人機一體化機電技術發展趨勢分析

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隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊,下面是小編蒐集的一篇探究人機一體化機電技術發展的論文範文,供大家閱讀參考。

人機一體化機電技術發展趨勢分析

摘 要:現如今,隨著科技水平的進步、機電一體化技術的成熟和發展,機電一體化技術擁有強大的應用發展空間。本文對人機一體化機電技術的發展趨勢進行分析。介紹了其研究前景,分析了人機一體化機電系統的組成,詳細探討了其存在的問題並提出了具體解決方案。

關鍵詞:人機一體化;發展趨勢;研究分析

1研究背景

近20年來,一系列先進技術陸續興起並獲得迅速發展,主要包括電子技術、計算機技術、現代通訊技術、現代控制技術、鐳射技術、新能源技術、新材料技術、航天技術、海洋工程技術和生物工程技術等。這些新技術在自身發展的同時,他們彼此之間,他們與傳統技術之間,又相互滲透,相互結合,形成了多種複合技術,進一步推動了科技發出現了新的高潮。從五十年代末期,機械技術和電子技術結合到九十年代通訊技術開始進入機電一體化領域,通訊和計算機網路的發展促使了分散式的系統的形成,不少機器可以實現遙控操作。機電一體化已建立了完整的基礎理論和逐漸形成了完整的科學體系。在未來的發展程序中,機電一體化領域,必會向著一個新的歷史高度——人與機電一體化和諧發展的新領域而邁進。

 2人機一體化機電系統的組成

總的來說人機一體化機電系統由機械部分、動力部分、感測部分、驅動部分、執行部分、控制及資訊處理部分等幾大基本部分組成。

(1)機械本體部分。機械本體就像人體的身軀骨架,它是系統所有功能元素的機械支援結構,包括機身、框架、機械連線等。

(2)動力部分。動力部分與人體內臟產生能量去維持生命運動一樣,為系統提供能量和動力功能,驅動執行機構,使系統按照控制要求正常執行。

(3)感測部分。感測部分就像人的眼、鼻、耳、口等感覺器官,將系統執行中所需要的本身和外界環境的各種引數及狀態進行檢測,變成可識別的訊號,傳輸到資訊處理單元,經過分析、處理後產生相應的控制資訊。其功能一般由專門的感測器和儀器儀表完成。

(4)驅動部分。驅動部分就像人體的肌、肋、腱接受大腦指揮驅動四肢運動一樣,在控制資訊作用下,驅動執行機構完成各種動作和功能。

(5)執行部分。執行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項工作任務一樣,根據控制資訊和指令,完成各種動作和功能。執行機構是運動部件,一般採用機械、電磁、電液等機構。

(6)控制及資訊處理部分。控制及資訊處理部分猶如人的大腦指揮和控制全身運動並能記憶、思考和判斷問題一樣,將來自各感測器的檢測資訊集中、儲存、分析、加工,並根據資訊處理的結果,按照一定的程式和節奏發出相應的指令控制整個系統有目的的執行。它一般由計算機、可程式序控制器、數控裝置以及邏輯電路、A/D與D/A轉換、I/O(輸入輸出)介面和計算機外部裝置等組成。

 3問題的提出與解決

3.1人與機電一體化誰為核心

工業革命導致大量傳統機電裝置的出現,形成了第二產業和現代文明,極大地改變了人類的生產和生活方式。人類利用機器一方面大大提高了勞動生產率和生活水平,另一方面由於人和機器共處出現了一系列問題。人要使用和操縱機器,首先要學習、瞭解和掌握機器,就是說人要去適應機器,要對機器友好,一句話,這時的設計是以機器為中心的。這種型別的機器有三個缺點:一是難於使用;二是人和機器要保持一定距離,人不能隨便接觸機器,否則容易發生危險,不是機毀,就是人傷;三是人和機器之間一般不能進行對話。為了改變這種狀況,最根本的就是要以人為中心設計機器,因此提出了與人友好的機器,建立和諧的人機環境這一概念。為此,人們努力而且還在盡最大努力使機器能更好地為人類服務。而進入資訊時代之後,這個問題就更加迫切了。

3.2機電一體化技術的可能性分析

計算機的出現首先為進行人機對話提供了可能性,人工智慧的進展又使機器能對人的各種要求和干預做出反應並加以適應。機電一體化系統的`誕生則使機器與人友好從理想逐漸成為現實。眾所周知,機電一體化系統追求機器與電子技術、計算機技術等的有機融合。由於有計算機,它能與人進行各種層次的對話。它具有不同程度的智慧,有必要的感測器和靈活的執行機構,因此機電一體化系統有可能適應人的要求,做到與人友好。

3.3人機關係

人和機器可以處於三種不同的關係之中。

(1)機器是人的操作物件。在大多數時候,機器都是作為人的操作物件而存在的。各種進行生產活動的機器、從事科學實驗的儀器、各種辦公裝置、交通工具、家用電器等都是需要人去操作的。作為機器操作者的人這時統稱之為使用者。

(2)人和機器互為操作物件。醫療裝置是用來為病人診斷和治療疾病用的,這時病人就成了機器的操作物件;與此同時,醫生則是醫療裝置的操做著,所以醫療裝置具有雙重屬性,即對人操作有被醫生操作。

(3)人機共處協同工作。在很多情況下,都是人機共處協同工作的。例如人們駕駛飛機或汽車赴某一目的地,就是人機協同完成任務。工人用機床製作機器零件,開動收割機收割農產品,人們利用計算機列印檔案等,既是人操作機器,

 結語

當然,機電一體化的發展不是孤立的,與機電一體化相關的技術還有很多,並隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。但由人所控制的機電一體化科學終將是以人為本,為人服務,未來社會的發展也是朝著人與自然,人與社會和平共處的大趨勢下發展前進。

參考文獻

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