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機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；構(gòu)成；過程；方法；可靠性

機(jī)電一體化概念始于70年代，是根據(jù)英文Mechanics(機(jī)械學(xué))的前半部分和Electronics(電子學(xué))的后半部分而構(gòu)成的，即Mechatronics。在80年代由美國機(jī)械工程協(xié)會(huì)專家組定義為：“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制的，用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和(或)機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。

機(jī)電一體化技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的綜合性技術(shù)，是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)向機(jī)械技術(shù)不斷滲透的產(chǎn)物。機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著高新技術(shù)引入機(jī)械行業(yè)，機(jī)械技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)與變革。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，它不再是完成單一的系統(tǒng)聯(lián)接，而是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、重量、體積、剛性與耐用方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)有著重要影響。目前，隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制過程日趨復(fù)雜，對控制系統(tǒng)的要求越來越高。

1機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成與關(guān)鍵技術(shù)

1.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成

從構(gòu)成要素上來看，機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、電子信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力源)、傳感檢測系統(tǒng)(傳感器)、執(zhí)行元件系統(tǒng)(如電機(jī))等五個(gè)子系統(tǒng)組成。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本特征是給”機(jī)械”增添了頭腦(計(jì)算機(jī)信息處理與控制)，因此是要求傳感器技術(shù)、控制用接口元件、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制軟件水平較高的系統(tǒng)。

從所要實(shí)現(xiàn)功能上來看，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)是由若干具有特定功能的機(jī)械與微電子要素組成的有機(jī)整體，要有滿足人們使用要求的功能(目的功能)，所以根據(jù)不同的使用目的，要求系統(tǒng)能對輸入的物質(zhì)、能量和信息(即工業(yè)三大要素)進(jìn)行某種處理，輸出所需要的物質(zhì)、能量和信息。因此，系統(tǒng)必須具有以下三大“目的功能”：①變換(加工、處理)功能；②傳遞(移動(dòng)、輸送)功能；③儲(chǔ)存(保持、積蓄、記錄)功能,不管是實(shí)現(xiàn)哪類“目的”功能的系統(tǒng)(或產(chǎn)品)，其系統(tǒng)內(nèi)部必須具備如下圖所示的五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力能功能、檢測功能、控制功能、構(gòu)造功能。其中“主功能”是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“目的功能”直接必需的功能，主要是對物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進(jìn)行變換、傳遞和存儲(chǔ)?！皠?dòng)力功能”是向系統(tǒng)提供動(dòng)力、讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能?！皺z測功能和控制功能”的作用是根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)施“目的功能”。而“構(gòu)造功能”則是使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時(shí)間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能。從系統(tǒng)的輸入／輸出來看，除有主功能的輸入／輸出之外，還需要有動(dòng)力輸入和控制信息的輸入／輸出。此外，還有因外部環(huán)境引起的干擾輸入以及非目的性輸出(如廢棄物等)。

既然機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)可以分解成一系列要素或子系統(tǒng)構(gòu)成，那么怎樣使各要素或子系統(tǒng)之間順利地進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換呢?這就涉及到了接口的概念。所謂接口就是各要素或各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系條件。從系統(tǒng)外部看，機(jī)電一體化系統(tǒng)的輸入／輸出是與人、自然及其他系統(tǒng)之間的接口；從系統(tǒng)內(nèi)部看，機(jī)電一體化系統(tǒng)是由許多接口將系統(tǒng)構(gòu)成要素的輸入／輸出聯(lián)系為一體的系統(tǒng)。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于接口的性能，各要素或各子系統(tǒng)之間的接口性能就成為綜合系統(tǒng)性能好壞的決定性因素。機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)成要素或子系統(tǒng)之間的接口極為重要，在某種意義上講，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)歸根結(jié)底就是“接口設(shè)計(jì)”。廣義的接口功能有兩種，一種是輸入／輸出的功能；另一種是變換、調(diào)整的功能。

1.2機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)

①機(jī)械技術(shù)：機(jī)電一體化的機(jī)械產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品的區(qū)別在于：機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單、機(jī)械功能更強(qiáng)、性能更優(yōu)越。在設(shè)計(jì)和制造機(jī)械系統(tǒng)時(shí)除了考慮靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度及熱變形等問題外，還應(yīng)考慮采用新型復(fù)合材料和新型結(jié)構(gòu)及新型的制造工藝和工藝裝置。②傳感檢測技術(shù)：傳感檢測技術(shù)的內(nèi)容，一是研究如何將各種被測量轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量；二是研究對轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的加工處理。機(jī)電一體化系統(tǒng)要求傳感檢測裝置能快速、準(zhǔn)確、可靠地獲取信息。③信息處理技術(shù)：信息處理的發(fā)展方向是提高信息處理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的范疇。④自動(dòng)控制技術(shù)：機(jī)電一體化系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制以及模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。⑤伺服傳動(dòng)技術(shù)：伺服傳動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，常見的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有電氣伺服和液壓伺服。⑥系統(tǒng)總體技術(shù)：機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)綜合體，它利用系統(tǒng)總體技術(shù)將各有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運(yùn)用而達(dá)到整體系統(tǒng)的最佳化。

2 機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)過程

機(jī)電一體化的機(jī)械動(dòng)力部分由一般電動(dòng)機(jī)演變?yōu)榭刂齐妱?dòng)機(jī)，里程碑式地引入了電子和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，代替人完成機(jī)器的檢測與控制等工作。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)中體現(xiàn)了制造業(yè)高科技化，促進(jìn)了高科技產(chǎn)業(yè)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。它是一種用于機(jī)電產(chǎn)品最優(yōu)設(shè)計(jì)的方法學(xué)。它包括4個(gè)基本學(xué)科：電氣、機(jī)械、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)。如圖1所示。

摘要：本文結(jié)合筆者的多年工作經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析，并就機(jī)電一體化系統(tǒng)的幾種可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；構(gòu)成；過程；方法；可靠性

機(jī)電一體化概念始于70年代，是根據(jù)英文Mechanics(機(jī)械學(xué))的前半部分和Electronics(電子學(xué))的后半部分而構(gòu)成的，即Mechatronics。在80年代由美國機(jī)械工程協(xié)會(huì)專家組定義為：“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制的，用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和(或)機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。

機(jī)電一體化技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的綜合性技術(shù)，是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)向機(jī)械技術(shù)不斷滲透的產(chǎn)物。機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著高新技術(shù)引入機(jī)械行業(yè)，機(jī)械技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)與變革。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，它不再是完成單一的系統(tǒng)聯(lián)接，而是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、重量、體積、剛性與耐用方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)有著重要影響。目前，隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制過程日趨復(fù)雜，對控制系統(tǒng)的要求越來越高。

1機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成與關(guān)鍵技術(shù)

1.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成

從構(gòu)成要素上來看，機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、電子信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力源)、傳感檢測系統(tǒng)(傳感器)、執(zhí)行元件系統(tǒng)(如電機(jī))等五個(gè)子系統(tǒng)組成。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本特征是給”機(jī)械”增添了頭腦(計(jì)算機(jī)信息處理與控制)，因此是要求傳感器技術(shù)、控制用接口元件、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制軟件水平較高的系統(tǒng)。

從所要實(shí)現(xiàn)功能上來看，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)是由若干具有特定功能的機(jī)械與微電子要素組成的有機(jī)整體，要有滿足人們使用要求的功能(目的功能)，所以根據(jù)不同的使用目的，要求系統(tǒng)能對輸入的物質(zhì)、能量和信息(即工業(yè)三大要素)進(jìn)行某種處理，輸出所需要的物質(zhì)、能量和信息。因此，系統(tǒng)必須具有以下三大“目的功能”：①變換(加工、處理)功能；②傳遞(移動(dòng)、輸送)功能；③儲(chǔ)存(保持、積蓄、記錄)功能,不管是實(shí)現(xiàn)哪類“目的”功能的系統(tǒng)(或產(chǎn)品)，其系統(tǒng)內(nèi)部必須具備如下圖所示的五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力能功能、檢測功能、控制功能、構(gòu)造功能。其中“主功能”是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“目的功能”直接必需的功能，主要是對物質(zhì)、能量、信息或其相互結(jié)合進(jìn)行變換、傳遞和存儲(chǔ)。“動(dòng)力功能”是向系統(tǒng)提供動(dòng)力、讓系統(tǒng)得以運(yùn)轉(zhuǎn)的功能?！皺z測功能和控制功能”的作用是根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部信息和外部信息對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)施“目的功能”。而“構(gòu)造功能”則是使構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及元、部件維持所定的時(shí)間和空間上的相互關(guān)系所必需的功能。從系統(tǒng)的輸入／輸出來看，除有主功能的輸入／輸出之外，還需要有動(dòng)力輸入和控制信息的輸入／輸出。此外，還有因外部環(huán)境引起的干擾輸入以及非目的性輸出(如廢棄物等)。

既然機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)可以分解成一系列要素或子系統(tǒng)構(gòu)成，那么怎樣使各要素或子系統(tǒng)之間順利地進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換呢?這就涉及到了接口的概念。所謂接口就是各要素或各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系條件。從系統(tǒng)外部看，機(jī)電一體化系統(tǒng)的輸入／輸出是與人、自然及其他系統(tǒng)之間的接口；從系統(tǒng)內(nèi)部看，機(jī)電一體化系統(tǒng)是由許多接口將系統(tǒng)構(gòu)成要素的輸入／輸出聯(lián)系為一體的系統(tǒng)。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于接口的性能，各要素或各子系統(tǒng)之間的接口性能就成為綜合系統(tǒng)性能好壞的決定性因素。機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)成要素或子系統(tǒng)之間的接口極為重要，在某種意義上講，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)歸根結(jié)底就是“接口設(shè)計(jì)”。廣義的接口功能有兩種，一種是輸入／輸出的功能；另一種是變換、調(diào)整的功能。

1.2機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)

①機(jī)械技術(shù)：機(jī)電一體化的機(jī)械產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品的區(qū)別在于：機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單、機(jī)械功能更強(qiáng)、性能更優(yōu)越。在設(shè)計(jì)和制造機(jī)械系統(tǒng)時(shí)除了考慮靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度及熱變形等問題外，還應(yīng)考慮采用新型復(fù)合材料和新型結(jié)構(gòu)及新型的制造工藝和工藝裝置。②傳感檢測技術(shù)：傳感檢測技術(shù)的內(nèi)容，一是研究如何將各種被測量轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量；二是研究對轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的加工處理。機(jī)電一體化系統(tǒng)要求傳感檢測裝置能快速、準(zhǔn)確、可靠地獲取信息。③信息處理技術(shù)：信息處理的發(fā)展方向是提高信息處理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的范疇。④自動(dòng)控制技術(shù)：機(jī)電一體化系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制以及模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。⑤伺服傳動(dòng)技術(shù)：伺服傳動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，常見的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有電氣伺服和液壓伺服。⑥系統(tǒng)總體技術(shù)：機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)綜合體，它利用系統(tǒng)總體技術(shù)將各有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運(yùn)用而達(dá)到整體系統(tǒng)的最佳化。

2 機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)過程

機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)范文第2篇

介紹。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；可靠性；預(yù)計(jì)分配

中圖分類號(hào)：TH239 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0012-02

1 概述

隨著我國市場化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)電一體化產(chǎn)品在我國各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣泛，機(jī)電一體化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其使用條件和應(yīng)用的環(huán)境也更加嚴(yán)格，由此產(chǎn)生的產(chǎn)品可靠性問題必然增多?？煽啃允呛饬慨a(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，早在20世紀(jì)50年代，國外就興起了對技術(shù)可靠性的廣泛研究。

可靠性是產(chǎn)品或系統(tǒng)的重要指標(biāo)屬性，要提高系統(tǒng)的使用壽命、應(yīng)用的穩(wěn)定、計(jì)算的準(zhǔn)確，降低長期使用的損耗費(fèi)用，產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)間起到關(guān)鍵作用。可靠性分析，目前已經(jīng)成為產(chǎn)品安全性預(yù)測、質(zhì)量保障及維修計(jì)劃制定等工作不可或缺的手段。尤其是在現(xiàn)代生活中，不論是復(fù)雜的飛機(jī)，還是日常生活中簡單的計(jì)算機(jī)等，都是應(yīng)用大量復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品與系統(tǒng)的典型代表，與此同時(shí)，可靠性工程應(yīng)用其中，并取得了成功。

2 可靠性

機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性是利用時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行描述，機(jī)電產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包含五個(gè)要素，分別是：對象、規(guī)定的工作時(shí)間、規(guī)定的工作條件、正常運(yùn)行的功能以及

概率。

機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性研究對象既包括系統(tǒng)，也包括各種單元、組件、零部件等。“規(guī)定的工作條件”一般包括：環(huán)境條件、動(dòng)力條件、負(fù)載條件以及使用和維護(hù)條件?！耙?guī)定的工作時(shí)間”一般指產(chǎn)品的全壽命周期。正常運(yùn)行的功能是指機(jī)電一體化產(chǎn)品完成任務(wù)的各參量。而概率是可靠性的數(shù)值表征。

可靠性指標(biāo)是產(chǎn)品可靠性的量化標(biāo)尺，是進(jìn)行可靠性分析的依據(jù)?？煽慷?、失效率、平均壽命、平均維修時(shí)間等函數(shù)都是機(jī)電一體化產(chǎn)品常用的可靠性指標(biāo)。在不同的工作條件下，對于不同的機(jī)電系統(tǒng)，應(yīng)采用不同的可靠性指標(biāo)來進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。

3 可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)電產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來、生產(chǎn)出來的?？煽啃栽O(shè)計(jì)是一種預(yù)先考慮產(chǎn)品或系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用可靠性設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在完成預(yù)定功能的前提下，使性能、重量、成本、壽命等各方面相互平衡，設(shè)計(jì)出可靠性高的產(chǎn)品的目的。其任務(wù)就是確定產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的變化規(guī)律，并在其基礎(chǔ)上確定如何以最少的費(fèi)用來保證應(yīng)有的工作壽命和可靠度，建立最優(yōu)的方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。設(shè)計(jì)人員必須明確可靠性設(shè)計(jì)的目的并掌握可靠性設(shè)計(jì)的方法，因?yàn)榭煽啃栽O(shè)計(jì)是機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，可靠性設(shè)計(jì)與機(jī)電產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行也是必要的?？煽啃栽O(shè)計(jì)主要包括可靠性預(yù)計(jì)和可靠性分配兩

部分。

3.1 可靠性預(yù)計(jì)

可靠性預(yù)計(jì)是為了估計(jì)產(chǎn)品在給定工作條件下的可靠性進(jìn)行的工作，以以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)、當(dāng)前技術(shù)水平、元器件的失效率等為依據(jù)，預(yù)計(jì)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度?？煽啃灶A(yù)計(jì)包括可靠性分析和可靠性預(yù)測兩個(gè)過程。

可靠性分析就是依據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品各個(gè)組成單元的具體功能特性，繪制反映其物理關(guān)系的功能框圖。然后根據(jù)功能圖，進(jìn)行可靠性建模，分別是繪制能夠反映其邏輯關(guān)系的可靠性框圖和建立可靠性數(shù)學(xué)模型。機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性與組成它的各個(gè)單元的可靠性之間的定量關(guān)系是可靠性數(shù)學(xué)模型反映的內(nèi)容。產(chǎn)品系統(tǒng)彼此組合起來的形式和各組成單元本身的可靠性是產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性的兩個(gè)決定性因素，也就是在邏輯圖中各個(gè)單元之間的連接

方式。

完成可靠性數(shù)學(xué)建模，把機(jī)電系統(tǒng)的可靠性特征量表示成各部分可靠性特征量的函數(shù)，再根據(jù)已知的各部分的可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算出系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)行可靠性預(yù)測。通過可靠性預(yù)測，能實(shí)現(xiàn)對機(jī)電一體化產(chǎn)品各單元的現(xiàn)有元器件水平和使用條件下能達(dá)到的可靠性指標(biāo)的客觀認(rèn)識(shí)，又能找到系統(tǒng)的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，從而提出對設(shè)計(jì)方案的修改意見，最后再進(jìn)行實(shí)施。在一般情況下，最終形成一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)，需要進(jìn)行若干次可靠性預(yù)測，并且預(yù)測越早越好。

3.2 可靠性分配

技術(shù)可靠性分配是技術(shù)可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一?？煽啃苑峙涫菫榱耸箯?fù)雜問題的處理得以簡化并便于檢驗(yàn)，把系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)按照一定的方法合理地分配給系統(tǒng)、單元、零部件的全過程。它是一個(gè)分解的過程：由一個(gè)整體到局部、由大到小、由上到下，也是系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)與分配貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)的過程，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期的可靠性預(yù)計(jì)與分配對系統(tǒng)可靠性有著十分重要的影響。

4 結(jié)語

社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域越來越廣泛地應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性問題逐漸受到各方的關(guān)注。本文以可靠性為出發(fā)點(diǎn)，詳細(xì)介紹了機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)過程，為使用者提供參考，起到提高機(jī)電產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量的作用，達(dá)到增加機(jī)電一體化產(chǎn)品的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的目的。

參考文獻(xiàn)

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機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)范文第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 互動(dòng)教學(xué) 實(shí)踐教學(xué) 項(xiàng)目教學(xué)

科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和不斷進(jìn)步使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了巨大的變化。以信息技術(shù)為代表的高新科技向機(jī)械行業(yè)的滲透，使得現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品不再是單純的機(jī)械構(gòu)件，而是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等集成的所謂機(jī)電一體化產(chǎn)品[1]。社會(huì)對機(jī)械專業(yè)人才的要求越來越趨向于復(fù)合型、應(yīng)用型，因此高校教師在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)必須注重學(xué)生知識(shí)的拓展和綜合應(yīng)用。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門融合了機(jī)械、電子、控制等多學(xué)科的綜合性課程，對培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力以及系統(tǒng)工程意識(shí)具有重要作用。

1課程理念及體系構(gòu)建

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。本課程融合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理技術(shù)等多種技術(shù)于一體，是對基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課等知識(shí)的綜合應(yīng)用，也是理論與工程實(shí)踐相結(jié)合的課程[2]。

本課程主要介紹了機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成、執(zhí)行裝置、檢測元件、控制系統(tǒng)等內(nèi)容，各章節(jié)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示[3]。第一、二章是機(jī)電一體化系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法的概述。第三、四章介紹各種執(zhí)行裝置和檢測元件的構(gòu)造、原理及使用方法。第五章講解控制系統(tǒng)及接口的設(shè)計(jì)。第六章是前面章節(jié)知識(shí)的綜合與應(yīng)用。

圖1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程章節(jié)結(jié)構(gòu)圖

由于在本課程開設(shè)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械原理、控制理論、檢測技術(shù)等相關(guān)課程，因此應(yīng)該著眼于學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)工程意識(shí)的培養(yǎng)，而不只是各部分知識(shí)的簡單重復(fù)和回顧。此外，由于本課程與生產(chǎn)、生活實(shí)際緊密聯(lián)系，可以結(jié)合案例分析、討論與互動(dòng)、實(shí)踐教學(xué)等多種方式開展教學(xué)活動(dòng)。

2 教學(xué)方法改革

由于受傳統(tǒng)教育觀念和教學(xué)條件的限制，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程過去以教師講授為主，學(xué)生只能被動(dòng)地接受，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不能有效發(fā)揮。本文依據(jù)該課程各章節(jié)教學(xué)重點(diǎn)的不同，采用不同的教學(xué)方法對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。

2.1 知識(shí)精講

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程涉及的知識(shí)面廣、綜合型強(qiáng)，但理論課時(shí)并不多。因此，需調(diào)整與先修課程的關(guān)系，刪減重復(fù)部分，精講內(nèi)容要少而精，重點(diǎn)介紹機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成部分的原理、作用及相互聯(lián)系。理論知識(shí)講解的同時(shí)需結(jié)合案例分析，加深學(xué)生對相關(guān)知識(shí)的理解。此外，還可以利用動(dòng)畫、視頻等多媒體手段，幫助學(xué)生了解最新的研究成果，掌握最新的行業(yè)動(dòng)態(tài)，避免教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際脫離。例如，在講授執(zhí)行裝置構(gòu)造及使用方法時(shí)，可以略過學(xué)生已經(jīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)過的電動(dòng)機(jī)工作原理及特性，對液壓和氣動(dòng)執(zhí)行裝置也只做簡單介紹，而重點(diǎn)比較三種執(zhí)行裝置的性能、適用范圍及應(yīng)用。通過對工件輸送系統(tǒng)的分析，學(xué)生理解氣動(dòng)執(zhí)行裝置的原理以及在機(jī)電一體化設(shè)備中的作用。采用視頻資料與教師講解相結(jié)合的方式，介紹壓電、靜電、形狀記憶合金等新型執(zhí)行裝置，在開闊學(xué)生視野的同時(shí)加深其對執(zhí)行裝置的理解。

2.2 討論與互動(dòng)式教學(xué)

教學(xué)過程是教師和學(xué)生以信息為載體的互動(dòng)過程[4]。為了讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，而不是作為課堂的看客或被灌輸?shù)膶ο?，可以在知識(shí)精講的基礎(chǔ)上融入討論與互動(dòng)式教學(xué)方法。教師通過本課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)問題，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生聽課的熱情和積極性，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)[5]。例如，在介紹機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成時(shí)，安排學(xué)生分組了解一種機(jī)電一體化設(shè)備，掌握其基本工作原理及組成要素，并在課堂上利用PPT、視頻資料進(jìn)行講解。教師針對該設(shè)備的工作原理及過程進(jìn)行提問，同組同學(xué)展開討論并進(jìn)行解答。討論課氣氛活躍，學(xué)生積極性較高，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

2.3 實(shí)踐教學(xué)

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門與生產(chǎn)、生活實(shí)際緊密結(jié)合的課程，因此在課堂教學(xué)之外還應(yīng)當(dāng)利用已有的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)條件讓學(xué)生接觸實(shí)際的機(jī)電系統(tǒng)。在檢測與傳感器技術(shù)的授課過程中，筆者利用數(shù)控加工中心和工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生通過觀察兩種設(shè)備所使用的光電編碼器、直線光柵尺和接近開關(guān)，對傳感器的工作原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在操縱數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人的過程中，學(xué)生可以掌握傳感器在各自系統(tǒng)中的作用。此外，通過對數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人所使用的交、直流電機(jī)以及液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)的介紹可以幫助學(xué)生鞏固執(zhí)行裝置部分的知識(shí)點(diǎn)，起到溫故而知新的作用?？傊?，實(shí)踐教學(xué)可以加深學(xué)生對知識(shí)的理解，密切知識(shí)體系間的聯(lián)系。

2.4項(xiàng)目教學(xué)

為了提高學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和工程意識(shí)，將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，在本課程的授課過程中采用了項(xiàng)目任務(wù)教學(xué)的方法。項(xiàng)目教學(xué)是以工程實(shí)踐為導(dǎo)向，通過完成一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)[6]。將本課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)通過一個(gè)明確的“項(xiàng)目任務(wù)”布置給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行資料整理―系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)―子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)―系統(tǒng)方案優(yōu)化。

全方位移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)就是適合本課程的一個(gè)較好的“項(xiàng)目任務(wù)”。該項(xiàng)目集硬件與軟件設(shè)計(jì)于一體，所涉及知識(shí)包括執(zhí)行裝置、傳感器、控制系統(tǒng)及接口電路等，對于鞏固知識(shí)、培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)能力具有重要作用。學(xué)生選定題目后：（1）查找相關(guān)資料了解全方位移動(dòng)機(jī)器人的基本技術(shù)。此過程培養(yǎng)了學(xué)生檢索科技文獻(xiàn)的能力，為隨后的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。（2）確定全方位移動(dòng)方案，并將機(jī)器人分為移動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、傳感器模塊、通訊模塊等，繪制基本的硬件結(jié)構(gòu)框圖和總體的軟件流程圖。在這部分主要培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念，使其能夠從宏觀上把握全局，制訂合理且可行的方案。（3）各子系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程也是知識(shí)的掌握和應(yīng)用過程，明確的學(xué)習(xí)目的能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。（4）機(jī)器人各子系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試及方案優(yōu)化。子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)過程必然會(huì)出現(xiàn)沖突和矛盾，如何從系統(tǒng)角度出發(fā)解決出現(xiàn)的問題并進(jìn)行方案的優(yōu)化，同樣是對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)和鍛煉。

通過全方位移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)這一項(xiàng)目，學(xué)生明確了學(xué)習(xí)的目標(biāo)和任務(wù)，積極性和主動(dòng)性有較大提高。在完成項(xiàng)目任務(wù)過程中，學(xué)生加深了機(jī)電一體化相關(guān)知識(shí)的理解，并將各部分知識(shí)融會(huì)貫通，有效培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)觀念和工程意識(shí)。此外，以團(tuán)隊(duì)形式來完成任務(wù)有利于學(xué)生協(xié)作意識(shí)的培養(yǎng)及綜合素質(zhì)的提高。

3 結(jié)束語

在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程中采用知識(shí)精講、討論與互動(dòng)式教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)等多種方法相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)改革和探索。教學(xué)實(shí)踐表明幾種教學(xué)方法相結(jié)合的方式可以讓學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和工程應(yīng)用能力具有積極作用。

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機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；產(chǎn)品；設(shè)計(jì)方法

引言

機(jī)電一體化的概念起始于上世紀(jì)70年代，發(fā)展到今天已經(jīng)有40多年的歷史了，其技術(shù)也在不斷的發(fā)展和豐富。尤其是近年來，科學(xué)技術(shù)日新月異，人們對于機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)有了更高的要求，要求柔性設(shè)計(jì)，工作可靠， 性能好等。傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了技術(shù)支出，各種技術(shù)交叉運(yùn)用于機(jī)電一體化中，使其成為了一門新型的學(xué)科技術(shù)，涉及到：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、信息處理、伺服和接口技術(shù)等等。

1 機(jī)電一體化產(chǎn)品特點(diǎn)

分析機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）機(jī)械系統(tǒng)。在機(jī)電一體化中，機(jī)械系統(tǒng)的組成包括：機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)以及聯(lián)接等。它是產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，因此對機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的要求；其結(jié)構(gòu)、材料以及工藝加工等都必須滿足產(chǎn)品高效、可靠、節(jié)能等的要求。

（2）動(dòng)力系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是提供能量和功能給機(jī)電一體化產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，從而完成主功能。動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力源包括：電動(dòng)力源、液動(dòng)力源以及氣動(dòng)力源等。

（3）傳感與檢測系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，傳感器的主要作用是將外部或自身的參數(shù)轉(zhuǎn)換為能夠進(jìn)行測定的物理量，通過相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對這些物理量的測定，從而提供各類信息給機(jī)電一體化產(chǎn)品。通常情況下，傳感器和檢測系統(tǒng)的主要功能是由測量儀器來實(shí)現(xiàn)的，要求其具有體積小、安裝方便、具有較高檢測精度等特點(diǎn)。

（4）信息處理及控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于接收傳感和檢測系統(tǒng)所反饋的信息；同時(shí)對這些信息進(jìn)行處理、運(yùn)算以及決策等，最終實(shí)現(xiàn)控制功能。信息處理和控制系統(tǒng)的組成主要包括：計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)硬件以及接口等。

（5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在控制信息的作用下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以完成相應(yīng)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)主功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)部件通常采用的是機(jī)械、電液以及氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品餓目的功能中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是最直接的執(zhí)行者，它是最為重要的組成部分。

2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)概述

圖1 三維系統(tǒng)圖示

從現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的角度入手分析機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，所謂“設(shè)計(jì)”，它是指一個(gè)信息系統(tǒng)，將需求設(shè)計(jì)為輸入，設(shè)計(jì)結(jié)果則為輸出；在工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理，內(nèi)存能夠創(chuàng)造性的將人們的需求轉(zhuǎn)為具有相應(yīng)功能的具體產(chǎn)品；并且，還提出了具體的實(shí)現(xiàn)方案。從系統(tǒng)工程的角度來看，設(shè)計(jì)屬于一個(gè)三位系統(tǒng)，由：時(shí)間、邏輯以及方法組成，圖1給出了三維系統(tǒng)圖示。其中，時(shí)間維描述的是設(shè)計(jì)目標(biāo)流程，它是按照時(shí)間進(jìn)行排列的；邏輯維是指相應(yīng)的邏輯步驟，它主用于解決問題；在設(shè)計(jì)工作流程中，邏輯維需要在每一個(gè)階段之內(nèi)完成工作內(nèi)容以及思維程序；最后是方法維，它主要是指在設(shè)計(jì)過程中，思維方法、工作方法及其相關(guān)的領(lǐng)域知識(shí)。

3 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法

3.1 設(shè)計(jì)可行性研究

在機(jī)電一體化產(chǎn)品的可行性研究中，是通過實(shí)際的調(diào)查與研究，對市場需求進(jìn)行分析，掌握最新信息，進(jìn)行可行性論證，初步規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方案，主要內(nèi)容包括：投資總額的預(yù)測、各組成部件的價(jià)格預(yù)測、產(chǎn)品性能的價(jià)格預(yù)測以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等等。

3.2 基本設(shè)計(jì)

在基本設(shè)計(jì)階段，首先需要提出相應(yīng)的技術(shù)，其內(nèi)容包括：硬件技術(shù)、軟件技術(shù)等；前者又包括：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元件、產(chǎn)品的控制元件等；后者又包括：操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。在設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的過程中，盡可能的多給出幾種方案，從中找到一種最優(yōu)的方案。

3.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)

完成基本設(shè)計(jì)之后，需要進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，在此過程中包括以下主要內(nèi)容：業(yè)務(wù)分工、程序設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及安全保護(hù)設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)開發(fā)性的產(chǎn)品過程中，要對產(chǎn)品的性能指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行擬定，進(jìn)行必要的計(jì)算，找到所用的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行性能等的設(shè)計(jì)。

3.4 實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)

最后是實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)階段，在此階段中，主要的工作包括：檢驗(yàn)產(chǎn)品的工作性能，進(jìn)行產(chǎn)品性能的評(píng)價(jià)以及改進(jìn)。進(jìn)行產(chǎn)品工作性能檢驗(yàn)的主要目的是測定生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)率，分析故障，對故障的時(shí)間、原因等進(jìn)行考察；改進(jìn)的主要目的是進(jìn)行產(chǎn)品問題的改進(jìn)，提高產(chǎn)品的性能。對產(chǎn)品性能進(jìn)行評(píng)價(jià)主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行的：技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

總之，在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，要注意質(zhì)量、成本、市場與可行性之間的關(guān)系，要把握好長期與短期發(fā)展之間的關(guān)系。

4 結(jié)語

作為一種復(fù)合技術(shù)，機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)需要多個(gè)部門的相互配合和支持，共同設(shè)計(jì)才能得到較好的結(jié)果。在具體設(shè)計(jì)過程中，不僅需要深入了解機(jī)電一體化中各項(xiàng)技術(shù)，還應(yīng)該重視系統(tǒng)工程的概念。本文以機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展為背景，對其在實(shí)踐中的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。在未來，應(yīng)該注重技術(shù)融合和結(jié)合，共同實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)范文第5篇

機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

(1)第一階段。機(jī)械一體化技術(shù)大致經(jīng)過了三個(gè)發(fā)展階段,第一階段起于上世紀(jì)的60年代,人們逐步的將電子技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,機(jī)械產(chǎn)品性能得以提升。二戰(zhàn)以后,機(jī)械產(chǎn)品和電子技術(shù)的合作進(jìn)一步加深,機(jī)電技術(shù)的結(jié)合對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)恢復(fù)和繁榮起到了重要的作用。但是這期間的電子技術(shù)發(fā)展水平比較低,電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)還沒有真正的結(jié)合,機(jī)電產(chǎn)品也沒有得到大范圍的推廣。(2)機(jī)電一體化蓬勃發(fā)展的階段。上世紀(jì)七八十年代是機(jī)電一體化發(fā)展的第二階段,通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)在此期間發(fā)展迅速,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)保障和支持。在此期間,微型計(jì)算機(jī)以及集成電路發(fā)展的規(guī)模日益壯大,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有了物質(zhì)基礎(chǔ)。各國都加大了對機(jī)電一體化技術(shù)的重視程度,機(jī)電一體化技術(shù)得到了快速的發(fā)展,機(jī)電一體化產(chǎn)品逐漸增多。(3)機(jī)電一體化新時(shí)期的發(fā)展。智能化、自動(dòng)化和模塊化是機(jī)電一體化的典型特征,機(jī)電一體化技術(shù)在上世紀(jì)90年代以后得到了更大程度的進(jìn)步,通信技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)逐漸進(jìn)入機(jī)電一體化,有關(guān)機(jī)電一體化的研究逐漸增多,機(jī)電系統(tǒng)的分析、集成方法和建模設(shè)計(jì)逐漸增多。在人工智能技術(shù)以及光纖技術(shù)的影響下,機(jī)電一體化的發(fā)展前景更為廣闊。我國對機(jī)電一體化的研究始于上世紀(jì)80年代,近年來也獲得了較大的進(jìn)展,但是目前我國機(jī)電一體化技術(shù)還存在產(chǎn)品水平較低、科技基礎(chǔ)較為薄弱、發(fā)展?jié)摿Σ蛔阋约案咚疆a(chǎn)品較少的問題,機(jī)電一體化技術(shù)還需要進(jìn)一步的發(fā)展,增強(qiáng)技術(shù)發(fā)展對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用。

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考探析

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)科技的進(jìn)步,科技的進(jìn)步也會(huì)反過來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,兩者之間是相輔相成的關(guān)系。機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過長達(dá)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)是集電子、機(jī)械、控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及光學(xué)和信息技術(shù)于一體的綜合學(xué)科。在新時(shí)期,機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)朝著更加智能化、綠色化、數(shù)字化和微型化的方向發(fā)展。(1)智能化。智能化是技術(shù)的發(fā)展方向,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在信息技術(shù)、模糊技術(shù)的幫助下,會(huì)朝著智能化的方向逐漸發(fā)展。未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品不再是層次結(jié)構(gòu)較為簡單的產(chǎn)品,技術(shù)產(chǎn)品需要向著有冗余度和復(fù)雜的雙向聯(lián)系發(fā)展,人工智能在機(jī)電一體化技術(shù)中的應(yīng)用將進(jìn)一步加大,提高該技術(shù)在數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人中的應(yīng)用力度。此外,機(jī)電一體化技術(shù)的研究和發(fā)展要加大對運(yùn)籌學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)、動(dòng)力學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和心理學(xué)的研究,通過新技術(shù)和新方法來提高機(jī)械的模擬能力,使生產(chǎn)機(jī)械具有人類的邏輯思維能力、判斷能力以及自主決策能力,整體上提升機(jī)電一體化的智能化。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品雖然不能達(dá)到人腦的智能化程度,但是機(jī)電一體化產(chǎn)品微處理器的高速和高性能還是可以實(shí)現(xiàn)的,智能化是機(jī)電一體化的發(fā)展方向。(2)柔性化。柔性化是對突發(fā)事件應(yīng)對能力的提高,機(jī)電一體化的控制和執(zhí)行將會(huì)有更高程度的冗余度,系統(tǒng)之間能夠按照任務(wù)的分配來實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的工作,增強(qiáng)自身的自律性。柔性化的典型特點(diǎn)是機(jī)電一體化技術(shù)的子系統(tǒng)可以產(chǎn)生附加信息,在完成總工作任務(wù)的前提下要實(shí)現(xiàn)信息的產(chǎn)生和附加,提高系統(tǒng)的處理能力和反應(yīng)能力,減少故障對機(jī)電一體化技術(shù)的影響,整體上提升機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平。(3)網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)改變了人們的生活,人們工作的效率逐漸提高,生產(chǎn)領(lǐng)域、教育領(lǐng)域以及政治軍事領(lǐng)域都進(jìn)行著重大的變革。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)部門之間的連接,質(zhì)量可靠、功能良好的機(jī)電產(chǎn)品會(huì)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的幫助下進(jìn)一步的發(fā)展和完善起來。與此同時(shí),機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化還會(huì)簡化生產(chǎn)的流程,減輕工作人員的任務(wù)量,實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)新的發(fā)展。(4)模塊化。未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然具有智能化和柔性化的特點(diǎn),但是產(chǎn)品不同系統(tǒng)之間的分工將會(huì)更加精細(xì),機(jī)電產(chǎn)品的模塊化將是未來發(fā)展的方向。機(jī)電產(chǎn)品的模塊化是系統(tǒng)而復(fù)雜的工作,研制人員需要對機(jī)械接口、環(huán)境接口、動(dòng)力接口以及電器接口進(jìn)行整體的研究和分類,使機(jī)電一體化產(chǎn)品成為具有識(shí)別功能、視覺和圖像處理功能的新型產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)電器產(chǎn)品的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。結(jié)語隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,機(jī)電一體化技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,提高了生產(chǎn)效率,增強(qiáng)了信息處理的精度和準(zhǔn)度。機(jī)電一體化技術(shù)是集機(jī)械、電氣、信息處理等于一體的綜合技術(shù),機(jī)電產(chǎn)品和技術(shù)會(huì)向著智能化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和模塊化的方向進(jìn)一步發(fā)展,擴(kuò)大機(jī)電產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用范圍。

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