淺談機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1、淺談機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)【摘要】機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，本文綜述了國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的 現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)?！娟P(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用20世紀(jì)60年代以來(lái)，人們利用電了技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后，刺激了機(jī) 械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展 更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。2()世紀(jì)8()年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)晶得到了極人發(fā)展。各 國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電 一-體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)

2、入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù) 等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,岀現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī) 電一休化等新分支。我國(guó)從20卅:紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成 果，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化己成為一門(mén)有著自身體 系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為笫一階段，這一階段稱(chēng) 為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在 第二次世界人戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電了技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合

3、的軍用技術(shù)，戰(zhàn) 后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于h發(fā)狀 態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛 和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。20世紀(jì)70年代80年代為第二階段，可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制 技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。人規(guī)模、超人規(guī)模集成電路 和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn) 入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工

4、技術(shù)也在機(jī)電一體 化屮展露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電-體化系統(tǒng)的 建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法、機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同吋, 由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，更為機(jī)電一體化技術(shù) 開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機(jī)電一體化進(jìn)-步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完 整的科學(xué)體系。我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方血研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電 一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為"863計(jì)劃”屮。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要 時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的彩響。許多

5、人專(zhuān)院 校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型金業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作,雖然取得了一 定成果，但與口木等先進(jìn)國(guó)家相比仍?xún)酉喈?dāng)差距。三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)(一) 智能化趨勢(shì)智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體 化建設(shè)者的研究h益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“儕 能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、 模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)智能，使它具冇判斷推 理、邏輯思維、白主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。機(jī)電一休化產(chǎn)品不可能具有與 人完全相同的智能。

6、但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的 部分智能。（二）模塊化趨勢(shì)模塊化是一項(xiàng)重耍而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制 和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十 分復(fù)雜但乂是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一咻的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、 圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣nj利 川標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配 和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)牛產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化 單元的企業(yè)還是對(duì)生

7、產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前 程。（三）網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工 業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都帶來(lái)了巨人的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、牛產(chǎn)連成一片，金業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也 將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)站一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。 由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備木身 就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成人勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將 各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù) 帶來(lái)的便利與快樂(lè)，因此機(jī)電一

8、體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。（四）微型化趨勢(shì)微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)，國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī) 械系統(tǒng)（mems）,泛指幾何尺寸不超過(guò)lcm的機(jī)電一體化產(chǎn)品拼向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī) 電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸 在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采川精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù),它包括光刻技 術(shù)和蝕刻技術(shù)。（五）綠色化趨勢(shì)工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。物質(zhì)豐富，生活舒適;另一方面，資源減少, 生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)垂污染。于是人們呼叮保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲 卜-應(yīng)運(yùn)而牛，綠色化是時(shí)代

9、的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的牛命過(guò)程屮，符 合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，對(duì)牛態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠 色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具冇遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污 染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。0.緒論現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極人地推動(dòng)了不同學(xué)科的交義與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技 術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電了技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè) 的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及 管理體系發(fā)生了巨人變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了 “機(jī)電一體化”為特征的發(fā) 展階段。1

10、. 機(jī)電一體化概要機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電了技術(shù), 將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā) 展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征町概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合 運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力 電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能ri標(biāo)和優(yōu) 化組織冃標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上 實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系

11、統(tǒng)工程技術(shù)。山此而產(chǎn)牛的功能系統(tǒng)，則成為 一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方而。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基 于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的 簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根木區(qū)別。 機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放人的 體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化示，其屮的微電了裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外， 還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng) 診斷耳保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅

12、是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神, 具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。2. 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段 稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電了技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的 性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié) 合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，対戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開(kāi)發(fā)從總體 上看還處于口發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的 結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法人聚推廣

13、。20世紀(jì)7080年代為第二階段，可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制 技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電-體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路 和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是: ©mechatronics 一詞首先在h本被普遍接受，人約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到 比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極人發(fā)展；各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技 術(shù)和產(chǎn)品給以很人的關(guān)注和支持。20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一-體化 進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一

14、體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電 一體化小嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化 系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。 同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化 技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形 成完整的科學(xué)體系。我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方而研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo) 小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮 了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許

15、多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu) 及一些人中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成杲，但與日木 等先進(jìn)國(guó)家和比仍有和當(dāng)差距。3. 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化是集機(jī)械、電了、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā) 展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：3.1智能化智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建 設(shè)者的研究h益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的鏗能化就是重要應(yīng)川。這里所說(shuō)的“智1能化” 是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的革礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊 數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力

16、學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)智能，使它具冇判斷推理、 邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人 完全相同的智能，是不對(duì)能的，也是不必耍的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體 化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。3.2模塊化模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，硏制和開(kāi) 發(fā)具冇標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)i分復(fù) 雜但乂是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖 像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。

17、這樣，可利 用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部 件、單元的匹配和接口。由丁利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通 過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú) 論是對(duì)主產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一休化單元的金業(yè)還是對(duì)牛產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電 體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。3.3網(wǎng)絡(luò)化20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給 科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么fi常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò) 將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化

18、新產(chǎn)品一旦研制出來(lái), 只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控 制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域 網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算 機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated叩pliance system, c1as),使人們?cè)诩依?分亨各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一休化產(chǎn)品無(wú)疑朝看網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。3.4微型化微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。 國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)

19、(mems),泛指幾何尺寸不超過(guò)lcm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并 向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、 信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化 產(chǎn)晶的加工釆用粕細(xì)加工技術(shù)，即超粋密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類(lèi)。3.5綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨人變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資 源減少，牛態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念 在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生 命過(guò)程屮，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，對(duì)

20、生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用 率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具冇遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要 是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能冋收利用。3.6系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征z就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng) 可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多了系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之 二是通信功能的人大加強(qiáng)，一般除rs232外，還有rs485、dcs人格化。未來(lái)的機(jī)電一體 化更加注重產(chǎn)品少人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一-體化產(chǎn)品的 最終使川對(duì)彖是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、悄感、人性顯得越來(lái)越重要，特別 是對(duì)家川機(jī)器

21、人，其高層境界就是人機(jī)一休化。另一層是模仿牛物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。4. 結(jié)語(yǔ)綜上所述，機(jī)電-體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)品，是社會(huì)生產(chǎn) 力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并口隨著科學(xué)技 術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越 來(lái)越光明。5參考文獻(xiàn)1.2.李建勇.機(jī)電一體化技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2004.李運(yùn)華.機(jī)電控制.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.3.高鐘毓.機(jī)電控制工程.北京:清華大學(xué)出版社，2002.4.劉助柏.知識(shí)創(chuàng)新思

22、維方法論.北京：機(jī)械工業(yè)岀版社，1999.機(jī)電一體化是機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉融合,它的發(fā) 展和進(jìn)步依賴(lài)于也促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。本文介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀, 分析了機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)電一體化是一個(gè)新興的邊緣學(xué)科，正處于發(fā)展階段，代表著機(jī)械工業(yè)技術(shù)革命的 發(fā)展方向1。-般認(rèn)為，機(jī)電一體化技術(shù)是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及其他技術(shù)和融合而構(gòu)成的一門(mén)獨(dú)立的交叉學(xué)科。美國(guó) ieee/asme曾于1996年給出了一個(gè)較為全面的定義：“我們對(duì)機(jī)電一體化初步定義為'在 工業(yè)產(chǎn)品和過(guò)程的設(shè)計(jì)和制造屮，機(jī)械工

23、程和電子與智能計(jì)算機(jī)控制的協(xié)同集成，包括以 下11個(gè)方而：（1）成型和設(shè)計(jì)；（2）系統(tǒng)集成；（3）執(zhí)行器和傳感器；（4）智能控制；（5） 機(jī)器人；（6）制造；（7）運(yùn)動(dòng)控制；（8）振動(dòng)和噪聲控制；（9）微器件和光電子系統(tǒng)；（10） 汽車(chē)系統(tǒng)；（11）其他應(yīng)用”。目前，國(guó)際上普遍采用日木機(jī)械振興協(xié)會(huì)的定義：“機(jī)電一體 化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與 電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)3”，涉及機(jī)械制造技術(shù)、電子技術(shù)、信 息處理技術(shù)、測(cè)試和傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)等多種技術(shù)。 機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展冇巨

24、大的推動(dòng)力，因此世界各國(guó)都在大力推廣機(jī)電一體化 技術(shù)。1國(guó)外機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段。第一階段（乂稱(chēng)初級(jí)階段）是20世紀(jì) 60年代以前，這一吋期人們不口覺(jué)地利用電子技術(shù)并使z得到比較廣泛的承認(rèn)。第二階段, 機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。第三階段，各國(guó)均開(kāi)始極大關(guān)注和支持機(jī)電一體化 技術(shù)和產(chǎn)品。1989年在日本東京召開(kāi)的第一屆國(guó)際先進(jìn)機(jī)電一體化學(xué)術(shù)會(huì)議，是機(jī)電一體化向 縱深發(fā)展的標(biāo)志，各國(guó)政府也開(kāi)始有計(jì)劃地推動(dòng)和發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。目前，h本 和美國(guó)在機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位。美國(guó)商務(wù)部曾發(fā)表過(guò)一份關(guān)于 li木機(jī)電一體化的研究報(bào)告，對(duì)

25、日美兩國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)研究、超前開(kāi)發(fā)與形成產(chǎn)品 等三方面進(jìn)行了比較，結(jié)論是除機(jī)器視覺(jué)與軟件外，日本的基礎(chǔ)研究與美國(guó)是可以比擬的。 當(dāng)前，他們都將智能傳感器、計(jì)算機(jī)芯片制造技術(shù)、具有觸覺(jué)和人機(jī)對(duì)話功能的人工智能工 業(yè)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)等列為高技術(shù)領(lǐng)域的重大研究課題，并投入大量資金支持發(fā)展相關(guān) 技術(shù)。20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加 工技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化的新分支。同時(shí)對(duì)機(jī)電一 體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，以及學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。人工 智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)也為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟

26、了廣闊的發(fā)展犬地因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品得以迅猛發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方而：（1）機(jī)電一體化產(chǎn)品幾乎遍及所有制造業(yè)領(lǐng)域。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)控機(jī)床占機(jī) 床總數(shù)的30%40%o工業(yè)機(jī)器人正向智能化和智能系統(tǒng)的方向發(fā)展，數(shù)量在未來(lái)i-年將以25%3（）%的 速度增長(zhǎng)。智能機(jī)器人將逐步進(jìn)入辦公、管理、娛樂(lè)、家庭等各個(gè)領(lǐng)域。（2）機(jī)電一體化從單機(jī)向整個(gè)制造業(yè)的集成化過(guò)渡。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims） 是當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì),它打破原有部門(mén)之間的界線以制造為基干來(lái)控制“物流” 和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié) 合。cims的實(shí)現(xiàn)是全局動(dòng)態(tài)的最優(yōu)綜合。（

27、3）激光技術(shù)進(jìn)入機(jī)電一體化領(lǐng)域。光機(jī)電一體化是激光技術(shù)與機(jī)械、電了技術(shù) 相結(jié)合，不僅人人擴(kuò)展了機(jī)電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域，而且使一些行業(yè)出現(xiàn)重人變革，是當(dāng)今信息 業(yè)與制造業(yè)的最住結(jié)合點(diǎn)。（4）微細(xì)加工技術(shù)為設(shè)備發(fā)展迅猛。微電子技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了大量 高新技術(shù)的興起，微細(xì)加工技術(shù)和裝備不僅支持了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且対微機(jī)械的誕生和發(fā) 展也起了決定性的作用。2國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始進(jìn)行機(jī)電-體化的研究和應(yīng)用，國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一 體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將其列為“863計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和201（）年發(fā)展綱耍時(shí)充分考慮 了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶

28、來(lái)的彩響，許多人專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu) 及一些大小型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作。雖然目前國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù) 與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距6,但隨著新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展，我國(guó)加大 了機(jī)電一體化技術(shù)的研究力度，并將其確定為國(guó)家高技術(shù)重點(diǎn)研究領(lǐng)域，給予優(yōu)先支持，并 取得了一定的成績(jī)。(1) 數(shù)控技術(shù)方面。我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī) 床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%,配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了 10%o縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近 50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來(lái)看取得了很好成績(jī)。冃前，已具有年 產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)3()0()多套、主軸與進(jìn)給裝置50

29、()()多套的生產(chǎn)能力。近十年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床 的加工精度己由10pm提高到5u m,精密級(jí)加工屮心則從35» m,提高到11.5u m,并且 超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01 p m)7o(2) 工業(yè)機(jī)器人方面。我國(guó)1986年將機(jī)器人的研究開(kāi)發(fā)列入國(guó)家科技計(jì)劃，現(xiàn)已掌握 了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)和軟件編程技術(shù)、運(yùn)動(dòng)為和軌跡規(guī)劃技術(shù)，牛產(chǎn) 了部分機(jī)器人的關(guān)鍵元器件，并進(jìn)入實(shí)用化階段，開(kāi)發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、噴漆、裝配、搬運(yùn)、 注塑、沖壓及能前后行走、爬墻、水下作業(yè)的多種機(jī)器人。冃前，國(guó)內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè) 已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化制造技術(shù)，解決了工業(yè)機(jī)器人控制

30、、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù), 機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線(工作詁) 與周邊配套設(shè)備的開(kāi)發(fā)和制備技術(shù)?，F(xiàn)在，我國(guó)從事機(jī)器人研發(fā)的單位有200多家，專(zhuān)門(mén)從 事機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的金業(yè)有50家以上，中國(guó)市場(chǎng)上總共擁有近萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，其中完全 國(guó)產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人(行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機(jī)器人企業(yè))行業(yè)集中度占30%左右。(3) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面。我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的理論和技術(shù)準(zhǔn)備,cims已經(jīng)有了 較快發(fā)展。目前，已在清華大學(xué)建成國(guó)家cims工程研究中心，在著名高校和研究單位建立了 7 個(gè)cims單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和8個(gè)cims培訓(xùn)中心9。2000年，全國(guó)已有20

31、多個(gè)省市、10多 個(gè)行業(yè)、200多家不同規(guī)模和類(lèi)型的企業(yè)通過(guò)實(shí)施cims應(yīng)用示范工程，収得了巨大的經(jīng)濟(jì)效 益。當(dāng)前,cims的進(jìn)一步試點(diǎn)推廣應(yīng)川已經(jīng)擴(kuò)展到機(jī)械、電子、航空、航犬、輕工、紡織、 冶金、石汕化工等諸多領(lǐng)域，正得到各行各業(yè)越來(lái)越多的關(guān)注和投入。3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一休化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它 的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步°縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新 技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下兒個(gè)方向發(fā)展：(1) 綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨人變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適;另一方血，資源 減少，生態(tài)環(huán)境

32、受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種 呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程 中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，対牛態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。機(jī) 電一體化產(chǎn)品的綠色化主耍是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用6。工業(yè)的發(fā)展 使得資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。綠色化成了時(shí)代的趨勢(shì)，產(chǎn)品的綠色化更成了適應(yīng) 未來(lái)發(fā)展的一大特色。如果我們把機(jī)械產(chǎn)品和制造機(jī)械產(chǎn)詁的機(jī)械裝置統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械系統(tǒng)，則機(jī)電一體化技 術(shù)的功能可歸結(jié)為：提高機(jī)械系統(tǒng)的性能，完成傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)不能完成的功能；提高機(jī)械系 統(tǒng)的智能化程度，使人

33、在更舒適的環(huán)境中工作；提髙機(jī)械系統(tǒng)的可回收性；降低機(jī)械系統(tǒng)的 原材料消耗；降低機(jī)械系統(tǒng)的能耗；降低機(jī)械系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的污染，可以看出其中至少冇3 條是和環(huán)境保護(hù)有關(guān)的。因而，進(jìn)入21世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)的使命是要能提供一種高性 能、高原料利用率、低能耗、低污染、環(huán)境舒適和可回收的智1能化機(jī)械產(chǎn)品，即提供一種能 滿足可持續(xù)性發(fā)展的綠色產(chǎn)品。(2) 智能化智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能系統(tǒng)是一個(gè) 知識(shí)處理系統(tǒng)，它包括知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取三個(gè)基木問(wèn)題，其最終的目標(biāo)是模擬人 的問(wèn)題求解、推理、學(xué)習(xí)。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中的研究口益得到重視，機(jī)器人與數(shù) 控機(jī)床的智

34、能化就是重耍應(yīng)用?！爸悄芑笔菍?duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收 人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、牛理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方 法,模擬人類(lèi)智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。 目詢(xún)，專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法，是機(jī)電一體化產(chǎn)知系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)智能化的4 種主要技術(shù)，它們各自獨(dú)立發(fā)展乂彼此相互滲透。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高,將會(huì)出 現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能制造活動(dòng)，并會(huì)對(duì)制造中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分 析、判斷、推理、構(gòu)思和決策llojo(3) 網(wǎng)絡(luò)化20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技

35、術(shù)的興起和飛速發(fā)展給 科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等人們?nèi)粘Ｉ疃紟?lái)了巨大的變革，同樣也給機(jī) 電一體化技術(shù)帶來(lái)了重大影響，例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn) 品一口研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的 各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng) 總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家川電器網(wǎng)絡(luò)化己成大勢(shì)，利川家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家川電器連接 成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computerintegratedapplianc

36、esystem,cias),使人們 在家里分享各種髙技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此機(jī)電一體化產(chǎn)站無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。(4) 微型化微型化興起于20世紀(jì)80年代末，是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。 近十余年來(lái)，微機(jī)電系統(tǒng)(microelectromechanicsystem,mems)，作為機(jī)電一體化技術(shù)的新 尖端分支而倍受重視，泛指兒何尺寸不超過(guò)lcm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。 微機(jī)電系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，發(fā)展難點(diǎn)在于微機(jī)械并不是簡(jiǎn) 單地將大尺寸的機(jī)械按比例縮小，山于結(jié)構(gòu)的微型化，在材料、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩擦特性、加工 方法、測(cè)試與定位及驅(qū)動(dòng)方式

37、等方而都產(chǎn)生了一些特殊問(wèn)題。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間， 并易于進(jìn)行精細(xì)操作，因此在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此在生 物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用 半導(dǎo)休器件制造過(guò)程小的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室屮已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。（5）模塊化機(jī)電一體化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機(jī)械、電子和軟件三大部分。模塊化技術(shù)是這三者的 共同技術(shù)。模塊化技術(shù)可以減少產(chǎn)殆的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成木，提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程 度，提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴(kuò)展性等。融合機(jī)械、電子和軟件三大部分的機(jī)電 一-體化模塊代

38、表了未來(lái)產(chǎn)品的發(fā)展方向，具有高度口主性、良好的協(xié)調(diào)性和口組織性的特點(diǎn)。 總z,模塊化設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢(shì)。隨著微處理器性能價(jià)格 比的迅速捉高和微機(jī)械電子（mems）技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機(jī)電一體化模塊將越來(lái)越多地 出現(xiàn)在市場(chǎng)上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計(jì)和制造岀各種新的機(jī)電一體化產(chǎn)殆。機(jī)電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。21 世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)將成為機(jī)械工業(yè)的主角，在各方面均可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益。機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)品，是社會(huì)牛產(chǎn)力發(fā)展到一定 階段的必然要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，以機(jī)械技 術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，機(jī)電一體 化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展機(jī)電一體化是機(jī)械、微電