针对机电一体化设计的关键技术分析

徐树军

摘要：机电一体化是微电子技术和机械工业的有机结合，涉及到的技术内容较多，发展、更新的速度较快。机电一体化设计为满足用户需求必须将多种技术进行相互渗透，紧跟时代的发展和科技水平的进步，才能设计出性能优异的机电一体化产品，为人们的生产、生活提供便利。

关键词：机电一体化；设计；关键技术

引言

在进行机电一体化设计时，需要运用到多种技术，其中传感器用于传递外界信息，并对信息进行计测量，机械是产品的骨骼，提供动力源之后，通过计算机进行控制，用户利用执行元件进行操作。所以设计时应合理把握关键的技术，使各个部分之间环环相扣，进而才能实现一体化操作。本文首先对当前进行机电一体化产品的设计方法进行了简述，重点分析了设计当中需要使用到了关键技术。

1机电一体化设计方法

1.1开发性设计

开发性设计是指对产品和技术进行深度的挖掘和探索，通过对产品的各项性能的预期以及设计当中各种类型的要求，通过想象、计算和模拟等过程，设计出新型的机电一体化产品。这种设计对于开发人员的专业要求较高，是初次设计时所采用的正向设计方法，实现起来的难度较高，设计周期较长，创新性很强，是最原始的设计方法，也是开发新型产品的必备方法之一，设计的产品能够有效助推机电工程整体的发展。

1.2逆向设计

逆向设计通常用于产品的外观设计当中，通过扫描技术，在原有的产品的基础上进行调整和改良，对产品进行再设计。这种设计思路和正向设计的过程相反，通过模型重构设计新产品能够有效缩短设计所需的时间，提升设计效率，而且还有助于发现原始设计当中存在的不足，是开发新型的机电一体化产品时经常和正向设计合用的设计方法。

1.3变型设计

随着各类机电一体化产品的不断推陈出新，初次设计，或者说完全原创型的产品设计逐渐减少，变型设计相对更能满足实际需要。这种设计以实现功能为目的，通过关系的推理，设计的变型，以及各种类型的变型设计手段，进行大规模的产品设计、更新与定制，用更短的周期设计出性能相对稳定的新型产品。

1.4适应性设计

适应性设计和变形设计在机电产品设计中占据了绝大多数，适应性设计可以用于产品的更新换代当中，通过对原有产品的部分机械或电子部分进行革新和调整，提高机电产品的使用性能，调整在使用过程当中发现的缺点，满足当前的用户需求，提高产品的适应性和整体质量。

2机电一体化设计的关键技术

2.1信息处理技术

信息处理技术是对机电设备整体进行统筹控制的管理中枢，通常是通过计算机实现信息和数据的处理工作。在大部分的机电一体化设备当中，信息处理是模拟计算机和数字计算机共同进行的。所以无论是软件还是硬件，对于机电设备而言都非常重要，元件的好坏决定了信息处理的速度，而信息处理的速度又在很大程度上决定了设备整体的运行速度。所以在进行计算机的配置时应综合考虑到软件、硬件以及数据库等方面的因素，尝试使用当前最新的智能处理、专家处理以及一些仿生学信息处理装置，有助于提高机电一体化产品的使用性能。

2.2机械技术

机械是机电设备的骨骼，是实现机电设备各项功能的基础性技术，内部构件的形状大小、相互之间的间距，以及运转之后可能出现的问题，都是机电设备设计时需要考虑的内容。产品的大部分功能都是通过机械技术来进行实现的，虽然机械技术不具备智能型，但是对于精准度的要求较为严格，是不容出现数据错误，失之毫厘差之千里的技术类型。如今进行机械部分设计的技术已经推陈出新，设计阶段即可模拟机电设备運行时的状态，节省了模拟生产和小批量试验生产的步骤，能够更好的把握设计时的各项数据的精准度和元件设计的合理性。机械技术的推进，要求设计时应优先使用新型的制图工具，结合新型的技术材料，加工较为精细、寿命较长、适用于不同环境的元件和设备，让机械技术为机电一体化设备提供坚实的基础。

2.3自动控制技术

自动化系统和设备在当期的机电一体化产品当中占据着重要地位，自动控制技术是从理论到实践都贯穿始终的现代化技术之一。主要可以用于对设备的运行当中的故障检测，动态调整当前的设备运行状态，以及矫正、补偿、自适应和检索等方面的自动控制。自动控制技术能够减少机电设备操作时的技术含量，通过周期性的自检，及时排查设备可能出现的问题，避免设备突然停机，减少人工操作。自动控制技术通常会和上文中提到的信息处理技术一同使用，通过智能的信息处理系统，实现信息的处理和判断，并根据实际的情况进行自动控制。当前的技术能够实现的自动控制类型较多，如工业机器人、无人搬运车、自动加工设备、办公设备、制冷设备等等。不但是当前研究的热点，而且也是未来发展的方向，自动控制需要考虑到控制的实用性和即时性，为设备处理各种情况建立起相应的数据库，在经过反复的试验和调整之后，能够明显提升机电设备使用方的工作效率。

2.4检测与传感技术

检测与传感技术在机电一体化中，体现在传感器和信号检测装置的设计当中。传感器就好比人体当中收集各类感受的器官，将外部当中的信息收集之后，通过信号的发送向中央处理器，也就是信息处理系统进行传输，是实现自动控制的重要环节。检测的准确性和传感气的即时性都会对信息处理和后续工作的判断产生直接的影响，机电设备能否在不同的环境下，高效传输准确的数据，是检测与传感技术需要解决的首要问题。

上述技术的使用应当从整体的设计理念出发，为满足系统整体的目标，先将系统拆分为不同的技术组成部分，妥善处理各个部分之间的关系，把握其内在的联系，最终将分散的各个部分贯通起来，形成有机的整体。

结语

机电一体化发展的速度飞快，为用户提供了自动化、数字化、智能化的各种类型的现代产品，能够随着科技的发展而不断进步。合理把握并及时更新机电一体化设计当中所使用的关键技术，能够提高设计的实用性、创新性和有效性，设计出更令人满意的机电一体化产品。

参考文献：

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