淺析機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

傅成維

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究也需要借助電子技術(shù)而得到進(jìn)一步的飛躍。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品的問世將極大地改變機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究。而機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)就是機(jī)電一體化的重要組成部分。機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)來完成機(jī)械設(shè)計(jì)和研究的過程，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的改革和創(chuàng)新，擁有很大的發(fā)展前景。該研究將重點(diǎn)討論機(jī)電一體化的相關(guān)概念，機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)步驟、性能分析及改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 機(jī)械系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（b）-0029-01

機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)來完成機(jī)械設(shè)計(jì)和研究的過程。是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的改革和創(chuàng)新，擁有很大的發(fā)展前景。因?yàn)闄C(jī)械系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)，是由各個(gè)機(jī)電部件組成，所以每一個(gè)部分都要做到精細(xì)，互相協(xié)調(diào)配合而達(dá)到系統(tǒng)的高效科學(xué)。

1 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的相關(guān)概念

機(jī)電一體化系統(tǒng)是由多個(gè)信息處理系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)配合所組成的，所以對(duì)信息的處理和反應(yīng)非常之快，因?yàn)橄到y(tǒng)存在多個(gè)分支。機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)相比有很大差別，傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)沒有計(jì)算機(jī)的控制部分，而機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)就是以計(jì)算機(jī)為中心樞紐，組織機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)開發(fā)和運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)代的機(jī)電一體化系統(tǒng)就是利用仿生技術(shù)、微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化和快速應(yīng)變能力，是現(xiàn)代高科技手段在機(jī)械制造行業(yè)的推廣和應(yīng)用，具有非常大的市場(chǎng)價(jià)值。

2 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

2.1 高精度

機(jī)電一體化產(chǎn)品最重要的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)的基本原則就是高精度。只有機(jī)電產(chǎn)品的精度符合設(shè)計(jì)要求，才能把自身的優(yōu)勢(shì)更好的應(yīng)用在生產(chǎn)中。如果機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)不夠精確，會(huì)造成機(jī)電產(chǎn)品不合格的情況發(fā)生。機(jī)電一體化產(chǎn)品的零部件尺寸是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸是判斷機(jī)電一體化產(chǎn)品精度是否合格的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 智能化

機(jī)電產(chǎn)品的智能化又稱快速反應(yīng)性是機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的主要特征，它可以自由的應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況并減少反應(yīng)時(shí)間，哪怕是臨時(shí)修改設(shè)計(jì)內(nèi)容，因?yàn)闄C(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)的各個(gè)部分是獨(dú)立工作的，所以不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)子系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法運(yùn)行。從系統(tǒng)接收信息指令的那一刻開始，智能化系統(tǒng)就以非常快的速度向機(jī)械的各個(gè)部分傳達(dá)并工作。

2.3 穩(wěn)定性好

機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性可以有效增加其使用壽命和效率，穩(wěn)定性好的產(chǎn)品性能參數(shù)就高，穩(wěn)定性差的產(chǎn)品性能參數(shù)就低，所以保證穩(wěn)定性非常重要。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)械系統(tǒng)的子系統(tǒng)非常之多，所以要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就要降低機(jī)械振動(dòng)的頻率和摩擦系數(shù)，再三確認(rèn)零部件的尺寸選擇，整體上向著小型化和輕量化的方向發(fā)展。

3 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟

3.1 動(dòng)力元件的設(shè)計(jì)

動(dòng)力元件傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的重要組成成分，機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力元件是由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，為各種機(jī)械傳導(dǎo)部位提供動(dòng)力和支持。動(dòng)力元件主要包括發(fā)電機(jī)等可以提供動(dòng)力的機(jī)電設(shè)備，隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力元件將更加智能化和自動(dòng)化，不需要浪費(fèi)人力資源。

3.2 傳動(dòng)元件的設(shè)計(jì)

傳動(dòng)元件在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中起著傳導(dǎo)的作用，它將計(jì)算機(jī)的命令信號(hào)翻譯成機(jī)器可以讀懂的語言，指導(dǎo)其進(jìn)一步工作。傳動(dòng)元件包括兩個(gè)方面：傳動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的變換器。傳動(dòng)機(jī)的精度較高，體積小、重量輕、噪音低，還可以滿足機(jī)械系統(tǒng)的伺服性能，是穩(wěn)定性非常好的傳動(dòng)元件。

3.3 機(jī)械系統(tǒng)的性能分析

機(jī)械系統(tǒng)的性能分析是動(dòng)態(tài)特征與靜態(tài)特征的總和，通過建立數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)表達(dá)式來真實(shí)反映機(jī)械系統(tǒng)的性能。設(shè)計(jì)系統(tǒng)各個(gè)部件運(yùn)動(dòng)參數(shù)、關(guān)系和結(jié)構(gòu)，確定零件的精確度、材料和結(jié)構(gòu)。選擇其他部件、原件，配置系統(tǒng)阻尼等等都隸屬于機(jī)械系統(tǒng)的性能。這些機(jī)械系統(tǒng)的性能決定著機(jī)械產(chǎn)品的功能質(zhì)量參數(shù)，機(jī)械性能好的產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量好，靈敏度高、機(jī)械的耐磨損狀況良好，可長(zhǎng)期使用。

4 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的改進(jìn)措施

4.1 改良設(shè)計(jì)思想

要積極改良機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想，隨著時(shí)代的進(jìn)步而不斷進(jìn)步，努力學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化”和“電子化”的有機(jī)結(jié)合之后，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少人力資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。設(shè)計(jì)方案主要是由全部設(shè)計(jì)人員進(jìn)行策劃和實(shí)施的，所以設(shè)計(jì)人員的才能和設(shè)計(jì)理念會(huì)很大程度上影響機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

4.2 加大經(jīng)費(fèi)投入

真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，最基本要做的就是加大經(jīng)費(fèi)投入，不論是科研經(jīng)費(fèi)還是后期的維修經(jīng)費(fèi)都要持續(xù)不斷的供給。可能從表面上來看，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的過程需要龐大的資金和各種各樣先進(jìn)的技術(shù)，但是一旦實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)，所節(jié)省的人力，創(chuàng)造的財(cái)富都是無法衡量的。

5 結(jié)語

無論是現(xiàn)在還是將來，機(jī)械自動(dòng)化都將成為行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，機(jī)械的智能化將會(huì)成為行業(yè)的最終選擇，本研究分析了機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的基本含義、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的基本原則、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟等基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并且提出了加大經(jīng)費(fèi)投入和改良設(shè)計(jì)思想等措施來提高機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，希望可以為機(jī)械行業(yè)的發(fā)展建言獻(xiàn)策，為祖國(guó)的未來添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)

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