欧洲杯预选赛·机电一体化介绍

　　机电一体化介绍 现代科学技能的不断开展， 极大地推动了不同学科的穿插与浸透，工程范畴的技 术改造与革新。 在机械工程范畴，因为微电子技能和计算机技能的敏捷开展及其 向机械工业的浸透所构成的机电一体化，使机械工业的技能结构、产品结构、功 能与构成、出产方式及管理系统发生了巨大变化，使工业出产由“机械电气化” 迈入以“机电一体化”为特征的开展阶段。 1 机电一体化概述 机电一体化是指在组织的主功用、动力功用、信息处理功用和操控功用上引入电 子技能，将机械设备与电子化规划及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化开展至今现已成为一门有着本身系统的新式学科， 跟着科学技能的不 断开展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可归纳为：机电一体化是从系统的 观念动身，归纳运用机械技能、微电子技能、主动操控技能、计算机技能、信息 技能、传感测控技能及电力电子技能，依据系统功用方针要求，合理装备与布局 各功用单元， 在多功用、 高质量、 高可靠性、 低能耗的意义上完结特定功用价值， 并使整个系统最优化的系统工程技能。由此而发生的功用系统，则成为一个机电 一体化系统或机电一体化产品。因而，“机电一体化”包括“技能”和“产品” 两个方面。 机电一体化技能是根据上述集体技能有机交融的一种归纳技能，而不 是机械技能、微电子技能及其它新技能的简略组合、凑集。这是机电一体化与机 械加电气所构成的机械电气化在概念上的底子差异。 机械工程技能由纯技能开展 到机械电气化，仍属传统机械，其首要功用依然是替代和扩展的系统。可是，发 展到机电一体化后， 其间的微电子设备除可替代某些机械部件的原有功用外，还 被赋予许多新的功用，如主动检测、主动处理信息、主动显现记载、主动调理与 操控、主动确诊与维护等。也便是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延 伸， 仍是人的感官与脑筋的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功用 上的本质差异。 2 机电一体化的开展情况 机电一体化的开展大体能够分为三个阶段：（1）20 世纪 60 时代以前为第一阶 段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉有利地势用电子技能的初 步效果来完善机械产品的功能。 特别是在第二次世界大战期间，战役影响了机械 产品与电子技能的结合，这些机电结合的军用技能，战后转为民用，对战后经济 的康复起到了活跃的效果。那时，研发和开发从总体上看还处于自发状况。因为 其时电子技能的开展没有到达必定水平， 机械技能与电子技能的结合还不或许广 泛和深化开展，现已开发的产品也无法很多推行。（2）20 世纪 70—80 时代为 第二阶段，可称为繁荣开展阶段。这一时期，计算机技能、操控技能、通讯技能 的开展，为机电一体化的开展奠定了技能根底。大规模、超大规模集成电路和微 型计算机的呈现， 为机电一体化的开展供给了充沛的物质根底。这个时期的特色 是：mechatronics 一词首先在日本被遍及承受，大约到 20 世纪 80 时代晚期在 世界范围内得到比较广泛的供认；机电一体化技能和产品得到了极大开展；各国 均开端对机电一体化技能和产品给予很大的注重和支撑。（3）20 世纪 90 时代 后期， 开端了机电一体化技能向智能化方向跨进的新阶段，机电一体化进入深化 开展时期。一方面，光学、通讯技能等进入机电一体化，微细加工技能也在机电 一体化中崭露头脚，呈现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面， 对机电一体化系统的建模规划、 剖析和集成办法，机电一体化的学科系统和开展 趋势都进行了深化研讨。一起，人工智能技能、神经网络技能及光纤技能等范畴 获得的巨大前进，为机电一体化技能拓荒了开展的广阔天地。这些研讨，使机电 一体化进一步建立了坚实的根底，并且逐步构成完好的学科系统。 我国是从 20 世纪 80 时代初才开端进行这方面的研讨和使用。 国务院成立了机电 一体化领导小组，并将该技能列入“863 方案”中。在拟定“九五”规划和 2010 年开展大纲时充沛考虑了世界上关于机电一体化技能的开展意向和由此或许带 来的影响。 许多大专院校、 研讨组织及一些大中型企业对这一技能的开展及使用 做了很多的作业，获得了必定效果。但与日本等先进国家比较，仍有适当距离。 3 机电一体化的开展趋势 机电一体化是集机械、电子、光学、操控、计算机、信息等多学科的穿插归纳， 它的开展和前进依靠并促进相关技能的开展。 机电一体化的首要开展方向大致有 以下几个方面： 3．1 智能化 智能化是 21 世纪机电一体化技能的一个重要开展方向。人工智能在机电一体化 的研讨中日益得到注重， 机器人与数控机床的智能化便是重要使用之一。这儿所 说的“智能化”是对机器行为的描绘，是在操控理论的根底上，吸收人工智能、 运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方 法， 使它具有判别推理、 逻辑思维及自主决议计划等才能， 以求得到更高的操控方针。 固然， 使机电一体化产品具有与人完全相同的智能， 是不或许的， 也是不必要的。 可是， 高功能、 高速度的微处理器使机电一体化产品赋有初级智能或许人的部分 智能，则是完全或许并且必要的。 3．2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。因为机电一体化产品品种和出产厂家繁复，研 制和开发具有规范机械接口、 电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产 品单元是一项十分复杂但又非常重要的工作。如研发集减速、智能调速、电机于 一体的动力单元，具有视觉、图画处理、辨认和测距等功用的操控单元，以及各 种能完结典型操作的机械设备等。有了这些规范单元就可敏捷开发出新产品，同 时也能够扩展出产规模。为了到达以上意图，还需要拟定各项规范，以便于各部 件、单元的匹配。因为利益冲突，近期很难拟定出世界或国内这方面的规范，但 能够经过组成一些大企业逐步构成。明显，从电气产品的规范化、系列化带来的 优点能够必定， 无论是对出产规范机电一体化单元的企业，仍是对出产机电一体 化产品的企业，模块化将给机电一