机电一体化在工程中的应用.pdf
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2023-03-07
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机电一体化在工程中的应用
何谓机电一体化?机电一体化又称机械电子学，是一门跨学科的综合性高的
技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液
压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。在机械工程领域 ,由
于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一
体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发
生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶
段。
1 机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、
信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须
从以下几方面着手。
1.1 机械本体技术
械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化
技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的
变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机
电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同
时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。机械本体必须从改
善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料
为主,为了减轻质量，除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只
有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快
速响应特性,减少能量消耗,提高效率。
1.2 传感技术
传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环
节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确
地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面 ,提高可靠性与防干扰有
着直接的关系。为了避免电干扰 ,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信
息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。
1.3 信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备 (特别是微型计算机 )
的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化 ,必须提高信息处理设备的可靠
性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性 ,进而提高处理
速度,并解决抗干扰及标准化问题。
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