1、机电一体化应用及发展趋势 1 毕业设计毕业设计( (论文论文) ) 课课 题题 名名 称：称： 机电一体化应用及发展趋势机电一体化应用及发展趋势 专专 业：业： 机电一体化机电一体化 班班 级：级： 1010 机电机电 姓姓 名：名： XXXXXX 指指 导导 老老 师：师： XXXXXX 完完 成成 日日 期期: : XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 机电一体化应用及发展趋势 2 机电一体化应用及发展趋势机电一体化应用及发展趋势 1、机电一体化技术发展历程 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
2、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。“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪 60 年代末作商业注册时最先创用的。当时及 70 年代，人们一直把 机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将“机电一体化技 术”与“机械电子学”并用，近年来“机电一体化”更流行使用。 80 年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级 的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工 业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行 器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和 保险气袋等方面获得广泛应用。 关于“机电一体化”这个名词
3、的起源，说法很多。早在 1971 年，日本“机械设计”杂志副刊就提出了“Electronics”这 一名词，从图 47.6-1 可见它是融合机械技术、电子技术、信息技 术等多种技术为一体的新兴的技术。采用机电一体化技术设计和制 造出的产品，称之为机电一体化产品。 从系统科学的观点来看，机电一体化产品又可称之为机电一体化系 统，它是集机械元件和电子元件于一体的复合系统。 机电一体化应用及发展趋势 3 信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和 其他消费品也用上了数据库驱动系统。这样，对机电一体化的系统 设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施 日显重要。此外，光学也
4、进入了机电一体化，产生了“光机电一体 化”的新领域。 进入 90 年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系 统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网 络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用，有的在性 能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导 体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的 结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支 “微机电一体化”。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成 控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发 展而日益发展，稳步进入了 21 世纪 1.1 光机电一体化。 一般的机
5、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. 二、机电一体化的发展进程 机电一体化应用及发展趋势 4 1.2 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
6、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。 1.3 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。 1.4“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
