機電一體化技術應用現狀及未來發展研究

劉立敏

摘 要 機電一體化可以說是一種綜合技術，雖然其在我國的發展時間比較短，但為我國工業發展提供了極大的助力。機電一體化的發展離不開先進技術的支撐，如，網絡信息技術、傳感技術等，而且隨著這些技術的不斷進步，機電一體化技術在我國的應用范圍也變得越發廣泛。本文認為機電一體化技術還需要繼續深入研究和發展，還需要努力向智能化、微型化、綠色化、自動化、模塊化等方向前進。

關鍵詞 機電一體化 網絡信息技術 傳感技術

中圖分類號：TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）07-0022-03

機電一體化不僅包括網絡信息技術，還包括機械、傳感、微電子等技術，可以說它是對這些技術進行有機結合后形成的一種技術。該技術不僅可以增強機械主要功能，信息、控制等功能也能得到提升。機電一體化技術的應用能夠對工業生產效率的發展提供極大的助力，對于工業生產質量的提升也能起到促進作用。對機電一體化發展過程進行分析可以發現，機電一體化技術還在不斷完善，未來其勢必會取得更好的應用前景。

1 機電一體化技術的定義和內容分析

1.1 機電一體化技術的定義

機電一體化技術簡單來講就是機械技術和電子技術的組合，但當前該技術中融入了很多新技術，如信息技術、微電子技術等，這使得該技術呈現出一些新特征，通過這些新技術對機電一體化各模塊的改進既讓各模塊實現了獨立運轉，還讓機電一體化系統實現了能耗的降低和功能的拓展。

1.2 機電一體化技術的內容分析

機電一體化技術屬于一種綜合性技術，其中每一項技術的發展都會對該技術造成極為重要的影響，所以需要對機電一體化技術包含的各項主要技術進行分析。

1.機械技術。該技術是機電一體化技術的基礎，要想確保兩者的有效結合，獲得更加合理的整體結構，實現性能的進一步發展，就要對機械技術進行不斷完善，而且還可以促使生產精度得到增強，生產質量也能得到發展。[1]當前很多企業都會應用網絡信息化技術對該技術進行完善，還會利用專家系統對其應用效果進行提升，利用智能控制技術提高其智能化水平。

2.網絡信息技術。該技術在機電一體化技術當中的主要作用就是收集各項數據信息以及進行信息交換、分析，同時還要負責對分析結果做出反饋。此外，借助智能控制技術還可以增強對機電一體化技術的控制，還可以配合專家系統共同發揮控制作用，而且在這兩種工具的幫助下還可以實現建立包含大量檔案信息數據庫的目的，還可以將一些比較常用的操作存儲為網絡記憶，這樣信息處理效率自然就會變得更高。

3.智能控制技術。該技術在機電一體化系統當中占據重要地位，其還是機電一體化技術未來發展的主要方向。該技術不僅可以應用到機電一體化系統設計當中，還可以應用到矯正檢修當中，在其加持下，系統設計將會變得更具合理性，對于該系統的控制也會變得更加準確。

4.傳感技術。該技術對于機電一體化技術實現智能化發展發揮著重要作用，其可以說是一種感受器，可以對搜集到的數據進行傳輸，然后由智能控制技術控制相關設備進行操作。該技術的功能能夠對控制精確度產生直接影響，而且該技術還可以為機電一體化設備在特殊環境中的順暢運行提供保障。

2 機電一體化技術的應用優勢

2.1 使用性能比較好

相比傳統機電產品而言，機電一體化產品操作起來更加方便，因為其一般都是使用的計算機程序控制，還具備數字顯示功能，而且沒有太多操作按鈕，手柄數量也不太多。另外，機電一體化產品是多種技術和功能的結合體現，相比以往的機電產品不僅具有更強大的功能，對于各種場合和領域也能很好地適應，能夠有效地滿足用戶的各種要求。

2.2 安全性比較高

機電一體化產品具有自動監視、報警功能，還具備自動保護和診斷功能，顯然其功能更加多樣。而且在實際運行過程中，機電一體化產品還可以針對各種電力故障自動采取相應的保護策略，這樣就可以有效防范設備事故的發生，工作人員的生命安全也能得到保障，設備使用也會變得更加安全。

2.3 生產能力比較高

機電一體化產品無論是針對范圍，還是精度、反應靈敏性等相比傳統機電產品都有了大幅度發展，其檢測水平也有很大提升，這主要是因為其實現了信息自動控制，還具備信息自動處理功能。此外，在自動控制系統的控制下，機械完全可以按照設定好的程序進行操作，這樣工作質量和工作效率都能得到保障。

3 機電一體化技術的應用現狀

最近幾年，機電一體化技術的應用范圍變得越發廣，如，一些家電生產當中也應用了機電一體化技術，而且該技術的重要性也變得越發凸顯。[2]但是因為我國對該技術的研究起步比較晚，對于該技術的應用還需要根據社會實際情況進行相應的調整。當前我國機電一體化技術主要應用在智能機器人生產、電力以及數控加工當中，當然其他領域也有應用，這里就不詳細介紹了，下面就對機電一體化技術在這三方面的應用進行簡單介紹：

3.1 在智能機器人生產中的應用

最近幾年，智能機器人越發受到人們的關注，社會上的智能機器人類型也在不斷增加，其不僅在信息識別分析方面具有優勢，還可以完成一些具有比較高難度的工作，其的出現和應用可以說對社會經濟發展都是有好處的。而生產智能機器人需要機電一體化技術的幫助，該技術可以通過編程軟件輸入程序，還具備收集數據、分析數據的功能，所以可以對當前設備狀態進行分析、辨別，同時可以將數據分析結果傳遞給控制系統，由控制系統指揮機械進行操作。[3]在科學技術不斷發展的影響下，機電一體化技術也得到了一定發展，主要體現在具備了一定程度的思考、探究和學習能力，對于人工的依賴性有所降低，這正是智能機器人可以根據指令自動完成工作的主要原因，是智能機器人的基礎所在。因為智能機器人制造技術水平還不太高，再加上生產成本比較高，所以當前應用智能機器人的企業還比較少，但在未來智能機器人勢必會得到更廣泛的運用，其會成為推動人類社會發展的重要力量。

3.2 在電力領域的應用

電力系統運行不僅需要繼電保護裝置的保護，還需要發電機保護、重合閘等裝置的保護，而這些保護裝置能夠平穩運行需要特殊技術的支持，也就是機電一體化技術。機電一體化設備都配有能夠對所處環境進行識別的感應裝備，而且該裝備一般還具有自動監督和報警等功能，也就是說如果在工作當中遇到問題就可以自動識別和診斷，還可以采取相應的應對措施解決問題，使得電網可以恢復順暢運行，是確保電力系統平穩、順暢運轉的重要保障。

3.3 在數控加工當中的應用

機電一體化技術在數控加工當中的應用可以借助前期編程將加工操作轉換為信息數據，這樣機械就可以在控制信息的作用下進行操作。在數據分析的幫助下，工作人員對于數控加工流程的了解將會變得更加全面，還可以對數控設備各項參數進行更好的調整，這樣零件加工質量就可以得到保障，零件加工準確度也能得到發展。從某種角度來講，機電一體化技術就是綜合多種技術構建的一個能夠替代人工操作的機器大腦，其不僅可以降低零件加工失誤概率，加工精度和效率也能得到增強，而且加工質量也比較高。最近幾年來，通過相關科研人員的不斷奮斗，我國一些數控機床產品已經超越了國際通用標準，達到了世界先進水平，而且這也說明了機電一體化技術在這方面的重要作用。

4 機電一體化技術未來發展趨勢

雖然最近幾年來我國機電一體化技術有了不錯的發展，但因為該技術在我國起步比較晚，所以在很多方面都存在不足，未來該技術勢必還要繼續發展和完善。對于機電一體化技術我國在這方面投入了大量的時間精力和金錢，還將一些機電一體化項目當做重點研究項目對待。對該技術進行深入研究可以發現，該技術需要朝著如下方向前進：

4.1 智能化發展趨勢

未來機電一體化技術應努力做到自主思考、分析、辨別和決策，也就是要具備多功能智能化，做到更加接近人腦功能，這也是該技術未來發展主要趨勢，這樣既可以讓技術精度得到增強，生產效率也會變得更高，同時還可以縮減人力和時間成本。[4]例如，可以在數控加工過程中加入人機互動功能。在人工智能技術不斷發展的影響下，機電一體化系統設計者也需要積極應用更為先進的智能技術，從而推動該技術變得更具智能性。

4.2 網絡化發展趨勢

網絡技術是人類歷史中非常偉大的成就之一，該技術的出現和應用不僅給很多行業的發展和改革提供了助力，還讓人們的生活變得更加便捷。全球經濟也因其建立了密切關系，當然企業之間的競爭也因此變得更加白熱化。將該技術應用到機電一體化當中不僅可以讓其實現遠程操作，還可以讓操作變得更加方便。所以，在今后的時間里，相關人員需要繼續研究在機電一體化當中對該技術進行更充分應用的策略，也就是要推動其進一步朝著網絡化方向前進，以便可以讓機電一體化產品變得更具高效性和安全性。

4.3 微型化發展趨勢

所謂微型化，簡單來講就是指體積比較小的物體，未來機電一體化發展也需要朝著這個方向前進。當前很多智能機器設備都在積極地對設備體積進行縮減，或是減小設備尺寸，例如，計算機體積就在不斷縮減，已經出現了微型計算機，而機電一體技術和其有著密切關聯，所以機電一體化設計人員也要積極尋找縮減設備體積和尺寸的方法，以便可以推動其朝著微型化方向不斷發展。

4.4 模塊化發展趨勢

在科技水平不斷發展的帶動下，機電一體化產品也有了一定改進，對于機械接口的要求也變得越來越高，對于產品可裝配性的要求也有了一定提升。[5]為了讓個產品在應用過程中不會出現不相容的情況，就需要按照新標準設置信息接口，所以需要大力朝著模塊化方向前進，這樣各產品才能實現有效對接，新產品的開發也會變得更高效。

4.5 綠色化發展趨勢

工業技術的不斷發展讓人們的生產生活都變得更加便捷，但也給生態環境造成了嚴重影響，最近幾年來，環境污染問題越發凸顯，其已經成為影響經濟發展的重要因素之一。在此情形下，人們對于保護生態環境和自然資源變得越發重視，并因此產生了綠色產品概念，社會經濟發展對此也越發重視。一些工業企業為此將大量資金和人力物力投入到研發機電一體化綠色環保產品當中，力求可以研發出不會對生態環境造成破壞、不會對人類健康造成危害且可以充分利用各項資源的機電一體化產品。由此可以說明，綠色化也是未來機電一體化技術重要發展趨勢之一。

4.6 人性化發展趨勢

機電一體化技術是要為人們服務的，是要供人們使用的，所以對機電一體化系統進行設計時一定要遵循以人為本原則，可以在其中添加一些人類情感智能功能，這樣才能讓服務變得更具人性化。對于機電一體化而言，不僅要對其功能進行進一步優化，還要對其識別周邊環境、判斷人類情感的能力進行增強，這樣既可以讓人機交互性得到發展，還可以讓人們享受到更高質量的服務。例如，家用機器人一直在追求實現人性化服務。

4.7 光機電一體化發展趨勢

光機電一體化技術其實就是對多種技術進行交叉融合后產生的一種技術，將該技術應用到機電一體化系統當中，能夠為機電一體化發展提供極大的助力，還可以讓系統變得更加簡單，還可以改變原有續航方式，同時能夠利用光學傳感器實現數據搜集和傳輸，系統體積也能變得更小，這樣機電一體化系統就可以更好地適應各種特殊環境。

4.8 自動化發展趨勢

機電一體化技術除了要朝著以上幾方面進行發展之外，還要積極朝著自動化方向前進。要想讓機電一體化技術應用范圍更廣，就要對其自動操作程序進行進一步完善。當前機電一體化系統還離不開人工，還需要人工編寫程序，還需要人工控制機械開關，如果可以實現自動化操作，就不再需要人工編寫程序，這正是研究人員的研究方向。另外，等到自動操作程序完成后，機電一體化體系也會變得更加完整。對當前機電一體化技術進行分析可以發現，未來其會具備更具智能化的程序，操作人員只需要根據要求進行組合即可，靈活性將會得到大幅度增強。

5 結語

綜上所述，機電一體化技術屬于多種技術有效結合后形成的綜合型技術，其當前已經在很多領域實現了有效運用，也取得了不錯的成效，但為了更好地適應時代發展，也為了對生產力進行進一步發展，還需要對其進行完善和優化，其需要努力朝著智能化、微型化、綠色化、自動化、模塊化等方向前進，以便可以促使該技術發揮出更大的作用，為國家經濟發展和綜合實力增強提供更大的助力。

參考文獻：

[1] 韓彩霞.機電一體化技術的研究及其應用[J].河北農機，2021（10）：61-62.

[2] 陳明君.機電一體化技術在礦山機械中的應用[J].礦業裝備，2021（05）：264-265.

[3] 陸琦.機電一體化技術在工程機械設備中的應用[J].河北農機，2021（09）：89-90.

[4] 陳金鳳.機電一體化技術發展狀況的研究分析[J].農機使用與維修，2021（09）：31-32.

[5] 莊志堅.機電一體化技術的現狀和發展趨勢研究[J].中國金屬通報，2021（07）：65-66.