四、机电一体化系统的组成
由五个部分(要素)组成:
1.机械装置:一般作为系统的支承、连接部分或用于实现某种运动的机构,如机架、导轨、工作台、机械手等 骨架和四肢
2.驱动装置:驱动机械装置运动的部分,通常是种类电机、电磁铁、液压马达等元件 肌肉
3.动力装置:为执行装置提供能源的部分,又称为动力源,包括电源、液压源、气压源 内脏和血液
4.传感检测装置:对系统本身和外界环境的一些状态及参数进行测量,并提供所能识别的信号(一般为电信号),主要是各类传感器,例如:位移传感器、压力传感器、温度传感器等 感官
5.信息处理装置:将系统外部输入的命令和来自传感器的信息进行处理,并根据处理的结果进行相应的控制,又称为控制子系统,是机电一体化系统中的灵魂部分,智能要素。例如:计算机、单片机、PLC等 大脑和神经
不同环节之间进行着能量转换、运动传递、信息交换与处理,并最终连接成一个有机整体,在控制单元的作用下有序的工作。
典型的机电一体系统——机器人
1.机械装置:机器人的手臂、手指、手臂的连接部分和机座。
2.驱动装置:驱动机械手臂、手指运动的电机、电磁铁等。
3.动力源:驱动电机的电源、驱动液压系统的液压源。
4.传感检测装置:检测旋转角度和摆动角度的旋转编码器、测速度用的测速电机。
5.控制单元:计算机控制器,根据来自编码器和测速电机的信号,判断机械手的当前状态,并可根据控制指令移动或工作。
五、机电一体化系统特征
1.信息特征——嵌入化、分布化。得益于微电子技术发展和现场总线技术的发展
2.动力特征——智能化、分散化。得益于电机技术和电力电子技术的发展
3.结构特征——模块化、标准化。得益于控制系统微型化和动力系统分散化。
六、机电一体化的意义
1.功能增强——动力系统的分散带来了更多自由度驱动,而信息技术的发展对自由度的控制意味着能实现更复杂的动作。
2.性能提高——传动链缩短,刚度提高,同时简化的结构也带来了精度的提高。
3.改善操纵性——计算机技术的发展带来了更友好的人机界面。
4.可靠性提高——结构简单、传动链短、传感器多和信息处理能力强意味着运行监控能力的增强

