机电一体化应用及发展趋势

1、机电一体化技术发展历程
自电子技术一问世

,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤

其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后

,"机电一体化"技术之后有了明显进

展

,引起了人们的广泛注意。“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪 60 年代末

作商业注册时最先创用的。当时及

70 年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的

结合。国内早期将

“机电一体化技术”与“机械电子学”并用，近年来“机电一体化”更流行使

用。
80 年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，
典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键
技术引入了飞行器系统后，使机械

-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋

等方面获得广泛应用。
    关于“机电一体化”这个名词的起源，说法很多。早在 1971 年，日本“机械设计”杂志副
刊就提出了

“Electronics”这一名词，从图 47.6-1 可见它是融合机械技术、电子技术、信息技

术等多种技术为一体的新兴的技术。采用机电一体化技术设计和制造出的产品，称之为机
电一体化产品。
从系统科学的观点来看，机电一体化产品又可称之为机电一体化系统，它是集机械元件
和电子元件于一体的复合系统。
信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据
库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程
设计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了

“光机电一体化”的

新领域。

 

进入

90 年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多

媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可
两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技
术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和
系统集成为特点的机电一体化新分支

“微机电一体化”。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐

渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发
展，稳步进入了

21 世纪

1.1 光机电一体化。
一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的

.

因此

,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、

能源

(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 二、机电一体

化的发展进程

 

  
1.2 自律分配系统化——柔性化。
未来的机电一体化产品

,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地

应付突发事件，被设计成

“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工

作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的

“自律性”，可根据不同的环境条件作出不

同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体

“行动”

是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力

(柔性)，又不因某一子系统的故障

2