一、機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能構(gòu)成
機(jī)電一體化產(chǎn)品一般需具備五種內(nèi)部功能:主功能、動(dòng)力功能、計(jì)測(cè)功能、控制功能和構(gòu)造功能,每一種內(nèi)部功能又由產(chǎn)品中具體的功能部件加以實(shí)現(xiàn)。
二、機(jī)電一體化基本結(jié)構(gòu)要素
機(jī)電一體化產(chǎn)品由以下五個(gè)基本要素構(gòu)成:
1.機(jī)械本體:包括機(jī)身、框架、機(jī)械聯(lián)接等在內(nèi)的產(chǎn)品支持結(jié)構(gòu),屬于基礎(chǔ)部分,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的構(gòu)造功能。
2.動(dòng)力源:向系統(tǒng)提供能量,并將輸入的能量轉(zhuǎn)換成需要的形式,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力功能。
3.檢測(cè)與傳感裝置:包括各種傳感器及其信號(hào)檢測(cè)電路,用于對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)的內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè),提供運(yùn)行控制所需的各種信息,實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)功能。
4.控制與信息處理裝置:根據(jù)產(chǎn)品的功能和性能要求以及傳感器的反饋信息,進(jìn)行處理、運(yùn)算和決策,對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行施以相應(yīng)的控制,實(shí)現(xiàn)控制功能。
5.執(zhí)行機(jī)構(gòu):包括機(jī)械傳動(dòng)與操作機(jī)構(gòu),在控制信息作用下完成要求的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。
機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)基本組成要素之間并非彼此無(wú)關(guān)或簡(jiǎn)單拼湊、疊加在一起,工作中它們各司其職,互相補(bǔ)充、互相協(xié)調(diào),共同完成所規(guī)定的目的功能,即在機(jī)械本體的支持下,由傳感器檢測(cè)產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)及環(huán)境變化,將信息反饋給控制及信息處理裝置,控制及信息處理裝置對(duì)各種信息進(jìn)行處理,并按要求控制動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。在結(jié)構(gòu)上,各組成要素通過(guò)各種接口及相關(guān)軟件有機(jī)地結(jié)合在一起,構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部合理匹配、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。
進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量以計(jì)算機(jī)為工具,充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、仿真分析、模擬設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。
機(jī)電一體化設(shè)計(jì)同樣也要遵循產(chǎn)品的一般性設(shè)計(jì)原則,即在保證產(chǎn)品目的功能、性能和使用壽命的前提下,盡量降低成本。這就意味著,機(jī)電一體化設(shè)計(jì)并不是盲目追求“高、精、尖”,而是在充分分析用戶要求的基礎(chǔ)上,努力以最新的技術(shù)手段、最廉價(jià)的材料或元器件、最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、最低的消耗,向用戶提供最滿意的產(chǎn)品。
產(chǎn)品功能的多少或強(qiáng)弱,往往與其復(fù)雜程度和功能成本直接相關(guān)。在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各功能的利用率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,優(yōu)先滿足利用率最高的功能要求,然后再在成本允許的條件下考慮其它功能要求。
產(chǎn)品的操作性能與其功能的多少也有直接關(guān)系。一般來(lái)講,功能越多、越齊全,操作就越復(fù)雜,操作性能就越差,也越容易引起操作者的不滿。因此在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意通過(guò)軟件來(lái)改善產(chǎn)品的操作性能,使機(jī)電一體化產(chǎn)品在向多功能化方向發(fā)展的同時(shí),也向智能化和“傻瓜化”方向發(fā)展。