机电一体化机械系统的设计要点以及未来发展探讨

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　　【摘 要】在科学技术飞速发展以及计算机技术不断突破想象力的大环境下，传统行业都在不断进行转型升级以谋求新的发展机遇，高-机电一体化机械系统的出现也为传统的机电行业带来了新的发展机遇。高-机电一体化机械系统通过借助计算机设备和网络信息技术完成机械的设计与研究，是对传统的机电行业的一次重要创新与改革。本文叙述了高-机电一体化的性能特征以及其中涉及到的重要理论，并对高-机电一体化机械系统的设计要点加以概括，在此基础上，进一步探讨了其未来的发展，以期为相关领域的研究人员提供一定的参考借鉴。
　　【关键词】机电一体化;设计要点;未来发展
　　引言
　　计算机技术的不断突飞猛进，在深刻地影响着社会生活的方方面面，也为各个传统行业带来了重要的改革创新契机。作为国家工业发展进步的重要支柱，机电系统也迎来了自己改革创新的风口。高-机电一体化机械系统的出现将会使传统的机电行业重新焕发生机，彰显更加强大的生命力，搭乘信息化技术的快车，实现更高精度，更强稳定性的机械制造。高-机电一体化机械系统是机电一体化的重要组成部分，在行业发展中充满朝气，是未来行业发展的风向标。基于此，本文阐述了高-机电一体化机械系统的特点及其设计要点，并对其未来的发展方向进行了探讨[1]。
　　一、高-机电一体化机械系统
　　高-机电一体化机械设计系统是在原来传统机械系统的基础上，引入了先进的微电子与系统控制技术，将他们有机高效地结合在一起，进一步提高机械系统的功能及使用效率。机电一体化系统主要有多个信息处理系统组成，其核心技术主要包括机械技术、机械与信息技术、系统技术、自动控制技术，传感器检测技术以及最为重要的驱动技术[2]。机械技术是机电一体化的基础部分，其主要任务是通过使用高新的技术和新型材料，将机械实体部分的重量减小，体积缩小，但在这一过程中不应牺牲其对精度和刚度的追求。机械与信息技术是计算机信息处理技术的一部分，主要作用是实现信息的交换，存取，操作与判断处理。系统技术是保证系统各部分实现有机畅通连接的重要一环，负责多个功能单元的连接，其中非常重要的一环即为接口技术。自动控制技术主要通过一定的控制理论实现高精度定位控制，速度控制等。传感器检测技术作为系统的感官，是完成自动控制调节的关键。驱动技术可将电气信号转换成机械的运动，主要动力来源包括电气、气动以及电压等。
　　高-机电一体化机械系统具有安全性高、生产能力强以及使用价值高的优势，因此，设计要点及未来发展将会对机电一体化机械系统在之后的应用潜力上施以巨大影响。较高的安全性可以避免人员和设备的损坏，提升设备整体运行的安全性;较高的生产能力可以大幅提升其使用价值，创造更高的单位时间财富;更高的使用价值则会可以通过自动控制程序降低工作人员的工作量[3]。
　　二、高-机电一体化机械系统的设计要点
　　（一）性能设计
　　高-机电一体化机械系统设计的要求可以主要分为两点，分别是高精度和高稳定性，高精度保证了机械产品的质量标准，而高稳定性决定了系统的使用寿命与维护成本的高低。
　　高精度是机电系统最基本的设计原则，只有达到一定的设计精度，才能更好地发挥生产作用，这是因为如果机电一体化的精度达不到要求，则其产品的合格率就无法得到保证。现阶段机电一体化系统的主要发展方向是生产智能化机电产品以及快速响应的实现[4]，机电一体化系统具备一定的能力处理突发事件并减少反应所需时间。当系统收到信息指令时，智能系统就会以最快的速度作出响应，与其他部分进行通信。具有良好稳定性和较高性能参数的机电一体化机械系统能够保持较高的使用寿命，因此，着眼于机械系统稳定性和可靠性的提高具有非同凡响的意义。机电一体化系统中除了智能系统外，还有非常重要且庞大复杂的机械系统。为了保证机械系统的稳定与可靠，提高机械系统的效率，减少机械振动的频率以及摩擦系数，选择最为合适的零件尺寸是至关重要的一部分[2]。
　　（二）部件设计
　　机械系统的性能可以从动静两个方面入手进行分析，而且可以通过数学建模将其进行可视化表达。在进行系统设计时，各部件的运动参数、关系结构、零件精度以及材料结构都会影响到机械系统的性能，而系统的性能将会最终决定产品的质量高低。具有较高灵敏度以及良好机械耐磨性的产品，可以使用较长时间，为之后的使用减少不必要的麻烦。
　　动力元件的主要功能是在计算机信息网络的控制下为各种机械传动部件提供动力供应与支持，目前发电机仍是主要的动力来源。驱动元件能够将计算机的信号命令转化为可被机器读取的语言，机器读取到这些语言之后，将会施行具体的机械行为。变速器、转矩和速度转换器作为驱动元件的重要组成部分，需要满足高精度、小体积、轻重量和低噪音等的要求，还应满足机械系统的伺服性能[5]。
　　三、高-机电一体化机械系统的未来发展
　　随着时代的发展与科技的进步，高-机电一体化机械系统的不断深入推进是社会生产力的必然要求。系统的智能化是一个可以预见的发展趋势，这需要相关学科理论知识的支撑，包括动力学、人工化以及自主决策等相关领域的知识。
　　互联网技术的发展已在多个传统行业掀起了改革的浪潮，所以机电一体化机械系统的可以逐步加强网络技术的应用，比如通过网络实现远程监控、安全监控等功能，进一步减少人力成本。
　　在“机械”与“电子”之间大力推行自动化，可能达到最大的经济效应，并减少宝贵的人力资源的浪费。而高-机电一体化机械系统的设计理念将会极大地影响机电一体化的未来发展及其应用。基于表层分析，实现机电一体化需要投入大量的资金和科学技术，但是机电一体化的实现在未来能够大量节约有限资源的投入，这将会对为社会带来巨大的额外收益。所以在机电一体化机械系统设计时，需要加大科研经费以及后期调试费用的支出，以保证机电一体化机械系统的稳定性，在投入使用后，实现经济效益的最大化。
　　微电子技术、电力电子技术作为决定着高-机电一体化机械系统能否实现的关键因素，需要投入大量的人力物力进行研究优化，特别是卫星计算机和微处理器的应用。
　　随着新材料技术不断刷新材料使用理念的情况下，机电一体化机械系统在未来实现微型化将指日可待。目前高强度的新型材料、纳米材料从实验室的研究阶段逐渐步入了商用阶段，会使得包括电机在内的其他设备的体积进一步缩小，从而大幅缩减整个系统的体积。
　　四、结论语
　　在科技文明飞速进步的当下，机械的自动化将是这个行业未来稳定发展的主要趋势。高-机电一体化机械系统作为机械实现自动化的一种模式，在机电一体化机械系统的设计制造中，相关研究人员需在满足机械高可靠性和高精度的基础上，不断掀起头脑风波对其设计加以优化升级，以提高机械产品的运行质量，进而实现设备运行效益的最大化。为了有效保障机电一体化机械系统在生产活动中的快速投入使用以及使用的便捷性，还需要大力培养相关人才以熟练使用系统，从而真正使得机电一体化机械系统在实际中发挥它应用的作用。
　　参考文献：
　　[1]张晓勇.机电一体化机械系统的设计与探讨[J].南方农机，2017（22）：90.
　　[2]陈克勤.浅谈机电一体化机械系统的设计要点以及未来发展[J].科技风，2017：145.
　　[3]傅成维.浅析机电一体化机械系统的设计与研究[J].科技资讯，2015，13（11）：29-29.
　　[4]周军.论机电一体化技术发展现状及走向[J].中国化工贸易，2014（1）：333-333.
　　[5]廖劍贵，王勰，黄承勇.机电一体化系统的设计分析[J].南方农机，2018.
　　（作者单位：通山县人力资源和社会保障局）
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