，這也造成國家生產(chǎn)總值的提升。通常情況下，機床建設(shè)同數(shù)控技術(shù)的發(fā)展具有密切聯(lián)系。在國家機電一體化技術(shù)逐步發(fā)展完善的過程中，機電技術(shù)也更加成熟，但是綜合水平的發(fā)展依然處于世界的中級水平，因此對其要逐步改進與完善，進而更好推動數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展。此外，機電一體化在自動化生產(chǎn)線中也有普遍應(yīng)用，且在國民經(jīng)濟增長的進程中，更多的生產(chǎn)設(shè)備與自動化生產(chǎn)線被用于工業(yè)化建設(shè)的工作時，使工業(yè)化進程進一步加快。就當前階段的發(fā)展來說，工業(yè)化的發(fā)展還具有一定不足，需要在今后的使用過程中完善人機界面系統(tǒng)設(shè)計、邊坡調(diào)速等任務(wù)，從各方面完善機電一體化技術(shù)的發(fā)展。

1.3鋼鐵行業(yè)

機電一體化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用，能夠使生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量得到提升，促進鋼鐵行業(yè)能夠超現(xiàn)代化的發(fā)展方向進步，就當前的發(fā)展情況來說，鋼鐵行業(yè)中的機電一體化技術(shù)應(yīng)用可分成以下幾點：第一，計算機集成系統(tǒng)的應(yīng)用，使得鋼鐵生產(chǎn)過程中每個工作流程能夠緊密連接。第二，現(xiàn)場的總線技術(shù)應(yīng)用，能夠使設(shè)備鏈路實現(xiàn)通信數(shù)字化[2]。第三，使用交流傳動技術(shù)，能夠替代傳統(tǒng)的電子傳動，使生產(chǎn)效率大幅度提升。

1.4工業(yè)機器人

機電一體化在工業(yè)機器人中的應(yīng)用主要為三個階段，第一階段中，機器人對環(huán)境的適應(yīng)力較差，智能依照規(guī)定要求進行動作的機械重復。第二階段中機器人已經(jīng)具備初級的傳感系統(tǒng)，并能夠及時進行信息處理。第三階段的工業(yè)機器人發(fā)展，已經(jīng)逐漸進入智能化的發(fā)展領(lǐng)域，引出感知能力^強，能夠在較為復雜的邏輯思維中進行合理準確的科學分析，使工業(yè)機器人能夠在使用中發(fā)揮更好的社會效益，并具備較好的環(huán)境適應(yīng)力。

2.機電一體化的發(fā)展趨勢

2.1綠色化

在人們生活水平逐步提高的同時，對環(huán)境發(fā)展的關(guān)注度也越來越多，因此機電一體化技術(shù)在今后的改進工作中，更應(yīng)注意綠色化的應(yīng)用發(fā)展，最終達到環(huán)境保護的最終目標。機電一體化中的綠色發(fā)展方向就是實現(xiàn)各類產(chǎn)品的低能耗、低污染發(fā)展，并減少人們在使用制造中出現(xiàn)的健康危害，避免造成環(huán)境污染。綠色化的發(fā)展方向能夠是產(chǎn)品應(yīng)用效率全面提升，并在推動生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展、人體身心健康等方面都具有良好作用，總之，機電一體化的產(chǎn)品發(fā)展趨勢具有十分廣闊的市場前景。

2.2光機電一體化

機電一體化技術(shù)具備強大的功能作用，并在實際生活、生產(chǎn)過程中發(fā)揮出了自身優(yōu)勢，人們對機電一體化技術(shù)的研究力度、關(guān)注力度也在逐步提升。目前機電一體化的應(yīng)用主要包含了信息處理系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)等，其中機械機構(gòu)屬于其最主要的結(jié)構(gòu)組成[3]。為更好掌握金銀光學技術(shù)，促使光機電一體化的技術(shù)發(fā)展，推動機電一體化走向新的發(fā)展時期。

2.3智能化

在當前信息化技術(shù)飛速發(fā)展的進程中，智能化的信息技術(shù)水平也有了突飛猛進的發(fā)展。因此機電一體化技術(shù)中，人工智能的科學應(yīng)用，也是未來發(fā)展的趨勢之一。在充足的理論知識基礎(chǔ)之上，從多方面思維引進，從而達到機電一體化技術(shù)的全信息化。智能化作為機電一體化技術(shù)的信息重要表現(xiàn)，能夠運用計算機科學、人工智能、模糊定量、運籌學等進行機電一體化技術(shù)的整體發(fā)展，并且在模擬人類智能技術(shù)、混沌動力學等領(lǐng)域有了新的研究進程，隨著今后機電一體化研究的逐步深入，也呈現(xiàn)出了“全息”化發(fā)展特征，并在智能化的應(yīng)用領(lǐng)域增強使用效果。

3.結(jié)語

綜上所述，機電一體化技術(shù)是在經(jīng)濟發(fā)展進程中十分重要的科學技術(shù)，也屬于全球科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。所以，在以后的發(fā)展應(yīng)用過程中，相關(guān)部門應(yīng)當更加重視機電一體化技術(shù)的深入與研究，利用先進的技術(shù)設(shè)備創(chuàng)新機電一體化發(fā)展。促使國家的生產(chǎn)效力能夠提升也能增大企業(yè)的發(fā)展規(guī)模，提升其社會經(jīng)濟效益，全面推動國家經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。機電一體化技術(shù)綜合多種科學技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，在技術(shù)發(fā)展的提升過程中其應(yīng)用水平也能夠不斷進步，最終在機電行業(yè)中發(fā)揮更大作用。

參考文獻

[1].機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（8）： 148-148.

第3篇：科學技術(shù)一體化特征范文

關(guān)鍵詞 機電一體化 特點 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A

機電一體化又稱機械電子學，是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術(shù)學科在展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學科，發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值。

1機電一體化技術(shù)特點

1.1綜合性

機電一體化技術(shù)是由機械技術(shù)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)等有機結(jié)合形成的一門跨學科的邊緣科學。各種相關(guān)技術(shù)被綜合成一個完整的系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，它們相互苛刻要求，彼此又取長補短，從而不斷地向著理想化的技術(shù)發(fā)展。因此機電一體化技術(shù)是具有綜合性的高水平技術(shù)。

1.2應(yīng)用性

機電一體化技術(shù)是以機械為母體，以實踐機電產(chǎn)品開發(fā)和幾點過程控制為基礎(chǔ)的技術(shù)，是可以滲透到機械系統(tǒng)和產(chǎn)品的普遍應(yīng)用性技術(shù)，幾乎不受行業(yè)限制。機電一體化技術(shù)應(yīng)用計算機技術(shù)，以信息化為內(nèi)涵智能化為核心，開發(fā)和生產(chǎn)了性能更好的功能更強的機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品。

1.3系統(tǒng)性

機電一體化是將工業(yè)產(chǎn)品和過程利用各種技術(shù)綜合成一個完整的系統(tǒng)，強調(diào)各種技術(shù)的協(xié)同和集成，強調(diào)層次化和系統(tǒng)化。無論從單參數(shù)、單擊控制到多參數(shù)、多級控制，還是從單件單品生產(chǎn)工藝到柔性及自動化生產(chǎn)線，直到整個系統(tǒng)工程設(shè)計，機電一體化技術(shù)都體現(xiàn)在系統(tǒng)各個層次的開發(fā)和應(yīng)用中。

1.4可靠性

機電一體化系統(tǒng)幾乎沒有機械磨損，因此系統(tǒng)的壽命提高，故障率降低，可靠性和穩(wěn)定性增強。有些機電一體化系統(tǒng)甚至可以做到不需要維修，具有自動診斷、自動修復的功能。

2機電一體化的發(fā)展趨勢

2.1智能化

隨著科學技術(shù)發(fā)展，機電一體化技術(shù)“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展。智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是未來機電一體化的發(fā)展方向。機電產(chǎn)品應(yīng)具有一定的智能，使它與具有類似人的邏輯思考、判斷處理、自主決策能力。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。

2.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口等接口的機電一體化產(chǎn)品單元變得至關(guān)重要，如研制集減速、智能調(diào)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(chǎn)品。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。

2.3綠色化

科學技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以開發(fā)和研制出綠色環(huán)保的產(chǎn)品變得至關(guān)重要。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低耗材、低污染、可再生利用的產(chǎn)品。在研制、使用過程中復合環(huán)保的要求，銷毀處理時對環(huán)境污染小，機電一體化產(chǎn)品綠色化主要也是要滿足環(huán)境保護要求，在整個使用周期內(nèi)不污染環(huán)境，可持續(xù)利用。

2.4微型化

微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，機械部分和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器等器件可以集成在一起，減小體積，這種微型的機電一體化產(chǎn)品也是重要的發(fā)展方向。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器和微構(gòu)件等。

2.5集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)又安全運轉(zhuǎn)，然后再通過執(zhí)行部分將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

2.6數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人，同時計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，為數(shù)字化設(shè)計與制造奠定了基礎(chǔ)，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及人機交互界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。

機電一體化技術(shù)是一個多種學科技術(shù)相互融合影響的技術(shù)，是科技發(fā)展的見證和結(jié)晶，隨著科學技術(shù)水平的不斷發(fā)展和進步，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也變得更加廣闊。

參考文獻

第4篇：科學技術(shù)一體化特征范文

論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。此簡述機電一體化技術(shù)的基本情況和發(fā)展背景，綜述國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)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“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機電一體化概述

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2 機電一體化的發(fā)展狀況

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術(shù)等進入機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組，并將該技術(shù)列入“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，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用之一。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(chǔ)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，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。 轉(zhuǎn)貼于

3．2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)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等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)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)(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3．4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)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1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3．5 環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)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。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)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(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。

3．6 系統(tǒng)化

未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術(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和產(chǎn)物。當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻

第5篇：科學技術(shù)一體化特征范文

1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、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)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(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，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(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、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。

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)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(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。

二、機電一體化的發(fā)展進程

1.數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。文章概述機電一體化的核心技術(shù)，分析機電一體化發(fā)展進程，提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。

關(guān)鍵詞：機電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進程；發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。

一、機電一體化的核心技術(shù)

1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、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)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(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，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(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、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。

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)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(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。

二、機電一體化的發(fā)展進程

1.數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

1.智能化：是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)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。

2.網(wǎng)絡(luò)化：20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.微型化：興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)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1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

4.綠色化：機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)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(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。

5.系統(tǒng)化：其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。

結(jié)束語：

當然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

參考文獻：

[1]王靜。淺析機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].同煤科技。2006.（4）

[2]石美峰。機電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].山西焦煤科技。2007.（3）

第6篇：科學技術(shù)一體化特征范文

關(guān)鍵詞：智能 機電一體化 綠色

1 概述

機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎(chǔ)上引進微電子技術(shù)，并且將機械設(shè)備和電子設(shè)備用軟件有機結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，因此，“機電一體化技術(shù)”是機械、微電子和信息三項技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等多學科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、微型機在各個技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，對各個領(lǐng)域的發(fā)展起了很大的推動作用，正因電子技術(shù)的快速發(fā)展，進而帶動了機電一體化技術(shù)的發(fā)展，科技的進步更是依賴于其發(fā)展，因此其未來的發(fā)展對科技的進步起著至關(guān)重要的作用。

2 機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展

2.1 全息系統(tǒng)化 全息系統(tǒng)化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計算機科學、模糊數(shù)學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設(shè)計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數(shù)控機床的智能結(jié)合就是一項重要應(yīng)用。當然，要使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.2 微型機電化 在實驗室中，目前，通過半導體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應(yīng)用于實際產(chǎn)品時，那么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現(xiàn)機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機器的發(fā)展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，一并向微米級、納米級發(fā)展，正因為微機電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢。

2.3 光機電一體化 光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢，因為機電一體化系統(tǒng)是由機械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機電一體化技術(shù)中引進光學技術(shù)，充分利用光學技術(shù)的先天優(yōu)點，有效地改進機電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2.4 產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動了科學技術(shù)的巨大發(fā)展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競爭也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦研制出機電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠程控制的終端設(shè)備就是機電一體化產(chǎn)品，因此，機電一體化產(chǎn)品也必然會朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。

2.5 產(chǎn)品綠色化 隨著工業(yè)的發(fā)達，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化：①物質(zhì)需求豐富，生活舒適;②可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。因為這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然，那么此時，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態(tài)環(huán)境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高，但其具有遠大的發(fā)展空間。

2.6 “生物——軟件”化　未來的機電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，即機電一體化的人格化，其有兩層含義：①機電一體化產(chǎn)品的使用對象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產(chǎn)品顯得越來越重要，尤其是家用機器人，其最高境界就是人機一體化;②模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大，很多時候類似于活的生物:當大腦停止工作時，生物便死亡，而大腦工作時，生物就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學研究領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)，可為機電一體化產(chǎn)品提供新型的機體，但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領(lǐng)域被稱之為“生物——軟件”或者說“生物系統(tǒng)”，而生物的特點正是“肌體(硬件)——大腦(軟件)”一體，不可分割。機電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術(shù)與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。

3 結(jié)束語

通過本文的論述可見，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(chǎn)物，文中敘述的這些發(fā)展方向是科技發(fā)展到一定階段的必然要求，更是一個必然結(jié)果。目前，因為科學技術(shù)的限制，其與一些相關(guān)技術(shù)的互融程度還是不是太明顯，但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)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(shù)發(fā)展的結(jié)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，這必然會給世界帶來更大的技術(shù)力量。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京.科學出版社.2004.

[2]高鐘毓.機電控制工程[M].北京.清華大學出版社.2002.

第7篇：科學技術(shù)一體化特征范文

    【論文摘要摘要:先容了光機電一體化技術(shù)特征,探究了國內(nèi)外技術(shù)目前狀況和發(fā)展趨向,指出了未來發(fā)展遠景和一些重要技術(shù)熱門。

    近些年來,光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在民用產(chǎn)業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此,光機電一體化技術(shù)成為當今機械產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨向。

    1.光機電一體化技術(shù)特征

    光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。和傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較,光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

    1.1 體積小,重量輕,適應(yīng)性強,操縱更方便

    光機電一體化技術(shù)使得操縱職員擺脫了以往必須按規(guī)定操縱程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復操縱的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操縱程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn),甚至實現(xiàn)操縱全自動化和智能化。

    1.2 功能增加,精度大幅進步

    光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平進步,運算速度加快,通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

    1.3 部分硬件實現(xiàn)軟件化,智能化程度進步

    傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序,指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能,使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨向向"軟件化"和"智能化"。

    1.4 產(chǎn)品可靠性得到進步,使用壽命增長

    傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命進步,故障率降低,從而進步了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

    1.5 融合了多種學科新技術(shù),衍生出很多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

    光機電一體化產(chǎn)品的探究開發(fā)涉及到很多學科和專業(yè)知識,包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術(shù)復合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和機械技術(shù)各自的上風結(jié)合起來,衍生出很多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

    1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強,各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求進步

    光機電一體化是一門學科的邊沿科學技術(shù),多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術(shù)揚長避短,進步系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

    2.探究目前狀況和發(fā)展趨向

    2.1探究目前狀況

    自從我國實行改革開放以來,科技領(lǐng)域急起直追,我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效,數(shù)控產(chǎn)品有了很大的進步,尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快,是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品,不但適用國內(nèi)市場的需要,部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器(PC)和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕產(chǎn)業(yè)機械都是如此,我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備,在質(zhì)量上也有重大突破,為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。 【

    2.2 發(fā)展趨向

    光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學科、領(lǐng)域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。

    從世界科學技術(shù)的發(fā)展情況來看,光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱門主要包括摘要:

    (1)激光技術(shù)

    1)高單色性,利用激光高單色性作精密丈量時,可極大地進步丈量精度和量程。

    2)高方向性,因具有很遠間隔傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠間隔激光通訊、激光測距、激光雷達、激光導航以及遠控。

    3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點四周可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

    4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通訊、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性,應(yīng)用范圍更廣。

    (2)傳感檢測技術(shù)

    1)激光準直,能夠丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準丈量。

    2)激光測距,其探測間隔遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受自然影響大。

    3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測器。

    其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術(shù)。

    (3)激光快速成型技術(shù)

    激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié),由點、線構(gòu)造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場,極大地進步了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

    (4)光能驅(qū)動技術(shù)

    利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在外形記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于低級階段,假如能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光功能特性的動態(tài)物質(zhì),則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

    3.結(jié)語

    技術(shù)上的改革和和之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當?shù)匾M電子技術(shù),產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

    參考文獻

    [1 劉志,朱文堅. 光機電一體化技術(shù),現(xiàn)代制造工程,2001(12)

    [2 梁進秋. 微光機電系統(tǒng)國內(nèi)外探究進展. 光機電信息,2000(8)

    [3 宋云奪編譯. 光機電一體化業(yè)的未來. 光機電信息,2003(12)

    [4 左鐵釧、施定源、陳鎧. 激光加工技術(shù)的上風及在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用. 激光雜志,1999(4)

第8篇：科學技術(shù)一體化特征范文

一、機電一體化的核心技術(shù)

1.機械技術(shù)。機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ),機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其高、新技術(shù)來更新概念,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計算機與信息技術(shù)。其中信息交換、存取、運算、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)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

3.系統(tǒng)技術(shù)。即以整體概念組織應(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,是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術(shù)。其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統(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,系統(tǒng)的自動化程序就越高。

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)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(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。

二、機電一體化的發(fā)展進程

1.數(shù)控機床問世。自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金,使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術(shù)的發(fā)展。我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年,經(jīng)過30多年發(fā)展,已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器(PLC)的應(yīng)用。上世紀60年代后期,美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種Modular DigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC，70年代是PLC崛起,并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),采用開放的通信接口,如以太網(wǎng)、高速串口，從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng),正隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展,趨向于建立同一硬件平臺,運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng),執(zhí)行不同的DCS和PLC功能，這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)。以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術(shù)的科研成就,成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學科,對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期,各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，未來機電一體化的主要發(fā)展方向有:

1.智能化。智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向,是在控制理論的基礎(chǔ)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。

2.網(wǎng)絡(luò)化。20世紀90年代,計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.微型化。興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)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1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

4.綠色化。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)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(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品,具有遠大的發(fā)展前途。

5.系統(tǒng)化。其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強,特別是“人格化”發(fā)展引人注目,即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，一是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研制各種機電一體化產(chǎn)品。

第9篇：科學技術(shù)一體化特征范文

【關(guān)鍵詞】電子 機械 工業(yè) 一體化

Primary understanding to the incorporate machinery and electron

Lu Mingchun

【Abstract】Since the electron technology came out, the combination of the electron technology with the machinery technology has started. Now, the technology, the incorporate machinery and electron has got an obvious development, which has aroused people’ wide attention. It makes the industry production step into the developing period with the “incorporate machinery and electron” as the character from the “machinery electrization”.

【Keywords】Electron Machinery Industry Integration

機電一體化是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機械工程滲透而形成的，融合機械工程、電氣工程、計算機科學、信息技術(shù)等為一體的新興交叉學科。

其中機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(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。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應(yīng)借助于計算機輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。

1．機電一體化概述。機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2．機電一體化的發(fā)展狀況。機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：①20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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。②20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。③20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術(shù)等進入機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導小組，并將該技術(shù)列入“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，取得了一定成果，但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3．機電一體化的發(fā)展趨勢。機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1 智能化。智能化是21世紀機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用之一。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(chǔ)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，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3．2 模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)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等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3 網(wǎng)絡(luò)化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（home net）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)（computer integrated appliance system，CIAS），能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3．4 微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)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1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3．5 環(huán)保化。工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)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。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)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)境無害或危害極小，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。