機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文（通用8篇）
在學(xué)習、工作生活中，大家最不陌生的就是論文了吧，論文是指進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的文章。相信很多朋友都對寫(xiě)論文感到非�？鄲腊�，下面是小編幫大家整理的機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文，希望對大家有所幫助。
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇1
摘要: 機電一體化是多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統工程，因此在產(chǎn)品設計的過(guò)程中，要特別強調技術(shù)融合，學(xué)科交叉的作用。
闡述機電一體化產(chǎn)品典型設計進(jìn)程，它通常劃分為四個(gè)階段，包括準備階段，理論設計階段，設計實(shí)施階段，設計定型階段。
關(guān)鍵詞: 機電一體化;設計方法;步驟
機電一體化系統設計是多個(gè)學(xué)科的交叉和綜合，涉及的學(xué)科和技術(shù)非常廣泛，其技術(shù)發(fā)展迅速，水平越來(lái)越高。
由于機電一體化產(chǎn)品覆蓋面很廣，在系統的構成上，有著(zhù)不同的層次，但在系統設計方面有著(zhù)相同的規律。
機電一體化系統設計是根據系統論的觀(guān)點(diǎn)，運用現代設計的方法構造產(chǎn)品結構、賦予產(chǎn)品性能并進(jìn)行產(chǎn)品設計的過(guò)程。
整個(gè)開(kāi)發(fā)設計過(guò)程按步驟可劃分為四個(gè)階段:
1、設計籌劃階段
1)在籌劃階段中要對設計目標進(jìn)行機理分析，對客戶(hù)的要求進(jìn)行理論性抽象，以確定產(chǎn)品的性能、規格、參數。
在這個(gè)階段，因為用戶(hù)需求往往是面向產(chǎn)品的使用目的，并不全是設計的技術(shù)參數，所以需要對用戶(hù)的需求進(jìn)行抽象，要在分析對象工作原理的基礎上，澄清用戶(hù)需求的目地、原因和具體內容，經(jīng)過(guò)理論分析和邏輯推理，提煉出問(wèn)題的本質(zhì)和解決問(wèn)題的途徑，并用工程語(yǔ)言描述設計要求，最終形成產(chǎn)品的規格和參數。
對于加工機械而言，它包括如下幾個(gè)方面:
�、� 運動(dòng)參數:表征機器工作部件的運動(dòng)軌跡和行程、速度和加速度。
�、� 動(dòng)力參數:表征機器為完成加工動(dòng)作應輸出的力(或力矩)和功率。
�、� 品質(zhì)參數:表征機器工作的運動(dòng)精度、動(dòng)力精度、穩定性、靈敏度和可靠性。
�、� 環(huán)境參數:表征機器工作的環(huán)境，如溫度、濕度、輸入電源。
�、� 結構參數:表征機器空間幾何尺寸、結構、外觀(guān)造型。
�、� 界面參數:表征機器的人機對話(huà)方式和功能。
2)在這個(gè)階段中要根據設計參數的需求，開(kāi)展技術(shù)性分析，制定系統整體設計方案，劃分出構成系統的各功能要素和功能模塊，然后對各類(lèi)方案進(jìn)行可行性研究對比，核定最佳總體設計方案、各個(gè)模塊設計的目標與相關(guān)人員的配備。
系統設計方案文件的內容包括:
�、� 系統的主要功能、技術(shù)指標、原理圖及文字說(shuō)明。
�、� 控制策略及方案。
�、� 各功能模塊的性能要求，模塊實(shí)現的初步方案及輸出輸入邏輯關(guān)系的參數指標。
�、� 方案比較和選擇的初步確定。
�、� 為保證系統性能指標所采取的技術(shù)措施。
�、� 抗干擾及可靠性設計策略。
�、� 外觀(guān)造型方案及機械主體方案。
�、� 經(jīng)費和進(jìn)度計劃的安排。
2、理論設計階段
首先，根據系統的主功能要求和構成系統的功能要素進(jìn)行系統要素進(jìn)行主功能分解，劃分出功能模塊，畫(huà)出機器工作時(shí)序圖和機器傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖;對于有過(guò)程控制要求的系統應建立各要素的數學(xué)模型，確定控制算法;計算出各功能模塊之間接口的輸入、輸出參數，確定接口設計的任務(wù)分配。
應當說(shuō)明的是，系統設計過(guò)程中的接口設計是對接口輸入輸出參數或機械結構參數的設計，而功能模塊設計中的接口設計則是遵照系統設計制定的接口參數進(jìn)行細部設計，實(shí)現接口的技術(shù)物理效應，兩者在設計內容和設計分工上是不同的。
不同類(lèi)型的接口，其設計要求有所不同。
傳感器是機電一體化系統的感覺(jué)器官，它從待測對象那里獲得反映待測對象特征與狀態(tài)的信息，監視監測整個(gè)設備的工作過(guò)程，傳感器接口要求傳感器與被測對象機械量信號源應有直接關(guān)系，保證標度轉換及數學(xué)建�？焖�、準確、可靠，傳感器與機械本體之間聯(lián)接簡(jiǎn)潔、牢固，靈敏度高、動(dòng)態(tài)性能好，抗機械諧波干擾性強，正確反映待測對象的被測參數。
變送接口要滿(mǎn)足傳感器模塊的輸出信號與微機前向通道電氣參數的匹配及遠距離信號傳輸的要求，接口信號的傳輸要精確，可靠性強，抗干擾能力強，噪音容限較低;傳感器的輸出阻抗要與接口的輸入阻抗相配合;接口輸出的電平要與微機的電平一致;為方便微機進(jìn)行信號處理，接口輸入信號和輸出信號之間的.關(guān)系須是線(xiàn)性關(guān)系。
驅動(dòng)接口要能滿(mǎn)足接口的輸入端與微機系統的后向通道在電平上保持一致，接口的輸出端與功率驅動(dòng)模塊的輸入端之間電平匹配的同時(shí)，阻抗也要匹配。
其次，為防止功率設備的強電回路反竄入微機系統，接口必須采取有效的抵抗干擾措施。
傳動(dòng)接口是一個(gè)機械接口，要求它的聯(lián)接結構緊湊、輕巧，具有較高的傳動(dòng)精度和定位精度，安裝、維修、調整簡(jiǎn)單方便，傳動(dòng)效率高，剛度好，相應快。
其次，以功能模塊為單元，依據以上接口設計參數的要求對信號檢測與轉換、機械傳動(dòng)與工作機構、控制微機、功率驅動(dòng)及執行元件等進(jìn)行各個(gè)功能模塊的選型、組配、設計。
在此階段的設計工作量較大，既包括機械、電氣、電子、控制與計算機軟件等系統的設計，又包括總裝圖、零件圖的具體模塊選型、組配。
一方面不僅要求在機械系統設計時(shí)選擇的機械系統參數要與控制系統的電氣參數相匹配，同時(shí)也要求在進(jìn)行控制系統設計時(shí)，要根據機械系統的固有結構參數來(lái)選擇及確定相關(guān)電氣參數，綜合應用微電子技術(shù)與機械技術(shù)，讓兩項技術(shù)互相結合、互相協(xié)調、互相補充，把機電一體化的優(yōu)越性充分體現出來(lái)。
為提高工效，應該盡量應用各種cad、PRO/E等輔助工具;整個(gè)設計應盡量采用通用的模塊和接口，以利于整體匹配，利于后期進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
最后，以技術(shù)文件的方式對完整的系統設計采取整體技術(shù)經(jīng)濟指標分析，設計目標考核與系統優(yōu)化，擇優(yōu)選擇出綜合性能指標最優(yōu)的方案。
其中，系統功能分解應綜合運用機械技術(shù)和電子技術(shù)各自的優(yōu)勢，努力使系統構成簡(jiǎn)單化、模塊化。
經(jīng)常用到的設計策略有如下幾種:
�、� 用電子裝置替代機械傳動(dòng)，縮減機械傳動(dòng)裝置，簡(jiǎn)化機械結構，減小尺寸，減輕重量，增強系統運動(dòng)精度和控制靈活性。
�、� 在選擇功能模塊時(shí)要選用標準模塊，通用模塊，防止重復設計低水平的功能模塊，采用可靠的高水平模塊，以利于減少設計與開(kāi)發(fā)的周期。
�、� 加強柔性應用功能，改變產(chǎn)品的工作方式，讓硬件的組成軟件化，讓系統的構成智能化。
�、� 設計策略選擇要以微機系統作為整個(gè)設計的核心。
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇2
摘要:機電一體化的機械系統主要一般包括電力系統、機械系統、液壓系統、電子系統和光學(xué)技術(shù)等系統，是通過(guò)計算機技術(shù)的協(xié)調和控制，并由傳動(dòng)機構、執行機構和電動(dòng)機控制等多個(gè)電子系統完成相應的機械運動(dòng)，以此達到系統功能及任務(wù)完成的目標。本文通過(guò)相關(guān)的工作經(jīng)驗和資料研究，對機電一體化機械系統的設計和研究進(jìn)行了一定的論述。
關(guān)鍵詞:機電一體化;機械系統;工作經(jīng)驗;研究資料
機電一體化機械系統通過(guò)運用計算機技術(shù)，由計算機系統進(jìn)行協(xié)調及控制，從而完成運動(dòng)、能量流和機械力等各項動(dòng)力學(xué)相關(guān)的任務(wù)，同時(shí)其各個(gè)機電部件相互聯(lián)系、相互配合和相互協(xié)調，組成完整的系統結構�；谠撓到y結構的程序性和任務(wù)性，在機電一體化機械系統的設計與研究上應該站在“系統”的相關(guān)角度，以便進(jìn)行有效科學(xué)的安排設計。
1、機電一體化機械系統的設計要求
1．1保證較高的精確性
機電相關(guān)產(chǎn)品的精確程度直接關(guān)系著(zhù)系統整體的質(zhì)量和效益，機電一體化機械的技術(shù)性能、工藝水平及功能都要求選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，也就是說(shuō)，機電一體化產(chǎn)品的首要標準和要求便是高精確度。
1．2反應性能要強
機電系統具有良好的反應性能，即在系統接受某一指令后，能夠較短時(shí)間內對該指令進(jìn)行任務(wù)的執行，從而保證系統能夠更加精確地完成任務(wù)。另外根據系統的運行狀況，做好準確、及時(shí)獲得相應指令的控制，能夠增加任務(wù)完成和執行的準確性。
1．3具有較強的穩定性
在機電一體化機械設計中，為了保證更好的系統精確度和反應性能，往往會(huì )在無(wú)間隙、低摩擦、高剛度和高諧振頻率等方面對系統提出較高的要求。另一方面，還要求機電一體化機械系統有壽命長(cháng)、體積小、重量輕和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
2機電一體化機械系統的構成
機電一體化機械系統通常是由傳動(dòng)機構、導向機構和執行機構三部分構成。
2．1傳動(dòng)機構
機電一體化機械系統中的傳動(dòng)機構，不僅僅是轉速和轉矩的轉換器，耗時(shí)伺服系統中的重要組成部分，因此，在機電一體化機械系統設計要求中，傳動(dòng)機構首先要具有較高的精確度，同時(shí)必須滿(mǎn)足重量輕、噪音低、體積小、運轉速度高和可靠性高等方面的要求和特點(diǎn)，結合機電一體化機械系統中對伺服控制的要求和標準進(jìn)行傳動(dòng)機構的設計研究，以便更好地提升系統機械結構中的伺服性能。
2．2導向機構
導向機構在機電一體化機械系統中主要起到的是導向作用和支撐作用，一般包括導軌和軸承等。導向機構的正常作用的發(fā)揮可以有效保證機電一體化機械系統中的組成部分和各個(gè)裝置能夠安全、準確完成指定的任務(wù)運動(dòng)。
2．3執行機構
執行機構，是指在機電一體化機械系統中直接完成任務(wù)指令的操作裝置和部分，一般情況下，執行機構所具備的高靈敏度和精確度以及高重復性能和可靠性，可以保證其根據不同的任務(wù)指令和相關(guān)要求，在動(dòng)力源的推動(dòng)下完成預先設定的各種操作任務(wù)。在目前經(jīng)濟快速發(fā)展的社會(huì )，計算機的應用能通過(guò)其強大有效的功能，使傳統機電的動(dòng)力發(fā)動(dòng)機轉換成為可變速、動(dòng)力和執行的多功能發(fā)動(dòng)機，從而使得執行機構和傳動(dòng)機構得到進(jìn)一步的`簡(jiǎn)化。
3、機電一體化機械系統的設計思想
3．1動(dòng)態(tài)設計思想
在機電一體化機械系統的設計中，通過(guò)靜態(tài)設計的有效協(xié)助，為了更好的研究整個(gè)機械系統結構的頻率特點(diǎn)和性質(zhì)，完成各個(gè)系統環(huán)節數字模型的建立，推動(dòng)促進(jìn)機電一體化機械系統的傳遞函數，必須充分有效地通過(guò)自控方法進(jìn)行頻率特性的計算，這便是動(dòng)態(tài)設計。機械系統的頻率特性，在一定程度上不但能夠反映出整個(gè)系統在不同信號頻率下的相應反應，還決定了系統的工作最大頻率、抗干擾性和穩定性。
3．2靜態(tài)設計思想
靜態(tài)設計是指按照機電一體化各個(gè)機械系統的功能要求，通過(guò)相關(guān)的研究和經(jīng)驗初步、大體上制定出機械系統設計的步驟及方案。方案中主要涉及整個(gè)系統部件之間的控制、連接以及部件的種類(lèi)和對能源的需求等�；痉桨冈O計完成后，應以技術(shù)手段為基礎，設計出系統中各部件的運動(dòng)關(guān)系、參數及結構，確定部件及相應零件的材料、精確度和結構方式，并對執行元件發(fā)電功率、參數和過(guò)載能力進(jìn)行驗算，對其他相關(guān)的元件和部件進(jìn)行配置系統的選擇等等。
4、機電一體化機械系統的性能分析
想要使機電一體化機械系統良好的伺服性能得到保證，不但需要從機械系統的靜態(tài)特征方面得到更好的滿(mǎn)足，同時(shí)還要充分的運用理論研究和自動(dòng)化的控制方法對整個(gè)系統體系進(jìn)行動(dòng)態(tài)設計和分析。另外，機械系統的動(dòng)態(tài)設計應該以系統靜態(tài)的數字模型為基礎，根據自動(dòng)化控制的要求和方法研究分析系統的整個(gè)頻率特性，并通過(guò)調整相應的頻率，改善系統整體的伺服性能。
4．1數字模型的建立
機電一體化機械系統數字模型的建立和電氣系統的數字模型的建立在一定程度上基本相似，即都是通過(guò)折算將比較負責的結構裝置簡(jiǎn)單化，轉為等效的數學(xué)函數關(guān)系，并用數學(xué)中的線(xiàn)性微分方程表達式將其表達出來(lái)。機電一體化機械系統的數字模型分析通常情況下都是輸入與輸出的聯(lián)系。比如，把比較復雜的系統機械參數，彈性模量、阻尼和系統慣量等統一進(jìn)行處理，并對各個(gè)機械參數進(jìn)行數學(xué)方式的分析，從而得出它們對整個(gè)機械系統的影響。在數字模型的建立之前，需要先對機械系統中的不同物理量進(jìn)行折算，使它們直接轉化到某個(gè)元件上，從而把多變、復雜的多軸傳動(dòng)變?yōu)閱屋S傳動(dòng)，在此過(guò)程中，必須嚴格按照總機械系統性能不變的原則。這樣，以單軸為基礎的輸入量和輸出量的關(guān)系，就能夠建立相關(guān)的數學(xué)表達式，從中反應出機械的相應性能，從而應用并指導實(shí)際中的設計。
4．2性能參數的影響
機電一體化機械系統設計要求必須要工作可靠、精確度高、運行平穩等，既是靜態(tài)設計中的研究問(wèn)題，也是動(dòng)態(tài)設計對伺服機構的要求，這就應該通過(guò)對有關(guān)參數的調整，優(yōu)化整體系統的性能。
5、結語(yǔ)
通過(guò)以上論述，從機電一體化機械系統的性質(zhì)、概念等方面進(jìn)行相關(guān)分析，分別從機電一體化機械系統的設計要求、基本構成、設計思想和性能分析四個(gè)方面進(jìn)行了研究分析，機電一體化機械系統設計研究進(jìn)行了詳細的論述。
作者:朱翔宇 王玉樂(lè ) 單位:聊城大學(xué)機械與汽車(chē)工程學(xué)院 青島科技大學(xué)自動(dòng)化與電子工程學(xué)院
參考文獻:
�。�1］農明武．技校生參加"機電一體化"技能競賽的指導策略［J］．中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2016(01)．
�。�2］韓向可,吳耀春．應用型本科機電一化系統設計課程改革探索［J］．裝備制造技術(shù),2016(01)．
�。�3］董立立,趙益萍,梁林泉,朱煜,段廣洪．機械優(yōu)化設計理論方法研究綜述［J］．機床與液壓,2010(15)．
�。�4］許藝萍,張新民．現代設計理論方法在機械系統設計中的應用［J］．機械研究與應用,2010(05)．
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇3
1、園林設計中機電一體化機械實(shí)際應用中面臨的問(wèn)題
因為要對植被進(jìn)行處理，所以，園林設計機電一體化技術(shù)在實(shí)際應用中面臨的問(wèn)題，與農業(yè)生產(chǎn)類(lèi)似。因此，園林設計機電一體化機械在很大程度上與農業(yè)機械相似�，F在，園林設計機電一體化機械在實(shí)際應用中還存在許多缺陷，具體來(lái)說(shuō)，包括以下幾點(diǎn)。
1.1種類(lèi)比較少
現在市場(chǎng)上常見(jiàn)的有各種修剪機、灑水機等，這些比較單一，還有許多機電一體化機械并不常見(jiàn)，如移植機等。在許多發(fā)達國家，其園林設計機電一體化設備更加多樣化，在美國、歐洲等國家，其園林設計設備種類(lèi)就更多，用途也更廣泛。國內也有許多知名品牌的銷(xiāo)售代理，如綠友、東方園林等，在國內還有許多生產(chǎn)園林機械的著(zhù)名廠(chǎng)家，在淮安、揚州等地就有許多知名廠(chǎng)家。
1.2普及率低
與數十年前相比，園林設計中采用機電一體化機械的頻率雖然有所升高，但就目前來(lái)講，機械的使用率還是偏低，還不夠普及。與發(fā)達地區相比，我國大部分地方還在用半自動(dòng)化機械工作，距離全自動(dòng)機械工作還有一定距離。
1.3利用率較低
部分園林機電設備會(huì )投入使用，但機電設備的使用效率不高，其原因有二，一是存在人為操作的問(wèn)題，錯誤的操作規程對機電設備造成很?chē)乐氐钠茐�，導致維修費用升高，使成本不降反增；二是沒(méi)有將機電設備的利用效率最大化，導致資源浪費，增加了管理與維護的成本，阻礙了機電設備在園林設計方面的投入和使用。
1.4保管和維護不到位
機械是易損耗的，使用過(guò)程中難免會(huì )出現故障，但有些企業(yè)由于缺乏技術(shù)人員維修不到位，有的根本不進(jìn)行定期維修，故障的機器多數被棄置倉庫，卻利用人力完成作業(yè)，這成為園林設計中機電一體化的缺點(diǎn)。不懂得機械結構和原理，不熟悉機械的操作，不知道如何保養機械，導致機械使用壽命降低。對上述問(wèn)題，企業(yè)必須制定相關(guān)的操作規程，讓員工認真學(xué)習操作規范以及正確的使用方法。另外，在大規模使用園林機電一體化機械時(shí)引起的噪音、環(huán)境污染等問(wèn)題也有待解決。機電一體化的知識總量已擴大到遠非個(gè)人所能全部掌握，專(zhuān)業(yè)化是必不可少的。由于各類(lèi)科技學(xué)科發(fā)展及相互滲透，促使了機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在各行業(yè)、部門(mén)的飛速發(fā)展。其中機電一體化在園林設計中也得到了應用。
2、機電一體化在園林設計中的`應用
隨著(zhù)現代化技術(shù)的廣泛應用，機電一體化技術(shù)也逐漸滲透進(jìn)了園林設計。經(jīng)過(guò)兩千多年的發(fā)展，中國古典傳統園林所講究的意境已經(jīng)到了爐火純青的地步，雖然可能會(huì )有更好的園林出現，但是機電化已經(jīng)成了一個(gè)重要的發(fā)展趨勢，這是大勢所趨。園林設計中會(huì )融入更多的機電一體化等元素。沿著(zhù)這個(gè)思路走，創(chuàng )造園林的科技文明和傳統意境對園林現代化的普遍需求相結合，是成就上流園林的必要條件之一。
3、結語(yǔ)
目前，我國在建設現代園林現方面還處在較簡(jiǎn)單的基礎和較淺的層次上。在這種大勢所趨下，我們必須提高創(chuàng )造園林機電一體化的能力，認真借鑒成功經(jīng)驗，以適應社會(huì )對園林文化的需求。
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇4
摘要：隨著(zhù)社會(huì )科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了較好的發(fā)展，船舶中機電一體化的發(fā)展，是船舶行業(yè)在未來(lái)發(fā)展中的主要方向，同時(shí)也是船舶機械化、船舶電氣化和船舶智能化的整體發(fā)展趨勢。船舶的機電系統是船舶系統中最為復雜的一部分，在船舶的實(shí)際運行中主要是依靠機電系統進(jìn)行的，船舶機電一體化管理系統在船舶的整體系統中是非常重要的一部分。從船舶機電一體化管理系統設計研討入手，說(shuō)明機電一體化在船舶中的應用及機電一體化管理系統的設計，闡述了機電一體化在船舶行業(yè)的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞：船舶機電；一體化管理；系統設計
隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶行業(yè)的實(shí)際技術(shù)和整體發(fā)展水平不斷提升，逐漸將更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)實(shí)際應用在船舶系統中，支撐現代船舶行業(yè)在數量上、安全性上的發(fā)展，也使得船舶航運的實(shí)際利潤等得到有效提升。船舶機電一體化是指船舶上的諸多機械和部件、種類(lèi)多樣依托現代化科學(xué)技術(shù)的電子類(lèi)設備、船舶專(zhuān)用的計算機軟件、各類(lèi)計算機工程和計算機系統，將其在有機整合的基礎之上加入與各個(gè)系統匹配的控制終端，這樣每個(gè)船舶上的計算機工程和計算機系統就都可以形成一個(gè)獨立的個(gè)體，必要時(shí)也可形成一個(gè)整體。船舶行業(yè)技術(shù)在發(fā)展中采用的都是一體化的發(fā)展進(jìn)程，機電一體化在技術(shù)上帶來(lái)更多的便捷性，也有效減少實(shí)際建設中的成本。
1、機電一體化在船舶中的應用
船舶機電一體化充分顯示了船舶在自動(dòng)化設計中的思維發(fā)展和技術(shù)發(fā)展，從其整體的發(fā)展情況上來(lái)說(shuō)，現階段船舶的主要動(dòng)力包括主機、輔機、各類(lèi)電氣化的設備，也包含諸多控制部分[1]。船舶機電一體化涉及到的動(dòng)力裝置非常多，為其設計一套通用型的機電一體化管理系統可以應用在船舶的控制系統中，對船舶的機電一體化進(jìn)行整體運行狀態(tài)的檢測、遠程的維修和后臺控制。船舶的主機也是船舶的主要動(dòng)力專(zhuān)職系統，為船舶的實(shí)際運行提供必要的.動(dòng)力。實(shí)際的使用中根據所填燃料的不同、實(shí)際燃燒場(chǎng)地的變化、燃燒工具的多樣化等，分為蒸汽機、內燃機、電動(dòng)機和核動(dòng)力機等多個(gè)種類(lèi)。船舶系統中的輔機系統則主要是在相關(guān)動(dòng)力設施的牽引之下，對船舶中的多個(gè)機械性的設備進(jìn)行集中，主要包含船舶系統中專(zhuān)用的泵體、分油機、船舶制水設備、空氣壓縮機、船舶制冷系統、空氣調節、起貨機和各種各樣的軸承系統等。船舶中的電氣裝置主要包含船舶專(zhuān)用的電源、船舶在配電時(shí)使用的相關(guān)設備等，也指代了船舶上的所有電氣設備。從船舶的整體上來(lái)講，船舶機電一體化主要是由船舶機械、船舶硬件、船舶軟件系統這3個(gè)部分組成[2]。船舶的諸多機械類(lèi)的設備中，有關(guān)機電一體化的相關(guān)科學(xué)技術(shù)會(huì )應用到多個(gè)機械設備中。利用傳統技術(shù)，相關(guān)機械裝置是可以脫離其他單獨進(jìn)行工作的，相關(guān)的動(dòng)力系統更是向實(shí)際工作中使用到的力傳遞到船舶的軸承系統中，并由軸承系統傳送到船舶的螺旋槳系統中去，進(jìn)而完成船舶在實(shí)際運行中需要的力的輸出，這一系列的傳輸是需要相關(guān)工作人員在實(shí)際的動(dòng)力監控室中對這一過(guò)程進(jìn)行控制的，這樣的控制和傳送方式會(huì )浪費工作人員時(shí)間，所產(chǎn)生的實(shí)際效率也是極低的。將機電一體化系統引進(jìn)到船舶系統中可以有效避免這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，機電一體化這一現代化的科學(xué)技術(shù)，可以滿(mǎn)足對船舶中多個(gè)機械系統或者機械部件進(jìn)行同時(shí)控制的需求，也可以同時(shí)控制系統包含船舶的燃燒系統、機械控制系統、船舶專(zhuān)用報警系統、船舶專(zhuān)用消防系統、船室中的解析系統及船舶上的各種特種機械系統等，如圖1所示。
2、機電一體化管理系統設計
船舶的相關(guān)動(dòng)力系統、船舶的輔助機電系統及其他系統等，在組成上、結構上都要經(jīng)過(guò)精雕細琢。因此，在船舶使用的控制系統中，融入一個(gè)統一性的管理系統進(jìn)行管理和控制對船舶行業(yè)的發(fā)展有著(zhù)極大的促進(jìn)意義[3]。PLC控制技術(shù)可以將多個(gè)控制系統集中到一個(gè)可控制終端中去的現代化科學(xué)技術(shù)，利用船舶機電一體化的船舶管理系統在實(shí)際設計中要考慮諸多指標，首先考慮的是其在實(shí)際功能上的完整性，其次是機械部件的系統性�？刂平K端的界面主要有5個(gè)部分組成：船舶的主機控制板塊、船舶的輔機控制板塊、船舶的電力系統控制板塊、電壓時(shí)間監控板塊和相關(guān)軟件的實(shí)際使用板塊。分界面中主要包括對船舶上機械系統的監控情況，此控制板塊包含船舶運行異常的報警功能。除此之外，也包含了船舶整體電壓的實(shí)時(shí)監控板塊，相關(guān)操控人員可以根據船舶在實(shí)際運行中的狀況對船舶上的多個(gè)系統的電壓進(jìn)行區別控制，包含船舶每天的實(shí)際運行日志、日常的船舶相關(guān)數據等，也包含軟件的基本設置和整體的管理功能等。船舶機電一體化管理系統的實(shí)際設計與應用，為船舶在實(shí)際操作上提供了非常大的便捷，船舶的駕駛者和相關(guān)管理人員可以通過(guò)這一系統對船舶各方面的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、深入地了解，最大程度地節省了人力、物力及財力。
3、機電一體化在船舶行業(yè)的發(fā)展前景
船舶行業(yè)的機電一體化技術(shù)，很早就融入到船舶的設計和建設中。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)及現代化的通訊技術(shù)也大力加強，未來(lái)船舶行業(yè)的機電一體化技術(shù)在船舶各類(lèi)系統上的應用也越來(lái)越廣泛。按照現階段的發(fā)展情況來(lái)看，可能會(huì )向以下方向發(fā)展：1）智能化。隨著(zhù)現代化計算機技術(shù)在實(shí)用性上的不斷提升，各類(lèi)整體性能比較高的工作站會(huì )逐漸應用到各行各業(yè)中，傳感器系統在穩定性和集成性上的發(fā)展，為相關(guān)技術(shù)的實(shí)際測試提供了硬件方面的基礎。未來(lái)的智能化船舶機電一體化的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品，會(huì )最大程度地模仿人類(lèi)操作和處理方式，也會(huì )像人類(lèi)一樣有自行判斷相關(guān)處理方式和處理方法的能力，進(jìn)而在實(shí)際船舶運行中高效地代替部分簡(jiǎn)單的人工操作。2）系統化。船舶中的各個(gè)機械類(lèi)的系統組成了控制系統和控制終端，這樣的控制系統可以靈活地進(jìn)行組合，其中任何一個(gè)系統都是可以同時(shí)應用于多個(gè)船舶系統中的。船舶系統中復雜的幾班機械系統，可以由一個(gè)控制終端進(jìn)行聯(lián)合性的控制；船舶的故障診斷系統，使用了通信互聯(lián)網(wǎng)，可以讓每一個(gè)細小的故障在短時(shí)間內有效傳達到控制室中。3）綠色化。船舶是我國的重要交通工具之一，也是能源消耗的主要環(huán)節。在船舶的實(shí)際運行中，有效減少在燃油方面的消耗程度，高效地利用船舶上的電能，是船舶行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要方向。在這樣的發(fā)展方向中，船舶的傳統機械在實(shí)際運行方式上進(jìn)行了必要的改造，為船舶行業(yè)的未來(lái)發(fā)展提供全新的變革動(dòng)力，后續對相關(guān)重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行突破。船舶行業(yè)的未來(lái)發(fā)展會(huì )以現代化的工業(yè)機器人為主，并將是未來(lái)最終的發(fā)展目標之一。
4、結語(yǔ)
船舶機電一體化從整體上來(lái)講是一項綜合性強的現代化技術(shù)，其和實(shí)際的控制方式、系統性的工程、電子信息和現代化的機械工程之間都是有著(zhù)密切的關(guān)聯(lián)，船舶的工業(yè)技術(shù)也會(huì )隨著(zhù)機械化水平的提升而得到相應的發(fā)展。設計一套適合船舶行業(yè)未來(lái)發(fā)展的機電一體化管理系統，可為其在技術(shù)上進(jìn)行有效地支撐，并為船舶機電一體化的未來(lái)發(fā)展提供思路。
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇5
1、計算機仿真教學(xué)介紹
PROTEUS 與 Keil C51 軟件是兩個(gè)計算機仿真與編程軟件。兩者可以結合在一起，開(kāi)發(fā)基于仿真電路的控制系統。機電一體化技術(shù)這門(mén)課程是機電一體化專(zhuān)業(yè)的必修課程。課程除了正常的實(shí)驗環(huán)節之外，需要進(jìn)行機電一體化設計。以往的做法是布置課題后，由學(xué)生進(jìn)行機電結合設備的參數設計和CAD繪圖設計，并將設計內容熟練掌握。通過(guò)答辯驗證學(xué)生的課程設計結果。在建立仿真實(shí)驗室后，在課程設計的內容上，增加了利用仿真軟件進(jìn)行電機驅動(dòng)電路設計，并進(jìn)行仿真的環(huán)節。其做法是，教師布置并講解電機驅動(dòng)的相關(guān)電路，學(xué)生根據驅動(dòng)原理設計與機電一體化結構設計相配套的驅動(dòng)電路，然后進(jìn)行仿真。使用獨立式鍵盤(pán)控制步進(jìn)電動(dòng)機的電路設計。所設計的驅動(dòng)電路，采用PROTEUS 完成。按下S1、S2、S3 鍵盤(pán)，電機分別完成正轉、反轉和停轉控制。學(xué)生在設計前，必須復習步進(jìn)電機的驅動(dòng)原理。就是步進(jìn)電機是將單片機的電脈沖轉換成步距角進(jìn)行旋轉運動(dòng)的裝置。一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機轉一個(gè)步距角。而脈沖的頻率決定步進(jìn)電機的轉動(dòng)速度。步進(jìn)電機的驅動(dòng)脈沖是分時(shí)由脈沖分配器供給的。因此，學(xué)生要設計步進(jìn)電機的環(huán)形脈沖分配表。在此基礎上，學(xué)生需要動(dòng)手編制電路驅動(dòng)所用的驅動(dòng)程序。步進(jìn)電機脈沖驅動(dòng)電路的控制程序流程圖
2、機電一體化仿真設計過(guò)程
學(xué)生設計好教師要求的軟件和電路圖后，必須使用PROTEUS程序調用KEIL C51 程序進(jìn)行聯(lián)調。見(jiàn)圖4。KEIL C51 可以根據PROTEUS 程序的調試結果進(jìn)行修改，直到兩軟件將PROTEUS 所設計的硬件電路和KEIL C51 程序所代表的軟件程序完美地被結合到一起，并符合所要求的設計要求后，整個(gè)設計過(guò)程結束。學(xué)生要能夠完整地設計所要求的`電路，并根據電路特點(diǎn)進(jìn)行編程。所謂的電路特點(diǎn)的掌握，就是機電一體化設計中自動(dòng)控制理論所需達
到和掌握的知識。這些知識中，確定為核心與必須學(xué)生掌握的部分，包括步進(jìn)電機轉向原理的掌握、步距角與電機脈沖數的關(guān)系、步進(jìn)電機與直流伺服電機和交流伺服電機的控制特點(diǎn)上的區別與聯(lián)系、步進(jìn)電機環(huán)形脈沖分配的順序和特點(diǎn)、C 程序設計流程圖與編程語(yǔ)句中需要解決與注意的幾大問(wèn)題等等。
學(xué)生在設計完成后，要對自己的設計進(jìn)行創(chuàng )新性的變化設計。這些設計也要與之前的結構設計理念相匹配。這樣，通過(guò)增加機電一體化設計的仿真設計環(huán)節，使學(xué)生的機電結合的知識更加鞏固，同時(shí)對相關(guān)知識的理解也更趨向于立體化，也使課程設計的內容更為豐富。學(xué)生在進(jìn)行機電一體化設計時(shí)，不僅僅對機電設備結構與驅動(dòng)電機選型、機械零件參數校核，同時(shí)也動(dòng)手進(jìn)行控制環(huán)節的過(guò)程進(jìn)行設計并驗證設計的正確性。通過(guò)這樣增加的設計環(huán)節，使此課程設計的內容更加豐富。大大鍛煉了學(xué)生的機電結合的設計能力。增加這樣的仿真環(huán)節，對同樣有此課程的同行們，會(huì )有一定的啟示作用。
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇6
當今時(shí)代是個(gè)科技高速發(fā)展的時(shí)代 ，各種新的技術(shù)和新的理論不斷出現。在農業(yè)領(lǐng)域 ，現代溫室種植模式得到廣泛的重視 ，對傳統的農業(yè)生產(chǎn)模式帶來(lái)了較大沖擊 ，給農業(yè)機械開(kāi)發(fā)和研究提出了許多新的挑戰 ，隨著(zhù)新的農業(yè)機械的不斷出現又促進(jìn)了農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
隨著(zhù)中國人口越來(lái)越多 ，民以食為天 ，不僅吃飽 ，吃的更好 ，隨著(zhù)人們生活水平的不斷提高 ，人們更注重合理膳食 ，而水果在人們的日常生活中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色 ，因為它不僅富含豐富的營(yíng)養而且有助于消化 ，同時(shí)還有降血壓 ，減緩衰老 ，減肥瘦身 ，皮膚保養 ，明目抗癌等功效。水果的需求量越來(lái)越大 ，然而采摘水果卻成了困擾果農們的難題 ，需大量人力物力。為了解決摘果難題、高效采果 ，同時(shí)不損傷果皮 ，降低勞動(dòng)成本 ，促成水果大眾化 ，我們設計了將廣泛應用在溫室農業(yè)作物收獲的溫室采摘機械。
1、溫室采摘車(chē)的基本機構的組成
1.1 溫室采摘車(chē)的設計理念
根據總體設計中的設計方案 ，并且組織樣機生產(chǎn)加工、標準件、電氣元件以及其他設備的選型 ，設計出一種小型移動(dòng)式可自動(dòng)連續升降的溫室農作物果實(shí)采摘車(chē) ，該采摘車(chē)設計的主要要求如下。
1.2 采摘車(chē)的基本組成
根據采摘車(chē)的功能、設計參數和采摘車(chē)應實(shí)行的運動(dòng)要求，采摘車(chē)需要具備相應功能的實(shí)現結構，其主要組成 ：原動(dòng)部分、傳動(dòng)部分、工作部分、液壓系統和控制系統.通過(guò)各個(gè)部分的互相協(xié)調 ，保證采摘車(chē)的正常運行和其功能的實(shí)現。使其能在一定范圍內保持良好的穩定性 ，并能精確的隨著(zhù)需要上下前后移動(dòng)。
2、溫室采摘車(chē)各部件的設計及篩選
2.1 原動(dòng)部分和傳動(dòng)部分設計
由于溫室采摘車(chē)主要工作于溫室大棚內 ，自身有一定的重量 ，且設計任務(wù)要求溫室采摘車(chē)有一定的行駛速度 ，選擇電動(dòng)機為原動(dòng)機來(lái)驅動(dòng)溫室采摘車(chē)在地面上的行駛。在電動(dòng)機的選取方面 ，對兩種電動(dòng)機的選取進(jìn)行了比較 ，其中電子式的無(wú)極調速器比機械式的精度更高 ，普遍適用于日常的電瓶車(chē)等較廣范圍 ，而機械式的調速器操作不夠靈活 ，在一定程度上影響了實(shí)際的功能 ，故選用電子式無(wú)極調速器 [3]。另外 ，對于傳動(dòng)部分的設計 ，由于工作空間大小已經(jīng)限定 ，要求采摘車(chē)整體緊湊 ，使用方便可靠 ，成本低廉 ，且可用在低速重載有沖擊振動(dòng)的工作條件下 ，因此 ，行走傳動(dòng)機構選用鏈傳動(dòng)。采用履帶結構 ，使采摘車(chē)在各種情況下的大棚內部如履平地 ，可以平穩的行走。
2.2 工作部分設計
采摘車(chē)工作部分分為底盤(pán)、行走系統、舉升系統、工作平臺.其中底盤(pán)和工作平臺結構較簡(jiǎn)單 ，下面主要介紹舉升系統和行走系統的設計內容。
3、液壓系統
采摘車(chē)工作臺的升降采用液壓傳動(dòng) ，由于液壓包和液壓缸各具獨立的結構 ，可以根據需要組合成各種不同的甚至是分離式的結構方式。與同規格常規液壓站相比 ，液壓動(dòng)力包具有結構緊湊 ，體積小 ，重量輕 ，操作簡(jiǎn)單 ，維護保養方便的特點(diǎn) ，現已廣泛用于我國的工程機械、汽車(chē)、農機、機床等各個(gè)行業(yè)。由此 ，我們選擇液壓動(dòng)力包作為溫室采摘車(chē)的驅動(dòng)裝置 ，液壓缸為執行元件。
4、控制部分
控制部分主要借鑒于遙控玩具汽車(chē)的遙控裝置 ，控制采摘車(chē)的'前進(jìn)后退左右移動(dòng)以及升降平臺的升降移動(dòng)。無(wú)線(xiàn)遙控距離可達 200m，并且采摘車(chē)縱向正反向行駛可在 0m/min ～ 30m/min 的速度范圍內無(wú)級調速 ，保持一定的精確性。
遙控系統的控制主要分為兩部分 ，一部分為行走系統的控制 ，另一部分為舉升系統的控制。出于方便方面考慮 ，將兩部分的系統分開(kāi)控制 ，當其行走系統工作時(shí) ，同樣可以操控其舉升系統 ，方便行走時(shí)通過(guò)一些障礙物 ，另外也可以單獨操作其中一個(gè)系統 ，方便其準確采摘。在設計電路時(shí) ，通過(guò)繼電器和熔斷器對其電動(dòng)機進(jìn)行保護 ，防止電動(dòng)機的燒壞 ，保護電路的安全。
5、結論
基于目前的狀況，國內對機械化農業(yè)并未給與相當的重視，或者說(shuō)基本國情的限制 ，很難大規模機械化 ，通過(guò)研究設計高效、廉價(jià)、操作靈活 ，性能可靠 ，結構簡(jiǎn)便的機器 ，同時(shí)免除高空摘果的危險性 ，有良好的市場(chǎng)前景和應用價(jià)值。
設計的溫室采摘車(chē)結合了機械設計 ，電氣 ，液壓 ，自動(dòng)控制理論等多門(mén)學(xué)科的知識 ，能夠實(shí)現其自由的前后左右運動(dòng)、升降等動(dòng)作 ，基本上達到了預期的設計目標。其中 ，該設計的主要研究成果有 ：1)利用蓄電池供電 ，液壓系統提供動(dòng)力 ，機械構造采摘車(chē)的主體 ，有效的將機電液統一起來(lái) ，使其功能更加完善 ;2)該設計巧妙的采用了連桿機構使得液壓升降臺能夠穩定的完成升降動(dòng)作 ;3)在設計中運用了生活中的遙控玩具汽車(chē)的遙控裝置 ，讓采摘車(chē)的控制方便快捷了很多 ;4)充分體現了結構簡(jiǎn)單 ，活動(dòng)靈活 ，操作方便的特點(diǎn)。
最后 ，將其經(jīng)過(guò)完善并通過(guò)生產(chǎn)制造成產(chǎn)品投入市場(chǎng) ，將會(huì )具有很高的實(shí)用價(jià)值。
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇7
摘要：近年來(lái)，我國在科學(xué)技術(shù)方面取得了巨大成就，這也使汽車(chē)檢測設備的先進(jìn)性不斷提高，檢測設備的結構日益精密。不過(guò)，我國相比于國外其他發(fā)達國家來(lái)說(shuō)，在汽車(chē)檢測設備的研發(fā)水平上仍舊存在較大差距，許多汽車(chē)檢測設備都是引進(jìn)的，而且我國研發(fā)的檢測設備在檢測原理上差別不大，再加上我國在檢測設備研發(fā)、使用、送檢等方面的標準尚未完善，進(jìn)而造成我國汽車(chē)檢測行業(yè)出現諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴重影響了汽車(chē)檢測設備機電一體化設計目標的實(shí)現。為此，本文便對汽車(chē)檢測設備機電一體化的優(yōu)化設計進(jìn)行深入探討，以探尋我國在汽車(chē)檢測設備中實(shí)現機電一體化設計目標的出路。
關(guān)鍵詞：檢測設備；機電一體化；優(yōu)化設備
自21世紀以來(lái)，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使我國汽車(chē)檢測行業(yè)呈現出生機勃勃的發(fā)展局面，汽車(chē)檢修企業(yè)從以往的幾十家發(fā)展至現今的兩千多家，汽車(chē)檢修設備也從以往的幾十種發(fā)展到幾百種，汽車(chē)檢修設備的種類(lèi)及規格更是多種多樣，這在很大程度上促進(jìn)了汽車(chē)檢測行業(yè)的發(fā)展。汽車(chē)檢測設備主要是對汽車(chē)的安全性、動(dòng)力性及經(jīng)濟性等參數進(jìn)行檢測，進(jìn)而正確評測出汽車(chē)的質(zhì)量及性能。因此，汽車(chē)檢測設備的設計水平高低，將直接影響到汽車(chē)的檢測結果是否準確，更關(guān)系到汽車(chē)的質(zhì)量與安全。為此，必須要對汽車(chē)檢測設備進(jìn)行機電一體化優(yōu)化設計，以此彌補傳統檢測設備在檢測過(guò)程中存在的不足。
一、汽車(chē)檢測設備實(shí)施機電一體化的優(yōu)化設計意義
實(shí)施機電一體化設計有助于提高檢測設備的設計水平就目前來(lái)看，在汽車(chē)行駛時(shí)所使用的檢測設備主要是對發(fā)動(dòng)機性能以及故障進(jìn)行檢測，而這些檢測設備只能對汽車(chē)在低速行駛狀態(tài)下的相關(guān)參數進(jìn)行檢測。例如，一般情況下，在對汽車(chē)性能進(jìn)行檢測時(shí)，主要是通過(guò)機械式側滑試驗臺或指針式側滑試驗臺來(lái)完成的，而這需要汽車(chē)的行駛速度保持在4公里每小時(shí)以?xún)葧r(shí)，其檢測結果才較為準確，如果汽車(chē)的行駛速度超過(guò)該值，則勢必會(huì )造成無(wú)法檢測。此外，汽車(chē)制動(dòng)試驗臺主要是對汽車(chē)中的車(chē)輪動(dòng)力變化進(jìn)行檢測，但由于其受到測力彈簧的影響，致使車(chē)輛必須在0.15公里每小時(shí)以?xún)鹊男旭偹俣认虏拍芡瓿蓹z測，但車(chē)輛自身是不具備制動(dòng)功能的，這也使車(chē)輛很難達到檢測設備的檢測要求。由此可見(jiàn)，我國現階段所使用的檢測設備已經(jīng)難以滿(mǎn)足汽車(chē)的檢測要求。而實(shí)施機電一體化設計，則更有助于幫助設計人員了解檢測設備中存在的不足，并通過(guò)機電一體化來(lái)對其進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，進(jìn)而使檢測設備的設計水平得到了顯著(zhù)提高。
二、實(shí)施機電一體化設計能夠開(kāi)創(chuàng )出獨屬于我國特色的檢測設備品牌
在汽車(chē)檢測行業(yè)中所使用的檢測設備主要分為國產(chǎn)與進(jìn)口的，由于我國引進(jìn)了大量的汽車(chē)檢測設備，而這些檢測設備都是由不同的國家所生產(chǎn)的，這也使這些檢測設備在執行標準、檢測條件、檢測流程等方面存在很大差異，而我國所生產(chǎn)的檢測設備，則和國外進(jìn)口的檢測設備，在檢測原理上并不存在較大區別，進(jìn)而使我國難以形成獨屬于我國特色的檢測設備品牌，而實(shí)施機電一體化設計，則能夠有效改善檢測設備質(zhì)量，使檢測設備更加適用于汽車(chē)檢測工作，同時(shí)也能形成符合我國特色的檢測設備，使這些檢測設備品牌能夠真正走出國門(mén)、面向世界。
三、汽車(chē)檢測設備機電一體化的.優(yōu)化設計
�。ㄒ唬┢�(chē)檢測設備機電一體化設計中傳感器的選擇
在汽車(chē)檢測設備使用中，機械傳動(dòng)會(huì )對檢測設備的靈敏度與精確度產(chǎn)生較大影響，因此在對檢測設備進(jìn)行機電一體化設計時(shí)，必須要盡量減少機械傳動(dòng)環(huán)節，以此提高檢測設備的檢測效率，提高檢測結果的準確性。應在原有檢測設備的結構上對其進(jìn)行優(yōu)化設計，而傳感器作為一種能夠對信息進(jìn)行快速采集的元件，其在機電一體化設計中有著(zhù)十分重要的應用。應通過(guò)機械裝置與電子計算機相結合的設計方式來(lái)達到機電一體化設計目的，因此，在對傳感器進(jìn)行選擇時(shí)，應保證傳感器具備較高的靈敏度和精度，這樣才能使檢測設備滿(mǎn)足汽車(chē)在行駛過(guò)程中的檢測要求。
�。ǘ┢�(chē)制動(dòng)檢測儀的機電一體化優(yōu)化設計
汽車(chē)制動(dòng)裝置的安全性直接影響到其安全性，如果制動(dòng)裝置發(fā)生故障，勢必會(huì )引發(fā)非常嚴重的交通事故。而對汽車(chē)的制動(dòng)性進(jìn)行檢測時(shí)，主要是采用制動(dòng)檢測儀來(lái)完成，但以往的制動(dòng)檢測儀受到傳力杠桿及測力彈簧的影響，使其在檢測過(guò)程中需要耗費較長(cháng)的時(shí)間，而且檢測結果也往往不夠精確，對汽車(chē)制動(dòng)的檢測主要是對其不同車(chē)輪中的制動(dòng)力變化進(jìn)行檢測，因此在對其進(jìn)行機電一體化優(yōu)化設計時(shí)，可通過(guò)電子計算機的利用來(lái)對傳感器信號進(jìn)行檢測，充分借助于電子計算機強大的信息處理與分析能力，來(lái)提高制動(dòng)檢測儀的檢測速度，并確保檢測結果的準確性。
�。ㄈ┢�(chē)側滑檢測儀的機電一體化優(yōu)化設計
汽車(chē)轉向系統也是汽車(chē)內部結構中的重要組成部分，通常采用側滑檢測儀來(lái)對轉向系統中車(chē)輪的側滑量進(jìn)行檢測，但由于以往的側滑檢測儀是利用齒輪齒條進(jìn)行傳動(dòng)檢測的，因此其檢測速度往往較慢。在對側滑檢測儀進(jìn)行機電一體化優(yōu)化設計時(shí)，應將以往結構中的連桿傳動(dòng)裝置及齒輪齒條等傳動(dòng)構件進(jìn)行拆除，同時(shí)為了使側滑檢測儀的檢測速度更快，可通過(guò)高精度、高靈敏度傳感器的使用來(lái)代替結構中的自整角發(fā)動(dòng)機，進(jìn)而在保障傳感器信號穩定的同時(shí)，通過(guò)電子計算機的使用來(lái)對傳感器中的信號進(jìn)行處理，從而達到良好的檢測效果。
結語(yǔ)
總而言之，面對當前汽車(chē)檢測設備所存在的諸多問(wèn)題，必須要對現有汽車(chē)檢測設備進(jìn)行必要的機電一體化優(yōu)化設計，以此提高我國檢測設備質(zhì)量，提高檢測水平，這樣才能逐步發(fā)展出獨屬于我國特色的檢測設備品牌，保護我國汽車(chē)工業(yè)，使我國的汽車(chē)檢測設備能夠真正的走出國門(mén)、面向世界。
參考文獻：
[1]馬銀林.汽車(chē)檢測設備的機電一體化設計分析[J].智能城市，2017，3（01）：105.
[2]劉鄒.淺析傳感器與檢測技術(shù)在機電一體化系統中的應用[J].中國新通信，2018，20（01）：205.
機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文 篇8
摘要：微生產(chǎn)線(xiàn)相對于大型的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)有著(zhù)諸多的優(yōu)點(diǎn)，如體積小、成本較低、生產(chǎn)效率高、易操作、易檢修、技術(shù)定向等。本文通過(guò)實(shí)例，對基于光機電一體化技術(shù)的微生產(chǎn)線(xiàn)設計進(jìn)行分析闡述。
關(guān)鍵詞：光機電一體化;PLC;設計
一、微生產(chǎn)線(xiàn)的基本結構設計
自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)最初是在機械制造業(yè)中實(shí)現的，其中最早出現的是機床自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。隨著(zhù)工業(yè)的不斷發(fā)展和用戶(hù)的不同需求，微生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)展近幾年來(lái)也嶄露頭角。它相對于大型的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)有著(zhù)諸多的優(yōu)點(diǎn)，如體積小、成本較低、生產(chǎn)效率高、易操作、易檢修、技術(shù)定向等等。筆者以設計一條基于光機電一體化技術(shù)的微生產(chǎn)線(xiàn)為主要內容，綜合闡述了整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)各個(gè)獨立單元的設計內容和設計方法。這條微生產(chǎn)線(xiàn)系統以工業(yè)生產(chǎn)和工程應用為背景，有較高的集成度和開(kāi)放性，各個(gè)單元可拆分獨立使用，也可綜合整體使用。它可以對工件進(jìn)行送料檢測、加工、搬運、裝配及分類(lèi)存儲。系統中應用多種傳感器實(shí)現對工件材料的檢測識別，然后通過(guò)模擬打孔裝置對工件進(jìn)行加工，再由搬運單元搬至裝配單元，再將裝配好的工件搬運至存儲單元，最終由機械手對到位的工件完成分類(lèi)存儲。
二、微生產(chǎn)線(xiàn)中基本單元的設計
1.供料單元的設計
它是整個(gè)系統的第一個(gè)單元，也是整個(gè)工作中最基礎的模塊。供料過(guò)程中，供料氣缸從料倉中推出工件，推料氣缸推出工件。供料單元有三種傳感器，可檢測區分材質(zhì)、顏色，供后面單元分類(lèi)操作。送料檢測單元主要完成對工件的檢測任務(wù)，它的主要組成及用途如下。
�。�1）料倉裝置：用于存儲要加工的工料。
�。�2）送料氣缸：把工料送至顏色檢測位置。
�。�3）推料氣缸：把檢測完畢的工料送至加工轉盤(pán)。
�。�4）電磁閥及氣動(dòng)元件：用于控制氣缸伸縮。
�。�5）光電傳感器：用于檢測輸送臺上工件。使用傳感器上面的旋鈕調節需要的檢測距離，檢測范圍為1～9cm。
�。�6）光纖傳感器：一對對射式光纖傳感器為料倉傳感器，感應料倉中是否有工件。
�。�7）電感式傳感：用于檢測金屬，檢測的距離一般是有要求的，設計時(shí)規定5mm。
2.加工檢測單元的設計
首先由傳感器來(lái)檢測待加工工件是否到達旋轉圓盤(pán)上。若已經(jīng)到達，那么旋轉圓盤(pán)則執行接下來(lái)的動(dòng)作，通過(guò)90°的旋轉把待加工的工件送到工件要進(jìn)行加工的正確位置上。鉆孔裝置對工件進(jìn)行打孔加工，接下來(lái)旋轉圓盤(pán)再旋轉90°進(jìn)行接下來(lái)的動(dòng)作。這一動(dòng)作的執行是利用氣缸來(lái)檢測已加工工件的深度，如果氣缸已經(jīng)推到底那么就說(shuō)明加工工件的孔是符合要求的，不然的話(huà)不符合要求。加工檢測單元由四工位轉盤(pán)、模擬鉆孔加工裝置、深度檢測裝置、傳感器、電磁閥及氣動(dòng)元件、三相380V交流電動(dòng)機、并勵直流電動(dòng)機、渦輪蝸桿減速機、電磁離合器等組成，主要完成對工件內徑的鉆孔加工。
3.裝配單元的設計
將搬運單元傳送來(lái)的工件進(jìn)行裝配成形后，搬運到分類(lèi)存儲單元。當放料口有工件，拖料氣缸開(kāi)始執行動(dòng)作，把鉆完孔的工件移動(dòng)到對應的位置，該位置的頂料氣缸就會(huì )縮回，這樣就實(shí)現了裝配任務(wù)，此時(shí)裝配完成的工件被拖料氣缸推出，已進(jìn)行下一步的執行動(dòng)作：搬運單元來(lái)搬運。裝配單元主要由配件料筒、裝配臺、抵料氣缸、拖料氣缸、光纖傳感器、電磁閥及氣動(dòng)元件等組成，主要完成將搬運單元傳送來(lái)的工件進(jìn)行裝配成形。
4.搬運單元的設計
上一單元的合格工件到位，伸縮氣缸、提升氣缸、旋轉氣缸相互配合，測工件到位后，由傳送機構傳送到位。
5.分類(lèi)存儲單元的設計
把不同的工件經(jīng)過(guò)檢測，分類(lèi)放置，可檢測材質(zhì)顏色等。該單元可以按行進(jìn)行分類(lèi)存儲，也可以按列進(jìn)行分類(lèi)存儲，用戶(hù)可以根據生產(chǎn)需要進(jìn)行設定；從下到上或者從左至右是工件的入庫順序。
三、微生產(chǎn)線(xiàn)的機械設計
1.氣缸的選型
在設計過(guò)程中，需要根據不同的工作原理及不同的應用范圍來(lái)選擇合適的氣缸。系統中使用氣缸的機構及相應的氣缸選型如下。
�。�1）送料檢測單元共使用了2個(gè)單作用類(lèi)型的氣缸：一個(gè)是用于將料倉中的待測工件推至檢測位置的圓柱形氣缸，另一個(gè)是用于將檢測完畢的工件從檢測位置推至加工轉盤(pán)的圓柱形氣缸。
�。�2）加工檢測單元共使用了3個(gè)單作用類(lèi)型的氣缸：一個(gè)是用于固定加工轉盤(pán)上待加工工件的圓柱形氣缸，另一個(gè)是用于提升鉆孔電動(dòng)機的圓柱形氣缸，再一個(gè)是用于檢測加工工件深度（檢測加工元件是否為合格品）的圓柱形氣缸。
�。�3）搬運單元。共使用了三種類(lèi)型的四個(gè)氣缸：一是用于機械手升降的單作用圓柱形氣缸，一是用于機械手伸縮的單作用圓柱形氣缸，一是用于抓夾工件的氣手指，一是用于使機械手旋轉至抓夾位置的雙作用氣缸。
�。�4）裝配單元共使用了2個(gè)單作用類(lèi)型的氣缸：一個(gè)是用于拖動(dòng)裝配臺至裝配位置的圓柱形氣缸，另一個(gè)是用于抵住配件料筒中工件的圓柱形氣缸。
�。�5）分類(lèi)存儲單元共使用了2個(gè)類(lèi)型的氣缸：一是用于機械手伸縮的單作用圓柱形氣缸，另一個(gè)是用于抓住工件的氣動(dòng)手指。
2.電磁閥的選型
在微生產(chǎn)線(xiàn)的設計中，氣動(dòng)電磁閥是控制氣缸的樞紐部件，在進(jìn)行氣動(dòng)電磁閥的選型時(shí)，需要根據選用的氣缸的種類(lèi)進(jìn)行電磁閥的選擇。系統中大部分選用了的單作用氣缸（機械臂也為單作用氣缸），統一采用型號為4V110-06-DC24-2.5W的氣動(dòng)電磁閥。它是一個(gè)二位五通單電控電磁閥，可以良好的配合該系統使用的氣缸的工作。此外，在搬運單元中，用于控制機械手旋轉的雙作用擺缸，采用型號為4V120-06-DC24-2.5W的氣動(dòng)電磁閥。
3.機械傳動(dòng)的設計
由于每一種機械傳送方式都有各自的特點(diǎn)，需要根據不同的要求選擇不同的'機械傳動(dòng)方式，在加工轉盤(pán)的旋轉過(guò)程中，使用了渦輪蝸桿對旋轉位置進(jìn)行精確定位，在分類(lèi)存儲單元機械手的伸縮、提升使用了滾珠絲杠進(jìn)行平穩放置工件，搬運單元使用了帶傳送進(jìn)行工件的水平傳送。
四、PLC控制系統的設計
在微生產(chǎn)線(xiàn)系統中，根據系統中多單元協(xié)同工作，要求PLC之間實(shí)現網(wǎng)絡(luò )通訊，多傳感器、氣動(dòng)元件動(dòng)作，要求具有數字量、模擬量擴展功能；能夠控制步進(jìn)、變頻、伺服電動(dòng)機的工作，要求PLC具有較強的運動(dòng)控制的功能；根據國內的電壓等級為220V/380V，要求電源可以在該范圍工作；由于系統需要拆裝和移動(dòng)，要求PLC具有較強的抗震能力。參考市售PLC產(chǎn)品的價(jià)格，最終選定西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC。
五、人機界面的設計
人機界面又叫HMI，是用戶(hù)對自動(dòng)化控制系統的一種檢測、控制手段。本條微生產(chǎn)線(xiàn)采用了MT4404T系列的觸摸屏，進(jìn)行系統的操作和基本狀態(tài)的監控。該觸摸屏具有方便的接口、簡(jiǎn)捷的開(kāi)發(fā)系統、良好的用戶(hù)體驗等特性，適合用戶(hù)的基本需求。
六、設計方案的預期和不足
本文的設計方案實(shí)現了以S7-200PLC作為控制器的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)系統，研究成果可以投入到市場(chǎng)，其設計方法、生產(chǎn)任務(wù)具有一定的借鑒意義。此外，由于光機電一體化微生產(chǎn)線(xiàn)是一個(gè)相對比較復雜的系統，設計方案中難免會(huì )出現不足，比如基本單元過(guò)少，控制系統是否可靠等問(wèn)題，本方案還需要進(jìn)一步改進(jìn)。
【機電一體化產(chǎn)品的設計過(guò)程論文】相關(guān)文章：
機電一體化論文范文11-05
機電一體化心得12-04
機電一體化專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)歷12-11
機電一體化實(shí)習報告08-21
機電一體化實(shí)習報告05-17
機電一體化學(xué)習總結12-09
機電一體化見(jiàn)習報告08-05
機電一體化實(shí)習報告07-16
- 相關(guān)推薦