机械电子学第一章概论

1、1.4 1.4 机电一体化产品分类机电一体化产品分类1.9 1.9 怎样正确应用机电一体化技术（了解）怎样正确应用机电一体化技术（了解）1.10 1.10 正确应用机电一体化技术的评判标准（了解）正确应用机电一体化技术的评判标准（了解） 由于日本人用日语汉字由于日本人用日语汉字機電一體化機電一體化来表示这个来表示这个组合词，因此在中文中常把这个组合词译为机电组合词，因此在中文中常把这个组合词译为机电一体化（也称为机械电子工程一体化（也称为机械电子工程学）学）机电一体化信息科学机械学电子学n“Mechatronics” is a term coined by the Japanese to de

2、scribe the integration of mechanical and electronic engineering. The concept may seem to be anything but new, since we can all look around us and see a myriad of products that utilize both mechanical and electronic disciplines.教学目的：教学目的： 建立概念什么是机电一体化；建立概念什么是机电一体化； 开阔眼界机电一体化技术是怎样应用的；开阔眼界机电一体化技术是怎样应用的

3、； 掌握思想方法机电一体化技术应该怎样掌握思想方法机电一体化技术应该怎样应用。应用。1、市场对产品的需求、市场对产品的需求1）某些产品的功能开发受到制约）某些产品的功能开发受到制约2）缩短产品研制周期，提高产品质量缩短产品研制周期，提高产品质量3）针对多品种、中小批量产品的生产针对多品种、中小批量产品的生产2、科学技术发展的必然结果、科学技术发展的必然结果一、机电一体化产品的功能构成一、机电一体化产品的功能构成二、机电一体化基本结构要素二、机电一体化基本结构要素二、机电一体化基本结构要素二、机电一体化基本结构要素n机电一体化技术的应用对象主要为机电一体化技术的应用对象主要为机电一体机电一体化产

4、品化产品和和机电一体化（制造）系统机电一体化（制造）系统。 机电一体化产品是指采用机械装置、电机电一体化产品是指采用机械装置、电子装置或计算机等组合而成的产品，其主要子装置或计算机等组合而成的产品，其主要目的是提高产品性能、增加产品的功能、减目的是提高产品性能、增加产品的功能、减小产品的外形尺寸。小产品的外形尺寸。1.4 机电一体化产品分类机电一体化产品分类 典型的机电一体化产品有典型的机电一体化产品有数控机床、数控机床、机器人、电子化的照相机、电子手表、电机器人、电子化的照相机、电子手表、电子化的洗衣机、变频式空调、微电脑控制子化的洗衣机、变频式空调、微电脑控制的电冰箱、摄像机、录像机、按键

5、式电话的电冰箱、摄像机、录像机、按键式电话机、传真机、复印机、磁盘驱动器、打印机、传真机、复印机、磁盘驱动器、打印机、绘图机机、绘图机等。由以上列举的机电一体化等。由以上列举的机电一体化产品可以看出，产品可以看出，许多家用电器和办公设备许多家用电器和办公设备都属于机电一体化产品。都属于机电一体化产品。机电一体化（制造）系统机电一体化（制造）系统 There had never been any master plan on how the integration would be done. In the past, it had been done on a case-by-case bas

6、is.( Hunt V. Daniel, Mechatronics: Japans newest threat )中新网12月29日电 日本共同社报道，日本一个研究小组27日宣布，该小组已经成功研制出一种直径仅1.5毫米，长9.4毫米用金属玻璃制成的带有减速器的微型马达。 这一成就刷新了由瑞士制造商开发的塑料马达所创造的最小直径记录(1.9毫米)。该马达可望在医疗器材的小型化等方面发挥作用。由于其超小型机身上还配有齿轮，因而还能用于小型照相机的变焦机能。日本研制出世界上最小的钟表齿轮日本研制出世界上最小的钟表齿轮 新华网新华网2月月17日专电日专电:日本信州大学教授远藤守日本信州大学教授远藤守

7、信和三家企业合作，研制成功世界上最小尺寸的钟表信和三家企业合作，研制成功世界上最小尺寸的钟表用齿轮，直径仅有用齿轮，直径仅有0.2毫米。毫米。 据日本据日本日刊工业新闻日刊工业新闻日前报道，这一齿轮是日前报道，这一齿轮是使用直径为使用直径为80纳米到纳米到100纳米的碳纤维纳米的碳纤维(VGCF)和和树脂树脂(尼龙尼龙12)混合而成的复合材料制作的，共有混合而成的复合材料制作的，共有6个个轮齿，直径轮齿，直径0.2毫米，在实验中，它能够与其它齿轮毫米，在实验中，它能够与其它齿轮组合起来，驱动秒针走动。组合起来，驱动秒针走动。 与现有的材料相比，这种含有碳纳米材料的复合与现有的材料相比，这种含有

8、碳纳米材料的复合材料不仅节省加工时间，降低制造成本，而且耐磨性材料不仅节省加工时间，降低制造成本，而且耐磨性提高了提高了10倍，防止带电和热传导等性能也良好倍，防止带电和热传导等性能也良好 。1.9 1.9 怎样正确应用机电一体化技术怎样正确应用机电一体化技术 机电一体化是一门不同于传统技术的新技术，因而从技术、机电一体化是一门不同于传统技术的新技术，因而从技术、思想方法、思想观念、知识结构等方面都有别于其它技术。思想方法、思想观念、知识结构等方面都有别于其它技术。 一、技术上趋向更多学科交叉一、技术上趋向更多学科交叉 首先，机电一体化技术应该与生产工艺相结合。首先，机电一体化技术应该与生产工

9、艺相结合。 其次，机电一体化技术应该与管理科学相结合其次，机电一体化技术应该与管理科学相结合 客观地说，只要适应市场需要和技术发展需要，机电一体化客观地说，只要适应市场需要和技术发展需要，机电一体化技术扩展到更多学科的交叉和结合是合理的。技术扩展到更多学科的交叉和结合是合理的。 二、思想方法上注重整体性二、思想方法上注重整体性 所谓整体性是一种系统思想，整体性主张人们不要把一个系所谓整体性是一种系统思想，整体性主张人们不要把一个系统分解成许多孤立的部分，然后把这些部分机械地相加。统分解成许多孤立的部分，然后把这些部分机械地相加。 整体性要求把系统作为有机整体来考察，从整体与部分、部整体性要求把

10、系统作为有机整体来考察，从整体与部分、部分与部分之间相互依赖、相互结合、相互制约的关系中揭示系统分与部分之间相互依赖、相互结合、相互制约的关系中揭示系统的特征和运动规律。的特征和运动规律。 三、思想观念要更新三、思想观念要更新 1 1实用性第一实用性第一 机电一体化技术本身是一项实用技术，在应用中主要以其应机电一体化技术本身是一项实用技术，在应用中主要以其应用效果为评判的依据，而不过多地强调理论的系统性和高深程度。用效果为评判的依据，而不过多地强调理论的系统性和高深程度。 2 2拿来主义拿来主义 机电一体化技术的一个特点是本身基本没有基础理论，主要机电一体化技术的一个特点是本身基本没有基础理论

11、，主要通过合理运用其它学科成熟的理论、技术或元器件，组成新的产通过合理运用其它学科成熟的理论、技术或元器件，组成新的产品或制造系统。品或制造系统。 3 3信息化概念信息化概念 机电一体化技术是在系统理论基础上建立起来的应用学科。机电一体化技术是在系统理论基础上建立起来的应用学科。 系统理论解决问题时，把任何通讯系统和控制系统看作一个系统理论解决问题时，把任何通讯系统和控制系统看作一个信息的传输、加工处理系统，认为正是由于系统内部存在的信息信息的传输、加工处理系统，认为正是由于系统内部存在的信息流才使系统维持正常的、有目的性的运动，进而把任何实践活动流才使系统维持正常的、有目的性的运动，进而把任

12、何实践活动简化为三股流：人流、物流、信息流。其中信息流起着支配的作简化为三股流：人流、物流、信息流。其中信息流起着支配的作用，它调节着人流和物流的数量、方向、速度、目标，驾驭人和用，它调节着人流和物流的数量、方向、速度、目标，驾驭人和物作有目的、有规则的运动。物作有目的、有规则的运动。 4 4服务意识服务意识 在从事机电一体化技术的工作中，始终要树立用户第一的为在从事机电一体化技术的工作中，始终要树立用户第一的为用户服务的意识，为用户提供最好的产品和最好的服务。用户服务的意识，为用户提供最好的产品和最好的服务。 在为用户服务的过程中：在为用户服务的过程中： 从技术开发的角度考虑怎样为用户提供最

13、好的产品和服务；从技术开发的角度考虑怎样为用户提供最好的产品和服务； 提倡换位思考，即要从用户的角度考虑问题，确定什么才提倡换位思考，即要从用户的角度考虑问题，确定什么才是用户真正需要的产品和服务。是用户真正需要的产品和服务。 Give the customer what he wants, not what you think he wants. 5 5市场决定一切市场决定一切 机电一体化产品和制造系统的使用效果如何，最终取决于在机电一体化产品和制造系统的使用效果如何，最终取决于在市场中的地位和处境。市场中的地位和处境。 但市场也不是一成不变的，市场实际上包括成熟市场和潜在但市场也不是一成不

14、变的，市场实际上包括成熟市场和潜在市场：市场： 成熟市场要尽可能多占市场份额；成熟市场要尽可能多占市场份额； 潜在市场则需要进行培育，即引导消费者认识和接受新产品。潜在市场则需要进行培育，即引导消费者认识和接受新产品。 四、知识结构要广度与深度结合四、知识结构要广度与深度结合 毫无疑问，从事机电一体化技术的人员必须具有较宽的专业毫无疑问，从事机电一体化技术的人员必须具有较宽的专业知识面。知识面。 但是，如果没有在某一技术方面从事较深入研究工作的经历，但是，如果没有在某一技术方面从事较深入研究工作的经历，他对工程技术的规律和研究开发工作的特点很难有深刻认识和理他对工程技术的规律和研究开发工作的特

15、点很难有深刻认识和理解，对研究开发工作的困难估计不足，对出现的复杂情况不能妥解，对研究开发工作的困难估计不足，对出现的复杂情况不能妥善处理。善处理。 在在研究开发工作中，触类旁通的效果不可低估。研究开发工作中，触类旁通的效果不可低估。 因此，要提倡知识结构要广度和深度结合。因此，要提倡知识结构要广度和深度结合。 五、要防止三种倾向五、要防止三种倾向 1.1.重计算机，轻工艺技术重计算机，轻工艺技术 2.2.重软件，轻硬件重软件，轻硬件 3.3.重技能技巧，轻思想方法重技能技巧，轻思想方法1.10 1.10 正确应用机电一体化技术的评判标准正确应用机电一体化技术的评判标准 从原则上讲，是否正确应用机电一体化技术，首先要看生产从原则上讲，是否正确应用机电一体化技术，首先要看生产的产品或系统在市场上是否受到顾客的欢迎。这是最具有说服力的产品或系统在市场上是否受到顾客的欢迎。这是最具有说服力的最终结果。的最终结果。