【文章內容簡介】 識別裝置和CT掃描儀、自動售貨機等。其特點為執(zhí)行機構是機械和電子裝置的有機結合。4．電液伺服類電液伺服類主要產品為機電一體化的伺服裝置。其特點為執(zhí)行機構是液壓驅動的機械裝置，控制機構是接受電信號的液壓伺服閥。5．信息控制類信息控制類主要產品為電報機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機以及復印機、傳真機等辦公自動化設備。其主要特點為執(zhí)行機構的動作完全由所接收的信息類控制。此外，機電一體化產品還可根據機電技術的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。按產品的服務對象領域和對象，可將機電一體化產品分成工業(yè)生產類、運輸包裝類、儲存銷售類、社會服務類、家庭日常類、科研儀器類、國防武器類以及其它用途類等不同的種類。機電一體化技術的發(fā)展大體上可分為三個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初期階段。在這一時期，人們自覺或不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。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、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。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，為機電一體化技術的發(fā)展提供了充分的物質基礎。20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，一方面光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術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；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行著深入研究。我國是從上世紀80年代初才開始這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。機械工業(yè)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于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。經過20多年的努力，在航天、國防以及經濟建設的一些重大工程帶動下，我國已在機電一體化許多領域躋身于世界先進行列。理論基礎 系統(tǒng)論、信息論、控制論的建立，微電子技術尤其是計算機技術的迅猛發(fā)展，引起了科學技術的又一次革命，誘發(fā)了機械工程的機電一體化。系統(tǒng)論、信息論、控制論無疑是機電一體化技術的理論基礎，是機電一體化技術的方法論。開展機電一體化技術研究時，無論在工程的構思、規(guī)劃、設計方面，還是在它的實施或實現(xiàn)方面，都不能只著眼于機械或電子，不能只看到傳感器或計算機，而是要用系統(tǒng)的觀點，合理解決信息流與控制機制問題，有效地綜合各有關技術，才能形成所需要的系統(tǒng)或產品。機電一體化技術是從系統(tǒng)工程觀點出發(fā)，應用機械、微電子等有關技術，使機械、電子有機結合，實現(xiàn)系統(tǒng)或產品整體最優(yōu)的綜合性技術。小型的生產、加工系統(tǒng)，即使是一臺機器，也都是由許多要素構成的，為了實現(xiàn)其“目的功能”，還需要從系統(tǒng)角度出發(fā)，不拘泥于機械技術或電子技術，并寄希望于能夠使各種功能要素構成最佳結合的柔性技術與方法。機電一體化工程就是這種技術和方法的統(tǒng)一。機電一體化系統(tǒng)是一個包括物質流、能量流和信息流的系統(tǒng)，有效地利用各種信號所攜帶的豐富信息資源，則有賴于信號處理和信息識別技術?？疾焖袡C電一體化產品，就會看到準確的信息獲取、處理、利用在系統(tǒng)中所起的實質性作用。關鍵技術 微電子技術、精密機械技術是機電一體化的技術基礎。微電子技術的進步，尤其是微型計算機技術的迅速發(fā)展，為機電一體化技術的進步與發(fā)展創(chuàng)造了前提。機電一體化產品中的許多重要零部件都是利用超精密加工技術制造的。就連微電子技術本身的發(fā)展也離不開精密機械技術。例如，大規(guī)模集成電路（LSI）制造中的微細加工就是精密機械技術的進步成果。因此，精密機械加工技術促進了微電子技術的不斷發(fā)展，微電子技術的不斷發(fā)展又推動了精密機械技術中加工設備的不斷更新。由于機電一體化是一個工程和大系統(tǒng)，發(fā)展該技術面臨以下共性的關鍵技術及其發(fā)展：傳感檢測技術、信息處理技術、伺服驅動技術、自動控制技術、接口技術、精密機械技術及系統(tǒng)總體技術等，同時也要受到社會條件、經濟基礎的重大影響。㈠傳感器檢測技術 在機電一體化產品中，工作過程的各種參數、工作狀態(tài)以及與工作過程有關的相應信息都要通過傳感器進行接收，并通過相應的信號檢測裝置進行測量，然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置，以實現(xiàn)產品工作過程的自動控制。機電一體化產品要求傳感器能快速和準確地獲取信息并且不受外部工作條件和環(huán)境的影響，同時檢測裝置能不失真地對信息信號進行放大、輸送和轉換。傳感器技術的發(fā)展正進入集成化、智能化研究階段。把傳感器件與信號處理電路集成在一個芯片上，就形成了信息型傳感器；若再把微處理器集成到信息型傳感器的芯片上，就是所謂的智能型傳感器。大力開展傳感器研究，對于機電一體化技術的發(fā)展具有十分重要的意義。㈡信息處理技術 信息處理技術是指在機電一體化產品工作過程中，與工作過程各種參數和狀態(tài)以及自動控制有關的信息輸入、識別、變換、運算、存儲、輸出和決策分析等技術。信息處理得是否及時、準確，直接影響機電一體化系統(tǒng)或產品的質量和效率，因而也是機電一體化的關鍵技術。在機電一體化產品中，實現(xiàn)信息處理技術的主要工具是計算機。計算機信息處理裝置是產品的核心，它控制和指揮整個機電一體化產品的運行。信息處理是否正確、及時，直接影響到系統(tǒng)工作的質量和效率，因此計算機應用及信息處理技術已成為促進機電一體化技術發(fā)展和變革的最活躍的因素。人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經網絡技術等都屬于計算機信息處理技術。㈢自動控制技術 自動控制是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使被控對象或過程自動地按照預定的規(guī)律運行。自動控制技術的廣泛應用，不僅大大提高了勞動生產率和產品質量，改善了勞動條件，而且在人類征服大自然、探索新能源、發(fā)展空間技術與改善人類物質生活等方面起著極為重要的作用。機電一體化將自動控制作為重要的支撐技術，自動控制裝置是它的重要組成部分。㈣伺服驅動技術 伺服驅動技術主要是指機電一體化產品中的執(zhí)行元件和驅動裝置設計中的技術問題，它涉及設備執(zhí)行操作的技術，對所加工產品的質量具有直接的影響。機電一體化產品中的執(zhí)行元件有電動、氣動和液壓等類型，其中多采用電動式執(zhí)行元件，驅動裝置主要是各種電動機的驅動電源電路，目前多由電力電子器件及集成化的功能電路構成。執(zhí)行元件一方面通過接口電路與計算機相聯(lián)，接受控制系統(tǒng)的指令，另一方面通過機械接口與機械傳動和執(zhí)行機構相聯(lián)，以實現(xiàn)規(guī)定的動作。因此，伺服驅動技術直接影響著機電一體化產品的功能執(zhí)行和操作，對產品的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、操作精度和控制質量等具有決定性的影響。㈤接口技術 機電一體化系統(tǒng)是機械、電子和信息等性能各異的技術融為一體的綜合系統(tǒng)，其構成要素和子系統(tǒng)之間的接口極其重要。從系統(tǒng)外部看，輸入/輸出是系統(tǒng)與人、環(huán)境或其它系統(tǒng)之間的接口；從系統(tǒng)內部看，機電一體化系統(tǒng)是通過許多接口將各組成要素的輸入/輸出聯(lián)系成一體的系統(tǒng)。因此，各要素及各子系統(tǒng)之間的接口性能就成為綜合系統(tǒng)性能好壞的決定性因素。機電一體化系統(tǒng)最重要的設計任務之一往往就是接口設計。㈥精密機械技術 精密機械技術是機電一體化的基礎，因為機電一體化產品的主功能和構造功能大都以機械技術為主來得以實現(xiàn)。隨著高新技術引入機械行業(yè)，機械技術面臨著挑戰(zhàn)和變革。在機電一體化產品中，它不再是單一地完成系統(tǒng)間的連接，在系統(tǒng)結構、重量、體積、剛性與耐用性方面對機電一體化系統(tǒng)有著重要的影響。機電一體化產品對機械部分零部件的靜、動態(tài)剛度、熱變形等機械性能有更高的要求。特別是關鍵零部件，如導軌、滾珠絲杠、軸承、傳動部件等的材料、精度對機電一體化產品的性能、控制精度影響極大。在制造過程的機電一體化系統(tǒng)中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，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。這里原有的機械技術以知識和技能的形式存在，是任何其他技術代替不了的。如計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）是目前CAD/CAM系統(tǒng)研究的瓶頸，其關鍵問題在于如何將廣泛存在于各行業(yè)、企業(yè)、技術人員中的標準、習慣和經驗進行表達和陳述，從而實現(xiàn)計算機的自動工藝設計與管理。㈦系統(tǒng)總體技術 系統(tǒng)總體技術就是從整體目標出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點和方法，將機電一體化產品的總體功能分解成若干功能單元，找出能夠完成各個功能的可能技術方案，再把功能與技術方案組合成方案組進行分析、評價，綜合優(yōu)選出適宜的功能技術方案。系統(tǒng)總體技術是最能體現(xiàn)機電一體化設計特點的技術，也是保證其產品工作性能和技術指標得以實現(xiàn)的關鍵技術。在機電一體化產品中，機械、電氣和電子是性能、規(guī)律截然不同的物理模型，因而存在匹配上的困難；電氣、電子又有強電與弱電、模擬與數字之分，必然遇到相互干擾與耦合的問題；系統(tǒng)的復雜性帶來的可靠性問題；產品的小型化增加了狀態(tài)