引論：我們?yōu)槟砹?篇機電一體化技術(shù)與運用研究范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
1.機電一體化概述
1.1機電一體化概念
機電一體化是一門典型的現(xiàn)代化交叉學科，它涉及到機械、電氣等諸多技術(shù)。它是研究將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械裝置中的一種復(fù)合化技術(shù)。就傳統(tǒng)來說，它是機械制造和電子技術(shù)的功能集成，就現(xiàn)代化來說，它是人工智能的重要手段之一，尤其是其控制和執(zhí)行機構(gòu)，因此它將扮演重要的角色。機電一體化現(xiàn)在的基本思路是智能化地集成各個行業(yè)的有效功能于一體，以滿足人工智能日益增長的需求，在實現(xiàn)方式上，現(xiàn)階段最常用的是數(shù)控機床和工業(yè)機器人，他們是衡量一個國家工業(yè)實力的標志。現(xiàn)代工業(yè)機器人需要集成感知、控制、操作等諸多方面的技術(shù)，需要很高的機電一體化技術(shù)支持，尤其對于現(xiàn)代計算機不斷信息化的局面，具體實現(xiàn)方式也是不斷更新，集成越來越智能化同時也越復(fù)雜化。
1.2機電一體化發(fā)展歷程
機電一體化于20世紀后期就已經(jīng)被提出，當時隨著電子技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)關(guān)系的不斷緊密化，人們開始研究簡單的機械電子交叉技術(shù)，從而奠定了機電一體化的基礎(chǔ)。后來在日本召開了及時屆國際機電一體化學術(shù)會議，機電一體化正式走上舞臺，從而正式拉開了其帷幕。臨近21世紀，憑借計算機信息化和電子技術(shù)的發(fā)展，機電一體化快速成長，發(fā)展為集光、電、機、通信等于一體的現(xiàn)代化技術(shù)。迅速滲透入機械制造、智能控制等技術(shù)領(lǐng)域。而近些年來，人工智能成為時代科技新寵，機電一體化又迎來新的發(fā)展機遇，尤其是以工業(yè)機器人為代表的機電一體化智能產(chǎn)品，還有智能化的機電光結(jié)合技術(shù)等。它們?yōu)闄C電一體化提出了新的要求，例如網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化等。現(xiàn)如今機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為人工智能得以實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它直接決定著人工智能是否具備可操作性，未來它可能會發(fā)揮更為重要的作用。
2.機電一體化關(guān)鍵技術(shù)
機電一體化技術(shù)主要是各個類別技術(shù)的集成，重點體現(xiàn)在機械和電子信息的結(jié)合上。關(guān)鍵有傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)，傳感器技術(shù)是現(xiàn)代機電一體化的基礎(chǔ)，其目的是為了捕捉各類信息，例如常見的視覺信息、溫度信息等，從而為控制和操作提供依據(jù)。同時它也是機電結(jié)合的及時個環(huán)節(jié)，傳感器感知機械等部件的信息然后傳輸至控制器，這就實現(xiàn)了機械和電子信息的有效結(jié)合。除此之外，重點技術(shù)在于控制，當傳感器的信息到達控制端后，電子設(shè)備根據(jù)信息做出一定的反應(yīng)，然后促使執(zhí)行機構(gòu)進行具體操作，以實現(xiàn)對機械部件的把控。而較為智能化的現(xiàn)代機電一體化技術(shù)融合了更多專業(yè)的技術(shù)功能，尤其是光學和計算機技術(shù)的交叉為其帶來了新的變革方向，光學將會是新的具有無限可能的發(fā)展領(lǐng)域。此外，以嵌入式處理器為代表的硬件設(shè)備也在發(fā)生新的變化，其代表是人工智能芯片。人們已經(jīng)開始在相關(guān)硬件中添加具備一定智能的部件以提高整個產(chǎn)品的性能，比如近幾年出現(xiàn)的手機AI芯片即是如此。總體來說，機電一體化的基礎(chǔ)是以研究如何集成機械和電子為代表的技術(shù)，而其發(fā)展方向則是智能化，其技術(shù)特點主要體現(xiàn)在這幾個方面：①數(shù)字化特點，機電一體化技術(shù)數(shù)字化特點較為顯著，正是因其具有這一特點，使其產(chǎn)品性能較好，能夠提升機械產(chǎn)品的精準度；②安全性，因為機電一體化是建立在電子控制之上的技術(shù)，因此易于完成監(jiān)控、報警、維修等較為危險的工作，這顯然會極大保護工人減少事故；即是其使用范圍寬廣的特點，因為機械和電子基本上是現(xiàn)代科技的基礎(chǔ)，因此各行各業(yè)都不可避免地接觸到機電一體化技術(shù)，它的可適應(yīng)性強，可擴展性好，前景非常光明。
3.機電一體化應(yīng)用介紹
機電一體化技術(shù)現(xiàn)如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，從傳統(tǒng)的機械工業(yè)到現(xiàn)代化的人工智能，都依賴于機電一體化設(shè)備，例如常見的機器人、手機等電子設(shè)備等。作為現(xiàn)代學科交叉最普遍的技術(shù)之一，機電一體化無論是在基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域還是在新型信息領(lǐng)域都扮演重要角色，其基本的應(yīng)用特點是普遍化和智能化，主要是現(xiàn)代計算機對整個過程進行控制從而實現(xiàn)相關(guān)目的，現(xiàn)簡單介紹兩個領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。
3.1工程機械行業(yè)
機電一體化技術(shù)本來就起源于工程機械行業(yè)，最初人們發(fā)現(xiàn)可以借助電子器件來代替人控制機械。隨著計算機的信息化，現(xiàn)代工程機械中，機電一體化產(chǎn)品集成了感知、控制、機加等功能，可以滿足機械加工過程的各項需求。傳統(tǒng)的機械加工過程基本是人來操縱機器完成的，例如手動的機床等，后出現(xiàn)了機電一體化的數(shù)控機床，它已經(jīng)可以借助電子控制實現(xiàn)部分操作的自動化，而且可以通過程序?qū)崿F(xiàn)自動加工過程。這一機電一體化的典型應(yīng)用極大改變了現(xiàn)代機械加工方式。后來出現(xiàn)了更為靈活的工業(yè)機器人，最初它被用于進行一些簡單的操作，例如搬運，后來隨著自動化程度和精度的提高，它開始被用于具體的制造（如機加、焊接等）以及大部分裝配之中，直接促進了現(xiàn)代人工智能技術(shù)的發(fā)展。它可以通過感知層模仿人類的視覺等感官功能，然后將信息傳輸至控制層，經(jīng)過內(nèi)部處理器的分析判斷做出決策，進而促使執(zhí)行機構(gòu)做出相關(guān)反應(yīng)，以實現(xiàn)加工過程。在此過程中，它極大解放了人力，并且增加了安全性。另一方面機電一體化于工程機械中還有一個重要作用，即監(jiān)控。工程機械監(jiān)控一般分為機械自我監(jiān)控以及被動監(jiān)控，主要有兩個目的，一是防止機械加工過程出現(xiàn)失誤，其次是防止施工過程出現(xiàn)人員傷亡。傳統(tǒng)監(jiān)控是人力借助一定的設(shè)備進行檢測，這種方法效率低下而且浪費時間，而機電一體化產(chǎn)品借助其信息化手段可以實現(xiàn)有效的自我監(jiān)控，而且能夠自己做出相應(yīng)的防患措施。這既保障了機械加工產(chǎn)品的性，同時又保護了工人的人身安全。
3.2汽車領(lǐng)域應(yīng)用
機電一體化技術(shù)在汽車相關(guān)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，例如在雷達測距、防抱死系統(tǒng)、變速器等方面。激光測距系統(tǒng)是現(xiàn)代化汽車的標配之一，它能夠為汽車檢查前方的障礙物，從而為汽車提供一個安全的行駛環(huán)境。當汽車前方出現(xiàn)障礙物時，機電一體化的激光測距雷達就會分析前方物體的形狀、位置、姿態(tài)等信息，并且動態(tài)跟蹤其位置，從而為汽車提供行駛判斷依據(jù)。倘若司機的操作得當，則雷達就會自動更新障礙物的實時情況，倘若司機做出了不當反應(yīng)，則盡管相關(guān)處理器判斷，汽車就會啟動自動報警系統(tǒng)以提醒司機重新做出反應(yīng)。這一整套系統(tǒng)可以有效地提供汽車行駛的安全性。設(shè)置于前輪之上的防抱死系統(tǒng)可以配合剎車，限制后輪滑動，從而提高降低駕駛危險性。具體實現(xiàn)是傳感器先探測相關(guān)信息，然后傳輸至控制端，控制器計算分析并做出反應(yīng)，從而有效調(diào)節(jié)動力結(jié)構(gòu)，避免抱死。顯然這一技術(shù)可以提高汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性。此外，汽車的自動變速器也是機電一體化的產(chǎn)品之一。它主要的功用是提高動力的傳遞效率，降低過程中的能量損耗。而且可以同時提高其穩(wěn)定性和舒適度，這對于現(xiàn)代化汽車發(fā)展有重要意義。具體工作過程如下，首先傳感器感知汽車的整體行駛情況，然后相關(guān)的電子設(shè)備將信息傳輸至處理器端，進而控制執(zhí)行機構(gòu)利用液壓裝置進行換擋等操作。隨著現(xiàn)代無人駕駛技術(shù)的發(fā)展，更為智能化的自動變速器技術(shù)也在被研制，它將會是更為智能化的機電一體化產(chǎn)品，為汽車發(fā)展提供支持。
4.機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
總體來說，機電一體化主要向著智能化、模塊化、微型化發(fā)展。首先從其功能上來說，現(xiàn)代信息化技術(shù)要求機電光結(jié)合起來，有效地輔助以人工智能完成各種復(fù)雜活動，這要求機電一體化本身不斷地智能化，具體即是在模擬人的智能中發(fā)揮作用，例如在信息感知、信號處理和分析判斷等領(lǐng)域不斷實現(xiàn)自動化，現(xiàn)代科學越來越模糊各個專業(yè)的狹隘作用，而追求不斷的集成和綜合，這也是其智能化的體現(xiàn)。另外模塊化也是當前的一個主要發(fā)展趨勢，就目前而言，機電一體化產(chǎn)品的人機交互還比較落后，各部分內(nèi)容混雜在一起，難以實現(xiàn)有效的管理和運營，這就要求機電一體化不斷綜合集成其功能模塊，實現(xiàn)較為自然的人機交互方式。微型化是現(xiàn)代智能化發(fā)展的一個普遍趨勢，除去部分重工業(yè)要求相應(yīng)的規(guī)模，當今大多數(shù)科學技術(shù)要求實現(xiàn)其體積的微型化，它不僅可以反向促進功能，而且在使用體驗上也更勝一籌。總之機電一體化將會向著智能化和自然化發(fā)展。
