1 .机电一体化系统的分类

     机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类：

　　(1)数控机械类数控机械类主要产品为数控机床、工业机器人、发动机控制系统和自动洗衣机等。其特点为执行机构是机械装置。
　　(2)电子设备类  电子设备类主要产品为电火花加工机床、线切割加工机床和激光测量仪等。其特点为执行机构是电子装置。
　　(3)机电结合类机电结合类主要产品为自动探伤机、形状识别装置和ct扫描仪、自动售货机等。其特点为执行机构是机械和电子装置的有机结合。
　　(4)电液伺服类  电液伺服类主要产品为机电一体化的伺服装置。其特点为执行机构是液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
　　(5)信息控制类信息控制类主要产品为电报机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机以及复印机、传真机等办公自动化设备。其主要特点为执行机构的动作完全由所接收的信息控制。
　　除此以外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。按产品的服务对象领域和对象，可将机电一体化产品分成工业生产类、运输包装类、储存销售类、社会服务类、家庭日常类、科研仪器类、国防武器类以及其他用途类等不同的种类。
　　2  机电一体化系统的发展
      2.1．机电一体化系统的发展状况机电一体化技术的发展状况大体上可分为3个阶段：
　　1)20世纪60年代以前为第1阶段，这一阶段称为初期阶段。在这一时期，人们自觉或不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经挤的恢复起到了积极的作用。那时的研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。
　　2)20世纪70～80年代为第2阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化技术的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①“机电一体化”一词首先在日本被普遍接受，大约到了20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的认同；②机电一体化技术和产品得到极大发展；③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，争相抢占该技术的制高点。
　　3)20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新(第3)阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行着深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了广阔的发展天地。这些研究将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
　　我国是从20世纪80年代初才开始这方面研究和应用的。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入为“863计划”中；在制定“九五”、“十五”、“十一五”规划和2010年发展纲要时都充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得一定成果，但与日本、美国、欧盟等发达国家相比仍存在有相当大的差距。
　　任何一门学科都是由基础理论、技术和工程系统组成的完整体系。机电一体化在技术和工程系统方面已有了很大发展，但在基础理论方面目前尚处在不断发展之中，还很不完善。
　　2.2．机电一体化系统的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉融合，它的发展和进步也依赖于并促进了这些相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：
　　(1)智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它真有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度微处理器使机电一体化产晶具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
　　(2)模块化模块化是一项重要而又艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新的产晶，同时也可扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突、竞争激烈，近期很难制定国际或国内这方面的统一标准，但可以通过组建一些大企业来逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。
　　(3)网络化20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(cias)，可使人们在家里充分享受各种高技术带来的便利和快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
　　(4)微型化微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外将其称为微电子机械系统(mems)，或微机电一体化系统，泛指几何尺寸不超过lcm的3次方的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
　　(5)数字化嵌入式控制系统和嵌入式软件的发展，为机电一体化系统或产品的数字　　化、智能化奠定了基础。数字化要求机电一体化产品的软件，具有高可靠性、可维护性以及自诊断能力，人机界面对用户友好、易于使用，并且可根据用户实际需要进行制定。数字化的实现有利于远程操作、诊断和修复。
　　(6)集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转。然后，再通过硬、软件将各个层次有机地联系起来，使其性能****，功能最强。
　　(7)绿色化工业的发展给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼唤保护环境资源，回归自然。
　　绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代发展的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率****。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
　　(8)人格化未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受人或动物的启发而研制出来的。

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