【正文】 ppliance system, CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。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。網(wǎng)絡技術(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。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)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。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。模塊化是一項重要而艱巨的工程。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。人工智能在機電一體化建設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用。3． 機械電子技術(shù)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。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。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)及光纖技術(shù)等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。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。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。20世紀70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。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。機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。（4）微細加工技術(shù)與設備發(fā)展迅猛。機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢（3）激光技術(shù)進入機電一體化領域。計算機集成制造系統(tǒng)CIMS是當今世界制造業(yè)發(fā)展的總趨勢,它打破原有部門之間的界線以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。智能機器人將逐步進入辦公、管理、娛樂、家庭等各個領域。在工業(yè)發(fā)達國家，數(shù)控機床占機床總數(shù)的30%～40%。當前，他們都將智能傳感器、計算機芯片制造技術(shù)、具有觸覺和人機對話功能的人工智能工業(yè)機器人、柔性制造系統(tǒng)等列為高技術(shù)領域的重大研究課題，并投入大量資金支持發(fā)展相關(guān)技術(shù)。目前，日本和美國在機電一體化產(chǎn)品開發(fā)和應用方面處于世界領先地位。第三階段，各國均開始極大關(guān)注和支持機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。第一階段（又稱初級階段）是20世紀60年代以前，這一時期人們不自覺地利用電子技術(shù)并使之得到比較廣泛的承認。這—提法體現(xiàn)了“機械電子工程”的基本內(nèi)容和特征，具有一定程度的指導意義。歐洲經(jīng)濟共同體內(nèi)部，普遍把“Mechatronics”定義為“在設外產(chǎn)品或制造系統(tǒng)時所思考的精密機械工程、電于控制以及系統(tǒng)的最佳協(xié)同組合”。這是由日本人首創(chuàng)的一個新詞，它取了“Mechanics(機械學)”的前五個字母和“Electronics(電子學)”的后七個字母組合而成，X涵義是機械與電子的集成技術(shù)。關(guān)鍵詞：微電子傳感器；調(diào)理電路；測量系統(tǒng)；系統(tǒng)數(shù)學模型；系統(tǒng)動態(tài)響應；系統(tǒng)頻率響應；控制器；伺服系統(tǒng)；步進電動機運動；微處理機；輸入輸出接口；計算機網(wǎng)絡；PLC控制器；機電一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢。第一篇：機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢左成亞班級：B機電092班 學號：0910106226 摘 要：機械電子工程又譯為機電一體化技術(shù)，是20世紀80年代隨著微電子技術(shù)高度發(fā)展而興起的一門新技術(shù)。首先討論有關(guān)機械電子工程的一些名詞定義和涵義，其次，以數(shù)控機床、工業(yè)機器人以及柔性自動化系統(tǒng)為主線，介紹機械電子工程發(fā)展歷史；第三，闡述機械電子工程的共性關(guān)鍵技術(shù)，特別強調(diào)了電子測控系統(tǒng)的作用；第四，探討機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；第五，提出對機電一體化系統(tǒng)的技術(shù)要求和設計原則。1． 機械電子技術(shù)的概述“機械電子工程”來源于英文名詞“Mechatronics”。在我國通常譯為“機電一體化”。日本機械振興協(xié)會經(jīng)濟研究所于1981年提出：“Mechatronics心這個名詞乃是在構(gòu)的主功能、動力功能、信息與控制功能上引進了電子技術(shù)，并將機械裝置與電子設備以及軟件等有機結(jié)合而成的系統(tǒng)總稱”。2． 機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。第二階段，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。1989年在日本東京召開的第一屆國際先進機電一體化學術(shù)會議，是機電一體化向縱深發(fā)展的標志，各國政府也開始有計劃地推動和發(fā)展機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。美國商務部曾發(fā)表過一份關(guān)于日本機電一體化的研究報告，對日美兩國機電一體化技術(shù)的基礎研究、超前開發(fā)與形成產(chǎn)品等三方面進行了比較，結(jié)論是除機器視覺與軟件外，日本的基礎研究與美國是可以比擬的。因此，機電一體化產(chǎn)品得以迅猛發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下4個方面:（1）機電一體化產(chǎn)品幾乎遍及所有制造業(yè)領域。工業(yè)機器人正向智能化和智能系統(tǒng)的方向發(fā)展，數(shù)量在未來十年將以25%～30%的速度增長。（2）機電一體化從單機向整個制造業(yè)的集成化過渡。CIMS的實現(xiàn)是全局動態(tài)的最優(yōu)綜合。光機電一體化是激光技術(shù)與機械、電子技術(shù)相結(jié)合,不僅大大擴展了機電一體化的應用領域,而且使一些行業(yè)出現(xiàn)重大變革，是當今信息業(yè)與制造業(yè)的最佳結(jié)合點。微電子技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,帶動了大量高新技術(shù)的興起,微細加工技術(shù)和裝備不僅支持了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且對微機械的誕生和發(fā)展也起了決定性的作用。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。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。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。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。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。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。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。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。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。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下： 機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。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。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。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。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。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。20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡技術(shù)。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。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(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。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。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。綠色產(chǎn)品概念機械電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。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)。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS48DCS人格化。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。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。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，以機械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。機電一體化是許多科學技術(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?？傊?，機電一體化是在與其相關(guān)的基礎學科的充分發(fā)展的前提下出現(xiàn)的一種新型技術(shù)，它是許多科學技術(shù)相互交叉，互相融合發(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。要學習好機械電子工程不是一件容易的事，我們只有通過自己不懈的