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學機電一體化論文

時間:2023-03-28 15:12:08

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇學機電一體化論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

學機電一體化論文

第1篇

1高等數學教學現狀及原因

目前高等數學教學的現狀不容樂觀,現就機電一體化專業情況提出以下問題:機電一體化專業課程的學習究竟用到哪些高等數學知識?會用到什么數學思想,怎樣用?課堂教學中怎樣才能將高等數學與機電一體化專業相結合?這些是目前學生和老師都非常關心并感到困惑的問題。這些問題的出現與我們的教學內容和教學方式有很大關系:一方面,教學內容不能充分體現數學的工具性。長期以來,我國現行高等數學教材大多都重理論、輕實踐,重基礎、輕應用,這些教材適應研究型本科院校的教學需要,但卻不能滿足應用型本科院校的教學要求。應用型本科院校旨在培養有較強專業技能和專業素養的高水平應用型人才,這就要求學生不僅能夠掌握專業知識,還要能將所學知識運用到實際工作中去。那么,我們在選擇教材時就要求具有實用性,能夠將數學知識與專業知識銜接起來。

另一方面,進行課堂教學的教師普遍缺乏與專業相關的知識,不了解機電一體化專業的課程內容。由于數學教師的知識結構較單一,對數學知識比較熟練,但是對機電一體化的專業知識卻知之甚少,這就導致教師在講授高等數學時只注重一些數學概念、數學公式和定理,不能將高等數學知識與專業課相結合,也把握不好該講解的重點。而在機電一體化專業課程中,用到相當多的高等數學知識和數學思想,專業課教師也不能清晰地進行講解,有的甚至跳過不講。目前在課堂教學中,沒有具體的案例訓練學生的分析、解決問題的能力,學生在課堂上從事數學活動的機會太少。這就導致學生難以將數學知識運用到專業課程中去,在后續學習專業課時,常常出現不會用基本數學知識與技能、數學思想和方法解決專業問題的現象。甚至是同一類問題,專業課程中換了個變量表示,學生就無法適從了。但是現在社會的發展對高等數學課的要求已不能僅停留在向學生傳授基本理論知識的層面上了,如何在課堂上有效地引導學生運用數學方法和知識解決問題、體會數學的應用價值是對課堂教學提出的新要求。

2機電一體化專業高等數學教學改革的基本思路與方法

針對以上問題,我們應該探索適合我院學生學習的教學方法,重新把握課程的定位,結合專業課對所用教材重新整合,加強基本數學思想和應用意識的滲透,突出數學課程的工具性及實用性,運用先進的教學手段,提高學生學習數學的興趣和積極性,有效改善教學效果。下面以機電一體化專業為例,從知識體系設計和課程教學實施兩個方面入手分析高等數學作為基礎課程在應用型本科院校機電類專業中的教學應用。

2.1按照專業及課程類型對高等數學課程重新定位,合理組織教學內容機電一體化專業的培養目標是培養具備專業技能的高素質的技能型專門人才。高等數學作為機電一體化專業一門重要的公共基礎課,旨在為學生后續學習專業課程打下堅實的數學基礎。主要講授內容有:極限,一元函數微積分學,常微分方程,行列式及矩陣等。在教學過程中要堅持“必需,夠用”的原則,體現為專業服務的思想。在此基礎上對教材內容進行整合分劃,應該根據專業需求合理地選擇教材上的內容,刪除一些理論性太強的數學證明,增添與專業有關的概念、案例。例如:在函數部分,可以引入機電專業常用的幾個函數,如階躍函數、簡諧波和矩形波等;在導數及其應用部分,引入電流強度、電動勢及最大輸出功率計算的例子;在常微分方程部分,也可以引入與電學相關的例子等等。在課堂教學中,可以加入大量與專業相關的例子,同時,教師在課堂教學中要注意多講解引入數學概念的實例,培養學生的數學思想及運用數學解決實際問題的能力。教師在課堂教學中對于后續專業課要用到的內容需著重強調,精講精練,幫助學生打下堅實的基礎,而對于一些理論性太強的定理及證明過程,則可以簡單帶過或者直接不講。

2.2課堂教學與專業實踐相結合機電一體化專業對高等數學知識的需求主要體現在兩個方面:一是要會用數學解析式表示專業課程中的相關概念和定律,二是利用數學工具進行專業課中的一些計算,能用數學方法分析和解決專業問題。從這兩個方面,高等數學要想達到為機電一體化專業服務的教學目的,在課堂教學中,教師必須做到要加強數學教學與專業實踐相結合。那么如何做到課堂教學與專業相結合呢?首先,課堂教學中在講解數學概念時,要與專業課中的相關概念結合起來。理解數學概念是學生運用數學知識的前提,而數學教材中對于數學概念的描述是較抽象的,學生難以將其運用到所學專業中去。這就要求教師在講解數學概念時不僅要用數學語言來描述,而且要用專業的語言來描述,通過專業例子解釋數學概念,用數學概念結合專業知識去分析、認識一些專業問題。也就是說,要使學生能夠將機電類專業中的相關概念與對應的數學概念進行相互轉換。

例如,導數概念與電流變化率之間的相互轉換等。其次,課堂教學中要注重培養學生的模型構建能力,使學生能根據專業中的實際問題建立相應的數學模型,然后用數學工具來解決問題。將數學建模思想融入到數學課堂教學中去,這就要求教師在講解一些數學概念時要聯系它的實際背景,同時注重知識的應用。高等數學不僅要教授學生一些數學知識,更重要的是要培養學生的數學思想、數學素養,使他們能夠運用數學來解決實際問題。最后,在課堂教學中要培養學生的數學計算能力、利用數學方法解決實際問題的能力。高等數學作為一門重要的工具課,它在專業課中的一個非常重要的應用就是計算。在課堂上,教師要結合具體的專業實例,分析并講解各個數學知識點在專業中的應用,例如,利用導數、微分等概念進行電流強度、測量誤差的近似計算等。這些都要求教師打破傳統的教學觀念,改變固有的教學模式,根據應用型本科院校培養高質量應用型技能人才的培養目標,形成新的教育理念。不能一味地講解數學理論,只注重知識的傳授,而忽視學生應用能力的培養,偏離高等數學的教學目標。同時也對數學教師提高自身素質提出更高的要求,要求數學教師在熟練把握數學理論體系的同時,還應該不斷擴大自己的知識面,與專業課教師多多交流,熟悉相關專業的重要概念及需用數學思維解決的實際問題。

3結語

機電一體化專業課程學習中用到的高等數學知識非常多,學好高等數學是學好專業課的重要理論基礎。知識體系設計和課堂教學實施是高等數學教學改革的兩個重要環節,二者相輔相成,缺一不可。在合理地對高等數學知識體系進行設計的前提下,有效地將課堂教學與專業實踐相結合,才能真正實現數學為專業服務的目標,為培養應用型高技能人才奠定堅實基礎。

作者:王炳濤單位:山東英才學院基礎部

第2篇

參考文獻越多說明作者在論文的撰寫過程當中查閱的文獻資料就越多,這也說明了作者對論文的學術研究的重要意義,以下是學術參考網的小編整理的關于機電一體化論文參考文獻,歡迎大家閱讀借鑒。

機電一體化論文參考文獻:

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第3篇

【論文摘要】:介紹了光機電一體化技術特征,研究了國內外技術現狀和發展趨勢,指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。

近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發展,在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此,光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。

1.1體積小,重量輕,適應性強,操作更方便

光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2功能增加,精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現軟件化,智能化程度提高

傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產品可靠性得到提高,使用壽命增長

傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產品的可靠性和穩定性。

1.5融合了多種學科新技術,衍生出許多功能更強、性能更好的新產品

光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來,衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

1.6產品系統性增強,各部分系統間協調性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,提高系統協調性。

2.研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀

自從我國實行改革開放以來,科技領域急起直追,我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效,數控產品有了很大的提高,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,是我國特有的經濟實用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

2.2發展趨勢

光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產業,而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括:

(1)激光技術

1)高單色性,利用激光高單色性作精密測量時,可極大地提高測量精度和量程。

2)高方向性,因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。

4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。

(2)傳感檢測技術

1)激光準直,能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準測量。

2)激光測距,其探測距離遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受天然影響大。

3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環境中,最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

(3)激光快速成型技術

激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場,極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。

(4)光能驅動技術

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段,如果能發現具有優異光作用特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。

3.結語

技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術,產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

參考文獻

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[2]梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息,2000(8)

[3]宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息,2003(12)

第4篇

論文摘要:機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,本文簡述了機電一體化技術的基本概要和發展背景。綜述了國內外機電一體化技術的現狀,分析了機電一體化技術的發展趨勢。

現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1 機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2 機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,不取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3 機電一體化的發展趨勢

3.1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。

3.2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3 網絡化

20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5 綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。

3.6 系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強,一般除RS232外,還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,機電一體化的人格化有兩層含義。一層是,機電一體化產品的最終使用對象是人,如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理,研制各種機電一體花產品。事實上,許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

結語

綜上所述,機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然,與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻

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第5篇

關鍵詞:機電一體化 機械制造 應用現狀發展趨勢

現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據系統功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。

二、機械制造技術的發展

在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工。

三、機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為三個階段:

(1).20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時,研制和開發從總體上看還處于自發狀態。

由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。

(2).20世紀70-80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產品得到了極大發展;各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。

(3).20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。 轉貼于 中國論文下載中心

四、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面:

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。

2.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情

3.網絡化

網絡化由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4.微型化

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。

5.環保化

第6篇

[論文摘要]機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。

一、機電一體化的基本概念

機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科,而機電一體化產品是在機械產品的基礎上,采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合,它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。與傳統的機電產品相比,機電一體化產品具有下述優越性。

(一)使用安全性和可靠性提高。機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中,遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時,能自動采取保護措施,避免和減少人身和設備事故,顯著提高設備的使用安全性。

(二)生產能力和工作質量提高。機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能,其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高,通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作,使之不受機械操作者主觀因素的影響,從而實現最佳操作,保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時,由于機電一體化產品實現了工作的自動化,使得生產能力大大提高。例如,數控機床對工件的加工穩定性大大提高,生產效率比普通機床提高5~6倍。

(三)使用性能改善。機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示,操作按鈕和手柄數量顯著減少,使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現,系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序,實現自動最優化操作。

(四)具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制,具有復合技術和復合功能,使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智能化等多種功能,能應用于不同的場合和不同領域,滿足用戶需求的應變能力較強。例如,電子式空氣斷路器具有保護特性可調、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能,使其應用范圍大為擴大。

(五)調整和維護方便。機電一體化產品在安裝調試時,可通過改變控制程序來實現工作方式的改變,以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中,而不需要改變產品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產品,可以事先存入若干套不同的執行程序,然后根據不同的工作對象,只需給定一個代碼信號輸入,即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施,使工作恢復正常。

機電一體化技術和產品的應用范圍非常廣泛,涉及到工業生產過程的所有領域,因此,機電一體化產品的種類很多,而且還在不斷地增加。按照機電一體化產品的功能,可以將其分成下述幾類。

①數控機械類。主要產品包括數控機床、機器人、發動機控制系統以及全自動洗衣機等。這類產品的特點是執行機構為機械裝置。

②電子設備類。主要產品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置。

③機電結合類。主要產品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置和機械裝置的有機結合。④電液伺服類。主要產品為機電液一體化的伺服裝置,如電子伺服萬能材料試驗機。這類產品的特點是執行機構為液壓驅動的機械裝置,控制機構是接受電信號的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產品包括傳真機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復印機等。這類產品的主要特點是執行機構的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外,機電一體化產品還可根據機電技術的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。

二、機電一體化產品的構成及特點

機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看,機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性,而實現這種多功能一般需要機電一體化產品具備五種內部功能,即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能,而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。

(一)機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎,因此對機械結構提出了更高的要求,需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。

(二)動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能,去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主,包括電源、電動機及驅動電路等。

(三)傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量,同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定,為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現,對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。

第7篇

關鍵詞:機電一體化;電機控制與保護

在機電一體化的電機控制與保護教學過程中,教師不僅要傳授專業理論知識,還要了解本行業的發展情況,認識到當前機電一體化技術在發展過程中存在的問題,并有效地對電機進行控制和保護。近幾年,隨著我國機電一體化設備的發展,電機的控制與保護問題越來越多地被人們所重視。在此背景下,我們主要針對其中存在的一些較為明顯的問題進行了探究,希望對業內人士具有一定的參考價值。

一、機電一體化發展趨勢

隨著科技的發展,各行各業都在向數字化轉變。微控制器的產生為機電的發展奠定了基礎。機電在進一步發展過程中逐漸出現了數控機床、機器人等等。數字化設備已經成為人們生活中不可缺少的一部分。為了能夠實現機電數字化設備這一目標,促進機電一體化產品的發展,我們需要對當前的設備進行診斷,不斷發現問題和改進技術。機電一體化商品較多。因此,機電一體化產品在未來階段需要進行模塊化。這樣,相關人員可以有針對性地對各個模塊產品進行了解,在現有模塊的基礎上,對新產品進行開發。在互聯網時代,網絡的遠程監控技術也會對機電一體化產品產生影響,當前出現的智能插頭就可以直接受網絡控制。這也是機電一體化與網絡之間進行結合的產物,對相關行業的發展都有著較強的促進作用。機電一體化在發展中也必然會遇到各種各樣的問題。這些問題會嚴重影響電機的正常運行。因此,我們在分析機電一體化的發展趨勢過程中,也要注重其中存在的一些問題,盡可能地減少問題的產生,促進行業的發展。

二、機電一體化中電機控制與保護中存在的問題

(一)控制與保護裝置方面存在的問題

1.控制與保護裝置存在運行薄弱問題。控制與保護裝置在運行過程中會受到外界的影響,從而導致在之后的運行中會出現一些問題。不僅如此,控制與保護裝置在具體運行時內部還會出現一定的問題。這些問題會對實際控制以及保護裝置的正常操作造成較大的影響,從而導致整個電機裝置出現故障。

2.控制與保護裝置的相關零部件靈敏性低。任何零件都有屬于自己的使用壽命,長期使用會降低其原有的作用。大部分裝置出現問題的根本原因都與零部件的優劣有關。通過實踐操作證明,引發機電一體化在實踐性應用中發生故障的根本原因在于檢測工作不到位,使電機裝置存在安全隱患。這不僅會影響電機的控制與保護,嚴重時還會影響到企業的生產與發展。[1]

(二)具體機電設備應用的相關實存問題

1.機電設備難以得到合理、規范的使用。機電設備的合理、規范使用,能夠保證機電一體化裝置的正常運行。這對企業的發展有著積極的促進作用。但是,從當前的使用情況來看,很多企業的機電設備難以得到合理、規范的使用,從而難以實現電機的控制與保護。

2.作業人員的安全保護意識缺乏。想要對機電一體化的電機控制與保護,企業就要在生產運行中提升對機電設備的持續運用,還要提高相關工作人員的安全保護意識,注重對相關設備進行檢查,盡可能地避免突發狀況出現。但是,很多企業并沒有認識到提高作業人員安保意識的重要性,導致機器不能夠得到充分保護,從而影響生產。

三、機電一體化的電機控制與保護策略

(一)注重對電流的調節

實體電機在運行過程中所需的電流不同,不同規格的電機對應的一些數據也有較大的差距。大部分情況下,電機自身所帶的規格數據都會對實體電機的電流、電壓造成一定的影響。因此,企業需要做好安全規范工作,保證電機能夠得到保護。在此基礎上,機電一體化設備在進行運行時,為了能夠更好地實現對機電的控制與保護,減少電流、電壓對其造成影響,相關工作人員就要把控一體化裝置中的額定電壓以及電流。這樣可以避免因為此類問題造成不必要的故障,保證機電一體化裝置的正常運行。[2]

(二)注重對零部件的調整

實際的機電一體化裝置中控制與保護裝置的相關零部件具有較低的靈敏性。因此,我們需要在實踐中注重對一些重要零件的靈敏性進行提升,以保證零部件能夠發揮其原有的效果,減少故障,實現對電機的控制與保護。企業要加強作業人員對相關零部件的保護,使設備能夠正常運轉,還要減少故障發生的頻率,讓機電裝置能夠在節約成本的同時,創造更多的價值。

(三)強化對相關裝置的周期性檢查

我們對裝置進行控制與保護最有效的方式就是定期檢測。定期檢查能夠讓我們了解當前設備的運行狀態,及時發現其中隱藏的一些問題。很多設備無法在第一時間發現其中存在的問題,但當問題顯現時會對其本身造成更大的損壞。因此,作業人員應當注重定期檢測,以此提高設備的使用壽命。比如,操作人員可以有針對性地進行相關檢測,以保證裝備能夠有效地運轉。在對設備進行檢測之前,作業人員要對機電一體化裝備進行整體把控,結合設備的實際狀況開展檢測工作。設備的構建涉及多種多樣的零部件,種類繁多。因此,企業應當請相關的工程師或者維修人員對設備的零部件仔細地進行檢測,以減少故障的產生,實現對電機的控制與保護。

四、結束語

綜上所述,通過本研究,我們對機電一體化在實際運用中的相關問題有了一定的了解,并對相關問題進行了分析,從中獲取了一些有價值的知識。其目的是為了讓作業人員在今后的操作中減少設備的故障。我們希望通過本論文能夠為更多的職業院校提供參考,促進我國機電一體化專業的發展。

參考文獻

第8篇

【關鍵詞】光機電一體化;特征;發展趨勢

近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發展,在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此,光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。

1. 光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。

1.1體積小,重量輕,適應性強,操作更方便,光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2功能增加,精度大幅度提高,光機電一體化系統包括激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現軟件化,智能化程度提高,傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。

1.4產品可靠性得到提高,使用壽命增長,傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩檫、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,是裝置的可動部件減少,磨損也大大減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產品的可靠性和穩定性。

1.5融合了多種學科新技術,衍生出許多功能更強、性能更好的新產品,光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學。

1.6產品系統性增強,各部分系統間協調性要求提高,光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,提高系統協調性。

2. 研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀,自從我國實行改革開放以來,科技領域急起直追,我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效,數控產品有了很大的提高,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,是我國特有的經濟適用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下良好的基礎。

2.2發展趨勢光電機一體化技術已經滲透到各個學科、領域、成為一種新興的的學科、并逐漸成為一種產業,而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。

機電一體化專業論文從世界科學技術的發展情況來看,光電一體化技術的未來技術熱

主要包括:

2.2.1激光技術。

(1)高單色性,利用激光高單色性精密測量時,可極大地提高測量精度和量程。

(2)高方向性,因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

(3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千大幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。

(4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照亮、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。

2.2.2傳感檢測技術。

(1)激光準值。

(2)激光測距,其探測距離遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受天然影響大。

(3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險環境中,最常用的是光纖探測器。其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

2.2.3激光快速成型技術,激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,有點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。

(1)激光快速成型技術可是新產品及早投放市場,極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。

(2)激光驅動技術,利用光致變性材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗證明,該制動器可能在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段,如果能發現具有優異光作用特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。

3. 結語

第9篇

關鍵詞:機電一體化 工程機械 應用

1 引言

現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化“為特征的發展階段。

2 工程機械中機電一體化技術的應用

2 . 1 機電一體化和工程機械的關系

思考對于較傳統工程機械來說,在現階段,通過利用機電一體化技術,能夠使得各種性能方面都得以明顯改善,比如操作舒適性能夠得以有效提高;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效。可靠性不斷提高;不斷提高相應的作業精度和作業效率。

2 . 2 機電一體化對工程機械功能的改進探討

在現代工程機械領域中,高性能的要求表現無所不在:第一,需要較高的機械功效且較小的能耗;第二,系統一般具有監視運行狀態的功能,以及故障自診和自動報警功能;第三,應具有較高的技術性價比;第四,較低的使用成本;第五,越來越高的自動化程度及精度;第六,具有較長的使用壽命,較為簡單且安全的操作。下面對于現代工程機械的電子控制相關內容進行分析。

2.2.1 控制柴油機

要想進一步深入發展柴油機技術,應該要解決發動機排放質量與最低油耗間的矛盾。在電子技術發展十分迅速的今天,采用電子節能液壓泵系統能夠有效減小能耗,還能自動控制冷風扇的轉速隨溫度的變化,這樣的條件下,電子控制自動變速,還包括根據負荷條件自動調節柴油機油門等內容都能得以實現,能夠使得在各種變工況下的柴油機,在滿足經濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時,能夠實現凈化排氣、節約能源、提高效率。

2.2.2 降低能耗,提高生產率

在現代工程機械的發展中提高能量利用率顯得十分必要,這是因為傳統工程機械的燃料能量利用率非常低,往往只有20%左右。通過在日本小松公司生產的新型挖掘機上應用新型節能控制器(OLLS系統),具有比較好的節能效果,相比可節省能源23%。該系統能有效地利用發動機功率,滿足發動機轉矩和泵吸收轉矩能保持在最佳配合狀態,通過動作迅速的作業機構而實現生產率的大大提高。

2.2.3 保證成品的作業精度

通過在某些工程機械設備上引入電子控制系統,能夠滿足系統對于稱量精確且過程自動化的要求,同時還能使得勞動強度的以降低,工作效率不斷提高,使得人工稱量的誤差盡可能減少,從而使得拌合成品的作業精度有所保證。比如,對于瀝青、混凝土拌合機械設備來說,其計量功能都基本實現自動化,微機控制技術在電子計量系統中被廣泛采用。

2.2.4 作業過程的自動化或半自動化

為了盡可能的提高工程機械的運作質量和效率,通過采用自動化或半自動化控制方式,一方面能夠使得操作者的勞動強度有所降低,另外一方面也能保證作業精度也不會受到操作人員的技術和生產經驗的影響。

2.2.5 電子監控、自動報警及故障自診

為了進一步保證作業人員和機械設備的安全,避免機件或設備事損壞故的發生,應該監控工程機械的發動機、傳動系統和液壓系統等的運行狀態,這是通過電子監控和故障診斷專家系統設置各種類型的傳感器得以實現。在在故障發生之前預先發現問題更有助于問題的解決。

2.2.6 提高安全性

微機控制的力矩限制器在一些國外的塔式起重機和輪式起重機應用,這一般是為了提高作業安全性,防止翻車和斷臂事故,當出現超負荷問題的情況,應該立即報警。另外,通過無線遙控裝置的許多井下挖掘機能夠實現無人駕駛的特點,這對于在有放射性物質污染地區和高溫或水下等危險地點上進行作業就尤為必要。

2.3其他應用

現在一些電子控制的自動化變速器在推土機、裝載機等工程機械上的使用,能夠根據實際的施工要求來改變傳動系統的傳動化,這不僅能夠提高工作的效率,一定程度上還提高了燃料的經濟性,簡化了人工的操作過程,降低了勞動的強度。比如在推土機、裝載機上面加上電子控制的自動變速器,它就能根據負荷的變化情況來自動改變傳動系統的傳動比,這不僅僅提高了發動機的工作效率,同時也提高了燃油的經濟性,而且也降低了工作難度,減輕了勞動強度。總結機電一體化在工程機械中的應用發展是當前機械工業發展必然的趨勢,也是振興和發展機械工業的必經之路。

3 工程機械中機電一體化技術的展望

3.1 計算機與信息處理技術

計算機是實現信息處理的主體,信息處理技術包括范圍應用比較廣,主要包括信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術范圍涉及到網絡與通信技術、硬件和軟件技術、數據庫技術等等方面。要想工程機械機電一體化技術發展不斷進步,應該大力發展計算機應用及信息處理技術。

3.2 電子控制理論

工程機械現代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術,通過其應用和推廣,在相關控制理論指導下,能夠滿足系統智能化設計的要求,完成相關的設計后的系統仿真等等。

3.3 傳感器技術

目前,傳感器技術在現代工程機械上應用較為廣泛,比如,發動機可以通過機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發動機的運轉狀態的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實現攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術的迅猛發展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發展,所以,未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。

4.結語

從以上分析可以看出,工程機械機電一體化技術已經應用較為廣泛,但是隨著工程技術不斷發展,工程機械機電一體化還會向著更高的階段升級和發展,朝著機、電、光、磁的綜合應用發展。

參考文獻

第10篇

關鍵詞:鍋爐;機電一體化;節能控制系統

中圖分類號:TK3文獻標識碼:A

鍋爐作為化工、煉油、發電等工業領域必不可少的動力設施,是保障工業生產持續進行的關鍵,中小型燃煤鍋爐具有分布廣、數量多、能耗消耗大等特點,并且自動化水平不高,如果負荷出現變動將難以控制操作,經常發生系統故障。此外,過去的系統控制方法僅限于節能減耗上,過度重視將燃燒效率提高,卻將節電忽視了,由此,系統在節能方面仍具有一定潛力。下面將對鍋爐機電一體化節能控制系統詳細介紹。

1工藝控制要求

鍋爐設備運行與操作較為復雜,并且調節對象繁多,很多工藝執行相互交叉、相互影響,一些簡單的調節系統將不再適應設備運行要求,必須對調節方案充分考慮,站在全局角度考慮串級、比值以及前饋等內容,組合使用常規儀表時,必須明確各個儀器的使用規范與要求,由此,需使用帶微機的可編程控制器實施調節。要想使機泵輸出能量更穩定,將閥門與擋板截留壓降低就要使用變壓調速器作為執行機構取代擋板,進而實現降耗目標。電機的變頻變壓調速器由控制裝置與微機共同組成,與調節器共同組成一個閉環的調節結構。鍋爐控制過程更加復雜,主要分為兩個方面,分別是汽包水位調節系統與經濟燃燒控制系統,前者是鍋爐生產工藝指標,如果控制不好液位將出現水汽分離,水分將被蒸汽帶走,使鍋爐燒壞,嚴重甚至會出現爆炸事故。鍋爐燃燒系統需滿足蒸汽負荷變化指標,又要具備較高的熱效率,需結合以下幾方面要求:對燃料量進行調節,使鍋爐出品蒸汽壓力維持穩定狀態[1];空氣量與燃料量必須符合標準比例,具備更加良好的燃燒狀態;送風量與引風量配合好,使爐膛負壓維持不變。

2控制系統總體構成

鍋爐機電一體化節能控制系統組成包括測量儀表一部、可編程調節器兩臺、變頻、變壓調節器各三臺。測量檢測儀表:測量檢測儀表使用的目的是確保鍋爐運行參數維持在標準信號內,參數變換成(2~6)V或者(0~12)mA。可控制系統使用的測量儀表能夠檢測蒸汽流量、水流量、壓力、汽包水位以及爐膛負壓參數等;可編程調節器的組成:以CS-910為例介紹可編程控制調節器運行原理,CPU是由一臺7位單片微機處理器組成,還有15K的ROM、3KRAM,通信輔助電路與CPU相互串行使用,主要串行儀表工作總線,大部分儀表能夠一起連接在總線上,與上位機一起結合起來通信傳輸,再將上位機上的通信修改成內部參數。要想使外部信息更順利進入到CPU,需要對儀表設置,實現模擬輸出、輸入,還能轉換A/D、D/A數字輸入輸出電路、鍵盤顯示電路以及面板顯示器等[2]。使用的儀表編程方法為模塊化,這種編程方法更加便于掌握與操作。儀表自身具備可編程功能,能夠對用戶程序直接編寫,若想在電池去掉后永久保持自動狀態可使用固化程序,分為兩種模塊:運算功能模塊、調節功能模塊兩種。在一臺儀表中有四個調節功能模塊。運算功能模塊則有很多,比如,加減乘除、開方、高選、地選、高限、低限、變化率限制、折線函數、定時器、計數器等。

3機電一體化節能控制系統總體方案

控制系統分為鍋爐運行、保護控制與公共設備控制;鍋爐控制系統分為手動控制與自動控制兩種,前者獨立雙線制能切換,可按照自動控制要求對控制程序進行編制,還可以使用鍵盤、鼠標編制控制程序,可以在鍋爐房中進行控制。后者則依靠設置在開關柜上的按鈕執行操作[3]。系統自動控制使用集中控制法,鼓風、引風、水泵等都使用智能控制法,相互協調、相互獨立。具體控制方案如下所示:鍋爐機電一體化燃燒控制系統。鍋爐機電一體化燃燒控制系統需要借助引風實現運行,需對風量以及煤量需求量進行控制,此過程使用變頻技術以及自動調節儀表、PID運算公式可以使鍋爐氣壓值保持在-30~-30Pa區間內。此外,能夠在壓力作用下對鍋爐燃燒系統進行調節,從而將鼓風降低,使鍋爐燃燒狀態達到最佳。鑒于控制系統操作基于自動化理念,通過煤量與鍋爐燃燒的鍋爐膛負壓值進行調控,不需要人工干預,操作人員僅需要對煤量以及質量查看便可,能自動使鍋爐達到最佳運行狀態,鍋爐燃燒控制系統框圖。汽包水位控制。使用最新的PID模糊控制理論再借助恒頻控制系統技術將新的產品開發出來,使之能夠自動接收來自鍋爐內部電平信號,還能將信號轉化為一個標準的PID運算與延遲補償器,此過程能產生一個新的信號實現對控制泵運轉頻率的調節,使泵轉速更加穩定、高效。如果鼓電平過低,PID調節器能夠自動對增長的泵進行調節,如果高出水平高度,PID控制器將使泵運行速度降低,使水量減少,進而維持水的恒定狀態[4]。

一旦變頻器出現故障,系統就會由兩個頻率控制能夠迅速切換到原有的頻率模式,實現鍋爐運行的穩定狀態。水池液位控制需對水池的具體水位進行檢測,如果水池水位過低或者過高會自動發出警報,使水池水位控制在標準范圍內。上位控制系統需要具備狀態穩定的人機接口,能夠對總機狀態進行顯示,還能分組顯示、參數顯示、電動屏幕顯示、故障報警顯示、報告顯示、參數設定等;實時監測實際參數鍋爐運行系統使系統顯示到頁面上;按照預定好的程序對數據進行監控,在預先設置好的基礎上對鍋爐設備操作進行調節[5];鍋爐機電一體化上位控制系統能提供處理算法,在運行參數基礎上能自動將報告打印出來;使用TCP/IP協議遠程監控計算機通信對端口信息平臺集成訪問,還能控制室內聯網,鍋爐房操作能及時將信息傳輸到控制中心;對權限系統注冊表進行設置,使操作員的職責更加明確。尤其是使用固定口令對系統進行區分,接線員設置好屏幕,區分功能與外觀,但是沒有權限設置或者退出,能夠將系統權利大大降低。對工程師來說則可以對參數設置,對退出系統進行設置。鑒于RTC工程師對控制結構做出了一些調整,改變將隨時實現,并能將其存儲在控制器聯機中。

4結語

本文對鍋爐機電一體化節能控制系統結構、設置以及節能系統控制方案進行了分析,隨著節能理念的增強,鍋爐機電一體化節能控制能夠減少能源排放與浪費,實現生產的可持續進行。

參考文獻

[1]魏林秀.變頻技術在鍋爐機電一體化節能系統中的應用[J].中小企業管理與科技,2014(32):179-180.

[2]孫繼新,陳新.變頻技術在鍋爐機電一體化節能系統中的應用[J].科技創新與應用,2014(6):114.

[3]王進,李曉蕾,李振強,等.內窺式電動型高溫爐窯火焰監控系統的設計與應用[J].電子制作,2013(9):46.

[4]李新成,楊笑峰,林海,等.多功能超聲波自動探傷設備和檢測方法——超聲衍射時差法(TOFD)、陣列多探頭分區A、B掃查組合技術對鍋爐、壓力容器、壓力管道焊縫自動檢測設備和方法研究[C].//2010年特種設備安全國際論壇論文集,2010:299-304.

[5]李嘉,信薇.基于機電一體化技術進行分析[J].世界家苑,2013(4):248.

第11篇

關鍵詞 機電一體化系統設計 工程應用 創新能力 實踐能力

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A

Curriculum Reform of "Mechatronics System Design" in Universities

ZENG Yudan, DU Liuqing, ZHANG Mingde, YANG Xiangyu, WANG Yali

(Chongqing Automobile Institute, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)

Abstract "Mechatronics System Design" as a core curriculum in group of mechanical engineering curriculum, has strong comprehensive and practical features. In this paper, our undergraduate institutions in the curriculum development and teaching reform emerged as the major issue, the demand for the industry, for engineering applications, emphasizing awareness and sense of innovation and engineering training, a typical mechatronic systems - NC special main design feature for teaching, student-centered, self-study students for the purpose of awareness and self-learning ability, the students involved in the actual design process was focused on teaching content, teaching reform, to build and improve enhance undergraduate project quality, to develop students' practical ability and creative ability of the curriculum and teaching model are discussed.

Key words Mechatronics System Design; engineering applications; innovation ability; practical ability

0 引言

機電一體化系統設計涉及機械、電子、計算機、自動控制及信息處理技術、系統工程、檢測傳感技術、伺服傳動技術等多學科領域,是機械工程專業學科課程群中的核心課程。本課程技術含量高,內容更新快,要求學生能綜合運用機械、電子、控制與信息處理等多學科的知識,完成對系統的分析、設計、優化等一系列過程,具有很強的綜合性和工程實踐性,相比其它專業課程而言,課程建設和教學改革面臨更多問題,具有更大難度。

目前課程建設中存在的主要問題有:①教學內容過分側重于工程科學理論知識的灌輸,缺少工程分析設計的實踐過程,遠遠不能滿足工程應用要求;②教學模式基本還是傳統的以教師傳授知識為主,學生被動學習的模式,“以教師為中心,以課堂為中心,以書本為中心” 的單向灌輸式教學模式方法仍然占據主導地位,學生動手解決實際工程問題的機會很少。以上問題使得學生理論知識與工程實踐相脫離,實踐能力和創新能力薄弱,不能適應現代化經濟建設和工程技術發展的要求。

1 課程教學改革研究

我校自1999年開設機電一體化專業方向以來,一直對《機電一體化系統設計》課程建設和教學改革進行了不斷的探索,現將教學內容和教學模式改革的過程小結如下:

1.1 教學內容改革

高檔數控機床和基礎制造裝備是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》16個重大專項之一,也是國家振興計劃的重要組成部分,因此在教學內容設置上,緊跟這一重大決策,響應國家戰略需求,將典型的機電一體化系統――數控專機系統設計專題作為主要內容,在前續課程所講授的理論知識和工程應用實例基礎上,教師指導學生結合工程實例,對機電一體化系統,特別是數控專機系統的設計過程進行較系統完整的學習,并循序漸進地進入實際設計過程,并最終完成數控專機的方案設計和優化、各元部件選型、軟件流程圖、電氣原理圖等所有理論設計和功能模塊細部設計過程。教學所用的工程設計案例大部分來自學校教師所承擔的實際科研項目,如數控電焊專機設計、錐齒輪傳動質量智能檢測分析系統設計、數控彎管機控制系統設計等,避免了空泛地照搬教材進行照本宣科,而是由教師指導學生在設計過程中自主查閱、了解相關知識,進一步掌握相關技能,并將所學所得結合實際設計過程進行鞏固,在此過程中,教師將自己的設計思路、方法和經驗毫無保留地對學生進行傳授和討論,從而實現對學生自學能力、創新能力、實踐動手能力等機電復合型工程技術能力的培養。這對于在校學生來說是非常難得的學習和實踐的機會,也真正體現出課程面向社會需求、面向工程應用的實質。

1.2 教學模式和教學方法改革

本課程是一門面向工程應用,分析解決實際工程問題,對“系統”進行“設計”和“整合優化”的專業核心課程。因此在教學中指導學生始終要以系統工程的角度出發,以整體全局性的高度,對所設計的數控專機進行化整為零、化繁為簡的分析,將一個大系統的設計任務分解為各個子系統乃至各個單獨的功能模塊和功能部件的設計和選型,再經過接口設計,將各功能模塊有機地融合在一起,組成一個整體性能高于各部件之和的完整系統。

在教學過程中,始終堅持面向工程應用,以學生為主體的模式,課堂時間主要用于重要理論和技能、關鍵問題和練習作業的學習和討論,其余所需知識技能交由學生課后通過圖書館、網絡等查閱設計案例、論文、產品技術手冊等相關資料和自學完成,同時學習運用一些常用設計工具,并通過作業和小組討論等方式進行鞏固,有疑難問題可提出并在全班進行討論,最后在教師指點下得出正確結論。這種以具體工程設計任務為教學主線的方式讓學生明確意識到課內外所學知識技能在實踐生產中大有用武之地,認識到教師布置的作業均是完成設計任務必需環節,從而大大提高了學生的學習積極性,使其在課堂上的注意力非常集中,課后能根據任務所需而主動自發地進行學習和討論以完成任務,而不再像以往那樣由于不明白所學知識具體有何用處而造成理論和實際脫節,甚至產生忽視和厭學心理。在此過程中學生逐漸認識到自己理論知識上的薄弱點和缺少的實踐經驗,有針對性地學習參考相關理論知識和前人的方法經驗,彌補以往知識技能系統的缺失環節,并能及時將所遇到的問題及心得體會在課內課外與教師和同組同學進行交流討論,最終較系統完整地完成對各相關知識和技能進行總結,并在工程項目中綜合應用的過程。

本課程是涉及到機械、電子、控制、信息等多學科知識和技術的一門交叉課程,在課堂教學環節,普遍出現的情況是將本課程作為前續課程中“機”、“電” 、“控制”等學科知識的簡單組合和回顧,導致本課程應具有的系統性、綜合性、實踐性不能體現,與其余專業課程間也無法形成科學合理的承接脈絡。改革教學模式和方法后,以整個工程設計過程為主線,將所涉及到的各學科關鍵理論知識,進行系統性邏輯性的梳理,形成清晰的脈絡和層次,并指導學生在完成設計任務的過程中,有意識地綜合運用所學知識、工具和技能,達到學以致用的目的。

例如,在講授“機械子系統設計”章節時,把握住“各子系統有機融合”這一本質,讓學生不僅掌握書本上陳述的對機械系統的性能要求等知識點,更要明白這些要求的提出不是孤立地從機械系統本身穩定性、快速性、準確性等性能指標出發,而更要從控制系統、伺服驅動系統與機械系統有機結合的角度來看待。通過運用經典控制理論中的時域分析和頻率分析兩種方法,了解機械系統參數中系統阻尼比和無阻尼固有頻率這兩個最基本的參數,對機械系統參數變化引起的控制性能變化的過程、原理進行分析推導,同時通過課堂上采用MATLAB對系統進行設計與仿真的實例演示,使學生了解這一控制設計領域的經典工具,經過教師指導和課后自學,掌握該軟件的基本使用方法并在設計中加以運用,從而將控制工程領域的相關知識、技能與機電一體化系統設計任務緊密聯系起來。

又如,在進行“伺服驅動系統設計”章節的教學時,通過課堂討論和課后作業,讓學生將伺服驅動器、變頻器等驅動系統,以及交直流伺服電機、步進電機、力矩電機等常用伺服電機的性能、特點、應用場合、性價比等主要指標逐一進行分析和比較,針對數控專機任務要求設計合適的驅動方案,并查閱技術資料,完成電機選型計算以及電機與驅動器的接口設計,從而將前續課程所學的機電控制知識通過設計任務進行系統完整地運用。

再如,在“控制系統設計”環節,教師通過簡要講解和演示PLC梯形圖編制、單片機編程和仿真、VB/VC++或LABVIEW等高級語言編程驅動運動控制卡等控制實例,使學生了解各控制系統的軟、硬件組成及其設計過程和設計方法,課后自行查閱資料,對各種控制系統的優缺點、最新應用現狀和發展趨勢進行分析總結,設計出合適的控制方案,并在課堂演示實例基礎上,學習運用相關工具,進行初步的控制系統軟、硬件設計。

運用以上教學模式和方法,使學生在系統性地了解基礎理論和技術的基礎上,迅速地掌握關鍵理論知識和必要技能,并有效地在工程設計項目中加以應用,在培養學生自學能力、創新能力和理論聯系實踐的能力方面頗有成效,為其今后的工程應用和技術研究工作打下了良好的基礎。

2 結論

我國政府在2006年初已將建設創新型國家確立為一項重要的戰略目標,高質量的工程科技人才正是建設創新型國家的重要力量。我國高校機電一體化專業必須積極面向社會的迫切需求,以培養能滿足產業需求、具有較強創新能力和綜合能力的機電一體化科研技術人才作為最重要的工作目標。本文對機電一體化專業的核心課程――機電一體化系統設計的課程內容建設和教學模式方法改革進行了探討,提出了面向產業需求、面向工程應用、以典型機電一體化系統――數控專機設計過程為教學主線,以學生為主體,以學生參與實際設計的過程為教學重點等改革措施,以期逐步構建科學合理的課程內容體系和教學模式,實現培養學生的工程素質、提高學生實踐能力和創新能力的目標。

基金資助:重慶市重大教改項目“以培養學生工程設計能力為目標的機械工程系列核心課程教學改革研究與實踐(09-1-005)”

重慶理工大學高等教育研究立項項目 “《機電一體化系統設計》課程教學改革研究(2010009)”

參考文獻

[1] 崔軍,汪霞.反思目標 回歸本質――本科工程教育問題分析與改革對策[J].江蘇高教,2009(4).

第12篇

關鍵詞:機電一體化;執行元件;方案設計

機電一體化技術的迅速發展使得機構在實現原理和組成內容等方面有了突破性的進展,發展成為具有更廣泛意義的廣義執行機構。廣義執行機構是由是驅動元件與執行件(或執行機構)組成的可控執行機構,是機電一體化系統的核心。廣義執行機構最主要的特點就是可控性,它的輸出運動是由機構參數和輸入函數共同決定的,改變控制程序就可使同一機構系統實現不同需要的輸出運動或改進機構的運動和動力參數,因此廣義執行機構具有傳統機構無可比擬的優越性和更大的設計空間。電動機是將電能轉化為機械能的裝置,可以說是現在世界上使用最普遍的裝置,如果沒有電機這樣的裝置,我們甚至無法想象我們這個世界會是什么樣子。但原始的電機的功能卻是單一的,就是接受電流以后轉動,轉數是恒定的,然而,人們對生產、生活的速度要求卻是多種多樣的,由它帶動的機械對轉數的要求也是多種多樣化。

一、總體方案設計思路

1.總體設計要求

蓋板能夠實現可靠的打開及關閉是實現遠程操控系統在各種惡劣環境下可靠地執行勤務和值守任務的保障,也是遠程操控系統實現從勤務狀態到戒備值守狀態快捷、可靠、準確轉換的關鍵。因此,為使此機電一體化執行元件在遠程操控的各種工作狀況下均能可靠地工作,其總體設計應滿足如下要求:(1)應保證蓋板在關閉狀態下,密封可靠.具有防雨、防潮、防鹽霧侵入等功能,并且使關閉后的蓋板結構牢同,具有防盜、防撬和防撞擊功能。保證此機電一體化執行元件在承受較大的外力撞擊后,仍能正常可靠地工作,蓋板仍能正常、輕松地開啟。(2)蓋板的開啟和關閉應平穩、可靠、快捷,并可同時實現自動扁閉和應急人工手動啟閉。具有機電聯動互鎖功能,保證自動啟閉可靠、準確,手動扁閉輕松、方便,不誤動,不鎖死。(3)此機電一體化執行元件結構應盡量緊湊、體積小、重量輕,以便于在整個系統中的結構布置。(4)所控制的蓋板在開啟位置同樣應保持鎖定狀態,并能保證在承受高頻、強沖擊載荷作用下不致松脫,從而造成誤關閉的現象。

根據以上總體設計的要求,初步設想蓋板采用骨架式蒙皮結構,為防止盜撬并適應各種惡劣的工作環境,蓋板的啟閉門軸以及啟閉用機電器件在蓋板關閉的狀態下均應藏在平臺本體的內側。蓋板關閉的鎖定裝置考慮采用具有防盜撬功能,能同時承受縱橫向載荷的卡板式機械電子雙控互鎖式門鎖,要求門鎖在蓋板承受較大的撞擊后,仍不失效且能正常開啟。另外,卡鎖裝置應與蓋板自動啟閉驅動和傳動裝置實現聯動。當采用電子開鎖時,應在開鎖同時,接通驅動電機和電磁離合器,使蓋板自動啟閉。而當采用機械開鎖時,則應切斷驅動電源并使離合器分離。

2.機電一體化執行元件組成和接口

本文所研究的機電一體化執行元件主要分為三個部分:機械部分、電驅動執行部分、信號檢測及控制部分,機械部分主要包括蓋板、滑軌、減速器、絲杠等構件。電驅動執行部分主要包括驅動電機、電磁離合器以及卡鎖電磁鐵等構件。信號檢測及控制部分主要有單片機、各傳感器及數據傳輸總線組成。機械部分和電驅動執行部分完成整個過程巾的運動和能屠傳遞,信號檢測及控制部分負責監測和接收蓋板的狀態信號,對數據和信息進行存儲、變換等處理,并發送指令給驅動電路,以完成規定動作。

二、各組成部分方案設計

1.機械傳動部分設計

本機電一體化執行元件的傳動機構主要由電機、減速機構、離合器和絲杠等組成。通過驅動電機,經減速器帶動絲杠轉動,然后再通過與之配合的螺母把絲杠的旋轉運動轉變為蓋板的平行運動,從而控制蓋板的打開與關閉。減速器采用齒輪減速,主要是考慮其體積小,重量輕,傳遞轉矩大,并且啟動時轉動慣量較小。采用滾珠絲杠主要是考慮其傳動比大,軸向推力大,可使蓋板肩閉輕松方便,另外,滾珠絲杠為非自鎖絲柙,其傳動具有可逆性,當位于減速器與滾珠絲杠之間的離合器脫離時,蓋板町采用手動啟閉,而不會由于傳動鏈逆向自鎖而卡死。

2.機電一體化執行元件工作流程分析

此機電一體化執行元件要實現遠程控制,通過操作上位機發出指令來控制遠程的電機正反轉以及停轉來控制蓋板的打開和關閉。并通過檢測裝置檢測蓋板的位置和工作情況,并把蓋板的工作狀態反饋給上位機。在本機電一體化執行元件中主要是對蓋板打開以及閉合的控制、卡銷電磁鐵和電磁離合器的控制。經過各方面的考慮,其中包括成本的考慮,選擇采用位置控制的方式。通過對被控對象位置的檢測達到系統控制的目的。蓋板開啟至工作位置時的鎖定可采用常閉式電磁鐵控制鎖定銷的運動來實現。在開啟位置卡鎖電磁鐵斷電將蓋板鎖定。而要將蓋板關閉時,電磁鐵工作,蓋板解鎖,即可在動力驅動下關閉。蓋板的鎖定機構要同時具有手工解鎖功能,以備手動啟閉蓋板之需。

三、信號檢測與控制部分方案設計

在蓋板平臺的控制系統中,單片機控制器通過CAN總線可以從上位機獲得控制指令和運動數據,控制器輸出的控制信號,經電機驅動器處理后控制直流電動機,從而控制蓋板的運動。主控模塊作為控制系統的核心部分對此機電一體化執行元件進行統一安排和調度,它通過分析監控平臺傳送的控制指令、系統狀態和全局環境信息,規劃蓋板運動的軌跡并完成相應的運動控制。控制部分實現的功能:(1)實現蓋板的開關動作:在單片機的作用下,控制電機實現蓋板的開關動作。(2)實現微機軟件控制蓋板:利用計算機的軟件實現單片機與上位機的通信,完成蓋板的開關動作。其中系統的主要部分就是單片機控制外部電機的轉動以及單片機和上位計算機的通信。這兩個功能正是單片機系統中常用的關鍵技術,本論文在后面的章節中將會著重介紹這兩個方面的功能。此系統具有以下特點:(1)使用方便:體積小,重量輕,不占用太多的空間。(2)操作簡單:操作人員通過遠程計算機實現蓋板的開關動作。(3)程序簡單:無論是計算機還是單片機的程序都很簡單,不占用太多的程序空間。(4)成本低:使用最為簡單的控制方案。本系統對蓋板的控制更加智能化,開關過程更加可控化,可以利用一個單片機控制多個蓋板的開關動作。甚至可以通過微機和單片機的連接,在用戶的可視化窗口上隨時控制蓋板的開關,從而形成一個較為智能的蓋板控制系統。基于單片機的蓋板檢測與控制系統可以分為:(1)微機及控制軟件:提供用戶微機程序界面,并將用戶對蓋板的操控轉化為控制指令發送到下位機。(2)單片機控制單元:監測和接收外部狀態信號,并發送指令給驅動電路,控制蓋板的開關。(3)驅動電路:驅動蓋板的電機動作,帶動傳動機構實現蓋板的開關。(4)檢測部分:利用傳感器檢測各器件的狀態,并進行反饋。

總之,隨著科學技術的飛速發展,特別是機電一體化技術在諸多領域的應用,促使系統的智能化程度越來越高,并日益成為此類執行元件發展的一大趨勢。

參考文獻:

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[2](日)曲澤真淵.電動機的選擇和使用方法.上海科學技術文獻出版社.2006(03)

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