机电一体化系统中的动力元件有哪些（至少列出5种）

机电一体化的未来发展 andy891107上传于2012-04-10(20人评价)2029人阅读46次下载暂无简介举报文档 浅析机电一体化的发展趋势 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。 一、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 、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。 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。 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” 。 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。 5 、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。 二、研究现状和发展趋势 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 、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。 机电一体化的发展趋势及前景 机电一体化有据主导地位足制造产收发展的必然趋势， 而制造产业是整个科 学技术和闷家经济发展的基础工业， 因而机电一体化在当前激烈的同际政治、 军 事、经济竞争中起着举足轻重的作用，受到各工业国家的极大重视。 日本将智能传感器，计算机芯片制造技术，具有视频、触觉和人机对话能力 的人 传感器 智能工业机器人， 柔性制造系统等， 列为高技术领域的重大研究课题。 西欧高技术发展规划“尤里卡”汁划，提出五大关键技术领域、 24 个重点攻 关项目作为欧洲高技术发展战略目标， 其中包括研制可白由行动、 决策并易于人 机对话的欧洲第＝代安全民用机器人， 广泛合作研究汁算机辅助设计、 制造、 生 产、管理的柔性系统。实现上厂全面自动化等机电一体化研究方向。 1991 年 3 月， 美国国家关键技术委员会夜向总统提文的首份双年度报针 《同 家义镕技术》中，列举丁 22 项对于美国国家经济繁荣和国防安全军为关键的技 术， 并刘各项入选技术的内容范固， 选择依据和国际发展趋势进行 f 评述， 着重 强调厂技术的有效利用 G 其中包括机器人、传感器、控制技术和 cIMs 及与 cIMs 相关的其他工具和技术，如仿真系统、计算机辅助设计 (cAD) 、计算机辅助： L 程 (CAE) 、成组技术 (GT) 、计算机辅助工艺规程编制 (cAPP) 、 1 ：厂调度工具等。 报告指出：在制造业力面。 日前的发展趋势是加速产品推广．缩短产品生产周期，增加柔性以及实现设 计一生产一质量控制 “体化技术． 那些未朗这一方向努力的公司将变得愈加缺乏 竞争力。 要文现合理的生产经营活动， 制造 J 家必须在整个生产经营中实施先进 的制造技术及管理策略。 鉴于资金、技术密集型的高技术发展初期投资大、回收少的特点， 传感器类 型 多数田家政府给予资金支持和必要的政策优惠。 如前西德 1984 — 1988 年的五年计划确定．提供 5 ． 3 亿马克用十资助计算机 辅助设计和制造的应用，扩大工业机器人、软件操作系统和外围设备的 T ：业基 础等先进生产技术的府用。 日本政府甲在 1971 年制定的《特定的电子工此和特定的机械工业临时措施 法》中，已把数控机床作为重点扶植对象。 ]978 年颁布的《特定的机械信息产 业振妈临时措施法》又规定：促进高精度、高性能机器人的工业化和实用化，开 展特殊环境作业用的机器人研究 G 为此， 1978 — 1984 年间拨款 90 亿日元开发数 控技术； 1983 年组织了机器人、计算机、机械等行业 10 家制造厂参加极限作业 环境机器人的开发研制，总投资 300 亿 BJ 。 ，其中 1 指出政府资助。号称“数控 壬阴” 的日本， zooo 午金属切削机床 ( 简称金切机床 ) 的产值数控化军为 88 ． 5 ％， 产量数控化率为 j 9 ． 4 ％。 美国 1983 年制定的 “星球大战 (SI)1) ” 计划投资 looo 亿美元以发展高技术， 其巾也包括发展空间机器人、 核能机器人、 军事机器人及工业机器人等相关技术。 美回国家科学基金会 (NsT) 每年投资 100 万美元， 国家标准局 (NBs) 每年投资代 o 万美元用于发展相关技术。 1985 — 19954P 问，美国用于研制军用机器人和智能 机器人的经费从 L 86 亿美元增至 9 ．蹋亿美元。国家规划和支持对美国机器入 技术的发展起门 6 大的推动作用。 我国是发展中国家。与发达国家相比工业技术水平存在一定差距，但有 7 。 传感器尺寸 阔的机电一体化应用开拓领域和技术产品潜在市场。改革开放以来， 面对国际市场激烈竞争的形势． 因家和企业无分认识到机电一体化技术对我国经