机电一体化系统构成与发展趋势

机电一体化系统构成与发展趋势

李静

李静滕州市质量技术监督局质检所277500

摘要所谓机电一体化，是指在机构的信息处理功能、控制功能、动力功能等方面引进电子技术，并将电子设备、机械装置以及其他软件等有机结合起来所构成的系统的总称。顾名思义，机电一体化技术就是一门将计算机技术、微电子技术、信息技术和机械技术等有机结合起来的综合性技术，它的出现，引起了工业界的大革命。本文主要介绍机电一体化的系统构成，并探讨其未来的发展趋势，具有一定的现实意义和指导意义。

关键词机电一体化系统构成发展趋势

1．引言：随着时代的不断发展，高新技术不断流向传统产业，这引起了传统产业的深刻变革，推动了生产力的极大发展。作为传统产业之一的机械工业，在微电子技术和微型计算机技术的迅猛发展的推动下，产品结构和生产系统结构发生了翻天覆地的变化。微型计算机技术和微电子技术的快速发展带动了信息技术、智能技术的发展，并使之与动力设备和机械动力装置实现了有机结合，这不仅提高了机械产品的核心竞争能力，而且还极大地提高了产品生产系统的生产效率，促使企业的经济竞争能力得到质的飞跃。本文主要介绍机电一体化的系统构成，并探讨其未来的发展趋势，具有一定的现实意义和指导意义。

2．机电一体化的系统构成

2.1机电一体化系统的功能构成

系统是由若干要素共同组成的，包括机电一体化系统，它是由若干相互联结的机械和电子要素共同组成的有机整体。而不管是哪一种机电一体化系统，其都要包括如下图所示的五种功能，即主功能、动力功能、控制功能、计测功能和构造功能。

所谓“主功能”，是实现机电一体化系统目的功能的“物质基础”，主要是对输入的能量、信息以及物质进行一系列的变换、传递和储存。“动力功能”就是向机电一体化系统提供动力，使得整个系统能够有序运行。“控制功能”和“计测功能”主要采集系统内外部的主要信息，并通过交换和运算，输出正确的指令，使整个机电一体化系统实现目的功能。而“构造功能”就是将系统每个要素有机组合起来，进行一定的空间配置，从而使系统成为一个有机的整体。

图1：机电一体化系统的功能构成

2.2机电一体化系统的结构要素

虽然机电一体化系统的主功能各不相同，结构繁简各异，但纵观而言，一个较完善的机电一体化系统，应包括机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信息处理单元及接口这几个基本要素，各要素和环节之间通过接口相联系。

机电一体化系统具有智能化功能的一个主要表现就是：它的组成要素和功能构成就好像一个人的组成要素和功能构成那样完美。图2为机电一体化系统与人体要素的对照示意图，由此我们可以很好地看出机电一体化系统组成要素及各要素的功能。

图2：机电一体化系统要素与人体要素的对照示意图

3．机电一体化的发展趋势

如今，机电一体化已经发展成为一门具有自身独立体系的新型技术。随着科学技术的日新月异，机电一体化还将被不断赋予新的内容。

3.1智能化

智能化是未来机电一体化技术发展的必然趋势。现阶段，人工智能在机电一体化的应用引起了越来越多人的关注。而机器人和数控机床的智能化就是具体体现。当然，机电一体化产品是不可能具备与人类一样的智能的。然而，高性能、高品质、高速度的微处理器能够使得机电一体化产品具有与人一样的部分智能，这在当前是有必要实现的。因为它可以使机电产品发挥更大的效能。

3.2网络化

20世纪90年代，网络技术开始风靡全球。现代网络技术的出现和迅猛发展给人类社会的政治、经济、军事和教育等都带来了翻天覆地的改变。网络将全球的经济和生产连为一体。只要机电一体化新产品研制出来，并且其功能独到、质量可靠，很快就会畅销全球。随着网络技术的不断兴起，基于网络的各种远程控制技术和监视技术方兴未艾，而这些本身就是机电一体化产品。所以，网络化是机电一体化产品发展的重要方向。

3.3绿色化

现代工业的发展给人类社会带来了翻天覆地的变化。一方面，物质丰富，生活安逸；另一方面，生态环境受到严重污染，资源、能源不断减少。因此，人们开始强烈呼吁保护生态环境，回归到大自然的怀抱中。在这种呼吁声中，绿色产品概念应运而生。设计、制造绿色产品，不仅是人们的需要，也是时代的呼唤。由此一来，设计、使用绿色化的机电一体化产品，具有远大而广阔的前景。绿色化的机电一体化产品在使用时不会污染环境，在报废后还能回收利用，一举两得，实现了双赢的效果。

3.4微型化

微型化是指机电一体化产品向微观领域发展的趋势，这种产品具有体积小、耗能少、运动灵活等优点，在军事信息和生物医疗等方面具有不可替代的优势。所以，微型化也是机电一体化发展的重要方向。

总之，机电一体化可以提高企业的生产效益和效率，必须努力促使它向着智能化、网络化、绿色化和微型化方向前进，从而促进我国企业的可持续发展！

参考文献

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