Введение
Мехатроника – область науки и техники, основанная на системном объединении узлов точной механики, датчиков состояния внешней среды и самого объекта, источников энергии, исполнительных механизмов, усилителей, вычислительных устройств (ЭВМ и микропроцессоры). Мехатронная система – единый комплекс электромеханических, электрогидравлических, электронных элементов и средств вычислительной техники, между которыми осуществляется постоянный динамически меняющийся обмен энергией и информацией, объединенный общей системой автоматического управления, обладающей элементами искусственного интеллекта.
Робототехника – область науки и техники, ориентированная на создание роботов и робототехнических систем, построенных на базе мехатронных модулей (информационно-сенсорных, исполнительных и управляющих). Роботы и робототехнические системы предназначены для выполнения рабочих операций от микро до макро размерностей, в том числе с заменой человека на тяжелых, утомительных и опасных работах.
В дальнейшем будут рассмотрены и другие определения мехатроники и робототехники . В этих определениях особо подчеркивается интеграционная сущность мехатронных систем, в основу построения которых заложена идея глубокой взаимосвязи механических, электротехнических, электронных, компьютерных и информационно-измерительных компонентов, объединенных общей интеллектуальной системой управления. Все вышесказанное относится и к современной робототехнике. Поэтому наиболее распространенным графическим символом мехатроники стали три пересекающихся круга, помещен ные во внешнюю оболочку «производство» – «менеджмент» – «требования рынка» (рис. 1).
Рис. 1. Определение мехатронных систем
Лекция 1 Общие понятия о мехатронике и робототехнике
Термин «мехатроника» (Mechatronics) введен в 1969 г. японским инженером Тецуро Мори (фирма Yaskawa Electric) примени тельно к механическим системам с электронным управлением. Возникнув в результате второй электронной революции, мехатроника явилась ответом на запросы практики: появление и резкий подъем производства микропроцессоров и больших интегральных схем существенно расширило возможности электронных устройств управления и позволило при малых габаритах и высокой надежности придать им такие новые свойства, как функциональная гибкость и перестраиваемость в соответствии с требованиями к управляемому механическому процессу.
За время своего непродолжительного существования мехатроника проникла во все сферы человеческой деятельности, оформилась в приоритетное направление развития науки и техники, вошла в перечень «критических технологий», определяющих уровень производства, конкурентоспособность продукции, качество жизни, обороноспособность и безопасность государства. При этом наибольшее применение мехатронные системы находят в таких отраслях машинои приборостроения, как станкои автомобилестроение, робототехника и вычислительная техника, а также железнодорожная, авиакосмическая, медицинская, офисная, военная и бытовая техника .
В последние годы была предложена физическая трактовка мехатроники как «средство принятия решения по управлению функционированием физических систем» или как «компьютерное управление передачей физической энергии в управляемых технических системах» Эти определения предполагают тесную связь мехатроники с информатикой и компьютерной техникой для обработки информа ции и управления: информатика составляет ее теоретическую, а ком пьютерная техника – техническую составляющую.
Достарыңызбен бөлісу: |