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什么是机电一体化?

作者: 来源: 发布时间:2006-11-26 21:41:32  点击数:56813

 作者:陈小龙 来源:机电之家


关键词:机电一体化 机电一体化技术

一、“ 机电一体化”?它的来源是什么?
“机电一体化”在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的,它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合。
这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认,我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术又称为机械电子技术,是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。
二、机电一体化技术基本概念
机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展,向机械工业领域迅猛渗透,机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术,从系统理论出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础,对各组成要素及其间的信息处理,接口耦合,运动传递,物质运动,能量变换进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质的和能量的有规则运动,在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
三、机电一体化技术五大组成要素与四大原则:
1、五大组成要素:
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。(请参考机电之家机电一体化频道)
机械本体(结构组成要素)
是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接等。
动力驱动部分(动力组成要素)
依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。
测试传感部分(感知组成要素)
对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。
控制及信息处理部分(职能组成要素)
将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。
执行机构(运动组成要素)
根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能。
2、机电一体化四大原则:
构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。
接口耦合:
两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合后,才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定的模式进行交换与传递。
能量转换:
两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。
信息控制:
在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。
运动传递:
运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间,不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。
三、自动化技术:
所谓自动化技术,是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作,以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成,以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能,最后实现自动运行目标。
    转自机电之家(http://www.jdzj.com)


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