机电一体化构成要素及相关技术分析

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20世纪70年代，日本提出了mechatronics”这个英语合成名词，其中词首 mecha表示 meehaniCS(机械学)，词尾tronics表示electronics(电子学)，机电-体化”由此而来。在我国此英文单词被翻译为机电-体化或机械电子学。随后，在机械主功能、动力动能、信息处理与控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合起来而构成系统使机电-体化更加充分、丰富。

2 机电-体化构成要素从机电-体化的含义中，可以看出构成机电-体化的核心要素由：机械本体、动力部分、检测部分、执行机构、控制器、接口等组成。其中，机械本体主要是由机架、机械连接、机械传动等组成。是机电-体化的支撑体系和基础，为动力功能、动力传递以及动力来源提供支撑作用。动力部分是机电-体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。检测传感部分则主要包括负责检测机电-体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元的传感器及其信号检测电路。执行机构主要是由执行器组成。负责完成根据电子控制单元的指令驱动机械部件 的运动。而执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式∮口则主要包括：-是用于实现系统间电气信号连接的电气接口；二是用于完成完成机械间的连接的机械接口；三是提供人与机电-体化系统间的交互界面等等的人机接口●后，随着技术的发展，还将会增加新的接口：如外围即插即用、接口等∮口技术是-个机电-体化的重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

3 主要技术及分析通过对机电-体化的构成要素，可以知道 ，在机 电-体化发展及组成中，需要应用不同领域的技术。如 ：机械技术、计算机及信息处理技术、自动控制技术、传感技术、电子技术、机械设计等。

在机电-体化所涉及的技术中，机械技术则是机电-体化的基石。机械技术对整个机械系统的组成结构、整体重量、存放体积、机械刚性及韧性等方面都有着不 同程度 的影响。

特别是随着机械工业和精工产品的发展，对生产机械的要求越来越高。由此，在机电-体化系统制造过程中，机械结构在结构设计、材料构成、重量体积、性能提高、精准高效、低碳环保等方面随着要求的提高会不断借助于计算机技术、信息技术进行改进，以此形成新-代机械制造技术 。

计算机与信息处理技术是机电-体化中信息处理的核心。现代的机械设备，大部分都是高智能化和 自动化。那么，这种自动化和智能化是建立在对电气信号和机械信号等相关信息进行获娶存储 传输、运算、研判、决策后而自动完成的过程。其中，对信息处理的工具则是由硬件技术、软件技术、网络与通讯技术、数据库技术、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术等组成的计算机信息处理技术或智能芯片技术或微处理器技术。对这些信息处理的效率和能力，则对机电- 体化的质量和效率将产生直接影响。由此可见，计算机与信息处理技术是机电-体化的关键技术 。

受微型计算机广泛应用的影响，自动控制技术借助于计算机技术，在控制理论指导下 ，负责完成高精度定位控制、速度控制、自适应、自诊断、校正、补偿、再现、检索等相关功能，实现机械设备的 自动化运作，提高了生产效率。

通过伺服技术，将小型号、大功率、高精度、使用简便的操作执行部件集成起来，以电动、气动、液压等各种类型的传动装置，由微型计算机通过接口完成传动装置相连接，再由执行机构在自动控制技术的控制下，管理其运动，并带动工作机械做回转、直线或其他各种复杂的运动。传感与检测装置则完成系统输人端相联并将检测到的信号输送到信息处理部分。

机械技术、计算机及信息处理技术、自动控制技术、传感技术、电子技术、机械设计等相关技术的高度集成与协调运作，使得机电-体化技术得到了快速发展和广泛应用。

4 结语以大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术的高度发展，促进了机电-体化兴起和发展，并向传统机械工业领域迅速渗透。在现代工业基础上 ，集机械技术、电力电子技术、传感测试技术、机械设计、接口技术、自动控制技术、信息与信号处理技术、计算机与软件技术等群体技术，以机械本体为载体，形成以微电子技术为主导的现代高新技术支持下的机电-体化。随着信息技术和机械科技技术的不断创新和发展，机电-体化将形成以精密工程和系统集成为特点的微机电-体化”大发展。