機(jī)電一體化設(shè)計(jì)

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機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文第1篇

【關(guān)鍵字】 機(jī)電一體化技術(shù) 要求設(shè)計(jì)原則

一、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)要達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，力求做到系統(tǒng)功能相對(duì)齊全，性能指標(biāo)比較合理，實(shí)用性強(qiáng)，安全可靠性高，經(jīng)濟(jì)效益好。同時(shí)，在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，還應(yīng)該與世界同類(lèi)產(chǎn)品比較，注意他們的技術(shù)特點(diǎn)、先進(jìn)性（費(fèi)效比、節(jié)能節(jié)材、工作柔性等）以及社會(huì)效益等。

二、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（一）首先確定一系列的設(shè)計(jì)指標(biāo)，在進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)，對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)提出必須滿足的技術(shù)要求，然后才能著手具體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)協(xié)同組合的原則。在采用機(jī)電一體化技術(shù)新概念進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高系統(tǒng)的性能和柔性，要求廣泛的物質(zhì)和信息的集成。在整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，都必須考慮機(jī)械技術(shù)與電子控制技術(shù)的集成，創(chuàng)造出機(jī)械、電子以及軟件等有機(jī)結(jié)合的新產(chǎn)品。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往伴隨著機(jī)械系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)，而且機(jī)械系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)還不是全部。許多現(xiàn)代的機(jī)電一體化工程設(shè)計(jì)不是被動(dòng)的依靠機(jī)遇來(lái)革新機(jī)電產(chǎn)品，而是預(yù)先精心計(jì)劃應(yīng)用，并充分集成電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)，有目的地創(chuàng)造出最優(yōu)的新產(chǎn)品，以達(dá)到新的系統(tǒng)比它們的原有產(chǎn)品更便宜、更簡(jiǎn)單、更可靠以及更具有工作柔性。機(jī)電一體化技術(shù)方法將給產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)各種發(fā)展機(jī)會(huì)。在進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)遵循如下原則來(lái)處理“機(jī)”與“電”的關(guān)系：1.在極端情況下，機(jī)械的功能可以完全由微處理機(jī)和執(zhí)行器取代，從而使電子產(chǎn)品替代機(jī)械產(chǎn)品。2.機(jī)械系統(tǒng)可采用機(jī)電一體化技術(shù)方法加以簡(jiǎn)化。依靠微處理機(jī)和執(zhí)行器可以提供諸如輪廓、速度以及定位控制任務(wù)的功能。3.將正常設(shè)計(jì)的機(jī)械與閉環(huán)控制回路相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度、精度以及柔性。在閉環(huán)回路中，固有的比例控制在部件上的應(yīng)力，與終點(diǎn)急剎車(chē)的執(zhí)行器相比較，要小得多，因此，有關(guān)的部件可以做得更輕、慣量更小。4.機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)汁方法應(yīng)在一開(kāi)始就注意充分發(fā)揮機(jī)械和電子的綜合優(yōu)勢(shì)，通過(guò)機(jī)電互補(bǔ)和集成，以求達(dá)到設(shè)計(jì)出最優(yōu)的新產(chǎn)品，適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的世界市場(chǎng)。

三、機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成

機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由傳感器、調(diào)理電路、測(cè)量系統(tǒng)、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)、系統(tǒng)頻率響應(yīng)、控制器等等。

（一）傳感器

傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中起著重要作用。如果沒(méi)有傳感器對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行精確而可靠的自動(dòng)檢測(cè)，那么信號(hào)轉(zhuǎn)換、信息處理、控制器的最佳控制等，都是無(wú)法進(jìn)行和實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力、扭矩和壓力傳感器以及溫度傳感器。

（二）調(diào)理電路

傳感元件將被測(cè)物理變化過(guò)程的信號(hào)轉(zhuǎn)化成為各種電路性參數(shù)（如電阻、電容、電感等）或電源性參數(shù)（如電壓、電荷等）形式的信號(hào)、但這些信號(hào)在種類(lèi)和強(qiáng)度上一般不能直接地為后面的數(shù)據(jù)處理和顯示等所利用，需要經(jīng)調(diào)理電路進(jìn)行中間處理。例如將電路性參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓、電流信號(hào)；弱小信號(hào)放大；減小噪聲或選出有用信號(hào)等。主要討論調(diào)理電路中常用的電橋電路、調(diào)制與解調(diào)、放大電路、濾波器電路。

（三）測(cè)量系統(tǒng)的組成

測(cè)量系統(tǒng)或測(cè)量?jī)x器是一種具有標(biāo)定特性并用于測(cè)量的裝置，它的輸出量能夠反映測(cè)量信息并直接通過(guò)顯示裝置力操作者所接受，它由若干個(gè)測(cè)量裝置與輔助裝置所組成。測(cè)量系統(tǒng)是由若干個(gè)測(cè)量變換單元所組成的，各個(gè)單元是以其在測(cè)量系統(tǒng)中所起的作用來(lái)劃分的，所以這些單元可統(tǒng)稱(chēng)為功能單元。在對(duì)具體的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，常常可以將系統(tǒng)分解為按一定順序連接起來(lái)的功能單元，各種不同用途的系統(tǒng)有白己所特有的功能單元和排列順序。

（四）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)

機(jī)電控制系統(tǒng)的運(yùn)行在時(shí)域中最為直觀。當(dāng)系統(tǒng)輸入某些典型信號(hào)時(shí)，利用拉氏變換中的終值定理，我們可以了解當(dāng)t時(shí)系統(tǒng)的輸出情況，即穩(wěn)態(tài)狀況；但對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，更重要的是要了解系統(tǒng)加上輸入信號(hào)后其輸出隨時(shí)間變化的情況，我們希望系統(tǒng)響應(yīng)滿足穩(wěn)、準(zhǔn)、快。

（五）系統(tǒng)頻率響應(yīng)

時(shí)域瞬態(tài)響應(yīng)法是分析控制系統(tǒng)的直接方法，比較直觀，但是不借助計(jì)算機(jī)時(shí)，分析高階系統(tǒng)非常繁瑣。因此，發(fā)展了其他一些分析控制系統(tǒng)的方法。其中頻域法是一種工程上廣為采用的分析和綜合系統(tǒng)的間接方法。另外，存機(jī)械工程中機(jī)械振動(dòng)均頻率特性有著密切的關(guān)系。

（六）控制器

所謂自動(dòng)控制，就是指應(yīng)用控制裝置自動(dòng)地、有目的地控制或操縱機(jī)器設(shè)備和過(guò)程，使之具備一定的狀態(tài)和性能。自動(dòng)控制的任務(wù)是控制某此物理量按照預(yù)先確定的規(guī)律進(jìn)行變化。控制系統(tǒng)由控制器和控制對(duì)象組成，其中控制對(duì)象足指被控制的機(jī)器設(shè)備或物體，而所采用的控制裝置就稱(chēng)力擰制器。

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；控制系統(tǒng)；原理；分類(lèi)；應(yīng)用；分析

0.引言

機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息機(jī)電一體化技術(shù)傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)，是現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說(shuō)都是機(jī)電一體化的設(shè)備。

控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中處于核心地位，主要用于信息處理和動(dòng)作控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與外部設(shè)備和相應(yīng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備相連接，協(xié)調(diào)機(jī)電一體化系統(tǒng)各部位的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.控制系統(tǒng)的組成及工作原理

控制系統(tǒng)由控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象和傳感與檢測(cè)裝置組成，各設(shè)備之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口連接，形成控制回路。主要工作方式為：首先輸入指定信號(hào)，設(shè)置控制參數(shù)，并通過(guò)傳感與檢測(cè)裝置接收外界信號(hào)，然后傳遞至控制器進(jìn)行信息處理，將分析結(jié)構(gòu)傳遞至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作運(yùn)轉(zhuǎn)，將指定作用于被控對(duì)象，使得被控對(duì)象處于控制器設(shè)計(jì)狀態(tài)，最終通過(guò)被控對(duì)象輸出被控參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)控制的目的。

2.控制系統(tǒng)分類(lèi)

2.1按照控制系統(tǒng)所依據(jù)的判斷原則中是否存在被控對(duì)象的運(yùn)行函數(shù)，可以將控制系統(tǒng)分為順序控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)

2.1.1順序控制系統(tǒng)

其運(yùn)行原理是：通過(guò)對(duì)時(shí)間、運(yùn)行邏輯、外部條件等參數(shù)進(jìn)行分析，輸出具體的被控對(duì)象運(yùn)行步驟，屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、維護(hù)成本低，但是其操作精度過(guò)低，并且對(duì)外界環(huán)境的不利因素和干擾過(guò)于敏感。

2.1.2反饋控制系統(tǒng)

其運(yùn)行原理是：通過(guò)傳感器接收被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，實(shí)時(shí)反饋給控制器，然后進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。雖然該結(jié)構(gòu)的運(yùn)行成本高且維修復(fù)雜，但是該系統(tǒng)的運(yùn)行精度高、且動(dòng)態(tài)調(diào)整性能好，對(duì)外界干擾的抵抗能力也較強(qiáng)。

2.2按照控制系統(tǒng)輸出信號(hào)的變化規(guī)律可將控制系統(tǒng)分為鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)

（1）鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)的特點(diǎn)在于不受外界干擾，輸出信號(hào)維持系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)，主要用于恒溫系統(tǒng)、恒定速度系統(tǒng)等機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制。

（2）隨動(dòng)系統(tǒng)即跟蹤系統(tǒng)，特點(diǎn)在于系統(tǒng)的輸出信號(hào)可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行任意變化，不需遵循一定的規(guī)律，因此信號(hào)輸出不存在固定函數(shù)，設(shè)備的動(dòng)作需要無(wú)間斷的進(jìn)行精確指令發(fā)送，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行和分析能力要求極高，常用于瞄準(zhǔn)設(shè)備、無(wú)定向探測(cè)設(shè)備等。

（3）程序控制系統(tǒng)即過(guò)程控制系統(tǒng)，特點(diǎn)在于按照提前設(shè)定的函數(shù)進(jìn)行輸出信號(hào)的變化，信號(hào)的輸出屬于預(yù)先設(shè)定信號(hào)，但是信號(hào)的變化按照固定函數(shù)進(jìn)行，常用于車(chē)床等預(yù)先已知?jiǎng)幼髯兓?guī)律的機(jī)電一體化設(shè)備中。

3.機(jī)電一體化控制系統(tǒng)原則

機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的種類(lèi)繁多，但是其控制基本特點(diǎn)及原則都是一致的。主要有以下三方面：

3.1準(zhǔn)確性

在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控過(guò)程中，輸出制定與設(shè)計(jì)指令之間的偏差不能超出允許范圍內(nèi)，并且在不影響控制穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上不斷減小誤差。準(zhǔn)確度決定著加工產(chǎn)品的精度，也關(guān)系著控制系統(tǒng)的最終效果。

3.2穩(wěn)定性

保持系統(tǒng)穩(wěn)定的意義在于保障產(chǎn)品質(zhì)量與預(yù)期設(shè)計(jì)相同，并且在外界存在干擾的情況下，不會(huì)引起產(chǎn)品質(zhì)量降低。尤其是閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋機(jī)制，容易受到參數(shù)不匹配的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)震蕩進(jìn)而影響工作能力。

3.3快速性

快速性的含義是系統(tǒng)消除偏差值的速度以及處理異常信號(hào)的速度必須快，因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)存在偏差值時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行或產(chǎn)品質(zhì)量降低，因此必須在短時(shí)間內(nèi)快速消除系統(tǒng)偏差，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)應(yīng)用及發(fā)展方向

4.1機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

機(jī)電一體化控制系統(tǒng)在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，典型的設(shè)計(jì)應(yīng)用有以下幾點(diǎn)：

（1）挖掘機(jī)的制造過(guò)程中，通過(guò)模擬控制理論及控制系統(tǒng)，檢測(cè)液壓系統(tǒng)中泵的輸油壓力、控制壓力和其它參數(shù)，進(jìn)而將運(yùn)行參數(shù)輸入到控制系統(tǒng)中，調(diào)整挖掘機(jī)控制器工作方式，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

（2）壓縮機(jī)的制造過(guò)程中，通過(guò)控制系統(tǒng)檢測(cè)震動(dòng)輪內(nèi)部偏心塊震動(dòng)曲線，進(jìn)而分析震動(dòng)輪加速度，通過(guò)傅里葉變換等方式，求解地面壓實(shí)數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)工作模式調(diào)整的目的。

（3）在國(guó)外的大型起重機(jī)械制造領(lǐng)域，已經(jīng)開(kāi)始使用控制系統(tǒng)的模糊控制功能，將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論操作參數(shù)項(xiàng)結(jié)合，通過(guò)微處理技術(shù)使得控制系統(tǒng)可以像人工操作一樣自如，效率和安全性能更高。

4.2機(jī)電一體化控制系統(tǒng)應(yīng)用方向

機(jī)電一體化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電設(shè)備的智能化發(fā)展，隨著光學(xué)、通信、微電子以及機(jī)械等技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)的發(fā)展方向也不斷細(xì)化，此外，人工智能、光纖和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，也大幅提升了機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的性能。當(dāng)前，機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面：

4.2.1模塊化

模塊化系統(tǒng)設(shè)備的模塊化屬于機(jī)電一體化發(fā)展的重要進(jìn)步，由于當(dāng)前整個(gè)一體化系統(tǒng)設(shè)備來(lái)自于不同的生產(chǎn)廠家和設(shè)備制造商，因而需要對(duì)信號(hào)接口、轉(zhuǎn)換接口、電氣接口等連接部位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，而模塊化使得單獨(dú)控制設(shè)備得以通用于任何一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中，為行業(yè)發(fā)展和交流掃除了設(shè)備參數(shù)不同的障礙。

4.2.2智能化

智能化的發(fā)展得益于人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新技術(shù)的發(fā)展，賦予機(jī)電一體化控制系統(tǒng)自主分析和控制能力，極大的解放了生產(chǎn)力，降低了操作繁瑣程度。但是，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要高標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)支撐。

4.2.3網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得科技的傳播范圍不斷擴(kuò)展，對(duì)于機(jī)電一體化控制系統(tǒng)而言，只要機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的性能足夠優(yōu)越，便能夠迅速的被國(guó)際市場(chǎng)所認(rèn)可，因此，不斷擴(kuò)張的市場(chǎng)規(guī)模有利于刺激行業(yè)的進(jìn)步和科研的深入探索，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)性能的快速提升。

4.2.4環(huán)境化

環(huán)保化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化控制產(chǎn)品，符合當(dāng)前的環(huán)保要求。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指設(shè)備在使用時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，設(shè)備報(bào)廢后能夠回收利用。

5.結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前機(jī)電一體化控制系統(tǒng)已經(jīng)在機(jī)械設(shè)備制造行業(yè)廣泛使用，其優(yōu)越的性能和便捷的操作使得用戶在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備選擇是更傾向于此類(lèi)設(shè)備。雖然機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)非常完備，各類(lèi)輔助設(shè)備和控制軟件也非常的完善，但是應(yīng)該看到當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中的不足與缺陷，從最優(yōu)化角度出發(fā)，將機(jī)電一體化控制系統(tǒng)繼續(xù)的細(xì)分和具體化，面向各具體領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)針對(duì)性強(qiáng)、實(shí)用性高的一體化設(shè)備控制系統(tǒng)。對(duì)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的研究也應(yīng)立足當(dāng)前，不斷提升計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)，為我國(guó)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡玉琴.機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案研究[J].科技與生活，2011（9）：203-203.

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)電一體化技術(shù)；初探

機(jī)電一體化技術(shù)屬于規(guī)模比較大的集成電路與代表小型計(jì)算機(jī)的小型電子技術(shù)，這種技術(shù)所滲透的傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，有效的提高了傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量等，機(jī)電一體化技術(shù)作為現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展當(dāng)中的重點(diǎn)技術(shù)。機(jī)械在設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)電一體化技術(shù)出現(xiàn)的一些問(wèn)題對(duì)于目前我國(guó)工業(yè)的發(fā)展而言，有著重要的推進(jìn)作用，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入研究，有助于促進(jìn)我國(guó)工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。本文主要研究機(jī)械設(shè)計(jì)中機(jī)電一體化技術(shù)的問(wèn)題，重視分析實(shí)際性的問(wèn)題，并闡述機(jī)械體、動(dòng)力、測(cè)試傳感、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等相關(guān)部分在機(jī)電一體化技術(shù)當(dāng)中起到的主要作用，對(duì)于實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo)而言，具有十分重要的理論意義，

1.機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分

1.1機(jī)械本體部分

機(jī)械本體部分就是支持機(jī)械的機(jī)構(gòu)，具體是由機(jī)身、框架、機(jī)械關(guān)聯(lián)等機(jī)構(gòu)組織而成。隨著目前我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)械本體的機(jī)構(gòu)及材料的性能也隨著的得到了很大的提高。同時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械本體能更好的滿足現(xiàn)實(shí)的各種需求，能有效的實(shí)現(xiàn)機(jī)械在加工產(chǎn)品過(guò)程中各種可能性與更加可靠的目標(biāo)，促使所加工的零件更具美觀與標(biāo)準(zhǔn)化。

1.2動(dòng)力部分

公里部分作為機(jī)電一體化技術(shù)生產(chǎn)的關(guān)鍵部分，也是機(jī)械生產(chǎn)不可缺少的重要部分。據(jù)系統(tǒng)的控制，動(dòng)力系統(tǒng)給機(jī)電一體系統(tǒng)提供了能量與動(dòng)力，以此來(lái)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。機(jī)電一體化技術(shù)當(dāng)中動(dòng)力部分在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要重視的是以最小化的消耗獲得最大化的動(dòng)能，這也是實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)降低能耗的重點(diǎn)部分

1.3傳感器

在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中傳感器發(fā)揮著信息傳輸?shù)淖饔茫梢酝ㄟ^(guò)傳感器更好的反映出內(nèi)在稻菪畔，能將系統(tǒng)所下達(dá)的信息與相關(guān)指令更好的完成，并根據(jù)具體命令來(lái)完成信號(hào)的傳輸，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的智能化與自動(dòng)化。傳感器是由儀表與專(zhuān)門(mén)傳感器組織而成，精準(zhǔn)度相對(duì)也比較高。

1.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分

機(jī)電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠有效的反映出傳輸?shù)男畔ⅲ鶕?jù)信息的不同采取動(dòng)作執(zhí)行。在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中執(zhí)行機(jī)構(gòu)屬于運(yùn)動(dòng)零件，主要是由電磁、機(jī)械等零件組織而成。通常來(lái)講，執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分有比較大的變化，在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的調(diào)整，將提高機(jī)械的剛性、降低重量作為重點(diǎn)調(diào)整的目標(biāo)，以此來(lái)確保執(zhí)行的可靠性，最終滿足生產(chǎn)的各種需求。

1.5驅(qū)動(dòng)部分

機(jī)械生產(chǎn)中驅(qū)動(dòng)部分也屬于接收信息的部分，也是能夠反映控制信息的單元，驅(qū)動(dòng)部分在接收到信息之后，就會(huì)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，根據(jù)信息的相關(guān)需求，有針對(duì)性的展開(kāi)動(dòng)作。機(jī)電一體化技術(shù)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要確保的就是驅(qū)動(dòng)部分的高效率，關(guān)于這方面因?yàn)樵跈C(jī)械生產(chǎn)中保證驅(qū)動(dòng)部分能帶來(lái)很高的生產(chǎn)效率，只有確保驅(qū)動(dòng)部分較高的效率，生產(chǎn)的效率才能得到保障性的提高。同時(shí)，對(duì)于驅(qū)動(dòng)的可靠性要求相對(duì)會(huì)比較高。現(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)所使用的驅(qū)動(dòng)部分，大多都是以使用直流伺服驅(qū)動(dòng)與高性能先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)為主。

1.6處理信息部分

在機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中處理信息的部分就像是它的大腦，對(duì)于更部分所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)際性的分析，并且根據(jù)生產(chǎn)的需求，對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行合理的控制，促進(jìn)更好的完成生產(chǎn)任務(wù)。信息處理部分主要是以確保機(jī)電一體化系統(tǒng)正常運(yùn)行作為重點(diǎn)目標(biāo)，這也是有效的發(fā)揮著機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)際生產(chǎn)的重點(diǎn)核心部分。

2.機(jī)電一體化技術(shù)獲取的效益

2.1機(jī)電一體化技術(shù)的技術(shù)效益

機(jī)電一體化技術(shù)能有效的減少機(jī)械零件的數(shù)量，降低機(jī)械的磨損程度，確保機(jī)械順利的生產(chǎn)。這樣機(jī)械在實(shí)際生產(chǎn)中，能更好的解決因設(shè)備故障問(wèn)題導(dǎo)致停產(chǎn)帶來(lái)的嚴(yán)重問(wèn)題。同時(shí)，在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，更能提高機(jī)械成產(chǎn)的精準(zhǔn)度，在某種程度上，還能降低機(jī)械零件的繁瑣校驗(yàn)，促使機(jī)械零件生產(chǎn)具有較高的效率性。機(jī)電一體化技術(shù)的效益具體體現(xiàn)在：通過(guò)小型計(jì)算機(jī)對(duì)部件進(jìn)行檢驗(yàn)誤差時(shí)，精準(zhǔn)度能夠從之前的0.025微米提升到0.01微米，在很大程度上，將高精準(zhǔn)零件實(shí)現(xiàn)精度，這對(duì)于機(jī)械化工業(yè)的發(fā)展而言，具有十分重大的意義。

2.2機(jī)電一體化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)械在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，能有效的降低機(jī)械的磨損程度，減少維修機(jī)械的時(shí)間。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)還能在一定程度上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高精準(zhǔn)度生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低生產(chǎn)的成本，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3機(jī)電一體化技術(shù)的社會(huì)效益

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，使用機(jī)電一體化技術(shù)能有效的預(yù)防與監(jiān)控機(jī)械生產(chǎn)中出現(xiàn)故障問(wèn)題，并且還能在發(fā)生故障之后，主動(dòng)采取有效的保護(hù)措施。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)還能主動(dòng)修正系統(tǒng)參數(shù)，在很大幅度上，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。如當(dāng)大型發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障的同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)還能對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理的修正，并及時(shí)的采取相應(yīng)的解決措施，避免因設(shè)備出現(xiàn)故障給環(huán)境帶來(lái)的污染，嚴(yán)重的甚至影響到工作人員的安全，更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的社會(huì)效益。

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;產(chǎn)品創(chuàng)新;概念設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)有著極其豐富的內(nèi)容，同時(shí)也是產(chǎn)品在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程內(nèi)最具創(chuàng)造性的階段。其中，包含的原理與方法論對(duì)相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)者起到關(guān)鍵的引導(dǎo)效用。因此，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新性概念設(shè)計(jì)進(jìn)行探索，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的概述

1.1機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容

機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)電一體化基礎(chǔ)上建立起的包含系統(tǒng)與構(gòu)件、基本元內(nèi)容的集合，而機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的含義則是依據(jù)產(chǎn)品使用周期中各個(gè)環(huán)節(jié)所需要求對(duì)產(chǎn)品實(shí)施功能改造、分析和子功能開(kāi)發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其滿足功能結(jié)構(gòu)要求的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)活動(dòng)。這種設(shè)計(jì)工作的過(guò)程包括前期規(guī)劃、設(shè)計(jì)概念以及對(duì)計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)化和豐富化，并加以改進(jìn)補(bǔ)充。機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過(guò)程中的程式化內(nèi)容可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)代為實(shí)現(xiàn)，但除此之外難以被程式化的方面還需產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員通過(guò)人工設(shè)計(jì)逐步完成。通過(guò)構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的概念設(shè)計(jì)理念，對(duì)其功能與組織開(kāi)發(fā)的過(guò)程按照模塊化思想進(jìn)行劃分，以此實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)工作的層次性、協(xié)調(diào)性。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)的深入研究大體集中于其調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)電一體化的理念自1971年被提出以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，內(nèi)容也在逐步豐富，尤其在科技快速發(fā)展的今天，廣闊的市場(chǎng)空間與消費(fèi)需求的升級(jí)，更加迫使機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)自身性能、可靠程度提出更高要求。而計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、傳感技術(shù)、AI技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料技術(shù)、集成技術(shù)以及其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，都為機(jī)電一體化產(chǎn)品的革新打下了技術(shù)根基，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著更優(yōu)質(zhì)、更高效的方向邁進(jìn)。

1.2機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的意義

機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新型概念設(shè)計(jì)本身有著重要作用，其既是產(chǎn)品品質(zhì)的深層內(nèi)容，又是其功能屬性得以發(fā)揮的保障，對(duì)其本身質(zhì)量的影響也約占60%～70%。因此，建成機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)具有極其顯著的意義。簡(jiǎn)要概括，主要包括以下三方面內(nèi)容。第一，創(chuàng)新機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)是保障機(jī)電一體化產(chǎn)品品質(zhì)的必要性要求。機(jī)電一體化體系具有多種學(xué)科互相交叉、集成融合的特點(diǎn)，本身具有著復(fù)雜內(nèi)涵。因此，現(xiàn)今許多的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)并不適應(yīng)機(jī)電一體化技術(shù)本身的特色，難以做到根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)特征隨之作出應(yīng)對(duì)。第二，機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新促使其理論體系得到發(fā)展。要?jiǎng)?chuàng)新這一概念設(shè)計(jì)，必將建立新的方式、理論基礎(chǔ)。只有在合理、可靠的概念設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，才能使之收獲具有優(yōu)異性能的機(jī)電一化體產(chǎn)品。再加之如今概念設(shè)計(jì)的思想理念獲得了社會(huì)中乃至整個(gè)世界越來(lái)越多的關(guān)注與認(rèn)同，如QFD理論、公理化理論、TRIZ理論等設(shè)計(jì)理論的建立，對(duì)于推動(dòng)創(chuàng)新機(jī)電一體化產(chǎn)的概念設(shè)計(jì)發(fā)展起到了不可忽略的效用，進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)體系的建立和機(jī)電一體化技術(shù)的完善。第三，機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)對(duì)于生產(chǎn)能力與工作質(zhì)量的提高起到切實(shí)的幫助作用。許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都帶有自動(dòng)處理、調(diào)節(jié)的功效，通過(guò)這些能力的實(shí)現(xiàn)，能夠保證工作質(zhì)量與效率的穩(wěn)步提升。例如，在數(shù)控機(jī)床的使用過(guò)程中，其生產(chǎn)效率要高出普通基礎(chǔ)5～6倍，并能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床數(shù)量減少50%，節(jié)省50%操作人員的效能，生產(chǎn)周期也能縮短40%，進(jìn)而使得生產(chǎn)成本降低50%左右。

2機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)理論

2.1機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)用到的系統(tǒng)原理

機(jī)電一體化系統(tǒng)是該類(lèi)產(chǎn)品中最為重要的基礎(chǔ)。就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)。它算是一種復(fù)雜機(jī)械，但與普通的機(jī)械相比還有著顯著區(qū)分。機(jī)電一體化體系是通過(guò)在機(jī)構(gòu)的動(dòng)力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先進(jìn)的電子技術(shù)，并使之與軟件相互聯(lián)合形成的一類(lèi)新型機(jī)械系統(tǒng)。就其功能來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化系統(tǒng)包含機(jī)械力、能量流、運(yùn)動(dòng)力等多種動(dòng)力學(xué)有關(guān)的特殊機(jī)械，以及一些機(jī)電部件互相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。其中，機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心又在于集成協(xié)調(diào)各種技術(shù)，通過(guò)對(duì)機(jī)械工程、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電工技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的聯(lián)合利用，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)行為可控的目標(biāo)，而不僅簡(jiǎn)單對(duì)各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行拼湊堆積。這也是利用計(jì)算機(jī)的調(diào)節(jié)和處理能力，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)元件可控特征的現(xiàn)代化機(jī)械系統(tǒng)。有關(guān)機(jī)電系統(tǒng)化原理的研究主要包含三方面內(nèi)容。第一，三環(huán)論。研究者認(rèn)為，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以劃分為電子、機(jī)械、軟件三項(xiàng)功能模塊。第二，五塊論。通常視機(jī)電一體化產(chǎn)品是由動(dòng)力功能、控制功能、構(gòu)造功能、操作功能和傳感檢測(cè)五個(gè)功能模塊組成的。第三，兩個(gè)子系統(tǒng)理論。研究人員認(rèn)為，機(jī)電一體化系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)和物理系統(tǒng)兩項(xiàng)分支系統(tǒng)共同組成的。以上三種理論的提出具有重要意義，但同時(shí)也有著較大的局限性。三者立足于控制和電力兩部分，但沒(méi)有對(duì)機(jī)械主體加以強(qiáng)調(diào)，也并未對(duì)處理好機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的復(fù)雜性、多面性和模糊性等問(wèn)題提出方法。因此，這些理論對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)不能起到重要作用。在概念設(shè)計(jì)實(shí)際工作中，機(jī)電一體化系統(tǒng)往往會(huì)被劃分為傳感檢測(cè)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信息控制處理三個(gè)子系統(tǒng)。通過(guò)這三個(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)分工，各自完成信息檢測(cè)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)與信息控制的工作，這種分工方式才能真正實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)中各項(xiàng)功能的優(yōu)化和最佳效果的發(fā)揮，并以此獲得機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)合理的相關(guān)方案。

2.2機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)方法

對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品而言，其概念設(shè)計(jì)是許多領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)、技術(shù)之間的交織融合，具有新穎復(fù)雜、反復(fù)迭代、目標(biāo)多解、結(jié)構(gòu)不良等特點(diǎn)。滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，關(guān)鍵在于發(fā)揮設(shè)計(jì)者的主觀能動(dòng)性，通過(guò)展現(xiàn)設(shè)計(jì)智慧，滿足創(chuàng)新性的要求。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，主要在于實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)配合。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，促使人們對(duì)人工智能提出新的期待。但創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)這類(lèi)任務(wù)，主要還得依靠人類(lèi)的智能實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體系統(tǒng)也是人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)的分工，來(lái)達(dá)到創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的目的。機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)創(chuàng)新主要方法包括三方面內(nèi)容。第一，落實(shí)人才戰(zhàn)略，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)性人才。科技競(jìng)爭(zhēng)最終都會(huì)落實(shí)在人才競(jìng)爭(zhēng)上。要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，人才供應(yīng)是重要保障。機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才在制造行業(yè)占據(jù)就業(yè)滿意度第三位的好名次，就業(yè)率更是高達(dá)100%。因此，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)更有著多方面的積極意義，國(guó)家以及機(jī)電行業(yè)要在培養(yǎng)、優(yōu)化道路中貢獻(xiàn)出更多力量，從多方面對(duì)學(xué)生展開(kāi)培訓(xùn)工作，以此實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)研究者、開(kāi)發(fā)者、設(shè)計(jì)者以及其他相關(guān)從業(yè)人員素質(zhì)的目的。第二，努力拓寬供應(yīng)市場(chǎng)，嚴(yán)守質(zhì)量關(guān)。市場(chǎng)是檢驗(yàn)產(chǎn)品的試金石，將機(jī)電一體化產(chǎn)品投放到市場(chǎng)中，一方面保障其生命周期能夠?qū)崿F(xiàn)，另一方面通過(guò)買(mǎi)方對(duì)產(chǎn)品性能體驗(yàn)所作反饋也對(duì)產(chǎn)品研發(fā)起到反作用力的效果，使其優(yōu)點(diǎn)得以保存、延續(xù)，缺點(diǎn)得到改良、進(jìn)化，從而不斷促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品性能的整體提升。第三，將環(huán)保技術(shù)納入機(jī)電一體化的發(fā)展策略中。機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)等多種技術(shù)的應(yīng)用，往往會(huì)伴隨著電子、機(jī)械污染的問(wèn)題。在機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)可避免也會(huì)產(chǎn)生一些污染物。因此，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中要考慮到環(huán)保問(wèn)題，讓機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展，以施行環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展策略為其提供方法指引。通過(guò)一些環(huán)保設(shè)施和環(huán)保科技的實(shí)行，有效遏制資源浪費(fèi)、污染物增多的問(wèn)題。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)技術(shù)故障時(shí)，也可以反復(fù)利用一些資源，以減少資源、材料的消耗。相關(guān)生產(chǎn)負(fù)責(zé)人還應(yīng)主動(dòng)淘汰一些產(chǎn)能落后的設(shè)備、產(chǎn)品，以此改變過(guò)去投入高、輸出高的模式，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)展的可持續(xù)，使人們擁有健康的生存環(huán)境。

2.3機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)的發(fā)展展望

機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)主要發(fā)展在于理論的進(jìn)步。雖然機(jī)電一體化體系中依舊存在許多問(wèn)題需要加強(qiáng)分析、研究，但其發(fā)展總趨勢(shì)還是積極向上的。概括有五方面內(nèi)容：第一，根據(jù)被測(cè)物理量，建立傳感器特點(diǎn)和類(lèi)型的知識(shí)庫(kù)；第二，構(gòu)建與機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)相關(guān)的推理方法庫(kù)；第三，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)作進(jìn)行分類(lèi)，構(gòu)建執(zhí)行機(jī)構(gòu)庫(kù)和驅(qū)動(dòng)元件庫(kù)，以促進(jìn)驅(qū)動(dòng)元件、執(zhí)行、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩者的集成選擇實(shí)行；第四，實(shí)現(xiàn)對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)在各個(gè)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)體系的建立，尤其在概念設(shè)計(jì)初期中構(gòu)建對(duì)功能原理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)體系；第五，構(gòu)建調(diào)節(jié)和控制信息的資料庫(kù)，以促進(jìn)挑選硬件和編制軟件中對(duì)機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)高效管控的實(shí)現(xiàn)。隨著機(jī)電技術(shù)與各項(xiàng)科技的快速進(jìn)步以及機(jī)電一體化研究的逐步深入，促使機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的理論體系更加豐富，并具有更為強(qiáng)大的實(shí)用功能和操作功能，從而順利實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新與研發(fā)。

3結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究雖然已經(jīng)取得了較為矚目的成績(jī)，但關(guān)于機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的研究成果目前依然處于初級(jí)階段，仍需要相關(guān)從業(yè)者不斷加強(qiáng)探索、創(chuàng)新，通過(guò)大量細(xì)致的實(shí)踐研究工作，促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的完善和成熟，并最終實(shí)現(xiàn)其優(yōu)異的實(shí)用價(jià)值。

作者:王中元 單位:內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn):

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)范文第5篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 園林 設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：K928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

機(jī)電一體化的發(fā)展及現(xiàn)狀

日本企業(yè)界在1970年左右最早提出機(jī)電一體化技術(shù)的概念，結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干成為一門(mén)綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣。

機(jī)電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容，首先是機(jī)械技術(shù)，機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí) 其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。其次是系統(tǒng)技術(shù)，系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從 出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

第三是動(dòng)控制技術(shù)，由于其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。第四是傳感檢測(cè)技術(shù)，傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受?chē)?yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。最后是伺服傳動(dòng)技術(shù)，包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在園林學(xué)中的發(fā)展

機(jī)電一體化工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來(lái)研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)的園林設(shè)計(jì)的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫怼p輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。現(xiàn)代機(jī)電一體化工程創(chuàng)造出越來(lái)越精巧和越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過(guò)去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。

人類(lèi)現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類(lèi)開(kāi)始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來(lái)年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無(wú)法想象的奇跡。人類(lèi)智慧的增長(zhǎng)并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實(shí)踐反過(guò)來(lái)又促進(jìn)人腦的智慧。在人類(lèi)的整個(gè)進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。

人工智能與機(jī)電一體化之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來(lái)。過(guò)去，各種機(jī)械離不開(kāi)人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)電一體化工程在更高的層次上開(kāi)始新的一輪大發(fā)展。

機(jī)電一體化的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱(chēng)為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)電一體化開(kāi)始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。

由于機(jī)電一體化的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專(zhuān)業(yè)化是必不可少的。但是過(guò)度的專(zhuān)業(yè)化造成知識(shí)過(guò)分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家們掌握的知識(shí)過(guò)狹，考慮問(wèn)題過(guò)專(zhuān)，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。

機(jī)電一體化在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

中國(guó)園林歷史悠久，是我國(guó)古代建筑藝術(shù)的珍寶，造園藝術(shù)更是源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，早在周武王時(shí)期就有建宮苑的活動(dòng)，她的形成主要受統(tǒng)治階級(jí)的思想及佛道、繪畫(huà)、詩(shī)詞的藝術(shù)影響，如在魏、晉、南北朝時(shí)期，統(tǒng)治階級(jí)爭(zhēng)奪激烈，國(guó)家呈分裂狀態(tài)，加之道、佛盛行的影響，產(chǎn)生了玄學(xué)，這時(shí)的士大夫，或人欲享樂(lè)，或潔身自好，或遨游山水，導(dǎo)致了自然審美觀的形成，治園特點(diǎn)也多為自然情趣的田園山水。中國(guó)古典園林的構(gòu)造，主要是在自然山水基礎(chǔ)上，鋪以人工的宮，廊、樓、閣等建筑，以人工手段效仿自然，其中透視著不同歷史時(shí)期的人文思想，特別是詩(shī)、詞、繪畫(huà)的思想境界。

機(jī)電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶, 是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。現(xiàn)代化技術(shù)的廣泛應(yīng)用下園林設(shè)計(jì)也離不開(kāi)機(jī)電一體化的技術(shù)的滲透。中國(guó)古典傳統(tǒng)園林所講求的意境經(jīng)過(guò)2000多年的歷史發(fā)展，已經(jīng)到了登峰造極的地步，以后可能會(huì)有更好的作品出現(xiàn)，但從大趨勢(shì)來(lái)看，機(jī)電化以及成了一個(gè)明確的發(fā)展趨勢(shì)。更多的光影照明等元素會(huì)融入到園林設(shè)計(jì)中。按照這個(gè)思路，造就一流園林的必要條件，應(yīng)該是創(chuàng)造園林的傳統(tǒng)意境和科技文明對(duì)園林現(xiàn)代化的普遍需求相結(jié)合。我們目前對(duì)園林現(xiàn)代化的普遍需求還正在建立之中，但還處在較淺的層次和較簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)上。在這樣的情況下，我們要想有所長(zhǎng)進(jìn)、有所作為，就必須認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究古今中外一切有益的經(jīng)驗(yàn)，提高創(chuàng)造園林機(jī)電一體化的能力，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)園林文化日益普遍、日益深刻的需求。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 黃恩勇.淺談機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 科技與企業(yè). 2012(04)