機(jī)電一體化論文 (2).doc

吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 共 12 頁(yè) 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 專(zhuān)專(zhuān)科科生生畢畢業(yè)業(yè)論論文文 （設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)） 中中文文題題目目 機(jī)機(jī)電電一一體體化化技技術(shù)術(shù)現(xiàn)現(xiàn)狀狀和和發(fā)發(fā)展展趨趨勢(shì)勢(shì) 學(xué)學(xué)生生姓姓名名 朱朱洪洪波波 專(zhuān)專(zhuān)業(yè)業(yè) 機(jī)機(jī)電電一一體體化化 層層次次年年 級(jí)級(jí) 高高起起專(zhuān)專(zhuān) 學(xué)學(xué)號(hào)號(hào) 1 11 10 02 21 15 50 01 12 26 60 00 00 04 4 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師 張張世世玉玉 職職稱(chēng)稱(chēng) 助助 教教 學(xué)學(xué)習(xí)習(xí) 中中心心 長(zhǎng)長(zhǎng) 春春 商商 校校 成成績(jī)績(jī) 2012 年年 4 月月 25 日日 摘摘 要要 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 共 12 頁(yè) 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。此簡(jiǎn)述機(jī)電一體 化技術(shù)的基本情況和發(fā)展背景,綜述國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀,分 析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(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)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理 體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一 體化 ”為特征的發(fā)展階段。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化 技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì) 目目 錄錄 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 共 12 頁(yè) 機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) .4 1 機(jī)電一體化概述4 2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r5 3 國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀6 3.1 數(shù)控技術(shù)方面6 4 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)6 4.1 智能化7 4.2 模塊化7 4.3 網(wǎng)絡(luò)化7 4.4 微型化7 4.5 環(huán)?；? 4.6 系統(tǒng)化8 4.7 綠色化8 4.8 帶源化8 4.9智能化趨勢(shì).8 參考文獻(xiàn).10 致 謝11 機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,工程領(lǐng)域的 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 共 12 頁(yè) 技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(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)品結(jié)構(gòu)、 功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化” 邁入以“機(jī)電一體化 ”為特征的發(fā)展階段。 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。一般認(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)相融合而構(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 意義: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)和制造中，機(jī)械 工程和電子與智能計(jì)算機(jī)控制的協(xié)同集成，包括以下 11 個(gè)方面：（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)際上普遍采用日本機(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)，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)展有巨大的推動(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 機(jī)電一體化概述機(jī)電一體化概述 機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上 引進(jìn)電子技術(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)展至今已經(jīng)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。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng) 的觀(guān)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)及電力電子技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求,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)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(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)方面。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)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本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(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大的體系。但是, 發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還 被賦予許多新的功能,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)診斷與保護(hù)等。也就是說(shuō),機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延 伸,還是人的感官與頭腦的延伸,智能化特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上 的本質(zhì)區(qū)別。 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 12 頁(yè) 2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r 機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段:(1)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,對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢 復(fù)起到了積極的作用。那時(shí),研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(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。(2)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) 電一體化的發(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 出現(xiàn),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 一詞首先在日本被普遍接受,大約到 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)品得到了極大發(fā)展;各國(guó)均開(kāi)始對(duì) 機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。(3)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)入機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭 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),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,使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。 我國(guó)是從 20 世紀(jì) 80 年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立 了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組,并將該技術(shù)列入“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。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā) 展及應(yīng)用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比,仍有相當(dāng) 差距。 機(jī)電一體化產(chǎn)品得以迅猛發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面: （1）機(jī)電一體化產(chǎn)品幾乎遍及所有制造業(yè)領(lǐng)域機(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%。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)十年將以 25%30%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(xiàn)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。 （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、電子技術(shù)相結(jié)合,不僅大大擴(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)重大變革，是當(dāng)今信息業(yè)與制造業(yè)的最佳 結(jié)合點(diǎn)。 （4）微細(xì)加工技術(shù)與設(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) 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 12 頁(yè) 和裝備不僅支持了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且對(duì)微機(jī)械的誕生和發(fā)展也起了決定性的 作用。 3 國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀國(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)電一體化的研究和應(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 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，許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做 了大量的工作。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，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)。 3.1 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%?？v觀(guān)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)。目前, 已具有年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng) 3000 多套、主軸與進(jìn)給裝置 5000 多套的生產(chǎn)能力。近十 年來(lái),普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10m 提高到 5m,精密級(jí)加工中心則從 35m,提高到 11.5m,并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01m) 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)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù),生產(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。目前， 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、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(xiàn)（工作站）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)的企業(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。 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 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,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前,cims 的進(jìn)一步試點(diǎn)推廣應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò) 展到機(jī)械、電子、航空、航天、輕工、紡織、冶金、石油化工等諸多領(lǐng)域,正得 到各行各業(yè)越來(lái)越多的關(guān)注和投入. 4 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)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。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向 大致有以下幾個(gè)方面: 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 12 頁(yè) 4.1 智能化 智能化是 21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一 體化的研究中日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這 里所說(shuō)的“智能化”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,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,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,是不可能的,也是不必要的。 但是,高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分 智能,則是完全可能而且必要的。 4.2 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(chǎng)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)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一 體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。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)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn) 品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的,還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便于 各部件、單元的匹配。由于利益沖突,近期很難制定出國(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)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè),還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體 化產(chǎn)品的企業(yè),模塊化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。 4.3 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、教育等日常生活都帶來(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?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(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 appliance system,cias),能使人們呆在家 里就可分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng) 絡(luò)化方向發(fā)展。 4.4 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(guān)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) 1cm3 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、信息等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā) 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 共 12 頁(yè) 展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(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)兩類(lèi)。 4.5 環(huán)保化 工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)巨大變化。一方面,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)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,對(duì)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,具有遠(yuǎn)大的 發(fā)展前景。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。 4.6 系統(tǒng)化 系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總 線(xiàn)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)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控 制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)。一般除 rs232 外,還有 rs485 等智能化通信接口。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,機(jī)電一體化的 人格化有兩層含義:一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等, 顯得越來(lái)越重要,特別是對(duì)家用機(jī)器人,其高層境界就是人機(jī)一體化;另一層是模 仿生物機(jī)理,研制出各種機(jī)電一體化產(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)而研制出來(lái)的。 4.7 綠色化 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)了資 源的浪費(fèi)、生態(tài)環(huán)境的惡化等問(wèn)題。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境、回歸自然、實(shí) 現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、 低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)和可再生利用的產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)、制造等方面應(yīng)符 合環(huán)保和人類(lèi)健康的要求，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品可分解和再生利用。 4.8 帶源化 帶源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源如，太陽(yáng)能電池、燃料電池和大 容量電池。由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能，因而，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 4.9 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)重要方向，即，要求機(jī)電產(chǎn) 品具有類(lèi)似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。所謂的“智能化”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 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 12 頁(yè) 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，以求得到更高的控制目標(biāo)。 綜上所述,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)晶,是 社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然,與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù) 還有很多,并且隨著科學(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)的發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 共 12 頁(yè) 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)m.北京:科學(xué)出版社,2004. 2李運(yùn)華.機(jī)電控制m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003. 3機(jī)械設(shè)計(jì) （第 7 版）濮良玉等，高等教育出版社 4理論力學(xué) （上下冊(cè)）哈工大理力教研室編，高等教育出版社 5控制工程基礎(chǔ)張旺，北京理工大學(xué)出版社 吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育 2011 屆專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 12 頁(yè) 致致 謝謝 本論文是在我的指導(dǎo)老師張世玉老師的親切關(guān)懷與細(xì)心指導(dǎo)下完成的。從 課題的選擇到論文的最終完成，張世玉老師始終都給予了細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的 支持，并且在耐心指導(dǎo)論文之余，張世玉老師仍不忘拓展我們的文化視野，讓 我們感受到了論文的美妙與樂(lè)趣。