機械電子工程俗稱機電一體化,是機械工程與自動化的一種,也是最有前途的一個方向。所謂機電一體化,就是機電一體化技術和機電一體化產品的統稱,是在機電產品中引入微電子元器件和技術之後形成的。
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、資訊等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有:
1.智慧化。智慧化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智慧在機電一體化建設者的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智慧化就是重要應用。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智慧,是不可能的,也是不必要的。但是,高效能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低階智慧或人的部分智慧,則是完全可能而必要的。
2.模組化。模組化是一項重要而艱鉅的工程。由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研製和開發具有標準機械介面、電氣介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元是一項十分複雜但又是非常重要的事。如研製集減速、智慧調速、電機於一體的動力單元,具有視覺、影象處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。
3.網路化。20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網路技術。網路技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網路將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研製出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。
4.微型化。微型化興起於20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,並向微米、奈米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、資訊等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在於微機械技術,微機電一體化產品的加工採用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重汙染。於是,人們呼籲保護環境資源,迴歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。
6.系統化。系統化的表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通訊功能的大大加強,特別是“人格化”發展引人注目,即未來的機電一體化更加註重產品與人的關係。
機械電子工程俗稱機電一體化,是機械工程與自動化的一種,也是最有前途的一個方向。所謂機電一體化,就是機電一體化技術和機電一體化產品的統稱,是在機電產品中引入微電子元器件和技術之後形成的。
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、資訊等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有:
1.智慧化。智慧化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智慧在機電一體化建設者的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智慧化就是重要應用。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智慧,是不可能的,也是不必要的。但是,高效能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低階智慧或人的部分智慧,則是完全可能而必要的。
2.模組化。模組化是一項重要而艱鉅的工程。由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研製和開發具有標準機械介面、電氣介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元是一項十分複雜但又是非常重要的事。如研製集減速、智慧調速、電機於一體的動力單元,具有視覺、影象處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。
3.網路化。20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網路技術。網路技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網路將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研製出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。
4.微型化。微型化興起於20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,並向微米、奈米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、資訊等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在於微機械技術,微機電一體化產品的加工採用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重汙染。於是,人們呼籲保護環境資源,迴歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。
6.系統化。系統化的表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通訊功能的大大加強,特別是“人格化”發展引人注目,即未來的機電一體化更加註重產品與人的關係。