機電一體化設計在實(shí)踐中的應用

　　機電一體化設計在實(shí)踐中的應用,隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，機電一體化這一專(zhuān)業(yè)越來(lái)越受到我們的重視，下面小編就為大家推薦一篇機電一體化應用的論文，歡迎大家閱讀哦!

　　【摘 要】機電一體化的設計是一個(gè)自上而下的過(guò)程，為了實(shí)現機電系統的合理集成，就必須保證系統功能和性能指標在子系統中是合理分配的。本文以機電一體化的技術(shù)發(fā)展為背景，對其在實(shí)踐中的設計進(jìn)行了分析，首先分析了機電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了設計中的關(guān)鍵技術(shù)，最后給出了實(shí)際的設計方法，以期給相關(guān)人員參考。

　　【關(guān)鍵詞】機電一體化;產(chǎn)品;設計方法

　　引言

　　機電一體化的概念起始于上世紀70年代，發(fā)展到今天已經(jīng)有40多年的歷史了，其技術(shù)也在不斷的發(fā)展和豐富。尤其是近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)日新月異，人們對于機電一體化的設計有了更高的要求，要求柔性設計，工作可靠， 性能好等。傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、控制技術(shù)等為機電一體化的發(fā)展提供了技術(shù)支出，各種技術(shù)交叉運用于機電一體化中，使其成為了一門(mén)新型的學(xué)科技術(shù)，涉及到：機械設計、機械制造、信息處理、伺服和接口技術(shù)等等。

　　1 機電一體化產(chǎn)品特點(diǎn)

　　分析機電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：

　　(1)機械系統。在機電一體化中，機械系統的組成包括：機身、框架、機械傳動(dòng)以及聯(lián)接等。它是產(chǎn)品功能實(shí)現的基礎，因此對機械結構具有較高的要求;其結構、材料以及工藝加工等都必須滿(mǎn)足產(chǎn)品高效、可靠、節能等的要求。

　　(2)動(dòng)力系統。該系統的主要功能是提供能量和功能給機電一體化產(chǎn)品，驅動(dòng)相應的執行機構工作，從而完成主功能。動(dòng)力系統的動(dòng)力源包括：電動(dòng)力源、液動(dòng)力源以及氣動(dòng)力源等。

　　(3)傳感與檢測系統。在該系統中，傳感器的主要作用是將外部或自身的參數轉換為能夠進(jìn)行測定的物理量，通過(guò)相應的檢測系統，實(shí)現對這些物理量的測定，從而提供各類(lèi)信息給機電一體化產(chǎn)品。通常情況下，傳感器和檢測系統的主要功能是由測量?jì)x器來(lái)實(shí)現的，要求其具有體積小、安裝方便、具有較高檢測精度等特點(diǎn)。

　　(4)信息處理及控制系統。該系統主要用于接收傳感和檢測系統所反饋的信息;同時(shí)對這些信息進(jìn)行處理、運算以及決策等，最終實(shí)現控制功能。信息處理和控制系統的組成主要包括：計算機軟件、計算機硬件以及接口等。

　　(5)執行機構。在控制信息的作用下，執行機構可以完成相應的動(dòng)作，從而實(shí)現主功能。執行機構中的運動(dòng)部件通常采用的是機械、電液以及氣動(dòng)等機構。在實(shí)現產(chǎn)品餓目的功能中，執行機構是最直接的執行者，它是最為重要的組成部分。

　　2 機電一體化設計概述

　　從現代設計方法的角度入手分析機電一體化設計，所謂“設計”，它是指一個(gè)信息系統，將需求設計為輸入，設計結果則為輸出;在工程設計中，根據相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理，內存能夠創(chuàng )造性的將人們的需求轉為具有相應功能的具體產(chǎn)品;并且，還提出了具體的實(shí)現方案。從系統工程的角度來(lái)看，設計屬于一個(gè)三位系統，由：時(shí)間、邏輯以及方法組成，圖1給出了三維系統圖示。其中，時(shí)間維描述的是設計目標流程，它是按照時(shí)間進(jìn)行排列的;邏輯維是指相應的邏輯步驟，它主用于解決問(wèn)題;在設計工作流程中，邏輯維需要在每一個(gè)階段之內完成工作內容以及思維程序;最后是方法維，它主要是指在設計過(guò)程中，思維方法、工作方法及其相關(guān)的領(lǐng)域知識。

　　3 機電一體化設計方法

　　3.1 設計可行性研究

　　在機電一體化產(chǎn)品的可行性研究中，是通過(guò)實(shí)際的調查與研究，對市場(chǎng)需求進(jìn)行分析，掌握最新信息，進(jìn)行可行性論證，初步規劃產(chǎn)品設計的基本方案，主要內容包括：投資總額的預測、各組成部件的價(jià)格預測、產(chǎn)品性能的價(jià)格預測以及經(jīng)濟評價(jià)等等。

　　3.2 基本設計

　　在基本設計階段，首先需要提出相應的技術(shù)，其內容包括：硬件技術(shù)、軟件技術(shù)等;前者又包括：產(chǎn)品的結構元件、產(chǎn)品的控制元件等;后者又包括：操作系統、控制系統等。在設計整個(gè)系統的過(guò)程中，盡可能的多給出幾種方案，從中找到一種最優(yōu)的方案。

　　3.3 詳細設計

　　完成基本設計之后，需要進(jìn)行詳細的設計，在此過(guò)程中包括以下主要內容：業(yè)務(wù)分工、程序設計、工藝設計、操作系統設計、總體設計、外圍設備設計、控制系統設計以及安全保護設計等。在設計開(kāi)發(fā)性的產(chǎn)品過(guò)程中，要對產(chǎn)品的性能指標參數進(jìn)行擬定，進(jìn)行必要的計算，找到所用的設備，實(shí)現對機構設計和運行性能等的設計。

　　3.4 實(shí)際運行試驗

　　最后是實(shí)際運行試驗階段，在此階段中，主要的工作包括：檢驗產(chǎn)品的工作性能，進(jìn)行產(chǎn)品性能的評價(jià)以及改進(jìn)。進(jìn)行產(chǎn)品工作性能檢驗的主要目的是測定生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)率，分析故障，對故障的時(shí)間、原因等進(jìn)行考察;改進(jìn)的主要目的是進(jìn)行產(chǎn)品問(wèn)題的改進(jìn)，提高產(chǎn)品的性能。對產(chǎn)品性能進(jìn)行評價(jià)主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行的：技術(shù)評價(jià)、經(jīng)濟評價(jià)。

　　總之，在進(jìn)行機電一體化產(chǎn)品的設計中，要注意質(zhì)量、成本、市場(chǎng)與可行性之間的關(guān)系，要把握好長(cháng)期與短期發(fā)展之間的關(guān)系。

　　4 結語(yǔ)

　　作為一種復合技術(shù)，機電一體化的設計需要多個(gè)部門(mén)的相互配合和支持，共同設計才能得到較好的結果。在具體設計過(guò)程中，不僅需要深入了解機電一體化中各項技術(shù)，還應該重視系統工程的概念。本文以機電一體化的技術(shù)發(fā)展為背景，對其在實(shí)踐中的設計進(jìn)行了分析。在未來(lái)，應該注重技術(shù)融合和結合，共同實(shí)現機電一體化系統的發(fā)展。

　　參考文獻：

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