机电一体化技术的结构组成及应用发展

韩大明

【摘 要】 机电一体化技术就是由计算机技术、信息技术、微电子技术、自动控制技术、机械技术等其他技术相互渗透和融合而形成的一种交叉学科的独立技术。机电一体化技术是众多科学技术发展最终形成的产物，是社会发展的必然因素。

【关键词】 机电一体化 结构 应用 发展

一、机电一体化技术的结构组成

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

二、浅析机电一体化技术在各个领域的具体应用

1、汽车行业中机电一体化技术的应用。汽车的机电一体化主要源于发电机系统，从前的发电机基本都是直流类型的，自从机电一体化技术进一步改进后，广泛的被用于汽车行业。

（1）通过微机控制发电机系统。控制发电机单元的核心部位是利用微处理器设计的发动机集成大规模电路，通过各个传感器接受电压模拟信号传输至发电机单元，信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。将这些信息都作为重要基础，在控制发电机单元对燃料空气比例，点火时间，循环排气效率实施最好的计算，将最终的计算结果当做喷射阀燃料控制与点火设备的驱动信息进行输出，用来对空气与燃料质量之间的比例实施控制。当燃料与空气的比例增加时，燃料十分稀薄，点火就会非常困难，反之比例减少时，打火就会容易很多。

（2）汽车雷达系统。在我们日常生活中，经常会找停车位，进行倒车，在汽车正常行驶速度下或者倒车减速时对于前后方距离的观察，检测是否有障碍物体，在有障碍物的情况下就会发出自動报警，进一步提醒司机发生交通意外，这是用到了机电一体化技术中的激光测距雷达系统，方便了我们的日常生活。

（3）行车制动系统。为了使汽车在正常行驶的速度下直接降为直接停车，保证汽车行驶的安全性，在我们的汽车上基本都安装有行车制动器，在早些时候一般都是汽车后轮上装有制动器，但是随着汽车质量和行车速度的提高，仅仅靠后轮停车制动根本不能满足刹车制动的需要，这样才在前轮上也安装了行车制动器，运用了机电一体化技术，更为有效的防止了交通事故的发生。

2、机械制造行业中机电一体化技术的应用。在传统的机械制造行业中工厂的效益主要靠工厂的规模大小、生产产品的数量、产品的结构和质量来进行传统竞争，它主要着重于现有资源的有效利用，用低成本的材料获取高利润，但是传统的机械制造主要靠人力和机械来完成，生产程序过于复杂。而现在的生产制造行业积极采用先进的生产设备、吸收国外的先进生产模式、学习先进的企业管理经验，以全新的模式重组了生产制造型企业，具有了全球化，网络化，智能化的营销网络。现代机械制造行业充分利用了机电一体化技术，将生产技术和生产要求提高了又一新的水平。近些年来许多新型机械技术相继诞生，比如计算机熟悉控制、LED显示、虚拟制造等。

3、食品行业中机电一体化技术的应用。以前在食品包装行业主要是靠人工来进行终极产品的包装程序，生产效率低，常常导致供不应求的状况。在机电一体化技术诞生后，许多工厂引进了自动化生产包装生产线，只需要少量的工人就可以完成操作，在设定的程序下完成包装生产，这大大提高了生产水平和能力，将企业的竞争力也显现出来。

4、煤矿行业中机电一体化技术的应用。在原有的煤矿生产中主要靠矿工开采，在地下没有先进的开采挖掘设备和运输设备，生产效率地下，经常容易发生煤矿坍塌和爆炸的危险。机电一体化技术的产生，将运用在煤矿生产中的采煤机设备上，在采煤机上使用电牵引采煤机，在煤矿运输中投入了提升机，有效的提高的煤矿运输速度；这些应用都改变了我们过去原有的生产方式，减短了矿工在地下的滞留时间，降低了矿工的劳动强度，大幅度的提高了生产质量和开采效率，提高了劳动保障。在煤矿行业中采用机电一体化设备，不仅减轻了矿工繁重的体力劳动，还大大降低了事故的发生率，防止了职业病的发生，增加企业效益的同时也保证了矿工的生命安全，所以机电一体化技术的使用对煤矿行业的发展有着不可估量的作用。

5、机器人领域中机电一体化技术的应用。随着社会经济的不断发展，生产企业大规模的使用自动化设备，越来越多的机器人被投入到机械生产中，首先机电一体化对于机器人手臂姿态及其动作的设定控制；其次是机电一体化对于机器人在行走路线以及机器人跟踪的控制与执行；机电一体化对于机器人视觉方面的控制也起到了决定性的作用；再次是专家通过机电一体化对机器人的运动环境进行定位、监测、以及规划的探索。

三、浅探机电一体化技术的发展趋势

1、模块化：现在生产机电一体化的工厂很多，产品也种类繁多，研制的标准机械接口尺寸各不一样，这就需要利用机电一体化技术迅速开发出新的产品，采用国际标准生产标准接口，尽量统一化。

2、智能化：21世纪是智能化的时代，这是全球发展的主题，只有研发新型智能机械才能更好的满足社会的需要，提高企业的生产效率和产品质量。

3、微型化。机电一体化的发展趋势是微型化，所说的微型化指的是机电一体化产品的体积，需要提升加工技术，采用精细加工技术，即超精密技术，它主要包括光刻技术和蚀刻技术。

结束语

机电一体化的技术并不是孤立存在的，它结合了很多科学技术的发展成果，是社会发展到一定阶段的需求，随着科学技术的不断发展，机电一体化的发展优势更加明显，发展前景也会越来越广阔。

【参考文献】

[1] 浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].姜新嘉.电子制作.2013（08）.

[2] 浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势[J].刘耀海.信息系统工程.2012（10）.