候永祥

摘要：隨著人們生活水平的提高以及人類對生活環(huán)境的要求，機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器中將是未來發(fā)展的核心。家用電器會(huì)在機(jī)電一體化技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)下向著自動(dòng)化、環(huán)?；?、智能化、微型化、人性化、網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。其產(chǎn)品功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);產(chǎn)品功能;協(xié)調(diào)與綜合;家用電器

1機(jī)械一體化技術(shù)

1.1機(jī)電一體化的基本概念

將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機(jī)械裝置中的一種復(fù)合化技術(shù)。俗稱機(jī)電一體化。機(jī)械電子學(xué)主要研究目的是把機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)地結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)化。機(jī)械電子學(xué)可以充分發(fā)揮機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各自的長處和特點(diǎn)，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。機(jī)械電子學(xué)系統(tǒng)主要由機(jī)械主體、傳感器、信息處理和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。較高級的系統(tǒng)不但有硬件，而且還有相應(yīng)的軟件，利用軟件技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)硬件難以實(shí)現(xiàn)的功能，使機(jī)械系統(tǒng)增加柔性。機(jī)械電子學(xué)技術(shù)除用于單個(gè)機(jī)器、設(shè)備或一般的生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)改造之外，還用于柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化等方面。

機(jī)電一體化發(fā)展至今已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)電技術(shù)、微電子技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)，傳染測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，同服驅(qū)動(dòng)技術(shù)一級系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各種功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低消耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值。并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的工程技術(shù)。機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求，他促進(jìn)機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化，大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面，機(jī)電一體化是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他技術(shù)的簡單組合、拼湊，這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成機(jī)械電氣化在概念上地根本區(qū)別。

1.2機(jī)電一體化產(chǎn)品的優(yōu)越性

1.2.1使用安全性和可靠性提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

1.2.2生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。

1.2.3使用性能改善

機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

1.2.4機(jī)電產(chǎn)品的分類

在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。在家用電器方面的應(yīng)用：很多家用電器都采用機(jī)電一體化技術(shù)，主要包括電磁爐、全自動(dòng)洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電視機(jī)等。在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用：在醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用很廣泛，主要包括呼吸機(jī)、監(jiān)護(hù)儀及病床呼叫系統(tǒng)等。

2機(jī)電一體化執(zhí)行機(jī)構(gòu)

空調(diào)制冷原理：空調(diào)器通電后，制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時(shí)軸流風(fēng)扇吸人的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過過濾器、節(jié)流機(jī)構(gòu)后噴人蒸發(fā)器，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量。同時(shí)貫流風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到降低溫度的目的。制熱工作原理：熱泵制熱是利用制冷系統(tǒng)的壓縮冷凝器來加熱室內(nèi)空氣?？照{(diào)器在制冷工作時(shí)，低壓制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱而高溫高壓制冷劑在冷凝器內(nèi)放熱冷凝。熱泵制熱是通過電磁換向，將制冷系統(tǒng)的吸排氣管位置對換。原來制冷工作蒸發(fā)器的室內(nèi)盤管變成制熱時(shí)的冷凝器，這樣制冷系統(tǒng)在室外吸熱向室內(nèi)放熱，實(shí)現(xiàn)制熱的目的。

3?？照{(diào)經(jīng)過機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

3.1.舒適度高

家用中央空調(diào)的工作原理是利用水系統(tǒng)換熱，出風(fēng)溫度舒適，風(fēng)大卻溫和，室內(nèi)溫度均勻，不易得空調(diào)病。

3.2.不占空間

一般的空調(diào)需要裸露在外，這就需要占用一定的空間，對于房間大小有限的房屋來說就有一定的不便。而中央空調(diào)則可以放在儲(chǔ)藏室室等一些隱蔽的地方，不必?fù)?dān)心制冷效果不好，因?yàn)樗梢酝瑫r(shí)對好幾個(gè)房間同時(shí)制冷。

3.3.噪音低

家用中央空調(diào)的主機(jī)和末端是分離開的，一般主機(jī)放在物流指定的設(shè)備區(qū)域，和生活區(qū)有一定的距離，這就使得噪音大大降低。

3_4_個(gè)性化安裝

中央空調(diào)安裝是一個(gè)周期性的工程，需要綜合解決方案，在這之前可以在客戶的要求下對安裝的方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，以配合屋內(nèi)設(shè)計(jì)。

3.5.節(jié)能省電

全程自動(dòng)化運(yùn)行，相對于一般空調(diào)可以省30%左右的電，戶型越大，比傳統(tǒng)空調(diào)使用費(fèi)越低，適合大戶型住宅安裝。

3.6.長久耐用

家用中央空調(diào)的使用壽命一般在15到20年之間，是一般空調(diào)的一倍，同時(shí)出現(xiàn)故障的幾率也比傳統(tǒng)空調(diào)小很多，如果定期進(jìn)行維護(hù)清洗，家用中央空調(diào)使用壽命可以更長。

4.我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對策

4.1.加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，我國從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，同時(shí)缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車！

4.2.強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，我國“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè);要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作。

結(jié)語：

迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。在人們生活的各個(gè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，并以蓬勃的生機(jī)向前發(fā)展，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。