机电一体化技术是一项先进的自动化技术，由机械本体、检测机构、计算机控制中心、执行机构四部分组成，计算机通过对检测机构提供的信息进行处理、判断，将指令发送给执行机构通过机械本体完成系统的功能。机器人是典型的机电一体化技术产品，它具有科学性和先进性，机电一体化技术使整个人类社会发生了巨大的变革。

早在20世纪50年代，美国科学家模仿人类的器官、外形、功能发明了世界上第一台机器人，在机器人的基础上又发明了数控机床等自动化产品和设备。这些自动化产品和设备就是机电一体化技术的发明。擅长引进、吸收和消化的日本人对机电一体化这项先进技术进行了大力的推广宣传和研究。20世纪70年代，日本人将这项技术命名为机电一体化。 我国从1985年开始引进并发展了这项技术。目前，机电一体化技术已广泛应用于机械、建筑、农业、医疗及家庭等领域，并向智能化网络化发展。

机电一体化技术具有广阔的应用领域和发展前景，使整个工业和人类社会发生了巨大的变革，极大地改善了人类的生活，发展了社会的经济。机电一体化技术的先进在于它的科学性，机器人是典型的机电一体化技术产品，是当今世界先进技术的典型代表，它来源于人类。人类是大自然的产物，它的器官、外形及功能是十分科学的，因此，机电一体化技术产品也是十分科学的。机电一体化系统由四部分组成，机械本体即系统主体(相当于人的身体)，检测部分即传感器(相当于人的五官)，控制部分即计算机(相当于人的大脑)，还有执行部分即电机（相当于人的肢体），这四部分组成一个既动作协调一致，又能适应条件变化的有机统一体，自动地完成规定的动作和功能。

一、机电一体化技术的科学性

机电一体化系统是一个自动化的控制系统，具有微型化和强大信息处理功能的计算机作为系统的控制中心，具有高精度和智能化的传感器作为检测机构，具有良好动态品质的机电产品作为执行机构，通过精密、可靠、稳定、轻巧的机械本体实现系统的功能。检测机构将检测到的信息传递给控制中心，控制中心将收到的信息经分析、判断后向执行机构发出指令，执行机构完成动作，检测机构将动作结果反馈到控制中心进行调节。

1.机械本体

机械本体是机电一体化系统中的被控制对象，是完成给定工作的主体，是系统技术的载体，它将整个系统连接为一个整体，实现系统特定功能。机电一体化技术中的机械技术是在传统技术的基础上发展而成，具有明显的综合性和先进性。传统的机械设计是手工绘图，人工调研，机电一体化机械设计是计算机绘图，网络调研；传统的机械制造是普通机床加工，精度低、效率低，机电一体化机械制造是高精度的数控机床加工，高效率，低劳动强度。因此，机电一体化的机械本体可靠、稳定、精密、轻巧、实用美观、结构简单、制造方便、通用性强，赋予系统巧妙的灵巧性实现系统的灵巧动作和规定功能。

2.检测及传感器

传感器应用在各种自动控制系统中，在机电一体化系统中作为传感器的检测机构，是机电一体化系统的主要组成部分，它能快速、准确地获取信息，并经转换、测量传递给电脑控制器，作为电脑做出准确判断的依据。传感器的应用可追溯的18世纪，当时，传感器代替人的眼、耳、触觉等获得被测的物理量变换成电信号，随着控制技术和材料学的发展，出现了半导体传感器、有机材料传感器、生物传感器等，传感器的速度和精度越来越高，种类越来越齐全，应用越来越广泛，未来的集成化传感器和智能化传感器更快速、更准确、更稳定、可靠性更高，人们期待的嗅觉和味觉传感器不久终能问世。

3.控制器及计算机

计算机作为机电一体化系统的控制中心，是机电一体化技术的重要内容和主导技术，作为系统的核心，它将收到的信息进行判断计算后，向执行机构发出指令，从而将系统中的各部分有机地组合成一体，计算机的控制性能是机电一体化系统性能好坏的关键。计算机不仅计算速度快，计算精度高，而且具有记忆和逻辑判断能力，能更快、更准确地处理更多被控参数的复杂情况。一般自动控制系统是利用比较器或调节器(作为控制器)将被控参数值和目标值进行比较，比较之后的差值，经过控制器的处理之后送到执行机构，速度较慢，精度较低，操作较复杂。自从上世纪40年代计算机产生以来，自动化系统的控制器逐渐被计算机所代替，工业控制计算机（工控机）发展迅速，可编程序控制器，单片机在机电一体化系统中得到了广泛的应用。

4.驱动及执行机构

在机电一体化系统中，由控制中心发出的指令，通过传动机构的驱动，使执行机构完成特定的动作。机电一体化系统为了准确、灵敏地实现系统运动的轨迹、速度、方向、起止点位置等要求，执行机构中的工作部分形状与结构依据工作对象的性能，导向部分多采用滑动轴承、含油轴承、滑动导轨及非接触式轴承和导轨，保证执行机构受力状态和高速运转条件下的轨迹和定位精度、运动刚度、热变形和摩擦特性等动态品质，减小质量和转动惯量，提高传动刚性，减小摩擦和转动间隙，使得执行机构具有良好的动态品质，从而能高质量地保证机电一体化系统特定功能的实现。

二、机电一体化技术的先进性

机电一体化技术既不同于传统的机电技术，也不同于普通计算机技术，而是在这些技术的基础上，使他们科学地结合并产生飞跃而形成的新技术。

1.机电一体化技术具有综合性和系统性

机电一体化技术是由机械技术、电子技术和计算机技术等相结合而形成的一门跨学科的边缘学科，一个多功能的完整系统。在这个系统中，各项技术扬长避短、取长补短，达到整体的高性能、高效率。机电一体化技术不仅用在单机产品中，而且可以应用在整个工程系统，在不同的技术层次中，覆盖着更广阔的领域。机电一体化产品都具有自动控制、自动校验、自动诊断、自动恢复、自动保护和智能等多种功能，它能应用于不同的场合，不同的领域，并具有极强的应变能力，可以满足用户各种需要。

2.机电一体化技术增强了产品功能，提高了精度，简化了结构和操作

机电一体化技术应用了计算机技术，通过改变程序、指令，无需改变硬件结构就可以对产品的功能进行变换，使机械功能的给定和改变向着软件化和智能化的方向发展。机电一体化技术使机械的传动部件减少，磨损和误差大大减小，同时，采用了电子技术和反馈控制对误差的补偿，因而提高了工作精度。机电一体化技术用密集型技术和密集型知识，简化了机械结构，改善了操作性能，甚至可以实现操作的全自动化。

3.机电一体化技术节能、安全、可靠、竞争力强

机电一体化产品通过采用低能耗的驱动机构和最佳的调节控制系统，大大提高了能源的利用率，平均节能20%左右。机电一体化产品的自动保护功能和自动操作功能，显著地提高了安全性。机械结构的简化和机械磨损的减小，提高了寿命、稳定性和可靠性。机电一体化技术赋予产品更新换代的活力，产品在功能、水平、质量、品种和使用效果等方面都能更好地满足国内外市场的需要，因而增强了产品的竞争能力。