机电一体化与机器人

第一篇：机电一体化与机器人

机电一体化与机器人论文

一、对机电一体化系统的认识

1、学科简介

机电一体化技术是将机械技术、电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎以说都是机电一体化的设备。中国机电设计迈入PLM全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国iXtronics GmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。

2、专业培养目标

本专业培养从事机电一体化产品设计和制造加工、调试、运行、维护、营销和售后服务的高级技能型、应用型人才。学生在获取毕业证书的同时还可以取得相应的职业资格证书。

3、主要核心课程与核心技能

机械制图、电工与电子技术基础、液压与气动技术、电气控制

与PLC、机械制造基础、机械设计基础；机械制图测绘、金工实习、CAD 实训、电工电子实训、数控实训、机床电器控制实训。

二、电脑鼠的运行原理

电脑鼠是一种具有人工智能的轮式机器人,是由嵌 入式微控制器, 传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置的俗称。在电脑鼠迷宫比赛中，它就必须自行决定搜寻法则并且在迷宫中前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。电脑鼠结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。电脑鼠是一个多学科的综合体，与多个学科关系密切，包括机械工程、电子工程、自动控制、人工智能、程序设计、传感与测试技术等。

电脑鼠运行的一般流程，启动开关以后，电脑鼠首先通过迷宫探索子程序，实现对迷宫整体的探索，以前方为优先行进方向，若前方有墙或者已经探索，则考虑左方若左方有墙或己探测过, 再考虑右方若出现死路, 则原路返回, 直到发现没有探测过的单元, 转入该单元。

当探索完整体的迷宫以后，通过路径优化子程序找出一条从起点到终点的最优路径。然后，通过冲刺子程序，电脑鼠可以从起点以最快速度冲刺到终点。

三、实验中心得体会

这次实验让我学到了很多东西。在过程中，首先一步就是要

调节红外传感器，没有它，电脑鼠就像一个瞎子，我们组一开始就是因为红外传感器没有调节到位，走直线的时候一直左摇右摆，后来在小组的讨论和探究下，最后解决了问题。第二个，就是转弯问题。这个问题一直困扰着我们，我们希望能够做到连续转弯，但是改动程序以后，始终不能达到最好的效果，我们仍旧为此努力。

其实，这次的实验，给我最大的收获就是合作，我们遇到了很多困难，通过相互之间的讨论，合作尝试，解决了大部分，虽然还有一些问题困扰着我们。不过我们会再接再厉，争取做到最好。

第二篇：机电一体化与机器人技术课程感想

机电一体化与机器人技术课程感想

02A13617 顾苏杰

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。而中国也正加紧前进的步伐。

我在这门课中选择了“电脑鼠”这一项目，英文名叫做MicroMouse，是使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置（微型机器人），电脑鼠可以在不同“迷宫”中自动记忆和选择路径，采用相应的算法，快速地达到所设定的目的地。依照新制的比赛规则，当电脑鼠放入起点，按下启动键之后，它就必须自行决定搜寻法则并且在迷宫中前进、转弯、记忆迷宫墙壁 资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。电脑鼠更结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。一只电脑鼠是具有机电知识整合的基本架构，本身就像是一个智能的机器人。要在指定的迷宫中比赛，就像是一个人置身于竞赛中，必须要靠本身的判断力、敏捷动作及正确探查周边环境，来赢得胜利。一般来说，一只电脑鼠需具备有下列三件基本能力：(1)拥有稳定且快速的行走能力；(2)能正确判断能力；(3)记忆路径的能力。而行走能力指的就是电机，当电机收到讯号时，系统必须判断是否能同步行走，遇到转角时，转弯的角度是否得当，一个好的电机驱动程序，可以减少行走时所需要做的校正时间。判断能力的关键就在于传感器，它的地位如同人类的双眼，一个好的传感器驱动程序，可避免一些不必要的错误动作，如撞壁、行走路线的偏移等等。而记忆能力就像是大脑，它的功能并没有因为看不见而遭到忽视，相反地，它的地位在整个比赛中是最重要的，他必须把所走过的路都能一一记下来，并将其资料送给系统，让系统整理出最佳路径以避开不必要的路段。电脑鼠本身就是一个机电一体化系统和嵌入式系统。

电脑鼠的软件程序流程如下：判断是否到达终点，若是则回到起点等待冲刺，如果否，继续向前走，按原定规则搜索，直到搜索到终点。

心得体会:上了这门选修课，我认识到了一沙石一世界的道理，别看那一个小小的电脑鼠，里面包含的内容还真多，我们这学期的课程就是全部围绕那一个电脑鼠展开的。而我也感受到了自身知识的不足，应该说这门课程和我本身的专业还是非常契合的，我学的是机械，这也更让我坚定了打好基础的决心，我现在是大一，只有努力学好基础知识，才能为以后大

二、大三的专业课奠定基础。这门课程另一个让我学到的东西就是合作精神，一个人的力量明显是不够的，只有大家齐心协力才能完成这项工作。十一周的课程已经结束了，但是我们的课还没有结束，我们还有后续的比赛，我们小组成员还有在一起合作的机会。

第三篇：机电一体化与机器人设计课程论文

机电一体化与机器人设计课程论文

撰写人：周晶

11A11117 一、对机电一体化系统的认识

1、学科简介

机电一体化技术是将机械技术、电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。中国机电设计迈入PLM全新阶段，正面临着前所未有的、不可预测的难题，科技精英们正携手共同开拓机电设计领域的新篇章。

CAMEL VIEW作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计．

机电一体化技术的目标和功能主要是实现物质流、能量流、信息流的时空互换（处理、传递、移动、存储、记录），物质是能量和信息的载体。因此地球表面上各种运输设备和升降装卸设备以及自动化仓库等储藏设备都有机电一体化技术的用武之地，太空探索更是非机电一体化技术不行。

机电一体化技术发展终极目标就是实现柔性化与智能化，像动物一样动作灵活，象人一样思考判断。人就是现代机电一体化技术最好的参考模仿物。通俗一点，以人作参照，机电一体化监测与控制系统由传感器（五官）、控制器（大脑神经系统）、执行器（四肢肌肉）、支撑器（躯干骨架）和动力源（内脏消化呼吸）以及一些附属可选反馈装置和安全保障装置（排泄）等部分组成。

对人而言，在人体外壳与运动表象下，内部的能量流是人体血液循环，信息流是人体神经循环。机电一体化系统各个部分之间存在电流、磁流、液流、气流、力流循环，存在满足各种流幅度、速度协调转换适配用机械接口、电气接口、信息接口、机电接口、人机接口和环境接口。

机电一体化系统一般有五大组成要素：机械结构单元、动力单元、执行单元、传感测试单元以及信息控制单元。这五个基本组成要素可以与人体的五大要素进行对比。

1）机械结构单元的作用类似于人体的骨骼，一般包括工作模块以及装备所有功能元素的机械支持结构以及机身、框架、连接等。由于机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高，机械机构要在结构、材料、加工装配检测工艺性以及几何尺寸等方面适应机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能、小型、轻量、美观等要求。

2）传感测试单元的作用相当于人体的五官（眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤）（视觉、听觉、嗅觉、味觉、力觉、触觉、动觉、温度觉、痛觉等），对装备本身和外界环境的各种参数及状态信息进行检测，并将其变换成可识别光电声信号，传输到信息处理单元。它由各种类型的传感器和信号处理变送电路与测试仪表构成。传感测试单元的主要问题在于提高传感检测的可靠性、灵敏度和精密度。提高可靠性的关键在于提高传感器的抗干扰能力。

3）执行单元相当于人体的手和足和肌肉。它根据控制单元的指令，高速度高精度地完成要求的动作。目前常用的执行机构分光电式、电磁式、液压式和气动式机构，如继电器、电磁伐、液压缸、丝杠螺母、电机等。动作方式有开关式、脉冲式、绝对式、相对式、断续式、连续式等。此外，还有一些新型的执行机构如超声波驱动器、形状记忆合金驱动器等。执行机构需要根据机电一体化系统机电匹配性要求，考虑改善性能，提高精度和快速性，减轻重量，实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体的可靠性。

4）动力驱动单元相当于人体的内脏。它在控制单元作用下，提供动力能量（原动机），使得各种执行机构完成要求的动作和功能。机电一体化系统一方面要求提高驱动的高效率和快速反应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境具有适应性和可靠性。由于电力电子技术的高度发展，高性能步进驱动电机、直流和交流伺服驱动电机大量应用于机电一体化装备。

5）信息控制单元相当于人体的头脑。将来自传感测试单元的检测信息和外部输入命令进行集中、存贮、分析、加工，根据信息处理结果和预设的控制算法，发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。一般它由计算机控制器和外部设备等组成。目前常用工控机（IPC）、单片机(DSP)和可编程逻辑控制(PLC)、嵌入式计算机(ARM)等等。机电一体化系统对信息控制单元的基本要求是：提高信息处理速度，提高可靠性，增强抗干扰能力以及完善系统自诊断自适应自学习功能，实现信息处理智能化，满足可靠、小型、轻量、标准化等要求。

2、专业培养目标

本专业培养从事机电一体化产品设计和制造加工、调试、运行、维护、营销和售后服务的高级技能型、应用型人才。学生在获取毕业证书的同时还可以取得相应的职业资格证书。

3、主要核心课程与核心技能

机械制图、电工与电子技术基础、液压与气动技术、电气控制与PLC、机械制造基础、机械设计基础；机械制图测绘、金工实习、CAD实训、电工、电子实训、数控实训、机床电器控制实训。

二、电脑鼠运行原理

所谓“电脑鼠”，英文名叫做Micromouse，是一种具有人工智能的轮式机器人，是由嵌入式微控制器，传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置。

俗称

“电脑鼠走迷宫”的竞赛今年在国际和国内上都很流行，依照新制的比赛规则，当电脑鼠放入起点，按下启动键之后，它就必须自行决定搜寻法则并且在迷宫中前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能电脑鼠结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识

人类在科技的发展史上，一直在尝试着想要创造出一个具有肢体、感官、脑力等综合一体的智能机器人，而电脑鼠就是一个很能够用来诠释肢体、感官及脑力综合工作的基本实例，这也是当初电脑鼠被发明的理由，希望能够借助电脑鼠的创作来进而研究与发明更加复杂的机械电脑鼠走迷宫竞赛具有一定难度，是一项富有挑战性和趣味性的比赛此外，它还是一个很好的教学工具。

电脑鼠可看作是一个集多项工程学科知识于一体的小型系统成功的设计者通常都是合作团体，他们必须考虑电子，电气，机械以及计算机各方面的问题重量，速度，功耗，传感技术，重心以及程序各方面都是设计中需要决定和综合考虑的因素电脑鼠是一个多学科的综合体，与多各精密学科关系紧密：

(1)机械工程：首先电脑鼠必须是个实实在在的机器人，而对于在迷宫中高速穿梭的电脑鼠，“身材”的好坏极其重要大多数使用步进电机的电脑鼠可以直接将车轮安装在电机轴上，而使用直流电机驱动的电脑鼠往往许多添加减速和传动装置，如何既使轮子安装稳定不颤动，保证高传动效率，又使车体轻巧美观是机械设计时需要解决的问题

(2)电子工程：电脑鼠是一个嵌入式系统，需要广泛的涉及信号处理，通信，微处理器应用和电机控制等

(3)自动控制：控制电脑鼠在迷宫中快速而准确的行走属于自动控制技术范畴测距传感器获取距离信息并将其反馈给微处理器，微处理器对距离值分析处理获得墙壁信息并根据墙壁信息控制电机动作以带动轮子产生相应的动作，这整个构成一个大自动控制系统而在这个大系统内还可以包含其他的自动控制系统

(4)人工智能：电脑鼠走迷宫竞赛的整个过程可大体分为两个部分：一，搜索迷宫从起点出发，找到终点并找出一条最短路径：二，冲刺，从起点开始，在最短时间内到达终点搜索迷宫过程是电脑鼠学习过程冲刺过程前需要在所有走过的通路中依据自己的原则选择一条路径作为最短路径，这是一个决策过程。

(5)程序设计：电脑鼠程序具有嵌入式软件的一般特征并有更高要求电脑鼠程序 必须高效率和高实时性才能保证电脑鼠的控制性和灵敏度。

(6)传感与测试技术电脑鼠需要有众多信息的反馈，如墙壁信息等需要用到许多传感器，如测试墙壁信息红外传感器测量距离，使用霍尔传感器测试车轮转速以控制转速和测量路程等电脑鼠是一个精密控制体，足够的控制精度才能保证在高速行走的时候不撞墙和迷失自我不但要求能够准确测量，还必须有足够快的响应速度

算法是电脑鼠的灵魂

电脑鼠必须采用一定的算法才能找到终点，才能找到一条最短的路径，在最短的时间内到达终点算法的效率决定了解迷宫的效率，优良的电机控制算法能让电脑鼠走得更快更平稳，降低微处理器负荷

电脑鼠具有精确的定位能力，快速的行走能力和优秀的避障能力等特点对电脑鼠进行升级后可以应用在许多场合电脑鼠技术可以应用在工业机器人和特种机器人设计中，并可以将电脑鼠技术说涉及的各学科知识分别应用在各相关领域。

三．软件程序编程

程序员软件开发的几个阶段：

1、分析设计：分析设计的前提是充分理解需求说明文档，然后分析如何实现它们，并形成设计文档。分析设计的目的是明晰软件架构，软件算法和功能的逻辑，得出必要的设计文档，奠定后面编码的基础。合理的设计可以节省后面编码的时间，不合理甚至错误的设计将导致工作的重新开始，没有设计贸然开始编程会导致一些难以预见的逻辑错误，总之，较好的设计事半功倍。

2、程序编码：依照语法、设计文档编码。

3、程序测试：测试的目的是检测程序有没有问题，一旦发现问题，问题的定位越准，效率就越高。因此，程序中需要输出必要的提示信息。

4、软件调试：测试时发现程序有BUG，自然需要调试、显然，遇到的问题越少调试的时间就越少，没有什么比一次性写好，不用调试更快的方法了

时间虽然无法具体分配到各个阶段，但是第一和第二阶段的质晕决定了后面两阶段的时间花费，质量越高，测试和调试时间花费越少，反过来，质量越差，测试和调试时间越长。

四、实验中心得体会

在课程即将结束的时候，我们组也报名参加了电脑鼠的比赛，我们选择的是中心算法，将步速设置到200，连续转动，步数设置到25，超过步数即全搜索。在比赛前一晚，我们对电脑鼠进行了最后的演练，结果很成功。第二天中午我们和全体参赛同学照了合影，这是在大学首次竞赛项目，觉得格外有纪念意义。但是比赛的结果不尽如人意，原本试好的程序出现了bug，碰触了3次才正确搜索到终点，未免让我们有些失望和不甘心。

经历了这次课程和比赛，让我更加认识到小组协作的意义还有不断尝试、不怕失败的意志力的重要性。在这次活动中，我们组长，大二的学长，发挥了积极的组织作用，并在程序调试中也起到了比我更大的作用。在这里正式的感谢他，同时他也积极地鼓励到了我，让我在以后的学习生活会更加努力，也要知识面更广阔。

机电一体化在整个的自然科学类课程中让我增加了机电和编程方面的知识，它紧跟机电专业的发展趋势，并以机电一体化技术核心应用能力形成为主线，使我在收获了知识的同时，开拓眼界，增强了辩证思考能力和动手能力。

实践是大学生活的第二课堂，一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用，才能得到丰富、完善和发展。作为大学生，更是要摆脱中学传统应试的学习方法，勤于实践，将所学的理论知识与实践相结合一起，在实践中继续学习，不断总结，逐步完善，有所创新。而且我认为，学有所成，学以致用才是学习的最终目的。能力的体现不仅在于成绩，更在于他能做出的成果。

最后，感谢老师的授课和对我们的悉心指导，是我受益匪浅。

2012.05.06

第四篇：机电一体化

只要你学会了机电一体化的所有课程已经很不错了，机电一体化课程画法几何与机械制图、工程力学、电工电子技术、机械设计基础、液压传动、金属材料与金属工艺学、微机原理与接口技术、C语言程序设计、自动控制原理、机床电气控制、机电一体化系统设计、数控系统及应用、可编程器原理及应用、计算机辅助设计与制造等，你是学习上面这些内容吗？如果是的话，就可以找机电厂，电厂，电气控制设备厂，或普通工厂的机电维修等工作，在工作中，就学点电气自动化的知识，这样深化你的机电一体化的知识。只要你认真领会了机电一体化化的实践知识，去到那里都会很容易找到工作的。因为现在的社会都是机电自动化的社会了。现在中型的小工厂都会用得上 机电一体化，只要有控制机械的工厂都可以去实践学习。刚开始就是不求工资的高低，只要在实践中深化自己，有了第一次的就业经验，第二次就也就会很容易了，因为招聘的人一般都会问你第一次在那里工作。工作的情况，经验的，你就要好好展示你的才华了。

管理员也可以呀，专门搞画法几何与机械制图、工程力学，C语言程序设计等工作，专门专业是很不错的，将来社会所有工厂都会陆续进行改造为机电一体化控制。前景无限呀。

至今机电一体化发展已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。对机电一体化技术的基本与成长进行了简要介绍,并阐述了机电一体化的发展进程及未来的发展趋势。机电一体化是现代技术的必然结果,机电一体化技术是现代科技发展的核心技术,机电一体化专业人才也是现代社会不可或缺的核心人才。现从机电一体化技术的发展、现状、前景等方面谈机电一体化技术以及培养适应现代社会工业发展需要机电一体化专业高职人才的必要性。机电一体化是我国制造业发展的重要基础专业之一.但我国目前这个专业高层次人才奇缺,高精尖方向大部分都被国外控制.因此,如果想在这个方面发展,如果有硕士研究生学历,并有实践经验,甚至是博士研究生,那么前途无量的.机电一体化的未来发展趋势探析

【论文关键词】：光机电一体化；技术特征；发展

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。

1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2 发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单

一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

[1] 刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）

梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）

宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）

左铁钏、施定源、陈铠.激光加工技术的优势及在工业生产中的应用.激光杂志，1999（4）

王家淳.激光焊接技术的发展与展望.激光技术，2001（2）

第五篇：机电一体化

第四章机电系统教学试验台

1、机电系统教学实验台的用途（教学实验设备）。

2、机电系统教学实验台的特点（模拟的自动化生产线，集机械、气动、PLC控制、交流调速和传感器等技术为一体）。

3、机电系统教学实验台的转台上设四个工位（第一工位:机械手上下料）；（工位二至四工位:加工工位）。

4、机电系统教学实验台的自动循环过程:

阻挡块升起→机械手卸料 →阻挡块下降→机械手取料 →机械手上料→ 刀具旋转、快进→ 刀具工进 →延时停留→ 刀具快退、停转 →工作台定位销松开→ 工作台旋转90°→工作台定位销定位锁紧→推料缸出料。

1）卸料阻挡定位块升起。2）机械手爪抓取已加工工件、提升、旋转至卸料位，松开工件，工件由坡形滑道滑入工件箱内。3）卸料阻挡定位块下降。4）机械手爪转至取料位、下降、抓取工件、上升并旋转至工作台的上料位、下降、放入待加工工件。5）刀具旋转、快进。6）刀具工进。7）刀具延时停留。8）刀具快退、停止。9）旋转工作台定位销松开。10）工作台旋转90°11）工作台定位销定位锁紧。12）推料缸送出一个工件至取料位。

5、机电系统教学实验台由主要的（加工单元）、（旋转工作台）、（搬运机械手）和（料库部分）部件组成。

6、刀具旋转由一台（220V、6W的交流电动机）驱动。

7、气缸的类型有（导杆气缸）、（普通气缸）、（旋转气缸）、（薄形气缸）和（手指缸）五种类型。

8、电磁换向阀使用（汇流板）安装，选用了（两位五通电磁阀）、（三位五通电磁阀）和（两位三通电磁阀）。

9、采用的普通的（空气压缩机），经三联件向系统供给压力空气。

10、常用的空气过滤器有（一次过滤器）和（二次过滤器）两种类型。

11、一次空气过滤器也称（简易滤器）作用：多接于干燥器之后，由（滤网）、（毛毡）、（硅胶）、（焦炭）等材料起吸附过滤作用。

12、二次空气过滤器作用：（各种分水滤气器）附过滤作用。

13、（分水滤气器）与（减压阀）、（油雾器）一起称为气动三大件。

14、油雾器的选用主要根据气动系统所需气体流量（选定通径）及油雾粒径大小来确定。

15、一次油雾器的油雾粒径约办（25~35μm）。

16、二次油雾器的油雾粒径可达（5μm）。