机电一体化在工程机械中的应用-段哥

机电一体化在工程机械中的应用

---

长沙理工大学

摘要：随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,并广泛应用于工程机械领域。现代工程施工中,工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可以直接影响到施工工艺的好坏,而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。

关键词：机电一体化工程机械应用效率

1 机电一体化概述

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术[1]。将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

现代工程机械正处在一个机电一体化的发展时代引入机电一体化技术,使机械、液压技术和电子控制技术等有机的结合,可以极大地提高了工程机械的各种性能,如动力性、燃油经济性、可靠性、安全性,操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命等。目前以微机或微处理器为核心的电子控制装置在现代工程机械中的应用已相当普及,电子控制技术已深入到工程机械的许多领域,如摊铺机和平地机的自动找平,摊铺机的自动供料,挖掘机的电子功率优化, [2]柴油机的电子调速,装载机、铲运机变速箱的自动控制,工程机械的状态监控与故障自诊等。随着科学技术的不断发展,对工程机械的性能要求不断提高,电子控制装置在工程机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂。

2 机电一体化对工程机械功能的改进

在工程机械上运用传感器技术是当前机电一体化技术最主要的技术手段和特征，传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能[3]；其水平越高，系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法正常有效的工作。

我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学，始于20世纪80年代，与国外先进技术相比，我们还有较大差距，主要表现在：（1）先进的计算、模拟和设计方法；（2）先进的微机械加工技术与设备；（3）先进的封装技术与设备；（4）可靠性技术研究等方面，因此，必须加强技术研究和引进先进设备，以提高整体水平[4]。

传感器技术今后的发展方向可有几方面：（1）加速开发新型敏感材料：通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科，各种新技术的互相渗透和综合利用，可望研制出一批基于新型

敏感材料的先进传感器；（2）向高精度发展：研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性；（3）向微型化发展：通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点；(4)向微功耗及无源化发展：传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向；(5)向智能化数字化发展：随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号（如0-10mV），而是经过微电脑处理好后的数字信号，有点甚至带有控制功能，即智能传感器[5]。

3 机电一体化在工程机械中的应用

3.1 机电一体化遥控技术在工程机械上的应用

随着工程机械功能的扩展，遥控技术的应用环境越来越广。很多时候应用遥控技术是出于对操作手的保护和操作的便利性。例如在水泥混凝土泵车上已经广泛采用该技术[6]。以及遥控技术在一些小型多功能产品上的延用。

3.2 机电一体化技术在旋挖钻机上的运用

旋挖钻机是近几年来在国内被广泛采用的一种重要的工程机械，其应用主要集中在大型桩基础施工中。旋挖钻机因其施工工艺较为复杂，且在施工过程中对精度要求较高，因此引进自动控制功能以提高施工效率和精度。最为常见的有两种功能：钻桅自动调垂直功能和钻孔工程中自动回位功能[7]。

3.3 机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性[8]。

3.4 机电交流传动技术

传动技术在工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大[9]。

4 机电一体化在工程机械中的前景发展

4.1 微型化

随着大规模电路的研究发展，微处理芯片将会变得越来越小，对微机电一体化产品体积小、耗能小等优势起到促进作用，[10]更有利于机械产品在特殊环境下进行工作，在一些多精密，高要求的行业当中微型化是必然的趋势机。

4.2 智能化

智能化是机电一体化的重要目标之一，所谓智能化就是通过计算级对机械进行模糊控制，对

人的思维进行模拟，以达到机械智能化的效果，机器人就是其中最大的应用，这其中需要计算机科学、人工智能、控制技术、模糊控制、心理生理学的学科相互协作，有机融合，不断提高机械智能化程度，从而进一步减少人工的作业量。高速的微处理器的成熟技术则为机电一体化的智能化提供了保障。

4.3 网络化

通信网络已经被应用到各个领域，机电一体化的产品也在超着网络化的方向进行发展，操作员可通过网络来对工程机械的工作状况进行实时监控，并可以在必要时向机械发出命令，来达到对机械工作进行控制的目的，由此来提高工作的安全性和可靠性[11]。

5 结论

随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，[12]有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益[13]。

参考文献

[1]杨自厚.人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J].冶金自动化，1994，（5）：23-25.

[2]唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J].冶金自动化，1996，（4）：60-62.

[3]唐怀斌.工业控制的进展与趋势 [J].自动化与仪器仪表，1996，（4）：33-35.

[4]王俊普.智能控制[M].合肥：中国科学技术大学出版社，1996 .

[5]林行辛.钢铁工业自动化的进展与展望[J].河北冶金，1998，（1）：:7-9.

[6]曽亿山.工程机械中机电液一体化技术[J].煤矿机械，2005，（7）：19-25.

[7]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004.

[8]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007，(4)：88-89.

[9] 殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社,2003.

[11] 戴勇.高职机电一体化技术专业课程开发[M].北京：机械工业出版社,2004.

[12] 马国华.监控组态软件及其应用[M].北京：清华大学出版社，2001，（3）：10-12.

[13] 王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技。2006，（4）：63-65.

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题(附答案)

机电一体化复习题 一、名词解释 1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口 8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。 （×） 2 滚珠丝杆不能自锁。（√） 3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（×） 4 异步通信是以字符为传输信息单位。（√） 5 同步通信常用于并行通信。（×） 6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（×）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误 （1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√） （2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）

（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√） 三、单项选择题 1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。 A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量 C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比 2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。 A.1

机电一体化的应用及发展趋势

机电一体化的应用及发展趋势

毕业论文 论文题目：机电一体化的应用及发展趋势 学生姓名: ___________________________________ 指导教师： ________________________________ 教育层次： ________________________ 专业名称：机械制造与自动化 2014年12月

目录 摘要....................................................................... 3 、, 、- 刖言....................................................................... 3 第1章机电一体化基本情况介绍 1.1机电一体化的来源 (3) 1.2机电一体化的概念 (4) 1.3机电一体化的发展历程 (4) 第2 章机电一体化的组成 2.1机电一体化包括的内容 (5) 2.2机电一体化产品的分类 (6) 2.3机电一体化技术的特点 (6) 第3 章机电一体化的发展趋势 3.1机电一体化的现状 (8) 3.2机电一体化技术的发展趋势 (8) 3.3机电一体化典型产品的发展趋势 (10) 3.3.1数控机床 (10) 3.3.2自动机与自动生产线 (11) 3.4机电一体化的发展前景 (12) 第4 章机电一体化技术的应用 4.1 钢铁企业中的应用 (13) 4.2饮食行业中的应用 (13) 4.3汽车和工业机器人的应用 (14) 4.4当地家用电器中的应用 (14) 第5 章机电一体化面临的问题及采取的措施 5.1机电一体化面临的问题 (15) 5.2采取的措施 (15)

机电一体化技术应用复习题(附答案)

机电一体化技术应用复习题 一、填空题 (每空2分) 1. 机电一体化技术的主要特征：整机结构最优化、系统控制智能化、操作性能柔性化。 2. 可编程序控制器的英文简称PLC 。 3. S7-200PLC型号CPU224XPCN：14点数字量输入、10点数字量输出、2路模拟量输入、1路模拟量输出。 4. S7-200PLC型号EM235CN是模拟量扩展模块、4路输入、1路输出。 5. S7-200有6个高速计数器为HSC0～HSC5、高速计数器有12种工作模式。 6. 编码器有增量式和绝对式。 7. S7-200有2种高速脉冲输出、为PTO和PWM。 8. S7-200高速脉冲输出占用输出端子Q0.0和Q0.1。 9. S7-200主从模式通信的网络读指令为NETR，网络写指令为NETW。 10. S7-200自由端口模式通信的网络发送指令为XMT，网络接收指令为RCV。 11.典型气压传动系统是由气压发生装置、执行元件、控制元件、和辅助元件四个部分组成。 12.气动表压力是以相对于大气压压力的差来表示。 13.气缸按照运动形式分为直线气缸、摆动气缸、和转动气缸3种。 14.压力控制阀可以分为3类减压阀、溢流阀、和顺序阀。 15.上图所示的方向控制阀是单控、二位、五通阀。 16.传感器由敏感元件、传感元件及测量电路三部分组成。 17.电容式传感器有三种类型变面积式、变隙式及变介电常数式。 18.光电式传感器有三种类型对射式、反射式及漫射式。 19.伺服电机分为直流伺服电机和交流伺服电机。 20.步进电机分为反应式、永磁式和混合式。 21.变频器通过改变电源的频率来调节交流电机的速度。 二、名词解释(每小题4分) 1、FMS 2、CIMS 3、 PLC自由端口通信 4、传感器 5、传感器灵敏度 6、传感器线性度 7、传感器迟滞 8、传感器分辨力 9、光电效应10、霍尔效应11、A/D 12、D/A 13、 PWM 14、步进电机的步距角15、步进电机的运行矩频特性

机电一体化练习及答案

一、选择题（每小题2分，共20分，多选漏选均不得分） 1．一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：（ ABCD ） A、机械本体 B、动力与驱动部分 C、执行机构 D、控制及信息处理部分 2．齿轮传动的总等效惯量与传动级数（ C ） A. 有关 B. 无关 C. 在一定级数内有关 D. 在一定级数内无关 3. 某伺服电动机最高转速为1200r/min，通过丝杠螺母传动带动机床进给运动，丝杠螺距为6mm，最大进给速率可达（ C ） A. 72m/min B. 7.2m/min C. 5m/min D. 3.6m/min 4．计算步进电动机转速的公式为（B） A. 360o r mz c B. 60 r f mz c C. 180 cos o sm T mc D. 360 180 o o mc 5. 通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一连接成一个大系统称为（ B ） A. 顺序控制系统 B. 计算机集成制造系统 C. 柔性制造系统 D. 伺服系统 6.滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的（ B ） A．径向位移Ｂ．轴向位移Ｃ．螺旋线长度Ｄ．坐标值 7. 步进电机一般用于( A )控制系统中。 A. 开环 B. 闭环 C. 半闭环 D. 前馈 8．某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距角为1.5o，应采用的通电方式为（ C ） A. 单拍制 B. 双拍制 C. 单双拍制 D. 细分电路 9.为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（ B ）A．调整径向间隙Ｂ．预紧Ｃ．预加载荷Ｄ．表面清洗 10. 下列属于变磁阻电动机的是（ C ） A. 直流电动机 B. 交流感应电动机 C．步进电动机D. 永磁同步电动机

机电一体化技术的应用及发展趋势

机电一体化技术的应用及发展趋势 摘要：随着我国工业生产水平的不断提高，机电一 体化技术的应用也日趋广泛，成为现代工业技术发展的重要?酥局?一，了解和掌握机电一体化技术的应用和未来发展前景，也是当前机械工程领域关注和研究的重点课题之一。本文从机电一体化技术的发展入手，分析了机电一体化的发展前景趋势，希望能借此给同行们提供一些有价值的参考。 关键词：机电一体化技术应用发展趋势 1.机电一体化的技术应用 机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。 机电一体化技术的应用领域十分广泛，主要应用在数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统、工业机器人等方面。它在应用技术方面主要包括软件和硬件两个大的方面，其在不同领域中的具体应用的核心技术包括： 1.1在现代机械制造业中的应用 机械制造业的市场竞争局面紧张，而在传统的机械制造行业中，规模和经济基础是决定市场占有率的关键，而社会发展到今天，制造业已经打破了单纯依靠人力生产的技能传统，取而代之的是电子计算机技术、敏捷制造、柔性制造、

并行工程和计算机数字控制技术等高新技术制造系统占据 了信息竞争主导地位，起到了促进生产模式创新和发展的作用。 1.2在钢铁行业中的应用 机电一体化技术在钢铁企业中的应用主要是计算机集 成制造系统，是将人、生产经营、生产管理和整个生产管理过程的全方面有效连接的一种控制系统。从原料进入生产企业，到原料的加工生产和成品的发货等全方面加以监控的新技术应用。 1.3在饮料食品行业中的应用 机电一体化作为一种应用发展最快的新技术，在饮料食品行业的包装机械开发、设计和制造等方面也被广泛引入，大大提高了生产加工的自动化水平，提升了生产能力和管理效率，为企业在行业中的优势竞争地位奠定了基础。 此外，机电一体化的技术应用还包括在现场总线技术方面和交流传动技术方面的应用。现场总线技术其实就是将新型的信号传输技术替换成现场总线技术的一种方法，在有效控制的基础上实现双向的信息传送。而交流传动技术则是将矢量控制技术进行实用化应用的代表，是数字技术发展的产物，在未来，还将取代直流传动技术。 2.机电一体化技术的未来发展趋势 当前，光机电一体化技术作为一种新兴的学科，在多年

机电一体化试题及答案汇总

目录 机电一体化复习题 一、名词解释 1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 6单片机 7 接口 8 通道 9 串行通信 10直接存储器存取（） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中通道就是接口。（×） 2 滚珠丝杆不能自锁。（√） 3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（×） 4 异步通信是以字符为传输信息单位。（√） 5 同步通信常用于并行通信。（×） 6 无条件方式常用于中断控制中。（×） 7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误

（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√） （2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√） （4）温度误差是影响传动精度的因素（√） 三、单项选择题 1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。 A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量 C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比 2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。 A.1

A.插补 B.切割 C.画 线 D.自动 四、填空题 1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。 2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。 3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。 4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其它等四大类型。 5. 在变频调速系统中，通常载波是等腰三角波，而调制波是正弦波 6.异步交流电动机变频调速： a)基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩 调速方式。 b)基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率 调速方式。 7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器功率驱动器步进电机等组成。

机电一体化技术在机械工程中的应用

编号：SM-ZD-80765 机电一体化技术在机械工 程中的应用 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

机电一体化技术在机械工程中的应 用 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目 标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 作为一门将机械和微电子技术紧密结合的技术——机电一体化在机械工程中的应用取得了较好的效果。不论是从机电一体化的发展趋势还是从机电一体化的应用前景来看，加大该项技术的创新以及其与机械工程的联合对各机械企业的发展有着积极的意义。本文将以机电一体化为中心，简要分析其在机械工程中的应用。 机械工程的发展目前已经朝着机电一体化的方向稳步前进。信息处理、机械控制、电子、软件等都被有机的结合，新产品和新应用领域不断地被开拓，机械行业的发展不仅有微电子技术的支持，同时也有自动化生产和制造的协助。在新工业时代的今天，机电一体化已经成为推动机械工程快步前进的主要助推力。产品生产的周期被压缩，产品的性能得到进一步提升，企业的竞争力不断加大，市场竞争形式迈

机电一体化试题及答案

填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）： 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。 14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。

机电一体化在日常中的应用

机电一体化在家庭电器的 应用和发展 学院：机械工程学院 班级：14机电专升本 姓名：许强 学号：1403050017

【摘要】：机电一体化技术又称机械电子技术，是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术与机械技术相结合的综合性高新技术，是机械技术与微电了技术的有机结合。随着现代化社会活节奏的不断加快和人们州活水平的不断提高。人们对各种方便、快捷的家用电器需求量越来越大。自动化的家用电器作为人们捉高生活效率，追求家庭生活质量的基本条件，也愈来愈成为不可或缺的生活用具。 【关键字】:机电一体化家庭电器自动化

目录 一、机电一体化技术与家庭电器 (4) 1机电一体化技术 (4) 1.1定义 (4) 1.2机电一体化系统的基本结构要素 (4) 1. 3机电一体化的相关技术 (4) 2.家庭电器应用 (4) 2. 1.家用电器的定义及特征 (4) 2.2家电的分类 (5) 二、机电一体化技术在家用电器中的应用案例 (6) 1.电视机 (6) 1.2电视机结构组成 (6) 1.3电视机经过机电一体化技术改进后优点有下面几个方面 (6) 2.洗衣机 (7) 2. 1洗衣机工作原理 (7) 2.2洗衣机的结构组成 (7) 三、机电一体化的现状 (7) 四、机电一体化技术的发展方向 (8)

一、机电一体化技术与家庭电器 1机电一体化技术 1.1定义 是微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术与机械技术相结合的综合性高新技术，是机械技术与微电了技术的有机结合。 1.2机电一体化系统的基本结构要素 机电一体化系统一般包括个基本结构要素:机械本体、能源、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信息处理单元。 应掌握这些基本结构要素的构成，在机电一体化系统中所起的作用，以及系统对基本结构要素的要求。对于一般的机电一体化系统应能够熟练分析系统中的各个部分分别属于系统的哪一基本结构要求。 1. 3机电一体化的相关技术 机电一体化的相关枝术有:机械枝术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术。伺服驱动技术，应了解各项相关技术在整体系统中的作用。 2.家庭电器应用 2. 1.家用电器的定义及特征 2.1.1定义 家用电器（简称家电）是指用于家庭或类似条件(系指人数较少的社会单位，如幼儿园、学校、医院、办公室等)或个人使用的一切电器产品，主要足在家庭使用带电的器具。 2.1.2特征 主要指在家庭及类似场所中使用的各种电气和电子器具。又称民用电器、日用电器。家用电器工业的发展水平是衡量一个国家人民生活水平的重要标志之

机电一体化技术应用的意义及发展趋势

机电一体化技术应用的意义及发展趋势 摘要：机电一体化是一门新兴技术学科，融合了计算机、电子、机械、光学、 信息等学科，随着经济的发展，它在工业生产的应用越来越广泛。本文首先对机 电一体化的概念进行简单的介绍，再在此基础上探讨机电一体化技术的应用现状 及未来发展趋势。 关键词：机电一体化；应用；发展趋势 前言 随着科学技术的发展，各个学科技术相互交叉融合，促进了新领域技术的革 命与发展。在机械工程中，利用微电子技术以及计算机技术形成机电一体化，大 大改善了机械工业领域的技术结构、产品构成以及生产管理方式。因此，在工业 产品设计过程中，机械工程机电一体化是由机械、电子、信息技术协同构成。 1.机电一体化的概述 机电一体化技术是机械技术与电子技术结合的产物，机电一体化包括：计算 机技术、信息技术、微电子技术以及光学技术、液压技术等多学科技术，通过多 技术的综合运用能够实现对多功能系统进行合理布局与配置，实现了生产的低能耗、多功能、高质量的要求，促进了生产系统的最优化发展。当然机电一体化技 术并不是所有技术的重合叠加，而是对所有技术系统化运用，实现各个技术的综 合整合，机电一体化设备主要包括：执行部分、动力控制以及机械本身三个部分，而机电一体化系统则主要包括：磁、光、气、液、电、机等。概括来讲：机电一 体化技术就是在对计算机信息处理、控制以及可驱动原件特性等技术进行充分应 用的一门现代化的高科技技术。 2.机电一体化技术应用的意义 从机电一体化产品的优势我们可以看出：运用一体化技术有以下几个方面的 优势： （1）产品操控更加智能化。机电一体化技术的运用在机械制作领域有非常重要的意义。因为机电一体化技术以微处理为核心，通过将数据信息操控系统结合 在一起就可以大大增强整个系统控制的准确下。在机械生产的过程中，整个工业 具有高速化、连续性的特点，如果不采用机电一体化技术就难以对产品线进行智 能化的控制，无法配套各个设备的系统控制。 （2）机电一体化技术可以采用分布式控制，实现生产最优化。通过分布式控制能够对现场的计算机一级操作系统实现集中监视、分散操作。因此，随着分布 式控制系统的发展以及应用，能够实现对整个生产过程的控制，从而红丝线调度 生产以及产品统计管理的最优化，提高整个综合系统的生产效率。 （3）多产品兼容，有效实现资源共享。通过开放式的控制系统，可以实现对于信息的互换以及兼容不同种类的产品，实现产品兼容资源共享。通过互联计算 机设备，可以实现与控制设备额互连，从而实现控制一体化。 （4）计算机集成化程度高。通过计算机集成制造系统将生产经营管理以及过程控制整合为整体，实现从原料进厂到生产加工的一体化控制。在实现计算机全 过程自动化的基础上，实现信息资源的有效共享，实现对生产过程的统一管理， 适应现代企业的发展。 （5）实现生产交流传动技术，提高产品的欢迎度。在科学技术的不断发展过程中，各项电子、微电子技术快速发展，通过交流传动技术能够更好更快地实现 产品的平滑调动。

机电一体化技术应用

机电一体化技术应用

机电一体化技术应用 摘要 讨论了机电一体化技术在数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化、绿色化这些方面的研究和发展对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明机电一体化技术的智能化技术，分布式控制系统、开放式控制系统、现场总线技术、交流传动技术在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词：机电一体化；技术；应用； 一、机电一体化技术概述 进入80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而，“什么是机电一体化?”，‘呼机电一体化技术都包括那些特征?”，“机电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何?”等问题却很难令人回答，这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展，所采用的技术手段越来越先进，无法通过定义来界定其发展潜力;另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展，也无法通过定义来界定其应用范围。 二、机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带

源化和绿色化 2.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 2.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 2.4 网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技

机电一体化试题及答案(新)

机电一体化试题及答案 (新)

电气控制与PLC试题 一、填空题（将正确答案填入下列空白处，每题1分，共10分） 1. 触点系统的结构形式有桥式触点、指形触点。 2. 工作在交流电压1200 V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫低压电器。 3. 交流接触器的触点系统分为主触点和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。 4. 热继电器有多种结构形式，最常用的是双金属片结构，即由两种不同膨胀系数的金属片用机械碾压而成，一端固定，另一端为自由端。 5. 熔断器主要作为电路的短路保护元件。 6. 三相笼型异步电动机的制动方法一般采用机械制动和电气制动，其中电气制动方法有：反接制动、能耗制动、再生制动等。 7. 电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护、失电压保护、欠电压保护、过电压保护及弱磁保护等。 8. PLC的基本结构由中央处理器、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、通信接口、编程工具、智能I/O接口、智能单元等组成。 9. 按PLC物理结构形式的不同，可分为整体式和模块式两类。 10. PLC常用的编程语言有：梯形图、指令表、高级语言。 二、选择题（下列每题只有一个正确答案，将正确答案的代号填入括号内，每题2分，共28分） 1. 电磁机构中，吸引线圈的作用是：（ A ）

A. 将电能转化成磁场能量 B. 将磁场能转化成电能 2. 用来分断或接通控制电路的是交流接触器的（A） A. 辅助触点 B. 主触点 3. 电磁式交流接触器和交流继电器的区别是：（ B ） A. 交流接触器有短路环，而继电器没有 B. 交流接触器有主、辅助触点之分，而继电器没有 C. 没有区别 4. 下列对PLC输入继电器的描述正确的是：（ A ） A. 输入继电器的线圈只能由外部信号来驱动 B. 输入继电器的线圈只能由程序来驱动 C. 输入继电器的线圈既可以由外部信号来驱动又可以由程序来驱动 5. 把线圈额定电压为220V的交流接触器线圈误接入380V的交流电源上会发生的问题是：（ C ） A. 接触器正常工作 B. 接触器产生强烈震动 C. 烧毁线圈 D. 烧毁触点 6. 中间继电器的电气符号是：（ C ） A. SB B. KT C. KA D. KM 7. 自动空气开关的电气符号是：（ B ） A. SB B. QF C. FR D. FU 8. 下列对PLC软继电器的描述，正确的是：（ A ） A. 有无数对常开和常闭触点供编程时使用 B. 只有2对常开和常闭触点供编程时使用 C. 不同型号的PLC的情况可能不一样

机电一体化的应用及发展趋势

毕业论文 论文题目:机电一体化的应用及发展趋势 学生姓名: 指导教师： 教育层次： 专业名称：机械制造与自动化 2014 年 12 月

目录 摘要 (3) 前言 (3) 第1章机电一体化基本情况介绍 1.1机电一体化的来源 (3) 1.2机电一体化的概念 (4) 1.3机电一体化的发展历程 (4) 第2章机电一体化的组成 2.1机电一体化包括的内容 (5) 2.2机电一体化产品的分类 (6) 2.3机电一体化技术的特点 (6) 第3章机电一体化的发展趋势 3.1机电一体化的现状 (8) 3.2机电一体化技术的发展趋势 (8) 3.3机电一体化典型产品的发展趋势 (10) 3.3.1数控机床 (10) 3.3.2自动机与自动生产线 (11) 3.4机电一体化的发展前景 (12) 第4章机电一体化技术的应用 4.1钢铁企业中的应用 (13) 4.2饮食行业中的应用 (13) 4.3汽车和工业机器人的应用 (14) 4.4当地家用电器中的应用 (14) 第5章机电一体化面临的问题及采取的措施 5.1机电一体化面临的问题 (15) 5.2采取的措施 (15) 结束语 (16) 感谢词 (16) 参考文献 (17)

机电一体化的应用及发展趋势 摘要 现代科学技术的迅速发展推动了不同学科的交叉和渗透，使得机电一体化技术的应用也越来越广泛。机电一体化技术是一门跨学科的技术，其发展趋势是智能化和自动化。它的产品在家用电器和其他行业中得到了应用，其功能是通过协调和综合来共同实现的。 关键词：机电一体化技术发展趋势智能化自动化产品 前言 机电一体化技术是微电子技术向机械传统工业渗透逐渐形成的一个新的概念和新的领域的发展趋势和空间。这一概念最是在日本企业界1970年提出来的，当时为了社会发展的需要，我们给他们取名为Mechatronics。这一技术的提出预示着未来电子技术与机械技术相结合的发展历程。随着计算机的广泛运用与发展，机电一体化的未来发展空间越来广阔；这正预示着向这方面的快速发展，使其能涉及更大的领域和更多种类的产品，而且还会持续增长。它主要应用于机械技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电子技术及软件编程技术方面及它们的综合运用。根据传统的理论为出发点，又以智力、动力、运动等组成作为发展基础，对各组成部分及其间的信息的处理，能量变换进行研究，使得整个系统能够有机的结合和综合运用，并在系统程序和电子技术方面可以有序的进行信息控制和高效率的处理，实现自动化与智能化的控制。 第1章机电一体化基本情况介绍 1．1机电一体化的来源 机电一体化是日本企业界在20世纪末被提出的一种新的技术概念，它的主要组成板块是机械技术和电子技术这两大板块。它们的有机结合得到了我国乃至世界各国的认可和高度赞扬和承认，在现在的工程技术领域中，我们习惯了把它叫着机电一体化技术。随着科学技术的发展，机电一体化技术运用的领域也十分广阔，它涵盖了技

浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势毕业论文

浅谈机电一体化技术应用研究及发展趋势 宜春学院成教机电一体化专业姓名：俞刚 指导老师：徐兴云 摘要：随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速发展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文对机电一体化技术的应用进行阐述，并对其发展进行探究。 关键词：机电一体化技术应用 正文：机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。 一、机电一体化技术应用技术 在现代机械制造业中的应用传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。 1、技术 1.1 机械技术 机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应， 利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。 1.2计算机与信息技术 其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。 1.3系统技术 系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。 1.4自动控制技术 其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。 1.5传感检测技术 传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。 1.6 伺服传动技术 包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。 2、阶段 2.1模型阶段 模型阶段，所有的系统组件都能够被最优化；在仿真计算的帮助下，可以测试和分析这些组件的

机电一体化典型实例

8 机电一体化系统典型实例 8.1 机器人 8.1.1 概述 机器人是能够自动识别对象或其动作，根据识别，自动决定应采取动作的自动化装置。 它能模拟人的手、臂的部分动作，实现抓取、搬运工件或操纵工具等。它综合了精密机械技 术、微电子技术、检测传感技术和自动控制技术等领域的最新成果，是具有发展前途的机电 一体化典型产品。机器人技术的应用会越来越广，将对人类的生产和生活产生巨大的影响。 可以说，任何一个国家如不拥有一定数量和质量的机器人，就不具备进行国际竞争所必需的 工业基础。 机器人的发展大致经过了三个阶段。 第一代机器人为示教再现型机器人，为了让机器人 完成某项作业，首先由操作者将完成该作业所需的各种知识（如运动轨迹、作业条件、作业 顺序、作业时间等）通过直接或间接的手段，对机器人进行示教，机器人将这些知识记忆下 来，然后根据再现指令，在一定的精度范围内，忠实地重复再现各种被示教的动作。第二代 机器人通常是指具有某种智能（如触觉、力觉、视觉等）的机器人，即由传感器得到的触觉、 听觉、视觉等信息经计算机处理后，控制机器人完成相应的操作。第三代机器人通常是指具 有高级智能的机器人，其特点是具有自学习和逻辑判断能力，可以通过各类传感器获取信息， 经过思考做出决策，以完成更复杂的操作。 一般认为机器人具备以下要素：思维系统（相当于脑），工作系统（相当于手），移动系 统（相当于脚），非接触传感器（相当于耳、鼻、目）和接触传感器（相当于皮肤）（图8-1）。 如果对机器人的能力评价标准与对生物能力的评价标准一样，即从智能、机能和物理能三个 方面进行评价，机器人能力与生物能力具有一定的相似性。图8-2是以智能度、机能度和物 理能度三座标表示的“生物空间”，这里，机能度是指变通性或通用性以及空间占有性等；物 理能度包括力、速度、连续运行能力、均一性、可靠性等；智能度则指感觉、知觉、记忆、 运算逻辑、学习、鉴定、综合判断等。把这些概括起来可以说，机器人是具有生物空间三座 标的三元机械。某些工程机械有移动性，占有空间不固定性，因而是二元机械。计算机等信 息处理机，除物理能之外，还有若干智能，因而也属于二元机械。而一般机械都只有物理能， 所以都是一元机械。 8.1.2 机器人的组成及基本机能 机器人一般由执行系统、驱动系统、控制系统，检测传感系统和人工智能系统等组成， 各系统功能如下所述。 ① 执行系统。执行系统是完成抓取工件（或工具）实现所需运动的机械部件，包括手部、 信息处理机 图8-2生物空间 图8-1机器人三要素

机电一体化技术课后习题及答案

（孙卫青版第二版） 1-1、试说机电一体化的含义 答：机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。 1-2、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么 答：主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。传感与检测系统将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。 1-3、工业三大要素是什么？答：物质、能量和信息。 1-4、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？ 答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。1-6、应用机电一体化技术的突出特点是什么？ 答：①精度提高；②生产能力和工作质量提高；③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善；⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件，有利于自动化生产；⑦节约能源，减少耗材；⑧增强柔性。 1-7、机电一体化的主要支撑技术有哪些，它们的作用如何？ 答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。2、信息处理技术，在机电一体化产品工作过程中，参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析。3、自动控制技术，主要实现机电一体化系统的目标最佳化。4、伺服驱动技术，它的作用是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械系统的运动按照指令要求进行运动。5、接口技术，将各组成要素的输入/输出装置联系成一体的系统。6、精密机械技术，机电一体化产品的主功能和构造功能大都以机械技术为主来实现。7、系统总体技术，它的作用是将各有关技术协调配合、综合运用，从而达到整体系统的最佳化。 1-8试论述机电一体化的发展趋势。

浅析工程机械中机电一体化技术的应用

浅析工程机械中机电一体化技术的应用 一、工程机械中机电一体化的概况 机电一体化是指在机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术。而不 是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然

是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 二、机电一体化在工程机械中的应用 1、机电一体化技术在机床的应用 我国数控机床一般使用Z80-CPU软件实现机电一体化，这是因为Z80-CPU系统开发较为简单，且配套的芯片具有普遍性和廉价性，因此在机电一体化技术上具有额可靠性和通用性。由于我国的数控机床是按照坐标轴进行工作台运动的，因此一般需要采用插补功能实现连续控制的目的。其中滚珠丝杠具有摩擦损失小、传动效率高的优势可以有效消除低速爬行的现象，因此在数控机床的执行机构传动方式可以使用该种传动方式。 2、监控系统的应用 机电一体化技术在工程机械加装电子监控和故障诊治以及自动报警系统可以对工程机械的各种装置如传动系统、液压系统、发动机以及制动系统等进行综合的全方位的监控。监控系统在工程机械运行过程中如果发现异常，能够自动找出机械出现故障的部位，并发出警报，提醒工作人员注意。因此机电一体化技术的应用不仅提高了工程机械的工作效率，而且改善了操作人员的工作环境，降低了工程机械故障维修的费用，缩减了停机

机电一体化典型实例

. 8 机电一体化系统典型实例 8.1 机器人 8.1.1 概述 机器人是能够自动识别对象或其动作，根据识别，自动决定应采取动作的自动化装置。 它能模拟人的手、臂的部分动作，实现抓取、搬运工件或操纵工具等。它综合了精密机械技 术、微电子技术、检测传感技术和自动控制技术等领域的最新成果，是具有发展前途的机电 一体化典型产品。机器人技术的应用会越来越广，将对人类的生产和生活产生巨大的影响。 可以说，任何一个国家如不拥有一定数量和质量的机器人，就不具备进行国际竞争所必需的 工业基础。 机器人的发展大致经过了三个阶段。 第一代机器人为示教再现型机器人，为了让机器人 完成某项作业，首先由操作者将完成该作业所需的各种知识（如运动轨迹、作业条件、作业 顺序、作业时间等）通过直接或间接的手段，对机器人进行示教，机器人将这些知识记忆下 来，然后根据再现指令，在一定的精度围，忠实地重复再现各种被示教的动作。第二代机器 人通常是指具有某种智能（如触觉、力觉、视觉等）的机器人，即由传感器得到的触觉、听 觉、视觉等信息经计算机处理后，控制机器人完成相应的操作。第三代机器人通常是指具有 高级智能的机器人，其特点是具有自学习和逻辑判断能力，可以通过各类传感器获取信息， 经过思考做出决策，以完成更复杂的操作。 一般认为机器人具备以下要素：思维系统（相当于脑），工作系统（相当于手），移动系 统（相当于脚），非接触传感器（相当于耳、鼻、目）和接触传感器（相当于皮肤）（图8-1）。 如果对机器人的能力评价标准与对生物能力的评价标准一样，即从智能、机能和物理能三个 方面进行评价，机器人能力与生物能力具有一定的相似性。图8-2是以智能度、机能度和物 理能度三座标表示的“生物空间”，这里，机能度是指变通性或通用性以及空间占有性等；物 理能度包括力、速度、连续运行能力、均一性、可靠性等；智能度则指感觉、知觉、记忆、 运算逻辑、学习、鉴定、综合判断等。把这些概括起来可以说，机器人是具有生物空间三座 标的三元机械。某些工程机械有移动性，占有空间不固定性，因而是二元机械。计算机等信 息处理机，除物理能之外，还有若干智能，因而也属于二元机械。而一般机械都只有物理能， 所以都是一元机械。 8.1.2 机器人的组成及基本机能 信息处理机 图8-2生物空间 图8-1机器人三要素