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摘要:现在我国科学技术的发展速度越来越快，机电一体化的概念也在不断推广，其实每个机电一体化产品本身就是一个机电一体化系统，集合了电子元件和机械元件的一个符合系统，同时随着信息技术的普及，很多机电一体化产品也开始运用数据库技术。机电一体化系统融合了多种技术，来实现整个系统的最优化，给人们的使用带来便利，可以说现在机电一体化系统的概念已经拓展到了全部自动化生产设备。
关键词:机电一体化；组成原理；架构
机电一体化技术系统主要包括机械主体、传感器设备以及信息处理设备和执行机构等等，而较为高级的机电一体化系统不仅有硬件，也具备了可以实现各种硬件难以实现的功能的软件系统，这可以大大拓展设备的用途。常见的机电一体化系统包括加工车床、工业机器人等等，机械电子技术除了就可以同于设备和生产技术的改造，同时也有助于柔性系统的制造和开发，例如工厂和办公自动化等等，这些都是其在未来应用的主要发展方向。
一、机电一体化系统的技术构成
（一）自动控制技术
自动控制技术的范围是非常广泛的，在控制理论的指导之下，对系统进行设计，同时也据此开展后续的系统仿真和现场调试，而控制技术包括了高精度定位的控制和速度的控制以及系统的自诊断和补偿等等。
（二）计算机技术
计算机和信息技术在系统当中起到的作用例如信息的存取和交换以及决策、人工智能技术和神经网络技术，所以在未来，其应用也会越来越广泛，功能也会越来越丰富。
（三）机械技术
机械技术在整个机电一体化技术当中处于基础地位，机械技术其主要着眼于如何实现机电一体化技术的适应程度，满足其高新技术的应用要求，并且简化结构、减轻重量、提高设备精度和性能，以及提高相关部位的坚固性。对于机电一体化系统的制造来说，原有的机械理论仍然是非常重要的，同时借助于计算机技和人工智能系统等等就可以形成新的机械制造技术，进而形成新的机电一体化系统。
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（四）系统技术
从整体的概念组织对各种先关技术的应用，就叫系统技术，系统技术从全局的角度作为出发点，将总体进行分解，形成一个相互关联的功能单元，其中接口技术是其关键点，其可以实现将各部分都进行有效连接，保证功能的适配。
（五）传感检测技术
对机电一体化系统而言，传感检测技术是其检测器官，在可以说传感检测技术越强，那么整个系统就有越高的自动化程度。现代化的技术对于传感器的性能和精确性都有着很高的要求，其首先需要经过较为严苛的外界环境考验同时也要精准地获取相关信息，这也是机电一体化系统不断进步的保证。
（二）传动技术
传动装置的类型多种多样，现在常见的有气动、电动和液压等等传动方式，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
二、机电一体化技术的组成要素与原则
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素和职能组成要素等五大组成要素有机结合而成。机电一体化系统一般由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源这几个组成部分构成，构成机电一体化系统的组成要素其内部及相互之间都必须遵循信息控制、结构耦合、运动传递与能量转换这几个原则。下面来分别介绍一下这几个原则：
（1）信息控制：在系统中所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。
（2）接口耦合：两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。
（3）运动传递：运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。
（4）能量转换：两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。
三、机电一体化技术的研究发展方向
（一）微型化
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
（二）系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。
（三）网络化
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
（四）智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。
四、结语
经过前文总结，我们不难发现，其实机电一体化系统具有一定的综合性，需要多个部门和产业之间完成协调和配合，这样才能取得较好的应用效果。这就需要我们一方面对机电一体化技术有一个全方位的认识，还要从概念入手，总结相关技术，做好设计工作，并且对系统开发和不同技术之间融合过程中出现的问题予以重视，这样才能让开发出的机电一体化系统符合于人们的应用需求。
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论文作者:李开微
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：机电一体化论文; 系统论文; 技术论文; 要素论文; 功能论文; 机械论文; 信息论文; 《防护工程》2018年第23期论文;