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中图分类号：F224-39 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）12- 0273 -01
机械电子学是80年代兴起的一门交叉学科。它是在现代科学技术发展基础上形成的。计算机技术（包括信息技术）发展十分迅速，电子技术（包括微电子技术控制技术），机械技术中的精密工程都有较大的发展，人们在生产实践和日常生活中，逐渐认识到只有将现代科学技术综合在一起，从实现功能出发，才有可能获得具有高附加值的产品或系统。在欧美和日本，将计算机技术、控制技术与机械技术融合于一体，出现了数控机床，又如高级自动相机、复印机等，它们在市场上都有较强的竞争力。日本、中国、法国等国家的研究者，对机械电子学设计理论的研究做了大量的工作，使机械电子学得到了较大的发展。机械电子学是以计算机技术（包括信息技术）电子技术、机械技术三者为主体熔合而成的，如图1所示。机械电子学的产品或系统，是具有高级控制功能，智能化的，又能实现类似于人类的高级活动，并能完成高级目的功能的产品或系统。在市场上，它能创造较高的附加值。
机械电子学的产品或系统，一般分为三类：1、技术性产品：主要包括电子类产品（如计算机、电视机、测量仪器等），机械类产品（如复印机、缝纫机、照相机打字机等）；2、生产设备和系统：如数控机床、机器人、柔性制造系统、存储和运输设备等；3、元器件产品：如各类传感器、各类电机、显示器、连接器等；
机械电子学的产品或系统具有的特点：高性能；低成本；智能化；高效率；高可靠性；結构短、小、轻薄化；使用者的最好朋友；容易使用。
一、机械电子学的设计原理与方法。一般工程观点指出：任何一个工程产品或系统是由功能决定其特性的。功能包括变换、传输、存储三种。所以根据一般工程观点，机械电子学的产品或系统是一个系统，它由主功模块、能量供给模块、控制功能模块、结构功能模块组成。
系统设计原理。首先根据人们提出设计的产品或系统的要求，即能确定产品或系统的主功能，接着分析主功能中所含的目的功能，层次功能以及功能结构。按照功能结构，分析各功能模块之间的关系。这种关系分为：相互联系；相互独立；相互矛盾；因果联系四种。并应分析各功能模块之间的接口关系。在机械电子学的产品或系统中，接口分为硬接口与软接口两种。硬接口分为：零接口、主动接口、被动接口、智能接口。软接口对程序、规律、标准、语言、符号的传递。功能分析是用功能述语表示产品或系统的主功能。分析时，应掌握各种技术所能实现的功能；还要注意功能述语与技术指标的联系和区别。其次，为实现各功能模块的作用，一般能有不同学科的多种技术方案实现，但应按照机械电子学的产品或系统的设计准则和特点，对多种可能的方案进行综合评价与优化设计，以确定设计方案。
信息流程设计原理。机械电子学的产品或系统有一个很显著的特点是智能化。机械电子学的产品或系统要有能模仿人类的高级思维活动的功能，在其内部必然有它的信息流程关系。具有这种关系，就有能学习，理解、判断，图像识别，模式识别等功能，同时具有智能数据生成、处理、检索以自动编程等功能，其设计和功能结构，确定功能逻辑关系，设计功能逻辑框图，并对每个功能模块内的子功能模块，设计其子功能模块的逻辑框1、为实现各种功能模块的作用，确定应产生、传输、存储的信息量，并分析信息的物理特性，建立信息流程关系框2、分析系统信息流程中出现的公用信息处理流程，这种流程有多次运行的特点。故需设计具有循环功能的信息流程模块，以提高信息流程的运行速度。3、正确处理系统流程图中的各种技术范围内的信息量互相之间的影响，以及它们之间的综合关系。
在信息流程设计中，智能化是十分重要的问题。智能化是机械电子学的产品或系统显著的特点。因此，智能化在信息流程中具有十分重要的地位。在机器人设计中，要设计智能运动控制系统，其中管理系统的智能化是必须要解决的问题。目前有一种趋势应用智能计算机智能运动控制。
二、建立统一物理模型的方法。机械电子学设计的产品或系统，涉及的学科范围较为宽广，它联系着各种物理概念。但是，所涉及的各种物理量都是为实现产品或系统的功能而出现的。为使产品或系统具有高性能特点，必须研究设计中建立统一物理模型的方法。根据物理学的基本原理，将描述的研究对象，涉及的不同学科的物理量，都相对于系统能量的变化而确定。
机械电子学的研究和发展趋向。近十年来，机械电子学的研究和发展十分迅速。它起源于日本，中国接受得比较早。1988年，中日两目在成都召开了第一次机械电子学学术会议。欧美各国接受较迟，欧洲共同体于1988年派博士生到日本研究机械电子学的设计理论。90年代法国提出：机械电子学是研究者幻想的实现，技术的基础需要。由此可见，这门交叉学科正在蓬勃地发展，下面分别叙述各国对机械电子学的研究和发展：
1、机械电子学的产品或系统的设计与软件。机械电子学的综合工程，新产品的观点，机械电子学的计算机辅助设计。集成产品的设计原理，集成产品的变化原理集，成产品的模数原理，集成产品的标准化，以及集成产品的周围分析，通信技术的引入等。机械电子学技术的研究。
2、机械电子学的选择方法与工具的研究，如何使用新技术，与其发展趋向；机械电子学技术的评价；高级制造技术单元的研究，制造接口技术的研究。
3、机器人。机器人机械，机器人控制系数，自动化机器人，活动方案的研究。
4、微机器与微系统。微电子机械系统，微执行器，微机器人，微型精巧操纵器研究。
5、视觉和传感器。机器人视觉，可视检查研究，光学系统，妆触传感器，传感器的聚合，分布式传感器，光学传感器，光学三维传感器。
6、机械电子学的制造系统研究。制造及装备系统研究，质量控制系统，生产控制系统，集成制造系统等研究。
机械电子学的研究和发展是不受某一门学科本身的局限，而是根据人们要求设计的产品或系统的功能，以获得最高附加值为准则，选用能实现最好的性能价格比的综合技术。所以机械电子在应用各类技术，使其协调一致，发挥综合作用，则是机械电子学成品或系统研究和发展很重要的一个方面。
机械电子学是80年代兴起的一门交叉学科。它是在现代科学技术发展基础上形成的。计算机技术（包括信息技术）发展十分迅速，电子技术（包括微电子技术控制技术），机械技术中的精密工程都有较大的发展，人们在生产实践和日常生活中，逐渐认识到只有将现代科学技术综合在一起，从实现功能出发，才有可能获得具有高附加值的产品或系统。在欧美和日本，将计算机技术、控制技术与机械技术融合于一体，出现了数控机床，又如高级自动相机、复印机等，它们在市场上都有较强的竞争力。日本、中国、法国等国家的研究者，对机械电子学设计理论的研究做了大量的工作，使机械电子学得到了较大的发展。机械电子学是以计算机技术（包括信息技术）电子技术、机械技术三者为主体熔合而成的，如图1所示。机械电子学的产品或系统，是具有高级控制功能，智能化的，又能实现类似于人类的高级活动，并能完成高级目的功能的产品或系统。在市场上，它能创造较高的附加值。
机械电子学的产品或系统，一般分为三类：1、技术性产品：主要包括电子类产品（如计算机、电视机、测量仪器等），机械类产品（如复印机、缝纫机、照相机打字机等）；2、生产设备和系统：如数控机床、机器人、柔性制造系统、存储和运输设备等；3、元器件产品：如各类传感器、各类电机、显示器、连接器等；
机械电子学的产品或系统具有的特点：高性能；低成本；智能化；高效率；高可靠性；結构短、小、轻薄化；使用者的最好朋友；容易使用。
一、机械电子学的设计原理与方法。一般工程观点指出：任何一个工程产品或系统是由功能决定其特性的。功能包括变换、传输、存储三种。所以根据一般工程观点，机械电子学的产品或系统是一个系统，它由主功模块、能量供给模块、控制功能模块、结构功能模块组成。
系统设计原理。首先根据人们提出设计的产品或系统的要求，即能确定产品或系统的主功能，接着分析主功能中所含的目的功能，层次功能以及功能结构。按照功能结构，分析各功能模块之间的关系。这种关系分为：相互联系；相互独立；相互矛盾；因果联系四种。并应分析各功能模块之间的接口关系。在机械电子学的产品或系统中，接口分为硬接口与软接口两种。硬接口分为：零接口、主动接口、被动接口、智能接口。软接口对程序、规律、标准、语言、符号的传递。功能分析是用功能述语表示产品或系统的主功能。分析时，应掌握各种技术所能实现的功能；还要注意功能述语与技术指标的联系和区别。其次，为实现各功能模块的作用，一般能有不同学科的多种技术方案实现，但应按照机械电子学的产品或系统的设计准则和特点，对多种可能的方案进行综合评价与优化设计，以确定设计方案。
信息流程设计原理。机械电子学的产品或系统有一个很显著的特点是智能化。机械电子学的产品或系统要有能模仿人类的高级思维活动的功能，在其内部必然有它的信息流程关系。具有这种关系，就有能学习，理解、判断，图像识别，模式识别等功能，同时具有智能数据生成、处理、检索以自动编程等功能，其设计和功能结构，确定功能逻辑关系，设计功能逻辑框图，并对每个功能模块内的子功能模块，设计其子功能模块的逻辑框1、为实现各种功能模块的作用，确定应产生、传输、存储的信息量，并分析信息的物理特性，建立信息流程关系框2、分析系统信息流程中出现的公用信息处理流程，这种流程有多次运行的特点。故需设计具有循环功能的信息流程模块，以提高信息流程的运行速度。3、正确处理系统流程图中的各种技术范围内的信息量互相之间的影响，以及它们之间的综合关系。
在信息流程设计中，智能化是十分重要的问题。智能化是机械电子学的产品或系统显著的特点。因此，智能化在信息流程中具有十分重要的地位。在机器人设计中，要设计智能运动控制系统，其中管理系统的智能化是必须要解决的问题。目前有一种趋势应用智能计算机智能运动控制。
二、建立统一物理模型的方法。机械电子学设计的产品或系统，涉及的学科范围较为宽广，它联系着各种物理概念。但是，所涉及的各种物理量都是为实现产品或系统的功能而出现的。为使产品或系统具有高性能特点，必须研究设计中建立统一物理模型的方法。根据物理学的基本原理，将描述的研究对象，涉及的不同学科的物理量，都相对于系统能量的变化而确定。
机械电子学的研究和发展趋向。近十年来，机械电子学的研究和发展十分迅速。它起源于日本，中国接受得比较早。1988年，中日两目在成都召开了第一次机械电子学学术会议。欧美各国接受较迟，欧洲共同体于1988年派博士生到日本研究机械电子学的设计理论。90年代法国提出：机械电子学是研究者幻想的实现，技术的基础需要。由此可见，这门交叉学科正在蓬勃地发展，下面分别叙述各国对机械电子学的研究和发展：
1、机械电子学的产品或系统的设计与软件。机械电子学的综合工程，新产品的观点，机械电子学的计算机辅助设计。集成产品的设计原理，集成产品的变化原理集，成产品的模数原理，集成产品的标准化，以及集成产品的周围分析，通信技术的引入等。机械电子学技术的研究。
2、机械电子学的选择方法与工具的研究，如何使用新技术，与其发展趋向；机械电子学技术的评价；高级制造技术单元的研究，制造接口技术的研究。
3、机器人。机器人机械，机器人控制系数，自动化机器人，活动方案的研究。
4、微机器与微系统。微电子机械系统，微执行器，微机器人，微型精巧操纵器研究。
5、视觉和传感器。机器人视觉，可视检查研究，光学系统，妆触传感器，传感器的聚合，分布式传感器，光学传感器，光学三维传感器。
6、机械电子学的制造系统研究。制造及装备系统研究，质量控制系统，生产控制系统，集成制造系统等研究。
机械电子学的研究和发展是不受某一门学科本身的局限，而是根据人们要求设计的产品或系统的功能，以获得最高附加值为准则，选用能实现最好的性能价格比的综合技术。所以机械电子在应用各类技术，使其协调一致，发挥综合作用，则是机械电子学成品或系统研究和发展很重要的一个方面。