【正文】 ）遠程與繼續(xù)教育學院專科畢業(yè)論文 中國地質大學（武漢）遠程與繼續(xù)教育學院 畢業(yè)論文 題 目： 淺析機電一體化 姓 名： 馬志 強 學號： 057D60113007 學習中心 ： 吳 江 專業(yè)： 機電一體化 二零一三 年 八 月 中國地質大學（武漢）遠程與繼續(xù)教育學院?？飘厴I(yè)論文 摘 要 機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體，是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果，是一門綜合計算機和信息技術、傳感檢測技術、自動控制技術、機械技術和伺服傳動技術等交叉的系統(tǒng)技術，隨著科學技術和計算機技術的快速發(fā)展，其應用范圍越來越廣，本文概述了機電一體化技術概況、發(fā)展現(xiàn)狀，并就其未來發(fā)展趨勢進行探討。 關鍵詞 ： 機電一體化 系統(tǒng) 技術 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 緒論 ： 機電一體化是新興的邊緣科學，是在科學技術急速發(fā)展的推動下，不同科學交叉滲透的結果，是面向 應用的跨科學技術。其面前發(fā)展迅速，代表著機械工業(yè)技術革命的發(fā)展方向，對其現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展起著巨大的推動作用，因此世界各國都在全力推廣 機電一體化技術。 中國的工程技術人員把它變成習慣的機電一體化技術。 （二） 機電一體化技術基本概念 機電一體化是在以、技術和科學為 主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產(chǎn)品是在機械產(chǎn)品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。 （三） 一體化技術五大組成要素與四大原則： 五大組成要素： 一個機電一體化系統(tǒng)中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能 組成要素五大組成要素有機結合而成。 動力驅動部分（動力組成要素）依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。 控制及信息處理部分（職能組成要素）將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結 果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。 中國地質大學（武漢）遠程與繼續(xù)教育學院?？飘厴I(yè)論文 2 機電一體化四大原則： 構成機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。而兩個信號強弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過接口耦合 后，才能匹配。 能量轉換：兩個需要進行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執(zhí)行器，驅動器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉換方法及原理。對于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。 所謂自動化技術，是指人類利用各種技術手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實預期的目標、功能。 中國地質大學（武漢）遠程與繼續(xù)教育學院專科畢業(yè)論文 3 二、 一體化發(fā)展 歷程 自電子技術一問世，電子技術與機械技術的結合就開始了，只是出現(xiàn)了半導體集成電路，尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后，“機電一體化”技術之后有了明顯進展，引起了人們的廣泛注意。39。 （二） 發(fā)展趨勢 。因此，引進光學技術，實現(xiàn)光學技術 的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。 —— 柔性化。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條 件作出不同反應。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。除此之外，其系統(tǒng)的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很 大，并且往往在結構上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。仿生學研究領域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究?？磥?，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構、傳感器、 CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。 機電一體化技術既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟機電行業(yè)產(chǎn)品結構、產(chǎn)業(yè)結構調整大門的鑰匙。 （一） 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，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。例如在 CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設置智能 I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。 （三） 模塊化 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、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 （六） 微型化 微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。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Berkeley 分校研制出第一個微電機以來，國內外在 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（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧