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机电一体化产品概念设计分析

当今社会已经进入自动化时代,很多产品设计都利用智能化、自动化代替传统的人工或者单纯的机器。机电一体化技术是将机械技术、电子工程技术、微电子技术、信息技术、传感技术、接口技术以及信号变换技术等通过有机结合,并且应用到实际中的综合性技术。现代化的自动生产设备几乎都要用到机电一体化设备。由于机电一体化技术在现代社会中发展生产的重要作用,研究机电一体化与产品概念设计就成了必然趋势。

1机电一体化基本理论概述

机电一体化产品就是通过对多种技术的有机结合实现机械自动化、智能化生产的设备,机械技术是机电一体化产品的基础。实现一体化要着眼于如何让机械技术与机电一体化技术相适应,利用其优势优化其性能,提高精确度和准确度。机电一体化生产主要有模型阶段、测试阶段和原型阶段,系统一般由机械主体、监测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源五个部分构成。机电一体化要素包括结构组成要素、动力组成要素、感知组成要素、职能组成要素。五大组成要素内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。

2机电一体化产品概念设计的理论研究现状与展望

2.1机电一体化产品概念设计的研究现状。国际上研究机电一体化产品概念设计的中心在欧洲,德国研究领域涉及到机电一体化控制系统相关的设计方面;法国研究为机电一体化多个学科的模型构建数据库,把机电一体化的基本组成存入数据库中,利用数据库信息为设计人员提供模型单元。另外美国开发Saber软件,可以支持智能化概念设计软件,目前只能作为仿真软件,并不能够产生设计方案。目前,我国的一些研究机构,比如中国科技大学、浙江大学等仍然存在着机电一体化产品概念设计学科方面的研究缺失。上世纪末,上海交通大学进行了系统分析的研究,采用Simulink仿真软件构建面向功能模块的方法,作为机电一体化产品的表达平台。2.2国内研究机电一体化产品概念设计的改进策略2.2.1重视人才培养,不断提高技术人员综合素质。机电一体化产品的设计离不开技术人员的技术贡献,培养一批综合素质强的技术人才是保证机电一体化产品研发和改善的重要保障。对于技术人员的选拔和使用,建议择优录取,实践考核,培训加强。在新人才的培养和老技术人员的技术提升方面一定要有清晰的计划,保证技术人员的重组和研发进度的顺利。2.2.2实施可持续发展战略。可持续发展是任何一个行业或者产品都应该值得注意的,我们在生产的同时一定要注意环境的保护,高效利用利用资源,减少资源浪费和环境污染。2.2.3扩大市场,增加竞争力。市场的竞争力是促进机电一体化发展的动力,在当前激烈的竞争环境之下,全球已经共同认识到机电一体化在未来发展的重要性,在竞争力的驱逐之下,有助于机电一体化产品向更好的方向发展,为社会发展创造更多的价值。2.3发展展望。关于未来机电一体化的发展主要有六个值得关注的方向,分别是智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化和系统化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的主要方向,因此,人工智能在研究机电一体化技术中变得日益重要,机器人控制数控机床的智能化应用不但可以减少劳动力,降低生产成本,而且能够提高生产质量与效率。因此研究高性能、高速的微处理器使机电一体化产品富有人工智能,是社会发展的需要。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研究机电一体化技术模块化就成为一件非常重要的事。机电一体化实现模块化管理可以使企业扩大生产规模,有效加速新产品的设计与研发,促进生产标准机电一体化和企业机电一体化的规模化发展。进入20世纪90年代以来,计算机技术最突出的成就就是网络科技,网络的发展有利于企业竞争全球化,而完成机电一体化过程必须依靠网络的远程控制和监视技术才能实现。远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。电子设备的大小决定了其占用的空间和使用的方便性,为了机电一体化的普及和应用,就要求以后的机电一体化向微型机器和微观领域发展,几何尺寸不超过1cm3的微型机电一体化产品是以后发展的趋势。在工业高度发展的今天,人们除了利用机电一体化创造高能的价值以外,最不可忽视的就是环境问题,研发符合环境保护规定和不损害人类健康的机电一体化产品,是时代发展的需要,也是我们最关切的,只有绿色高效的机电一体化产品才能在当今社会拥有长久生存的空间。系统化的表现之一是系统结构进一步采用开放式和模式化总线机构,表现之二是通用性功能大大加强,最高境界就是人机一体化。

3结语

总而言之,机电一体化产品在未来拥有极大的发展空间,我国要大力加强机电一体化产品的研发和应用,为未来产业发展提供技术基础。相信在不久的未来,机电一体化一定能促进中国工业走向巅峰,引起世界瞩目。

【参考文献】

[1]程志刚,李瑞琴,董亚峰,等.机电一体化产品概念设计理论现状与展望[J].中北大学学报(自然科学版),2006(01):18-22.

[2]季振勤.简述机电一体化产品概念设计理论现状与展望[J].科技视界,2014(18):74+215.

作者:刘贵宾 单位:北方工业学校

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