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機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在實(shí)踐中的應(yīng)用
機(jī)電一體化設(shè)計(jì)在實(shí)踐中的應(yīng)用,隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)電一體化這一專業(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(jī)電一體化應(yīng)用的論文，歡迎大家閱讀哦!
【摘 要】機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)是一個(gè)自上而下的過(guò)程，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)的合理集成，就必須保證系統(tǒng)功能和性能指標(biāo)在子系統(tǒng)中是合理分配的。本文以機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展為背景，對(duì)其在實(shí)踐中的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，首先分析了機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，最后給出了實(shí)際的設(shè)計(jì)方法，以期給相關(guān)人員參考。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;產(chǎn)品;設(shè)計(jì)方法
引言
機(jī)電一體化的概念起始于上世紀(jì)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(duì)于機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)有了更高的要求，要求柔性設(shè)計(jì)，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(jī)電一體化的發(fā)展提供了技術(shù)支出，各種技術(shù)交叉運(yùn)用于機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、信息處理、伺服和接口技術(shù)等等。
1 機(jī)電一體化產(chǎn)品特點(diǎn)
分析機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：
(1)機(jī)械系統(tǒng)。在機(jī)電一體化中，機(jī)械系統(tǒng)的組成包括：機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)以及聯(lián)接等。它是產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的要求;其結(jié)構(gòu)、材料以及工藝加工等都必須滿足產(chǎn)品高效、可靠、節(jié)能等的要求。
(2)動(dòng)力系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是提供能量和功能給機(jī)電一體化產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，從而完成主功能。動(dòng)力系統(tǒng)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(cè)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，傳感器的主要作用是將外部或自身的參數(shù)轉(zhuǎn)換為能夠進(jìn)行測(cè)定的物理量，通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物理量的測(cè)定，從而提供各類信息給機(jī)電一體化產(chǎn)品。通常情況下，傳感器和檢測(cè)系統(tǒng)的主要功能是由測(cè)量?jī)x器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，要求其具有體積小、安裝方便、具有較高檢測(cè)精度等特點(diǎn)。
(4)信息處理及控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于接收傳感和檢測(cè)系統(tǒng)所反饋的信息;同時(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行處理、運(yùn)算以及決策等，最終實(shí)現(xiàn)控制功能。信息處理和控制系統(tǒng)的組成主要包括：計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)硬件以及接口等。
(5)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在控制信息的作用下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以完成相應(yīng)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)主功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)部件通常采用的是機(jī)械、電液以及氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品餓目的功能中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是最直接的執(zhí)行者，它是最為重要的組成部分。
2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)概述
從現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的角度入手分析機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，所謂“設(shè)計(jì)”，它是指一個(gè)信息系統(tǒng)，將需求設(shè)計(jì)為輸入，設(shè)計(jì)結(jié)果則為輸出;在工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)原理，內(nèi)存能夠創(chuàng)造性的將人們的需求轉(zhuǎn)為具有相應(yīng)功能的具體產(chǎn)品;并且，還提出了具體的實(shí)現(xiàn)方案。從系統(tǒng)工程的角度來(lái)看，設(shè)計(jì)屬于一個(gè)三位系統(tǒng)，由：時(shí)間、邏輯以及方法組成，圖1給出了三維系統(tǒng)圖示。其中，時(shí)間維描述的是設(shè)計(jì)目標(biāo)流程，它是按照時(shí)間進(jìn)行排列的;邏輯維是指相應(yīng)的邏輯步驟，它主用于解決問(wèn)題;在設(shè)計(jì)工作流程中，邏輯維需要在每一個(gè)階段之內(nèi)完成工作內(nèi)容以及思維程序;最后是方法維，它主要是指在設(shè)計(jì)過(guò)程中，思維方法、工作方法及其相關(guān)的領(lǐng)域知識(shí)。
3 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法
3.1 設(shè)計(jì)可行性研究
在機(jī)電一體化產(chǎn)品的可行性研究中，是通過(guò)實(shí)際的調(diào)查與研究，對(duì)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(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方案，主要內(nèi)容包括：投資總額的預(yù)測(cè)、各組成部件的價(jià)格預(yù)測(cè)、產(chǎn)品性能的價(jià)格預(yù)測(cè)以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等等。
3.2 基本設(shè)計(jì)
在基本設(shè)計(jì)階段，首先需要提出相應(yīng)的技術(shù)，其內(nèi)容包括：硬件技術(shù)、軟件技術(shù)等;前者又包括：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元件、產(chǎn)品的控制元件等;后者又包括：操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。在設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)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(xì)設(shè)計(jì)
完成基本設(shè)計(jì)之后，需要進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中包括以下主要內(nèi)容：業(yè)務(wù)分工、程序設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、外圍設(shè)備設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及安全保護(hù)設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)性的產(chǎn)品過(guò)程中，要對(duì)產(chǎn)品的性能指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行擬定，進(jìn)行必要的計(jì)算，找到所用的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行性能等的設(shè)計(jì)。
3.4 實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)
最后是實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)階段，在此階段中，主要的工作包括：檢驗(yàn)產(chǎn)品的工作性能，進(jìn)行產(chǎn)品性能的評(píng)價(jià)以及改進(jìn)。進(jìn)行產(chǎn)品工作性能檢驗(yàn)的主要目的是測(cè)定生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)率，分析故障，對(duì)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(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行評(píng)價(jià)主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行的：技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。
總之，在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(zhǎng)期與短期發(fā)展之間的關(guān)系。
4 結(jié)語(yǔ)
作為一種復(fù)合技術(shù)，機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)需要多個(gè)部門(mén)的相互配合和支持，共同設(shè)計(jì)才能得到較好的結(jié)果。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要深入了解機(jī)電一體化中各項(xiàng)技術(shù)，還應(yīng)該重視系統(tǒng)工程的概念。本文以機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展為背景，對(duì)其在實(shí)踐中的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。在未來(lái)，應(yīng)該注重技術(shù)融合和結(jié)合，共同實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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