第一章 机电一体化概述 机电一体化概论 教学课件.ppt

因此机械技术的出发点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其他高新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上以及功能上的变革。 2、传感检测技术 传感检测装置是机电一体化系统的感觉器官，它可从待测对象那里获取能反映待测对象特征与状态的信息。它是实现自动控制、自动调节的关键环节，其功能越强，系统的自动化程度就越高。传感检测技术的研究内容包括两方面：一是研究如何将各种被测量（包括物理量、化学量和生物量等）转换为与之成比例的电量；二是研究如何对转换后的电信号进行加工处理，如放大、补偿、标定、变换等。传感器是检测部分的核心。 3、信息处理技术 信息技术包括信息的交换、存取、运算、判断和决策。实现信息处理的主要工具是计算机，它相当于人的大脑，指挥整个系统的运行。计算机技术包括计算机软件技术、硬件技术和网络与通信技术等。机电一体化系统中主要采用工业控制机（包括可编程序控制器、单片微控制器、总线式工业空驶机等）进行信息处理。计算机应用及信息处理技术已成为机电一体化技术发展和变革的最重要因素。 4、自动控制技术 自动控制技术包括高精度位置控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、检索等技术。在急电一体化技术中，自动控制主要是解决如何提高产品的精度、提高加工效率、提高设备的有效利用率，从而实现机电一体化系统在设计之后进行系统仿真，现场调试，最后使研制的系统可靠地投入运行，尤其是计算机技术高速发展，使得自动控制技术与计算机技术的结合越趋密切，因此自动控制技术是机电一体化技术中十分重要的关键技术。 5、伺服驱动技术 “伺服”（Server）即“伺候服侍”的意思。伺服驱动技术就是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。伺服驱动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，这部分的功能相当于人的手足的功能，这些驱动装置通过接口与计算机相连接，在计算机控制下，带动机械部件作机械回转、直线或其他各种复杂运动。 常见的伺服驱动系统主要有液压和电气伺服系统。液压伺服系统（如液压马达、脉冲液压缸等）具有工作稳定、响应速度快、输出力矩大等特点，特别是在低速运行时其性能更突出，但液压系统需要增加液压泵等动力源，设备复杂、体积大、维修难及污染环境；而电气伺服系统（如步进电动机、直流伺服电动机等）具有控制灵活、费用小、可靠性高等优点，但低速时输出力矩不够大。 6、系统总体技术 系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统的观点和方法，将总体分解成若干功能单元，找出能完成各个功能的技术方案，再将各个功能与技术方案组进行分析、评价、优选的综合应用技术。它通过所用技术的协调一致来保证在给定环境条件下经济、可靠、高效地实现目标，并使其操作和维修更加方便。 以上概述了机电遗体化的相关技术，可以得出这样的结论：机电一体化技术是一种复合技术，它不是机械和电子的简单叠加，它需要很多部门、产业的配合和支持，才能取得满意的结果。我们不仅要对机电遗体化的各项相关技术进行全面深入的了解，还要能从系统工程的概念入手，通过系统总体设计来使各个相关技术形成有机的结合，并且要注意研究和解决技术融合过程中所产生的新问题，只有这样才能满足机电一体化高速发展的需要。 1.3 机电一体化系统的构成要素 教学目标： 1、了解机电一体化的构成要素； 2、了解机电一体化的各构成要素的功能 3、了解YL-235的组成； 1.3.1 机电一体化系统的基本要素 机电一体化系统的形式多种多样，其功能也各不相同，一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动力单元、传感检测单元、执行单元、驱动单元、控制及信息处理单元，各要素之间通过接口相联系，这些基本要素的关系及功能如图1.3.1所示，这是与人体的五大要素进行对比，从而得到启发的。 图1.3.1 机电一体化系统的组成及工作原理 a)人的五大要素 b)机电一体化系统的要素 c)机电一体化系统的功能 a b c 1、机械本体 机械本体包括机械传动装置和机械结构装置。其主要功能是将构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定的位置上，并保持特定的关系。随着机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高，机械本体需在机械结构、材料、加工工艺以及几何尺寸等方面都适应产品高效、多功能、可靠、节能、小型、轻量、美观等要求。 2、动力单元 动力单元的功能是按照机电一体化系统的控制要求，为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。机电一体化的显著特征之一是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。 3、传感检测单元 传感检测单元的功能是对系统进行运行过