機(jī)電一體化畢業(yè)論文---機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p>　　題目: 機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　姓 名 ： </p><p>　　指導(dǎo)老師 ： </p><p>　　專 業(yè) ： 機(jī)電一體化</p><p>　　班 級(jí) ： 機(jī)電09x<

2、;/p><p>　　學(xué) 號(hào) ： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同科學(xué)的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理

3、體系發(fā)生了巨大變化，同時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器中也廣泛滲透，使機(jī)電一體化技術(shù)與我們的生活息息相關(guān)，密不可分。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化 應(yīng)用 發(fā)展</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器中發(fā)展歷程4</p><p>　　1.1、光機(jī)電

4、一體化4</p><p>　　1.2、自律分配系統(tǒng)化5</p><p>　　1.3全息系統(tǒng)化——智能化5</p><p>　　1.4、生物—軟件化—仿生物系統(tǒng)化5</p><p>　　1.5、微型機(jī)電化——微型化5</p><p>　　二、 機(jī)電一體化的主要在家電領(lǐng)域的應(yīng)用5</p><

5、p>　　2.1 組成要素與四大原則6</p><p>　　2.2家電在機(jī)電一體化上的應(yīng)用7</p><p>　　2.3柔性制造系統(tǒng)(FMS)8</p><p>　　2.4 工業(yè)機(jī)器人在家電領(lǐng)域應(yīng)用的設(shè)想8</p><p><b>　　3.1智能化11</b></p><p><

6、;b>　　3.2模塊化12</b></p><p><b>　　3.3網(wǎng)絡(luò)化12</b></p><p><b>　　3.4微型化12</b></p><p>　　3.5．綠色化。12</p><p>　　3.6．系統(tǒng)化13</p><p>　　四

7、、我國(guó)“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)及任務(wù)與其相應(yīng)的對(duì)策13</p><p><b>　　4.1形勢(shì)13</b></p><p><b>　　4.2任務(wù)13</b></p><p><b>　　4.3對(duì)策14</b></p><p>　　4.3.1加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

8、14</p><p>　　4.3.2強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用14</p><p>　　4.3.3優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度14</p><p>　　4.3.4突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”14</p><p><b>　　結(jié)束語15</b></p><p><b>　　參考

9、文獻(xiàn)15</b></p><p>　　機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器中發(fā)展歷程</p><p><b>　　光機(jī)電一體化 </b></p><p>　　光機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互交叉與融合，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：光機(jī)電一體化產(chǎn)品是集光學(xué)、機(jī)械、微

10、電子、自動(dòng)控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；光機(jī)電一體化技術(shù)是指其技術(shù)原理和使光機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)，使用和發(fā)展的技術(shù)。</p><p>　　光機(jī)電一體化技術(shù)是由光學(xué)，光電子學(xué)，電子信息和機(jī)械制造及其他相關(guān)技術(shù)交叉與融合構(gòu)成的綜合性高新技術(shù)是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。它豐富和拓寬了光機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵和外延。</p><p>　　一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是

11、由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。同時(shí)由于光機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得一些家用電器在人們生活中友了更好的發(fā)展前景，，并且更好的改進(jìn)了人們的生活，如傳感器、紅外線等的使用使得家電領(lǐng)域更加的擴(kuò)大化更加廣泛的豐富了人們的生活環(huán)境和生活質(zhì)量。</p&g

12、t;<p>　　1.2、自律分配系統(tǒng)化</p><p>　　自律分配系統(tǒng)化——柔性化。未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的冗余度，有較強(qiáng)的柔性，能更好的地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成自律分配系統(tǒng)。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的自律性，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同的反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給的信息，在總的前提下，具體行動(dòng)是可以改變

13、的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。</p><p>　　1.3全息系統(tǒng)化——智能化</p><p>　　今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品全息特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的從上到下的形勢(shì)而為復(fù)雜、有較多的冗余度雙向聯(lián)系。</p><

14、;p>　　1.4、生物—軟件化—仿生物系統(tǒng)化</p><p>　　今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于靜態(tài)時(shí)的不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻使穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物。當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便死亡而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使用這些新型機(jī)體具有活的生命還有待遇深入研究。這

15、一研究領(lǐng)域稱為生物——或生物系統(tǒng)，而生物的特點(diǎn)是硬件（肌體）——軟件（大腦）一體，不可分割?？磥恚瑱C(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨勢(shì)，但還是有一段漫長(zhǎng)的路要走。</p><p>　　1.5、微型機(jī)電化——微型化</p><p>　　目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電

16、子完全可以融合，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。</p><p>　　二、 機(jī)電一體化的主要在家電領(lǐng)域的應(yīng)用</p><p>　　2.1 組成要素與四大原則</p><p><b>　　1.五大組成要素</b></p><p>　　一個(gè)

17、機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、職能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。機(jī)械本體（結(jié)構(gòu)組成要素）是系統(tǒng)的所有功能要素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，一般包括有機(jī)身、框架、支撐、聯(lián)接等。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分（動(dòng)力組成要素）依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以使系統(tǒng)正常運(yùn)行。測(cè)試傳感部分（感知組成要素）對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行 機(jī)電一體化</p><p>　　所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢

18、測(cè)，并變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息?？刂萍靶畔⑻幚聿糠郑毮芙M成要素）將來之測(cè)試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。執(zhí)行機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)組成要素）<BR>根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動(dòng)作和功能。 　　機(jī)電一體化系統(tǒng)一般由機(jī)械本體、檢測(cè)傳感部分、電子控制單元、執(zhí)行器和

19、動(dòng)力源5個(gè)組成部分構(gòu)成。</p><p><b>　　2.四大原則</b></p><p>　　構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則?！〗涌隈詈希簝蓚€(gè)需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實(shí)現(xiàn)。而

20、兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號(hào)要在兩個(gè)環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準(zhǔn)確的交換、傳遞，必須遵循一致的時(shí)序、信號(hào)格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時(shí)就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進(jìn)行交換與傳遞。 　　能量轉(zhuǎn)換：　 　　兩個(gè)需要進(jìn)行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和交流，必須進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原

21、理。　 　　信息控制：在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲(chǔ)存、分析、運(yùn)算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對(duì)于智能化程度高 機(jī)電一體化</p><p>　　的信息控制系統(tǒng)還包含了知識(shí)獲得、推理機(jī)制以及自學(xué)習(xí)功能等知識(shí)驅(qū)動(dòng)功能?！?　　運(yùn)動(dòng)傳遞：運(yùn)動(dòng)傳遞使構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運(yùn)動(dòng)的變換與傳輸以及以運(yùn)動(dòng)控制為目的的優(yōu)化。 　　三、自動(dòng)化技術(shù)：

22、　 　　所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來代替人去完成各種測(cè)試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。</p><p>　　2.2家電在機(jī)電一體化上的應(yīng)用</p><p>　　機(jī)電一體化技術(shù)在家電中的應(yīng)用有很多實(shí)例，全自動(dòng)洗衣機(jī)，DVD機(jī)

23、，數(shù)字化的空調(diào)，電冰箱，電腦，電視機(jī)等等,幾乎所有數(shù)字化家電都涉及到機(jī)電一體化技術(shù)。</p><p>　　就用機(jī)電一體化技術(shù)在全自動(dòng)洗衣機(jī)上的應(yīng)用做例子來說,其原理是機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成

24、了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當(dāng)衣物被放進(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用運(yùn)動(dòng)緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水流與衣物便發(fā)生相對(duì)摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都

25、發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長(zhǎng)，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。 全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥</p><p>　　配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷：從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉

26、，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。 水位開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開關(guān)。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片

27、2、受壓而脹起，推動(dòng)頂桿3、運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)4、改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。 智能型模糊控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)還可以自動(dòng)判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。當(dāng)洗衣桶內(nèi)衣物的多少和質(zhì)地不同，而注入水使其達(dá)到相同的水位時(shí)，其總重量是不同的。利用這一點(diǎn)，通過對(duì)洗衣電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)后的慣性測(cè)量，可以判斷衣質(zhì)和衣量。方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一</p><p>　　這兩只雙向晶閘管永遠(yuǎn)只能夠有

28、一只處于導(dǎo)通狀態(tài)，假如該關(guān)斷的沒有可靠關(guān)斷，兩只同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)，而能夠聽到電動(dòng)機(jī)發(fā)出“嗡嗡”的聲響，時(shí)間長(zhǎng)了還有可能燒毀電動(dòng)機(jī)的繞組線圈</p><p>　　由以上可以看出來機(jī)電一體化在家用電器中的應(yīng)用是非常的廣泛的，并且機(jī)電一體化同時(shí)在各種機(jī)械以及電子等的領(lǐng)域都有廣泛的滲透。</p><p>　　2.3柔性制造系統(tǒng)(FMS)</p><p>　　

29、柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System)，英文縮寫為FMS。在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上，以多臺(tái)(種)數(shù)控機(jī)床或數(shù)組柔性制造單元為核心，通過自動(dòng)化物流系統(tǒng)將其聯(lián)接，統(tǒng)一由主控計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件進(jìn)行控制和管理，組成多品種變批量和混流方式生產(chǎn)的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展方向?qū)⑹牵?　?。ㄒ唬┘涌彀l(fā)展各種工藝

30、內(nèi)容的柔性制造單元和小型FMS。 　　因?yàn)镕MC的投資比FMS少得多而效果相仿，更適合于財(cái)力有限的中小型企業(yè)。多品種、大批量生產(chǎn)中應(yīng)用FML的發(fā)展趨勢(shì)是用價(jià)格低廉的專用數(shù)控機(jī)床代替通用的加工中心。 </p><p>　　（二）完善FMS的自動(dòng)化功能。FMS完成的作業(yè)內(nèi)容擴(kuò)大，由早期單純的機(jī)械加工型向焊接、裝配、檢驗(yàn)及鈑材加工乃至鑄鍛等綜合性領(lǐng)域發(fā)展，另外，F(xiàn)MS還要與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)(CAD/CA

31、M)相結(jié)合，向全盤自動(dòng)化工廠方向發(fā)展。</p><p>　　而且柔性系統(tǒng)在家電方面如全制動(dòng)洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱等等好多家用產(chǎn)品都加入了柔性系統(tǒng)，其中變頻空調(diào)在柔性系統(tǒng)中應(yīng)用更加廣泛，同時(shí)如：海爾、長(zhǎng)虹、TLC等一批優(yōu)秀的民族企業(yè)大量的在電器制造行業(yè)中應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)，使得其在家用電器行業(yè)有了突出的發(fā)展并一躍成為中國(guó)具有代表性的民營(yíng)企業(yè)。因此柔性制造在家用電器有更廣闊的發(fā)展空間。</p><p&g

32、t;　　2.4 工業(yè)機(jī)器人在家電領(lǐng)域應(yīng)用的設(shè)想</p><p>　　目前，工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車制造、機(jī)械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)。下面介紹幾種機(jī)器人的典型應(yīng)用。</p><p><b>　　1、汽車制造領(lǐng)域 </b></p><p>　　汽車制造生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊和噴漆工作量極大，且要求有較高的精度和質(zhì)量，由于采用傳

33、送帶流水作業(yè)，速度快，上下工序要求嚴(yán)格，所以采用焊接機(jī)器人和噴漆機(jī)器人作業(yè)可保證質(zhì)量和提高效率。圖1是一個(gè)噴漆機(jī)器人系統(tǒng)示意圖。噴漆機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)是采用空間軌跡運(yùn)動(dòng)控制方式。圖2是 一個(gè)焊接機(jī)器人系統(tǒng)的示意圖。焊接機(jī)器人還分成采用點(diǎn)位控制的點(diǎn)焊機(jī)器人和軌跡控制的焊接機(jī)器人兩種。</p><p>　　1－操作機(jī) 2－識(shí)別裝置 3－外起動(dòng) 4－噴漆工件 5－示教手把 6－噴槍 7－漆罐 8－外同步控制 9－生產(chǎn)線停線

34、控制 10－控制系統(tǒng) 11－遙控急停開關(guān) 12－油源 </p><p>　　圖1 噴漆工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1－總機(jī)座 2、6 軸旋轉(zhuǎn)換位器 3、4－控制裝置 5－工件夾具 6－工件 7－焊接電源 </p><p>　　圖2 弧焊工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng) </p><p><b>　　2、機(jī)械制造領(lǐng)域 </b>

35、</p><p>　　機(jī)械制造企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)采用搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)物料、工件和工具，裝配機(jī)器人完成設(shè)備的零件裝配，測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行在線或離線測(cè)量。</p><p>　　圖3 機(jī)器人用于零件裝配 </p><p>　　如圖3所示是兩臺(tái)機(jī)器人用于自動(dòng)裝配的情況，主機(jī)器人是一臺(tái)具有3個(gè)自由度，且?guī)в杏|覺傳感器的直角坐標(biāo)機(jī)器人，它抓取第1號(hào)零件，并完成裝配動(dòng)作，輔助機(jī)器人僅有

36、一個(gè)回轉(zhuǎn)自由度，它抓取第2號(hào)零件，1號(hào)和2號(hào)零件裝配完成后，再由主機(jī)械手完成與3號(hào)零件的裝配工作。 </p><p>　　1－CNC銑床 2－傳送帶 3－機(jī)器人 </p><p>　　4－CNC車床 5－料倉(cāng) 6－中央處理器</p><p>　　圖4 機(jī)器人上下料 </p><p>　　如圖4所示是一教學(xué)型FMS，由一臺(tái)CNC車床，一臺(tái)CNC

37、銑床，工件傳送帶，料倉(cāng)，兩臺(tái)關(guān)節(jié)型機(jī)器人和控制計(jì)算機(jī)組成。兩臺(tái)機(jī)器人在FMS中服務(wù)，一臺(tái)機(jī)器人服務(wù)于加工設(shè)備和傳送帶之</p><p>　　間，為車床和銑床裝卸工件；另一臺(tái)位于傳送帶和料倉(cāng)之間，負(fù)責(zé)上下料。在電路板生產(chǎn)流水線一般使用插裝機(jī)器人完成器件的查找、搬運(yùn)和裝配，如圖8-17e就是插裝機(jī)器人的典型結(jié)構(gòu)，它主要有搬運(yùn)器件的手臂的擺動(dòng)和抓取插裝過程的上下運(yùn)動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作。 </p><p>

38、　　因此我們可以大膽的去猜想，如果把機(jī)器人帶到與我們息息相關(guān)的家用電器中會(huì)有什么樣的變化，我想那樣我們的生活會(huì)更加的豐富多彩，同時(shí)，機(jī)器人可以幫我們做很多我們做不到而又想做的是使我們所想和所作都有了更好的發(fā)展空間，就比如現(xiàn)在的微波爐、電飯煲等一些家用電器方便了我們的生活一樣機(jī)器人同樣可以帶給我們更大的方便與想象空間，那樣人類的社會(huì)將會(huì)步入一個(gè)更加廣闊的機(jī)械文明社會(huì)。</p><p>　　三、機(jī)電一體化技術(shù)在家電領(lǐng)

39、域的發(fā)展前景</p><p>　　機(jī)電一體化向智能化方向邁進(jìn).20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，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；另一方面，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。同時(shí)，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

40、領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，而你且在家用電器領(lǐng)域也有了很大的進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 　　關(guān)注六個(gè)發(fā)展方向： 　　機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有： 　</p><p><b>　　3.1智能化</b></p><p

41、>　　智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。同時(shí)也是家用電器領(lǐng)域一個(gè)重要的發(fā)展目標(biāo)，人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。這樣不僅可以為我

42、們服務(wù)而且還可以代替我們做許多我們想做而又不敢做的事情。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。 　</p><p><b>　　3.2模塊化</b></p><p>　　模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。目前在機(jī)械行業(yè)都有了很大的涉及而在與我們息

43、息相關(guān)的家電領(lǐng)域也有了比較理想的滲透和創(chuàng)作理念，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這些都為我們?cè)诩矣秒娖餍袠I(yè)的發(fā)展提供了很好的參考。這樣，可使我們家用電器制造業(yè)的發(fā)展更加標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。顯然，從電器

44、產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)家用電器產(chǎn)品中機(jī)電一體化技術(shù)的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 </p><p><b>　　3.3網(wǎng)絡(luò)化</b></p><p>　　20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶

45、來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated applianc

46、e system，CIAS)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 　</p><p><b>　　3.4微型化</b></p><p>　　微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、

47、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。如果微型化在家用電器中友很大的推廣這將是人類歷史上具有劃時(shí)代意義的一次創(chuàng)舉。 </p><p><b>　　3.5．綠色化。</b></p><p&g

48、t;　　工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化家用電器產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化家用電器產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生

49、態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用，更好的為人類服務(wù)。 　　</p><p><b>　　3.6．系統(tǒng)化</b></p><p>　　系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的

50、關(guān)系。機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一是機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。</p><p>　　四、我國(guó)“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)及任務(wù)與其相應(yīng)的對(duì)策</p><p><b>　　4.1形勢(shì)</b></p>

51、<p>　　我國(guó)用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度我國(guó)用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。</p><p>　　我國(guó)用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我國(guó)的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這

52、里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮

53、血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。</p><p>　　另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。</p><p><b>　　4.2任務(wù)</b></p><p>　　我國(guó)在機(jī)電一體化方面

54、的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。</p><p>　　總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟我國(guó)機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。</p><p><b>　　4.3對(duì)策

55、</b></p><p>　　4.3.1加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃</p><p>　　目前，我國(guó)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，同時(shí)缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位

56、在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車！</p><p>　　4.3.2強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用</p><p>　　目前，我國(guó)“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國(guó)有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神

57、，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作…</p><p>　　4.3.3優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度</p&

58、gt;<p>　　優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國(guó)投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。</p><p>　　增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)

59、制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。</p><p>　　4.3.4突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”</p><p>　　機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、

60、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。</p><p>

61、<b>　　結(jié) 語</b></p><p>　　機(jī)電一體化的發(fā)展歷程見證了人類走向了高科技的時(shí)代，機(jī)電一體化化的發(fā)展趨勢(shì)見證了人類對(duì)于高智能化的向往。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的家用電器領(lǐng)域見證了人類生活水平質(zhì)的飛躍，同時(shí)家用電器在機(jī)電一體化技術(shù)中的體現(xiàn)越來越大，各個(gè)行業(yè)中與機(jī)電一體化的接觸越來越多因此機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器的發(fā)展中占有重要的地位，不可分割。</p><p&

62、gt;　　機(jī)電一體化不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。因此在走向高智能化的時(shí)代步伐下，機(jī)電一體化技術(shù)在家用電器領(lǐng)域的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)[M]．北京：科學(xué)出版社，2004；</p><p>　　[2

63、] 李運(yùn)華．機(jī)電控制[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，2003；</p><p>　　[3] 芮延年．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004；</p><p>　　[4] 王中杰，余章雄，柴天佑．智能控制綜述[J]．基礎(chǔ)自動(dòng)化，2006；</p><p>　　[5] 章浩，張西良，周士沖．機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2006； [6