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編者按:本論文主要從機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展等進行講述。主要包括了全息系統(tǒng)化、微型機電化、光機電一體化、產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化、產(chǎn)品綠色化、“生物——軟件”化、全息系統(tǒng)化也即智能化、光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢、未來的機電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系等。具體材料請詳見:
摘要:機電一體化技術(shù)是集計算機、機械、電子、信息、光學(xué)、控制等多學(xué)科的交叉綜合的一項技術(shù),其未來的進步和發(fā)展依賴并促進相關(guān)技術(shù)的進步和發(fā)展。本文針對機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展進行簡要探索。
關(guān)鍵詞:智能機電一體化綠色
1概述
機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎(chǔ)上引進微電子技術(shù),并且將機械設(shè)備和電子設(shè)備用軟件有機結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱,因此,“機電一體化技術(shù)”是機械、微電子和信息三項技術(shù)相互融合、交叉的產(chǎn)物,是機械技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,微處理器、微型機在各個技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,對各個領(lǐng)域的發(fā)展起了很大的推動作用,正因電子技術(shù)的快速發(fā)展,進而帶動了機電一體化技術(shù)的發(fā)展,科技的進步更是依賴于其發(fā)展,因此其未來的發(fā)展對科技的進步起著至關(guān)重要的作用。
2機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展
2.1全息系統(tǒng)化全息系統(tǒng)化也即智能化,是對機器的行為描述,即在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運籌學(xué)、混沌動力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計思想,從而模擬人類的思維能力,使它如同人一樣具有思維、意識等能力,以便達到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展,機電一體化產(chǎn)品智能特征也越來越明顯,智能化水平也是日趨上升,新世紀(jì)機電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展,人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視,其中機器人與數(shù)控機床的智能結(jié)合就是一項重要應(yīng)用。當(dāng)然,要使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的,也沒有這個必要,但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品具有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
2.2微型機電化在實驗室中,目前,通過半導(dǎo)體蝕刻技術(shù),已經(jīng)制造出亞微米級的機械元件,如果這一成果應(yīng)用于實際產(chǎn)品時,那么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機械部分了,這時就完全的實現(xiàn)機械和電子的“融合”,這樣CPU、機體、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)就可以集成在一起,而且體積小,同時組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的一個重要的前進方向,更是機電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機器的發(fā)展趨勢,在國外,人們稱其為微電子機械系統(tǒng),也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,一并向微米級、納米級發(fā)展,正因為微機電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運動靈活,在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢。
2.3光機電一體化光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢,因為機電一體化系統(tǒng)是由機械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的,因此,在機電一體化技術(shù)中引進光學(xué)技術(shù),充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點,有效地改進機電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
2.4產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展,同時給日常生活都帶來了全新的面貌,全球生產(chǎn)、經(jīng)濟被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片,企業(yè)間的競爭也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化,一旦研制出機電一體化新產(chǎn)品,只要其質(zhì)量有保證,功能可靠,必然會暢銷全球。因為有了網(wǎng)絡(luò)的普及,那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾,然而遠程控制的終端設(shè)備就是機電一體化產(chǎn)品,因此,機電一體化產(chǎn)品也必然會朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。21寫作秘書網(wǎng)
2.5產(chǎn)品綠色化隨著工業(yè)的發(fā)達,人們的生活也發(fā)生了巨大的變化:①物質(zhì)需求豐富,生活舒適;②可用資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因為這些現(xiàn)象的出現(xiàn),人們開始呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然,那么此時,綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運而生,這是一個時代的綠色化趨勢,在這里,機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指:使用時不破壞生態(tài)環(huán)境,報廢后還能回收利用。因此,機電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中,應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境盡可能的無害或危害極少,資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性,設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高,但其具有遠大的發(fā)展空間。2.6“生物——軟件”化未來的機電一體化技術(shù)發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,即機電一體化的人格化,其有兩層含義:①機電一體化產(chǎn)品的使用對象是人,怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產(chǎn)品顯得越來越重要,尤其是家用機器人,其最高境界就是人機一體化;②模仿生物機理,研制出各種機電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展,機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大,很多時候類似于活的生物:當(dāng)大腦停止工作時,生物便死亡,而大腦工作時,生物就充滿活力,即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前,在仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu),可為機電一體化產(chǎn)品提供新型的機體,但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題,這一研究領(lǐng)域被稱之為“生物——軟件”或者說“生物系統(tǒng)”,而生物的特點正是“肌體(硬件)——大腦(軟件)”一體,不可分割。機電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好,但是目前的技術(shù)與理論還是有很大的差距,因此,還需要更加倍的努力。
3結(jié)束語
通過本文的論述可見,機電一體化的出現(xiàn)不是隨機出現(xiàn)的,而是一個時代的產(chǎn)物,文中敘述的這些發(fā)展方向是科技發(fā)展到一定階段的必然要求,更是一個必然結(jié)果。目前,因為科學(xué)技術(shù)的限制,其與一些相關(guān)技術(shù)的互融程度還是不是太明顯,但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢必將越來越明顯,因為它既是多項科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,又極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,其發(fā)展前景也將越來越光明,這必然會給世界帶來更大的技術(shù)力量。