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機(jī)電一體化的核心技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域論文
機(jī)電一體化的核心技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域論文
【摘 要】現(xiàn)在科學(xué)不斷發(fā)展，極大的促進(jìn)了各個(gè)學(xué)科的相互融合，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(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要、核心技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域，并指出機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 核心技術(shù) 應(yīng)用領(lǐng)域
一、前言
人類進(jìn)入了一個(gè)新的世紀(jì)──21世紀(jì)。
回顧過去的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。
機(jī)電一體化是把傳統(tǒng)機(jī)械的多種功能與電子技術(shù)緊密聯(lián)系，它是一門新興的綜合性科學(xué)。
其實(shí)它在技術(shù)上并沒有什么新發(fā)現(xiàn)或新發(fā)明，而是把機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等多門學(xué)科有機(jī)的聯(lián)結(jié)在一起，形成了一門有著自身體系的學(xué)科。
機(jī)電一體化是以這些學(xué)科為基礎(chǔ)，最后形成了一門綜合性的技術(shù)，而不是各門技術(shù)簡(jiǎn)單的拼湊，這就是機(jī)電一體化同機(jī)械自動(dòng)化的最大區(qū)別。
隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，從而帶動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展，機(jī)電一體化將在未來的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。
二、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。
(一)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(gè)重要方面方面考慮，以此減少工作時(shí)能量消耗，提高工作效率。
為了提高機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)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。
(二)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(jì)算機(jī)，所以計(jì)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(shí)解決信息處理的抗干擾問題。
(三)檢測(cè)技術(shù)。
檢測(cè)與傳感技術(shù)指與傳感器及其信號(hào)檢測(cè)裝置相關(guān)的技術(shù)。
由檢測(cè)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(cè)、傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展的必然趨勢(shì)。
(四)自動(dòng)控制技術(shù)。
在無人直接參與下，自動(dòng)控制技術(shù)能通過控制裝置讓被控對(duì)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(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，主要由自動(dòng)控制理論、機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿生學(xué)中的系統(tǒng)仿真、工作時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試、可靠運(yùn)行等從理論到實(shí)踐的整個(gè)過程。
制動(dòng)控制技術(shù)的難點(diǎn)在于自動(dòng)控制理論的工程化與實(shí)用化，這是因?yàn)楸豢貙?duì)象與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。
現(xiàn)在微型機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，自動(dòng)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。
(五)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(shí)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。
三、機(jī)電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域
(一)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(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床主要由動(dòng)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(dòng)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。
(二)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(dòng)。
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(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置、驅(qū)動(dòng)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(dòng)，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。
(三)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(jì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)有效的提供一個(gè)適宜的環(huán)境條件，為作為優(yōu)產(chǎn)提供保障。
四、結(jié)束語
與其他科學(xué)一樣，機(jī)電一體化技術(shù)也經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。
現(xiàn)在機(jī)電一體化已經(jīng)滲透到各個(gè)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(shì)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(duì)機(jī)械工業(yè)也影響很大包括提高性能、擴(kuò)展功能、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、提高可靠性、節(jié)約能源、操作簡(jiǎn)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。
參考文獻(xiàn)：
[1]袁中凡.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社.2006.
[2]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.
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