【摘 要】随着经济的发展和科技的进步，以及各种学科的相互渗透，机电一体化已经成为一门新兴的边缘学科。机电一体化在未来的研究和开发过程中，主要包括对计算机数控系统、计算机辅助设计和计算机集成制造系统以及机器人的研究和开发除此之外，更应该注重人机对话功能的开发。机电一体化的产品将会广泛的用于人们的日常生活中和各种工业工厂、医学以及无人码头等领域。本文主要阐述机电一体化的应用领域的现状，并对其发展趋势进行简要的分析。
【关键词】机电一体化;发展趋势
机电一体化不是机械装置与电子装置的简单组合，而是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等相融合构成的一门独立的交叉学科。其目的是增加系统的功能，提高其效率、可靠性和性价比，节省原材料和能源，降低生产成本。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机电一体化不仅仅涵盖技术，还包括产品。机电一体化产品不仅拓展了人的手与肢体，还是人感官与头脑的延伸，具有智能化的特征。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化设备。
一、机电一体化的应用领域
1.自动生产
当前机电一体化技术应用在国民经济生产和生活中具体体现为广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备。在自动机或生产线中广泛应用如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等现代电子技术与传感技术。机电一体化的应用显著提高了工业生产效率。
2.机器人
机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自60年代初问世以来，经历40年的发展已取得长足的进步。工业机器人在经历了诞生——成长——成熟期后，已成为制造业中不可少的核心装备。特种机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿人形机器人、农业机器人、服务机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明。毋庸质疑，21世纪机器人技术必将得到更大的发展，成为各国必争的知识经济至高点。机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器，机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。作为自动化、信息化的装置与设备，智能机器人同样可以融入网络世界，发挥更大的潜力，这对开辟人类新业，提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。
3.汽车电子化
近年来，电子技术有了很大的发展，深入到了人类社会的各个方面。汽车也不例外，近年来已经开始了将一些传统的机械结构转变为性能优良、技术高精的机电一体化装置。现代汽车上电子技术的应用越来越广泛，今天的汽车已经进入了电脑控制的时代。电子技术和计算机技术的发展为汽车技术性能的提高，经济性和舒适性的改善，乃至对减少汽车废气污染都创造了良好的条件。汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。
二、机电一体化的发展趋势
机电一体化交叉融合了机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科，其发展和进步与相关技术的进步与发展息息相关。
1.模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
2.数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，发展出了能越来越复杂，功能越来越强大的数控机床；而近些年来迅速崛起的计算机网络，铺平了数字化设计与制造道路，如产业火如荼的计算机集成制造。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
3.网络化
网络技术的迅速发展掀起了各行业巨大变革，同样渗透进机电一体化技术。基于网络的普及，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，如家用电器借助现场总线和局域网技术的普及逐步网络化，以计算机为中心集成家用电气系统，提升居家生活品质。因此，网络化必然是机电一体化产品未来发展方向。
4.人性化
人性化是各类产品的必然发展方向。 人始终是机电一体化产品的最终服务对象，除了完善产品性能外，赋予人的智能、情感和人性显得尤为重要，在色彩、造型等方面贴近人的主观意识，致力于与环境相协调，让使用者在使用时不仅自然舒适，甚至还可以是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
5.自源化
自源化是指机电一体化产品自身带有能源，能够做到能源自给。由于许多机电工作场合无法提供电能，因此自带动力源变得尤为重要。在能源科技迅速发展的今天，太阳能电池、生物燃料电池等技术逐渐成熟，因地制宜、科学合理地选择动力源可以极大的拓宽机电产品的使用范围。
6.绿色化
在经历了以大量消耗资源、能源为代价来取得长时间的经济飞速发展后，限于地球上有限一次性资源以及生态环境的后果，高效利用资源和能源获得绿色产品必将成为未来工业设计新方向。在设计、制造、使用和销毁时应符合环境和人类健康的要求。绿色产品是人类实现可持续发展、拥有高质量生存环境、享受健康生活的必然要求，也是未来技术经济发展的大势所趋。
7. 微型化
应微观工业发展的要求，机电一体化开始向着微型机器发展。此类系统微型传感器、执行器、集微型机构以及信号处理和控制电路，直至借口、通信和电源等于一体的微机电系统。其体积小、耗能低、操作灵活，在信息工程和生物医疗等方面具有不可比拟的优势。
8.柔性化
柔性化即自律分散系统（Autonomous Decentralized System，简称ADS）是近年来才逐渐发展起来的一个新的系统概念。它突破了原来传统集中式分布式的C/S模型，建立了全新的系统模型。在这一系统中所有的单元（子系统）都是独立平等的，各个单元都能独立完成各自的任务而不受其他单元的干预。同时各个单元之间也能协调工作来实现整个系统的运行。今后的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余”，更“灵活”，能更好地应付突发事件。
三、结语
机电一体化的产生和发展离不开科学技术的进步，而社会经济的发展又对机电一体化提供了源源不断的动力。反过来，机电一体化的发展又不断促进科学技术的进步和社会需求。机电一体化已经显示出了强大的生命力，并会一次又一次地冲击传统市场和行业，使国民经济的各个领域发生深刻的改革，对技术思想、生产方式和产业结构造成重大的影响。
参考文献：
[1]裘加杰.机电一体化的未来发展趋势探微[J].大众科学，2007，（4）：85.
[2]徐嘉元，曾家驹，主编.机械制造工艺学（含夹具设计）[M].北京：机械工业出版社，2009.
论文作者:邱剑锋
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/9
标签：机电一体化论文; 机器人论文; 技术论文; 产品论文; 单元论文; 系统论文; 机械论文; 《低碳地产》2016年7月第14期论文;