1、 毕 业 论 文（设 计） 机电一体化在工程机械中的应用机电一体化在工程机械中的应用 前言机电一体化又称机械电子学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技 术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术 相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从上世纪 70 年代中期开 始在国外工程机械上得到应用。 80 年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起, 推动了工程机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传 感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在工程机械上的应用,从根本上改变 了工程机械的面貌,极大促进了产品性能的提高,使工程机械进入了一个全新的
2、发展阶段。 以微机或微处理器为核心的电子控制系统目前在国外工程机械上的应 用已相当普及,并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。工程机械的机电一 体化和智能化将是今后的发展方向。 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集 成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化“ 技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)机电一体化“的发展历程 1.数控机床的问世,写下了“机电一体化“历史的第一页; 2.微电子技术为“机电一体化带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、“电力电子“等的发展为“机电一体化“提供了
3、坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化“跃上新台阶. (二)机电一体化“发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系 统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能 有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机 电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够 的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分 配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统 服务，同时具有本身
4、的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特 点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是 可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统 的故障而影响整个系统。 3.全息系统化智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智 能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术) 的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复 杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化仿生物系统化。 今后的机电一体化装置对信息的依赖性很 大， 并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定， 但在动态(工作)时却是稳定的。 这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当 控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物 体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体， 但如何使这些新型机体具有活 的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物软件”或“生物 系统”， 而生物的特点是硬件(肌体)
