機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)

在工程機(jī)械中的應(yīng)用授課人——高杰授課主要內(nèi)容：概述（工程機(jī)械、機(jī)電一體化、基本原理）機(jī)電一體化的發(fā)展過(guò)程機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用（汽車、工程機(jī)械）機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)探討如何學(xué)好工程機(jī)械相關(guān)專業(yè)課程工程機(jī)械：工程建設(shè)的施工機(jī)械的總稱，是裝備工業(yè)的重要組成部分。概括地說(shuō)，土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動(dòng)式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機(jī)械化施工工程所必需的機(jī)械裝備，稱為工程機(jī)械。用于建筑、水利、電力、道路、礦山、港口和國(guó)防等工程領(lǐng)域在世界各國(guó)，對(duì)這個(gè)行業(yè)的稱謂基本類同：美國(guó)和英國(guó)稱為建筑機(jī)械與設(shè)備；德國(guó)稱為建筑機(jī)械與裝置，俄羅斯稱為建筑與筑路機(jī)械，日本稱為建設(shè)機(jī)械。國(guó)家部分產(chǎn)品也稱為建設(shè)機(jī)械，而在行業(yè)內(nèi)根據(jù)國(guó)務(wù)院組建該行業(yè)批文時(shí)統(tǒng)稱為工程機(jī)械，延續(xù)到現(xiàn)在。各國(guó)對(duì)該行業(yè)劃定產(chǎn)品范圍大致相同，我國(guó)工程機(jī)械與其他各國(guó)比較還增加了鐵路線路工程機(jī)械、叉車與工業(yè)搬運(yùn)車輛、裝修機(jī)械、電梯、風(fēng)動(dòng)工具等行業(yè)?，F(xiàn)代高新技術(shù)（如微電子技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)、海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)、光纖通信技術(shù)及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)等）的發(fā)展需要具有智能化、自動(dòng)化和柔性化的機(jī)械設(shè)備,機(jī)電一體化正是在這種巨大的需求推動(dòng)下產(chǎn)生的新興技術(shù)。微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)使信息與智能、機(jī)械裝置與動(dòng)力設(shè)備有機(jī)結(jié)合,使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。（一）概述“機(jī)電一體化”一詞的英文是“Mechatronics”,是20世紀(jì)70年代初由日本首先提出的，它是取Mechanics（機(jī)械學(xué)）的前半部分和Electronics（電子學(xué)）的后半部分拼合而成的。國(guó)內(nèi)也稱為“機(jī)械電子學(xué)”。機(jī)電一體化：是由代表機(jī)械技術(shù)的機(jī)與代表電子技術(shù)的電結(jié)合而成的日式英語(yǔ)。從1972年開(kāi)始就在日本國(guó)內(nèi)使用?，F(xiàn)在，英語(yǔ)MechatMnics在國(guó)際上也被廣泛使用看，迄今為止，“機(jī)電一體化”一詞尚沒(méi)有統(tǒng)一的定義。一般認(rèn)為，機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最佳化的一門新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。機(jī)電一體化的意義在于，將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合在一起，在功能上并非單純地實(shí)現(xiàn)1+1＝2，而是1+1＝10，使其具有新的意義、新的功能。機(jī)械技術(shù)電子技術(shù)1+1＝2（結(jié)合）機(jī)械技術(shù)

反饋技術(shù)電子技術(shù)

1+1＝10(融合)機(jī)電一體化機(jī)械與電子機(jī)電一體化概念反饋控制（feedbackcontrol）是利用反饋信息進(jìn)行的控制。生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際工作表現(xiàn)由感應(yīng)系統(tǒng)或量度系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定，然后同所要求的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，如在差異，則由控制系統(tǒng)加以解釋，并由控制系統(tǒng)給操縱裝置下命令，操縱裝置則提供控制行動(dòng)，以便改正工作表現(xiàn)，消除異差。這是最簡(jiǎn)單的反饋制模式。機(jī)械控制的基礎(chǔ)是反饋控制。所謂反饋控制：通過(guò)反饋，將被控制量與目標(biāo)值相比較，利用其偏差進(jìn)行控制并最后減?。ɑ蛳?偏差的過(guò)程。目標(biāo)值（輸入）100Km/hr反饋b70Km/h調(diào)節(jié)器（大腦）比較、判斷操作信號(hào)再加大油門（原因）Z＝r－b增加汽油與空氣的噴射量傳感器（速度計(jì)）100Km/h（結(jié)果）操作器（腿）操作量y控制對(duì)象（車）被控制量（速度）c現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及不同學(xué)科技術(shù)應(yīng)用的相互吸收與滲透，大力促進(jìn)了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改革創(chuàng)新。在工程機(jī)械領(lǐng)域，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)向機(jī)械工業(yè)的滲透，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)逐步由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”發(fā)展階段?！肮こ虣C(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)”是引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置、電子技術(shù)及軟件結(jié)合起來(lái)的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程機(jī)械在工程建設(shè)中替代人類的體力勞動(dòng)，并將進(jìn)一步的拓展為人的四肢的功能?，F(xiàn)代化的工程機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了智能思考、電子信息傳輸及實(shí)際操作為一體，大大提高了工作效率。新型的工程機(jī)械在生產(chǎn)效率、工作質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保、自動(dòng)化系統(tǒng)等方面是傳統(tǒng)的工程機(jī)械無(wú)法達(dá)到的，并且正在進(jìn)一步的想著智能機(jī)器人的方向發(fā)展。隨著建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，建筑工程的施工工藝將會(huì)有翻天覆地的變化，對(duì)工程機(jī)械的要求也將更高。液壓挖掘機(jī)既是工程中最常用的機(jī)械，又是最典型的仿生機(jī)器：大力士獨(dú)臂機(jī)器人！人挖掘機(jī)上身上車部分下肢下車部分腰身回轉(zhuǎn)支承腿腳行走四輪一帶鞋子履帶板大腦下肢鞋子上身挖掘機(jī)的擬人化比喻人體上肢VS

挖掘機(jī)工作裝置人挖掘機(jī)手指斗齒手掌鏟斗小胳膊斗桿（小臂）大胳膊動(dòng)臂（大臂）肌肉油缸、馬達(dá)上臂肌肉前臂肌肉手掌手指現(xiàn)代工程機(jī)械的形象描述：現(xiàn)代工程機(jī)械是有頭腦、有感覺(jué)、全身布滿神經(jīng)、有血液、有手足骨骼或肌肉的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電液一體化技術(shù)－工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)在空間開(kāi)發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用美33年前發(fā)射的宇宙飛船已飛220億公里將離開(kāi)太陽(yáng)系海洋開(kāi)發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用2010年8月26日宣布，中國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的國(guó)家863計(jì)劃重大專項(xiàng)“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器，最大下潛深度達(dá)3759米世界最大的輪斗式挖掘機(jī)德國(guó)krupp公司（克虜伯）制造，制造費(fèi)1億美元；高95米，長(zhǎng)215米，重量達(dá)到了4.5萬(wàn)噸；最小的挖掘機(jī)：進(jìn)入人體血管的醫(yī)用挖掘機(jī)（研究階段）。雙臂式液壓挖掘機(jī)盾構(gòu)機(jī)由于機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展具有巨大的推動(dòng)力,因此世界各國(guó)均將其作為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。機(jī)電一體化技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用從一般的數(shù)控機(jī)床、加工中心和機(jī)械手發(fā)展到智能機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、無(wú)人生產(chǎn)車間和將設(shè)計(jì)、制造、銷售、管理集于一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）。CAD（二維、三維）→CAPP→CAE→CAT→CAM動(dòng)態(tài)仿真、快速成型（RPM

）、逆向工程技術(shù)、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x管理系統(tǒng)（PDM、ERP）（二）機(jī)電一體化發(fā)展概況（1）20世紀(jì)60年代前為第一階段，“萌芽階段”工程師們自覺(jué)或者不自覺(jué)地把機(jī)械產(chǎn)品和電子技術(shù)相結(jié)合，以提高機(jī)械產(chǎn)品的性能。但是由于電子技術(shù)的發(fā)展相對(duì)落后，使得機(jī)械與電子的結(jié)合還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。（2）70－80年代為第二階段，“蓬勃發(fā)展階段”

計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)（3C技術(shù)）的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：①、mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；②、機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③、各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。（3）90年代后期為第三階段，“智能化階段”

光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，寫下了“機(jī)電一體化”歷史的第一頁(yè)。微電子技術(shù)為“機(jī)電一體化”帶來(lái)勃勃生機(jī)?！翱删幊绦蚩刂破鳌?、“電力電子”等的發(fā)展為“機(jī)電一體化”提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使“機(jī)電一體化”躍上新臺(tái)階。機(jī)電一體化一般包含機(jī)電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))和機(jī)電一體化技術(shù)兩層含義。典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))有：（三）機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用汽車智能化儀器儀表CAD／CAM系統(tǒng)等。數(shù)控機(jī)床機(jī)器人工程機(jī)械（1）數(shù)控機(jī)床數(shù)字控制機(jī)床的簡(jiǎn)稱，裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。能邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作進(jìn)行零件的加工。數(shù)控銑床數(shù)控車床（2）機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。既可接受人類指揮，又可運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。（3）汽車EFI系統(tǒng)自動(dòng)變速箱安全氣囊ABS系統(tǒng)自動(dòng)巡航系統(tǒng)利用各種傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種狀態(tài)，經(jīng)電腦的判斷、計(jì)算，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下，均能獲得合適濃度的可燃混合氣。電子燃油噴射（EFI）系統(tǒng)汽車自動(dòng)變速器發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。為了發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置，來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度。自動(dòng)變速器：能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。液力自動(dòng)變速器(AT)機(jī)械無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)電控機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT)雙離合器變速器（DSG）目前應(yīng)用最廣泛的是AT，AT幾乎成為自動(dòng)變速器的代名詞。汽車自動(dòng)變速器常見(jiàn)的有以下幾種型式：“防鎖死剎車系統(tǒng)”（“ABS”）一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS是常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進(jìn)型技術(shù)，可分機(jī)械式和電子式兩種?，F(xiàn)代汽車上大量安裝防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，ABS既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車輪鎖死；使汽車在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車上最先進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。ABS執(zhí)行器ABS執(zhí)行電腦（ECU）ABS警告燈后輪速度傳感器前輪速度傳感器汽車防抱死系統(tǒng)(ABS）汽車安全氣囊原理當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，汽車和障礙物之間的碰撞稱為一次碰撞，一次碰撞的結(jié)果導(dǎo)致汽車速度急劇下降；乘員和汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的碰撞稱之為二次碰撞；由于慣性的作用，當(dāng)汽車急劇降速時(shí)，乘員要保持原來(lái)的速度向前運(yùn)動(dòng)，于是就發(fā)生了乘員和方向盤、儀表板、擋風(fēng)玻璃等之間的碰撞，從而造成了乘員的傷亡。安全氣囊的基本思想：在發(fā)生—次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘員和汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間打開(kāi)一個(gè)充滿氣體的袋子，使乘員撲在氣袋上，避免或減緩二次碰撞，從而達(dá)到保護(hù)乘員的目的。由于乘員和氣袋相碰時(shí)，因振蕩造成乘員傷害，所以一般在氣囊的背面開(kāi)兩個(gè)直徑25mm左右的圓孔。這樣，當(dāng)乘員和氣整相碰時(shí)，借助圓孔的放氣可減輕振蕩，放氣過(guò)程同時(shí)也是一個(gè)釋放能量的過(guò)程，因此可以很快地吸收乘員的動(dòng)能，有助于保護(hù)乘員。安全氣囊由傳感器、電控單元(ECU)、氣體發(fā)生器、氣囊、續(xù)流器等組成。傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度，并將感受到的信號(hào)傳送到控制器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理；當(dāng)它判斷有必要打開(kāi)氣囊時(shí)，立即發(fā)出信號(hào)觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器接收到點(diǎn)火信號(hào)后，迅速點(diǎn)火并產(chǎn)生大量氣體給氣囊充氣。如果不該點(diǎn)火而點(diǎn)火打開(kāi)氣囊稱為誤點(diǎn)火；如果應(yīng)該點(diǎn)火而沒(méi)有點(diǎn)火稱之為漏點(diǎn)火，如果點(diǎn)火太晚則稱之為遲點(diǎn)火。無(wú)論是誤點(diǎn)火、漏點(diǎn)火、還是遲點(diǎn)火都是不能允許的。汽車巡航控制系統(tǒng)（CCS）又稱巡航行駛裝置、速度控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等。作用：按司機(jī)所要求的速度閉合開(kāi)關(guān)之后，不用踩油門踏板就可以自動(dòng)地保持車速，使車輛以固定的速度行駛。采用這種裝置，在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行車時(shí)，司機(jī)就不用再去控制油門踏板，減輕了疲勞，同時(shí)減少了不必要的車速變化，可以節(jié)省燃料。①、柴油機(jī)的電子控制油門、電子調(diào)速器、噴油時(shí)刻②、挖掘機(jī)工作模式選擇（F模式，65%；S模式，85%；H模式，100%）EPOS（電子功率優(yōu)化）系統(tǒng)AutoIdle（自動(dòng)怠速）電子監(jiān)控（GPS）（3）工程機(jī)械③、瀝青混凝土攤鋪機(jī)行走控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)供料電控系統(tǒng)加熱電控系統(tǒng)攤鋪機(jī)控制臺(tái)攤鋪機(jī)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)原理調(diào)平控制器超聲波傳感器超聲波自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)激光掃描器發(fā)射出多束不可見(jiàn)的激光到路面上，再?gòu)穆访娣瓷浠貟呙杵?，掃描器?nèi)的電子裝置根據(jù)從發(fā)射到接收激光波所經(jīng)過(guò)的時(shí)間的改變，計(jì)算出激光波所運(yùn)行的距離變化，及時(shí)進(jìn)行熨平厚度的調(diào)整以保證攤鋪層的平整度。激光式自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)④、瀝青混凝土攪拌設(shè)備稱重計(jì)量系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)瀝青加熱控制系統(tǒng)⑤、振動(dòng)壓路機(jī)行走控制、自動(dòng)起振控制、密實(shí)度控制⑥、路面銑刨機(jī)行走控制、銑刨深度控制、金屬探測(cè)現(xiàn)代工程機(jī)械引入機(jī)電一體化技術(shù)，使機(jī)械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合；可以極大地提高了工程機(jī)械的各種性能，如動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性，操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機(jī)或微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及，電子控制技術(shù)已深入到工程機(jī)械的許多領(lǐng)域；機(jī)電一體化和智能化將是工程機(jī)械今后的發(fā)展方向。（1）工程機(jī)械電子監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診對(duì)工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控；工作中一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，能自動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位；從而改善駕駛員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使刷維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。（2）計(jì)算機(jī)管理及故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及整機(jī)智能化電液控制自動(dòng)換擋變速器、負(fù)荷傳感全功率控制、機(jī)電一體化控制、可編程控制與遙控以及無(wú)人操作等技術(shù)。根據(jù)不同作業(yè)模式選擇不同油門開(kāi)度和泵排量的分工況控制，比例控制技術(shù)和伺服控制技術(shù)也在高精度工程機(jī)械控制中得到了廣泛應(yīng)用。電子檢測(cè)系統(tǒng)可以密切的監(jiān)控機(jī)械設(shè)備各主要功能的變化情況，及時(shí)的判斷出故障發(fā)生的位置，以避免駕駛員的操作失誤，確保安全的作業(yè)。為了滿足危險(xiǎn)環(huán)境以及有毒環(huán)境中的施工作業(yè)，遙控?zé)o人駕駛的工程機(jī)械設(shè)備頗受市場(chǎng)的歡迎。無(wú)線遙控技術(shù)與衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械（推土、壓實(shí)機(jī)械）中，而利用這些機(jī)械來(lái)進(jìn)行垃圾場(chǎng)的推土、碾壓工作，其效果非常好。另外，日本研制出一種可以在懸崖小峭壁上工作的挖掘機(jī)，也是采用了遙控技術(shù)。遙控?zé)o人駕駛技術(shù)的應(yīng)用不但可以提高作業(yè)效率，還可以避免人員的身體收到傷害。（四）機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成執(zhí)行器控制信息電子控制單元?jiǎng)恿υ礄z測(cè)傳感部分機(jī)械本體參數(shù)變化信息驅(qū)動(dòng)力能量檢測(cè)參數(shù)（1）機(jī)械本體機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，起著支撐系統(tǒng)中其他功能單元、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的作用。（2）動(dòng)力源機(jī)電一體化產(chǎn)品的能量供應(yīng)部分，其作用是按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能。（3）傳感檢測(cè)單元對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。（4）控制與信息處理單元將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲(chǔ)存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。（5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制指令驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)。通常采用電力、氣壓和液壓驅(qū)動(dòng)等幾種方式。（6）驅(qū)動(dòng)單元在控制信息作用下，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。（7）接口將各組成單元或子系統(tǒng)連接成一有機(jī)的整體。接口包括：電氣接口：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間電信號(hào)的連接。機(jī)械接口：完成機(jī)械與機(jī)械部分、機(jī)械與電氣裝置部分的連接。人機(jī)接口：提供人與系統(tǒng)間的交互界面。機(jī)械技術(shù)傳感檢測(cè)技術(shù)信息處理技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù)機(jī)電一體化的共性關(guān)鍵技術(shù)（1）機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能；影響系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、重量、體積、剛性、可靠性等。（2）傳感檢測(cè)技術(shù)研究對(duì)象：傳感器及其信號(hào)檢測(cè)裝置；要求：能快速、精確地獲得信息并在相應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境中具有高可靠性。（3）信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策；實(shí)現(xiàn)信息處理的工具是計(jì)算機(jī),因此計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。（4）自動(dòng)控制技術(shù)軟件方面的技術(shù)；主要以控制理論為指導(dǎo)，對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、可靠運(yùn)行等進(jìn)行控制的技術(shù)。（5）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究對(duì)象：執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行元件種類：電動(dòng)、液壓、氣壓驅(qū)動(dòng)裝置：各種電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源電路（6）系統(tǒng)總體技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法，將系統(tǒng)各個(gè)功能模塊有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)的應(yīng)用技術(shù)。其重要內(nèi)容為接口技術(shù)。（五）機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化是機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的綜合應(yīng)用，其發(fā)展有賴于相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步。其發(fā)展趨勢(shì)：（1）智能化智能化是世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。人工智能可使機(jī)器具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，雖然機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能，但依賴高性能、高速的微處理器可使其具有低級(jí)智能或人的部分智能，從而達(dá)到更精確的控制目標(biāo)。（2）模塊化由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口