机电一体化系统的创新与发展分析_阮为平.pdf

Application 创新应用108 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月摘要：阐述机电一体化的特点和构成原理，机电一体化技术的进展，探讨机电一体化系统的应用技术、产品设计及制造技术的创新，系统模块化、智能化、个性化的发展趋势。关键词：机电一体化，系统模块化，制造技术创新。中图分类号：TH-39文章编号：1000-0755(2023)06-0108-02文献引用格式：阮为平.机电一体化系统的创新与发展分析J.电子技术,2023,52(06):108-109.术、通信技术和计算机技术）、机械技术和电气技术等相结合的基础上产生的，它主要由计算机、传感器、执行器和控制器等组成。机械部分则主要由运动传动部分、减速器和连杆机构等部分组成，电气部分则包括电动机、控制器、开关等。机电一体化系统中的控制器具有接收传感器反馈的信号，并对其进行处理分析，从而控制执行机构的功能。2 机电一体化技术进入新世纪后，工业获得了迅速发展，但是，目前的工业技术还面临着许多问题。尤其是在经济全球化的趋势下，各个国家间的竞争愈演愈烈，因此我国的工业发展面临重大的挑战。机电一体化技术应用在工业制造环节，可以解决传统产业升级过程中所面临的高成本、低技术含量等问题。机电一体化技术的发展经历了不同阶段。（1）第一个阶段是机械和电子的互相组合阶段，也是机电一体化技术发展的初级阶段。此阶段并未实现机械和电子的完全融合。（2）第二个阶段是科技进步阶段，在这个阶段出现了许多不同的理论学说，机电一体化技术不断地取得进展和发展。但是，这并不意味着，它可以完全地将机械和电子融合在一起。（3）第三个阶段是智能化发展阶段，也就是目前的阶段。随着现代的科技的长足进步，工业机器人的出现并逐渐普及，对机电一体化的智能化发展产生很好的推动作用。它不仅能够使机械和电子之间的完全融合，并且还有效融合了先进的传感技术、0 引言机电一体化是机械、电子、信息及材料等多学科的交叉融合，它是以各种传感器为基础，将机械、电子和计算机技术结合在一起的综合性技术。机电一体化技术许多方面都得到了广泛的使用，为人们的生产和生活带来了诸多便利。随着科技的不断进步，机电一体化将会在综合更多新技术的基础上，不断地创新。本文讨论机电一体化的创新及发展方向，以期在社会发展中发挥更多的积极作用。1 研究背景机电一体化概述以及构成原理。（1）机电一体化概述。机电一体化是机械工程、电子工程及信息技术等学科交叉融合的产物。从本质上来看，机电一体化是一门集计算机技术、自动化控制技术等为一体的综合性学科，其主要研究内容包括了：机电一体化系统中各子系统之间的耦合作用；机电一体化系统中信息的采集、处理、传输；机电一体化系统中各子系统的功能实现以及机电一体化系统的功能拓展。从国内外研究情况来看，机电一体化已应用到了电子信息技术、自动控制技术等诸多领域中，并且取得了较大的进展和突破。随着我国经济持续增长及科学技术的不断发展，机电一体化已经成为我国制造业转型升级过程中的重要助力。（2）机电一体化系统的主要构成及原理。机电一体化是在信息技术（传感技术、信号处理技机电一体化系统的创新与发展分析阮为平（广西物资学校，广西 530007）Abstract This paper expounds the characteristics and composition principle of mechatronics,the progress of mechatronics technology,discusses the application technology of mechatronics system,the innovation of product design and manufacturing technology,and the development trend of system modularization,intelligence,and personalization.Index Terms mechatronics,system modularization,manufacturing technology innovation.Analysis on Innovation and Development of Mechatronics SystemRUAN Weiping(Guangxi Material School,Guangxi 530007,China.)作者简介：阮为平，广西物资学校，高级讲师；研究方向：职业教育、机械工程、校企合作。收稿日期：2023-03-07；修回日期：2023-06-11。Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 109信号处理技术、通信技术等，对工业化的加速发展，起到了良好的推动与促进作用。3 机电一体化技术的创新应用应用功能创新。机电一体化的应用功能始终是其核心内容。其在功能上的创新主要有两个方面：第一，针对现有的机电一体化设备，按照用户的实际需求，进行相应的功能和技术上的革新。从而实现用户对商品的使用与期望的需要；第二，就是按照市场与技术的需求与发展，对有关的机械和电子产品进行技术上的革新，将新技术带给用户。这两方面的功能创新，第一个以用户需求为基础的技术开发与创新，这种的技术创新，可以在较短的时间内完成相应的硬件与软件的升级，从而满足用户需求。它具有更低的风险和更高的经济效益；而另一种则是属于机电一体化的自身技术创新。它可以带给用户惊喜，但也有一定的风险。如果产品的功能方面得不到最终用户的认同，其创新就是失败的，但如果得到用户的认可，可能将会给技术创新者带来巨大的经济效益。外观功能创新。外观是用户对产品的第一印象，而且，用户对产品的外观，也是有很高的要求的。有了漂亮的外观设计，能使用户对产品产生更深层次的好感，刺激用户的消费和购买意愿。以此为基础，在进行机电一体化创新工作时，在设计上应更加注重产品造型的创新，基于产品的用途和性能，使外观设计与产品的性能相符，以达到更好的效果，更好地吸引顾客。结构创新。产品结构改进也是创新的一个有机组成部分。在结构部分进行创新，也是非常重要和关键的。不同机电一体化产品的结构创新虽然形式不一致，但一个产品的结构方面如果可以进行创新优化，会给产品的效率、耗能、性能以及产品的尺寸带来质的提升1。与功能性的创新相比，结构的创新更容易且稍微简单一些，不过所产生的影响却是不可小觑的。4 机电一体化系统的发展趋势模块化。不断发展的先进技术，促进了机电一体化产品种类的多样化，许多生产厂家研发和生产的机电集成产品有差异，机电产品的使用也日趋复杂化。因此，从方便用户挑选、以及研发成本的角度，提出了模块化的机电系统研发的思想。在模块化的开发过程中，根据功能的不同将一个产品分成不同的模块，各模块之间预留接口，通过接口将不同功能的模块组合在一起就是一款产品。不同产品的相同功能的模块接口最好一致，方便用户能够根据自己的实际需要，选择所需产品。当然用户也可提出订制个性化的产品。智能化。现阶段，人们已经进入了信息化的时代，机电一体化技术朝着智能化的方向发展也是一种必然的趋势。产品的设计也会由低智商向高智能转变。所以对于未来的产品研发，一定要将智能化的技术与模块化的机电产品相结合，使设备具有逻辑思考的能力，然后经过计算和分析，做出最适当的动作，更好地帮助使用者。例如人机对话，以此为依据，逐步实现了设备的智能化。但是需要注意的是，不是所有的机电都必须与智能技术相结合，要根据具体的使用条件，将机器的作用与性价比有机的结合。个性化。机电一体化技术的最终服务对象是人。所以，在研发时，一定要考虑到用户的个性化需求，根据不同的用户，强调其特色，满足并超越用户的期望。在设计中融入了人性化的思维。例如，家用机器人的未来发展趋势，就是人机一体化，将人与机电设备紧密地联系起来，优化产品的服务质量。节能化。在工业化过程中，人们意识到环境保护的重要性，并在产品的设计与研发上更注重环保和节能2。在机电一体化产品与技术的研发、使用过程中，要考虑到环保和绿色这一最基本的需求，也就是说，在研发、设计、生产、运行和销毁的全过程中，不会污染环境，也不会损害人类的健康，产品到达使用年限，在不能使用的情况下，零部件分解后还可以回收再加工后循环使用，避免不必要的资源浪费。绿色化是机电一体化产品发展的必然趋势。5 结语机电一体化技术的创新与发展需要从以下几方面入手：（1）要加强机电一体化技术的理论研究，充分认识到机电一体化技术发展中存在的问题和不足，并有针对性地采取改进措施，促进机电一体化技术的发展与进步；（2）要加大对机电一体化设备、装置以及系统的研发力度，不断加强对机电一体化应用技术、产品设计及制造技术的创新与开发力度；（3）要重视人才培养工作，加到机电一体化人才的培养与储备力度，以促进我国制造业转型升级发展。参考文献1 李圳,耿镇中,冀龙飞等.关于机电一体化技术创新发展的探讨J.科技传播,2013,5(12):63+62.2 肖娜,邸潇逸,赵琳.关于机电一体化技术创新发展的探讨J.科技创新与应用,2013(04):94.3 朱仁盛.机电一体化技术专业实施创新教育的策略J.江苏教育研究,2018(33):65-67.4 陈婧,汪小星,马盼等.南京市高新技术企业创新发展研究以电子信息和光机电一体化领域为例J.江苏科技信息,2018,35(07):1-3.5 刘娟.新环境下机电一体化的技术创新分析J.科技创新导报,2014,11(26):40.6 张新海.机电一体化技术在智能制造中的实践分析J.现代工业经济和信息化,2022,12(07):26-27.