第一篇:西工大16秋《机电一体化基础》在线作业
谋学网www.xiexiebang.com
一、单选题(共 20 道试题,共 100 分。)
1.滚珠丝杠螺母副的支承方式中,若用于刚度和位移精度都很高的场合,应选用()。.一端固定、一端自由.两端游动
.一端固定、一端游动.两端固定
标准答案:
2.光栅移动一个栅距,莫尔条纹移动()个条纹间距。.1/4.1/2.1.2 标准答案:
3.传动机构减小摩擦,能够提高()。.机构的稳定性能.机构的灵敏度.机构的刚度.机构的传动精度
标准答案:
4.滚珠丝杠螺母副预紧的目的是()。.增加阻尼比,提高抗振性.提高运动平稳性
.消除轴向间隙和提高传动刚度.加大摩擦力,使系统能自锁
标准答案:
5.影响开环伺服系统的定位精度最主要的因素是()。.齿轮副传动误差.导轨副误差.步进电机误差
.滚珠丝杠螺母副的误差和间隙
标准答案:
6.步进电机的最大动态转距()最大静转距,随脉冲频率的升高而降低。.大于.小于.等于
.大于或小于
标准答案:
7.数字位置测量系统的精度值与其分辨率相比,精度值()分辨率。.小于或等于.大于或等于.大于或小于.小于
谋学网www.xiexiebang.com
标准答案:
8.机电一体化系统中,采用光电耦合器的最主要的作用是()。.传送信息时放大功率.传送信息时转换功率.防止外界干扰进入计算机.数字脉冲转换
标准答案:
9.对于升速的齿轮系,()。
.第一级齿轮间隙对系统精度影响最大.最后一级齿轮间隙对系统精度影响最大.各级齿轮间隙对系统精度影响一样大.齿轮间隙对系统精度影响可以忽略
标准答案:
10.已知双波传动谐波齿轮的柔齿轮数为200,当刚轮固定时欲得到100的减速比,刚轮齿数应为()。.2.198.202.20000 标准答案:
11.滚珠丝杠螺母副消除轴向间隙的目的主要是()。.减小摩擦力矩阵.提高使用寿命.提高反向传动精度.增大驱动力矩
标准答案:
12.光栅传感器的莫尔条纹明暗变化一个周期,说明光栅移动了()。.3/4栅距.1/2栅距.1/4栅距.一个栅距
标准答案:
13.齿差调整法中滚珠丝杠螺母副的齿轮齿数分别为Z1=99,Z2=100,丝杠螺距L=6mm,则当螺母同向转过一个齿时,其相对轴向位移为()。.0.001mm.0.009mm.0.006mm.0.005mm 标准答案:
14.只有间接测量机床工作台的位移量的伺服系统是()。.开环伺服系统.半闭环伺服系统.闭环伺服系统
谋学网www.xiexiebang.com
.混合环伺服系统
标准答案:
15.机电一体化机械进给系统采用齿轮传动副时,应该有消隙措施,其消除的是()。.齿轮轴向间隙.齿顶间隙.齿侧间隙.齿根间隙
标准答案:
16.从步进电机脉冲电源中输出的脉冲频率决定该电机的()。.角速度.角位移.角加速度.角位移的方向
标准答案:
17.在开环伺服系统中,伺服电动机多采用()。.直流伺服电动机.交流伺服电动机.步进电动机.无刷直流电动机
标准答案:
18.对步进电机每施加一个电脉冲信号,它的转子就转过一个固定的角度,这个角度称为()。.齿距角.步距角.失调角.转差角
标准答案:
19.脉冲当量指的是对应于每个脉冲的()。.滚珠丝杠转过的角度.工作台的位移量.电动机转过的角度.机床的切削用量
标准答案: 20.PWM是指()。.晶闸管直流调压电源
.恒流斩波型脉冲功率放大电路.直流发电机.脉冲宽度调制器
标准答案:
谋学网www.xiexiebang.com
第二篇:西工大16秋《机电一体化基础》在线作业
奥鹏17春西工大16秋《机电一体化基础》在线作业
一、单选题(共 20 道试题,共 100 分。)
1.滚珠丝杠螺母副的支承方式中,若用于刚度和位移精度都很高的场合,应选用()。A.一端固定、一端自由 B.两端游动
C.一端固定、一端游动 D.两端固定 正确答案:
2.光栅移动一个栅距,莫尔条纹移动()个条纹间距。A.1/4 B.1/2 C.1 D.2 正确答案:
3.传动机构减小摩擦,能够提高()。A.机构的稳定性能 B.机构的灵敏度 C.机构的刚度
D.机构的传动精度 正确答案:
4.滚珠丝杠螺母副预紧的目的是()。A.增加阻尼比,提高抗振性 B.提高运动平稳性
C.消除轴向间隙和提高传动刚度 D.加大摩擦力,使系统能自锁 正确答案:
5.影响开环伺服系统的定位精度最主要的因素是()。A.齿轮副传动误差 B.导轨副误差 C.步进电机误差
D.滚珠丝杠螺母副的误差和间隙 正确答案:
6.步进电机的最大动态转距()最大静转距,随脉冲频率的升高而降低。A.大于 B.小于 C.等于
D.大于或小于
正确答案:
7.数字位置测量系统的精度值与其分辨率相比,精度值()分辨率。A.小于或等于 B.大于或等于 C.大于或小于 D.小于 正确答案:
8.机电一体化系统中,采用光电耦合器的最主要的作用是()。A.传送信息时放大功率 B.传送信息时转换功率 C.防止外界干扰进入计算机 D.数字脉冲转换 正确答案:
9.对于升速的齿轮系,()。
A.第一级齿轮间隙对系统精度影响最大 B.最后一级齿轮间隙对系统精度影响最大 C.各级齿轮间隙对系统精度影响一样大 D.齿轮间隙对系统精度影响可以忽略 正确答案:
10.已知双波传动谐波齿轮的柔齿轮数为200,当刚轮固定时欲得到100的减速比,刚轮齿数应为()。A.2 B.198 C.202 D.20000 正确答案:
11.滚珠丝杠螺母副消除轴向间隙的目的主要是()。A.减小摩擦力矩阵 B.提高使用寿命 C.提高反向传动精度 D.增大驱动力矩 正确答案:
12.光栅传感器的莫尔条纹明暗变化一个周期,说明光栅移动了()。A.3/4栅距 B.1/2栅距 C.1/4栅距 D.一个栅距 正确答案:
13.齿差调整法中滚珠丝杠螺母副的齿轮齿数分别为Z1=99,Z2=100,丝杠螺距L=6mm,则当螺母同向转过一个齿时,其相对轴向位移为()。A.0.001mm B.0.009mm C.0.006mm D.0.005mm
正确答案:
14.只有间接测量机床工作台的位移量的伺服系统是()。A.开环伺服系统 B.半闭环伺服系统 C.闭环伺服系统 D.混合环伺服系统 正确答案:
15.机电一体化机械进给系统采用齿轮传动副时,应该有消隙措施,其消除的是()。A.齿轮轴向间隙 B.齿顶间隙 C.齿侧间隙 D.齿根间隙 正确答案:
16.从步进电机脉冲电源中输出的脉冲频率决定该电机的()。A.角速度 B.角位移 C.角加速度
D.角位移的方向 正确答案:
17.在开环伺服系统中,伺服电动机多采用()。A.直流伺服电动机 B.交流伺服电动机 C.步进电动机
D.无刷直流电动机 正确答案:
18.对步进电机每施加一个电脉冲信号,它的转子就转过一个固定的角度,这个角度称为()。A.齿距角 B.步距角 C.失调角 D.转差角 正确答案:
19.脉冲当量指的是对应于每个脉冲的()。A.滚珠丝杠转过的角度 B.工作台的位移量 C.电动机转过的角度 D.机床的切削用量 正确答案:
20.PWM是指()。A.晶闸管直流调压电源
B.恒流斩波型脉冲功率放大电路 C.直流发电机
D.脉冲宽度调制器 正确答案:
第三篇:吉大15秋《机电一体化设计基础》在线作业
吉大网络教育15秋《机电一体化设计基础》作业
一、单选题
1.幅频特性和相频特性是模拟式传感器的()。
A.静态特性指标
B.动态特性指标
C.输入特性参数
D.输出特性参数 答案 B
2.某光栅条纹密度是100条/mm,光栅条纹间夹角θ=0.001孤度,则莫尔条纹的宽度是()A.100mm
B.20mm
C.10mm
D.0.1mm
答案 C
3.采用脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时,通过改变()来改变电枢回路的平均电压,从而实现直流电动机的平滑调速。
A.脉冲的宽度
B.脉冲的频率
C.脉冲的正负
D.其他参数 答案 A
4.齿轮传动的总等效惯量随传动级数()A.增加而减小
B.增加而增加
C.减小而减小
D.变化而不变 答案 A
5.步进电机转动后,其输出转矩随着工作频率增高而()
A.上升
B.下降
C.不变
D.前三种情况都有可能 答案 B
6.以下产品不属于机电一体化产品的是()
A.工业机器人
B.电子计算机
C.空调
D.复印机 答案 B
7.检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和()。
A.控制电路
B.转换电路
C.放大电路 D.逆变电路 答案 B
8.伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。()A.换向结构
B.转换电路
C.存储电路
D.检测环节 答案 D
9.对于交流感应电动机,其转差率s的范围为()
A.1<s<2
B.0<s 1
C.-1<s<1
D.-1<s<0 答案 B
10.计算机控制系统实际运行时,需要由用户自行编写(),具有实时性、针对性、灵活性和通用性。
A.实时软件
B.开发软件
C.系统软件
D.应用软件 答案 D
11.伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和()等个五部分。
A.换向结构
B.转换电路
C.存储电路
D.检测环节 答案 D
12.有一脉冲电源,通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组,已知转子有24个齿,步进电机的步距角是()。
A.0.6°
B.1.2°
C.1.5°
D.2°
答案 C
13.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,此光栅传感器测量分辨率是()mm。
A.1
B.0.1
C.0.01
D.0.001 答案 C
14.步进电机转动后,其输出转矩随着工作频率增高而()。
A.上升 B.下降
C.不变
D.前三种情况都有可能 答案 B
15.多级齿轮传动中,各级传动比相等的分配原则适用于按()设计的传动链。
A.最小等效转动惯量原则
B.输出轴的转角误差最小原则
C.重量最轻原则(小功率装置)
D.重量最轻原则(大功率装置)答案 C
16.含有微处理器,可进行程序编制或适应条件变化的接口是()。
A.零接口
B.被动接口
C.主动接口
D.智能接口 答案 D
17.HRGP-1A喷漆机器人中的活塞式液压缸属于系统中的()。
A.能源部分
B.测试传感部分
C.驱动部分
D.执行机构 答案 C
18.步进电动机,又称电脉冲马达,是通过()决定转角位移的一种伺服电动机。
A.脉冲的宽度
B.脉冲的数量
C.脉冲的相位
D.脉冲的占空比 答案 B
19.以下除了(),均是由硬件和软件组成。
A.计算机控制系统
B.PLC控制系统
C.嵌入式系统
D.继电器控制系统 答案 D
20.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,经四倍细分后,记数脉冲为400,光栅位移是()mm。
A.1
B.2
C.3
D.4 答案 A
二、判断题
1.采用偏心轴套调整法对齿轮传动的侧隙进行调整,结构简单,且可以自动补偿侧隙。()答案错 2.传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。()答案错
3.传感器的静态特性是指输入量为常数时,传感器的输出与输入之间的关系。()答案错
4.在闭环系统中,因齿轮副的啮合间隙而造成的传动死区能使系统以6~10倍的间隙角产生低频振荡,采用消隙装置,以提高传动精度和系统稳定性。()答案错
5.机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高,而传动性能稳定性降低。()答案错
6.工业机器人驱动部分在控制信息作用下提供动力,包括电动、气动、液压等各种类型的传动方式。()答案对
7.伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号。()答案对
8.接口技术是自动控制技术中的一个方面,它和计算机与信息处理技术密切相关。()答案错
9.选择传感器时,如果测量的目的是进行定性分析,则选用绝对量值精度高的传感器,而不宜选用重复精度高的传感器。()答案错
10.与交流同步电机一样,笼型交流异步电机也可以由PWM变频技术实现速度的调节。()答案对
第四篇:机电一体化基础
1、机电一体化是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一种综合技术,其主要的相关技术可以归纳成机械技术、传感检测技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术和系统总技术。
2.传感器是能够检测出自然界中的各种物理量(或者化学量),并转换成相应非电量或电量的装置,又称为变送器、换能器或探测器。
3.当某些材料沿某一方向施加压力或拉力时,会产生变形,并在材料的某一相对表面产生符号相反的电荷;当去掉外力后,它又重新回到不带电的状态。这种现象被称为压电效应。4 PLC,是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。5.自动控制是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置,使被控对象的被控量准确地按照预期的规律变化。
6.,硬件是指计算机本身及其外围设备,一般包括中央处理器、内存储器、磁盘驱动器、各种接口电路、以A/ D转换和D/ A转换为核心的模拟量I/O通道、数字量I/O通道以及各种显示、记录设备、运行操作台等。
7.伺服就是在控制指令的指挥下,控制驱动元件,使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。
8机器人技术是综合了计算机、控制理论、机构学、信息和传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术,是目前国际研究的热点之一,其应用情况是衡量一个国家工业自动化水平高低的重要标志。
9电磁干扰是指在工作过程中受环境因素的影响,出现的一些与有用信号无关的,并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。
10MPS是模拟活塞自动送料、检测、搬运、加工、安装、安装搬运、分类存储的全过程,MPS体现了机电一体化的技术实际应用
二!!
1.机电一体化的发展趋势
(1).智能化
智能化是机电一体化技术的一个重要发展方向。
2.模块化
无论是对生产标准机电一体化单元的企业,还是对生产机电一体化产品的企业,模块化都将对其带来好处。3.网络化
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活都带来了巨大变革。
4.微型化
微型化指的是机电一体化向微型化和微观领域发展的趋势。
5.绿色环保化6.人性化
未来的机电一体化更加注重产品与人类的关系,7.集成化
集成化既包括各种分技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包括在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。
2、机电一体化技术的组成1.机械技术2.传感与检测技术 3.伺服驱动技术 4.信息处理技术 5.自动控制技术6.接口技术 7.系统,洛体技术
3、为什么说机电一体化技术是其他技术发展的基础
机电一体化技术是其他高新技术发展的基础,机电一体化的发展依赖于其他相关技术的发展,可以预料,随着信息技术、材料技术、生物技术等新兴学科的高速发展,在数控机床、机器人、微型机械、家用智能设备、医疗设备、现代制造系统等产品及领域,机电一体化技术将得到更加蓬勃的发展
题:机电一体化中对机械系统的基本要求
机电一体化中的机械系统除了满足一般机械设计的要求外,还必须满足以下几种特殊要求。
1.高精度 精度是机电一体化产品的重要性能指标,对其机械系统设计主要是执行机构的位置精度2.小惯量传动件本身的转动惯量会影响系统的响应速度及系统的稳定性3.大刚度机电一体化机械系统要有足够的刚度,弹性变形要限制在一定范围之内
题:
2、对机械传动机构的基本要求
机构满足以下几个方面:转动惯量小、刚度大、阻尼合适,此外还要求摩擦小、抗振性好、间隙小,特别是其动态特性与伺服电动机等其他环节的动态特性相匹配。
题:提高传动精度的结构措施有以下几种。
①适当提高零部件本身的精度。
②合理设计传动链,减少零部件制造、装配误差对传动精度的影响。首先,合理选择传动形式;其次,合理确定级数和分配各级传动比;最后,合理布置传动链
③采用消隙机构,以减少或消除空程
题;双向薄齿轮错齿调整法。采用这种消除齿侧隙的一对啮合齿轮中,其中一个是宽齿轮,另一个由两相同齿数的薄片齿轮套装而成,两薄片齿轮可相对回转。装配后,应使一个薄片齿轮的齿左侧和另一个薄片齿轮的齿右侧分别紧贴在宽齿轮的齿槽左、右两侧,这样错齿后就消除了齿侧隙,反向时不会出现死区。
题;(1)滑动螺旋传动的形式及应用
①螺母固定,螺杆转动并移动 因此仅适用于行程短的情况。②螺杆转动,螺母移动。适用于工作行程较长的情况③差动螺旋传动。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中
题; 2.导轨的基本要求
(1)导向精度高。(2)运动轻便、平稳、低速时无爬行现象。(3)耐磨性好。4)对温度变化的不敏感性。(5)足够的刚度。(6)结构工艺性好。
题:传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件和其他辅助部件组成,如图3-1所示。
(1)敏感元件是一种能够将被测量转换成易于测量的物理量的预变换装置,而输入、输出间具有确定的数学关系(最好为线性)。如弹性敏感元件将力转换为位移或应变输出。
(2)传感元件是将敏感元件输出的非电物理量转换成电信号(如电阻、电感、电容等)形式。例如将温度转换成电阻变化,位移转换为电感或电容等传感元件状态的变化。(3)基本转换电路是将电信号量转换成便于测量的电量
题:步进电动机的工作原理。步进电动机的工作原理是:当某相定子绕组通电励磁后,吸引转子转动,使转子的齿与该相定子磁极上的齿对齐,实际上就是电磁铁的作用原理
步进电机的特点。步进电动机是一种可将电脉冲信号转换为机械角位移的控制电动机,利用它可以组成一个简单实用的全数字化伺服系统,并且不需要反馈环节。概括起来它主要有如下特点。
①步进电动机定子绕组每接收一个脉冲信号,控制其通电状态改变一次,它的转子便转过一定角度,即步距角。
②改变步进电动机定子绕组的通电顺序,转子的旋转方向随之改变。
③步进电动机定子绕组通电状态的变化频率越高,转子的转速越高,但脉冲频率变化过快,会引起失步或过冲(即步进电机少走或多走)。
④定子绕组所加电源要求是脉冲电流形式,故也称之为脉冲电机。
⑤有脉冲就走,无脉冲就停,角位移随脉冲数的增加而增加。
⑥输出转角精度较高,一般只有相邻误差,但无累积误差。
⑦步距角与定子绕组相数m、转子齿数z、通电方式k有关,题;2.气压系统与液压系统的比较
(1)空气可以从大气中取之不竭且不易堵塞;将用过的气体排入大气,无需回气管路处理方便;泄漏不会严重的影响工作,不污染环境。
(2)空气钻性很小,在管路中的沿程压力损失为液压系统的千分之一,易于远距离控制。
(3)工作压力低,可降低对气动元件的材料和制造精度要求。
(4)对开环控制系统,它相对液压传动具有动作迅速、响应快的优点。
(5)维护简便,使用安全,没有防火、防爆问题;适用于石油、化工、农药及矿山机械的特殊要求。对于无油的气动控制系统则特别适用于无线电元器件生产过程,也适用于食品和医药的生产过程。3.气压系统与电气、液压系统比较有以下缺点
(1)气动装置的信号传递速度限制在声速范围之内,所以它的工作频率和响应速度远不如电气装置,并且信号产生较大失真和延迟,也不便于构成十分复杂的回路。但这个缺点对生产过程不会造成困难。
(2)空气的压缩性远大于液压油的收缩性,精度较低。
(3)气压传动的效率比液压传动还要低,且噪声较大
题;
2、PLC的硬件系统主要由哪几部分组成,各有什么作用?p120
PLC的硬件组成主要由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成(1)中央处理器。(2)存储器。3)输入单元。(4)输出单元。5)电源部分。6)I/0扩展端口。(7)外设接口。通过外设接口,PLC可与外部设备相连接PLC的外部设备有编程器、计算机、打印机、EPROM写入器、外存储器以及监视器、变频器等,以在各种不同的场合实现多种不同的应用
3、PLC控制系统的设计步骤一般分为哪几步?p1381、形成干扰的三个要素有哪些?
干扰的形成包括三个要素:干扰源、传播途径和接受载体。
2、抗供电干扰的措施有哪些?p193
1.配电系统的抗干扰 2.利用电源监视电路 3.过程通道抗干扰措施抑制过程通道上的干扰,主要措施有光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等。.....(省略)
3、机电一体化的设计方法哪些?
目前所采用的现代设计方法有以下几种。
(1)科学类比设计法。2)信号分析设计法3)模块化设计方法。4)可靠性设计法5)动态设计法6)优化设计法。7)计算机辅助设计法
第五篇:机电一体化作业
机电一体化在日常生活和工业生产中的应用
姓名:***
班级:***
学号:*****
机电一体化在日常生活和工业生产中的应用
随着现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,以机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术的综合应用。
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。
上个世纪70-80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:机电一体化一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。
到了上个世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
现在世界各国都在利用高新技术对机电一体化产品进行不断地创新设计,推进产品设计的智能化、自动化、快速化。设计开发和研制的各种性能优良、稳定高效的机器人和机电一体化产品,将实现各种作业的柔性化和自动化,使机械设备具有更高的柔性。
智能化。机电一体化产品以某种程度的智能是机电一体化永恒的追求目标,21 世纪更是机电一体化向智能化发展的一个重要时期。通过模糊逻辑控制技术、专家系统技术、人工神经网络系统等多种多样的途径,在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等方法,模拟人类智能,以求得到更高的控制目标。当然,机电一体化产品不可能达到具有与人完全相同的智能,但高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能的。
网络一体化。由于网络的普及,在20 世纪90 年代,网络技术的飞速发展给科学技术、工业生产、政治教育及人们的日常生活带来了巨大的变革,各种网络将全球经济、生产、生活连成一片,推动全球化的进度。而基于网络的各种远程控制和监控技术,让家用电器网络化成为可能。把各种家用电器连接成以计算机为中心的家用电器系统,使人们无论在家里还是在外面,都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有不同标准的机械接口、电气
接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元非常重要。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。显然,从电气产品的标准化、系列化可以肯定,规模化将给机电一体化企业带来美好前程。
微型化。国外称其为微电子机械系统,泛指几何尺寸不超过1 cm3 的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色机电一体化产品具有远大的发展前途。
系统化。系统化的表现特征为系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。二是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。
我国的机电一体化是从上个世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向.三、机电一体化的发展趋势。
我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。
另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。在我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!
总之,机电一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越好的。