機電一體化設計在實踐中的應用

　　機電一體化設計在實踐中的應用,隨著社會的發展，機電一體化這一專業越來越受到我們的重視，下面小編就為大家推薦一篇機電一體化應用的論文，歡迎大家閱讀哦!

　　【摘 要】機電一體化的設計是一個自上而下的過程，為了實現機電系統的合理集成，就必須保證系統功能和性能指標在子系統中是合理分配的。本文以機電一體化的技術發展為背景，對其在實踐中的設計進行了分析，首先分析了機電一體化產品的特點，重點研究了設計中的關鍵技術，最后給出了實際的設計方法，以期給相關人員參考。

　　【關鍵詞】機電一體化;產品;設計方法

　　引言

　　機電一體化的概念起始于上世紀70年代，發展到今天已經有40多年的歷史了，其技術也在不斷的發展和豐富。尤其是近年來，科學技術日新月異，人們對于機電一體化的設計有了更高的要求，要求柔性設計，工作可靠， 性能好等。傳感技術、網絡技術、控制技術等為機電一體化的發展提供了技術支出，各種技術交叉運用于機電一體化中，使其成為了一門新型的學科技術，涉及到：機械設計、機械制造、信息處理、伺服和接口技術等等。

　　1 機電一體化產品特點

　　分析機電一體化產品的特點，主要有以下幾點：

　　(1)機械系統。在機電一體化中，機械系統的組成包括：機身、框架、機械傳動以及聯接等。它是產品功能實現的基礎，因此對機械結構具有較高的要求;其結構、材料以及工藝加工等都必須滿足產品高效、可靠、節能等的要求。

　　(2)動力系統。該系統的主要功能是提供能量和功能給機電一體化產品，驅動相應的執行機構工作，從而完成主功能。動力系統的動力源包括：電動力源、液動力源以及氣動力源等。

　　(3)傳感與檢測系統。在該系統中，傳感器的主要作用是將外部或自身的參數轉換為能夠進行測定的物理量，通過相應的檢測系統，實現對這些物理量的測定，從而提供各類信息給機電一體化產品。通常情況下，傳感器和檢測系統的主要功能是由測量儀器來實現的，要求其具有體積小、安裝方便、具有較高檢測精度等特點。

　　(4)信息處理及控制系統。該系統主要用于接收傳感和檢測系統所反饋的信息;同時對這些信息進行處理、運算以及決策等，最終實現控制功能。信息處理和控制系統的組成主要包括：計算機軟件、計算機硬件以及接口等。

　　(5)執行機構。在控制信息的作用下，執行機構可以完成相應的動作，從而實現主功能。執行機構中的運動部件通常采用的是機械、電液以及氣動等機構。在實現產品餓目的功能中，執行機構是最直接的執行者，它是最為重要的組成部分。

　　2 機電一體化設計概述

　　從現代設計方法的角度入手分析機電一體化設計，所謂“設計”，它是指一個信息系統，將需求設計為輸入，設計結果則為輸出;在工程設計中，根據相關的科學技術原理，內存能夠創造性的將人們的需求轉為具有相應功能的具體產品;并且，還提出了具體的實現方案。從系統工程的角度來看，設計屬于一個三位系統，由：時間、邏輯以及方法組成，圖1給出了三維系統圖示。其中，時間維描述的是設計目標流程，它是按照時間進行排列的;邏輯維是指相應的邏輯步驟，它主用于解決問題;在設計工作流程中，邏輯維需要在每一個階段之內完成工作內容以及思維程序;最后是方法維，它主要是指在設計過程中，思維方法、工作方法及其相關的領域知識。

　　3 機電一體化設計方法

　　3.1 設計可行性研究

　　在機電一體化產品的可行性研究中，是通過實際的調查與研究，對市場需求進行分析，掌握最新信息，進行可行性論證，初步規劃產品設計的基本方案，主要內容包括：投資總額的預測、各組成部件的價格預測、產品性能的價格預測以及經濟評價等等。

　　3.2 基本設計

　　在基本設計階段，首先需要提出相應的技術，其內容包括：硬件技術、軟件技術等;前者又包括：產品的結構元件、產品的控制元件等;后者又包括：操作系統、控制系統等。在設計整個系統的過程中，盡可能的多給出幾種方案，從中找到一種最優的方案。

　　3.3 詳細設計

　　完成基本設計之后，需要進行詳細的設計，在此過程中包括以下主要內容：業務分工、程序設計、工藝設計、操作系統設計、總體設計、外圍設備設計、控制系統設計以及安全保護設計等。在設計開發性的產品過程中，要對產品的性能指標參數進行擬定，進行必要的計算，找到所用的設備，實現對機構設計和運行性能等的設計。

　　3.4 實際運行試驗

　　最后是實際運行試驗階段，在此階段中，主要的工作包括：檢驗產品的工作性能，進行產品性能的評價以及改進。進行產品工作性能檢驗的主要目的是測定生產周期以及生產率，分析故障，對故障的時間、原因等進行考察;改進的主要目的是進行產品問題的改進，提高產品的性能。對產品性能進行評價主要是從兩個方面進行的：技術評價、經濟評價。

　　總之，在進行機電一體化產品的設計中，要注意質量、成本、市場與可行性之間的關系，要把握好長期與短期發展之間的關系。

　　4 結語

　　作為一種復合技術，機電一體化的設計需要多個部門的相互配合和支持，共同設計才能得到較好的結果。在具體設計過程中，不僅需要深入了解機電一體化中各項技術，還應該重視系統工程的概念。本文以機電一體化的技術發展為背景，對其在實踐中的設計進行了分析。在未來，應該注重技術融合和結合，共同實現機電一體化系統的發展。

　　參考文獻：

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