机电一体化毕业论文

机 电 一 体 化 的 发 展 和 应 用

长春工业大学 机电一体化 2009级

阿 拉 腾 那 木 日

内容摘要 ；现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工

程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展

及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能

与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领

域已得到广泛的应用，并以蓬勃的生机向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、

经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。

关键词：历史 、应用、发展趋势

一、机电一体化技术发展历程

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,

尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进

展,引起了人们的广泛注意.

“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用

的。当时及70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将“机电

一体化技术”与“机械电子学”并用，近年来“机电一体化”更流行使用。

80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采

用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关

键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气

袋等方面获得广泛应用。

从系统科学的观点来看，机电一体化产品又可称之为机电一体化系统，它是集机械元件和

电子元件于一体的复合系统。

信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据

库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设

计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了“光机电一体化”的新

领域。 进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒

体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两

用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光

刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为

特点的机电一体化新分支“微机电一体化”。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成

控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入

了21世纪

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机

械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一

体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重

要趋势。

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗

余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律

分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律

性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给

信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力

(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水

平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，

其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并

且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活

的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生

物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室 …… 此处隐藏：4121字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……