机电一体化核心研究与拓展

机电一体化核心研究与拓展

刘磊

身份证号：130903198302061532

摘要：机电一体化基于机械技术。机械技术的重点是如何适应机电一体化。机电一体化将其本质归结为其渣滓，并利用其高科技发展的新技术来更新其概念。机械机构应考虑几个重要方面，如提高性能，降低质量，提高工作精度，以减少工作中的能耗，提高工作效率。为了提高机械系统的传动精度和工作稳定性，机电一体化必须具有高精度，快速响应和良好的稳定性。

关键词：机电一体化；技术；发展

引言

机电一体化是一门新的综合科学，它将传统机械的各种功能与电子技术紧密联系在一起。事实上，它在技术上没有任何新发现或新发明。相反，它将机械技术，微电子技术，信息技术和传感器技术等许多学科有机地联系起来，形成了一个拥有自己系统的学科。机电一体化是基于这些学科，最终形成了一种全面的技术，而不是各种技术的简单拼凑，这是机电一体化和机械自动化之间的最大区别。随着电子技术的快速发展，导致机电一体化的发展，机电一体化将在未来的发展中发挥至关重要的作用。

1机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。

2机电一体化的优越性

2.1使用安全性和可靠性提高。

机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

2.2生产能力和工作质量提高。

机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。

2.3使用性能改善。

机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

2.4具有复合功能并且适用面广。

机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。

2.5调整和维护方便。

机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。

3核心技术

3.1机械技术

机电一体化并不是独立的，而是各个学科相互渗透，相互融合的产物，也是科技发展的必然产物。随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

3.2信息处理技术

由于微电子技术的快速发展和信息处理技术的普及，机电一体化的发展得到了极大的推动。信息处理技术包括信息交换，信息访问，信息计算和最终决策。实现信息处理的工具是当今流行的计算机，因此计算机技术的发展与信息处理技术密切相关。为了更好地发展机电一体化，有必要提高信息处理设备的可靠性，以提高信息处理的速度，解决信息处理的抗干扰问题。

3.3检测技术

检测和传感技术是指与传感器及其信号检测设备相关的技术。通过检测技术本身的功能，传感器的主要功能应该是提高工作的可靠性，工作的灵敏度和准确性等，并且必须经受各种恶劣环境的测试，因此必须提高其抗性。-干扰能力。可以看出，检测和传感器技术的发展是机电一体化发展的必然趋势。

3.4自动控制技术

在任何人的直接参与下，自动控制技术可以根据人们通过控制装置预先规定的规律来控制受控对象或过程的受控量。自动控制技术的应用非常广泛，主要从自动控制理论，机械控制系统的设计，仿生学的系统仿真，工作中的现场调试，从理论到实践的可靠运行等方面。制动控制技术的难点在于自动控制理论的工程和实际应用。这是因为受控对象与理论控制量之间存在较大差距，需要反复调试和修改才能达到最佳效果。微型计算机现在被广泛使用，自动控制系统已成为机电一体化的重要组成部分。

3.5驱动技术

驱动技术的主要研究对象是执行器和驱动器。驱动技术是执行操作的技术，对机电一体化产品的动态特性，稳态精度和控制质量起着决定性的作用。电动机已被广泛用作驱动机构，但其快速响应和效率仍存在一些问题。驱动技术极大地推动了机电一体化技术的发展。

4机电一体化的发展趋势

4.1机电一体化向智能化方向发展

就目前的机电一体化技术以及机电一体化的产品，来对它的发展趋势来进行判断。就机电一体化的技术来说，逐渐脱离了人工，离计算机控制越来越近，可以判定向智能化发展；就机电产品的发展脉络来说，智能化的程度越来越高，可以判定向智能化发展。

4.2机电一体化向柔性化方向发展

就机电一体化产品的发展方向，来对未来的产品做出推测，在控制以及执行的系统中，有可以满足需要的“冗余度”，有比较强的“柔性”，这样就能够比较有利于更加好地来应付一些突然发生的事件，这样就可以进行设计，设计成为了“自律分配系统”。在这些系统之中，每个子系统都是彼此独立进行工作的，每个子系统都是为总系统提供服务的，与此同时，它还具有“自律性”，这样就可以把不一样的环境条件作为依据，从而做出不一样的反应。它的特点就是，每个子系统都可以产生一些自身的信息，而且可以附加一些信息。在这个总的前提之下，拥有的“行动”是完全可以进行改变的。就这样，一来它可以对系统的柔性进行增加，二来它不会由于某一个子系统明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

结语

综上所述，机电一体化并不是独立的，而是各个学科相互渗透，相互融合的产物，也是科技发展的必然产物。随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献：

[1]徐玉珍.机电一体化向智能化迈进的趋势[J].民营科技，2021（01）.

[2]王峰.机电一体化技术发展的探讨[J].自动化技术与应用.2018（07）