1.1.5 机电一体化产品的主要特征

机电一体化产品就是在精密机械产品的基础上应用其他关键技术产生出来的新一代的全自动化的机电产品。机电一体化产品的核心是由微电子技术和计算机技术控制的伺服驱动系统。

【例1-1】 机械手。

机械手（图1-4）是机电一体化在机械生产领域中的典型产品。

机械手是模仿人的手部动作，能按给定程序、轨迹和要求去实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。若在机械手上安装必要的机具就可以进行焊接和装配等工作，从而大大改善工人的劳动条件，并显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。机械手特别适于在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境及笨重、单调、频繁的操作中代替工人的工作。

机械手是将精密机械、自动化控制、电机、检测、计算机、液压、气动等技术集中于一体的自动化设备，具有高精度、高效率和高适应性等特点。

机械手是工业机器人系统中传统的执行机构，是机器人的关键部件之一。

图1-4 机械手

机电一体化产品具有下列主要特征。

1.整体结构最佳化

为了设计出整体结构最佳的产品，单一的专业工种是很难去实现或很难达到要求的；但多专业工种（机械、电气、硬件和软件等）的组合就容易实现了。

机电一体化产品从系统的观点出发，应用机械技术、电气技术、微电子技术、计算机技术等进行有机的组织、渗透和综合，从而实现系统整体结构的最佳化。

如例1-1的机械手就具有在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性、作业的准确性和在各种环境中完成作业的能力。因此，机械手涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科的综合产品。

2.系统控制智能化

机电一体化系统通过被控制的数学模型根据任何时刻内外界各种参数的变化情况，随机自寻最佳的工作程序，还具有自动控制、自动检测、自动信息处理、自动修正、自动诊断、直至自动记录、自动显示等多种完善的功能。因此，在正常情况下，整个系统按照人的意图进行自动控制，若出现故障，就会自动采取应急措施，实现自动保护。

如例1-1的机械手能在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业。机械手就是智能系统、检测系统、远程诊断监控系统等的智能组合。

3.操作性能柔性化

通过计算机技术能使机电一体化装置和系统的各部分机构按预先给定的程序进行工作；在需要改变装置和系统的整个或部分的运动规律时，无须改变装置和系统的结构硬件，只须调整由一系列指令组成的软件，就可以达到预期的目的。

如例1-1的机械手就是一种能自动定位控制并可重新编制程序用以改变动作的多功能机器。由于采用了可编程序控制器（PLC）控制或微型计算机控制等控制方式，因此，只需通过程序的调整就可以使机械手在各种不同环境下工作。