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机电一体化概述

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机电一体化概述

1. 1. 1 机电一体化的定义 “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。“机电一体化”是将机械技术、微电子技术、信息技术等 ” 多门技术学科在系统工程的基础上相互渗透、有机结合而形成和发展起来的一门新的边缘技术学科。 1. 1. 3 机电一体化的内容 机电一体化包含了技术和产品两方面的内容,首先是指机电一体化技术,其次是指机电一体化产品。 1. 1. 4 机电一体化的特点 机电一体化产品的显著特点是多功能、高效率、高智能、高可靠性,同时又具有轻、薄、细、小、巧的优 点,其目的是不断满足人们生产生活的多样性和省时、省力、方便的需求。 1. 2 机电一体化系统的基本组成 1. 2. 1 机电一体化系统的功能组成 传统的机械产品主要是解决物质流和能量流的问题,而机电一体化产品除了解决物质流和能量流以 外,还要解决信息流的问题。机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质、能量与信息(即所谓工业三大 要素)按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质、能量与信息。 机电一体化系统的主功能包括变换(加工、处理)、传递(移动、输送)、储存(保持、积蓄、记录)三个目的功 能。主功能也称为执行功能,是系统的主要特征部分,完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。机 电一体化系统还应具备动力功能、检测功能、控制功能、构造功能等其他功能。 加工机是以物料搬运、加工为主,输入物质(原料、毛坯等)、能量(电能、液能、气能等)和信息(操作及控 制指令等),经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质的系统(或产品)。 动力机,其中输出机械能的为原动机,是以能量转换为主,输入能量(或物质)和信息,输出不同能量(或物 质)的系统(或产品)。 信息机是以信息处理为主,输入信息和能量,主要输出某种信息(如数据、图像、文字、声音等)的系统(或 产品)。 1. 2. 2 机电一体化系统的构成要素 机电一体化系统一般由机械本体、传感检测、执行机构、控制及信息处理、动力系统等五部分组成, 各部分之间通过接口相联系。 1.机械本体 机械本体包括机械结构装置和机械传动装置。机械结构是机电一体化系统的机体,用于支撑和连接其 他要素,并把这些要素合理地结合起来,形成有机的整体。 2.动力部分 动力部分是按照系统控制要求,为系统提供能量和动力,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。 3.传感检测部分 传感检测部分是对系统运行中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态进行检测,然后变成可识别 信号,传输到信息处理单元,并且经过分析、处理后产生相应的控制信息。 4.执行机构 执行机构是运动部件在控制信息的作用下完成要求的动作,实现产品的主功能。 5.控制及信息单元 控制及信息单元将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行处理、运算和决策,根据信息处理结 果,按照一定的程序和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地运行。

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