1 单元一 机电一体化概述 1 . 1 . 1 机电一体化的定义 “机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。”“机电一体化”是将机械技术、微电子技术、信息技术等多门技术学科在系统工程的基础上相互渗透、有机结合而形成和发展起来的一门新的边缘技术学科。 1 . 1 . 3 机电一体化的内容 机电一体化包含了技术和产品两方面的内容,首先是指机电一体化技术,其次是指机电一体化产品。 1 . 1 . 4 机电一体化的特点 机电一体化产品的显著特点是多功能、高效率、高智能、高可靠性,同时又具有轻、薄、细、小、巧的优点,其目的是不断满足人们生产生活的多样性和省时、省力、方便的需求。 1 . 2 机电一体化系统的基本组成 1 . 2 . 1 机电一体化系统的功能组成 传统的机械产品主要是解决物质流和能量流的问题,而机电一体化产品除了解决物质流和能量流以外,还要解决信息流的问题。机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质、能量与信息(即所谓工业三大要素)按照要求进行处理,输出具有所需特性的物质、能量与信息。 机电一体化系统的主功能包括变换(加工、处理)、传递(移动、输送)、储存(保持、积蓄、记录)三个目的功能。主功能也称为执行功能,是系统的主要特征部分,完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。机电一体化系统还应具备动力功能、检测功能、控制功能、构造功能等其他功能。 加工机是以物料搬运、加工为主,输入物质(原料、毛坯等)、能量(电能、液能、气能等)和信息(操作及控制指令等),经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质的系统(或产品)。 动力机,其中输出机械能的为原动机,是以能量转换为主,输入能量(或物质)和信息,输出不同能量(或物质)的系统(或产品)。 信息机是以信息处理为主,输入信息和能量,主要输出某种信息(如数据、图像、文字、声音等)的系统(或产品)。 1 . 2 . 2 机电一体化系统的构成要素 机电一体化系统一般由机械本体、传感检测、执行机构、控制及信息处理、动力系统等五部分组成,各部分之间通过接口相联系。 1 .机械本体 机械本体包括机械结构装置和机械传动装置。机械结构是机电一体化系统的机体,用于支撑和连接其他要素,并把这些要素合理地结合起来,形成有机的整体。 2 .动力部分 动力部分是按照系统控制要求,为系统提供能量和动力,去驱动执行机构...