機電一體化產品概念設計研究

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當今社會已經進入自動化時代，很多產品設計都利用智能化、自動化代替傳統的人工或者單純的機器。機電一體化技術是將機械技術、電子工程技術、微電子技術、信息技術、傳感技術、接口技術以及信號變換技術等通過有機結合，并且應用到實際中的綜合性技術。現代化的自動生產設備幾乎都要用到機電一體化設備。由于機電一體化技術在現代社會中發展生產的重要作用，研究機電一體化與產品概念設計就成了必然趨勢。

1機電一體化基本理論概述

機電一體化產品就是通過對多種技術的有機結合實現機械自動化、智能化生產的設備，機械技術是機電一體化產品的基礎。實現一體化要著眼于如何讓機械技術與機電一體化技術相適應，利用其優勢優化其性能，提高精確度和準確度。機電一體化生產主要有模型階段、測試階段和原型階段，系統一般由機械主體、監測傳感部分、電子控制單元、執行器和動力源五個部分構成。機電一體化要素包括結構組成要素、動力組成要素、感知組成要素、職能組成要素。五大組成要素內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。

2機電一體化產品概念設計的理論研究現狀與展望

2.1機電一體化產品概念設計的研究現狀

國際上研究機電一體化產品概念設計的中心在歐洲，德國研究領域涉及到機電一體化控制系統相關的設計方面；法國研究為機電一體化多個學科的模型構建數據庫，把機電一體化的基本組成存入數據庫中，利用數據庫信息為設計人員提供模型單元。另外美國開發Saber軟件，可以支持智能化概念設計軟件，目前只能作為仿真軟件，并不能夠產生設計方案。目前，我國的一些研究機構，比如中國科技大學、浙江大學等仍然存在著機電一體化產品概念設計學科方面的研究缺失。上世紀末，上海交通大學進行了系統分析的研究，采用Simulink仿真軟件構建面向功能模塊的方法，作為機電一體化產品的表達平臺。

2.2國內研究機電一體化產品概念設計的改進策略

2.2.1重視人才培養，不斷提高技術人員綜合素質

機電一體化產品的設計離不開技術人員的技術貢獻，培養一批綜合素質強的技術人才是保證機電一體化產品研發和改善的重要保障。對于技術人員的選拔和使用，建議擇優錄取，實踐考核，培訓加強。在新人才的培養和老技術人員的技術提升方面一定要有清晰的計劃，保證技術人員的重組和研發進度的順利。

2.2.2實施可持續發展戰略

可持續發展是任何一個行業或者產品都應該值得注意的，我們在生產的同時一定要注意環境的保護，高效利用利用資源，減少資源浪費和環境污染。

2.2.3擴大市場，增加競爭力

市場的競爭力是促進機電一體化發展的動力，在當前激烈的競爭環境之下，全球已經共同認識到機電一體化在未來發展的重要性，在競爭力的驅逐之下，有助于機電一體化產品向更好的方向發展，為社會發展創造更多的價值。

2.3發展展望

關于未來機電一體化的發展主要有六個值得關注的方向，分別是智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化和系統化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的主要方向，因此，人工智能在研究機電一體化技術中變得日益重要，機器人控制數控機床的智能化應用不但可以減少勞動力，降低生產成本，而且能夠提高生產質量與效率。因此研究高性能、高速的微處理器使機電一體化產品富有人工智能，是社會發展的需要。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研究機電一體化技術模塊化就成為一件非常重要的事。機電一體化實現模塊化管理可以使企業擴大生產規模，有效加速新產品的設計與研發，促進生產標準機電一體化和企業機電一體化的規?；l展。進入20世紀90年代以來，計算機技術最突出的成就就是網絡科技，網絡的發展有利于企業競爭全球化，而完成機電一體化過程必須依靠網絡的遠程控制和監視技術才能實現。遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。電子設備的大小決定了其占用的空間和使用的方便性，為了機電一體化的普及和應用，就要求以后的機電一體化向微型機器和微觀領域發展，幾何尺寸不超過1cm3的微型機電一體化產品是以后發展的趨勢。在工業高度發展的今天，人們除了利用機電一體化創造高能的價值以外,最不可忽視的就是環境問題，研發符合環境保護規定和不損害人類健康的機電一體化產品，是時展的需要，也是我們最關切的，只有綠色高效的機電一體化產品才能在當今社會擁有長久生存的空間。系統化的表現之一是系統結構進一步采用開放式和模式化總線機構，表現之二是通用性功能大大加強，最高境界就是人機一體化。

3結語

總而言之，機電一體化產品在未來擁有極大的發展空間，我國要大力加強機電一體化產品的研發和應用，為未來產業發展提供技術基礎。相信在不久的未來，機電一體化一定能促進中國工業走向巔峰，引起世界矚目。