機電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向

摘要：在當前的經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)下，我國的很多領域都開始使用機電一體化技術，例如機器生產(chǎn)、制造、數(shù)控機床、工程建設等都出現(xiàn)了機電一體化技術。在此基礎上，結(jié)合機電一體化技術的應用和發(fā)展趨勢進行了本研究。關鍵詞：機電一體化技術；應用；發(fā)展趨勢計算機和網(wǎng)絡信息技術在機電一體化技術中的廣泛應用是機電一體化行業(yè)的一項重大技術創(chuàng)新。機電一體化是指通過各種互聯(lián)網(wǎng)新技術的綜合應用和融合，逐步發(fā)展壯大機電一體化。這一創(chuàng)新不僅大大提高了機電一體化的生產(chǎn)效率，而且提高了機電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，大大減少了原材料等資源的消耗，同時也降低了能源消耗，大大降低了機械行業(yè)的成本,在市場上占有較大的份額。隨著各種技術的不斷同步發(fā)展，機電一體化技術自身也得到了提升，數(shù)控機床、機器人、計算機集成制造系統(tǒng)等相關領域不斷拓展。一、機電一體化技術隨著微電子和計算機技術的蓬勃發(fā)展，機電技術也取得了長足的進步，機械工程迎來了一個新的發(fā)展階段：從機器電氣化向機電一體化的轉(zhuǎn)變。在機電一體化信息采集系統(tǒng)中，傳感器技術應得到廣泛應用，其影響著機電一體化系統(tǒng)的信息處理速度和決策控制質(zhì)量。從全球范圍來看，機電一體化技術是人工智能快速發(fā)展的重要技術支撐。人工智能技術在機械領域的運用，可以大大提高生產(chǎn)過程的故障分析和診斷能力，有效控制企業(yè)的運營成本。目前，機電一體化技術在工程機械領域的應用最為廣泛，機電一體化的應用可為建設項目的合理性提供重要依據(jù)。計算機技術會不斷進步，所以在工程機械的發(fā)展中，利用電子技術來控制機器肯定會成為發(fā)展的主流，在電氣集成技術的使用領域已經(jīng)證明了很多事實。建筑機械有很多優(yōu)點。主要是可以顯著降低生產(chǎn)資源消耗，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，保證施工質(zhì)量，準確預測和分析潛在的生產(chǎn)風險和事故。機電一體化技術雖然為人所知時間不長，但它的發(fā)展歷史非常悠久，自1971年首次提出以來，已被應用于各個領域。起到如此重要作用的是，這項技術具有廣泛的應用和突出的技術優(yōu)勢。值得一提的是，鑒于目前的市場發(fā)展，幾乎所有企業(yè)都在自覺地開始使用機電一體化技術，取得重大的技術突破，這也是經(jīng)濟發(fā)展的必然。二、機電一體化創(chuàng)新目前，市場的主要目標是用戶，企業(yè)始終把用戶放在第一位。企業(yè)要增強市場競爭力，就必須盡可能滿足用戶的個性化需求，不斷開發(fā)新產(chǎn)品。因此，在機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)過程中，必須兼顧市場需求，對產(chǎn)品創(chuàng)新的各個環(huán)節(jié)進行深入探索。（一）產(chǎn)品結(jié)構創(chuàng)新說到機電一體化產(chǎn)品設計，產(chǎn)品結(jié)構創(chuàng)新是關鍵，它體現(xiàn)在很多方面，比如動力裝置、物理和機械結(jié)構等等。它的主要目的是真正實現(xiàn)兩個目標。一是產(chǎn)品結(jié)構。二是層次的豐富性。（二）產(chǎn)品外觀創(chuàng)新當前，在生活質(zhì)量不斷提高的背景下，人們對審美的要求越來越嚴格，吸引顧客的手段還包括產(chǎn)品的外觀。因此，在未來機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)和設計中，不僅要優(yōu)先考慮產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品性能，還要對產(chǎn)品的外觀和造型進行不斷的創(chuàng)新以確保產(chǎn)品的外觀令人滿意。最大化客戶需求機電一體化產(chǎn)品無論是質(zhì)量創(chuàng)新還是外觀創(chuàng)新都非常重要。（三）產(chǎn)品材料的創(chuàng)新產(chǎn)品材料創(chuàng)新是機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新中不可或缺的環(huán)節(jié)，要從根本上實現(xiàn)產(chǎn)品材料創(chuàng)新，必須具備以下條件：其次，在創(chuàng)新過程中能夠真正滿足人們的需求比如選用的材料應該具有重量輕、體積小的特點。（四）產(chǎn)品功能創(chuàng)新未來，在機電一體化技術不斷發(fā)展的背景下，產(chǎn)品的功能會越來越多，即使是單一的產(chǎn)品也可以具有多樣化的功能，也能滿足客戶的實際需求。此外，國家大力支持產(chǎn)品功能創(chuàng)新，公司投入資金不多，但利潤可觀，企業(yè)實現(xiàn)智能化生產(chǎn)的目標，提高市場占有率非常容易。（五）傳感創(chuàng)新傳感器是典型的機電一體化產(chǎn)品。探索新的傳感原理和敏感元件等，對創(chuàng)新機電一體化產(chǎn)品具有重要作用。對于一些機電一體化產(chǎn)品來說，開發(fā)專用傳感器無疑是企業(yè)制造高品質(zhì)機電一體化產(chǎn)品的前提。而先進傳感器的合理使用和機電一體化新產(chǎn)品的研發(fā)，對促進企業(yè)發(fā)展非常有利。（六）控制創(chuàng)新機電一體化產(chǎn)品是否具有強大的性能直接取決于控制系統(tǒng)，如執(zhí)行器的位移速度等。隨著微電子技術的飛速發(fā)展和多功能微處理器的不斷創(chuàng)新，越來越多的現(xiàn)代控制策略被應用到機電一體化產(chǎn)品中，包括神經(jīng)網(wǎng)絡控制和模糊控制等?，F(xiàn)階段，大多數(shù)機電一體化產(chǎn)品的智能化水平較低。具有自學習功能、控制功能和狀態(tài)監(jiān)測功能的機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)具有廣闊的發(fā)展前景，能夠在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟，也是機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的主要途徑。三、機電一體化發(fā)展方向眾所周知，機電一體化是機械領域、電子領域、計算機領域等各個領域的融合，其發(fā)展離不開相關技術的發(fā)展。因此，機電一體化未來的發(fā)展方向應以智能化、模塊化為主。（一）智能人類社會的發(fā)展，往往體現(xiàn)在人腦的智能上。機電一體化的發(fā)展還主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的智能化，所以發(fā)展方向是基于智能化。如何讓機電一體化產(chǎn)品更智能，具備邏輯推理能力、邏輯思維能力等多種人類能力。然而，機電一體化產(chǎn)品要完全具備人類智能是不現(xiàn)實的。就各種機電一體化產(chǎn)品而言，是沒有必要的。因此不僅要重視高智能或多智能，還要充分考慮產(chǎn)品、產(chǎn)品使用案例等各個方面。在這個階段，強大而快速的微處理器給機電一體化產(chǎn)品帶來了一點人類智能。（二）模塊化模塊化工程不僅困難，而且很重要。由于機電一體化產(chǎn)品種類繁多，制造商眾多，開發(fā)具有電源接口和標準機械接口的機電一體化產(chǎn)品單元相當復雜，但很有前景。示例：研究和開發(fā)集成電機和減速的動力單元、具有視覺功能的控制單元、圖像處理功能、識別功能以及能夠執(zhí)行各種代表性任務的機械設備。這樣，充分利用標準單元，可以在較短的時間內(nèi)研制成功新產(chǎn)品，進一步擴大生產(chǎn)規(guī)模這就需要合理制定各部門不同的標準，各部門要匹配和對接，從電氣產(chǎn)品系列化標準化來看，模塊化應該會促進機電一體化企業(yè)的快速發(fā)展。（三）網(wǎng)絡化上世紀末計算機技術最重要的成就是網(wǎng)絡技術。隨著網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，推動了工業(yè)生產(chǎn)、政治、教育、軍隊等社會各個領域的改革和發(fā)展。不同的網(wǎng)絡連接著全球不同國家的生產(chǎn)經(jīng)濟，不同企業(yè)之間的競爭更加全球化。只要開發(fā)出功能完善、品質(zhì)優(yōu)良的機電一體化新產(chǎn)品，一定能迅速暢銷國內(nèi)外。由于網(wǎng)絡的廣泛普及，許多基于網(wǎng)絡的遠程控制和監(jiān)控技術正在迅速發(fā)展，而負責遠程控制的終端設備是機電一體化產(chǎn)品。并且隨著現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，家電的發(fā)展趨勢將以網(wǎng)絡化為主，各類家電將通過家庭網(wǎng)絡連接到計算機集成家電系統(tǒng)，使人們可以享受家中的技術，帶來便利的技術。因此，未來機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向還包括網(wǎng)絡化。（四）綠色化工業(yè)的繁榮發(fā)展給人們的生活方式帶來了巨大的變化，尤其是物質(zhì)生活條件大大改善，使生活更加舒適。二是資源減少，污染生態(tài)和自然環(huán)境。因此，人們十分關注和倡導環(huán)境保護。在此背景下，綠色產(chǎn)品的概念應運而生，時代的方向?qū)⒁跃G色為主。綠色產(chǎn)品的所有環(huán)節(jié)都符合環(huán)境保護和人類健康的要求，不嚴重污染生態(tài)自然環(huán)境，充分利用資源，這里所說的環(huán)節(jié)主要包括設計環(huán)節(jié)、制造環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)。設計環(huán)保機電產(chǎn)品留下了很大的發(fā)展空間。具體來說，機電產(chǎn)品的綠色化是指在實際使用過程中不污染生態(tài)和自然環(huán)境，產(chǎn)品即使不用，也不會成為機電廢棄物，可以回收利用，因此有必要改革現(xiàn)有的機電一體化技術，積極倡導綠色生產(chǎn)。將綠色生態(tài)理念融入工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)機電一體化技術綠色生態(tài)理念發(fā)展趨勢的目標。結(jié)語總而言之，機電一體化技術的不斷發(fā)展，加速了機電一體化產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中的創(chuàng)新和發(fā)展，為未來機電一體化的發(fā)展提供了許多新的機遇。企業(yè)必須與時俱進，充分滿足人們生活生產(chǎn)的需要，保持一定的市場份額，不斷創(chuàng)新現(xiàn)有技術將這些技術所包含的各個領域結(jié)合起來，促進機電一體化技術創(chuàng)新發(fā)展。參考文獻：劉若蘭?機電一體化技術的發(fā)展與應用分析J].科學技術創(chuàng)新,2020(05):149-150.丁家輝.機電一體化的應用方向和發(fā)展趨勢探討[J].科學技術創(chuàng)