Мехатроника

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: навигация, поиск

Мехатро́ника — область науки и техники.

Содержание

[править] Введение в понятие «мехатроника»

Стандартное определение (1995):

«Мехатроника — это новая область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движением, которая базируется на знаниях в области механики, электроники и микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов».

Мехатроника является научно-технической дисциплиной, которая изучает построение электромеханических систем нового поколения, обладающих принципиально новыми качествами и, часто, рекордными параметрами.

Некоторые исследователи видят главную суть мехатроники в объединении, прежде всего, механики и электроники, в отличие от электромеханики, появившейся в свое время на стыке механики и электротехники.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с новейшей 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 ее надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов может считаться мехатронной. В частности, если она управляет группой реактивных двигателей космического аппарата.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как электромагнитные подвесы, заменяющие обычные подшипниковые узлы. К сожалению, такие подвесы дороги и сложны в управлении и в нашей стране применяются редко (на 2005 г.). 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.

Мехатронными модулями называют составляющие мехатронной системы. Такие модули могут объединять в одном корпусе несколько компонентов, например, двигатель, редуктор и датчики.

Исходное определение: «Technologies and developed products incorporating electronics into mechanisms, intimately and organically, and making it impossible to tell where one ends and the other begins».

Вообще, многие современные системы являются мехатронными или используют идеи мехатроники, поэтому постепенно мехатроника становится «наукой обо всём».

[править] Примеры мехатронных систем

Учебная мехатронная система: учебный робот SCORBOT-ER 4u обслуживает настольные станки с ЧПУ

За примерами мехатронных систем далеко ходить не надо: современные стиральные машины-автоматы, пылесосы, автомобили и т. п. Типичная мехатронная система — тормозная система автомобиля с АБС (антиблокировочной системой).

Персональный компьютер также является мехатронной системой: ЭВМ содержит массу мехатронных составляющих: жёсткие диски, CD-приводы, современные накопители на магнитных лентах.

В промышленности, кроме выше названных электромеханических подвесов, мехатронными системам являются все современные роботы, станки, роботы-станки, измерительные комплексы (в том числе гексаподы). Такие системы состоят из нескольких приводов, каждый из которых, в свою очередь, является мехатронной системой. В частности, несомненно мехатронная система типа «мотор-шпиндель» является частью мехатронного станка. Данная система позволяет повысить надёжность системы и уменьшить её массогабаритные показатели, так как исключает понижающие передачи и соединительные муфты из конструкции (масса и габариты могут даже увеличиться за счёт значительного увеличения требуемого момента двигателя, однако преимущества таких систем всё равно перекрывают недостатки).

[править] О термине

Термин состоит из двух частей — «меха», от слова механика, и «троника», от слова электроника. В СССР до возникновения термина «мехатроника» применялись приборы с названием «механотроны». Термин «мехатроника» введён японцем Тецуро Мориа (Tetsuro Moria), старшим инженером компании Yaskawa Electric, в 1969 году.

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.

Несмотря на наличие стандартного определения, мехатроника остаётся несколько спорным понятием. Часто этот термин употребляют в значении электромеханика, что является спорным, но допустимым.

[править] Подготовка специалистов в России

Список вузов России, выпускающих инженеров по специальности «Мехатроника» (220401).

[править] Литература

  • Мехатроника: Пер с япон./Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. — М.: Мир, 1988. - С. 318. — ISBN 5-03-000059-3
  • Введение в мехатронику: В 2 кн./Тугенгольд А. К., Богуславский И. В., Лукьянов Е. А., Герасимов В. А., Коротков О. Е., Носенков Д. А., Череватенко В. А. Под ред А. К. Тугенгольда. — 2-е изд., перераб и доп. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2002. - С. 162.
  • Карнаухов Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. - С. 320. — ISBN 5-222-08228-8
  • Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Конструирование мехатронных модулей. — М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. - С. 368.
  • Подураев Ю. В. Мехатроника. Основы, методы, применение. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Машиностроение, 2007. - С. 256. — ISBN 978-5-217-03388-1

[править] Ссылки

Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%85%D0%B0%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0»