【正文】 生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。5．綠色化。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(yán)重污染。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。6．系統(tǒng)化。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：光機(jī)電一體化產(chǎn)品是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；光機(jī)電一體化技術(shù)是指其技術(shù)原理和使光機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)，使用和發(fā)展的技術(shù)。它豐富和拓寬了光機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵和外延。【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是隨著一些新開發(fā)的半導(dǎo)體器件的產(chǎn)生，機(jī)電一體化技術(shù)有了深入提升，必然使工業(yè)生產(chǎn)發(fā)生巨大變化，因?yàn)榭茖W(xué)研究一定服務(wù)于生產(chǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主要內(nèi)容。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認(rèn)，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)基本概念機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)五大組成要素：一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要索、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分(動(dòng)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(dòng)力以使系統(tǒng)正常運(yùn)行測試傳感部分(感知組成要素)：對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測．并變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸給信息處理單元，經(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)(運(yùn)動(dòng)組成要素)：根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動(dòng)作和功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。微控制器將是機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床或者機(jī)器人等而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起也將為數(shù)字化鋪平道路。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)等各種功能。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是復(fù)雜而有前途的工作。具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，這將是機(jī)電產(chǎn)品研究的重要方向。人性化機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。微機(jī)電系統(tǒng)，簡稱MEMs)是指可批量制作的，微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。帶源化不局限于是用電能。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)產(chǎn)品可分解、再利用。文章簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域,并指出其發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)電一體化。模塊化現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。因此,為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展,必須從以下 幾方面著手?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn),還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。(二)傳感技術(shù)傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。對(duì)外部信息傳感器來說,目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化,必須提高信息處理設(shè)備的可靠性,包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的性而提高處理速 度,并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。目前,正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件傳感器電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修,而且可以簡化設(shè)計(jì)。(六)軟件技術(shù)軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域(一)數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現(xiàn)在:總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),即采用多C PU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。W O P技術(shù)和智能化。大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì),不僅豐富了數(shù)控功能,同時(shí)也加強(qiáng)了C N C系統(tǒng)的控制功能。系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能,加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。(二)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)C IM S的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合,而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化,各種生產(chǎn)要素的潛力可以得 到更大的發(fā)揮。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,特別適品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件,能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡單信息,通過計(jì)算機(jī)處理、分析,做出一定的判斷,對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制,表現(xiàn)出低級(jí)智 能,已開始走向?qū)嵱没?。三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。近幾年,處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件,有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。(二)系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng),一般除R S232等常用通信方式外,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm 3,并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事,它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。(五)網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì),其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中,對(duì)生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小,資源利用率極高。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革,使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。由此可見，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域極其廣闊，發(fā)展前景更是一片光明。（2）動(dòng)力單元：為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力，使系統(tǒng)正常雨轉(zhuǎn)的動(dòng)力裝置。（3）傳感單元：（4）控制單元（5）執(zhí)行單元 ：（1）性能密度大，即慣量小、動(dòng)力大、體積小、質(zhì)量輕。（3）位置控制精度高、調(diào)速范圍寬、低速運(yùn)行平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象、分辨率高、振動(dòng)噪聲小。（5）可靠性性高、壽命長。：（1）j計(jì)算變速范圍Rn、公比 Ф。（3）確定傳動(dòng)順序。：（1）變速組數(shù)及傳動(dòng)副數(shù)的確定（2）傳動(dòng)順序的確定（3）擴(kuò)大順序的確定（4）變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍（5）合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值 、半閉環(huán)控制伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和閉環(huán)控制伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。：（1）執(zhí)行構(gòu)件（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路。繪制方法：將系統(tǒng)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件個(gè)行程 區(qū)段的起止時(shí)間和先后順序按比例繪制在直線坐標(biāo)軸上。（2）圓周式。特點(diǎn)：能比較直觀地看出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)件在主軸或分配軸上的相位；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多時(shí)，同心圓環(huán)太多，不直觀，無法小時(shí)各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。繪制方法：用橫坐標(biāo)表示系統(tǒng)主軸或分配軸轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行構(gòu)件的角位移或線位移，各區(qū)段之間用直線相連。：是機(jī)電一體化系統(tǒng)中采集和轉(zhuǎn)換信息的重要裝置，它主要用于檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)自身、作業(yè)對(duì)象和環(huán)境的狀態(tài)，為有效地控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)作提供信息。胺檢測轉(zhuǎn)換形式可將傳感器分為開關(guān)型、模擬型和數(shù)字型。：光柵傳感器的基本工作原理是那個(gè)光柵的莫爾條紋現(xiàn)象進(jìn)行測量的，當(dāng)指示光柵在其自身的平面內(nèi)傾斜一個(gè)很小的角度 時(shí)，兩塊光柵的刻線相交，當(dāng)平行光垂直照射光柵是，在光柵的另一面就產(chǎn)生了明暗相間的干涉條紋，這就是莫爾條紋。通過讀出移過的莫爾條紋數(shù)目n，即可知道光柵移過多少柵距，也就知道運(yùn)動(dòng)元件的準(zhǔn)確位移L。磁感應(yīng)：當(dāng)滑尺正弦組用一定頻率的交流電壓激磁時(shí)，將產(chǎn)生同步頻率的交變磁通，這個(gè)交變磁通與定子繞組耦合，在定子繞組上感應(yīng)出同頻率的感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的幅值與兩繞組相對(duì)位置有關(guān)。目前多采用第一種激磁方式，信號(hào)的處理方式又分為鑒幅型和鑒相型兩種。于物體的熱電效應(yīng)。熱電勢(shì)的大小于兩種導(dǎo)體的材料的性質(zhì)及接點(diǎn)溫度有關(guān)。有著兩種不同導(dǎo)體組合并將溫度轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)的傳感器稱為熱電