机电一体化技术的现状和发展趋势研究

庄志坚

（甘肃煤田地质局一四六队，甘肃 平凉 744000）

工业对人类文明的发展做出了重要贡献，人们的生活也是离不开工业的，不管是工业生产中使用的机械设备，还是人们日常生活中使用的家电，都是工业生产的产物，所以工业的发展决定了人们的生活水平和质量。科技的发展促进了工业技术的创新发展，使得机电一体化发展加速，机电一体化的持续健康发展将推动我国工业朝着网络化、智能化和环保化发展，能够有效推动我国经济的持续发展。

1 机电一体化技术概述

目前我国机电一体化技术已经得到了不错的成果，机电一体化技术主要包含产品和技术两部分，在研究机电一体化技术的过程中，要结合这两部分综合考虑，既要保障产品质量，也要创新技术[1]。目前机电一体化技术主要有：机械技术、信息计算机技术和传感检测技术：①机械技术是机电一体化技术的基础，通过将机械技术和机电一体化技术结合，并不断创新技术和概念，从而使得产品和技术的性能、材料和结构都有了优化，能够更好满足减小体积和重量、提高硬度和精度、优化提升性能等需求。②信息计算机技术的主要内容为信息存取、交换、运算、决策和判断，通过专家系统技术和人工智能技术来处理计算机信息。③自动控制技术的主要内容为：控制速度、定位控制、自诊断、校正、自适应、检索、再现和补偿等。目前其应用范围较广，如优化系统设计、完善现场调试和系统仿真工作等。④传感检测技术是系统的感受器官，因为传感器可以快速获取信息，能保证信息的时效性和准确性，从而实现自动调节和自动控制，有效提高机电一体化系统的质量和水平。企业在生产过程中可以合理利用这些技术，提高产品的质量，从而推动机电一体化技术的良性发展，为我国工业的发展提供可靠保障。

2 机电一体化技术现状

在过去，机电一体化技术是传统而简单的机电技术，而如今随着光纤和人工智能技术的运用，机电技术和先进的科学技术不断融合，机电一体化技术已经逐步发展成智能化、信息化的机电技术[2]。机电一体化技术的不断发展，不仅为我们的工作生活带来了便利，也为我国工业发展提供了技术保障。如：我们日常生活中使用到的电脑、电视、冰箱、空调、洗衣机等等电器，为我们的生活带来了便利，并且随着科技的发展，这些电器的功能也越来越多。工业机器人的运用也越来越广泛（图1），不管是在仓库里的运输机器人，还是医院等公共场所的自助机器人（图2），都为企业的发展带来了帮助。目前我国的机电一体化技术主要的研究方向是电子智能技术方向，并且已经取得了一些成效，随着未来科技的不断发展，相信机电一体化技术的智能化发展会取得更大的成果。机电一体化的发展历程经历了以下几个阶段。

图1 工业机器人

图2 自助机器人

2.1 萌芽发展阶段

机电一体化技术萌芽于20世纪60年代以前，这一时期电子技术有了初步发展，人们也开始着手于将电子技术的成果用来完善机械产品的性能，尤其是在二战时期，各个国家为了应对战事，将电子技术和各种机械设备结合起来，制造出了机电结合的军用设备，但是由于当时的科技水平较低，研发处于自发状态，对于技术的研究不够深入，研究范围也不广泛，所以所研发出来的产品也并不能量产。在战争结束后，一些军用技术和设备被转为民用，在一定程度上推动了经济的发展。

2.2 蓬勃发展阶段

机电一体化技术于20世纪70年代至80年代开始蓬勃发展，在这一期间各国的经济都开始迅速发展，随着经济的发展，科技发展也有了显著成果，计算机技术和通信技术都取得了一定成效，也为机电一体化的发展提供技术基础。在这一时期，还出现了大规模的集成电路和微型计算机，为机电一体化发展的物质基础也有了保障。到20世纪80年代末，机电一体化发展在全球得到了广泛传播，机电一体化技术和产品都有了进一步发展，各国对机电一体化技术也有了更多的关注。

2.3 深入发展阶段

机电一体化技术在20世纪90年代后期开始朝着智能化方向发展，机电一体化技术的发展也进入了深入发展阶段，在这一时期，机电一体化技术中融入了光学和通信技术和细微加工等技术，从而出现了光机电一体化和微机电一体化等新的技术系统，同时还对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法等方面都有了深入的研究和发展，为人工智能技术和光纤技术等领域的发展提供了技术支持，也使得机电一体化体系日渐完善。

3 机电一体化的发展趋势

3.1 智能化发展

科技发展让各行业都朝着智能化方向发展，利用科技将各种生产技术投入到机器设备中，然后设定相关程序，让设备按照企业或个人的想法进行运转，这就是智能化。在智能化发展中投入工业生产的人力资源将减少，生产的质量也能有效控制，节省了人力和时间，让企业可以分配更多人力到其他项目，优化了资源配置。而且智能化发展在我们的日常生活中也已开始广泛应用，如目前出现的扫地机器人、洗碗机、智能音箱等等，都是智能技术的产物，为人们的生活带来了极大便利。目前我国的智能化发展还在初步阶段，相信在未来会有更大的成效。

3.2 环保型发展

环保是目前全球各国发展的基本要求，众所周知地球上的资源大部分都是有限的，随着人类文明发展，自然环境受到破坏，自然资源也越来越少，想要在未来持续健康发展，就要树立环保意识，坚持环保型发展[3]。机电一体化技术在生产、设计、包装和使用过程中，都提倡降低浪费，促进资源再利用，是契合环保需求的。随着未来科技的发展，产品的设计上会更着重于保证减小污染，提高资源回收利用率，所以机电一体化技术朝着环保型发展是时代的需求，也是人类生存发展的需求，更是符合我国可持续发展方针的。

3.3 网络化发展

随着信息技术的发展，人们的生产生活发生了翻天覆地的变化，生活质量大大提高。除此之外，网络技术的发展还有效推动了各行各业的创新和进步。在这样的背景下，机电一体化产业也开始重视向网络化转变。在全球经济一体化的形式下，竞争范围从国内开始扩展到全世界，这增加了企业的竞争压力。因此为了保持自身的竞争力，促进企业持续健康的发展，就应该充分利用高新技术，进行技术变革。所以，随着时代的发展，网络信息技术在机电一体化生产中的应用将会越来越广泛。在网络化的支持下，企业可以和全世界的先进企业进行深入的交流和合作，促进自身的技术变革。此外，有了网络的支持，企业可以有效提升产品、技术推广的效率和质量。

3.4 模块化发展

目前来说，虽然机电一体化企业的数量众多，但是如果想要生产出合格标准的产品，还是存在一定的困难，并且这本身就是一项比较复杂的工作[4]。由于标准的不统一，很多时候就会出现只能调速的情况。除此之外，某些生产细节要经过一些视觉机械装置来进行处理。为了保证生产的效率和质量，推动新项目的开发，就应该着手建立健全的统一化标准，对各项部件进行统一的规定和管理，以有效实现资源的快速匹配。除此之外，进行模块化的管理还可以有效提升相关企业的生产效率，保证其经济效益，提升企业的市场竞争力。

3.5 柔性化发展

一般来说柔性化发展可以被服务产品的适应性和对客户需求的精准判断。产品的适应性可以以纺织业案例来进行解释，对于纺织业来说，纺纱机械设备是其必须的生产用具，同时这种纺纱机械设备有着比较强的适应性，能够运用于各种材质的纤维，从而使生产出来的产品质量达标。此外，纺纱设备还能够随着材质的变化而及时地进行转变。而为了实现对客户需求的精准判断，就需要相关企业对市场需求进行全面和充分的调研，再根据实际情况来改善自己的设计方案，调整施工流程，尽可能地提升设备的自动化，保证其生产性能。

3.6 生物智能发展

目前来说，生物控制的模式多种多样，运用比较广泛的包括分布式智能、反应式智能，此外，慎思式智能也是比较常见的。不过由于一些客观因素的影响，这些生物控制逻辑还是着重于对生物进行相对简单的模仿。为了促进机电一体化产品真正的实现向生物智能的转变，就要对控制系统进行更加深入的研究，以提升其控制水平。只有这样，才能有效提升机电一体化产品处理信息的效率和质量。虽然这一过程还存在着很多困难和阻碍，但确实是时代发展的趋势。

3.7 微型化发展

顾名思义，微型化发展就是让机电系统体积变得更小。因此在保证其性能的基础上，要多利用微米量级的元件。目前来说，微电子技术的发展受到了人们的广泛关注，随着这一技术的成熟，越来越多的微型电子产品也应运而生，这些高技术的产品为人们的生产生活提供了诸多的便利[5]。微型机电一体化产品有着其独特的优势，比如运转灵活，理解能力超前，因此在各行各业的运用中都变得更加广泛，扮演着越来越重要的角色。

4 结语

综上所述，机电一体化技术需要对各种科学技术进行利用和融合，以不断提升自身的技术水平和适用性。而在实际生产和运用过程中，相关人员要根据实际情况和暴露出来的问题，对这一技术不断进行完善和创新，以促进机电一体化技术的发展，充分发挥其在生产生活中的作用，为社会经济的发展和人们生活质量的提高打下坚持的基础。此外，相关企业也要重视对机电一体化技术的研究，以不断提升企业自身的竞争力，保证企业的经济效益。