Мазмұнға өту

Мехатроника

Bilimger Media 3 мин оқу 533 оқылым
  1. Мехатроника

Мехатро́ника — область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.

  1. Цели, задачи и методы

Развитие мехатроники осуществляется на базе объединения сведений из ряда разнородных и обособленных областей: прецизионной механики, электротехники, микроэлектроники, информационных технологий, силовой электроники и других научно-технических дисциплин. Считается, что результат их совместного использования можно назвать «истинно мехатронным» только тогда, когда его компоненты образуют систему, обладающую принципиально новыми свойствами, которых не наблюдается у составляющих её частей.

Основной целью мехатроники, как научно-технической дисциплины, является разработка принципиально новых функциональных узлов, блоков и модулей, реализующих двигательные функции, которые используются как основа для подвижных интеллектуальных машин и систем. В связи с этим, предметом мехатроники становятся технологические процессы проектирования и выпуска систем и машин, способных реализовать требуемый двигательный функционал. Методология, используемая в рамках мехатроники, опирается на взаимную интеграцию технологий, структурных элементов, информационных и энергетических процессов из целого перечня естественно-научных и инженерных направлений (информатики, точной механики, микроэлектроники, автоматического управления и т. п.), которые обладают различной физической природой и, все вместе, закладывают в основе мехатроники её междисциплинарную сущность. Таким образом, стремясь к системному подходу мехатроника воплощает в себе преодоление клaссического научного принципа декомпозиции.

  1. О термине

Начиная c 1930-х годов в некоторых зарубежных странах (см. департамент Drive Technology фирмы Siemens) и СССР для названия систем обеспечения требуемых движений посредством электричества применяется термин электрический привод (сокращенно электропривод).

С развитием электрических приводов и возможностей их применения в индустриально-производственных и транспортных системах, стала очевидна необходимость полной интеграции составляющих элементов электропривода: механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения для наиболее полного использования возможностей электропривода и обеспечения им прецизионного движения.

Так как наиболее полное развитие данные тенденции получили в Японии, а с термином «электрический привод» как самостоятельной технической системой там знакомы не были, для описания данных систем в Японии был введен термин «мехатроника». Непосредственным автором является японец Тецуро Мори (Tetsuro Mori), старший инженер компании Yaskawa Electric, а сам термин появился в 1969 году.

Термин состоит из двух частей — «меха-», от слова механика, и «-троника», от слова электроника. Сначала данный термин был торговой маркой (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака.

Из Японии мехатроника распространилась по всему миру.

Сейчас под мехатроникой понимают системы электропривода с исполнительными органами относительно небольшой мощности, обеспечивающие прецизионные движения и имеющие развитую систему управления. Сам термин «мехатроника» используется, прежде всего, для отделения от общепромышленных систем электропривода и подчеркивания особых требований к мехатронным системам. Именно в таком смысле мехатроника как область техники известна в мире.

Связанные понятия

Мехатронный модуль — это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и т. д. компоненты.

Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров, ПК или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры АЦП, интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает её надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов, может считаться мехатронной.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как электромагнитные подвесы, заменяющие обычные подшипниковые узлы. Такие подвесы дороги и сложны, применяются редко. Одной из областей применения электромагнитных подвесов являются турбины, перекачивающие газ по трубопроводам. Обычные подшипники здесь плохи тем, что в смазку проникают газы — она теряет свои свойства.

Материал пайдалы болды ма? Бөлісіңіз

WhatsApp

Осы материал бойынша

AI Көмекші 30 секундта дайындайды — жауап кілті мен PDF бірге.

Автор

Bilimger Media

Осы тақырыптағы материалдар

Информатика

Информатика – болашаққа апарар цифрлық көпір

С.Сейфуллин атындағы №4 мектеп-лицейінің информатика пәні мұғалімі Аннотация Бұл мақалада қазіргі білім беру жүйесіндегі информатика пәнінің рөлі мен маңызы жан-жақты қарастырылады. Информатика сабағының оқушылардың…

Мусаева Мария Алтинбековна 63 оқылым 2 мин
Информатика

Киберқауіпсіздік негіздері: мектеп оқушыларына арналған интерактивті нұсқаулық

Түркістан Облысы, Түркістан қаласы №4 С.Сейфуллин атындағы мектеп-лицей Информатика пәнінің мұғалімі Қазақша аннотация Бұл ғылыми жоба мектеп оқушыларына арналған «Киберқауіпсіздік негіздері» тақырыбында интерактивті…

Маханбетова Жансая Изетуллақызы 187 оқылым 9 мин
Информатика

Информатика сабағында жасанды интеллект құралдарын қолдану: авторлық тәжірибе

“Шалқар орта мектебі “ КММ Информатика пәні мұғалімі Қазіргі таңда білім беру саласында цифрлық технологиялардың рөлі артып, мұғалімнің кәсіби қызметінде жаңа тәсілдерді қолдану қажеттілігі туындап отыр. Өзімнің…

Нурекенова Дариха Сарсеновна 161 оқылым 1 мин
Информатика

Цифрлық құралдармен бiлiмгерлердiң уақытын ұйымдастыру

“Қ. Байсейітов атындағы саз колледжі” Информатика мұғалімі Аңдатпа Бұл мақалада цифрлық құралдардың бiлiмгерлердiң уақытын тиiмдi ұйымдастырудағы рөлi қарастырылады. Цифрландыру дәуiрiнде бiлiм алушылар үшiн уақытты…

Кенжебаева Айдана Болатканкызы 51 оқылым 5 мин