机电一体化的现状和未来发展
刘波
广东省河源市妇幼保健院，广东河源
摘
要近些年来，伴随着计算机乖微电子技术的不断发展及其在机械工业领域的广泛应用，促进了规电一体化
技术的快速发展，而机电一体化技术的发展又促使机械工业领域的技术和产品的结构与功能以及企业的管理体系和产品生产方式发生了巨大变化。总之，在我国机电一体化作为一个新兴的技术，虽然还处于起步的发展阶段，但是却是推动我国当前工业技术革命的重要力量。本文从对机电一体化的相关概念的介绍谈起，然后分别就机电一体化的现状和未来发展做深刻的剖析。
关键词机电技术；机电一体化；现状；发展中图分类号ＴＨ一３９
文献标识码＾
文章编号１６７４—６７０８（２０１２）６７—００３９—０２
系统总体技术是用系统的观点和方法。从整体目标出发，将基于枧电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的吏际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案．再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。
１机电一体化概述
１．１机电一体化的定义
所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加．而是在信息论、控制论和系
２机电一体化的发展现状
２．１国外机电一体化的发展现状
２．１．１绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品
在工业比较发达的同家，机电一体化产品遍及绝大多数的
统沦的摹础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技
术”和“产品”两个方面的内容。
＇．２机电一体化的关键技木
机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。
１２
制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。
在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的
１信息处理技术
所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程巾，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。
１．２．２精密机械技术
精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。
１．２．３自动控制技术
自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质鼍在获得不断的提离。
１
０．ｏｌｍｍ一０．０２ｍ提高到０．００８ｍｍ左右，亚微米级机床达蓟０瑚０５ｍ左右，纳米级机床达到０．∞５恤ｍ∞．Ｏｌ仙ｍ。最小分辨率为１ｎｍ（ｏ．０００００ｌ衄）的数控系统和机床已有产品。
在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的７０％左右，与工业机器人相关的专利则有９０％以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。美国、德国分别居二、三位。
２＇．２机电一体化开始逐步向集成化的方向发展
ｃＩＭｓ，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业备部门之间的界限．实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下．当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。
２．１．３激光技术在机电一体化中的应用
激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。
２．１．４徽细加工技术发展迅速
当前微机电技术及其产业的高速发展。将带动微细加工技术的兴起。
２．２国内机电一体化的发展现状
２．４检测与传感器技术
检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。
１．２
５伺服驱动技术
２．２．１数控技术方面
我国对数控技术的研究起始于１９８５年．经过这些年的发展．我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。
伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撵技术。在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。
１．２．６系统总体技术
万方数据
２．２．２工业机器人方面产效率。
３．４网络化
计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电
我国对工业机器人的研究开始于１９８６年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作Ｕｋ施工的多种ｔ业机器人。
２．２
３计算机集成制造系统方面
一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现
出来。
３．５绿色化
根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势．其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的悬害最小，而获得的资源利用率却最高。
经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中。已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家ＣＩＭｓ技术实验窒、工程研究中心吼及相关的ＣＩＭＳ培训中心。
３机电一体化的未来发展
３．１智能化
智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟．所以，一些智能化的机
４结论
机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的
电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。
３．２微型化
机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体
化的发展前景非常广阔。
参考文献
【ｌ】钱忠梅．机电一体化技术的发展现状研究【Ｊ】行业前
沿，２０１０（５）．
当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于
ｌｃｏ，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。
３．３模块化
从各方而来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就ｕＴ以町利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生
【２］董自立机电一体化技术的现状和发展前景分析【Ｊ］．云南交通科技，２０１０（５）．
【３］张汉初．浅析机电一体化技术的发展趋势【Ｊ】．汽车技术，２００８（Ｈ）．
｛？（上接第４９页）‘？
人）带来更高的效益。使得高速公路更加安全，保障了每一位使用者的人身权益。
的精确度造成影响，或者腐蚀设备，不利于没备的长期使用；
３）对套牌车辆的控制。由于我国车辆管理存在漏洞，导
２不停车收费系统的潜在问题
不停车收费系统的优点显而易见，如果将不停车收费系统运用到高速公路收费站，一定可以解决很多不必要的问题，如
致在现行公路上套牌车辆的存在，使得公路收费出现混乱的局
面。如果在不停车收费系统下，套牌午辆继续存在，不仅直接导致原车牌使用者的利益受到损害，还使得对套牌车辆的控制和管理工作更加艰难。
综上所述，在人工收费方式已经不再适应高速公路收费的
收费排队等问题。然而，不停车收费系统相对于人工收费，有
没有不足之处呢？它的潜在问题义有哪些呢？
１）设备故障。不停车收费系统大大减少了收费站对于工作人员的需要．这在很大程度上降低了经营成本，但是。如果该系统出现故障，使得车辆无法通过．造成更长的车队。或者车辆直接通过，没有完成交费，这都为收费站造成了更加严重的问题，或者惨蕈的经济损失。尤其是前者，严重的情况下。必然会引起收费站处的交通拥堵。甚至会造成严重的交通事故：
２）环境不适。由于不停车收费系统是一个集计算机网络、
要求时，不停车收费的诸多优点，使它在将来必然成为人工收
费的替代者。然而，不停车收费并非十全十美，现在已经发现的问题，在它完全投入使用之前．都需要科技人员——攻破。
参考文献
ｆ１１刘伟铭，王哲人，郜西涛。高速公路收费系统理论与方
法【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２０００．
【２】昊斌．浅祈我国高速公路收费管理存在的问题及建议【Ｊ】．中国新技术新产品，２０】２（２）．
（３］王立平，席晓鹏，赵进．基于ＲＦＩＤｊ史术的高速公路不停
射频技术、自动控制以及信息处理等多种高新技术，并且需要
将许多机械设备长年暴露在空气中。然而，我国又是一个气候复杂的国家，气候类型多样，有些地区的气候可能不适合该方式。如我国的西南地区，由于空气潮湿等原因，可能会对设备造成损害。除此之外，由于我国的大气污染不容乐观，在某些地区，由于空气中的硫化物等物质的含量较大，可能会对没备
车收费系统【Ｊ】．现代电子技术，２０１２，３５（３）：１７４—１７６．
（４】缪国胜．如何避免高速公路收费站２００米免费放行［Ｊ】．
交通企业管理，２０１２（１）：３８—３９．
【５］张浩．收费管理数字化之惑【Ｊ】．中国公路，２０１２（４）：
１０２—１０５．
”（上接第５５页）‘？
参考文献
【１】中国建筑业协会建筑节能专业委员会．建筑节能技术【Ｍ】．北京：中国计划出版社，１９９６．
【２ｊ周鸿昌．能源与节能技术【Ｍ】．同济大学出版社，１９９６［３】王辉节能环保技术在暖通空调系统中的应用【Ｊ】．学
问，２００９（３）．
【４］刘东，陈沛霖，张云坤．建筑环境与暖通空调节能【Ｊ】．节能技术，２００ｌ（２）．
【５】中原信生．建筑和建筑设备的节能【Ｍ】．中国建筑工业出版社。１９９０．
万方数据
机电一体化的现状和未来发展
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
刘波
广东省河源市妇幼保健院,广东河源,517001科技传播
PUBLIC COMMUNICATION OF SCIENCE & TECHNOLOGY2012(10)2次
1.钱忠梅 机电一体化技术的发展现状研究[外文期刊] 2010(05)2.董自立 机电一体化技术的现状和发展前景分析[外文期刊] 2010(05)3.张汉初 浅析机电一体化技术的发展趋势[外文期刊] 2008(11)
1.杨莉.刘新伟.侯亚峰.高森.徐耀辉 谈机电一体化技术的现状及发展趋势[期刊论文]-科技与企业 2013(3)2.李胜 国内机电一体化的应用现状和发展趋势[期刊论文]-价值工程 2013(8)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjcb201210024.aspx
机电一体化的现状和未来发展
刘波
广东省河源市妇幼保健院，广东河源
摘
要近些年来，伴随着计算机乖微电子技术的不断发展及其在机械工业领域的广泛应用，促进了规电一体化
技术的快速发展，而机电一体化技术的发展又促使机械工业领域的技术和产品的结构与功能以及企业的管理体系和产品生产方式发生了巨大变化。总之，在我国机电一体化作为一个新兴的技术，虽然还处于起步的发展阶段，但是却是推动我国当前工业技术革命的重要力量。本文从对机电一体化的相关概念的介绍谈起，然后分别就机电一体化的现状和未来发展做深刻的剖析。
关键词机电技术；机电一体化；现状；发展中图分类号ＴＨ一３９
文献标识码＾
文章编号１６７４—６７０８（２０１２）６７—００３９—０２
系统总体技术是用系统的观点和方法。从整体目标出发，将基于枧电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的吏际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案．再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。
１机电一体化概述
１．１机电一体化的定义
所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加．而是在信息论、控制论和系
２机电一体化的发展现状
２．１国外机电一体化的发展现状
２．１．１绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品
在工业比较发达的同家，机电一体化产品遍及绝大多数的
统沦的摹础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技
术”和“产品”两个方面的内容。
＇．２机电一体化的关键技木
机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。
１２
制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。
在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的
１信息处理技术
所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程巾，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。
１．２．２精密机械技术
精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。
１．２．３自动控制技术
自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质鼍在获得不断的提离。
１
０．ｏｌｍｍ一０．０２ｍ提高到０．００８ｍｍ左右，亚微米级机床达蓟０瑚０５ｍ左右，纳米级机床达到０．∞５恤ｍ∞．Ｏｌ仙ｍ。最小分辨率为１ｎｍ（ｏ．０００００ｌ衄）的数控系统和机床已有产品。
在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的７０％左右，与工业机器人相关的专利则有９０％以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。美国、德国分别居二、三位。
２＇．２机电一体化开始逐步向集成化的方向发展
ｃＩＭｓ，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业备部门之间的界限．实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下．当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。
２．１．３激光技术在机电一体化中的应用
激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。
２．１．４徽细加工技术发展迅速
当前微机电技术及其产业的高速发展。将带动微细加工技术的兴起。
２．２国内机电一体化的发展现状
２．４检测与传感器技术
检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。
１．２
５伺服驱动技术
２．２．１数控技术方面
我国对数控技术的研究起始于１９８５年．经过这些年的发展．我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。
伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撵技术。在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。
１．２．６系统总体技术
万方数据
２．２．２工业机器人方面产效率。
３．４网络化
计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电
我国对工业机器人的研究开始于１９８６年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作Ｕｋ施工的多种ｔ业机器人。
２．２
３计算机集成制造系统方面
一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现
出来。
３．５绿色化
根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势．其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的悬害最小，而获得的资源利用率却最高。
经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中。已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家ＣＩＭｓ技术实验窒、工程研究中心吼及相关的ＣＩＭＳ培训中心。
３机电一体化的未来发展
３．１智能化
智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟．所以，一些智能化的机
４结论
机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的
电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。
３．２微型化
机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体
化的发展前景非常广阔。
参考文献
【ｌ】钱忠梅．机电一体化技术的发展现状研究【Ｊ】行业前
沿，２０１０（５）．
当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于
ｌｃｏ，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。
３．３模块化
从各方而来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就ｕＴ以町利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生
【２］董自立机电一体化技术的现状和发展前景分析【Ｊ］．云南交通科技，２０１０（５）．
【３］张汉初．浅析机电一体化技术的发展趋势【Ｊ】．汽车技术，２００８（Ｈ）．
｛？（上接第４９页）‘？
人）带来更高的效益。使得高速公路更加安全，保障了每一位使用者的人身权益。
的精确度造成影响，或者腐蚀设备，不利于没备的长期使用；
３）对套牌车辆的控制。由于我国车辆管理存在漏洞，导
２不停车收费系统的潜在问题
不停车收费系统的优点显而易见，如果将不停车收费系统运用到高速公路收费站，一定可以解决很多不必要的问题，如
致在现行公路上套牌车辆的存在，使得公路收费出现混乱的局
面。如果在不停车收费系统下，套牌午辆继续存在，不仅直接导致原车牌使用者的利益受到损害，还使得对套牌车辆的控制和管理工作更加艰难。
综上所述，在人工收费方式已经不再适应高速公路收费的
收费排队等问题。然而，不停车收费系统相对于人工收费，有
没有不足之处呢？它的潜在问题义有哪些呢？
１）设备故障。不停车收费系统大大减少了收费站对于工作人员的需要．这在很大程度上降低了经营成本，但是。如果该系统出现故障，使得车辆无法通过．造成更长的车队。或者车辆直接通过，没有完成交费，这都为收费站造成了更加严重的问题，或者惨蕈的经济损失。尤其是前者，严重的情况下。必然会引起收费站处的交通拥堵。甚至会造成严重的交通事故：
２）环境不适。由于不停车收费系统是一个集计算机网络、
要求时，不停车收费的诸多优点，使它在将来必然成为人工收
费的替代者。然而，不停车收费并非十全十美，现在已经发现的问题，在它完全投入使用之前．都需要科技人员——攻破。
参考文献
ｆ１１刘伟铭，王哲人，郜西涛。高速公路收费系统理论与方
法【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２０００．
【２】昊斌．浅祈我国高速公路收费管理存在的问题及建议【Ｊ】．中国新技术新产品，２０】２（２）．
（３］王立平，席晓鹏，赵进．基于ＲＦＩＤｊ史术的高速公路不停
射频技术、自动控制以及信息处理等多种高新技术，并且需要
将许多机械设备长年暴露在空气中。然而，我国又是一个气候复杂的国家，气候类型多样，有些地区的气候可能不适合该方式。如我国的西南地区，由于空气潮湿等原因，可能会对设备造成损害。除此之外，由于我国的大气污染不容乐观，在某些地区，由于空气中的硫化物等物质的含量较大，可能会对没备
车收费系统【Ｊ】．现代电子技术，２０１２，３５（３）：１７４—１７６．
（４】缪国胜．如何避免高速公路收费站２００米免费放行［Ｊ】．
交通企业管理，２０１２（１）：３８—３９．
【５］张浩．收费管理数字化之惑【Ｊ】．中国公路，２０１２（４）：
１０２—１０５．
”（上接第５５页）‘？
参考文献
【１】中国建筑业协会建筑节能专业委员会．建筑节能技术【Ｍ】．北京：中国计划出版社，１９９６．
【２ｊ周鸿昌．能源与节能技术【Ｍ】．同济大学出版社，１９９６［３】王辉节能环保技术在暖通空调系统中的应用【Ｊ】．学
问，２００９（３）．
【４］刘东，陈沛霖，张云坤．建筑环境与暖通空调节能【Ｊ】．节能技术，２００ｌ（２）．
【５】中原信生．建筑和建筑设备的节能【Ｍ】．中国建筑工业出版社。１９９０．
万方数据
机电一体化的现状和未来发展
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
刘波
广东省河源市妇幼保健院,广东河源,517001科技传播
PUBLIC COMMUNICATION OF SCIENCE & TECHNOLOGY2012(10)2次
1.钱忠梅 机电一体化技术的发展现状研究[外文期刊] 2010(05)2.董自立 机电一体化技术的现状和发展前景分析[外文期刊] 2010(05)3.张汉初 浅析机电一体化技术的发展趋势[外文期刊] 2008(11)
1.杨莉.刘新伟.侯亚峰.高森.徐耀辉 谈机电一体化技术的现状及发展趋势[期刊论文]-科技与企业 2013(3)2.李胜 国内机电一体化的应用现状和发展趋势[期刊论文]-价值工程 2013(8)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjcb201210024.aspx