机电一体化

机电一体化（mechanicalelectrical integration）指在机械的主要功能中使用电子元件作为传感器、信息和控制单元，以及通过机械设备和电子装置与相关软件的结合而产生的技术或系统的总称。它于1971年在日本期刊副刊中首次提出，此后经历了长期的发展和演变。机电一体化技术和产品全面、系统性、结构简单，精度高，并逐渐向智能化发展、模块化、网络化和小型化等新特征。机电一体化系统主要由机械结构单元组成、动力驱动单元、传感检测单元、信息控制单元和任务执行单元，其关键技术是机械技术、传感与检测技术、信息处理技术等。机电一体化产品可以基于产品功能、机电结合的方法和用途被分类并广泛应用于加工和制造中、工业生产和自动化等领域。

机电一体化是用微电子技术控制机械设备的交叉学科，其技术基础是机械制造、微电子控制、计算机软件和硬件知识的综合应用反映了一个国家的发展水平美国的科技发展水平在一定意义上。机电一体化是集机械技术电子技术和信息处理技术于一体的系统技术它不是技术的简单叠加，而是有机整合，电子技术应用于机械系统。这是一种不断被赋予新内涵的发展理念，它体现了科学与技术的融合，并侧重于机电设备中各种技术的协调，以优化整个系统。机电一体化是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的，是以系统工程为核心的各种技术的相互渗透、有机结合并逐渐发展起来的一门新学科。

基础特点

综合性和系统性：机电一体化是一门跨学科综合性的前沿学科，机电一体化技术是一门交叉学科通过各种技术的有机结合，机电一体化技术和产品更加全面、系统性、完整性和科学性。

结构简单，精度高：机电一体化使用多个电机来独立控制每个机构的动作，并检测多个电机、智能决策，结合多种控制算法，使多个电机协同工作，不仅简化了机器的结构，还减少了传动误差同时，通过应用先进的控制技术和高精度传感器，提高了系统精度。

特点发展

智能化：在常规设备中，一旦有新的功能需求，其硬件必须进行改造，而机电一体化系统主要由计算机控制通过硬件和软件的结合，只需重新设计软件即可完成所需的新动作和新功能，具有很大的扩展性，实现了自动监控故障判断误差补偿和校正等智能功能。

模块化：机电一体化产品的类型很多，每个部件都不一样，而且每个部件都没有统一的标准，这极大地制约了整个机电设备的设计和选型。规范化、模块化是发展趋势，将促进新产品的快速研发和扩大生产规模。

网络化：许多机电一体化系统有多个控制对象，它们之间有一定的距离。随着网络技术的快速发展，通过网络远程管理各种控制对象和系统已成为机电一体化的发展趋势。

微型化：微机械加工和微机电技术取得了巨大进展微型机构可以集成到芯片中，这样机电一体化产品将朝着小型化方向发展。微机电一体化产品重量轻、薄、小、乔 s的特点在很多方面都有很大的优势。

具体作用

机械产品的机电组合可以提高各种性能，如提高使用性能减小体积和重量等，但它最大的作用是扩展功能，增强灵活性，提高机械设备的智能化。机电一体化的一个突出特点是灵活性、智能化。其中，介绍了电子技术、信息技术和计算机技术是实现智能化的重要基础，而柔性化是指将机械自动化作为一个多功能系统来完成多项任务，最大限度地减少加工和生产过程，从而大大提高生产效率。

机械结构单元：机电一体化的机械结构单元主要是指产品的机械部分，比如传动、支持等，它们是整个系统的基本组成部分。随着产品性能、随着水平和功能的不断提高，机械结构单元必须能够满足产品各项技术指标的要求。

机电一体化

动力驱动单元：机电一体化系统的动力驱动单元主要为整个系统提供能量和动力，并在控制单元的指令下驱动执行机构实现各种运动和功能、驱动和动力机等。

传感检测单元：机电一体化传感器检测单元由各种传感器和信号检测回路组成，用于检测系统本身和外部环境的参数和条件，并将其转换为可识别的光电声信号，传输到信息处理单元。感知的方式有光、电、关键问题是如何提高检测的可靠性、灵敏度、精度等。

信息控制单元：信息控制单元用于机电一体化系统通过分析各种传感器和外界的输入，按照预设的控制策略对整个系统进行综合监控，并发出相应的控制指令，使系统有目的地运行，从而实现对整个系统的控制。

任务执行单元：在机电一体化中，各任务执行单元根据指令通过动力传递驱动执行机构，从而实现目标功能，是实现目标功能的直接参与者。执行单元的性能决定了系统的性能。

机械技术

机电一体化的主体和结构功能的实现是以机械技术为基础的，涉及到传动、支承、执行器等领域的特定技术。机械技术研究的重点是将其与机电一体化技术相结合，同时也要考虑机械和电气技术的相互配合。例如，可以使用其他高科技来创新概念和实现结构、改变材料和性能以减轻重量、缩小体积、提高精度和刚度的目的是提高产品质量。

传感检测技术

传感检测技术是利用传感器和信号检测设备将被测系统内外的各种信息转换成计算机可以识别的电子信号，再通过相关设备的传输，从而得到相应的控制信号，以此来确定传动装置的运动方式。它用于监控一个或多个系统参数评估设备的运行状态以及检查工作进度。检测和传感是自动控制的重要组成部分其性能越好，其自动化程度越高。

信息处理技术

信息处理技术是信息输入、操作中的识别和转换过程、存储、在输出和决策中，计算机是实现信息处理的重要手段。计算机技术主要包括计算机软件技术和硬件技术。以微电子技术和计算机技术为基础的信息技术是为了实现机电产品的自动化、数字化、智能化的重要手段也是推动机电产品和技术发展的重要力量。

控制技术

自动控制技术是一种不需要人的直接干预，就能按照预定的规律改变被控对象或制造过程，并能使被控对象的一个或几个参数或加工工艺按照预定的要求发生变化的技术。在控制技术的发展中，电子、传感器、以计算机网络为核心的自动化技术有助于实现机电一体化产品的自动化。

伺服驱动技术

伺服驱动技术是指在控制指令下控制传动机构和驱动装置，从而精确地跟踪控制指令，从而实现具有良好动态特性的预定动作控制。伺服驱动技术的核心在于由执行元件组成的伺服驱动单元和驱动装置、驱动元件和传动机构是将电子信号转换成机械运动的部件。作为一种直接操纵技术，它直接关系到机电产品的动态性能、稳态精度和质量。

系统总体技术

机电一体化系统总体技术是运用系统工程的思想和手段，从整个系统的整体角度出发，将整个系统划分为若干个功能单元，寻找能够实现其各种功能的技术方案，然后将各个功能和技术方案组合成一个项目组进行分析、评价与优化综合应用技术。解决了系统性能优化与各种因素的有机结合问题，实现了整个系统的优化。

品功能分类

数控机械类：数控机械产品的特点是执行机构是机械装置，主要是数控机床、工业机器人等产品。

电子设备类：电子设备产品的特点是执行机构是电子装置，主要包括电火花加工机床、激光测量仪等产品。

机电结合类：机电产品的特点是机械和电子装置的有机结合，主要是自动售货机、探伤机等产品。

电液伺服类：电液伺服产品的特点是执行机构是液压驱动的机械装置，控制机构是接收电信号的液压伺服阀主要产品有伺服装置等。

信息控制类：信息控制产品的特点是执行器的动作完全由接收到的信息控制，主要包括复印机、传真机等产品。

结合形式

功能附加型：在原有机械产品的基础上，采用微电子技术增加和增强产品的功能，适当提高产品的性能，如经济型数控机床、数显量具、全自动洗衣机等。

功能替代型：微电子技术和器件被用来取代原产品中的机械控制功能、信息处理功能或主要功能，它简化了产品结构，提高了性能，增加了灵活性，如自动照相机、电子石英表、WEDM机床等。

机电融合型：产品中的控制和信息处理功能通过使用专门设计或专用集成电路来实现，使产品结构更加紧凑，设计更加灵活，成本进一步降低、摄像机、数控机床等都是这类机电一体化产品。

用途分类

机电一体化产品可分为机械制造设备、生产电子设备和产品的自动化设备、军事武器和航空航天设备、家庭智能产品、其他领域的医疗诊疗产品和机电一体化产品。

加工制造领域：机电一体化技术中的机械设计技术、自动控制技术、执行与驱动技术、检测和传感技术等，在数控机床领域取得了良好的应用效果。它可以有效地解决传统数控机床的缺点，提高加工精度和产品质量，降低工人的劳动强度，实现产品的实时监控和自动化制造。通过机电一体化技术的综合应用，整体提高了制造效率和质量，通过不断的技术创新，数控机床的发展更上一层楼。

工业生产领域：机电一体化装置已广泛应用于工业机器人领域，以确保在危险环境中工作的安全性。将机电一体化技术引入机器人，并在其上设置相关监控系统，实现对危险作业时作业过程和作业过程的监控，自动完成作业评价。此外，还可以利用机电一体化技术提高机器人的操作精度和可靠性，从而充分发挥机器人的作用，为企业的生产提供有力支持。

自动化领域：机械化、自动化已成为社会各领域的发展趋势，其中机电一体化技术的应用越来越广泛在机电一体化技术的指导下，机械制造设备得到进一步改进，产品在生产效率和质量方面都有很大提高。同时，在自动化行业中，机电一体化技术也得到了很好的发展，越来越多的自动化生产线和制造装置被用于工业基础制造。