论述机电一体化技术在家用电器的应用与发展

候永祥

摘要：随着人们生活水平的提高以及人类对生活环境的要求，机电一体化技术在家用电器中将是未来发展的核心。家用电器会在机电一体化技术的领导下向着自动化、环保化、智能化、微型化、人性化、网络的方向发展。其产品功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

关键词：机电一体化技术;产品功能;协调与综合;家用电器

1机械一体化技术

1.1机电一体化的基本概念

将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。俗称机电一体化。机械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为一体，实现整个系统的最优化。机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件，利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能，使机械系统增加柔性。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。

机电一体化发展至今已成为一门有着自身体系的新型学科。随着科学技术的不断发展还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机电技术、微电子技术，自动控制技术，计算机技术，信息技术，传染测控技术及电力电子技术，同服驱动技术一级系统总体技术基础之上的一种高新技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各种功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低消耗的意义上实现特定功能价值。并使整个系统最优化的工程技术。机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求，他促进机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化，大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面，机电一体化是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技術、微电子技术以及其他技术的简单组合、拼凑，这是机电一体化与机械加电气所形成机械电气化在概念上地根本区别。

1.2机电一体化产品的优越性

1.2.1使用安全性和可靠性提高

机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

1.2.2生产能力和工作质量提高

机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。

1.2.3使用性能改善

机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

1.2.4机电产品的分类

在工业生产中的应用：主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。在家用电器方面的应用：很多家用电器都采用机电一体化技术，主要包括电磁炉、全自动洗衣机、电冰箱、空调、电视机等。在医疗设备中的应用：在医疗设备中应用很广泛，主要包括呼吸机、监护仪及病床呼叫系统等。

2机电一体化执行机构

空调制冷原理：空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸人的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷人蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。制热工作原理：热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝器来加热室内空气。空调器在制冷工作时，低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热而高温高压制冷剂在冷凝器内放热冷凝。热泵制热是通过电磁换向，将制冷系统的吸排气管位置对换。原来制冷工作蒸发器的室内盘管变成制热时的冷凝器，这样制冷系统在室外吸热向室内放热，实现制热的目的。

3。空调经过机电一体化技术改进后的优点

3.1.舒适度高

家用中央空调的工作原理是利用水系统换热，出风温度舒适，风大却温和，室内温度均匀，不易得空调病。

3.2.不占空间

一般的空调需要裸露在外，这就需要占用一定的空间，对于房间大小有限的房屋来说就有一定的不便。而中央空调则可以放在储藏室室等一些隐蔽的地方，不必担心制冷效果不好，因为它可以同时对好几个房间同时制冷。

3.3.噪音低

家用中央空调的主机和末端是分离开的，一般主机放在物流指定的设备区域，和生活区有一定的距离，这就使得噪音大大降低。

3_4_个性化安装

中央空调安装是一个周期性的工程，需要综合解决方案，在这之前可以在客户的要求下对安装的方案进行详细设计，以配合屋内设计。

3.5.节能省电

全程自动化运行，相对于一般空调可以省30%左右的电，户型越大，比传统空调使用费越低，适合大户型住宅安装。

3.6.长久耐用

家用中央空调的使用寿命一般在15到20年之间，是一般空调的一倍，同时出现故障的几率也比传统空调小很多，如果定期进行维护清洗，家用中央空调使用寿命可以更长。

4.我国发展“机电一体化”的对策

4.1.加强统筹安排，协调发展计划

目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车！

4.2.强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作。

结语：

迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，并以蓬勃的生机向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。