浅谈机电一体化机械系统的设计要点以及未来发展

摘 要：机电一体化机械系统是利用计算机完成机械设计与研究的过程。它对传统机电行业的改革和创新有很大的前景。由于机械系统是一个系统，是由各种机电元件组成的，所以每一部分都要精细，相互协调，达到高效科学的体系。

关键词：机电一体化；设计要点；发展

随着计算机技术的不断发展和信息产业的不断扩大，机电一体化机械系统的设计和研究也需要借助电子技术的进一步发展。与传统机电产品相比，机电一体化产品的出现将极大地改变机械系统的设计和研究。机电一体化机械系统是机电一体化的重要组成部分。它是传统机电行业的改革和创新，具有广阔的发展前景。因此重点研究机电一体化机械系统的相关概念、机电一体化机械系统的设计原则、设计步骤，并进行性能分析和改进措施是有必要的。

1 机电一体化系统

机电一体化系统是由多个信息处理系统组成的，由于系统中有许多分支，因此信息处理和响应速度非常快。机电一体化的大核心技术主要有以下这些：一是机械技术，是机电一体化的基础，其关键技术是如何适应机电一体化技术，更新使用高新技术的概念、实现结构，改变材料性能，满足减小重量、缩小体积、提高精度和提高刚度及改善性能的要求。二是机械与信息技术，是信息交换、存取、操作、判断与决策、人工智能技术等属于计算机信息处理技术。三是系统技术，在相关技术应用组织的整体概念，从整体目标和系统的角度出发，共分为多个功能单元的连接，接口技术是其中一个重要方面，是有机连接保证系统各部分的畅通实现。四是自动控制技术，其范围很广，在控制理论，指导系统设计、系统仿真、设计、调试、控制技术，如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正补偿与检索。其次是传感器检测技术，系统的感官，是自动控制和自动调节的关键环节。使其机电一体化功能更强大，成为自动化程序高的系统。最后是驱动技术，包括电气、气动、液压等多种伺服系统的传输，对电气信号转换成机械运动装置和部件，对系统的动态性能，控制质量和功能有着决定性的影响[1]。

2 机电一体化机械系统的设计要点

2.1 性能设计

机电产品最重要的特点和设计的基本原则是高精度。只有机电产品满足设计要求的精度，才能更好地发挥自身在生产上的优势。如果机电一体化的机械系统不够准确，就会导致机电产品的不合格。机电产品的零部件尺寸是否达到标准尺寸是判断机电一体化产品是否准确的重要标准。智能化机电产品和快速响应是机电一体化系统的主要功能，它可以处理突发事件和减少反应时间，甚至临时修改设计内容，因为机电一体化机械系统各部分是独立工作的，所以由于子系统对整个系统不能无故障运行。从系统收到信息指令的那一刻起，智能系统就以非常快的速度与机器的不同部分进行通信和工作。机械系统的稳定性可以有效提高其使用寿命和效率。稳定性好、性能参数高的产品能使用的更久，故而保证稳定性很重要。作为一个子系统的机械系统非常庞大，因此为了保证系统的稳定性，减少机械振动的频率和摩擦系数，反复确认零件尺寸的选择，向着小型化和轻量化方向发展是较好选择[2]。

2.2 部件设计

机械系统的性能分析是动态特性和静态特性的总和。用数学模型和数学表达式反映机械系统的性能。设计系统各部件的运动参数、关系和结构，确定零件的精度、材料和结构。选择其他部件，原配置等，都是机械系统性能的一部分。这些机械系统的性能决定了机械产品的功能质量参数。产品具有良好的机械性能，使用寿命长，产品质量好，灵敏度高，机械耐磨性好，可长期使用的话，会减少很多不必要的麻烦。

动力元件是传统机械系统的重要组成部分，机械系统的机电元件由计算机信息网络协调控制，为各种机械传动部件提供动力和支撑。主要部件包括机电设备，发电机可以提供动力，随着科学技术的发展，机电一体化的机械系统的零部件将更加智能化、自动化，不需要浪费人力资源。驱动元件作为机电系统中的导体。它将计算机的命令信号转换成可以由机器读取的语言，并引导它们进行进一步的工作。驱动元件由两部分组成：变速器和转矩和速度转换器。传动精度高，体积小，重量轻，噪音低，能满足机械系统的伺服性能。它是一种非常稳定的传输元件[3]。

3 机电一体化机械系统未来发展

设计机电一体化活性提高，随着时代的进步和发展，学习机械国外先进生产技术的有机结合，在“机械”与“电子”，进一步自动化，减少人力资源的浪费，实现经济效益的最大化。因此，设计师的人才和设计理念将极大地影响机电一体化的设计和应用。为了实现经济效益的最大化，最根本的是增加支出，无论是科研经费还是后期维修资金。从表面上看，机电一体化的实现过程需要巨大的资金和各种先进技术，但一旦实现机电一体化的机械系统，节省人力、财富是不可测量的。

机电一体化技术发展的核心是微电子技术、电力电子技术的研究和开发应用，特别是微型计算机和微处理器的应用显得尤为重要。机电产品监控的优点是操作方便、控制方便、反馈及时、处理方便，便于安全生产和日常维护，延长机电设备的使用寿命。机电产品的监控在一定程度上决定了其灵活性和自主性。另一方面，机电一体化的灵活性也表现在形式和风格的灵活性上。

柔性制造系统使机电一体化产品变得更加人性化、个性化，人们与产品之间的交流与沟通成为时代的潮流。近年来，集成化、智能化的传感器系统以高性能和提高处理器速度和计算机为嵌入式智能控制方案创造了条件，有力地推动了机电产品向智能化方向的集成。机电一体化的不断发展在某种程度上是其安全性和可靠性的發展。而绿色是时代的潮流，在机电产品安全有效生产的基础上，良好的产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废整个绿色加工周期已成为必然趋势。

4 结语

无论是现在还是将来，机械自动化将成为行业发展的大趋势，智能机将成为行业的最终选择，应用机电一体化研究基础的基本步骤，提出了加大资金投入和设计理念和提高机电一体化系统中的应用设计的改进措施，希望能为机械行业的发展提供建议。

参考文献：

[1]尤惠媛，李武兴.机电一体化的应用现状与发展趋势[J].太原科技，2007（09）.

[2]宗望远，王巧华.浅论现代机械系统设计[J].装备维修技术，2002（03）.

[3]马玉哲.机电一体化技术发展的现状与展望[J].黑龙江科技信息，2011（21）.

作者简介：陈克勤（1976），男，汉族，江苏常州人，本科，初级，研究方向：机械设计制造及其自动化。

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