【正文】 的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。機(jī)電一體化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機(jī)械、電子和軟件三大部分。模塊化技術(shù)是這三者的共同技術(shù)。模塊化技術(shù)可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本，提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度，提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴(kuò)展性等。融合機(jī)械、電子和軟件三大部分的機(jī)電一體化模塊代表了未來產(chǎn)品的發(fā)展方向，具有高度自主性、良好的協(xié)調(diào)性和自組織性的特點(diǎn)?？傊?，模塊化設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢(shì)。隨著微處理器性能價(jià)格比的迅速提高和微機(jī)械電子（MEMS）技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機(jī)電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場(chǎng)上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計(jì)和制造出各種新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化是當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的最高階段。早期的自動(dòng)化技術(shù)主要是借助凸輪、機(jī)械機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)的,這一時(shí)期的自動(dòng)化實(shí)際上是機(jī)械自動(dòng)化。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,凸輪、機(jī)械機(jī)構(gòu)逐漸被繼電器、接觸器、電磁開關(guān)等機(jī)構(gòu)所取代,實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化,機(jī)械機(jī)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,自動(dòng)化水沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙平大為提高。機(jī)電一體化則是生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的需要,也是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物,是以計(jì)算機(jī)為主要特征的自動(dòng)化技術(shù)。如果說機(jī)械系統(tǒng)處理的對(duì)象是運(yùn)動(dòng)、力、物質(zhì)和能量,電子系統(tǒng)處理的對(duì)象是信息和知識(shí),則機(jī)電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能,而且還有處理信息和知識(shí)的能力。機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展至今已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,其發(fā)展歷程可分為四個(gè)階段:數(shù)控機(jī)床的問世是機(jī)電一體化發(fā)展的開始。微電子技術(shù)為機(jī)電一體化帶來勃勃生機(jī)。可編程序控制器的發(fā)展為機(jī)電一體化提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)使機(jī)電一體化躍上新臺(tái)階。（2）工程機(jī)械核心技術(shù)——機(jī)電一體化機(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。計(jì)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(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。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)，從全局角度和沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙系統(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(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。自動(dòng)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(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)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。傳感檢測(cè)技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。伺服傳動(dòng)技術(shù)：包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。二、現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù)（1）工程機(jī)械系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)機(jī)械本體系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身、框架、機(jī)械聯(lián)接等。機(jī)械本體要在結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型輕量等要求。動(dòng)力部分按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力，用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出測(cè)試傳感部分 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，變成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)部分在控制信息作用下提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。一方面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)特征，同時(shí)要求對(duì)水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性；另一方面，由于幾何尺寸的限制，動(dòng)作范圍狹窄，還需考慮維修及標(biāo)準(zhǔn)化?？刂萍靶畔⑻幚韱卧獙碜愿鱾鞲衅鞯臋z測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲(chǔ)存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行（2）工程機(jī)械的系統(tǒng)功能現(xiàn)代工程機(jī)械正處在一個(gè)機(jī)電一體化的發(fā)展時(shí)代引入機(jī)電一體化技術(shù),使機(jī)械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合,可以極大地提高了工程機(jī)械的各種性能,如動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性,操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機(jī)或微處理器為沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及,電子控制技術(shù)已深入到工程機(jī)械的許多領(lǐng)域,如攤鋪機(jī)和平地機(jī)的自動(dòng)找平,攤鋪機(jī)的自動(dòng)供料,挖掘機(jī)的電子功率優(yōu)化,柴油機(jī)的電子調(diào)速,裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)變速箱的自動(dòng)控制,工程機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)工程機(jī)械的性能要求不斷提高,電子控制裝置在工程機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜。電子控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)?，F(xiàn)代工程施工要求工程機(jī)械具有以下性能生產(chǎn)效率高且能量損失小,節(jié)約能源。自動(dòng)化程度高,施工質(zhì)量好,精度高。性能穩(wěn)定,工作可靠,安全,使用壽命長(zhǎng)。具有較好的經(jīng)濟(jì)性。高的技術(shù)價(jià)格比和低的制造與使用成本。操作簡(jiǎn)單、輕便、勞動(dòng)強(qiáng)度低,駕駛員的工作條件好,具有運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、故障自診及自動(dòng)報(bào)警功能,能及時(shí)準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機(jī)維修作業(yè)時(shí)間。目前工程機(jī)械的電子控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能:電子監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診即對(duì)工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,工作中一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象,能自動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位,從而改善駕駛員的工作條件,提高機(jī)器的工作效率,簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費(fèi)用,縮短停機(jī)維修時(shí)間,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)率 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙傳統(tǒng)工程機(jī)械的能量利用率較低,例如液壓挖掘機(jī)的燃料能量利用率僅為30 %左右,如此低的能量利用率迫使工程機(jī)械的發(fā)展必須著眼于節(jié)能。日本小松公司挖掘機(jī)采用新型節(jié)能控制器,具有良好的節(jié)能效果,燃料可節(jié)省23 %。日本日立公司挖掘機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)采用了卡特電子效率控制系統(tǒng),通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和泵的綜合控制,使功率的利用率可達(dá)98 % ,同時(shí)生產(chǎn)率也大大提高。柴油機(jī)的控制采用電子調(diào)速器,電子油門控制裝置,自動(dòng)停機(jī)裝置,自動(dòng)升溫控制裝置等。提高作業(yè)精度為保證成品料的作業(yè)精度,現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設(shè)備廣泛采用了微機(jī)控制的電子稱量系統(tǒng),并使稱量過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。自動(dòng)找平系統(tǒng)的應(yīng)用,使瀝青混凝土攤鋪機(jī)的施工質(zhì)量有了較大的提高。采有超聲波技術(shù)的自動(dòng)供料系統(tǒng),使瀝青混凝土攤鋪機(jī)的供料實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié),進(jìn)一步提高了攤鋪質(zhì)量。推土機(jī)鏟刀、平地機(jī)刮刀、鏟運(yùn)機(jī)鏟斗刀刃的電子控制,不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率,而且也減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。作業(yè)過程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制,可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)率,并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足對(duì)作業(yè)精度的影響,例如,日本三菱公司的挖掘機(jī)設(shè)有挖掘軌跡控制系統(tǒng),操作者在控制板上設(shè)定好鏟沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙斗運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀后,微機(jī)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號(hào),自動(dòng)控制動(dòng)臂、斗桿和鏟刀的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)各種特定開口和斷面溝槽、斜面的精確挖掘,使挖掘作業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。其他應(yīng)用一些國(guó)外生產(chǎn)的推土機(jī)、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等有了電子控制的自動(dòng)變速器,其能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比,這不僅充分利用了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,提高了燃油經(jīng)濟(jì)性,而且也簡(jiǎn)化了操作,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。為有效地防止翻車和斷臂事故,提高作業(yè)的安全性,現(xiàn)代起重機(jī)上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。為實(shí)現(xiàn)無人駕駛,使工程機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),某些國(guó)外工程機(jī)械上設(shè)置了無線遙控裝置。電子系統(tǒng)的可靠性是現(xiàn)代工程機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。由于工程機(jī)械一般露天作業(yè),其直接受到烈日暴曬、雨霧、強(qiáng)風(fēng)、塵埃等的侵襲,此外還受到強(qiáng)烈的振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環(huán)境非常惡劣,因此電子控制系統(tǒng)應(yīng)滿足:能在40～80 ℃的環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作?？估匣?具有較長(zhǎng)的使用壽命。密封性能好,能防止水分和污物的侵入,較好的耐沖擊和抗振性能。較強(qiáng)的抗干擾能力,系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。三、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用（1）機(jī)電一體化和工程機(jī)械的關(guān)系現(xiàn)代工程機(jī)械正處在一個(gè)機(jī)電一體化的發(fā)展時(shí)代。引入機(jī)電一體化沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙技術(shù)，使機(jī)械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合, 可以極大地提高了工程機(jī)械的各種性能，如動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機(jī)或微處理器為核心的電子控制裝置(系統(tǒng))在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及，電子控制技術(shù)已深入到工程機(jī)械的許多領(lǐng)域, 如攤鋪機(jī)和平地機(jī)的自動(dòng)找平，攤鋪機(jī)的自動(dòng)供料，拌利設(shè)備稱重計(jì)量過程的自動(dòng)控制,挖掘機(jī)的電子功率優(yōu)化，柴油機(jī)的電子調(diào)速，裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)變速箱的自動(dòng)控制，工程機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)工程機(jī)械的性能要求不斷提高，電子（微機(jī)）控制裝置在工程機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜。（2）機(jī)電一體化對(duì)工程機(jī)械功能的改進(jìn)在工程機(jī)械上運(yùn)用傳感器技術(shù)是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)最主要的技術(shù)手段和特征，傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能；其水平越高，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。在一套完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，如果不能利用傳感檢測(cè)技術(shù)對(duì)被控對(duì)象的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號(hào)，我們所需要的用于系統(tǒng)控制的信息就無法獲得，進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)就無法正常有效的工作。我國(guó)傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué)，始于20世紀(jì)80年代，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比，我們還有較大差距，主要表現(xiàn)在： 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙先進(jìn)的計(jì)算、模擬和設(shè)計(jì)方法；先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)與設(shè)備；先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備；可靠性技術(shù)研究等方面。因此，必須加強(qiáng)技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面：加速開發(fā)新型敏感材料：通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科，各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料的先進(jìn)傳感器。向高精度發(fā)展：研制出靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動(dòng)化的可靠性。向微型化發(fā)展：通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究的熱點(diǎn)。向微功耗及無源化發(fā)展：傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時(shí)離不開電源，開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。向智能化數(shù)字化發(fā)展：隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是一個(gè)單一的模擬信號(hào)（如010mV），而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號(hào)，有點(diǎn)甚至帶有控制功能，即智能傳感器。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙四、結(jié)束語(yǔ)機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是隨機(jī)出現(xiàn)的，而是一個(gè)時(shí)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(gè)必然結(jié)果。目前，因?yàn)榭茖W(xué)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)必將越來越明顯，因?yàn)樗仁嵌囗?xiàng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，又極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，其發(fā)展前景也將越來越光明，這必然會(huì)給世界帶來更大的技術(shù)力量。隨著科技的發(fā)展和電子技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、企業(yè)的技術(shù)改造和電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代方面發(fā)揮著越來越重要的作用。機(jī)電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)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(xiàn)[1] [M],北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004。[2] [M],北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004。[3] [J].2006(7)[4] [J]，自動(dòng)化與儀器儀表，1996（4）[5] 馬國(guó)華 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用[M]，北京：清華大學(xué)出版社， [6] 高鐘毓．機(jī)電控制工程．北京：清華大學(xué)出版社，2002。沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院成人教育學(xué)院 畢設(shè)用紙