试论机电一体化技术的现状及发展趋势

试论机电一体化技术的现状及发展趋势

发表时间：2018-05-14T15:42:10.510Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：朱长涛

[导读] 摘要：当下，各项科学技术快速发展，促进了不同技术的交叉、融合，加快了工程领域的发展，推进技术变革。

（微山县技工学校山东省济宁市 277600）

摘要：当下，各项科学技术快速发展，促进了不同技术的交叉、融合，加快了工程领域的发展，推进技术变革。机电一体化技术的建立，是把微电子与计算机技术引入原有的技术，实现了技术的融合，使技术结构、生产的产品都发生很大的变化，工业生产正式进入“机电一体化”的阶段。

关键词：机电一体化；技术现状；发展趋势

一、机电一体化的发展现状

1、初级阶段是机电一体化技术最初出现于上世纪六十年代，人们会总结科学技术的发展成果，并把这个成果在机械生产中应用，而二战之后，科技发展缓慢，但也促进了技术与机械的融合，在军事领域应用，随着战争结束，其逐渐在经济发展中应用，加快了经济的发展速度。当时，人们对机电一体化技术还比较陌生，缺少认可，而这项技术也不可以称之为机电一体化技术，只是一项技术的雏形。

2、技术的深入发展是上世纪六十年代到九十年代，这段时间内，该技术快速发展，在原有技术的基础上加入了新技术。即它融合了光学、通信、细微处理等技术，慢慢形成一个体系，用理论知识不断充实，初步呈现出体系的特点。且人工智能、光纤也为技术的发展留下了很大的发展空间。

3、规划发展阶段是从上世纪八十年代初开始，国家有关人员对该项技术做了深入的研究，组建专业的分析小组，而当时，这项技术已经在国外取得发展成果。由此，我国对机电一体化技术给予了足够的重视，加大了研究力度。现阶段，我国机电一体化技术已经建立自己的体系，为我国发展做出重大贡献。

二、机电一体化技术的应用

1、采煤设备中的应用。采煤机最开始的发展便是从中厚煤层进行的，然后逐步将发展方向朝大功率滚筒与薄煤层采煤机迈进。其中最早期的牵引方式为液压牵引与链牵引，现已逐渐发展为变频调速电牵引与电磁滑差牵引等。国外一些发达的国家，在对支架种类进行选择的时候，采用了非常先进的电液控制系统，并将其广泛进行了应用，使其成为机电一体化技术之中不可分割的组成部分，促使煤矿企业的生产效率得到提升。然而，在我国两柱掩护与低位放

顶煤类型的液压支架的采用更为普遍，如较为先进的液压支架电液控制系统在我国薄煤层面应用更多。安装了远程监控系统是我国自主生产的采煤机的最主要优点，且检测系统的科学性与可靠性均能得到保障。此外，实时的监控也能通过机电一体化技术来实现，使采煤过程当中的人性化得以表现。合理考虑煤层的实际情况之后，对机电一体化技术进行调整，使采煤机械的价值及作用得到更大程度的发挥，从而促进煤矿企业经济效益的最大化。

2、矿井提升机中的应用。当前，在我国煤矿中矿井提升机是自动化、机电一体化水平最高的设备。特别是内装式提升机，更是将机械—电力电子—计算机—自动控制的综合体充分地体现出来，从结构上把驱动与滚筒相结合，使机械结构得到极大简化，属于典型的机电一体化设备。而全数字提升机拥有着完整的诊断设施、自诊断功能以及可重复性故障寻址和快速简单的通信功能，可靠性高。它所采用的总线方式，在很大程度上简化了电气安装，同时，其零备件较少，硬件配置不复杂，相互兼容，能够使软件控制、软启动和改变瞬间加速度更好地实现。

3、机电一体化技术在机械制造业中的应用。以往的工程机械一直存在着高耗能、生产率偏低的现象。自从将机电一体化技术应用到其中之后，在很大程度上改善了这种生产率低、高耗能的现象。例如，在以往的工程机械之中，液压机不仅对于能量的利用率较低，且生产率也不高。但在机械制造业中应用了机电一体化技术之后，将电子监控系统安装于液压挖掘机上，经过测试发现，安装系统之后不仅在较大程度上减少了设备的能源消耗，还有效地提高了生产率。此外，还可在柴油机之上安装电子调速器，柴油机能够在充分考虑自身工作实际的前提之下，合理调整工作模式，进而有效、合理地控制柴油机在能源上的消耗，实现柴油机工作效率地提升。同时，机电一体化产品改变了过去传统机械产品过于单一的现状，使工程机械设备的使用范围得以增加，这对于我国机械工程的发展而言有着重要推动作用。

4、机电一体化在电力系统中的应用。在电力系统中有很多保护装置，机电一体化则与这些保护装置的正常、稳定运行有着不可分割的关系。自动重合闸、发电机保护、变电站综合自动化保护、母线保护、输电线路纵联保护等，都是电力系统之中所涉及到的保护装置。而各种继电器，便是实现这些保护最为主要的电气元件。在电力系统的保护中，继电器所发挥的关键作用就是降低与消除电力事故发生的可能性，并能够迅速地在事故发生之初，将故障原件有选择性地进行切除，机电一体化中的电气自动化在电力系统的保护系统之中起到了关键性的作用。现如今，机电一体化技术所具有的高安全性、操作简单、生产高效性、多功能性等显著优点，涉及领域越加广泛，有广阔的发展前景。

三、机电一体化技术发展趋势

1、机电一体化技术智能化。就我国机电一体化的发展历程而言，在未来的发展过程当中，需要智能化技术给予其支持。在机电一体化技术的优化过程中，人工智能技术的诞生与发展发挥了极其重要的推动作用，提供了大量可以参考、研究的资料。数控技术以及机器人技术的出现与发展，便是机电一体化技术智能化所带来的成果。这里所说的智能化是对于机器行为的一种描述，是基于控制理论之上，再将模糊数学、运筹学、计算机科学以及大数据运算等多个方面的综合技术融入进去，从而实现机电一体化的智能化发展。当前我国的一部分CNC数控机床便增加了人机对话功能，在智能工艺数据处理方面之上给予了很多的基础数据支持，促进了工厂生产效率的提高。

2、机电一体化技术全自动化。所谓自动化，便是指无人或是较少人直接参与到机器系统、设备与管理过程、生产过程中去，其依然按照人的要求，通过自动检测、分析判断、操作控制、信息处理等环节，来促使预期目标得以实现的过程。由计算机辅助的全自动化也将会替代以往电力、农业、航天设备、军工等行业的人工操作。全自动化技术的实现，既有助于将人们从危险、恶劣的工作环境以及繁重的体力劳动之中解放出来，还使人的器官功能得到扩展，从而促进劳动生产效率的大幅度提高，使人类认识与改造世界的能力得以增强。

3、机电一体化技术微型化。向微型化的方向发展是机电一体化技术升级发展过程中的必然趋势。例如，蚀刻技术是制作半导体原件过程中的一个重要的技术手段，在我国的科研院所中，已将亚微米级的微型化机械原件研制出来，进而提高了蚀刻过程的精准度，并将使其过程更为简化。机械零件随着微型化的发展得以相融合，进而形成一个集成的新原件，从而使机电一体化设备的有效体积得以减小，为