機電一體化創新與發展論文

機電一體化創新與發展論文

　　機電一體化創新與發展論文【1】

　　【摘 要】 本文主要介紹了目前國內外機電一體化的現狀，并針對機電一體化的創新與發展提出了個人的見解。

　　【關鍵詞】 機電一體化 創新 發展

　　廣泛意義上講，機電一體化是指結合了機械與電子的技術，這也是對機電一體化最初的定義。

　　而隨著科技的進步，機電一體化也在不斷發展創新，簡單的機械與電子技術的結合很難滿足如今社會對產品質量和性能的要求。

　　為了適應時代的需求，更好的發揮其作用，現在的機電一體化結合了光電技術、計算機技術、通信技術等現代科技。

　　這里所說的機電一體化包括技術和產品兩個方面。

　　1 機電一體化現狀

　　1.1 制造技術

　　在機電一體化的制造技術方面，國外的水平要高于國內。

　　主要表現在國外的機電一體化制造技術能夠將機電一體化與能源、材料、信息等其他領域的技術結合起來，提高了制造的高效性、環保性。

　　上世紀七十年代，人們在機電一體化中采用準時生產制，出現了將計算機技術應用到機電一體化中。

　　到了八十年代，很多企業為了在激烈的市場競爭中博取一席之地，都大力發展改善了其技術，且在競爭的環境下得到廣泛應用。

　　上世紀末，信息技術席卷了全球。

　　機電一體化將信息技術引進到了制造技術中去，使得產品的生產效率和質量大大提高。

　　1.2 自動化儀表技術

　　進入新世紀以來，集成技術和計算機技術得到了廣泛應用。

　　在傳統的機電一體化中，儀表大多都是采用機械或電子原理制作，不僅精度不高而且體積龐大、成本高昂，很難滿足現代設備的要求。

　　目前的機電一體化中，儀表也結合了集成技術和計算機技術，使得很多設備的體積和制作成本都降低。

　　傳感技術的應用更是使得機電一體化步入了一個新的高度。

　　2 機電一體化的創新

　　回顧機電一體化的發展歷史，每一個進步都是源于人們在機電一體化中創新性的引入了各種先進技術。

　　對于相關企業來說，創新是重中之重。

　　如今的市場經濟是需求決定供應的模式。

　　而人們對產品的要求不僅僅局限于質量，外觀、性能等指標都是人們在選擇產品是的標準。

　　另一方面，對于企業自身來說，機電一體化的水平直接決定產品的成本，進而影響企業的盈利情況。

　　2.1 機電一體化產品創新

　　2.1.1 產品外觀

　　產品外觀是產品的第一印象，是衡量產品的主要指標之一。

　　如今人們越來越注重個性化，對產品的外觀更容易產生好感。

　　故對機電一體化產品的外觀創新設計應得到重視的。

　　但是實用性還是產品的核心價值。

　　2.1.2 產品功能

　　對于大多數機電一體化產品，功能才是其實際價值的體現。

　　對其功能的創新能夠從根本上得到用戶的認可。

　　創新，一是對現有產品的創新，二是對未知產品的研發。

　　前者是根據用戶對現有產品的使用情況和不足之處進行功能升級。

　　而后者是根據人們的需要和現有產品功能所不能解決的問題，對某種概念層面上的未知產品進行研發。

　　不管是哪一種功能創新，其目的都是滿足用戶和社會的需求。

　　2.1.3 材料創新

　　產品的材料是影響產品成本、質量及性能的重要因素。

　　二十一世紀很多新材料都得到了廣泛的應用，特別機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其應用材料具有廣泛性和創新性。

　　2.2 機電一體化技術的創新

　　技術的創新都離不開對當代新技術的應用。

　　機電一體化技術從最初簡單的機械與電子技術結合，發展到與計算機技術、集成技術、通信技術等的集合，最重要的是對每個階段的尖端技術進行了深入研究并引入到機電一體化中。

　　因此從生產、檢測等入手，提高整個流程的科技含量才是機電一體化技術創新的關鍵。

　　3 機電一體化的發展

　　3.1 引進國外先進技術

　　雖然我國在機電一體化方面的發展迅速，但是由于較發達國家起步較晚，基礎較差，目前一些技術仍然不能趕上國外先進水平。

　　因此，我國的機電一體化要想得到更好的發展，學習引進國外先進技術是關鍵。

　　3.2 注重人才培養

　　隨著全球化的到來，很多領域的專業人才為了更好的發展機會選擇出國，導致了我國人才流失相當嚴重。

　　另外，我國職業院校機電一體化技術人才也難以滿足需要。

　　下圖反映了我國07年到11年裝備制造從業人員總數。

　　經調研，從業人員總數每年增加8.56%，其中有2/3的是機電一體化人才，而技術員工約占80%。

　　因此，可以估算機械行業對機電一體化人才的需求量約為現有職員總數的4.57%。

　　考慮每年有2.5%的職員退休，可以算出未來兩年對機電一體化人才的需求量為1650×(4.57%+2.5%)=116.655(萬人)。

　　而調查顯示，每年新增的技術人員約為70萬人，因此人才供需出現了矛盾。

　　缺乏專業人才必定會成為機電一體化發展的阻礙，因此要特別注重專業人才的培養。

　　對于現有的專業人員，在報酬方面要做到不比發達國家低。

　　只有這樣才能防止人才的流失，才能使我國的機電一體化得到更好的發展。

　　4 結語

　　隨著科技的進步，機電一體化目前已經融入了很多現代科技，但仍需不斷創新。

　　機電一體化的創新包括產品創新和技術創新，其中產品創新又包括外觀、功能和材料的創新，每一個方面的創新都是要以用戶和社會的需要為依據的。

　　我國的機電一體化由于起步晚基礎差，目前仍落后于發達國家。

　　因此，在發展過程中首先要注重引進國外先進技術，其次要重視專業人才的培養，防止人才流失。

　　參考文獻：

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　　[2]潘廣均.機電一體化技術發展狀況及其趨勢[J].民營科技，2008，(3).

　　[3]嚴杰.機電一體化技術發展的歷程與展望[J].黑龍江科技信息，2008，(9).

　　機電一體化技術及其發展論文【2】

　　【摘 要】機電一體化技術的運用對于電網企業發展有促進作用，保證電網信息輸出等模式更為準確和具備信息整體化。

　　機電一體化主流技術的支持下，電網企業應該全面推廣機電一體化系統的投入，并保證系統發展向著更為微型化、綠色化的趨勢前進。

　　本文分析了機電一體化系統的結構和關鍵技術，并提出了其未來的發展方向。

　　【關鍵詞】機電一體化;技術;發展

　　機電一體化技術的運用對于電網企業發展有促進作用，保證電網信息輸出等模式更為準確和具備信息整體化。

　　本文分析了機電一體化系統的結構和關鍵技術，并提出了其未來的發展方向。

　　1.機電一體化系統的結構要素

　　機電一體化系統的結構是實現機電一體化系統目的功能的“物質基礎”，主要是對輸入的能量、信息以及物質進行一系列的變換、傳遞和儲存。

　　三項系統就能夠成為有效的機電一體化的系統，實現有效的數據化管理的整體。

　　下面就針對機電一體化的結構要素進行全面分析。

　　1.1變換

　　電網管理中需要進行信息交換和傳輸的要素之間，由于信息的模式不同(數字量與模擬里、串行碼與并行碼、連續脈沖與序列脈沖等)，無法直接實現信息或能量的交流，必須通過接口完成信息或能里的統一。

　　采用機電一體化系統就能夠更好地實現變換措施的執行。

　　變換系統應用能夠實現全面化的電網自動化管理，例如：PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據，檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態。

　　當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。

　　1.2傳遞

　　對于模擬傳輸系統，遠動終端輸出的數字信號必須經過調制后，才能傳輸。

　　對于數字傳輸系統，低速的遠動數據必須進經過數字復接設備，才能接到高速的數字通道。

　　隨著通信技術的發展，數字傳輸系統所占分比重將不斷增加，信號傳輸的質量也將不斷提高。

　　智能電網需要提供語音、數據、視頻圖像三網合一的信息傳輸業務，需要隨機接入的信息傳輸支持。

　　根據相關技術標準，智能電網對信息傳輸系統的時延要求是：變電站內部小于1ms，其它小于500ms，同步時間偏差小于1ms。

　　在實際運行過程中，電網友好型電器的頻率響應范圍是土5mHz，所以信息傳輸通道的頻率同步精度要小于1mHz。

　　機電一體化系統在電網中的運用具有較好的傳輸功能，實時性好、可靠性高、數據流量大、信息擴充能力強、支持網絡傳輸等優點，將為正在穩步推進的調控一體化建設提供有力的通信保障;對加快智能電網的發展具有重要的意義。

　　1.3存儲

　　電網系統管理過程中需要不斷地存儲信息，保證對網絡供應情況進行全面地掌握，目前機電一體化技術通過系統級方式，對融合了機械、電子、控制系統和嵌入式軟件設計的電機系統，進行設計。

　　提供面向機電一體化的設計工具，通過在整個設計過程中實現對電氣子系統之間的交互的仿真，并創建虛擬原型。

　　使得電網建設的過程中能夠在系統設計之前就對網絡系統原型進行信息存儲，進行虛擬設計，確保系統執行的有效作用。

　　電網一體化建設后能夠提供診斷報告的數據，保證對供電自動化系統的監督檢測提供有效數據，以便在供電過程中減少故障，為恢復供電，快速分析診斷事故原因提供有效依據。

　　2.機電一體化主流技術

　　2.1自動控制技術

　　電力行業運行人員在發現電壓越限時，憑經驗進行簡單的調整，不但勞動強度大，而且不能及時發現電壓和功率因數越限，造成電壓質量的降低，同時不利于降低網損。

　　建立了電網機電一體化的主體框架，運用實時網絡靈敏度分析技術，提出以電壓為核心的控制區域，對各物理參數進行周期性或隨機性的自動測量，并顯示、打印記錄的結果供操作人員觀測;對間接測量的參數和指標進行計算、存儲、分析判斷和處理，并將信息反饋到控制中心，制訂新的對策。

　　2.2傳感與檢測技術

　　機電一體化產品中，傳感器作為感受器官，將各種內、外部信息通過相應的信號檢測裝置反饋給控制及信息處理裝置。

　　傳感器檢測的精度、靈敏度和可靠性將直接影響到機電一體化的性能。

　　傳感器的發展對于促進信息和儀器儀表行業的發展起到關鍵作用：(1)采用高性能光電傳感器(包括：紅外、紫外)、光纖傳感器、磁傳感器、聲傳感器、力學量傳感器、溫度傳感器控制電網輸出情況;(2)新型陣列傳感器 (如：接觸力陣列傳感器)、多維傳感器 (如：多維位置傳感器、多維力傳感器等)、復合型 (非簡單組合) 傳感器等實現全面化的電網情況檢測。

　　將所測得的各種參量如位移、位置、速度、加速度、力、溫度、酸度和其他形式的信號等轉換為統一規格的電信號輸入到信息處理系統中，并由此產生出相應的控制信號以決定執行機構的運動形式和動作幅度。

　　2.3執行與驅動技術

　　電網系統的執行部件在控制信息的作用下完成要求的動作，實現產品的主功能。

　　執行機構因機電一體化產品的種類和作業對象不同而有較大的差異。

　　執行機構是實現產品目的功能的直接執行者，其性能好壞決定著整個產品的性能，因而是機電一體化產品中重要的組成部分。

　　執行系統所執行的驅動技術，能夠實現電子控制，檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制。

　　根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。

　　執行器是運動部件，通常采用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。

　　3.機電一體化技術行業的發展

　　3.1微型化

　　機電一體化技術行業的發展會向著更為微型化的方面前進，微型化興起于20世紀80年代末，是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。

　　微電子技術和軟件技術，發展難點在于微機械并不是簡單地將大尺寸的機械按比例縮小，由于結構的微型化，在材料、機構設計、摩擦特性、加工方法、測試與定位及驅動方式等方面都產生了一些特殊問題。

　　目前在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

　　當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。

　　屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。

　　這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

　　3.2綠色化

　　科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，為了實現可持續發展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。

　　機電一體化系統的設置也要全面推行綠色化的發展，實現低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品，保證使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

　　對于電網企業而言，電力設備的投入應該考慮到是否可以再生使用，確保電力輸出系統建設具備環保策略，實現更為低耗能的發展創新。

　　總之，綠色化的發展就是要實現機電一體化系統自動化、無人化、更高附加值，大大推動其行業的決速發展。

　　綜上所述， 隨著世界科學技術的快速進步，傳統的電網設備搭載新的科技成果，能夠不斷地實現產業升級和發展，引入機電一體化技術使得傳統設備將具備更高的智能化，集合多種領先功能和人性化設計可實現更復雜的工藝和更加高效、人性化的操作。

　　因此來講，在機電一體化主流技術的支持下，電網企業應該全面推廣機電一體化系統的投入，并保證系統發展向著更為微型化、綠色化的趨勢前進。

　　參考文獻：

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　　[4]翟濤.淺談機電一體化技術的現狀與發展趨勢[J]. 科技信息. 2012(26).

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