畢業(yè)論文---淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　論文題目：淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　題 目：淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　班 級：08機電三班</p><p>　　專 業(yè): 機電一體化</p><p>

2、<b>　　目錄</b></p><p>　　1．摘要--------------------------------------------------3</p><p>　　2．關鍵詞------------------------------------------------3</p><p>　　3．緒論---------------

3、-----------------------------------3</p><p>　　4．正文--------------------------------------------------4</p><p>　　4.1機電一體化概述-----------------------------------4</p><p>　　4.2機電一體化發(fā)展歷程--

4、-----------------------------5</p><p>　　4.3機電一體化應用實例-------------------------------6</p><p>　　4.4國內(nèi)外機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀-------------------------7</p><p>　　4.5國內(nèi)外機電一體化的未來發(fā)展趨勢------------------

5、-8</p><p>　　5.結(jié)束語-------------------------------------------------10</p><p>　　6.參考文獻-----------------------------------------------11</p><p>　　畢業(yè)論文成績評定表-----------------------------

6、----------12</p><p>　　淺析機電一體化技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　1.摘要：摘要機電一體化技術即結(jié)合應用機械技術和電子技術于一體,是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結(jié)果。是一門綜合計算機和信息技術、傳感檢測技術、自動控制技術、機械技術和伺服傳動技術等交叉的系統(tǒng)技術,隨著科學技術和計算機技術的快速發(fā)展,其應用范圍越來越廣,本文概述了機電一體化技術概況、發(fā)展現(xiàn)狀,并就

7、其未來發(fā)展趨勢進行探討。</p><p>　　2.關鍵詞：機電一體化 技術 現(xiàn)狀 產(chǎn)品制造 技術發(fā)展趨勢</p><p>　　3.緒論：機電一體化是新興的邊緣學科,是在科學技術急速發(fā)展的推動下,不同學科交叉滲透的結(jié)果,是面向應用的跨學科技術。其正處于新興的發(fā)展階段。其目前發(fā)展迅速,代表著機械工業(yè)技術革命的發(fā)展方向,其對現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展起著巨大的推動作用,因此世界各國都在全力推廣機電一體化

8、技術。</p><p>　　4.1機電一體化概述</p><p>　　機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。 </p><p>　　機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的

9、觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。 </p><p>　　因此，“機電一體化”涵

10、蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術有純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動

11、調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。</p><p>　　4.2 機電一體化發(fā)展歷程</p><p>　　基于機電一體化的發(fā)展歷程,大致可把機電一體化的發(fā)展大分為三個階段:萌芽階段(初級階段)、蓬勃發(fā)展階段、智能化階段。</p><p>　　(1)

12、20世紀60年代前為初級階段,也就是第一階段或萌芽階段,在這一階段,人們自然的地利用了電子技術并在應用中使之得到較廣泛的認可,技術工程師們也自覺或不自覺的把機械產(chǎn)品與電子技術相結(jié)合,以此來促進和提高機械產(chǎn)品的性能。但由于該時期電子技術發(fā)展的相對落后原因,使機械和電子的結(jié)合并沒有得到廣泛的應用和深入的發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)了的產(chǎn)品也無法得到較廣泛的推廣。</p><p>　　(2)第二階段,也可稱之為蓬勃發(fā)展階段。發(fā)展于上

13、世紀70年代到80年代。在這一時期,機電一體化技術和以及機電產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。這要得力于控制技術、計算機技術和通信技術的進一步發(fā)展,這些都為機電一體化的發(fā)展給予了技術支持也奠定了基礎。這一階段大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路和微型計算機的相繼出現(xiàn)和發(fā)展,對機電一體化的發(fā)展奠定了充分的物質(zhì)上的基礎。大約到20世紀80年代末機電一體化技術以及機電產(chǎn)品得到了極大發(fā)展,機電一體化技術在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的承認。世界都把眼光放在了對機電一體化技術和產(chǎn)

14、品的研究和進一步發(fā)展上。這為機電一體化的發(fā)展帶來了前所未有的廣泛空間和廣泛支持。</p><p>　　(3)第三階段為20世紀90年代的后期,可稱為智能化階段。這一時期機電一體化技術的發(fā)展邁入了智能化的新階段,由此進入深入發(fā)展時期。首先對機電一體化學科體系和發(fā)展趨勢,以及系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法,都進行了進一步的深入研究。其次是在機電領域采用了光學和通信技術以及微細加工技術,并出現(xiàn)了微機電一體化和光機電一體

15、化的新的分支。與此同時激光技術、信息技術、模糊技術等新技術的發(fā)展使機電一體化躍上一個新的臺階,神經(jīng)網(wǎng)絡技術、人工智能技術和光纖技術的應用也為機電一體化技術的發(fā)展開辟了新的的天地和廣闊的發(fā)展空間。</p><p>　　4.3機電一體化應用實例</p><p>　　機電一體化技術從上世紀70 年代中期開始在國外工程機械上得到應用。80 年代以微電子技術為核心的高新技術的興起,推動了工程機械制造

16、技術的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發(fā)展及其在工程機械上的應用,從根本上改變了工程機械的面貌,極大促進了產(chǎn)品性能的提高,使工程機械進入了一個全新的發(fā)展階段。</p><p>　　下面列舉兩個機電一體化應用中的兩個例子：</p><p>　?。?）電子監(jiān)控、自動報警及故障自診即對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)

17、監(jiān)控,工作中一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象,能自動報警并準確地指出故障的部位,從而改善駕駛員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設備的使用壽命。</p><p>　　（2）可以提高作業(yè)精度為保證成品料的作業(yè)精度,現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng),并使稱量過程實現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應用,使瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量有了較大的提高。采有超聲

18、波技術的自動供料系統(tǒng),使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié),進一步提高了攤鋪質(zhì)量。推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子控制,不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率,而且也減輕了操作人員的勞動強度。</p><p>　　4.4國內(nèi)外機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　(1)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。我國機電一體化研究起步較晚,開始于20世紀的80年代初,為了專門進行這方面的研究與應用,國務院組織成立

19、了機電一體化研究領導小組,并在“863計劃”中列入了該項技術研究。由于國際形勢的需要和機電一體化技術的深入影響,國家在制定 “九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時對該項技術研究給于了特別的關注。各大專院校和研究機構以及一些企業(yè)也對這一技術的發(fā)展做了許多研究性的工作,推動了該項技術的進一步發(fā)展。但即使如此,在機電領域,我國與日本等先進國家相比,也還存在一定的差距。</p><p>　　(2)國外發(fā)展現(xiàn)狀。機電一體化得以

20、深入發(fā)展的標志是1989年在日本東京召開的第一屆國際機電一體化學術會議,由此世界各國開始了加緊發(fā)展機電一體化及其產(chǎn)品的步伐,并有計劃地進行深入發(fā)展和研究。當前,在世界范圍內(nèi),在機電一體化研究和產(chǎn)品開發(fā)領域處于領先地位的是美國和日本。目前,這兩國都將智能傳感器、柔性制造系統(tǒng)、計算機芯片制造技術和具有人機對話功能和觸覺功能的人工智能機器人等列入高科技領域的重大研究項目和課題,并給予大量資金支持,以便進行相關技術和項目的研究工作。因此,在這種

21、情況下機電一體化產(chǎn)品得到了前所未有的迅猛發(fā)展,在工業(yè)發(fā)達國家機電一體化產(chǎn)品幾乎遍及了所有制造業(yè)領域。工業(yè)機器人正向智能化方向邁進,智能機器人將逐步進入社會生活各個領域。微細加工技術和激光技術得以急速發(fā)展并進入到了機電一體化領域。機電一體化正由從單機向整個制造業(yè)的集成化方向過渡。</p><p>　　4.5機電一體化的未來發(fā)展趨勢</p><p>　　機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計

22、算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：</p><p>　　(1)智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力

23、學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。未來機電一體化產(chǎn)品的“智能”特征將越來越明顯,機電一體化產(chǎn)品的智能化水平將越來越高。使它具有簡單邏輯思維、判斷推理和自主決策的能力。高速度和高性能的微處理器使機電一體化產(chǎn)品具有人的部分智能或較低級智能,此外,機電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)的層次結(jié)構,也由“從上到下”的簡單形勢變?yōu)檩^復雜的以及有多冗余度的雙向聯(lián)系。</p><p&

24、gt;　　(2)網(wǎng)絡化。在機電一體化發(fā)展的第三階段,也就是20世紀90年代,網(wǎng)絡技術的發(fā)展是這一時期計算機技術發(fā)展的突出成就。網(wǎng)絡技術的興起和快速發(fā)展給社會生活各個領域都帶來了巨大的變革。網(wǎng)絡將全世界更加緊密的聯(lián)系到了一起?；诰W(wǎng)絡的各種遠程監(jiān)控技術方蓬勃發(fā)展,遠程控制終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。在這一階段,質(zhì)量安全和功能獨特的機電一體化新產(chǎn)品一經(jīng)問世,就會快速發(fā)展于全世界并快速暢銷。因此,網(wǎng)絡化無疑是機電一體化產(chǎn)品的未來發(fā)展方向。

25、</p><p>　　(3)柔性化。即自律分配系統(tǒng)化。未來的機電一體化產(chǎn)品, 將被設計成“自律分配系統(tǒng)”?？刂坪蛨?zhí)行系統(tǒng)有較強的“柔性”,將有足夠的“冗余度”,因此,能較好地應付突發(fā)事件的發(fā)生。同時其本身具有 “自律性”,可根據(jù)自身所處的環(huán)境條件的變化作出不同反應。在機電一體化產(chǎn)品自律分配系統(tǒng)中,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務,并相互獨立工作的。因此,在這個基礎上就明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力,也就是柔性,又不會因為某一子系統(tǒng)

26、的自身故障而影響整個系統(tǒng)的運行。</p><p>　?。?）微型化。興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，

27、即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。</p><p>　?。?）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)構進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(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，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象

28、是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。</p><p>　?。?）模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重

29、要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化

30、產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。</p><p>　　(7)綠色化。工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。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)境受到嚴重污染。人們在享受物質(zhì)生活越來越豐富舒適的同時,資源也在不斷減少,生態(tài)環(huán)境受到重大破壞和嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后

31、能回收利用綠色化是指使用不污染自然生態(tài)環(huán)境,報廢后也能回收利用的機電一體化產(chǎn)品綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。所以生產(chǎn)綠色產(chǎn)品是時代發(fā)展的必然要求,其符合環(huán)境保護和人類健康的特定需要。因此,設計生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境無害、資源利用率高或?qū)Νh(huán)境危害少的綠色機電一體化產(chǎn)品,將是機電一體化產(chǎn)品

32、的未來發(fā)展方向</p><p><b>　　5.結(jié)語：</b></p><p>　　總之, 機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求，也是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯。未來,隨著科學技術的不斷發(fā)展,各種先進技術越來

33、越緊密的融合,機電一體化技術的未來發(fā)展和應用也將更加廣闊。</p><p><b>　　6.參考文獻資料：</b></p><p>　　1.李運華．機電控制． 北京：北京航空航天大學出版社，2003.</p><p>　　2.劉助柏．知識創(chuàng)新思維方法論．北京：機械工業(yè)出版社，1999.</p><p>　　3.殷際英.光