Aplikimi i sistemeve mekatronike në pajisjet elektroshtëpiake. Pajisjet mekatronike të automobilave

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar ne http://www.allbest.ru/

Ministria e Arsimit të Lartë dhe të Mesëm Special të Republikës së Uzbekistanit

Instituti Teknologjik Inxhinierik Buhara

Punë e pavarur

Sistemet mekatronike për transportin rrugor

Planifikoni

Prezantimi

1. Qëllimi dhe deklarata e problemit

2. Ligjet e kontrollit (programeve) të ndërrimit të marsheve

3. Makinë moderne

4. Përparësitë e risisë

Bibliografi

Prezantimi

Mekatronika u ngrit si një shkencë komplekse nga bashkimi i pjesëve të veçanta të mekanikës dhe mikroelektronikës. Ajo mund të përkufizohet si një shkencë që merret me analizën dhe sintezën e sistemeve komplekse që përdorin pajisje kontrolli mekanike dhe elektronike në të njëjtën masë.

Të gjitha sistemet mekatronike të makinave ndahen në tre grupe kryesore sipas qëllimit të tyre funksional:

Sistemet e kontrollit të motorit;

Transmisioni dhe sistemet e kontrollit të shasisë;

Sistemet e kontrollit të pajisjeve të kabinës.

Sistemi i menaxhimit të motorit ndahet në sisteme të menaxhimit të motorëve me benzinë ​​dhe naftë. Nga dizajni, ato janë monofunksionale dhe komplekse.

Në sistemet monofunksionale, ECU dërgon sinjale vetëm në sistemin e injektimit. Injeksioni mund të kryhet vazhdimisht dhe me puls. Me një furnizim të vazhdueshëm të karburantit, sasia e tij ndryshon për shkak të një ndryshimi të presionit në linjën e karburantit, dhe me një puls, për shkak të kohëzgjatjes së pulsit dhe frekuencës së tij. Sot, automobilat janë një nga fushat më premtuese të aplikimit të sistemeve mekatronike. Nëse marrim parasysh industrinë e automobilave, futja e sistemeve të tilla do të na lejojë të arrijmë fleksibilitet të mjaftueshëm të prodhimit, të kapim më mirë tendencat e modës, të prezantojmë shpejt zhvillimet e avancuara të shkencëtarëve, stilistëve dhe në këtë mënyrë të marrim një cilësi të re për blerësit e makinave. Vetë makina, veçanërisht një makinë moderne, është një objekt i një shqyrtimi të ngushtë nga pikëpamja e projektimit. Përdorimi modern i një makine kërkon prej saj kërkesa të shtuara për sigurinë e drejtimit, për shkak të motorizimit gjithnjë në rritje të vendeve dhe shtrëngimit të standardeve për mirëdashësi mjedisore. Kjo është veçanërisht e vërtetë për megaqytetet. Përgjigja ndaj sfidave të sotme të urbanizmit është dizenjimi i sistemeve të gjurmimit celular që kontrollojnë dhe rregullojnë performancën e komponentëve dhe montimeve, duke arritur performancën optimale për sa i përket mirëdashjes mjedisore, sigurisë dhe komoditetit operacional të automjetit. Nevoja urgjente për të pajisur motorët e makinave me sisteme më komplekse dhe të shtrenjta të karburantit është kryesisht për shkak të paraqitjes së kërkesave gjithnjë e më të rrepta për përmbajtjen e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit, të cilat, për fat të keq, sapo kanë filluar të përpunohen.

Në sistemet komplekse, një njësi elektronike kontrollon disa nënsisteme: injektimi i karburantit, ndezja, koha e valvulave, vetëdiagnostikimi, etj. Sistemi elektronik i kontrollit të motorit me naftë kontrollon sasinë e karburantit të injektuar, momentin e fillimit të injektimit, rrymën e prizës së pishtarit. , etj. Në një sistem kontrolli elektronik të transmetimit, objekti i rregullimit është kryesisht një transmetim automatik. Bazuar në sinjalet nga sensorët e këndit të mbytjes dhe shpejtësinë e automjetit, ECU zgjedh raportin optimal të transmisionit, i cili përmirëson efikasitetin e karburantit dhe kontrollueshmërinë. Kontrolli i shasisë përfshin drejtimin, ndryshimet e trajektores dhe frenimin e automjetit. Ato veprojnë në sistemin e pezullimit, drejtimit dhe frenimit dhe ruajnë shpejtësinë e caktuar. Menaxhimi i pajisjeve të brendshme është krijuar për të rritur komoditetin dhe vlerën konsumatore të automjetit. Për këtë qëllim, një kondicioner, një panel instrumentesh elektronike, një sistem informacioni shumëfunksional, një busull, fenerë, një fshirëse me ndërprerje, një tregues të llambave të djegura, një pajisje për zbulimin e pengesave gjatë kthimit mbrapa, pajisje kundër vjedhjes, pajisje komunikimi, qendrore. Përdoren bravat e dyerve, ngritësit e xhamit, sediljet me pozicione të ndryshueshme, modaliteti i sigurisë, etj.

1. Deklarata e qëllimit dhe problemit

Rëndësia vendimtare që i takon sistemit elektronik në makinë na bën t'i kushtojmë vëmendje të shtuar problemeve që lidhen me mirëmbajtjen e tyre. Zgjidhja e këtyre problemeve është inkorporimi i funksioneve vetëdiagnostike në sistemin elektronik. Zbatimi i këtyre funksioneve bazohet në aftësitë e sistemeve elektronike të përdorura tashmë në automjet për monitorim të vazhdueshëm dhe zgjidhjen e problemeve me qëllim ruajtjen e këtij informacioni dhe diagnostifikimit. Vetë-diagnoza e sistemeve mekatronike të automjeteve. Zhvillimi i sistemeve elektronike të kontrollit për motorin dhe transmisionin ka çuar në një përmirësim të performancës së automjetit.

Bazuar në sinjalet nga sensorët, ECU gjeneron komanda për të kyçur dhe shkëputur tufën. Këto komanda i dërgohen valvulës solenoide, e cila kyçet dhe shkëput ngasjen e tufës. Dy valvola solenoide përdoren për ndërrimin e marsheve. Sistemi hidraulik vendos të katër pozicionet e marsheve (1, 2, 3 dhe tejkalimi) duke kombinuar gjendjet e hapur-mbylljes të dy valvulave. Gjatë ndërrimit të marsheve, tufa shkëputet, duke eliminuar kështu pasojat e ndryshimit të momentit që lidhet me ndërrimin e marsheve.

2.

Ligjet e kontrollit (programet) e ndërrimit të marsheve në një transmetim automatik, ato sigurojnë transmetimin optimal të energjisë së motorit në rrotat e automjetit, duke marrë parasysh karakteristikat e kërkuara të tërheqjes dhe shpejtësisë dhe ekonominë e karburantit. Në të njëjtën kohë, programet për arritjen e vetive optimale të shpejtësisë së tërheqjes dhe konsumit minimal të karburantit ndryshojnë nga njëri-tjetri, pasi arritja e njëkohshme e këtyre qëllimeve nuk është gjithmonë e mundur. Prandaj, në varësi të kushteve të drejtimit dhe dëshirave të shoferit, është e mundur të zgjidhni programin "ekonomi" për të reduktuar konsumin e karburantit, programin "fuqi" duke përdorur një çelës të veçantë. Cilat ishin parametrat e kompjuterit tuaj desktop pesë apo shtatë vjet më parë? Sot, blloqet e sistemit të fundit të shekullit të 20-të duket se janë një atavizëm dhe pretendojnë vetëm se janë një makinë shkrimi. Situata është e ngjashme me elektronikën e automobilave.

3. Makinë moderne

Një makinë moderne tani është e pamundur të imagjinohet pa njësi kompakte kontrolli dhe aktivizues - aktivizues. Pavarësisht disa skepticizmit, zbatimi i tyre po ecën me hapa të mëdhenj: nuk do të befasohemi më nga injektimi elektronik i karburantit, servo për pasqyra, çatitë e diellit dhe dritaret, timoni elektrik dhe sistemet argëtuese multimediale. Dhe si të mos kujtojmë se futja e elektronikës në makinë, në fakt, filloi nga organi më përgjegjës - frenat. Tani, në vitin 1970, zhvillimi i përbashkët i Bosch dhe Mercedes-Benz nën shkurtesën modeste ABS revolucionarizoi sigurinë aktive. Sistemi i frenimit kundër bllokimit jo vetëm që siguroi kontrollin e makinës me pedalin e shtypur "në dysheme", por gjithashtu nxiti krijimin e disa pajisjeve ngjitur - për shembull, sistemi i kontrollit të tërheqjes (TCS). Kjo ide u zbatua për herë të parë në vitin 1987 nga një nga zhvilluesit kryesorë të elektronikës në bord - kompania Bosch. Në thelb, kontrolli i tërheqjes është e kundërta e ABS: ky i fundit parandalon rrëshqitjen e rrotave gjatë frenimit dhe TCS kur përshpejton. Moduli elektronik monitoron tërheqjen e rrotave përmes disa sensorëve të shpejtësisë. Nëse shoferi "godit" mbi pedalin e gazit më fort se zakonisht, duke krijuar një kërcënim për rrëshqitje të rrotave, pajisja thjesht do ta "mbyt" motorin. "Oreksi" i dizajnit u rrit nga viti në vit. Vetëm pak vite më vonë, u krijua ESP, Programi Elektronik i Stabilitetit. Pajisja e makinës me sensorë për këndin e drejtimit, shpejtësinë e timonit dhe përshpejtimin anësor, frenat filluan të ndihmojnë shoferin në situatat më të vështira që krijohen. Duke frenuar një ose një tjetër rrotë, elektronika minimizon rrezikun e lëvizjes së makinës në kalimin me shpejtësi të lartë të kthesave të vështira. Faza tjetër: kompjuteri në bord u mësua të ngadalësonte ... 3 rrota në të njëjtën kohë. Në disa rrethana në rrugë, kjo është e vetmja mënyrë për të stabilizuar makinën, të cilën forcat centrifugale të lëvizjes do të përpiqen ta devijojnë nga një trajektore e sigurt. Por deri tani elektronikës i është besuar vetëm një funksion "mbikëqyrës". Shoferi vazhdoi të krijonte presion në makinën hidraulike me pedale. Tradita u thye nga SBC elektro-hidraulike (Sensotronic Brake Control), e cila është instaluar në mënyrë serike në disa modele Mercedes-Benz që nga viti 2006. Pjesa hidraulike e sistemit përfaqësohet nga një akumulator presioni, një cilindër frenimi kryesor dhe linja. Elektrike - pompë-pompë, duke krijuar një presion prej 140-160 atm. , sensorë presioni, shpejtësia e rrotave dhe udhëtimi i pedalit të frenave. Duke shtypur këtë të fundit, shoferi nuk lëviz shufrën e zakonshme të amplifikatorit të vakumit, por shtyp me këmbën e tij në "buton", duke i dhënë një sinjal kompjuterit, sikur kontrollon një lloj pajisjeje shtëpiake. I njëjti kompjuter llogarit presionin optimal për çdo qark dhe pompa, përmes valvulave të kontrollit, furnizon me lëng cilindrat e punës.

4. Avantazhet e risisë

Avantazhet e risisë- performanca, duke kombinuar funksionet e ABS dhe sistemit të stabilizimit në një pajisje. Ka edhe përfitime të tjera. Për shembull, nëse filloni papritmas pedalin e gazit, cilindrat e frenave do të ushqejnë jastëkët në disk në përgatitje për frenim emergjent. Sistemi madje është i lidhur me ... fshirëset e xhamit. Sipas intensitetit të punës së “fshirësve të xhamit”, kompjuteri arrin në përfundimin se po lëviz në shi. Reagimi është i shkurtër dhe i padukshëm që shoferi të prekë jastëkët në disqet e tharjes. Epo, nëse jeni "me fat" që ngecni në një bllokim trafiku në rritje, mos u shqetësoni: makina nuk do të rrokulliset kur shoferi lëviz këmbën nga frena në gaz. Më në fund, me një shpejtësi më të vogël se 15 km/orë, mund të aktivizohet i ashtuquajturi funksion i ngadalësimit të butë: kur të lëshohet gazi, makina do të ndalojë aq butësisht sa që shoferi të mos ndiejë as "kafshimin" përfundimtar. transmisioni i motorit të mikroelektronikës mekatronike

Po sikur elektronika të dështojë? Është në rregull: valvulat speciale do të hapen plotësisht dhe sistemi do të funksionojë si ai tradicional, megjithëse pa një përforcues vakum. Deri më tani, projektuesit nuk guxojnë të braktisin plotësisht frenat hidraulike, megjithëse kompanitë eminente tashmë po zhvillojnë sisteme "pa lëngje" me fuqi dhe kryesore. Për shembull, Delphi njoftoi zgjidhjen e shumicës së problemeve teknike që dukeshin të pafund deri vonë: u zhvilluan motorë elektrikë të fuqishëm - zëvendësimi i cilindrave të frenave dhe aktivizuesit elektrikë u bënë edhe më kompakt se ato hidraulikë.

Lista l përsëritjet

1. Butylin V.G., Ivanov V.G., Lepeshko I.I. et al. Analiza dhe perspektivat e zhvillimit të sistemeve të kontrollit të frenimit mekatronik të rrotave // ​​Mekatronikë. Mekanika. Automatizimi. Elektronikë. Shkenca Kompjuterike. - 2000. - Nr. 2. - S. 33 - 38.

2. Danov B.A., Titov E.I. Pajisjet elektronike të makinave të huaja: Sistemet e kontrollit të transmisionit, pezullimit dhe frenimit. - M .: Transporti, 1998 .-- 78 f.

3. Danov BA Sistemet elektronike të kontrollit të makinave të huaja. - M .: Linja e nxehtë - Telekom, 2002 .-- 224 f.

4. Shiga H., Mizutani S. Hyrje në elektronikën e automobilave: Per. nga japonezja. - M .: Mir, 1989 .-- 232 f.

Postuar në Allbest.ru

Dokumente të ngjashme

Njohja me veçoritë e diagnostikimit dhe mirëmbajtjes së sistemeve moderne elektronike dhe mikroprocesore të një makine. Analiza e kritereve kryesore për klasifikimin e komponentëve elektronikë të një makine. Karakteristikat e përgjithshme të sistemeve të kontrollit të motorit.

abstrakt, shtuar 09/10/2014


Konceptet e një sensor dhe pajisje sensor. Diagnostifikimi i sistemit elektronik të menaxhimit të motorit. Përshkrimi i parimit të funksionimit të sensorit të valvulës së mbytjes së një motori me djegie të brendshme. Përzgjedhja dhe arsyetimi i llojit të pajisjes, kërkimi i patentave.

punim afatshkurtër, shtuar 13.10.2014


Arkitektura e mikroprocesorëve dhe mikrokontrolluesve të makinave. Konvertuesit e pajisjeve analoge dhe diskrete. Sistemi elektronik i injektimit dhe ndezjes. Sistemi elektronik i furnizimit me karburant. Mbështetje informacioni për sistemet e kontrollit të motorit.

test, shtuar 17.04.2016


Studimi i pajisjes me katërkopter. Një përmbledhje e motorëve të valvulave dhe parimet e funksionimit të guvernatorëve elektronikë. Përshkrimi i bazave të kontrollit të motorit. Llogaritja e të gjitha forcave dhe momenteve të aplikuara në kuadrokopter. Formimi i lakut të kontrollit dhe stabilizimit.

punim afatshkurtër, shtuar 19.12.2015


Struktura e përgjithshme e makinës dhe qëllimi i pjesëve kryesore të saj. Cikli i punës së motorit, parametrat e funksionimit të tij dhe pajisja e mekanizmave dhe sistemeve. Transmetimi i energjisë, njësitë e shasisë dhe pezullimit, pajisjet elektrike, timoni, sistemi i frenave.

abstrakt, shtuar më 17.11.2009


Shfaqja e llojeve të reja të transportit. Pozicionet në sistemin e transportit të botës dhe Rusisë. Teknologjitë, logjistikën, koordinimin në aktivitetet e transportit rrugor. Strategjia e inovacionit të SHBA dhe Rusisë. Atraktiviteti investues i transportit rrugor.

abstrakt, shtuar 26.04.2009


Analiza e zhvillimit të transportit rrugor si një element i sistemit të transportit, vendi dhe roli i tij në ekonominë moderne të Rusisë. Karakteristikat teknike dhe ekonomike të automjeteve, karakteristikat e faktorëve kryesorë që përcaktojnë mënyrat e zhvillimit dhe vendosjes së tij.

test, shtuar 15.11.2010


Blloku i motorit NISSAN dhe mekanizmi i fiksimit. Mekanizmi i shpërndarjes së gazit, lubrifikimi, ftohja dhe sistemet e furnizimit me energji elektrike. Sistemi i integruar i menaxhimit të motorit. Nënsistemet e kontrollit të injektimit të karburantit dhe kohës së ndezjes.

test, shtuar 06/08/2009


Transporti dhe roli i tij në zhvillimin social dhe ekonomik të Federatës Ruse. Karakteristikat e sistemit të transportit të rajonit. Zhvillimi i programeve dhe masave për rregullimin e tij. Parimet dhe drejtimet e zhvillimit strategjik të transportit rrugor.

tezë, shtuar 03/08/2014


Ligji Federal "Për transportin e automjeteve në Federatën Ruse". Ligji Federal "Karta e Transportit Motorik të Federatës Ruse". Kushtet ligjore, organizative dhe ekonomike për funksionimin e transportit rrugor në Federatën Ruse.

Përparësitë e sistemeve dhe pajisjeve mekatronike (MS&D) Përparësitë kryesore të MS&D në krahasim me mjetet tradicionale të automatizimit përfshijnë si më poshtë. 1. Kosto relativisht e ulët për shkak të shkallës së lartë të integrimit, unifikimit dhe standardizimit të të gjithë elementëve dhe ndërfaqeve. 2. Cilësi e lartë e zbatimit të lëvizjeve komplekse dhe precize për shkak të përdorimit të metodave inteligjente të kontrollit. 1

3. Besueshmëri e lartë, qëndrueshmëri, imunitet ndaj zhurmës. 4. Kompaktësia konstruktive e moduleve (deri në miniaturizim në mikromakina). 5. Përmirësimi i peshës, madhësisë dhe karakteristikave dinamike të makinave për shkak të thjeshtimit të zinxhirëve kinematikë; 6. Mundësia e integrimit të moduleve funksionale në sisteme dhe komplekse komplekse mekatronike për detyra specifike të klientit. 2

Aplikimi i moduleve mekatronike (MM) dhe sistemeve mekatronike (MS) Sot MM dhe MS përdoren në fushat e mëposhtme. Ndërtimi i makinerisë dhe pajisjet për automatizimin e proceseve të prodhimit. Robotika (industriale dhe speciale). Aviacion, hapësirë ​​dhe pajisje ushtarake. Automobilistikë (për shembull, stabilizimi i automjeteve dhe sistemet automatike të parkimit). Mjete transporti jo tradicionale (e-biçikleta, karroca mallrash, karrige me rrota, etj.). 3

Pajisjet e zyrës (të tilla si fotokopjuese). Pajisjet kompjuterike (për shembull, printera, hard disk). Pajisje mjekësore (rehabilitimi, klinik, shërbim). Pajisjet shtëpiake (larëse, qepëse, pjatalarëse, etj.). Mikromakina (për mjekësi, bioteknologji, komunikim dhe telekomunikacion). Pajisjet dhe makinat e kontrollit dhe matjes; Pajisje foto dhe video. Simulatorë për trajnimin e pilotëve dhe operatorëve. Shfaqja është një industri. 4

Zhvillimi i mekatronikës Zhvillimi i shpejtë i mekatronikës në vitet '90 dhe tani, si drejtim i ri shkencor dhe teknik, i detyrohet 3 faktorëve kryesorë. 1) Tendencat e reja në zhvillimin industrial botëror. 2) Zhvillimi i bazave dhe metodologjisë themelore të mekatronikës (idetë themelore shkencore, zgjidhje thelbësisht të reja teknike dhe teknologjike); 3) Veprimtaria e specialistëve të fushave kërkimore dhe arsimore. 6

Kërkesat kryesore të tregut botëror në fushën e sistemeve mekatronike Nevoja për të prodhuar dhe servisuar pajisje në përputhje me sistemin ndërkombëtar të standardeve të cilësisë të formuluara në standardin ISO9000. Ndërkombëtarizimi i tregut të produkteve shkencore dhe teknike dhe, si rrjedhojë, nevoja për zbatimin aktiv në praktikë të formave dhe metodave të transferimit të inxhinierisë dhe teknologjisë ndërkombëtare. tetë

Rritja e rolit të ndërmarrjeve të vogla dhe të mesme prodhuese në ekonomi për shkak të aftësisë së tyre për t'iu përgjigjur shpejt dhe fleksibël kërkesave të tregut në ndryshim, Zhvillimi i shpejtë i sistemeve dhe teknologjive kompjuterike, telekomunikacionit (në vendet e EEC, deri në 60% të rritja e produktit agregat kombëtar sigurohet pikërisht nga këto industri). Një pasojë e drejtpërdrejtë e kësaj tendence është intelektualizimi i sistemeve mekanike të kontrollit të lëvizjes dhe funksioneve teknologjike të makinerive moderne. nëntë

Ndërmarrjet moderne që fillojnë zhvillimin e produkteve mekatronike duhet të zgjidhin detyrat kryesore të mëposhtme. 1. Integrimi strukturor i departamenteve të profileve mekanike, elektronike dhe informative në ekipet e unifikuara të projektimit dhe prodhimit. 2. Trajnimi i inxhinierëve dhe menaxherëve të orientuar drejt mekatronikës, të aftë për integrimin e sistemit dhe mbikëqyrjen e punës së specialistëve shumë të specializuar të kualifikimeve të ndryshme. 3. Integrimi i teknologjive të informacionit nga fusha të ndryshme shkencore dhe teknike - mekanikë, elektronikë, kontroll kompjuterik, në një vegël të vetme për mbështetjen kompjuterike të detyrave mekatronike. njëmbëdhjetë

Niveli i integrimit të elementeve përbërës është marrë si kriter kryesor klasifikimi në mekatronikë. Në përputhje me këtë veçori, MC-të mund të ndahen sipas niveleve ose brezave, nëse marrim parasysh paraqitjen e tyre në tregun e produkteve me intensitet shkencor në mënyrë kronologjike. 12

Gjenerata MM Elementi bazë i gjeneratës së parë Motori elektrik Modul-motor Motori me rrotullim të lartë Moduli i elementit punues motorik Modulet e lëvizjes mekatronike të gjeneratës së dytë (rrotullues dhe linear) Module mekatronike inteligjente të gjeneratës së tretë Element shtesë Konvertuesi i fuqisë Pajisja mekanike Elementi i punës Sensorët e reagimit Sensorët e informacionit Mikrokompjuter (kontrollues ) Diagrami i zhvillimit të moduleve të lëvizjes mekatronike 13

MM-të e nivelit të parë janë bashkimi i vetëm dy elementeve origjinale. Në vitin 1927, firma "Bauer" (Gjermani) zhvilloi një dizajn thelbësisht të ri që kombinon një motor elektrik dhe një kuti ingranazhi, i cili më vonë u përhap dhe u quajt motor-gearbox. Kështu, reduktuesi i motorit është një modul strukturor kompakt në të cilin kombinohen një motor elektrik dhe një konvertues-reduktues i lëvizjes. katërmbëdhjetë

MM-të e gjeneratës së dytë u shfaqën në vitet '80 në lidhje me zhvillimin e teknologjive të reja elektronike, të cilat bënë të mundur krijimin e sensorëve miniaturë dhe njësive elektronike për përpunimin e sinjalit. Kombinimi i moduleve të makinës me këta elementë çoi në shfaqjen e lëvizjes MM, në bazë të së cilës u krijuan makinat me fuqi të kontrolluar, në veçanti, makinat PR dhe CNC. 15

Një modul lëvizjeje është një produkt i pavarur funksionalisht dhe strukturor që përfshin pjesë mekanike dhe elektrike që mund të përdoren individualisht dhe në kombinime të ndryshme me module të tjera. Moduli i lëvizjes mekatronik - një modul lëvizjeje që përfshin gjithashtu një pjesë informacioni, e cila përfshin sensorë për qëllime të ndryshme. 16

Karakteristika kryesore që dallon modulin e lëvizjes nga makina e përgjithshme industriale është përdorimi i boshtit të motorit si një nga elementët e konvertuesit mekanik. Shembuj të moduleve të lëvizjes janë motori i marsheve, motori i rrotave, motori i daulleve, boshti elektrik, etj. 17

MM gjenerata e tretë. Zhvillimi i tyre është për shkak të paraqitjes në treg të mikroprocesorëve dhe kontrollorëve relativisht të lirë të bazuar në to. Si rezultat, u bë i mundur intelektualizimi i proceseve që ndodhin në MS, para së gjithash, proceset e kontrollit të lëvizjeve funksionale të makinave dhe asambleve. Një modul inteligjent mekatronik (IMM) është një modul mekatronik i lëvizjes që përfshin gjithashtu një pajisje kompjuterike të bazuar në mikroprocesor dhe një konvertues të energjisë. tetëmbëdhjetë

Pajisjet mekatronike të gjeneratës së 4-të janë mikrosistemet mekatronike dhe mikrorobotët matës dhe kontrollues të informacionit (për shembull, depërtimi i enëve në trup për të luftuar kancerin, aterosklerozën dhe për të operuar në organe dhe inde të dëmtuara). Bëhet fjalë për robotë për zbulimin dhe riparimin e defekteve brenda tubacioneve, reaktorëve bërthamorë, anijeve kozmike etj. 19

Në pajisjet mekatronike të gjeneratës së 5-të, mjetet tradicionale kompjuterike dhe softuerike për kontrollin numerik do të zëvendësohen me neurochips dhe neurokompjuterë të bazuar në parimet e trurit dhe të aftë për aktivitet të përshtatshëm në një mjedis në ndryshim. njëzet

Fushat e aplikimit të sistemeve mekatronike. Përparësitë kryesore të pajisjeve mekatronike në krahasim me automatizimin tradicional nënkupton: kosto relativisht të ulët për shkak të një shkalle të lartë integrimi, unifikimi dhe standardizimi të të gjithë elementëve dhe ndërfaqeve; cilësi e lartë e zbatimit të lëvizjeve komplekse dhe precize për shkak të përdorimit të metodave inteligjente të kontrollit; besueshmëri e lartë, qëndrueshmëri dhe imunitet ndaj zhurmës; Kompaktësia konstruktive e moduleve deri në miniaturë dhe mikromakina të përmirësuara ...

Nëse kjo punë nuk ju përshtatet në fund të faqes, ekziston një listë me vepra të ngjashme. Ju gjithashtu mund të përdorni butonin e kërkimit

Leksioni 4. Fushat e aplikimit të sistemeve mekatronike.

Përparësitë kryesore të pajisjeve mekatronike në krahasim me mjetet tradicionale të automatizimit përfshijnë:

Kosto relativisht e ulët për shkak të një shkalle të lartë integrimi, unifikimi dhe standardizimi të të gjithë elementëve dhe ndërfaqeve;

Cilësi e lartë e zbatimit të lëvizjeve komplekse dhe precize për shkak të përdorimit të metodave inteligjente të kontrollit;

Besueshmëri e lartë, qëndrueshmëri dhe imunitet ndaj zhurmës;

Kompaktësia konstruktive e moduleve (deri në miniaturë dhe mikromakina),

Përmirësimi i peshës, madhësisë dhe karakteristikave dinamike të makinave për shkak të thjeshtimit të zinxhirëve kinematikë;

Aftësia për të integruar module funksionale në sisteme dhe komplekse komplekse mekatronike për detyra specifike të klientit.

Vëllimi i prodhimit botëror të pajisjeve mekatronike po rritet çdo vit, duke mbuluar gjithnjë e më shumë zona të reja. Sot modulet dhe sistemet mekatronike përdoren gjerësisht në fushat e mëposhtme:

Makineri dhe pajisje për automatizimin e teknologjisë
proceset;

Robotikë (industriale dhe speciale);

aviacionin, hapësirën dhe pajisjet ushtarake;

industria e automobilave (p.sh. sistemet e frenimit kundër bllokimit,
stabilizimi i lëvizjes së automjetit dhe sistemet automatike të parkimit);

automjete jo tradicionale (e-biçikleta, mallra
karroca, rrotulla elektrike, karrige me rrota);

pajisje zyre (për shembull, fotokopjues dhe faks);

elementet e teknologjisë kompjuterike (për shembull, printera, plotter,
disketë);

pajisje mjekësore (rehabilitim, klinik, shërbim);

pajisje shtëpiake (larje, qepje, larjen e enëve dhe të tjera
makina);

mikromakina (për mjekësi, bioteknologji, komunikim dhe
telekomunikacioni);

pajisjet dhe makinat e kontrollit dhe matjes;

pajisje për foto dhe video;

simulatorë për trajnimin e pilotëve dhe operatorëve;

Industria e shfaqjes (sistemet e zërit dhe ndriçimit).

Sigurisht, kjo listë mund të zgjerohet.

Zhvillimi i shpejtë i mekatronikës në vitet '90 si një drejtim i ri shkencor dhe teknik është për shkak të tre faktorëve kryesorë:

Tendencat e reja në zhvillimin industrial botëror;

Zhvillimi i bazave dhe metodologjisë themelore të mekatronikës (bazë
ide shkencore, thelbësisht të reja teknike dhe teknologjike
Zgjidhjet);

veprimtaria e specialistëve në kërkimin shkencor dhe arsimor
sferat.

Faza aktuale në zhvillimin e inxhinierisë mekanike të automatizuar në vendin tonë po zhvillohet në realitete të reja ekonomike, kur shtrohet pyetja për qëndrueshmërinë teknologjike të vendit dhe konkurrencën e produkteve.

Trendet e mëposhtme mund të identifikohen në kërkesat kryesore të tregut botëror në zonën në shqyrtim:

nevoja për lirimin dhe shërbimin e pajisjeve në përputhje me
Sistemi ndërkombëtar i standardeve të cilësisë të formuluar në
standarde ISO 9000;

ndërkombëtarizimi i tregut të produkteve shkencore dhe teknike dhe si
rrjedhimisht nevoja për zbatimin aktiv të formave dhe metodave në praktikë
inxhinieri ndërkombëtare dhe transferimi i teknologjisë;

rritjen e rolit të ndërmarrjeve të vogla dhe të mesme prodhuese në
ekonominë për shkak të aftësisë së tyre për t'iu përgjigjur shpejt dhe fleksibël
ndaj kërkesave në ndryshim të tregut;

Zhvillimi i shpejtë i sistemeve dhe teknologjive kompjuterike, telekomunikacionit (në vendet e EEC në vitin 2000, 60% e
Produkti Kombëtar erdhi pikërisht për shkak të këtyre industrive);
pasojë e drejtpërdrejtë e kësaj tendence të përgjithshme është intelektualizimi
sistemet e kontrollit për lëvizjen mekanike dhe teknologjike
funksionet e makinerive moderne.

Duket e leverdishme të merret niveli i integrimit të elementeve përbërës si kriteri kryesor i klasifikimit në mekatronikë.Në përputhje me këtë veçori, sistemet mekatronike mund të ndahen sipas niveleve ose brezave, nëse marrim parasysh paraqitjen e tyre në tregun e produkteve të teknologjisë së lartë, historikisht, modulet mekatronike të nivelit të parë janë një kombinim i vetëm dy elementeve fillestare. Një shembull tipik i një moduli të gjeneratës së parë është një "motor me ingranazhe", ku një kuti ingranazhi mekanik dhe një motor i kontrolluar prodhohen si një njësi e vetme funksionale. Sistemet mekatronike të bazuara në këto module kanë gjetur aplikim të gjerë në krijimin e mjeteve të ndryshme të automatizimit kompleks të prodhimit (transportues, transportues, tavolina rrotulluese, manipulatorë ndihmës).

Modulet mekatronike të nivelit të dytë u shfaqën në vitet '80 në lidhje me zhvillimin e teknologjive të reja elektronike, të cilat bënë të mundur krijimin e sensorëve miniaturë dhe njësive elektronike për përpunimin e sinjaleve të tyre. Kombinimi i moduleve të makinës me këta elementë çoi në shfaqjen e moduleve të lëvizjes mekatronike, përbërja e të cilave korrespondon plotësisht me përcaktimin e mësipërm, kur arrihet integrimi i tre pajisjeve me natyrë të ndryshme fizike: mekanike, elektrike dhe elektronike. Mbi bazën e moduleve mekatronike të kësaj klase janë krijuar makina me fuqi të kontrolluar (turbina dhe gjeneratorë), vegla makinerish dhe robotë industrialë me kontroll numerik.

Zhvillimi i gjeneratës së tretë të sistemeve mekatronike është për shkak të shfaqjes në treg të mikroprocesorëve dhe kontrolluesve relativisht të lirë të bazuar në to dhe ka për qëllim intelektualizimin e të gjitha proceseve që ndodhin në sistemin mekatronik, kryesisht procesin e kontrollit të lëvizjeve funksionale të makinave dhe kuvendet. Në të njëjtën kohë, zhvillimi i parimeve dhe teknologjive të reja për prodhimin e njësive mekanike me precizion të lartë dhe kompakt, si dhe lloje të reja të motorëve elektrikë (kryesisht pa furça dhe linearë me çift rrotullues të lartë), sensorë të reagimit dhe informacionit. Sinteza e teknologjive të reja shkencore me precizion, informacion dhe matje ofron bazën për projektimin dhe prodhimin e moduleve dhe sistemeve inteligjente mekatronike.

Në të ardhmen, makinat dhe sistemet mekatronike do të kombinohen dhe komplekset mekatronike do të bazohen në platforma të përbashkëta integrimi. Qëllimi i krijimit të komplekseve të tilla është të arrihet një kombinim i produktivitetit të lartë dhe në të njëjtën kohë fleksibiliteti i mjedisit teknik dhe teknologjik për shkak të mundësisë së rikonfigurimit të tij, i cili do të sigurojë konkurrencë dhe cilësi të lartë të produkteve.

Ndërmarrjet moderne që fillojnë zhvillimin dhe prodhimin e produkteve mekatronike duhet të zgjidhin detyrat kryesore të mëposhtme në këtë drejtim:

Integrimi strukturor i departamenteve të profileve mekanike, elektronike dhe të informacionit (të cilat, si rregull, funksiononin në mënyrë autonome dhe veçmas) në ekipe të unifikuara të projektimit dhe prodhimit;

Trajnimi i inxhinierëve dhe menaxherëve "të orientuar drejt mekatronikës", të aftë për integrimin e sistemit dhe menaxhimin e punës së specialistëve shumë të specializuar të kualifikimeve të ndryshme;

Integrimi i teknologjive të informacionit nga fusha të ndryshme shkencore dhe teknike (mekanikë, elektronikë, kontroll kompjuterik) në një vegël të vetme për mbështetjen kompjuterike të detyrave mekatronike;

Standardizimi dhe unifikimi i të gjithë elementëve dhe proceseve të përdorura në projektimin dhe prodhimin e MS.

Zgjidhja e këtyre problemeve shpesh kërkon tejkalimin e traditave në menaxhim që janë zhvilluar në ndërmarrje dhe ambicieve të menaxherëve të mesëm, të cilët janë mësuar të zgjidhin vetëm detyrat e tyre të profilit të ngushtë. Kjo është arsyeja pse ndërmarrjet e mesme dhe të vogla, të cilat mund të ndryshojnë lehtësisht dhe në mënyrë fleksibël strukturën e tyre, janë më të përgatitura për kalimin në prodhimin e produkteve mekatronike.

Modulet mekatronike përdoren gjithnjë e më shumë në sisteme të ndryshme transporti.

Konkurrenca e ashpër në tregun e automobilave i detyron specialistët e kësaj fushe të kërkojnë teknologji të reja të avancuara. Sot, një nga sfidat kryesore për zhvilluesit është krijimi i pajisjeve elektronike "të zgjuara" që mund të zvogëlojnë numrin e aksidenteve në trafikun rrugor (RTA). Rezultati i punës në këtë fushë ishte krijimi i një sistemi të integruar të sigurisë së automjeteve (SCBA), i cili është në gjendje të ruajë automatikisht një distancë të caktuar, të ndalojë makinën në një semafor të kuq, të paralajmërojë shoferin se ai po kalon një kthesë në një shpejtësi më e lartë se sa lejohet nga ligjet e fizikës. Madje janë zhvilluar edhe sensorë goditjeje me një pajisje sinjalizimi radio, të cilët, kur makina godet një pengesë ose përplasje, thërret një ambulancë.

Të gjitha këto pajisje elektronike për parandalimin e aksidenteve ndahen në dy kategori. E para përfshin pajisje në makinë që funksionojnë në mënyrë të pavarur nga çdo sinjal nga burime të jashtme informacioni (makina të tjera, infrastruktura). Ata përpunojnë informacionin nga një radar ajror (radar). Kategoria e dytë janë sistemet, funksionimi i të cilave bazohet në të dhënat e marra nga burimet e informacionit të vendosura pranë rrugës, në veçanti nga fenerët, të cilët mbledhin informacion për situatën e trafikut dhe e transmetojnë atë nëpërmjet rrezeve infra të kuqe te makinat që kalojnë.

SKBA ka bashkuar një gjeneratë të re të pajisjeve të mësipërme. Ai merr sinjale radari dhe rreze infra të kuqe të fenerëve "të menduarit", dhe përveç funksioneve bazë siguron lëvizje pa ndalesë dhe të qetë për shoferin në kryqëzimet e parregulluara të rrugëve dhe rrugëve, kufizon shpejtësinë e lëvizjes në kthesa dhe në zonat e banuara. jashtë kufijve të përcaktuar të shpejtësisë. Ashtu si të gjitha sistemet autonome, SKBA kërkon që automjeti të jetë i pajisur me sisteme frenimi kundër bllokimit (ABS) dhe një transmetim automatik.

SKBA përfshin një matës rreze lazer që mat vazhdimisht distancën midis automjetit dhe çdo pengese gjatë rrugës - në lëvizje ose të palëvizshme. Nëse një përplasje ka të ngjarë dhe drejtuesi nuk ngadalëson, mikroprocesori jep komandën për të lehtësuar presionin në pedalin e gazit dhe për të vendosur frenat. Një ekran i vogël në panelin e kontrollit pulson me një paralajmërim rreziku. Me kërkesë të shoferit, kompjuteri në bord mund të vendosë një distancë të sigurt në varësi të sipërfaqes së rrugës - e lagësht ose e thatë.

SKBA është në gjendje të drejtojë një makinë, duke u fokusuar në vijat e bardha të shenjave të sipërfaqes së rrugës. Por për këtë është e nevojshme që ato të jenë të qarta, pasi ato "lexohen" vazhdimisht nga videokamera në bord. Përpunimi i imazhit më pas përcakton pozicionin e makinës në lidhje me linjat, dhe sistemi elektronik vepron në drejtimin e duhur.

Marrësit infra të kuqe në bord SKBA funksionojnë në prani të transmetuesve të vendosur në intervale të rregullta përgjatë karrexhatës. Rrezet përhapen në një vijë të drejtë dhe në një distancë të shkurtër (deri në rreth 120 m), dhe të dhënat e transmetuara nga sinjalet e koduara nuk mund të mbyten dhe as të shtrembërohen.

Oriz. 3.1 Sistemi i integruar i sigurisë së automjetit: 1 - marrës infra të kuqe; 2 - sensori i motit (shiu, lagështia); 3 - ngasja e valvulës së mbytjes së sistemit të furnizimit me energji elektrike; 4 - kompjuter; 5 - valvula solenoide ndihmëse në makinën e frenave; 6 - ABS; 7 - gjetës i rrezes; 8 - transmetim automatik; 9 - sensori i shpejtësisë së automjetit; 10 - valvula solenoide ndihmëse për drejtimin; 11 - sensori i përshpejtuesit; 12 - sensori i drejtimit; 13 - tabela e sinjalit; 14 - kompjuter vizion elektronik; 15 - kamera televizive; 16 - ekran.

Në fig. 3.2 paraqet sensorin e motit të kompanisë " Boch ". Në varësi të modelit, brenda vendosen një LED infra të kuqe dhe një deri në tre fotodetektorë. LED lëshon një rreze të padukshme në një kënd të mprehtë në sipërfaqen e xhamit të përparmë. Nëse jashtë është e thatë, e gjithë drita reflektohet prapa dhe godet fotodetektorin (kështu është projektuar sistemi optik). Meqenëse rrezja modulohet nga pulset, sensori nuk do të reagojë ndaj dritës së jashtme. Por nëse ka pika ose një shtresë uji në xhami, kushtet e thyerjes ndryshojnë dhe një pjesë e dritës shkon në hapësirë. Kjo zbulohet nga një sensor dhe kontrolluesi llogarit mënyrën e duhur të fshirësit. Gjatë rrugës, kjo pajisje mund të mbyllë çatinë elektrike në çati, të ngrejë xhamin. Sensori ka edhe 2 fotodetektorë të tjerë, të cilët janë të integruar në një strehim të përbashkët me një sensor moti. E para është krijuar për të ndezur automatikisht fenerët kur errësohet ose makina hyn në tunel. E dyta, ndërron dritën "e lartë" dhe "të ulët". Nëse këto veçori janë të aktivizuara varet nga modeli specifik i automjetit.

Figura 3.2 Si funksionon sensori i motit

Sistemet e frenimit kundër bllokimit (ABS),komponentët e tij të nevojshëm janë sensorë të shpejtësisë së rrotave, një procesor elektronik (njësi kontrolli), valvola servo, një pompë hidraulike me lëvizje elektrike dhe një akumulator presioni. Disa ABS të hershëm ishin "tre-kanalësh", d.m.th. kontrolloi frenat e përparme individualisht, por lëshoi ​​plotësisht të gjitha frenat e pasme kur ndonjë nga rrotat e pasme filloi të bllokohej. Kjo kurseu një sasi të kostos dhe kompleksitetit të dizajnit, por rezultoi në efikasitet më të ulët sesa një sistem i plotë me katër kanale në të cilin çdo frenim kontrollohet individualisht.

ABS ka shumë të përbashkëta me sistemin e kontrollit të tërheqjes (PBS), veprimi i të cilit mund të konsiderohet si "ABS i kundërt", pasi PBS funksionon në parimin e zbulimit të momentit kur njëra nga rrotat fillon të rrotullohet shpejt në krahasim me tjetrën. (momenti kur fillon rrëshqitja) dhe duke dhënë një sinjal për të ngadalësuar këtë rrotë. Sensorët e shpejtësisë së rrotave mund të ndahen, dhe për këtë arsye mënyra më efektive për të parandaluar rrotullimin e rrotës lëvizëse duke ulur shpejtësinë e saj është të aplikoni veprim të menjëhershëm (dhe, nëse është e nevojshme, i përsëritur) i frenimit, pulset e frenimit mund të merren nga blloku i valvulës ABS. Në fakt, nëse ABS është i pranishëm, kjo është gjithçka që kërkohet për të siguruar një RBM - plus disa softuer shtesë dhe një njësi kontrolli shtesë për të reduktuar çift rrotullimin e motorit ose futjen e karburantit sipas nevojës, ose për të ndërhyrë drejtpërdrejt në sistemin e kontrollit të pedalit të mbytjes. .

Në fig. 3.3 tregon një diagram të sistemit elektronik të furnizimit me energji elektrike të makinës: 1 - stafetë e ndezjes; 2 - kaloni qendror; 3 - bateri ruajtëse; 4 - një neutralizues i gazit të shkarkimit; 5 - sensori i oksigjenit; 6 - filtri i ajrit; 7 - sensori i rrjedhës së ajrit në masë; 8 - blloku i diagnostikimit; 9 - rregullatori i shpejtësisë së punës; 10 - sensori i pozicionit të mbytjes; 11 - tub mbyt; 12 - moduli i ndezjes; 13 - sensor fazor; 14 - hundë; 15 - rregullatori i presionit të karburantit; 16 - sensori i temperaturës së ftohësit; 17 - qiri; 18 - sensori i pozicionit të boshtit të gungës; 19 - sensor trokitjeje; 20 - filtri i karburantit; 21 - kontrollues; 22 - sensor shpejtësie; 23 - pompë karburanti; 24 - stafetë për ndezjen e pompës së karburantit; 25 - rezervuari i gazit.

Oriz. 3.3 Diagrami i thjeshtuar i sistemit të injektimit

Një nga komponentët e SKBA është një airbag ( airbag ) (shih Fig. 3.4), elementët e së cilës ndodhen në pjesë të ndryshme të makinës. Sensorët inercialë të vendosur në parakolp, në bordin e motorit, në shtylla ose në zonën e mbështetëses së krahut (në varësi të modelit të makinës), në rast aksidenti, dërgojnë një sinjal në njësinë e kontrollit elektronik. Në shumicën moderne, sensorët e përparmë SKBA janë projektuar për forca të goditjes me shpejtësi 50 km / orë ose më shumë. Goditjet anësore shkaktohen në goditje më të dobëta. Nga njësia e kontrollit elektronik, sinjali rrjedh në modulin kryesor, i cili përbëhet nga një jastëk i vendosur në mënyrë kompakte i lidhur me një gjenerator gazi. Kjo e fundit është një tabletë me diametër rreth 10 cm dhe trashësi rreth 1 cm me një substancë kristalore që prodhon azot. Një impuls elektrik ndez një ndezës në "tabletë" ose shkrin një tel dhe kristalet kthehen në gaz me shpejtësinë e një shpërthimi. I gjithë procesi i përshkruar është shumë i shpejtë. Jastëku "mesatar" fryhet në 25 ms. Sipërfaqja e airbag standard evropian nxiton drejt gjoksit dhe fytyrës me një shpejtësi prej rreth 200 km / orë, dhe asaj amerikane - rreth 300. Prandaj, në makinat e pajisura me një airbag, prodhuesit këshillojnë fuqimisht të shtrëngohen dhe të mos ulen afër. tek timoni ose pulti. Në sistemet më "të avancuara", ka pajisje që identifikojnë praninë e një pasagjeri ose një ndenjëse për fëmijë dhe, në përputhje me rrethanat, ose fikin ose korrigjojnë shkallën e inflacionit.

Oriz. 3.4. Airbag i makinës:

1 - tensionues i rripit të sigurimit; 2 - airbag; 3 - airbag; për shoferin; 4 - njësia e kontrollit dhe sensori qendror; 5 - moduli ekzekutiv; 6 - sensorë inercialë

Përveç makinave konvencionale, shumë vëmendje i kushtohet krijimit të automjeteve të lehta (LTS) me një makinë elektrike (nganjëherë ato quhen jo tradicionale). Në këtë grup mjetesh bëjnë pjesë biçikletat elektrike, rrotullat, karriget me rrota, automjetet elektrike me burime autonome energjie. Zhvillimi i sistemeve të tilla mekatronike kryhet nga Qendra Shkencore dhe Inxhinierike "Mekatronics" në bashkëpunim me një sërë organizatash.

Pesha e motorit 4.7 kg,

Bateri e ringarkueshme 36V, 6 A * h,

Baza për krijimin e LTS janë modulet mekatronike të llojit "motor-rrota" të bazuara, si rregull, në motorë elektrikë me çift rrotullues të lartë. Tabela 3.1 tregon karakteristikat teknike të moduleve të lëvizjes mekatronike për automjetet e lehta. Tregu botëror i LTS tenton të zgjerohet dhe, sipas parashikimeve, kapaciteti i tij deri në vitin 2000 ishte 20 milionë njësi, ose në vlerë, 10 miliardë dollarë.

Tabela 3 .1

Transporti detar.MS përdoren gjithnjë e më shumë për të intensifikuar punën e ekuipazheve të anijeve detare dhe lumore të lidhura me automatizimin dhe mekanizimin e mjeteve kryesore teknike, të cilat përfshijnë termocentralin kryesor me sisteme shërbimi dhe mekanizma ndihmës, sistemin e energjisë elektrike, sistemet e përgjithshme të anijeve, pajisjet drejtuese dhe motorët.

Sistemet e integruara automatike për mbajtjen e një anijeje në një trajektore të caktuar (CPSS) ose një anije e destinuar për eksplorimin e Oqeanit Botëror në një linjë të caktuar profili (CPSS) janë sisteme që ofrojnë nivelin e tretë të automatizimit të kontrollit. Përdorimi i sistemeve të tilla lejon:

Të rrisë efikasitetin ekonomik të transportit detar duke zbatuar trajektoren më të mirë, lëvizjen e anijeve, duke marrë parasysh kushtet lundruese dhe hidrometeorologjike të lundrimit;

Për të rritur efikasitetin ekonomik të punës së kërkimit gjeologjik oqeanografik, hidrografik dhe detar duke rritur saktësinë e mbajtjes së anijes në një linjë të caktuar profili, duke zgjeruar gamën e shqetësimeve të valëve të erës, të cilat sigurojnë cilësinë e kërkuar të kontrollit dhe duke rritur shpejtësinë e funksionimit të anija;

Të zgjidhë problemet e zbatimit të trajektores optimale të anijes kur ajo divergon nga objektet e rrezikshme; për të përmirësuar sigurinë e lundrimit në afërsi të rreziqeve të lundrimit për shkak të kontrollit më të saktë të lëvizjes së anijes.
Sistemet e integruara automatike të kontrollit të lëvizjes sipas një programi të caktuar kërkimor gjeofizik (ASUD) janë krijuar për të sjellë automatikisht anijen në një linjë të caktuar profili, për të mbajtur automatikisht anijen gjeologjike dhe gjeofizike në linjën e profilit të hetuar, për të manovruar kur kalon nga një linjë profili në tjetrën. . Sistemi në shqyrtim bën të mundur përmirësimin e efikasitetit dhe cilësisë së kërkimeve gjeofizike detare.

Në kushtet e detit, është e pamundur të përdoren metoda konvencionale të eksplorimit paraprak (partia kërkimore ose fotografimi i detajuar ajror), prandaj metoda sizmike e kërkimit gjeofizik është bërë më e përhapura (Fig. 3.5). Një anije gjeofizike 1 tërheq në një litar kabllor 2 një armë pneumatike 3, e cila është një burim dridhjesh sizmike, një rrymë sizmike 4, mbi të cilën janë vendosur marrës të dridhjeve sizmike të reflektuara dhe një bojë fundore 5. Përcaktohen profilet e poshtme duke regjistruar intensitetin e vibrimeve sizmike të reflektuara nga shtresat kufitare 6 -raca të ndryshme.

Oriz. 3.5. Skema e kryerjes së rilevimeve gjeofizike.

Për të marrë informacion të besueshëm gjeofizik, anija duhet të mbahet në një pozicion të caktuar në lidhje me pjesën e poshtme (linja e profilit) me saktësi të lartë, pavarësisht shpejtësisë së ulët të lëvizjes (3-5 nyje) dhe pranisë së pajisjeve të tërhequra me gjatësi të konsiderueshme (lart deri në 3 km) me forcë të kufizuar mekanike.

Anjutz ka zhvilluar një MS të integruar, i cili siguron mbajtjen e anijes në një trajektore të caktuar. Në fig. 3.6 është një bllok diagram i këtij sistemi, i cili përfshin: xhirokompas 1; vonesa 2; instrumentet e sistemeve të lundrimit që përcaktojnë pozicionin e anijes (dy ose më shumë) 3; autopilot 4; mini-kompjuter 5 (5 a - ndërfaqja, 5 b - depo qendrore, 5 v - Njësia Qendrore përpunimit); lexues shiriti me grushta 6; plotter 7; ekrani 8; tastierë 9; pajisje drejtuese 10.

Me ndihmën e sistemit në shqyrtim, është e mundur që anija të sillet automatikisht në trajektoren e programuar, e cila vendoset nga operatori duke përdorur tastierën, e cila përcakton koordinatat gjeografike të pikave të kthesës. Në këtë sistem, pavarësisht nga informacioni që vjen nga çdo grup instrumentesh të kompleksit tradicional të navigimit të radios ose pajisjeve të komunikimit satelitor që përcaktojnë pozicionin e anijes, koordinatat e pozicionit të mundshëm të anijes llogariten nga të dhënat e lëshuara nga xhirobusull dhe log.

Oriz. 3.6. Bllok diagrami i një MS të integruar për mbajtjen e një anijeje në një trajektore të caktuar

Kontrolli i kursit duke përdorur sistemin në shqyrtim kryhet nga autopilot, hyrja e të cilit merr informacion për vlerën e kursit të dhënë ψ. pjesa e pasme gjeneruar nga minikompjuteri duke marrë parasysh gabimin në pozicionin e anijes. Sistemi është montuar në një panel kontrolli. Në pjesën e sipërme të saj ka një ekran me kontrolle për rregullimin e imazhit optimal. Më poshtë, në fushën e pjerrët të tastierës, është një autopilot me leva kontrolli. Në fushën horizontale të panelit të kontrollit ka një tastierë, me ndihmën e së cilës futen programet në mini-kompjuter. Këtu ndodhet gjithashtu një ndërprerës, me ndihmën e të cilit zgjidhet mënyra e kontrollit. Një mini-kompjuter dhe një ndërfaqe janë të vendosura në bodrumin e tastierës. Të gjitha pajisjet periferike vendosen në stenda speciale ose konzola të tjera. Sistemi në shqyrtim mund të funksionojë në tre mënyra: "Kurs", "Monitor" dhe "Program". Në modalitetin "Heading", kursi i paracaktuar mbahet duke përdorur autopilotin sipas leximeve të xhirobusullës. Modaliteti "Monitor" zgjidhet kur përgatitet kalimi në modalitetin "Program", kur ky modalitet ndërpritet ose kur ka përfunduar kalimi në këtë modalitet. Ata kalojnë në modalitetin "Kursi" kur zbulohen keqfunksionime të minikompjuterit, furnizimit me energji elektrike ose kompleksit të navigimit të radios. Në këtë mënyrë, piloti automatik funksionon në mënyrë të pavarur nga minikompjuteri. Në modalitetin "Programi", kursi kontrollohet sipas të dhënave të pajisjeve të navigimit radio (sensorët e pozicionit) ose një xhirobusull.

Mirëmbajtja e sistemit të kufizimit të anijes në ZT kryhet nga operatori nga tastiera. Zgjedhja e një grupi sensorë për përcaktimin e pozicionit të anijes bëhet nga operatori sipas rekomandimeve të paraqitura në ekranin e ekranit. Në fund të ekranit është një listë e të gjitha komandave të lejuara për këtë modalitet që mund të futen duke përdorur tastierën. Shtypja aksidentale e ndonjë çelësi të ndaluar bllokohet nga kompjuteri.

Teknologjia e aviacionit.Sukseset e arritura në zhvillimin e teknologjisë së aviacionit dhe hapësirës, ​​nga njëra anë, dhe nevoja për të ulur koston e operacioneve të synuara, nga ana tjetër, stimuluan zhvillimin e një lloji të ri të teknologjisë - avionët e pilotuar në distancë (RPV).

Në fig. 3.6 është një diagram bllok i sistemit të telekomandës së fluturimit RPV - HIMAT ... Komponenti kryesor i një sistemi pilotimi në distancë HIMAT është një pikë tokësore me telekomandë. Parametrat e fluturimit RPV merren në pikën tokësore nëpërmjet një linje komunikimi radio nga avioni, merren dhe deshifrohen nga stacioni i përpunimit të telemetrisë dhe transmetohen në pjesën tokësore të sistemit kompjuterik, si dhe në pajisjet e shfaqjes së informacionit në kontrollin tokësor. pikë. Përveç kësaj, një fotografi e pamjes së jashtme, e shfaqur me ndihmën e një kamere televizive, merret nga RPV. Imazhi televiziv i shfaqur në ekranin e stacionit të punës në tokë të një operatori njerëzor përdoret për të kontrolluar aeroplanin gjatë manovrave ajrore, afrimit dhe uljes vetë. Kabina e stacionit tokësor për telekomandë (stacioni i punës së operatorit) është i pajisur me instrumente që shfaqin informacione për fluturimin dhe gjendjen e pajisjeve komplekse RPV, si dhe mjete për kontrollin e avionit. Në veçanti, operatori njerëzor ka shkopinj dhe pedale të kontrollit të rrotullimit dhe hapit të avionit, si dhe shkopin e kontrollit të motorit. Në rast të dështimit të sistemit kryesor të kontrollit, komandat e sistemit të kontrollit lëshohen me anë të një konsole të veçantë komandash diskrete të operatorit RPV.

Oriz. 3.6 Sistemi i pilotimit në distancë RPV HIMAT:

1. transportues B-52; 2 - sistemi i kontrollit rezervë në aeroplan TF -104 G ; 3 - linjë telemetrike me tokën; 4 - RPV HIMAT ; 5 - linja të komunikimit telemetrik me RPV; 5 - stacion tokësor për pilotim në distancë

Matësit e shpejtësisë së tokës Doppler dhe këndit të lëvizjes (DPSS) përdoren si një sistem navigimi autonom që siguron llogaritje të vdekur. Një sistem i tillë navigimi përdoret në lidhje me një sistem të drejtimit që mat kursin me një sensor vertikal që gjeneron sinjale rrotullimi dhe hapi, dhe një kompjuter në bord që zbaton algoritmin e llogaritjes së vdekur. Së bashku, këto pajisje formojnë një sistem navigimi Doppler (shih Figurën 3.7). Për të rritur besueshmërinë dhe saktësinë e matjes së koordinatave aktuale të avionit, DISS mund të kombinohet me matës të shpejtësisë.

Oriz. 3.7 Diagrami i një sistemi navigimi Doppler

5. Automjetet mekatronike

Modulet mekatronike përdoren gjithnjë e më shumë në sisteme të ndryshme transporti. Në këtë manual, ne do të kufizohemi në një analizë të shkurtër të vetëm automjeteve të lehta (LTS) me një makinë elektrike (nganjëherë ato quhen jo tradicionale). Ky grup automjetesh, i ri për industrinë vendase, përfshin biçikleta elektrike, rrotulla, karrige me rrota dhe automjete elektrike me burime autonome energjie.

LTS janë një alternativë për transportin me motorë me djegie të brendshme dhe aktualisht përdoren në zona ekologjikisht të pastra (përmirësuese të shëndetit, komplekse turistike, ekspozitash, parku), si dhe në objekte tregtare dhe magazinimi. Konsideroni karakteristikat teknike të një biçiklete elektrike prototip:

Shpejtësia maksimale 20 km/h,

Fuqia e vlerësuar e makinës 160 W,

Shpejtësia e vlerësuar 160 rpm,

Çift rrotullues maksimal 18 Nm,

Pesha e motorit 4.7 kg,

Bateri e ringarkueshme 36V, 6 А"h,

Duke ecur në mënyrë autonome 20 km.

Baza për krijimin e LTS janë modulet mekatronike të llojit "motor-rrota" të bazuara, si rregull, në motorë elektrikë me çift rrotullues të lartë. Tabela 3 tregon karakteristikat teknike të moduleve të lëvizjes mekatronike për automjetet e lehta.

Tregu botëror i LTS tenton të zgjerohet dhe, sipas parashikimeve, kapaciteti i tij deri në vitin 2000 do të arrijë në 20 milionë njësi, ose në vlerë, 10 miliardë dollarë.

Vëllimi i prodhimit botëror të pajisjeve mekatronike po rritet çdo vit, duke mbuluar gjithnjë e më shumë zona të reja. Sot modulet dhe sistemet mekatronike përdoren gjerësisht në fushat e mëposhtme:

Makineri dhe pajisje për automatizimin e teknologjisë

proceset;

Robotikë (industriale dhe speciale);

Aviacion, hapësirë ​​dhe pajisje ushtarake;

Automobilistikë (p.sh. sistemet e frenimit kundër bllokimit,

stabilizimi i lëvizjes së automjetit dhe sistemet automatike të parkimit);

Automjete jo tradicionale (e-biçikleta, mallra

karroca, rrotulla elektrike, karrige me rrota);

Pajisjet e zyrës (për shembull, fotokopjues dhe faks);

Elementet e teknologjisë informatike (për shembull, printera, plotter,

disketë);

Pajisje mjekësore (rehabilituese, klinike, shërbimi);

Pajisjet shtëpiake (larëse, qepëse, pjatalarëse dhe makina të tjera);

Mikromakinat (për mjekësi, bioteknologji,

telekomunikacioni);

Pajisjet dhe makinat e kontrollit dhe matjes;

pajisje për foto dhe video;

Simulatorë për trajnimin e pilotëve dhe operatorëve;

Industria e shfaqjes (sistemet e zërit dhe ndriçimit).

LISTA E REFERENCAVE

1.
Yu. V. Poduraev "Bazat e Mekatronikës". Moskë - 2000. 104 s.

2.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Mechatronics

3.
http://mau.ejournal.ru/

4.
http://mechatronica-journal.stankin.ru/

Analiza e strukturës së sistemeve mekatronike të moduleve mekatronike

Tutorial

Në disiplinën "Projektimi i sistemeve mekatronike"

në specialitetin 220401.65

"Mekatronika"

g. Togliatti 2010

Krasnov S.V., Lysenko I.V. Projektimi i sistemeve mekatronike. Pjesa 2. Projektimi i moduleve elektromekanike të sistemeve mekatronike

Shënim. Teksti shkollor përfshin informacione për përbërjen e sistemit mekatronik, vendin e moduleve elektromekatronike në sistemet mekatronike, strukturën e moduleve elektromekatronike, llojet dhe veçoritë e tyre, përfshin fazat dhe metodat e projektimit të sistemeve mekatronike. kriteret për llogaritjen e karakteristikave të ngarkesës së moduleve, kriteret për zgjedhjen e disqeve, etj.

1 Analiza e strukturës së sistemeve mekatronike të moduleve mekatronike 5

1.1 Analiza e strukturës së sistemit mekatronik 5

1.2 Analiza e pajisjeve të disqeve të modulit mekatronik 12

1.3 Analiza dhe klasifikimi i motorëve elektrikë 15

1.4 Analiza e strukturës së sistemeve të kontrollit të ngasjes 20

1.5 Teknologjitë e formimit të një sinjali kontrolli. Modulimi PWM dhe rregullimi PID 28

1.6 Analiza e disqeve dhe sistemeve të kontrollit numerik të makinerisë 33

1.7 Konvertuesit mekanikë të fuqisë dhe daljes së disqeve të moduleve mekatronike 39

1.8 Sensorët e reagimit të disqeve të modulit mekatronik 44

2 Konceptet dhe metodologjitë bazë për projektimin e sistemeve mekatronike (MS) 48

2.1 Parimet bazë të projektimit për sistemet mekatronike 48

2.2 Përshkrimi i fazave të projektimit të MS 60

2.3 Prodhimi (zbatimi) i MS 79

2.4 Testimi i MS 79

2.5 Vlerësimi i cilësisë së MS 83

2.6 Dokumentacioni për MS 86

2.7 Efikasiteti ekonomik i MS 87

2.8 Zhvillimi i masave për të siguruar kushte të sigurta pune me module elektromekanike 88

3. Metodat për llogaritjen e parametrave dhe projektimin e moduleve mekatronike 91

3.1 Modelimi funksional i procesit të projektimit të modulit mekatronik 91

3.2 Hapat për projektimin e një moduli mekatronik 91

3.3 Analiza e kritereve të përzgjedhjes për motorët e sistemeve mekatronike 91

3.4 Analiza e aparatit bazë matematikor për llogaritjen e disqeve 98

3.5 Llogaritja e fuqisë së kërkuar dhe përzgjedhja e furnizimeve ED 101

3.6 Kontrollimi i një motori DC nga pozicioni 110

3.7 Përshkrimi i zgjidhjeve moderne harduerike dhe softuerike për kontrollin e elementeve ekzekutive të veglave të makinerisë 121

Lista e burimeve dhe literaturës 135

Mekatronics po studion kombinimin sinergjik të njësive të mekanikës precize me komponentë elektronikë, elektrikë dhe kompjuterikë për të projektuar dhe prodhuar module, sisteme, makineri dhe një kompleks makinerish të reja cilësore me kontroll inteligjent të lëvizjeve të tyre funksionale.

Sistemi mekatronik - një grup modulesh mekatronike (bërthamë kompjuteri, pajisje informacioni-sensorë, elektromekanikë (motorikë), mekanikë (elemente ekzekutive - hapëse, krahë robotësh, etj.), softuer (veçanërisht - programe kontrolli, sistem - sisteme operative dhe mjedise , shoferë).

Moduli mekatronik - një njësi e veçantë e sistemit mekatronik, një grup harduerësh dhe softuerësh që lëvizin një ose më shumë organe ekzekutive.

Elementet e integruara mekatronike zgjidhen nga zhvilluesi në fazën e projektimit, dhe më pas sigurohet mbështetja e nevojshme inxhinierike dhe teknologjike.

Baza metodologjike për zhvillimin e MS janë metodat e projektimit paralel, domethënë, të njëkohshme dhe të ndërlidhura në sintezën e të gjithë përbërësve të sistemit. Objektet bazë janë module mekatronike që kryejnë lëvizje, si rregull, përgjatë një koordinate. Në sistemet mekatronike, për të siguruar një cilësi të lartë të zbatimit të lëvizjeve komplekse dhe precize, përdoren metoda të kontrollit inteligjent (ide të reja në teorinë e kontrollit, kompjuterë modernë).

Përbërësit kryesorë të një makinerie tradicionale mekatronike janë:

Pajisjet mekanike, lidhja përfundimtare e të cilave është trupi i punës;

Njësia lëvizëse duke përfshirë konvertuesit e fuqisë dhe motorët e fuqisë;

Pajisjet e kontrollit kompjuterik, niveli për të cilin është një operator njerëzor, ose një kompjuter tjetër i përfshirë në një rrjet kompjuterik;

Pajisjet sensore të dizajnuara për të transmetuar informacion në lidhje me gjendjen aktuale të blloqeve të makinës dhe lëvizjen e sistemit mekatronik në pajisjen e kontrollit.

Pra, prania e tre pjesëve të detyrueshme: elektromekanike, elektronike, kompjuterike, të lidhura me energji dhe flukse informacioni është tipari kryesor që dallon një sistem mekatronik.

Pra, për zbatimin fizik të sistemit mekatronik, teorikisht kërkohen 4 blloqe funksionale kryesore, të cilat janë paraqitur në figurën 1.1.

Figura 1.1 - Blloku i sistemit mekatronik

Nëse funksionimi bazohet në procese hidraulike, pneumatike ose të kombinuara, atëherë kërkohen konvertues të përshtatshëm dhe sensorë reagimi.

Mekatronika është një disiplinë shkencore dhe teknike që studion ndërtimin e një gjenerate të re të sistemeve elektromekanike me cilësi thelbësisht të reja dhe, shpesh, parametra rekord. Në mënyrë tipike, një sistem mekatronik është një kombinim i komponentëve elektromekanikë të duhur me elektronikën më të fundit të fuqisë, të cilat kontrollohen nga mikrokontrollues të ndryshëm, PC ose pajisje të tjera kompjuterike. Në të njëjtën kohë, sistemi në një qasje vërtet mekatronike, pavarësisht përdorimit të komponentëve standardë, është ndërtuar sa më monolit që të jetë e mundur, projektuesit përpiqen të kombinojnë të gjitha pjesët e sistemit së bashku pa përdorur ndërfaqe të panevojshme midis moduleve. Në veçanti, përdorimi i ADC-ve të integruara drejtpërdrejt në mikrokontrolluesit, konvertuesit inteligjentë të fuqisë, etj. Kjo jep një reduktim të peshës dhe dimensioneve, një rritje të besueshmërisë së sistemit dhe avantazhe të tjera. Çdo sistem që kontrollon një grup disqet mund të konsiderohet mekatronik. Në veçanti, nëse ajo kontrollon një grup motorësh reaktivë të anijeve kozmike.

Figura 1.2 - Përbërja e sistemit mekatronik

Ndonjëherë sistemi përmban njësi që janë thelbësisht të reja nga pikëpamja e projektimit, siç janë pezullimet elektromagnetike, të cilat zëvendësojnë njësitë konvencionale mbajtëse.

Konsideroni strukturën e përgjithësuar të kompjuterëve me kontroll kompjuterik, të fokusuar në detyrat e inxhinierisë mekanike të automatizuar.

Mjedisi i jashtëm për makineritë e kësaj klase është mjedisi teknologjik, i cili përmban pajisje të ndryshme kryesore dhe ndihmëse, pajisje teknologjike dhe objekte pune. Kur sistemi mekatronik kryen një lëvizje të caktuar funksionale, objektet e punës kanë një efekt shqetësues në trupin e punës. Shembuj të veprimeve të tilla janë forcat prerëse për operacionet e përpunimit, forcat e kontaktit dhe momentet e forcave gjatë montimit dhe forca e reagimit të një rryme të lëngshme gjatë një operacioni prerjeje hidraulike.

Mjediset e jashtme mund të ndahen gjerësisht në dy klasa kryesore: deterministe dhe jo-përcaktuese. Mjediset përcaktuese përfshijnë mjedise për të cilat parametrat e ndikimeve shqetësuese dhe karakteristikat e objekteve të punës mund të paracaktohen me shkallën e saktësisë që kërkohet për projektimin e një MS. Disa mjedise janë të natyrës jo-përcaktuese (për shembull, mjediset ekstreme: nënujore, nëntokësore, etj.). Karakteristikat e mjediseve teknologjike zakonisht mund të përcaktohen duke përdorur studime analitike dhe eksperimentale dhe metoda të modelimit kompjuterik. Për shembull, për të vlerësuar forcat prerëse gjatë përpunimit, kryhen një seri eksperimentesh në instalime speciale kërkimore, parametrat e efekteve të dridhjeve maten në stendat e dridhjeve, të ndjekura nga formimi i modeleve matematikore dhe kompjuterike të efekteve shqetësuese bazuar në të dhënat eksperimentale. .

Megjithatë, organizimi dhe kryerja e studimeve të tilla shpesh kërkon pajisje dhe teknologji matëse shumë komplekse dhe të shtrenjta. Pra, për një vlerësim paraprak të efekteve të forcës në trupin e punës gjatë funksionimit të heqjes robotike flash nga produktet e derdhura, është e nevojshme të matet forma dhe dimensionet aktuale të secilës pjesë të punës.

Figura 1.3 - Diagrami i përgjithësuar i një sistemi mekatronik me kontroll të lëvizjes kompjuterike

Në raste të tilla, këshillohet të aplikohen metodat e kontrollit adaptiv, të cilat bëjnë të mundur korrigjimin automatik të ligjit të lëvizjes së MS direkt gjatë operacionit.

Struktura e një makinerie tradicionale përfshin përbërësit kryesorë të mëposhtëm: një pajisje mekanike, lidhja përfundimtare e së cilës është trupi i punës; bllok disqet, duke përfshirë konvertuesit e fuqisë dhe motorët ekzekutivë; një pajisje kontrolli kompjuteri, niveli i sipërm për të cilin është një operator njerëzor, ose një kompjuter tjetër i përfshirë në një rrjet kompjuterik; sensorë të krijuar për të transmetuar informacion në pajisjen e kontrollit në lidhje me gjendjen aktuale të blloqeve të makinës dhe lëvizjen e MS.

Pra, prania e tre pjesëve të detyrueshme - mekanike (më saktë elektromekanike), elektronike dhe kompjuterike, të lidhura me energji dhe flukse informacioni, është tipari kryesor që dallon sistemet mekatronike.

Pjesa elektromekanike përfshin lidhjet dhe transmetimet mekanike, një trup pune, motorë elektrikë, sensorë dhe elementë elektrikë shtesë (frenat, tufat). Pajisja mekanike është projektuar për të kthyer lëvizjet e lidhjeve në lëvizjen e kërkuar të trupit të punës. Pjesa elektronike përbëhet nga pajisjet mikroelektronike, konvertuesit e fuqisë dhe elektronika e qarqeve matëse. Sensorët janë krijuar për të mbledhur të dhëna për gjendjen aktuale të mjedisit të jashtëm dhe objektet e punës, pajisjen mekanike dhe njësinë e makinës me përpunimin primar të mëvonshëm dhe transferimin e këtij informacioni në një pajisje kontrolli kompjuterik (UCU). UCU e një sistemi mekatronik zakonisht përfshin një kompjuter të nivelit të lartë dhe kontrollues lëvizjeje.

Pajisja e kontrollit kompjuterik kryen funksionet kryesore të mëposhtme:

Kontrolli i procesit të lëvizjes mekanike të një moduli mekatronik ose sistemi shumëdimensional në kohë reale me përpunimin e informacionit ndijor;

Organizimi i kontrollit të lëvizjeve funksionale të MS, i cili përfshin koordinimin e kontrollit të lëvizjes mekanike të MS dhe proceseve të jashtme të lidhura me to. Si rregull, hyrjet / daljet diskrete të pajisjes përdoren për të zbatuar funksionin e kontrollit të proceseve të jashtme;

Ndërveprimi me një operator njerëzor përmes një ndërfaqeje njeri-makinë në mënyrat e programimit offline (off-line) dhe drejtpërdrejt gjatë lëvizjes së MS (modaliteti on-line);

Organizimi i shkëmbimit të të dhënave me pajisje periferike, sensorë dhe pajisje të tjera të sistemit.

Detyra e sistemit mekatronik është të transformojë informacionin hyrës nga niveli i sipërm i kontrollit në një lëvizje mekanike të qëllimshme me kontroll të bazuar në parimin e reagimit. Është karakteristikë që energjia elektrike (më rrallë hidraulike ose pneumatike) përdoret në sistemet moderne si një formë energjie e ndërmjetme.

Thelbi i qasjes mekatronike ndaj dizajnit është integrimi në një modul të vetëm funksional të dy ose më shumë elementeve, ndoshta edhe të natyrës fizike të ndryshme. Me fjalë të tjera, në fazën e projektimit, të paktën një ndërfaqe përjashtohet nga struktura tradicionale e makinës si një pajisje e veçantë, duke ruajtur thelbin fizik të transformimit të kryer nga ky modul.

Në mënyrë ideale për përdoruesin, moduli mekatronik, pasi ka marrë informacion në lidhje me qëllimin e kontrollit në hyrje, do të kryejë lëvizjen funksionale të specifikuar me treguesit e cilësisë së dëshiruar. Kombinimi i elementeve harduerike në module të vetme strukturore duhet të shoqërohet me zhvillimin e softuerit të integruar. Softueri MS duhet të sigurojë një kalim të drejtpërdrejtë nga dizajni i sistemit përmes modelimit të tij matematikor në kontrollin e lëvizjes funksionale në kohë reale.

Përdorimi i qasjes mekatronike në krijimin e makinave të kontrolluara nga kompjuteri përcakton avantazhet e tyre kryesore ndaj mjeteve tradicionale të automatizimit:

Kosto relativisht e ulët për shkak të një shkalle të lartë integrimi, unifikimi dhe standardizimi të të gjithë elementëve dhe ndërfaqeve;

Cilësi e lartë e zbatimit të lëvizjeve komplekse dhe precize për shkak të përdorimit të metodave inteligjente të kontrollit;

Besueshmëri e lartë, qëndrueshmëri dhe imunitet ndaj zhurmës;

Kompaktësia konstruktive e moduleve (deri në miniaturë në mikromakina),

Përmirësimi i peshës, madhësisë dhe karakteristikave dinamike të makinave për shkak të thjeshtimit të zinxhirëve kinematikë;

Aftësia për të integruar module funksionale në sisteme dhe komplekse komplekse për detyra specifike të klientit.

Klasifikimi i aktivizuesve të sistemit mekatronik është paraqitur në figurën 1.4.

Figura 1.4 - Klasifikimi i disqeve të sistemit mekatronik

Figura 1.5 tregon një diagram skematik të një njësie elektromekatronike të bazuar në një makinë.

Figura 1.5 - Diagrami i njësisë elektromekatronike

Në fusha të ndryshme të teknologjisë, disqet përdoren gjerësisht që kryejnë funksione fuqie në sistemet e kontrollit për objekte të ndryshme. Automatizimi i proceseve teknologjike dhe industrive, në veçanti, në inxhinieri mekanike, është i pamundur pa përdorimin e disqeve të ndryshme, të cilat përfshijnë: aktivizuesit e përcaktuar nga procesi teknologjik, motorët dhe sistemi i kontrollit të motorit. Në disqet e sistemeve të kontrollit MC (makinat teknologjike, makinat automatike MA, PR, etj.), Përdoren motorë ekzekutivë që ndryshojnë ndjeshëm në efektet fizike. Realizimi i efekteve të tilla fizike si magnetizmi (motorët elektrikë), graviteti në formën e shndërrimit të rrjedhave hidraulike dhe të ajrit në lëvizje mekanike, zgjerimi i mediumit (motorë me djegie të brendshme, avion, avull, etj.); elektroliza (motorët kapacitiv), së bashku me përparimet më të fundit në teknologjinë e mikroprocesorit, bën të mundur krijimin e sistemeve moderne të drejtimit (PS) me karakteristika teknike të përmirësuara. Lidhja e parametrave të fuqisë së makinës (çift rrotullues, forca) me parametrat kinematikë (shpejtësia këndore e boshtit të daljes, shpejtësia e lëvizjes lineare të shufrës IM) përcaktohet nga karakteristikat mekanike të elektrike, hidraulike, pneumatike dhe të tjera. drejton, në tërësi ose veçmas, zgjidhjen e problemeve të lëvizjes (punë, boshe) të pjesës mekanike të MS (pajisje teknologjike). Në këtë rast, nëse kërkohet rregullimi i parametrave të daljes së makinës (fuqia, shpejtësia, energjia), atëherë karakteristikat mekanike të motorëve (ngasjeve) duhet të modifikohen siç duhet si rezultat i kontrollit të pajisjeve të kontrollit, për shembull, niveli i tensionit të furnizimit, rrymës, presionit, shpejtësisë së rrjedhjes së lëngut ose gazit.

Lehtësia e gjenerimit të lëvizjeve mekanike drejtpërdrejt nga energjia elektrike në sistemet e lëvizjes me një motor elektrik, d.m.th. në sistemet elektromekanike EMC, paracakton një sërë avantazhesh të një disku të tillë mbi disqet hidraulike dhe pneumatike. Aktualisht, motorët elektrikë DC dhe AC prodhohen nga prodhuesit nga të dhjetat e një vat në dhjetëra megavat, gjë që bën të mundur plotësimin e kërkesës për ta (për sa i përket fuqisë së kërkuar) si për përdorim në industri ashtu edhe për shumë lloje transporti. , në jetën e përditshme.

Makinat hidraulike MS (pajisje teknologjike dhe PR) në krahasim me disqet elektrike, përdoren gjerësisht në transport, miniera, ndërtim, rrugë, pista, bonifikimin e tokës dhe makina bujqësore, mekanizma ngritës dhe transportues, avionë dhe automjete nënujore. Ata kanë një avantazh të rëndësishëm ndaj makinës elektromekanike ku kërkohen ngarkesa të konsiderueshme pune me dimensione të vogla, për shembull, në sistemet e frenimit ose transmetimet automatike të makinave, teknologjinë raketore dhe hapësinore. Zbatueshmëria e gjerë e disqeve hidraulike është për faktin se tensioni i mjedisit të punës në to është shumë më i madh se tensioni i mjedisit të punës në motorët elektrikë dhe disqet pneumatike industriale. Në disqet reale hidraulike, tensioni i mediumit të punës në drejtim të transmetimit të lëvizjes është 6-100 MPa me kontroll fleksibël për shkak të rregullimit të rrjedhës së lëngut nga pajisjet hidraulike që kanë kontrolle të ndryshme, përfshirë ato elektronike. Kompaktësia dhe inercia e ulët e makinës hidraulike sigurojnë një ndryshim të lehtë dhe të shpejtë në drejtimin e lëvizjes MI, dhe përdorimi i pajisjeve të kontrollit elektronik siguron procese të pranueshme kalimtare dhe një stabilizim të caktuar të parametrave të daljes.

Për të automatizuar kontrollin e MS (pajisje të ndryshme teknologjike, makina automatike dhe PR), disqet pneumatike të bazuara në motorë pneumatikë përdoren gjithashtu gjerësisht për të zbatuar lëvizjet përkthimore dhe rrotulluese. Sidoqoftë, për shkak të ndryshimit të konsiderueshëm në vetitë e mjetit të punës së disqeve pneumatike dhe hidraulike, karakteristikat e tyre teknike ndryshojnë për shkak të kompresueshmërisë së konsiderueshme të gazeve në krahasim me ngjeshshmërinë e një lëngu që bie. Me një dizajn të thjeshtë, performancë të mirë ekonomike dhe besueshmëri të mjaftueshme, por me cilësi të ulëta rregulluese, disqet pneumatike nuk mund të përdoren në mënyrat pozicionale dhe konturore të funksionimit, gjë që redukton disi atraktivitetin e përdorimit të tyre në MS (sistemet teknike të automjetit).

Përcaktimi i llojit më të pranueshëm të energjisë në makinë me efikasitetin e mundshëm të arritshëm të përdorimit të tij gjatë funksionimit të teknologjisë ose pajisjeve për qëllime të tjera është një detyrë mjaft e ndërlikuar dhe mund të ketë disa zgjidhje. Para së gjithash, çdo makinë duhet të plotësojë qëllimin e tij të shërbimit, fuqinë e nevojshme dhe karakteristikat kinematike. Faktorët vendimtarë në arritjen e fuqisë së kërkuar dhe karakteristikave kinematike, treguesit ergonomikë të makinës së zhvilluar mund të jenë: shpejtësia e makinës, saktësia e pozicionimit dhe cilësia e kontrollit, kufizimet e peshës dhe dimensioneve të përgjithshme, vendndodhja e makinës në rregullimin e përgjithshëm të pajisjeve. Vendimi përfundimtar, me krahasueshmërinë e faktorëve përcaktues, merret bazuar në rezultatet e një krahasimi ekonomik të opsioneve të ndryshme për llojin e zgjedhur të makinës për sa i përket kostove të fillimit dhe funksionimit për projektimin, prodhimin dhe funksionimin e tij.

Tabela 1.1 - Klasifikimi i motorëve elektrikë